灯泡贯流式机组水导轴承振动评估

【目的】对于采用扇形支撑结构的灯泡贯流式机组水导轴承,水平方向的结构刚度不足,造成振动值偏大,需要对水导轴承振动进行评估,确定合理的振动限值,保障机组的安全稳定。【方法】对同类型机组的振动情况进行统计分析,开展有限元计算、振动和动应力的真机测试,分析动应力和振动的相关性,对水导轴承结构疲劳特性进行评估。【结果】结果显示:水导轴承水平振动统计样本分布的中位数为131.6μm,根据标准要求取1.6倍中位数即200.0μm作为振动限值的参考值;通过对凌津滩电厂机组水导轴承有限元的分析和真机实测,水导轴承体最大静应力为33.8 MPa,远小于许用应力要求,试验工况下水导轴承最大水平振动峰峰值为91.0μm,扇形板最大动应力峰峰值为1.4 MPa。【结论】结果表明:灯泡贯流式机组水导轴承水平振动随机组有功功率的增加而增加,振动与动应力主要频率为机组转频和桨叶叶片倍频率,且振动幅值与动应力幅值具有良好的线性关系,可通过线性拟合预测振动幅值在200.0μm下的动应力。根据得到的极限动应力结合有限元分析所得到的静应力数值,通过S-N曲线可得到水导轴承支撑结构的疲劳寿命和损伤系数,结果表明其能够满足使用寿命周期要求。

灯泡贯流式水轮机机组大波动的转速控制

针对灯泡贯流式机组大波动时调节系统分段关闭的局限性,提出了实时控制策略,即通过关闭过程中实时的转速变化调整导叶与桨叶的开度及开关方向,使机组转速控制在合理状态,满足规范要求。在国内近百台贯流式机组上的应用表明,该方法十分可靠,可为类似水电站大波动时,转速控制策略不当而造成的各类事故处理提供借鉴。

基于CSABO-VMD和多策略改进的BOA-BP的水电机组故障诊断

针对灯泡贯流式水电机组缺乏故障诊断方法,采用转子故障平台模拟机组典型故障作为依据。结合混沌映射(Chaotic map)优化的减法平均器(SABO)优化变分模态分解(VMD)对原始数据进行分解。对得到的分量采用多尺度样本熵的计算,结果输入到多策略改进的蝴蝶优化算法(BOA)优化的BP神经网络中进行故障诊断和分类识别。结果表明,诊断结果为98.75%,明显优于未优化模型。该项研究可以对现有灯泡贯流式水电机组故障诊断方法进行有价值的补充。

不同采集水头对灯泡贯流式机组运行工况的影响分析

在保证电站安全稳定运行的基础上,对某电站1号机组开展基于毛水头、净水头的优化运行性能分析。通过对比低水头、高水头条件下的机组有功、协联关系、主要稳定性数据,从而评价机组在哪类设置水头具有更优的综合经济效益,以便后期指导机组开展水头采集优化的提质增效工作。

峡江水利枢纽9号机组主轴安装轴线调整技术

峡江水利枢纽水电站共安装9台大型灯泡贯流式水轮发电机组,其中由某厂家生产的5台该批机组主轴安装轴线调整采用内部调整轴系、外部调整定子和转轮联合调整技术,技术成熟可行,安装质量可靠,各机组安装投产发电均已9年以上,运行一直安全平稳。本文以9号机组安装为例对该技术进行介绍,可为类似工程参考、借鉴。

基于原型观测的厂顶溢流式水电站厂房结构振动特性研究

以某水电站灯泡贯流式机组的厂顶溢流布置型式为对象,利用原型观测数据结合有限元计算、小波包分析方法等,研究这种新型结构的厂房振动情况.首先,建立动力分析有限元模型,分析厂房结构的自振特性,并对可能振源进行共振校核;在此基础上,分析不同工况下机组振动和厂顶溢流对厂房结构的影响,并对振源特性与敏感结构相关性进行分析.结果表明:狭缝射流、转轮叶片振动以及协联关系不正确引起的振动与上、下游闸墩顺河向及侧盖板垂向振动可能存在共振问题;厂顶溢流产生的水流脉动对厂房及机组各向振动的影响微弱;机组振动为厂房振动的主要振源,这在水平顺河向的能量传递上表现得更为明显.

厂顶溢流式水电站振源特性研究

以某水电站灯泡贯流式机组厂顶溢流布置型式为对象,研究该新型结构的振源组成及对厂房结构影响。通过理论分析结合原型观测数据,对机组运行及泄流产生的厂房结构振动频率进行识别,确定其动荷载来源。分别统计厂房结构主要部位振动达峰值时不同频率所占比重,计算实测工况频带能量对总振动响应的贡献,分析分频振动随负荷的变化规律。结果表明:狭缝射流、转轮叶片振动与协联关系不正确引起的振动为主要振源。泄流诱发厂房振动微弱,对厂房结构运行与安全无影响。该结果可为量级评估该型式水电站厂房振动提供依据。

灯泡贯流泵机组电机气隙不均对温升的影响

灯泡贯流泵机组电机位于几乎密封的灯泡体内,运行环境差,冷却要求高。气隙不均会引起电机温升不均,造成电机局部温度过高。分析造成气隙不均的因素,计算气隙不均时电机温度分布与空气流速分布,分析气隙不均对电机温升的影响。通过实例计算,给出所需通风量与气隙不均匀度的关系。研究结果表明,电机气隙不均时,气隙小的部位发热量大,通风量小,因而温升大幅上升。为保证电机不过热,则所需通风量增加。与气隙均匀时相比,气隙不均匀度为5%,10%,15%和20%时所需通风量分别增加8.1%,15.1%,24.2%和33.7%。成果对电机气隙不均匀度的控制和通风设计具有重要意义。

灯泡贯流泵机组支撑形式比较

为了优化贯流泵机组支撑结构，提高其综合性能，将贯流泵机组支撑划分为主轴系轴承座支撑、灯泡体支撑和泵体支撑3个层次．研究了3种典型贯流泵机组的支撑形式；通过受力分析，计算了主轴变形和疲劳强度安全系数；从泵机组可靠性、安装维修性、总体结构和泵装置水力性能等方面，比较了几种支撑形式．从主轴轴承数量、布置及安装、灯泡体支撑和泵体支撑等方面，提出了灯泡贯流泵机组支撑的设计原则和方法．结果表明：灯泡贯流泵机组支撑形式不但影响可靠稳定性能和安装维修性能，还严重影响系统水力性能．电机转子和水泵叶轮挠度分别为0．19～0．39mm和0．22～0．62mm，滑动轴承和滚动轴承油膜厚度分别为0．41～0．53mm和0．12～0．17mm：为了保证运行时电机空气间隙和水泵叶片间隙均匀，导轴承座安装高程应考虑转子和叶轮的挠度以及导轴承的油膜厚度．合理布置导轴承，灯泡体采用辐射板支撑，进人孔与灯泡体底部主支撑合用，采用金属管泵段式结构，可以提高灯泡贯流泵机组的可靠性能和水力性能．结果对灯泡贯流泵机组的优化设计具有参考价值．

灯泡贯流式机组协联优化试验分析

灯泡贯流式机组具有低水头、大流量的特点,运行中导桨叶协联关系对机组的运行效率及稳定性影响较大。本文针对某灯泡贯流式机组开展了真机协联优化试验分析,通过真机试验对机组的协联曲线进行了优化,提高了水轮机出力及效率,改善了机组的运行稳定性。

基于数字插装阀技术的调速系统在水电工程中的应用优势——以白俄罗斯维捷布斯克水电站为例

针对工程实践中灯泡贯流式机组因低水头、大流量、机组转动惯量小而难以控制等问题,以白俄罗斯维捷布斯克水电站机组调速系统为研究对象,介绍了基于数字插装阀技术的调速系统结构和基本原理,分析了数字插装阀技术解决上述问题的相关策略和优势。详细地分析了维捷布斯克水电站调速系统在解决甩负荷过程中过速及低频灭磁问题的有效方法,梳理了插装阀技术在水电站调速系统中应用的优势。结果表明数字插装阀技术作为一种新型调速器控制技术,在解决贯流式机组难以控制等问题中具有较好的工程应用价值。

南水北调二级坝泵站泵型研究

针对南水北调东线二级坝泵站运行水位低、站上和站下水面辽阔的特点,分别对水泵装置型式、水泵传动方式、机组调节运行型式进行了分析比较,通过计算机流道数值模拟计算,对贯流泵灯泡体前置与后置进行对比分析、对出水流道圆变方段位置进行了优化设计。

参数自整定Fuzzy-PI复合控制技术在灯泡贯流式机组中的应用

为了解决常规PID调速器很难使灯泡贯流式机组具有满意的动态特性这个问题 ,在分析模糊 (Fuzzy)控制技术和PI控制技术特点的基础上 ,将两者结合起来 ,形成参数自整定Fuzzy -PI复合控制技术 ,获得了良好的控制效果。在介绍了参数自整定Fuzzy -PI调节器原理的基础上 ,通过两者频率扰动响应曲线对比 ,看出参数自整定Fuzzy

故障受油器影响下灯泡贯流式机组非线性振动特性

针对故障受油器引发的灯泡贯流式机组事故,为提高机组运行的安全性和稳定性,基于构建复合偏心影响下不平衡磁拉力模型,建立多振源激励下含故障受油器灯泡贯流式机组轴系模型及其运动微分方程.应用数值计算方法分析有无故障受油器系统动态特性的差异,对系统在励磁电流、气隙静偏心以及动偏心变化过程中的非线性振动特性进行研究.结果表明:故障受油器的存在虽加大了转子非稳态运动范围并激发转子不利振动形式,但其对抑制系统振幅、削弱谐波成分表现出一定的积极作用,使机组受迫振动程度得以减缓;相比于数值固定的静偏心,随机组转动而不断变化的动偏心可使系统产生拟周期、周期二等丰富的动态响应形式,并进一步缩减了系统整体稳定运行范围,需引起足够重视.研究结果可为灯泡贯流式机组安全运行及稳定性分析提供一定借鉴.

卡丘埃拉(Cachuela)水电站水轮机安装高程计算分析

对卡丘埃拉(Cachuela)水电站采用中、美两种设计标准计算水轮机安装高程,计算结果相差较大。对计算过程及结果分析表明:在进行国际项目设计中,应选择与转轮模型试验空化系数相同标准的安装高程计算方法,才能满足水轮发电机组经济稳定运行的条件。

灯泡贯流式机组轴承润滑油系统设计

灯泡贯流式机组轴承润滑油系统复杂,并随厂房布置的不同而有所区别,如何确定方案是系统需要重点考虑的问题。重点介绍了轴承润滑油系统的应用以及设计要点。

灯泡贯流式机组四叶片改型为两叶片初步研究

通过对灯泡贯流式机组四叶片和两叶片的CFD分析及模型试验研究,提出两叶片转轮适用于超低水头条件发电,可弥补原有四叶片灯泡贯流式机组在超低水头条件下的缺陷,提高汛期发电量和机组运行稳定性。

老挝萨拉康水电站大型灯泡贯流机组关键性问题研究

老挝萨拉康水电站为境外BOT项目,电站采用了12台55 MW灯泡贯流式机组,机组台数较多,单机容量较大,机组参数的选择应以技术成熟可靠、发电效益最大化为前提条件。文章结合该电站特点,对机组关键性参数的选择进行了分析研究,为下阶段机组的招标做好技术准备。

桥巩水电站大型灯泡贯流机组的制造难点及对策

桥巩水电站机组为大型灯泡贯流机组,单机容量57 MW,目前国内最大,世界第二,设计、制造难度较大,文章简述了桥巩水电站水轮发电机组的设计、制造难点及应对措施。

灯泡贯流式机组节能增效收益分析

由于灯泡贯流式机组出力和稳定性以及电站的经济收益影响因子众多,直接对日发电量和年发电量进行计算较为复杂且不易实现,使得对电站的节能增效效果的评价较为困难。分别以电站净水头、机组负荷、机组振动为约束和评价标条件,利用导叶开度和机组负荷成类线性关系预估机组因引用流量增加而增加的出力,并根据多年平均实测水文资料,对多年发电量进行预估计算。通过相似工况机组运行参数对比,本计算误差小于5%。通过研究发现增加引用流量而多发电量及机组出力收益为:发电能力提升约2%~5%额定装机容量,年均发电量可增加约1.4%的设计多年平均发电量,水导振动可降低约20%。