1、水輪發(fā)電機(jī)組主要參數(shù)

水輪機(jī)：發(fā)電機(jī)

（1）型號(hào)：燈泡貫流式GZ4BN28A－WP－490（1）型號(hào)：SFWG16－60／5430

（2）主軸布置形式：臥軸、兩支點(diǎn)雙懸臂（2）額定電流：100R／MIN

（3）轉(zhuǎn)輪直徑：D1＝4.9m（3）額定電壓：6300V

（4）額定水頭：8.8m（4）額定功率：1600KW

（5）額定出力：1650KW（5）額定功率因素：0.9

（6）額定流量：206.1m3／S（6）額定轉(zhuǎn)速：100R／MIN

（7）最大飛逸轉(zhuǎn)速：348.7R／MIN（7）額定頻率：50HZ

（8）最高效力：94.93％

（9）吸出高度：－6.72m

（10）水輪機(jī)安裝高程：97m

二、機(jī)組的異常聲響

九九年十二月四日一號(hào)機(jī)進(jìn)行首次啟動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到84轉(zhuǎn)／分時(shí)，發(fā)現(xiàn)在轉(zhuǎn)輪室發(fā)出輕微的類似金屬的碰撞聲，聲響頻率與機(jī)組轉(zhuǎn)速同步，隨機(jī)組轉(zhuǎn)速上升，聲級(jí)隨之增加,轉(zhuǎn)速達(dá)到88￣104轉(zhuǎn)／分時(shí)，異常聲響達(dá)到高峰,括擦聲淹蓋水流聲，轉(zhuǎn)速升至108轉(zhuǎn)／分以上，異常聲響又漸漸消失，機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)呈現(xiàn)正常狀態(tài)。

根據(jù)聲響癥狀,且與機(jī)組頻率一致的特點(diǎn)，當(dāng)時(shí)認(rèn)為是結(jié)構(gòu)性的機(jī)械聲響，而且主要部位在轉(zhuǎn)輪室。然之進(jìn)行流道檢查。檢查發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)輪室的油漆有塊狀剝落，呈現(xiàn)金屬光澤面.在漿葉上方的轉(zhuǎn)輪室頂部，120度范圍內(nèi),有類似磨擦痕跡，緊靠漿葉中心線下游方有一塊較大磨擦區(qū)，其余部分面積較小,轉(zhuǎn)輪室下底部也有較小的擦痕。此外，在漿葉的轉(zhuǎn)動(dòng)區(qū)域外也有明顯的脫漆現(xiàn)象。

檢查轉(zhuǎn)輪漿葉外緣端面，也發(fā)現(xiàn)個(gè)別漿葉有類似磨擦癥象，判別為漿葉與轉(zhuǎn)輪室邊壁存在間隙磨擦。當(dāng)即對(duì)漿葉出水邊的外緣進(jìn)行局部打磨0.5mm。機(jī)組再次充水空載啟動(dòng)，但聲響依舊，無(wú)任何變化.轉(zhuǎn)輪室的油漆脫落面基本相同，只是面積大小、以及位置略有變化。

為探明周期性聲響的原因，繼而對(duì)水輪機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)部件,如：漿葉與轉(zhuǎn)輪連接螺絲、轉(zhuǎn)輪與主軸的連接螺絲、主軸密封等，凡可能造成機(jī)械松動(dòng)或相碰磨擦的部位作了全面仔細(xì)的檢查及處理。而且在檢查過程中，采取了各種保證措施，排除并否定了機(jī)械性磨擦的因素。

機(jī)組繼續(xù)各項(xiàng)啟動(dòng)程序試驗(yàn)，測(cè)試值均符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。在做發(fā)電機(jī)短路試驗(yàn)時(shí)，勵(lì)磁電流加至一定值后，機(jī)組的異常聲響突然消失。機(jī)組并入電網(wǎng)后（未帶負(fù)載），聲響也聚然停止，從感覺上與正常機(jī)組一樣。機(jī)組有無(wú)聲響時(shí)的擺度、振動(dòng)無(wú)明顯變化，都在正常范圍內(nèi)。但是各監(jiān)視表計(jì)的指針有明顯顫抖現(xiàn)象，顫動(dòng)頻率是否與聲響頻率一致，暫無(wú)法定論，但這與聲響應(yīng)可能有必然的內(nèi)在聯(lián)系。

機(jī)組振動(dòng)、擺度測(cè)量值：

組合軸承振動(dòng)：0.01mm

水導(dǎo)軸承振動(dòng)：0.04mm

水導(dǎo)處大軸擺度：0.10mm

轉(zhuǎn)輪室振動(dòng)－－－－－水平：0.03mm垂直：0.04mm
三、機(jī)組聲響的成因探討及現(xiàn)象解釋

1、基本成因探討

通常,水輪機(jī)在空載運(yùn)行時(shí)，常會(huì)出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象,除調(diào)速器品質(zhì)之外，與水輪機(jī)的水

力方面因素有關(guān)，主要與葉型有關(guān)。一是葉片的扭角，二是葉柵稠密度。葉片扭角小，葉柵稠密度大的葉型，其空載運(yùn)行穩(wěn)定性要好一些。貫流機(jī)的轉(zhuǎn)輪葉片數(shù)量相對(duì)較少（本機(jī)組是4葉片），葉柵稠密度較小,客觀上其空載運(yùn)行的穩(wěn)定性較差。通俗解釋，也就由于漿葉比較稀疏，對(duì)水流的制約作用小，流經(jīng)漿葉的水流流態(tài)不是完全均衡，隨之產(chǎn)生水力不平衡。

一號(hào)機(jī)組在空載額定轉(zhuǎn)速下，手動(dòng)改變漿葉的旋轉(zhuǎn)角，試圖改變協(xié)聯(lián)工況消除聲響，但沒有效果。由此可知，“非協(xié)聯(lián)工況”并不是空載時(shí)聲響的主要根源.水輪機(jī)在空載運(yùn)行時(shí)，由于導(dǎo)葉開度很小，進(jìn)入水輪機(jī)的水流偏離最優(yōu)工況較遠(yuǎn).從葉型上考慮，由于水力設(shè)計(jì)因素，流經(jīng)漿葉后的水流，形成周期性脈動(dòng)紊流。該脈動(dòng)紊流，既激振轉(zhuǎn)輪漿葉，又掃擊轉(zhuǎn)輪室邊壁，產(chǎn)生機(jī)組的異常聲響。這種連續(xù)的脈動(dòng)紊流通常稱為“渦列”或“渦流”。

（A）葉型渦列

葉型渦列是水流流經(jīng)葉片時(shí)發(fā)生脫流而引起的渦列，水輪機(jī)在非設(shè)計(jì)工況下運(yùn)行葉片的繞流條件不良。此外，葉片出口邊邊界層從壁面分離，這兩者導(dǎo)致轉(zhuǎn)輪出口處形成脫流旋渦，旋渦在彈性葉片后面以非對(duì)稱的形式上下交錯(cuò)地被釋放到尾流中，即構(gòu)成渦列，見圖一。但這種渦列與常見的卡門渦列不完全相同。因?yàn)檗D(zhuǎn)輪漿葉在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，實(shí)際構(gòu)成一組無(wú)限的移動(dòng)

葉柵，轉(zhuǎn)輪在旋轉(zhuǎn)過程中，每一葉片的尾部水流都會(huì)被位于其后的旋轉(zhuǎn)葉片所切斷，亦即單個(gè)葉片的脫流要受到移動(dòng)葉柵的影響。這種連續(xù)切斷尾流的結(jié)果，會(huì)加速脫流的形成速度，增強(qiáng)渦列的強(qiáng)度。

隨著渦列的不斷出現(xiàn)，同時(shí)產(chǎn)生垂直于流向的交變側(cè)向力，即不均衡的側(cè)向力，這種交變側(cè)向力作用于彈性葉片尾緣上。（注：對(duì)貫流式轉(zhuǎn)輪的葉片結(jié)構(gòu)形狀,在力特性上，通常可作為一個(gè)彈性體考慮，就本電站機(jī)組的漿葉結(jié)構(gòu)，尤顯單薄，比國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的葉片在厚度上相對(duì)薄得多）。逐漸激起葉片尾部（漿葉出口邊）的振蕩，由于葉片尾部振蕩的反饋?zhàn)饔茫~片附近的水流受到激發(fā)和擾動(dòng)。這種受到激發(fā)和擾動(dòng)的水流，又會(huì)反作用于葉片上，增加葉上的周期性脈動(dòng)壓力，如此反復(fù)激勵(lì)，使渦列不斷增強(qiáng)，同時(shí)使葉片出口邊產(chǎn)生大幅振蕩。當(dāng)某一葉片旋轉(zhuǎn)到某一位置，由于邊界條件的改變，受到激發(fā)和擾動(dòng)的水流突然釋放積累能量，或葉片振蕩幅度發(fā)生突然變化,從而導(dǎo)致產(chǎn)生異常聲響。

葉型渦列，本身具有較大的水力能量，渦列中的水流質(zhì)團(tuán)是以高頻的不規(guī)則狀態(tài)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，渦列中的水質(zhì)體是一個(gè)高能質(zhì)團(tuán)，一旦渦列的邊界條件改變，就會(huì)以撞擊的形式釋放固有能量。如遇到轉(zhuǎn)輪室邊壁，亦可能發(fā)出類似金屬撞擊的聲響。

不論何種型式的水輪機(jī),在非設(shè)計(jì)工況運(yùn)行時(shí)，均會(huì)產(chǎn)生葉型渦列，但一般情況下，渦列脫離葉片后進(jìn)入尾水管，并匯集成旋轉(zhuǎn)狀渦流帶.旋轉(zhuǎn)過程中可能不斷掃動(dòng)尾水管邊壁，引起尾水管的壓力脈動(dòng)和振動(dòng)，同時(shí)也產(chǎn)生周期性的聲響。但在這一點(diǎn)上，城關(guān)機(jī)組的聲響與之有本質(zhì)的區(qū)別。

尾水管內(nèi)的渦帶引起的振動(dòng)具有以下特點(diǎn)：

A》渦列脫離葉片后匯集成運(yùn)動(dòng)渦帶，并具有一個(gè)正向環(huán)量，也就是有一個(gè)與葉片轉(zhuǎn)向相同的旋轉(zhuǎn)速度量，這個(gè)環(huán)量使渦帶形成螺旋狀流向下游，同時(shí)渦帶在旋轉(zhuǎn)過程中不斷掃動(dòng)尾水管邊壁。