B》尾水管內渦帶的掃動頻率相對較低，其周期與尾水管內的壓力脈動基本相同。

據不完全統計,水輪機尾水管的壓力脈動頻率：

fS＝（nH／3）￣（nH／5）

城關電站機組的額定轉速為100轉／分.由些推算，尾管渦帶的脈動頻率的范圍約是33至20次／分,明顯低于轉輪室實際聲響頻率，故可確定異常聲響并非是由于尾水管壓力脈動引起。在理論上，城關電站水輪機的聲響與通常水輪機尾水管的壓力脈動聲響，都起源于葉型渦列，起源機理相似，但城關電站機組的反映現象、造成結果方面有質的區別。

本文認為漿葉出水邊的渦列作用是機組的異常聲響的基本根源。這些渦列在尚未進入尾水管形成低頻旋轉渦帶前,由于漿葉振幅突變、或渦列掃擊轉輪室邊壁時產生異常聲響,由此產生的聲響頻率是與機組轉速相同。當轉速為88￣104轉／分時，“產生渦列－－－葉片激振－－－－強化渦列”的相互作激勵程度最強，聲響噪音最強。

從各種跡象推測，機組在額定空轉狀態時，估計四個漿葉中的一個葉片或二個葉片所產生的組合渦列為主導作用,否則聲響頻率將是機組轉速的倍數關系，僅憑聽覺難以區別。

（B）間隙渦列

根據實踐運行表明,在葉片外緣與轉輪室之間的縫隙區域，其流態也是水輪機中最為不利的部位之一。曾對幾種間隙形狀進行了研究。并繪出了軸流式（同貫流式）轉輪漿葉端部間隙形狀和壓力分布及流態曲線：

2、基本現象分析

為查找聲響原因的過程中，機組曾多次啟動、多次流道檢查。對所謂的磨擦區,即油漆剝落區的分布進行仔細觀察，雖然每次脫落的具體位置并不完全重復，而變化不大.在分布上也有一個顯著的特點，集中在轉輪室的上方,在下部是小面積的星狀分布。而且所有的油漆脫落區大都在漿葉空載開度時的投影區平面內（稍靠下游側），而在漿葉轉動范圍以外的區域，也有局部較大的油漆剝落現象。

經仔細觀察，漆膜是成斷裂狀掉落，油漆的邊界明顯，邊界基本上由相互垂直的短直線段組成,且無被削薄的跡象.此外，對油漆脫落后的金屬表面仔觀察，發現金屬呈現新鮮光澤，工廠內的機加工刀痕清淅可辨，無任何刮擦、劑壓或微小變形現象。

由此判斷，脫漆現象主要是間隙渦列產生的間隙氣蝕作用，其次是葉型渦列撞擊轉輪室時將漆膜擊落。從圖二（A）中看出,水流經漿葉間隙,在間隙后部產生一個負壓區，但漿葉是在連續轉動，當漿葉未掃過時的壓力又是較高的正壓，這樣使漆膜受到交變壓力的作用，致使漆膜與金屬表面脫開.尤其是在負壓的作用下將漆層拉斷吸落。另外由于葉型外緣的渦列作用，不斷掃擊轉輪室邊壁，也加速漆膜的脫落。由于漆膜的脆性,及機械加工刀痕的影響,所以脫漆邊界大都是與刀痕方向平行或垂直。

由于機組運行時間較短，因此只是暴露出金屬表面,間隙氣蝕的破壞后果尚未顯露。至于只發生在轉輪室上部的原因，在產生間隙渦列的同時也產生間隙氣蝕，由于臥式燈泡貫流機組，因直徑較大,轉輪上部與下部的淹沒深度差別顯著，轉輪室上部的氣蝕性能較下部差得多，因此上部的間隙氣蝕破壞為烈。

3、在漿葉轉動區外的轉輪室邊壁脫漆現象

在機組的檢查過程中，漿葉轉動區外的轉輪室邊壁有星狀的掉漆現象。主要應從貫流機組結構，尤其是轉輪室形狀進行分析。主要是轉輪室與漿葉的轉動區為球形狀，漿葉與轉輪室間隙產生渦列，隨水流后移，部份渦列直接撞到轉輪室的后部，從而產生落漆現象。漿葉出水邊外緣產生的渦列出于同樣原因，也會造成漿葉轉動區外的轉輪室邊壁產生落漆現象。

4、氣蝕聲響與異常聲響的關系

氣蝕在形成的機理上是一種復雜的物理、化學現象，同時與水的汽化壓力和水中空氣含量、水的表面張力等因素有關。嚴重的氣蝕會破壞水輪機轉輪和尾水管等過流部件，并在尾水管內產生強烈的周期性噪聲和振動，使水輪機運行不穩定。

但從城關電站機組異常聲響的特征判別，并不是由于氣蝕所產生，而是不平衡脫流渦列所造成，氣蝕與異常聲響之間不存在直接的因果關系，氣蝕所造成的破壞是微觀量的破壞，氣泡破裂撞擊金屬表面是隨機性的，因此所產生的聲響也是無規則的。
四、異常聲響與發電機電磁埸的關系

一號機在啟動程序試驗過程中，發現一個特殊現象，當發電機做短路試驗，勵磁電流達到一定值時、或機組并網后，異常聲響聚然消失。這說明電磁埸對機組的異常聲響有著直接的關系。

水輪發電機組根據物理性能可分為四個系統：

1,水流系統2,機械轉動系統（彈性振動系統）3,機械固定系統4，電磁系統

機組的轉動部分,包括轉子、主軸、轉輪、漿葉等。由于其相對剛度較低，在實際上是一個彈性振動系統。

由于水流所激發的機組的各種機械性振動（或異常聲響），其特點是振動體的一部分或全部位于流體中，因而它不是一個孤立的機械系統。也就是說,在產生振動過程中，流體與振動體以及電磁埸之間存在相互作用,相互影響。因此，只有將（水體—彈性振動系統—電磁）三者作為關連系統來研究，才能反映問題的本質，才能解釋機組加上勵磁電流后異常聲響消失的原因。

在理論上以及實際運行中，以下情況可造成電氣方面的機組振動：

1）周期性磁拉力分量；

2）轉子與定子之間有不均勻的氣隙引起的作用力；

3）轉子短路時引起的作用力；

4）發電機在不對稱負荷下運行時產生的力；

但對于城關電站機組而言，電氣方面的因素并非造成機組的振動，而是以上第1）及2）條因素，對水輪機彈性系統和水流系統的振動頻率產生干擾作用.改變了在84￣108轉速下，漿葉的激振頻率，從而改變了異常聲響的形成條件。

五、異常聲響主導因素小結

通過以上分析，城關電站機組的異常聲響的主導成因可歸納為：

1）由于水輪機的導葉和漿葉處于小開度時，水輪機運行工況點遠離設計工況點，漿葉出口處產生葉型渦列，渦列與彈性漿葉相互激勵，并使漿葉達到較大的振幅值，一旦邊界條件改變或外部因素的干擾，導致振幅突變，從而發出聲響。