水电机组振动故障的诊断与处理

本文针对魏家堡水电站的机组振动故障,通过转速试验、励磁试验和负荷试验测得各种工况下机组的振动参数,分析了机组产生异常振动的原因,并做出相应处理,解决了该电站的机组振动故障.     

刘家峡水电厂5号机组扩修后稳定性分析

目前水轮发电机组稳定性问题日益严重,相当一部分水电厂机组在某些运行区域存在振动问题。文中针对刘家峡水电厂5号机组展开试验,研究了引起水轮发电机组运行不稳定的原因,根据刘家峡水电厂机组的实际情况,确定了机组稳定性试验的主要观注测量、测试点的布置以及传感器的选择。针对刘家峡水电厂运行中存在的实际问题,对5号机组分别进行了变转速试验、变励磁试验和变负荷试验。现场试验结果表明:5号机组扩修后,发电机的电磁力平衡状态良好,且机组的振动与蜗壳、顶盖和尾水管内的压力脉动关系密切,但水轮机轴与发电机转子连接不正。     

柘林水电厂5号机稳定性试验分析

通过对柘林水电厂5号机组进行的稳定性试验,在系统分析试验数据的基础上,划分出三个区域：即小负荷工作区、涡带工况区和稳定工作区,全面掌握了5号机组在各运行水头下的水压脉动、摆度、振动和涡带情况。为机组的安全稳定运行提供了有力的依据。     

绩溪电站机组运行稳定性分析

绩溪抽水蓄能电站是我国自主研发长短叶片技术首次在抽水蓄能机组中应用,受到多方关注。在绩溪电站首台机组调试过程中,多方组织对包含机组振动、摆度、压力脉动等测点的机组稳定性进行了全面测试,采用时域特征值和频谱分析技术对试验数据进行分析,获得了机组在抽水启动、稳定抽水、稳定发电和发电启动带负荷过程等工况下的机组稳定性特征。测试结果表明：稳定工况下,绩溪首台机组振动和摆度混频幅值均在相关规范限定的A区范围内,满足机组稳定运行的需要;相较常规混流式水泵水轮机,采用长短叶片设计转轮设计时,各测点压力脉动频率成分更加复杂;协联抽水情况下,某些测点的主频有随扬程变化而改变。抽水启动和发电带负荷过程,机组稳定性参数能够满足运行需要。     

大朝山水轮机转轮动应力试验研究

开展真机转轮叶片动应力试验研究是解决大型水轮机转轮开裂的关键.对大朝山水电厂6#机组水轮机转轮动应力进行全面的试验研究,分别对机组变转速、变电压和变负荷等稳定工况以及开停机、升降负荷、甩负荷、筒阀动水关闭等瞬变工况下转轮叶片静动应力和振动进行了测量,获得了大量第一手宝贵的试验数据,对真机转轮静动应力的变化规律进行了深入分析与探讨.研究成果对进一步揭示大型水轮机转轮的开裂原因和深入开展混流式水轮机的可靠性研究具有重要意义.图7参3     

五强溪水电厂5号机组上导摆度异常原因分析

针对五强溪水电厂5号机组上导摆度偏大问题,利用机组稳定性在线监测系统的录波、计算、分析功能,实施机组的变转速、变励磁、变负荷试验,采用多种方法进行分析,得出发电机转子质量不平衡是导致5号机组摆度偏大的主要原因的结论。     

预测及限制型协调控制系统优化设计

为了解决深度调峰工况下,火电机组由于变负荷频次和变负荷幅度增加以及频繁启停磨煤机组造成的主蒸汽压力波动剧烈的问题,本文提出一种预测型锅炉主控前馈及三级限制型总风量前馈构成的协调控制优化逻辑,采用基于启磨煤机预判的预加煤前馈控制、总风量设定值逻辑优化、三级限制下总风量前馈逻辑优化等策略,提高机组变负荷响应能力,达到总风量与高频变化燃料量的最优匹配。在某600 MW机组上采用该优化策略,并通过现场变负荷扰动试验分析机组在高频率及大幅度负荷变动、启停磨煤机组、燃料量波动等复杂工况下主蒸汽压力变化特性,试验表明该优化方法能够综合调控机组主蒸汽压力,保障机组在经济工况下稳定运行。     

国产200 MW机组甩负荷及小岛运行试验

通过国电电力大同第二发电厂4号国产200MW机组甩负荷及运行试验,验证了汽机控制系统在机组甩负荷后的恶劣工况下,能够安全地控制汽机转速在合格范围内,维持机组带厂用电小岛运行,并顺利地并网带负荷。各主辅设备以及热工和电气系统在最大的动态扰动时,仍能安全地运行。机组甩额定负荷至厂用电试验中,转速的最大飞升为3136r／min,发电机的励磁系统在转速大范围波动的情况下,能够安全地控制励磁和机端电压等参数在正常范围内。这次试验为电网开展小岛试验提供了试验数据和实践依据。     

交流励磁抽水蓄能机组暂态特性仿真分析

不同于常规抽水蓄能机组,基于交流励磁电机的抽水蓄能机组可实现变速,具有提高机组工况运行效率和增强系统暂态运行稳定性的优点。本文通过建立其仿真模型,重点对其负荷扰动特性及电网侧故障的暂态特性进行仿真分析,为该机组的实际应用提供理论支撑。首先,结合交流励磁抽水蓄能机组运行特点,根据可逆水泵水轮机运行模式;分别建立了水轮机模式和水泵模式下的数学模型;结合交流励磁电机的数学模型,建立交流励磁抽水蓄能机组的联合仿真模型。其次,结合可逆水泵水轮机和交流励磁控制策略,给出了交流励磁抽水蓄能机组发电工况采用功率励磁、电动工况采用转速+功率励磁的系统控制框图。最后,基于Matlab/Simulink仿真平台搭建系统仿真模型,并对交流励磁抽水蓄能机组发电、电动工况下负荷扰动特性以及电网侧故障的暂态运行性能进行仿真分析。     

交流励磁抽水蓄能机组快速功率响应控制策略

基于交流励磁抽水蓄能机组运行特点,分别建立可逆水泵水轮机和交流励磁电机数学模型;针对可逆水泵水轮机在不同运行模式下的输出特性,分别建立水轮机工况和水泵工况下的负荷特性优化流程;结合电动和发电运行工况,提出功率由交流励磁调节,转速或导叶由可逆水泵水轮机控制的抽水蓄能机组快速功率响应控制策略。通过与传统转速励磁控制策略进行仿真比较,结果表明所提控制策略能够同时提高机组的功率响应速率和可逆水泵水轮机运行效率。     

广州抽水蓄能电站A厂过渡过程仿真计算分析

抽水蓄能电站工作条件复杂多变,工况转换频繁,导致管道压力剧烈变化,机组流动性能严重恶化。机组运行过程中出现的振动问题是影响其安全运行的主要原因,尤其在开、停机以及甩负荷过程中,振动现象尤为明显。本文针对广州抽水蓄能电站A厂已有典型过渡过程工况试验数据,进行了一维过渡过程数值计算,将蜗壳末端压力、转速等特性参数计算结果与试验数据进行了对比分析;同时建立了机组三维全流道模型,采用数值方法计算分析了机组发电工况开、停机过程中,不同时刻对应导叶开度下的轴向水推力,为轴系动力学分析提供了边界条件。     

岩滩水电站1号机组稳定性试验

介绍了岩滩水电站1号机组投产试运行的稳定情况，反映了机组在发电机升流、升压、机组变速，变负荷以及甩负荷时各部轴承振动、尾水管压力脉动的变化，以利于掌握机组运行特性。     

大朝山水电站6号机组运行稳定性与转轮动应力研究

通过对大朝山机组运行稳定性和动应力试验研究,分析了机组在变负荷工况下的转轮动应力变化规律和频率特征,同时也对稳定性各个特征参数与动应力变化测量结果进行了比较,并分析了在不同特征工况下,影响动应力的各个因素,为转轮裂纹机理和动应力研究以及对深入开展大型水力机组的运行稳定性和可靠性研究提供了有力的试验依据。     

超临界空冷机组协调控制中新型热值校正方法的研究与应用

神华国华定洲发电有限责任公司二期超临界2×660MW空冷机组在不同负荷阶段和环境条件下,汽轮机背压和燃料发热量的变化对机组效率影响很大。采用传统的热值校正方法,在机组变负荷工况下,易使协调控制参数的偏差逐渐积累增大,降低机组的负荷响应速度及运行稳定性。对此,提出了一种新型的热值校正方法,在基于直接指令平衡的协调控制系统基础上,综合考虑了燃料发热量和汽轮机背压对机组效率的影响,以及同等外部环境条件下不同负荷的机组效率差异等因素,对锅炉燃料量指令的关系进行合理校正,以保证机组在不同工况下协调控制系统的控制品质。采用新型的热值校正方法后,机组负荷由600MW降至300MW,汽轮机背压由8.9kPa降至7.8kPa,锅炉主控压力调节器积分输出值由+0.2降至-1.2(受磨煤机停止的影响),机组变负荷结束后主蒸汽压力最大偏差分别为+0.2 MPa和-0.4MPa,未出现由于汽轮机背压下降导致机组变负荷结束后主蒸汽压力偏高的现象;机组负荷由445MW升至495MW,变负荷速率为2%/min,机组负荷响应时间为40s,负荷动态偏差0.5%,主蒸汽压力动态偏差最大为-0.2MPa,稳态偏差接近0。     

小山电站混流式水电机组运行稳定性分析

小山电站机组为80 MW混流式水轮发电机组,为了检验机组的运行特性,在机组大修后,对机组进行了稳定性试验,通过试验,分析各运行工况下机组各部位振动摆度、压力脉动数据,找出机组振动原因,从而为机组避振运行、提高运行寿命提供科学依据.     

超临界压力机组低负荷滑压运行方式试验研究

针对国产首台超临界压力660 MW机组,通过机组不同调节阀运行方式的试验,得到机组热耗率和高压缸效率的变化规律,机组顺序阀运行方式下的热耗率和高压缸效率优于单阀运行,尤其是400 MW、500 MW低负荷工况,热耗率和高压缸效率差别较大;600 MW负荷以上工况,顺序阀运行跟三阀单阀运行的经济指标差别不大,其热耗率和高压缸效率都优于四阀单阀工况。机组在360～550 MW负荷范围内滑压运行,试验得到的最佳运行主汽压力与设计值不同。根据试验得到的实际滑压运行曲线和滑压运行特性,在相应工况下,机组在接近滑压曲线的工况附近维持较高的主汽压力运行,增大调节汽门的节流,可以快速增加负荷,增强机组的变负荷响应特性和调峰能力。     

太平湾发电厂发电机励磁方式改造及实践应用

发电机励磁系统是保证其可靠运行的重要系统,应满足正常工况下维持机组电压静态稳定性,提高发电机动态稳定和暂态稳定,发电机事故时对转子绕组迅速灭磁要求,以保护发电机安全。介绍了太平湾发电厂机组励磁系统改造为具有励磁变压器的自并励系统的过程,阐述了改造必要性、相关设备选择、机组动态稳定计算和投运试验过程。     

欧阳海水电站1号机组水力共振分析

欧阳海水电站计划进行增容改造，为了保证引水管路和机组的安全稳定运行，需了解水电站的水力特性。从而进行了甩负荷、变负荷和变速试验。做变负荷试验时发现1号机组在小负荷运行区域出现共振现象，在上机架垂直振动，涡壳进口压力、尾水管锥管压力和顶盖压力实测分析发现均含有1．4倍频的相同频率成份。为探知出现此频率的原因，本文对此频率成分做了详细分析，得知它是由于1号机在小负荷工况运行时上冠处叶道涡产生的水力共振频率。本文还对消除或避免此水力共振现象提出了一些看法。     

基于新型变工况算法的汽轮机初压优化研究

提出了一种新的变工况计算方法,利用该方法对某NZK600-24.2/566/566机组建立了以机组主蒸汽压力(初压)和负荷为约束条件的汽轮机热耗最小目标函数,当汽轮机高压调节阀开启状态不同时,通过寻优确定了不同负荷的最佳初压.试验表明:该变工况计算方法能够满足工程计算精度要求,机组最佳初压的变工况计算值高于设计和试验值,汽轮机热耗低于设计和试验值;机组在高于约82％负荷工况时应采用定压运行;在能够满足负荷要求的条件下,纯滑压运行时汽轮机高压调节阀全开的机组经济性不一定比调节阀节流时好,在一定范围内,3阀全开1阀节流与3阀节流的机组经济性均优于4阀全开.     

基于新型变工况算法的汽轮机初压优化研究

提出了一种新的变工况计算方法,利用该方法对某NZK600-24.2/566/566机组建立了以机组主蒸汽压力(初压)和负荷为约束条件的汽轮机热耗最小目标函数,当汽轮机高压调节阀开启状态不同时,通过寻优确定了不同负荷的最佳初压。试验表明:该变工况计算方法能够满足工程计算精度要求,机组最佳初压的变工况计算值高于设计和试验值,汽轮机热耗低于设计和试验值;机组在高于约82%负荷工况时应采用定压运行;在能够满足负荷要求的条件下,纯滑压运行时汽轮机高压调节阀全开的机组经济性不一定比调节阀节流时好,在一定范围内,3阀全开1阀节流与3阀节流的机组经济性均优于4阀全开。