高海拔地區(qū)機(jī)組測(cè)試與診斷分析

李楊 郭傲輝

摘要：西藏地處高海拔地區(qū)，水電開(kāi)發(fā)尚不完全，電站運(yùn)行狀況也與內(nèi)地運(yùn)行情況存在一定的差別，但是西藏地區(qū)地處祖國(guó)邊陲，水電站的安全、高效運(yùn)行對(duì)于國(guó)防建設(shè)和正常的生活生產(chǎn)具有十分重要的意義。因此如何確保西藏地區(qū)電站的正常運(yùn)行十分重要。雖然數(shù)值模擬結(jié)果可以有效的模擬機(jī)組運(yùn)行過(guò)程，但是與機(jī)組真實(shí)的運(yùn)行情況相比誤差較大，只能提供理論上的數(shù)據(jù)參考，具有一定的局限性。運(yùn)用便攜式水力機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測(cè)分析設(shè)備，基于測(cè)試數(shù)據(jù)，對(duì)水輪機(jī)的振動(dòng)、擺度情況等進(jìn)行測(cè)量分析，然后提出對(duì)應(yīng)的改進(jìn)措施和方案，就可以彌補(bǔ)數(shù)值模擬的不足。真正的為水輪機(jī)機(jī)組的可靠運(yùn)行提供保證、并為機(jī)組檢修提供可靠的依據(jù)。

關(guān)鍵詞：高海拔地區(qū);狀態(tài)監(jiān)測(cè);振動(dòng);擺度

西藏地區(qū)水力資源理論蘊(yùn)藏豐富，可開(kāi)發(fā)裝機(jī)容量 1.1 億 kW ，適于大型水電站的建設(shè)開(kāi)發(fā)，但由于西藏地處高海拔地區(qū)，空蝕現(xiàn)象也不同于內(nèi)地同類(lèi)型機(jī)組，同時(shí)晝夜溫差大，機(jī)組附屬部件在明顯的溫差作用下，破壞速度加快，因此如何確保機(jī)組的穩(wěn)定性運(yùn)行顯得尤為重要[1]。基于數(shù)值模擬技術(shù)對(duì)機(jī)組的運(yùn)行情況進(jìn)行數(shù)值模擬，可以對(duì)機(jī)組的運(yùn)行情況進(jìn)行預(yù)測(cè)，但是存在一定的誤差[2]，需要測(cè)量數(shù)據(jù)的支撐才更有價(jià)值[3]，同時(shí)可靠的信號(hào)技術(shù)，是機(jī)械故障診斷的前提。本文基于先進(jìn)的便攜式水力機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測(cè)分析設(shè)備，對(duì)西藏林芝地區(qū)多布電站的機(jī)組運(yùn)行情況進(jìn)行測(cè)試，從運(yùn)行動(dòng)態(tài)信號(hào)中提取出故障征兆，為多布電站的機(jī)組檢修情況提供數(shù)據(jù)支撐。

1 電站概況

多布電站位于西藏林芝市境內(nèi)尼洋河上，距林芝市中巴宜區(qū)約25公里，壩址控制流域面積HYPERLINK"https：//baike.baidu.com/item/%E6%B5%81%E5%9F%9F%E9%9D%A2%E7%A7%AF"＼t"_blank"15734平方公里，年平均流量483m3/s，水庫(kù)正常蓄水位3076m，總庫(kù)容HYPERLINK"https：//baike.baidu.com/item/%E5%BA%93%E5%AE%B9"＼t"_blank"8500萬(wàn)m3，為日調(diào)節(jié)水庫(kù)。初選電站裝機(jī)容量12萬(wàn)千瓦，年利用時(shí)間4217小時(shí)，設(shè)計(jì)年發(fā)電量5.06億千瓦時(shí)。流域面積HYPERLINK"https：//baike.baidu.com/item/%E6%B5%81%E5%9F%9F%E9%9D%A2%E7%A7%AF"＼t"_blank"15734 平方公里，水庫(kù)蓄水位3706m。是西藏 “十二五”能源發(fā)展規(guī)劃重點(diǎn)開(kāi)工投產(chǎn)項(xiàng)目。

2 試驗(yàn)背景

機(jī)組在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)有異響發(fā)生。

3 試驗(yàn)內(nèi)容

（1）開(kāi)機(jī)工況試驗(yàn)，機(jī)組自動(dòng)開(kāi)機(jī)到空載，對(duì)機(jī)組的開(kāi)機(jī)工況進(jìn)行全程的試驗(yàn)錄波;

（2）變負(fù)荷試驗(yàn)階段，機(jī)組從空載態(tài)緩慢增加負(fù)荷直至機(jī)組滿(mǎn)負(fù)荷，對(duì)機(jī)組的負(fù)荷變化過(guò)程進(jìn)行全程錄波。

4 試驗(yàn)結(jié)果

4.1 機(jī)組開(kāi)機(jī)工況測(cè)試結(jié)果

5 結(jié)論

1）機(jī)組在開(kāi)機(jī)過(guò)程中，水導(dǎo)軸向振動(dòng)量在超過(guò)60%轉(zhuǎn)速時(shí)，振動(dòng)量偏大，處于危險(xiǎn)狀態(tài)，需要適當(dāng)調(diào)整水導(dǎo)Y向和軸向軸承間隙大小，以減小振動(dòng)和擺度值;

2）機(jī)組電磁拉力對(duì)機(jī)組的振動(dòng)情況影響不大;

3）機(jī)組在滿(mǎn)負(fù)荷時(shí)，振動(dòng)情況無(wú)明顯超標(biāo)現(xiàn)象。

6 測(cè)試中評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)主要依據(jù)

1）機(jī)組振動(dòng)評(píng)價(jià)主要依據(jù)GB/T85642008《水輪發(fā)電機(jī)組安裝技術(shù)規(guī)范》中的相關(guān)規(guī)定;

2）機(jī)組擺度評(píng)價(jià)主要依據(jù)GB/11348.2200《旋轉(zhuǎn)機(jī)械轉(zhuǎn)軸徑向振動(dòng)的測(cè)量和評(píng)定》中的相關(guān)規(guī)定。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙明琴，陳祖文.高寒及高海拔地區(qū)巨型水輪機(jī)組設(shè)計(jì)探討[J].人民長(zhǎng)江，2013，44（09）：9396.

[2]康順，石磊，戴麗萍，范忠瑤. CFD模擬的誤差分析及網(wǎng)格收斂性研究[J].工程熱物理學(xué)報(bào)，2010，31（12）：20092013.

[3]H.貝尼尼，馬元珽.立軸混流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的數(shù)值模擬和相應(yīng)試驗(yàn)結(jié)果的比較[J].水利水電快報(bào)，2011，32（12）：2730.