新時期,水輪機設計方面,不斷向著大尺寸以及大容量的方向發展,水輪機電機組的轉速逐漸增高,而且水輪機的相對剛度逐漸正在不斷減弱。隨著科學技術的不斷發展,各行各業自動化水平越來越高,水電站逐漸開始實現“無人值班,少人值守”的運行管理方式。因此,業內開始逐漸重視水輪機運行的穩定性,并對此提出了更高要求。
對于水輪機質量進行評定,需要關注三個指標,分別為穩定性、能量以及空化。其中,能量和空化指標的評判比較直觀,而且通過充分挖掘和利用,能夠在很大程度上減少水電站成本投入,增加發電收益,因此,業內對于對能量和空化指標更加關注,而且相關研究也比較深入。水輪機的穩定運行與水輪機組的穩定運行是密切相關的,以往人們對于水輪機并不重視對其穩定性的研究,但水輪機穩定性問題卻比較復雜、涉及面廣,因此,對水輪機穩定性的研究不夠深入。
水輪機運行的穩定性主要體現為在水輪機組的運行中所體現出的水力振動和機械振動。當水輪機在運行狀況下,其穩定性較差,則會產生比較幅度較大、頻率較高的振動,而此類強烈的振動會嚴重影響水輪機的正常運行,隨著時間的推移,水輪機表面會逐漸產生很多裂紋甚至會導致水輪機廠房以及其他水工建筑發生振動作用,最終會威脅到整個水電站的正常運行。
根據相關調查研究可指,目前,我國大批中型水輪機的已經投入生產,并且已經有很多水電站的水輪機逐漸暴露出振動問題,嚴重程度各不相同,而且隨著振動問題的發展,水輪機的葉片也會逐漸產生裂紋,另外,軸瓦部分也會產生裂紋,隨著問題嚴重程度不斷加深,最終會影響到水電站運行的安全性和經濟性。因此,探究影響水電站水輪機穩定性的各種因素至關重要。
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