[发明专利]一种消除混流式水轮发电机主轴弓状回旋自激振动的方法

说明书

本发明公开了一种消除混流式水轮发电机主轴弓状回旋自激振动的方法，包括：机组结构设计时优选推力轴承布置于发电机转子下方的半伞式混流式水轮发电机；如选用悬垂式水轮发电机，则需对准转轮室间隙均匀布置4个或以上补气管，如遇自激弓状回旋可通过补气管向迷宫间隙补入压缩空气，以改变间隙压力状况，消除自激振动。该设计及运行维护方法方案明确、操作简单，有的放矢，针对性强，全面有效。

技术领域

本发明涉及水力机械技术领域，具体涉及一种消除混流式水轮发电机主轴弓状回旋自激振动的方法。

背景技术

混流式水轮机按照布置方式可分为卧式和立式，卧式水轮发电机适合中小型、惯流及冲击式水轮机，一般低、中速的大、中型机组多采用立式发电机。安装有混流式水轮机立式机组的电站在运行过程中，经常会遇到因机组振动摆度大而影响电站安全稳定的问题。当电站的机组主轴摆度突然放大时，机组振动剧烈，摆度频率达到主轴临界转速频率，产生了机组的自激振动。

自激振动是由于结构系统受到自身控制的激励作用、由系统内部非振动能量转换激励而产生的振动，与外界激励无关。在水电站运行过程中，由主轴弓状回旋发展而成的自激振动最为常见，主轴弓状回旋而发展的自激振动如不及时消除，可能会导致振动摆度剧烈、轴承损坏、机组无法正常运行等故障，甚至危及电站安全。

发明内容

本发明的目的在于提供一种消除混流式水轮发电机主轴弓状回旋自激振动的方法，用以避免主轴弓状回旋发展成自激振动从而消除其造成的危害。

本发明提供一种消除混流式水轮发电机主轴弓状回旋自激振动的方法，包括以下内容：在选择或设计混流式水轮发电机组结构时，优先采用半伞式混流式水轮发电机而尽量避免悬垂式混流式水轮发电机，其中半伞式混流式水轮发电机的推力轴承布置于发电机转子下方，悬垂式混流式水轮发电机的推力轴承布置于机组顶部；若采用了悬垂式混流式水轮发电机，则在水轮机转轮和转轮室之间间隙外侧对称布置多个补气管，当遇自激弓状回旋发生时，通过多个所述补气管向迷宫间隙补入压缩空气，以改变间隙压力状况。

优选地，所述补气管的数量大于或等于四个，其中有四个所述补气管分别布置于正对着所述水轮机转轮和所述转轮室的间隙，多个所述补气管保持均匀布置。

本发明的有益效果是：

本发明提供的一种消除混流式水轮发电机主轴弓状回旋自激振动的方法，该混流式水轮发电机的推力轴承布置于发电机转子下方；并在机组结构设计阶段和机组结构维护阶段均采用相关措施，避免了其主轴弓状回旋发展成自激振动从而消除其造成的危害。该设计及运行维护方法方案明确、操作简单，有的放矢，针对性强，全面有效。

附图说明

图1是本发明实施例1提供的悬垂式结构的混流式水轮发电机机组布置示意图；

图2是本发明实施例1提供的混流式水轮机转轮在转轮室内偏心旋转示意图；

图3是本发明实施例1提供的悬垂式结构机组主轴不弯曲弓状回旋示意图；

图4是本发明实施例2提供的半伞式结构混流式水轮发电机组布置示意图。

附图说明：1-推力轴承；2-上导轴承；3-转动部分，其中：31-发电机转子，32-水轮机转轮，33-主轴；4-下导轴承；5-水导轴承；6-转轮室；7-补气管。

具体实施方式

按照推力轴承位置分，立式发电机又分为悬垂式、半伞式等多种，推力轴承位于转子上方的发电机称为悬式发电机，它适用于转速在100r/min以上。推力轴承位于转子下方的发电机称为伞式发电机，无上导的称为全伞式，有上导的称为半伞式，它适用于转速在150r/min以下。

实施例1

实施例1提供一种悬垂式结构的混流式水轮发电机，下面对其结构进行详细描述。