水力タービン発電機の異常運転の原因と解決策

水力発電機の出力が低下する
理由
水頭が一定の場合、案内羽根の開度が無負荷開度に達しているにもかかわらず、タービンが定格速度に達していない場合、または出力が同じであるにもかかわらず案内羽根の開度が元の開度よりも大きい場合は、ユニットの出力が低下したとみなされます。出力低下の主な原因は次のとおりです。1. 水車タービンの流量損失、2. 水車タービンの水利損失、3. 水車タービンの機械損失。
処理
1. ユニットの運転中または停止中は、ドラフトチューブの浸水深が300mm以上であることを確認してください(衝撃タービンを除く)。 2. 水の流入または流出に注意し、水の流れがバランスよく、障害物がないようにしてください。 3. ランナーを正常な状態で運転し、異音が発生した場合は機械を停止して点検してください。 4. 軸流固定翼タービンでは、ユニットの出力が急激に低下し、振動が増加した場合は、直ちに停止して点検してください。

ユニットのベアリングブッシュの温度が急激に上昇する
理由
タービンベアリングには、ガイドベアリングとスラストベアリングの2種類があります。ベアリングの正常な動作を保証する条件は、正しい取り付け、良好な潤滑、および冷却水の正常な供給です。潤滑方法は通常、水潤滑、低粘度油潤滑、および乾式潤滑の3種類です。シャフト温度が急激に上昇する原因は、1つ目はベアリングの取り付け品質の悪さまたはベアリングの摩耗、2つ目は潤滑油システムの故障、3つ目は潤滑油ラベルの不一致または油質の悪さ、4つ目は冷却水システムの故障、5つ目は何らかの理由でユニットが振動すること、6つ目はベアリングオイルの漏れと油面が低すぎることです。
処理
1. 水潤滑ベアリング。潤滑水は、水質を確保するために厳密にろ過する必要があります。ベアリングの摩耗やゴムの劣化を防ぐため、水には多量の砂や油が含まれていてはなりません。
2. 薄油潤滑ベアリングは一般的に自己循環方式を採用しており、オイルスリンガーとスラストプレートを使用し、ユニットの回転によって自己循環オイルが供給されます。スリンガーリングの動作状態に十分注意してください。スリンガーリングが固着しないようにし、スラストプレートへの燃料供給と燃料タンクのオイルレベルを確認してください。
3. ベアリングにドライオイルを塗布します。ドライオイルの仕様がベアリングオイルと一致しているか、オイルの品質が良いかを確認し、ベアリングクリアランスが1/3~2/5になるように定期的にオイルを補充してください。
4. ベアリングと冷却水パイプのシール装置が損傷しておらず、加圧水や塵埃がベアリング内部に侵入してベアリングの正常な潤滑を損なうことがないようにする。
5. 潤滑ベアリングの取り付けクリアランスは、ベアリングブッシュの単位圧力、回転の線速度、潤滑方法、オイルの粘度、部品の加工、取り付け精度、単位振動の百度に関係します。

水力発電

単位振動
(1)機械的振動、機械的原因によって生じる振動。
原因:第一に、水力タービンが重すぎる。第二に、タービンと発電機の軸がずれている、または接続が不良である。第三に、ベアリングに欠陥があるか、ギャップ調整が不適切である(特にギャップが大きすぎる)。第四に、回転部と固定部の間に摩擦がある。
(2)油圧振動、ランナーに流れ込む水のバランスが崩れることによって生じる装置の振動。
原因としては、1つ目はガイドベーンのボルトが破損し、ガイドベーンの開口部が変化するため、ランナー周辺の水の流れが不均一になること。2つ目は、渦巻きケーシング内に異物が詰まっているか、ランナーが詰まっているため、ランナー内に異物が流れ込み、ランナー周辺の水の流れが不均一になること。3つ目は、ドラフトチューブ内の水の流れが不安定で、ドラフトチューブの水圧が周期的に変化したり、タービンの渦巻きケーシング内に空気が入り込んだりして、ユニットの振動や水流の轟音が発生すること。
(3)電気振動、バランスの喪失または電気量の急激な変化によって生じるユニットの振動。
理由:1つ目は、発電機の三相電流の深刻な不均衡により、三相電磁力の不均衡が生じること。2つ目は、電気事故による電流の瞬間的な変化により、発電機とタービンの速度を瞬時に同期できないこと。3つ目は、固定子と回転子の間の隙間が均一でないため、回転磁界が不安定になること。
(4)キャビテーション振動、キャビテーションによって引き起こされるユニットの振動。
理由:第一に、油圧アンバランスによる振動で、その振幅は流量の増加とともに増大します。第二に、ランナーの重量、ユニットの接続不良、偏心によるアンバランスによる振動で、その振幅は速度の増加とともに増大します。第三に、電気表面による振動で、振幅は励磁電流の増加とともに増大し、励磁が除去されると振動は消失します。第四に、キャビテーションによる振動で、その振幅は負荷の局所性に関係し、断続的であったり、激しいものであったりします。同時に、ドラフトチューブ内でノッキング音が発生し、真空計に揺れ現象が生じる場合があります。

ユニットのベアリングブッシュの温度が上昇または高すぎる
理由
1. メンテナンスおよび設置の理由:オイルタンクの漏れ、配管の設置位置の誤り、タイルの隙間の不適合、設置品質に起因するユニットの異常振動など。
2. 運転理由:振動ゾーンでの運転、ベアリングオイルの異常な品質と油面の見落とし、適時のオイル補充の不履行、冷却水の停止、水不足の見落とし、およびユニットの長期低速運転。
処理
1. タイルの温度が上昇したら、まず潤滑油を確認し、適時に油を補充するか、接触して油を交換します。冷却水圧を調整するか、給水モードを切り替えます。ユニットの振動が基準を超えていないかテストし、振動が解消できない場合は振動を停止します。
2. 温度保護装置が作動して出口が保護されている場合は、監視して正常に停止し、ベアリングブッシュが焼損していないか確認してください。ベアリングブッシュが焼損している場合は、新しいブッシュに交換するか、再度研磨してください。

5. 速度制御の不具合
ガバナーの開口部が完全に閉じると、ガイドベーンの開口部を効果的に制御できなくなるまで、ランナーは停止できません。この状況は速度制御の失敗と呼ばれます。原因: 1つ目は、ガイドベーンの接続部が曲がってガイドベーンの開口部を効果的に制御できず、ガイドベーンが閉じてユニットが停止できなくなることです。一部の小型ユニットにはブレーキ装置がなく、慣性作用によりユニットがしばらく停止できない場合があることに注意してください。このとき、シャットダウンしたと勘違いしないでください。ガイドベーンを閉じ続けると、コネクティングロッドが曲がります。2つ目は、自動速度ガバナーの故障により速度制御が失敗することです。水力タービンユニットが異常に動作している場合、特にユニットが安全運転の危機に陥っている場合は、直ちにシャットダウンして対処する必要があります。不本意な操作は故障を増幅させるだけです。ガバナーが故障し、ガイドベーンの開口部機構が停止できない場合は、タービンの主弁を使用してタービンへの水の流れを遮断する必要があります。
その他の処理方法: 1. 水誘導機構内のゴミを定期的に清掃し、清潔に保ち、可動部品に定期的に燃料を補給します。2. 給水口にはゴミ受けを設置し、頻繁に清掃する必要があります。3. 車両に搭載されているタービンは、ブレーキパッドを適時に交換し、ブレーキフルードを補充する必要があります。


投稿日時:2022年1月6日

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