水电站机组导叶大开度下顶盖异常振动分析处理方法与流程

本申请涉及水电站机组异常检测，尤其涉及一种水电站机组导叶大开度下顶盖异常振动分析处理方法。

背景技术：

1、水轮机是水电站机组的核心部分，它接受水能并将之转化为机械能。水轮机在运行过程中存在顶盖振动异常的情况。

2、而现有技术中，无法科学有效的分析判断顶盖振动异常的根本原因并提出相应的方案消除异常。

技术实现思路

1、本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

2、为此，本申请的目的在于提出一种水电站机组导叶大开度下顶盖异常振动分析处理方法，以解决相关技术中无法科学有效分析判断顶盖垂直振动异常与转轮的关联关系，指导了导叶大开度下顶盖垂直振动异常波动的分析方法以及转轮修型处理。

3、为达上述目的，本申请实施例提出了一种水电站机组导叶大开度下顶盖异常振动分析处理方法，包括：

4、基于所述水电站机组的相关运行数据，确定所述顶盖垂直振动异常时的导叶大开度区域和水头区域；

5、在所述导叶大开度区域和所述水头区域，分析机组压力脉动变化趋势、顶盖垂直振动变化趋势、机架垂直振动变化趋势以及三个变化趋势之间的关联关系；

6、基于水轮机理论和所述关联关系，判断所述顶盖垂直振动异常的根本原因；

7、基于所述根本原因，对所述水电站机组的水轮机进行修型；

8、基于修型前后的水轮机进行效率试验与压力脉动试验，根据所述效率试验与压力脉动试验结果，验证修型后的水轮机是否能够消除导叶大开度下顶盖异常振动情况。

9、在一些实施例中，所述基于所述水电站机组的相关运行数据，确定所述顶盖垂直振动异常时的导叶大开度区域和水头区域；包括：

10、获取多个所述水电站机组的相关运行数据，所述相关运行数据包括水头、导叶开度和顶盖垂直振动值；

11、对所述水头、所述导叶开度以及所述顶盖垂直振动值进行统计分析，确和定所述顶盖垂直振动异常时的导叶大开度区域和水头区域。

12、在一些实施例中，所述相关运行数据包括水头、导叶开度、顶盖垂直振动值、机组压力脉动值和机架垂直振动值，所述在所述导叶大开度区域和所述水头区域，分析机组压力脉动变化趋势、顶盖垂直振动变化趋势、机架垂直振动变化趋势以及三个变化趋势之间的关联关系；包括：

13、在所述导叶大开度区域，对所述顶盖垂直振动值、机组压力脉动值和机架垂直振动值进行相关性分析；

14、基于所述相关性分析，分析机组压力脉动变化趋势、顶盖垂直振动变化趋势、机架垂直振动变化趋势以及三个变化趋势之间的关联关系。

15、在一些实施例中，所述根本原因为所述水电站机组在所述导叶大开度区域运行下偏离最优工况，所述水轮机的转轮出口的绝对速度与圆周速度的夹角大于90度，转轮出口形成反向涡带，机组压力脉动随之升高。

16、在一些实施例中，所述基于修型前后的水轮机进行效率试验与压力脉动试验，根据所述效率试验与压力脉动试验结果，验证修型后的水轮机是否能够消除导叶大开度下顶盖异常振动情况，包括：

17、通过所述效率试验，验证所述修型后的水轮机模型是否影响水轮机转轮的关键运行参数；

18、通过所述压力脉动试验，判断修型后的水轮机模型是否消除导叶大开度下顶盖异常振动情况；

19、在所述修型后的水轮机模型消除导叶大开度下顶盖异常振动情况时，确认所述水电站机组在所述导叶大开度区域运行下偏离最优工况。

20、在一些实施例中，所述关键运行参数包括水轮机转轮效率、水轮机空化系数和水轮机飞逸性能。

21、在一些实施例中，所述基于所述根本原因，对所述水电站机组的水轮机进行修型，包括：

22、通过对所述水轮机的转轮叶片进行修型，改变转轮出口的绝对速度、相对速度和圆周速度的方向；以使所述转轮出口的绝对速度与圆周速度小于等于90度。

23、在一些实施例中，所述对所述水轮机的转轮叶片进行修型，包括：

24、将所述转轮叶片的出口边从下环至上冠依次划分出多个叶片区域；

25、针对所述多个叶片区域，按照修型样板图，完成对所述水轮机的转轮叶片的修型。

26、本申请提供的水电站机组导叶大开度下顶盖异常振动分析处理方法，基于对水电站机组相关运行数据的统计分析和相关性分析，确定顶盖垂直振动发生异常波动的根本原因；基于确认的根本原因对水轮机进行修型，通过对修型后的水轮机进行效率试验与压力脉动试验，验证推论得到的导叶大开度下顶盖异常振动的根本原因是否准确，确认之后处理导叶大开度下顶盖异常情况，成功分析并解决了水电站出现的导叶大开度下顶盖异常振动问题。

27、本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

技术特征：

1.一种水电站机组导叶大开度下顶盖异常振动分析处理方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述水电站机组的相关运行数据，确定所述顶盖垂直振动异常时的导叶大开度区域和水头区域；包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述相关运行数据包括水头、导叶开度、顶盖垂直振动值、机组压力脉动值和机架垂直振动值，所述在所述导叶大开度区域和所述水头区域，分析机组压力脉动变化趋势、顶盖垂直振动变化趋势、机架垂直振动变化趋势以及三个变化趋势之间的关联关系；包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根本原因为所述水电站机组在所述导叶大开度区域运行下偏离最优工况，所述水轮机的转轮出口的绝对速度与圆周速度的夹角大于90度，转轮出口形成反向涡带，机组压力脉动随之升高。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于修型前后的水轮机进行效率试验与压力脉动试验，根据所述效率试验与压力脉动试验结果，验证修型后的水轮机是否能够消除导叶大开度下顶盖异常振动情况，包括：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述关键运行参数包括水轮机转轮效率、水轮机空化系数和水轮机飞逸性能。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述根本原因，对所述水电站机组的水轮机进行修型，包括：

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述对所述水轮机的转轮叶片进行修型，包括：

技术总结本申请提出一种水电站机组导叶大开度下顶盖异常振动分析处理方法，包括：基于水电站机组的相关运行数据，确定顶盖垂直振动异常时的导叶大开度区域和水头区域；在导叶大开度区域和水头区域，分析机组压力脉动变化趋势、顶盖垂直振动变化趋势、机架垂直振动变化趋势以及三个变化趋势之间的关联关系；基于水轮机理论和关联关系，判断顶盖垂直振动异常的根本原因；基于根本原因，对水电站机组的水轮机进行修型；基于修型前后的水轮机进行效率试验与压力脉动试验，根据效率试验与压力脉动试验结果，验证修型后的水轮机是否能够消除导叶大开度下顶盖异常振动情况。通过科学方法，成功分析并解决了水电站出现的导叶大开度下顶盖异常振动问题。技术研发人员：文仁学,钟智,齐巨涛,兰东宏,徐秀峰,赵键波,张炳艳,汤正超,何金龙,茶开清,罗光辉,慕军受保护的技术使用者：华能澜沧江水电股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/18