DL_T2564-2022水力发电厂轴流转浆机组振动评定导则.docx

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1、ICS 27.140CCS F 23DL中华人民共和国电力行业标准DL/T25642022水力发电厂轴流转桨机组振动评定导则GuideforvibrationevaluationofKaplanpowerunitsinhydropowerplant202271-04发布2023-05-04实施国家能源局发布前言II1范围12规范性引用文件13术语和定义14评定准备26振动区的划分和评定准则4附录A（规范性）传感器选型6附录B（规范性）评定区域的分界限值7团中用电力出服社扫码免费兑换电子书本文件按照GB/T1.1-2020标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。请注意本文件

2、的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国电力企业联合会提出。本文件由电力行业水轮发电机及电气设备标准化技术委员会（DL/TC10）归口。本文件起草单位：重庆大唐国际武隆水电开发有限公司、大唐水电科学技术研究院有限公司、大唐西藏能源开发有限公司。本文件主要起草人：廖峻峰、何明、陈文华、陈立、张海库、耿清华、李芳同、胡小刚、孙铁明、向锡顺、王亮、隆元林、王春、李贵吉、蔡爽、王洪浪。本文件为首次发布。本文件在执行过程中的意见或建议反馈至中国电力企业联合会标准化管理中心（北京市白广路二条一号，100761）o水力发电厂轴流转桨机组振动评定导则1范围本文件规定了水力发电

3、厂轴流转桨式水轮发电机组（以下简称“机组”）振动评定的测量方法和评定准则。本文件适用于单机容量50MW及以上水力发电厂轴流转桨式水轮发电机组正常（稳态）运行工况的振动评定。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注Fl期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T2900. 45GB/T6075. 1GB/T11348. 1GB/T 13866GB/T14412GB/T17189GB/T21487. 1电工术语水电站水力机械设备机械振动在非旋转部件上测量评价机器的振动第1部分：

4、总则旋转机械转轴径向振动的测量和评定第1部分：总则振动与冲击测量描述惯性式传感器特性的规定机械振动与冲击加速度计的机械安装水力机械（水轮机、蓄能泵和水泵水轮机）振动和脉动现场测试规程转轴振动测量系统第1部分：径向振动的相对和绝对检测GB/T32584-2016水力发电厂和蓄能泵站机组机械振动的评定3术语和定义GB/T2900.45、GB/T325842016.GB/T17189界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1稳态运行工况steady-stateoperatingcondition机组流量、水头（比能）、转速、净吸出高度、导叶开度、桨叶开度保持在平均数值的1.5%以内的运行状态。3.

5、2振动（摆度）基准值vibrationreferencevalue新机组或机组消缺后的初期运行阶段，在稳态运行工况（3.1）下测量得到的振动（摆度）量的平均值。3.3中位数medianvalue将统计数据排序后位置处于最中间的数据的数值。当数据个数为奇数时，处于中间位置的数据值即为中位数；当数据个数为偶数时，处于中间位置的2个数据值的平均值则为中位数。3.4绝对评定准则absolutecriterion阈值或限值评定准则机组在稳态运行工况（3.1）下，保证机组安全可靠运行的最高振动（摆度）幅值。如机组振动（摆度）幅值超过限值，应进行处理以降低幅值或限制运行。3.5相对评定准则relativec

6、riterion趋势评定准则随着机组运行时间的变化，振动（摆度）量相对于基准值的变化趋势。当振动（摆度）量相对于基准值有明显变化（超过25%）时，即使未达到绝对评定准则（3.4）中的限值，也应采取补救措施。3.6振动（摆度）位移峰峰值SPPpeak-to-peakvalueofdisplacement新机组或机组消缺后的初期运行阶段，在稳态运行工况（3.1）下测量得到的振动（摆度）量的平均值。4评定准备评定前应做如下准备：a）被评定机组的电气、机械部分均应工作正常；b）水轮机过流部件及引水道的表面应光滑，满足设计要求；c）水轮机尾水位在评定过程中不应低于设计最低尾水位；d）调速器工作稳定；e）

7、协联关系测试时，试验机组调速器内的原协联机构必须脱开，使水轮机桨叶在试验中处于随时可手动调节的状态；0系统频率应稳定，其偏差不应超过额定值0.2Hz;g）保持功率因数稳定（功率因数宜接近1）;h）机组各部轴承温度稳定；i）流道畅通，测压孔、测压管及连接管的形状与位置正确，管道畅通。5测量5.1 基本准则5.1.1 机架、顶盖绝对振动测量机架、顶盖绝对振动测量应根据GB/T6075.1、GBT17189.GB/T13866、GB/T14412的基本准则，按5.25.4执行。5.1.2 主轴摆度测量主轴摆度测量和仪器的使用应根据GB/T11348.1和GB/T17189的基本准则，按5.25.4执

8、行。5.2 测量类型5 .2.1机架、顶盖绝对振动机架、顶盖绝对振动测量要求如下：a）机架、顶盖绝对振动的测量宜采用接触式传感器，其性能指标应满足附录A的规定；b）对于振动速度测量，宜采用输出振动速度的惯性式磁电传感器；c）对于振动位移测量，宜采用带硬件积分功能、输出振动位移的惯性式磁电传感器。6 .2.2主轴摆度机组主轴摆度的测量应采用非接触式位移传感器，其性能指标应满足附录A的规定。具体要求如下：a）在主轴摆度测量中，传感器通常安装在轴承座上，且尽量靠近导轴承；b）安装传感器的测量支架应具有足够的刚度，测量支架固有频率应至少高于机组额定转速频率的10倍;c）传感器安装中，应满足制造厂规定的

9、技术要求，被测轴表面应无污点、划痕、凹痕或任何其他表面缺陷。5.3 测位置和方位5 .3.1机架、顶盖绝对振动应分别在机架、顶盖绝对振动测量处，设置2个水平振动测点和1或2个垂直振动测点，测点的位置应尽可能测到该处的最大振动值。水平振动测点应互成90径向设置，非承重机架一般不设置垂直振动测点。测量方向宜为上游方向和与之相隔90的方向，各测量断面测点布置方位应相同。机架、顶盖绝对振动测量推荐的传感器安装位置如图1所示。5.3.2主轴摆度应分别在各导轴承的摆度测量位置径向设置互成90的2个测点，主轴各测量断面测点布置方位应相同。主轴摆度测量推荐的传感器安装位置如图2所示。图1机架、顶盖绝对振动测量

10、推荐的传感器安装位置图2主轴摆度测量推荐的传感器安装位置5.4测设备5.4.1 技术要求测量设备技术要求如下：a）测量设备的频率范围下限应低于机组额定转速频率的1/6;b）数据采样时间至少应大于机组转动周期的10倍。5.4.2 机架、顶盖绝对振动测量测量设备性能应满足GB/T21487.1和GB/T17189的要求。表1给出了机架、顶盖绝对振动测量数据采集系统应满足的频率范围。表1机架、顶盖绝对振动测量数据采集系统应满足的频率范围单位：Hz频率下限fmt频率上限fmgl6a（最低不低于0.2）3fsr注1:fa为额定转速频率。注2:fgst为水轮机动静干涉激振频率，fRsr=mZgf其中，Zg

11、为叶片数；m为转轮叶片通过频率的谐波阶次，为任意整数，通常取3。5.4.3 主轴摆度测量测量设备性能应满足GB/T21487.1和GB/T17189的要求。表2给出了主轴摆度测量数据采集系统应满足的频率范围。表2主轴摆度测量数据采集系统应满足的频率范围单位:Hz频率下限fmin频率上限fmgIl6fa（最低不低于0.2）3ZRfn注：n为额定转速频率；ZR为叶片数。6 振动区的划分和评定准则6.1 评定准则GB/T6075.1和GB/T11348.1提供了以下两个评定各种机组振动等级的评定准则。a）准则I:绝对评定准则，即利用测量的位移峰峰值进行评定。b）准则11:相对评定准则，即利用测量的振

12、动幅值和相位的变化趋势进行评定。6.2 准则I:绝对评定准则6.3 .1对于尚未建立机组稳态运行工况下振动（摆度）基准值的机组（如新投产机组），准则I可作为机组评定的基础方法。对于改造机组，宜在改造前开展机组振动（摆度）基准值测试，建立机组稳态运行工况下的振动（摆度）基准值，以便改造后参考。6.2.2对于机架、顶盖绝对振动和主轴摆度，根据下列规定区域进行评定。a）区域A,可接受区域。机组的振动值是可接受的，主轴摆度幅值不超过轴承总间隙的70%,可长期稳定运行。b）区域B。机组的振动（摆度）值较大，机组不宜长期持续运行，需进一步观察或采取措施以降低振动值。c）区域C。机组振动（摆度）值过大，可能

13、引起机组损坏，需立即采取措施，查明振动（摆度）大的原因。评定区域的分界限值遵照附录B的规定。6.3准则II:相对评定准则6.3.1以相对于振动（摆度）基准值25%的变化量作为报警指导值。6.3.2应用准则II进行振动评定时，应事先掌握机组在稳态下所有可能运行工况的振动特性。6. 3.3振动（摆度）测量应在相似的水力工况下进行。6.4 运行限值6.4.1 设置报警值报警值应按如下要求设置：a）在没有基准值的情况下，推荐设置的报警值初始值为区域A的上限值；b）如果已知基准值，推荐设置的报警值初始值在基准值之上25%;c）如果稳态的基准值发生改变，报警值设置也需做相应调整；d）如果机架、顶盖绝对振动

14、和主轴摆度测量值均能采集，则推荐将两信号同时用于报警功能的初始值设置。6.4.2 设置停机值停机值应位于区域C,但不超出区域B上限值的1.25倍。6.5 振动和摆度评定等级的选择在应用本文件的准则进行振动等级评定时，应各自独立测量机架、顶盖绝对振动和主轴撰度。如果应用不同的准则得到不同的评定等级，则应采用更严格的区域分类。附录A（规范性）传感器选型A.1摆度和键相传感器摆度和键相传感器应采用非接触式位移传感器，宜选用电涡流传感器。键相传感器也可选用光电传感器。摆度和键相传感器的主要性能指标要求如下。a）频响范围：0Hz-100OHzob）线性范围：22mm。c）幅值非线性度：i2%,d）温度漂

15、移：0.1%Coe）工作温度：10+60。A2振动传感器振动传感器应采用惯性式电动传感器，输出量可以是位移也可以是速度。位移输出传感器的主要性能指标要求如下。a）频响范围：0.2HZ200Hz。b）线性测量范围（峰峰值）：一IOoOUnl+1000um。c）幅值非线性度：5%。d）工作温度：-10C+60eCo速度输出传感器的主要性能指标要求如下。a）频响范围：0.2HZ200Hz。b）幅值非线性度：i5%.c）工作温度：-10C+60eCo附录B（规范性）评定区域的分界限值8.1 振动限值表B.1列出了推荐的振动评定限值，其是在对国内具有代表性的机组现场测量数据进行统计分析的基础上得到的。当

16、机组机架、顶盖绝对振动和/或主轴摆度持续达到或超过本文件规定的限值时，可能会导致机组损坏，应进一步分析原因或采取校正措施，以免损坏机组。对于机架、顶盖绝对振动，推荐采用峰峰值进行评定；对于主轴摆度，宜采用峰峰值进行评定。峰峰值取值推荐方法见GB/T325842016附录F,评定限值见表BJ0表Bl给出的限值只在空载和水轮机正常运行范围内有效。表B.1振动评定限值单位：Um工况振动类型振动位移峰峰值SPP摆度位移峰峰值SPP振动部位顶盖（水平）顶盖（垂直）承重机架（水平）承重机架（垂直）非承重机架（水平）水导轴承下导轴承上导轴承额定出力的35%-100%限值1（A/B分区界限）607070508

17、0110130180限值2（B/C分区界限）9010010070130170200280通过分析机架、顶盖绝对振动和主轴摆度数据库，得到振动数据样本的中位数。表B.1给定的限值（AB分区界限）为该中位数的1.6倍，限值2（BC分区界限）为该中位数的2.5倍。8.2 超限应对措施如果机架、顶盖绝对振动或主轴摆度数值超过限值1,则需采取下列措施进行进一步分析。a）对机架、顶盖绝对振动进行快速傅里叶变换（FFT）分析。b）测量轴承间隙，检查轴承同心度。O检查轴线，进行轴心轨迹分析。d）核查轴承支座的刚度。e）检查基础、支撑结构及其紧固件。f）检查轴瓦温度、油温。g）检查传感器安装情况。h）测量流道的压力脉动。i）对轴承中的油进行油化分析。j）测量发电机的静态和动态气隙。k）检查轴的垂直度。D在变励磁、变负荷、变转速情况下进行振动测量。m）测量分析噪声。如果机架、顶盖绝对振动或主轴摆度数值超过限值2,除了上述检查措施外，还需要采取下列措施进行进一步分析。a）对引水发电系统进行全面检查。b）确认机械部件是否承受较高应力。c）对部件进行疲劳分析，确认部件的疲劳寿命。d）对每一个机架、顶盖进行模态分析（试验和数值计算分析）。e）对部件的动载荷进行分析，研究部件疲劳情况。