講義-水輪機講義

1、 HLDF04-LJ-205 水輪機結(jié)構(gòu)及運行維護(hù)水輪機結(jié)構(gòu)及運行維護(hù)2011年11月25日托什干河水電分公司別迭里電站水輪機目錄目錄一、水輪機的主要參數(shù)一、水輪機的主要參數(shù)二、水輪機原理二、水輪機原理三、水輪機結(jié)構(gòu)三、水輪機結(jié)構(gòu)四、運行維護(hù)要求四、運行維護(hù)要求五、結(jié)語五、結(jié)語2011年11月25日托什干河水電分公司別迭里電站水輪機一、水輪機主要參數(shù)：一、水輪機主要參數(shù)：型型 號：號：HLDF04-LJ-205額定水頭：額定水頭：H=100.8m額定流量：額定流量：Q=34 .65m3 /s額定功率：額定功率：N=31.8MW額定轉(zhuǎn)速：額定轉(zhuǎn)速：n=333.3r/min飛逸轉(zhuǎn)速：飛逸轉(zhuǎn)速：n=

2、592r/min2011年11月25日托什干河水電分公司別迭里電站水輪機二、水輪機原理二、水輪機原理原理 水流經(jīng)進(jìn)水?dāng)r污柵、進(jìn)水口閘門、引水渠道、遂洞、壓力前池、流入壓力鋼管，通過蝶閥后由蝸殼進(jìn)入轉(zhuǎn)輪，由于水流和轉(zhuǎn)輪的相互作用，水流便把自己的能量傳遞給了轉(zhuǎn)輪，轉(zhuǎn)輪獲得能量后開始旋轉(zhuǎn)而作功。因為水輪機和發(fā)電機相連，水輪機便把它獲得的能量傳給了發(fā)電機，帶動了發(fā)電機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，從而在定子內(nèi)感應(yīng)出電勢。2011年11月25日托什干河水電分公司別迭里電站水輪機三、水輪機結(jié)構(gòu)三、水輪機結(jié)構(gòu)水輪機主要由埋入部分、導(dǎo)水機構(gòu)、轉(zhuǎn)動部分等組成。 1、埋入部分： 埋入部分由蝸殼、座環(huán)、尾水肘管、尾水錐管、機坑里襯等組

3、成。2011年11月25日托什干河水電分公司別迭里電站水輪機（1）、尾水管）、尾水管 尾水管的作用：是將水流平順地引至下游并利用水輪機轉(zhuǎn)輪高于下游水位的那一段位能和回收水輪機轉(zhuǎn)輪出口水流的部分動能， 它由尾水錐管及尾水肘管組成。 在錐管段上設(shè)有進(jìn)人門，在進(jìn)人門下方設(shè)置有檢修平臺搭裝孔。2011年11月25日托什干河水電分公司別迭里電站水輪機（2）、座環(huán)）、座環(huán) 座環(huán)將頂蓋上的重量及壓力傳遞給蝸殼，再通過蝸殼在傳遞到基礎(chǔ)上。座環(huán)是導(dǎo)水機構(gòu)的支撐件，上聯(lián)頂蓋，下部與底環(huán)相聯(lián)。 座壞由上壞、因定導(dǎo)葉、下壞組成，在固定導(dǎo)葉上設(shè)有3個排水孔，用于頂蓋自流排水。2011年11月25日托什干河水電分公司別迭

4、里電站水輪機2011年11月25日托什干河水電分公司別迭里電站水輪機（3）、蝸殼）、蝸殼 蝸殼斷面為圓形，其主要作用是：保證水流以最小的水力損失把水引向?qū)考瑥亩岣咚啓C的效率；盡可能保證沿導(dǎo)水部件的周圍進(jìn)水流量均勻，水流對稱于軸，以使轉(zhuǎn)輪受力均衡，提高工作的穩(wěn)定性；使水流在進(jìn)入導(dǎo)水部件以前具有一定的環(huán)流，然后很順利地進(jìn)入工作轉(zhuǎn)輪；2011年11月25日托什干河水電分公司別迭里電站水輪機 保證轉(zhuǎn)輪在工作時，始終浸沒在水中不會有大量空氣進(jìn)入轉(zhuǎn)輪。 蝸殼設(shè)有600mm進(jìn)人門，其設(shè)在蝶閥的蝸殼延伸管上，以方便檢修。2011年11月25日托什干河水電分公司別迭里電站水輪機2011年11月25日托

5、什干河水電分公司別迭里電站水輪機2、導(dǎo)水機構(gòu)、導(dǎo)水機構(gòu) 導(dǎo)水機構(gòu)由頂蓋、底環(huán)、導(dǎo)葉、導(dǎo)葉套筒、控制環(huán)及傳動部件等組成。2011年11月25日托什干河水電分公司別迭里電站水輪機（1）、頂蓋）、頂蓋 1、頂蓋作用：、頂蓋作用： 將導(dǎo)水機構(gòu)的水壓力及軸承的將導(dǎo)水機構(gòu)的水壓力及軸承的負(fù)荷傳遞給座環(huán)；可以防止水壓力水流向負(fù)荷傳遞給座環(huán)；可以防止水壓力水流向外溢出。外溢出。2、頂蓋采用鑄焊結(jié)構(gòu)，具有足夠的強度與剛度。、頂蓋采用鑄焊結(jié)構(gòu)，具有足夠的強度與剛度。其上面有控制環(huán)、軸承、導(dǎo)葉套筒；在頂蓋其上面有控制環(huán)、軸承、導(dǎo)葉套筒；在頂蓋上設(shè)有黃銅密封條，作為導(dǎo)葉端面密封；過上設(shè)有黃銅密封條，作為導(dǎo)葉端面密封；

6、過流表面設(shè)置不銹鋼護(hù)板。為減小轉(zhuǎn)輪上腔壓流表面設(shè)置不銹鋼護(hù)板。為減小轉(zhuǎn)輪上腔壓力，在頂蓋上設(shè)有力，在頂蓋上設(shè)有4根排水管將轉(zhuǎn)輪上腔的漏根排水管將轉(zhuǎn)輪上腔的漏水排到尾水管內(nèi)，以減輕轉(zhuǎn)輪的軸向水推力。水排到尾水管內(nèi)，以減輕轉(zhuǎn)輪的軸向水推力。2011年11月25日托什干河水電分公司別迭里電站水輪機2011年11月25日托什干河水電分公司別迭里電站水輪機（2）、底環(huán)）、底環(huán) 底環(huán)的作用是與頂蓋共同形成流道，底環(huán)的作用是與頂蓋共同形成流道，為了減少水力損失。為了減少水力損失。 底環(huán)采用鑄焊結(jié)構(gòu)，具有足夠的強底環(huán)采用鑄焊結(jié)構(gòu)，具有足夠的強度和剛度。它固定在座環(huán)下環(huán)上，其過度和剛度。它固定在座環(huán)下環(huán)上，其過

7、流表面設(shè)置不銹鋼護(hù)板；在底環(huán)上設(shè)有流表面設(shè)置不銹鋼護(hù)板；在底環(huán)上設(shè)有黃銅密封條，作為導(dǎo)葉的端面密封。導(dǎo)黃銅密封條，作為導(dǎo)葉的端面密封。導(dǎo)葉下軸套采用具有自潤滑的鋼背材料，葉下軸套采用具有自潤滑的鋼背材料，設(shè)有兩道設(shè)有兩道O形橡膠密封圈，防止泥沙進(jìn)形橡膠密封圈，防止泥沙進(jìn)入軸套。入軸套。2011年11月25日托什干河水電分公司別迭里電站水輪機2011年11月25日托什干河水電分公司別迭里電站水輪機（3）、導(dǎo)葉）、導(dǎo)葉 導(dǎo)葉作用是控制進(jìn)入轉(zhuǎn)輪的流量及水導(dǎo)葉作用是控制進(jìn)入轉(zhuǎn)輪的流量及水流方向，使水流沿圓周均勻進(jìn)入轉(zhuǎn)輪。流方向，使水流沿圓周均勻進(jìn)入轉(zhuǎn)輪。 導(dǎo)葉上設(shè)有剪斷銷，只有當(dāng)導(dǎo)葉間受導(dǎo)葉上設(shè)有剪斷

8、銷，只有當(dāng)導(dǎo)葉間受阻力相當(dāng)大時，剪斷銷才會剪斷，信號阻力相當(dāng)大時，剪斷銷才會剪斷，信號器也隨之剪斷，并發(fā)出信號。每個導(dǎo)葉器也隨之剪斷，并發(fā)出信號。每個導(dǎo)葉設(shè)有全開、全關(guān)位置限位裝置。設(shè)有全開、全關(guān)位置限位裝置。 為防止導(dǎo)葉處于失控狀態(tài)時導(dǎo)葉碰撞為防止導(dǎo)葉處于失控狀態(tài)時導(dǎo)葉碰撞轉(zhuǎn)輪或其它導(dǎo)葉，拐臂與頂蓋上分別設(shè)轉(zhuǎn)輪或其它導(dǎo)葉，拐臂與頂蓋上分別設(shè)有限位塊。有限位塊。2011年11月25日托什干河水電分公司別迭里電站水輪機（4）、控制環(huán)）、控制環(huán) 控制環(huán)采用鋼板焊接結(jié)構(gòu)，支承在頂控制環(huán)采用鋼板焊接結(jié)構(gòu)，支承在頂蓋上的支座上，接觸面用尼龍抗磨板導(dǎo)蓋上的支座上，接觸面用尼龍抗磨板導(dǎo)向，上部有兩個耳朵分別

9、與兩個接力器向，上部有兩個耳朵分別與兩個接力器連接，控制環(huán)中間圓環(huán)有連接，控制環(huán)中間圓環(huán)有20個均布小耳個均布小耳也孔，通過連桿、拐等到分別與也孔，通過連桿、拐等到分別與20個導(dǎo)個導(dǎo)時相連。時相連。2011年11月25日托什干河水電分公司別迭里電站水輪機（5）、接力器）、接力器 水輪機裝有兩臺直缸液壓接力器，操作油壓為6.3Mpa，采用平行布置。每個接力器均設(shè)備可調(diào)整的慢關(guān)閉裝置。接力器上設(shè)置機械鎖錠裝置，可將導(dǎo)葉鎖定在全關(guān)和全開位置。接力器通過油管與調(diào)速器油路連接，壓力油進(jìn)入接力器活塞缸后，推動活塞移動，再通過推拉桿將驅(qū)動力傳遞到控制環(huán)。接力器活塞兩側(cè)油路通過電磁閥控制，工作時一側(cè)通壓力油，

10、一側(cè)接回油，兩個接力器同一時間活塞缸不同側(cè)接通壓力油，因此一推一拉形成力矩，驅(qū)動控制環(huán)轉(zhuǎn)動以操作導(dǎo)葉的開關(guān)。2011年11月25日托什干河水電分公司別迭里電站水輪機3、轉(zhuǎn)動部分、轉(zhuǎn)動部分 轉(zhuǎn)動部分由轉(zhuǎn)輪、主軸、軸承和主軸密封等部件組成。（1）、轉(zhuǎn)輪 轉(zhuǎn)輪作用是將壓能轉(zhuǎn)換為機械能。轉(zhuǎn)輪外徑2.05m，采用鑄焊結(jié)構(gòu)，上冠、葉片、下環(huán)為ZG06Cr13Ni4Mo不銹鋼，轉(zhuǎn)輪葉片數(shù)為13個。2011年11月25日托什干河水電分公司別迭里電站水輪機n 轉(zhuǎn)輪的上冠及下環(huán)處均設(shè)有止漏環(huán)，以減少水流的容積損失。n 長短葉片轉(zhuǎn)輪的特點：高效率區(qū)寬、運行穩(wěn)定、抗磨蝕性好。 n 轉(zhuǎn)輪上部設(shè)有泵板結(jié)構(gòu)，下部有泄水錐。

11、泄水錐下部設(shè)有補氣閥。 2011年11月25日托什干河水電分公司別迭里電站水輪機（2）、主軸）、主軸 主軸作用是將轉(zhuǎn)輪的機械能用旋轉(zhuǎn)力矩的形式傳遞給發(fā)電機，從而帶動發(fā)電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。 主軸采用20MnSi鍛鋼制成，軸身外徑0.63m，內(nèi)徑為0.26m。 主軸與轉(zhuǎn)輪及發(fā)電機主軸通過聯(lián)軸螺栓連接，用摩擦力傳遞力矩。2011年11月25日托什干河水電分公司別迭里電站水輪機2011年11月25日托什干河水電分公司別迭里電站水輪機（3）、水導(dǎo)軸承）、水導(dǎo)軸承 水導(dǎo)軸承作用是承受機組運行中軸水導(dǎo)軸承作用是承受機組運行中軸傳來的徑向力和振擺力，約束主軸軸線傳來的徑向力和振擺力，約束主軸軸線位置。位置。 導(dǎo)軸承

12、采用稀油潤滑分塊瓦式軸承，導(dǎo)軸承采用稀油潤滑分塊瓦式軸承，軸承冷卻器設(shè)在下油箱內(nèi)，共兩個，并軸承冷卻器設(shè)在下油箱內(nèi)，共兩個，并聯(lián)使用，冷卻器采用雙金屬翅片管制造，聯(lián)使用，冷卻器采用雙金屬翅片管制造，工作壓力為工作壓力為0.15Mpa0.6Mpa。2011年11月25日托什干河水電分公司別迭里電站水輪機 一般運行要求冷卻水溫最高不超過25，瓦溫及油溫不超過65。 軸承內(nèi)設(shè)有油位信號計及電阻溫度計，并有報警性能。2011年11月25日托什干河水電分公司別迭里電站水輪機2011年11月25日托什干河水電分公司別迭里電站水輪機（4）主軸密封）主軸密封 主軸密封是用以減少主軸與固定部件之間漏水的裝置，其

13、由工作密封和檢修密封組成。工作密封采用金屬間隙式密封，經(jīng)過頂蓋上的四根排水管，排至尾水管內(nèi)，起到密封作用。 檢修密封采用空氣圍帶式密封結(jié)構(gòu)，設(shè)在工作密封下部，當(dāng)機組停機或檢修時，向空氣圍帶內(nèi)充入0.650.8MPa的壓縮空氣，橡膠圍帶膨脹貼緊主軸，起到密封作用。 2011年11月25日托什干河水電分公司別迭里電站水輪機2011年11月25日托什干河水電分公司別迭里電站水輪機（5）油、水、氣管路布置2011年11月25日托什干河水電分公司別迭里電站水輪機四、運行維護(hù)四、運行維護(hù)1、經(jīng)常檢查頂蓋上各管路排水情況；2、經(jīng)常檢查導(dǎo)葉剪斷銷工作情況；3、檢查機組的擺度、振動情況；4、檢查測壓盤各表計壓力

14、情況；5、檢查水導(dǎo)軸承油位及溫度情況；6、檢查油水氣管路有無滲漏現(xiàn)象；7、注意機組有無異常聲響和其它不良現(xiàn)象。2011年11月25日托什干河水電分公司別迭里電站水輪機五、結(jié)語五、結(jié)語1、目前，水電廠機組主要存在的技術(shù)難點： (1)過水部件的沖刷、汽蝕問題。主要與水質(zhì)狀況（溶解性鹽的種類、挾沙量等），過水部件的形態(tài)、金屬質(zhì)量及其過流形態(tài)、制造加工工藝、表面加工精度等相關(guān)；其處理一般放于中、大修時進(jìn)行處理。 (2)主軸密封與頂蓋漏水的問題。目前，在國內(nèi)外尚未對此問題有妥善的解決方案；主要與機組相關(guān)部件的加工精度有關(guān)，國外的機組較國內(nèi)機組好。2011年11月25日托什干河水電分公司別迭里電站水輪機 (3)各導(dǎo)軸承部件的相關(guān)問題，如瓦溫、油溫、油位等。主要與瓦軸間隙、機組轉(zhuǎn)速等相關(guān)；目前可較好的解決此問題，但燒瓦事件在業(yè)內(nèi)也時有發(fā)生，需注意。 (4)長期運行水泵的故障問題。2011年11月25日托什干河水電分公司別迭里電站水輪機2、 水電廠機組結(jié)構(gòu)原理的學(xué)習(xí)方法： (1) 理論聯(lián)系實際。從基本的圖紙、資料入手，看懂、看通圖紙，準(zhǔn)確理解各組成部分