水輪發(fā)電機油、水、氣系統(tǒng)培訓課件

1、目目錄錄contents01水輪發(fā)電機組基本概述02機組油系統(tǒng)結構原理03機組水系統(tǒng)結構原理04機組氣系統(tǒng)結構原理1.1 1.1 水輪機結構特點水輪機結構特點 水輪機為臥軸燈泡貫流轉漿式結構，水輪機和發(fā)電機共用一根主軸，兩端分別與轉輪和水輪機為臥軸燈泡貫流轉漿式結構，水輪機和發(fā)電機共用一根主軸，兩端分別與轉輪和轉子相連接。轉動部分由轉子相連接。轉動部分由2 2個導軸承支撐。發(fā)電機被安置在燈泡體內(nèi)，燈泡體成為水輪機流個導軸承支撐。發(fā)電機被安置在燈泡體內(nèi)，燈泡體成為水輪機流道的組成部分。機組的支撐采用管型座上、下兩根支柱（上、下過人豎井）為主支撐，發(fā)電道的組成部分。機組的支撐采用管型座上、下兩根支

2、柱（上、下過人豎井）為主支撐，發(fā)電機水平和垂直支撐為輔助支撐的方式。上、下支柱與混凝土為剛性連接，承受水推力產(chǎn)生的機水平和垂直支撐為輔助支撐的方式。上、下支柱與混凝土為剛性連接，承受水推力產(chǎn)生的彎矩和發(fā)電機轉矩。輔助支撐為彈性連接，主要承受燈泡體的重量、浮力和不平衡力以增加彎矩和發(fā)電機轉矩。輔助支撐為彈性連接，主要承受燈泡體的重量、浮力和不平衡力以增加機組的穩(wěn)定性。機組的穩(wěn)定性。 水輪機主要由以下幾個部分組成：（水輪機主要由以下幾個部分組成：（1 1）埋入部分：管型座、尾水管里襯、發(fā)電機框架）埋入部分：管型座、尾水管里襯、發(fā)電機框架等；（等；（2 2）固定部分：導水機構、轉輪室等；（）固定部分

3、：導水機構、轉輪室等；（3 3）轉動部分：轉輪、主軸、水導水封、受油）轉動部分：轉輪、主軸、水導水封、受油器等；（器等；（4 4）油、水、氣等輔助系統(tǒng)及輔助設備。）油、水、氣等輔助系統(tǒng)及輔助設備。1.1.2 2 發(fā)電機結構特點發(fā)電機結構特點 在發(fā)電機整體結構上，根據(jù)廠家發(fā)電機的技術優(yōu)勢，充分考慮石虎塘發(fā)電機中容量、低在發(fā)電機整體結構上，根據(jù)廠家發(fā)電機的技術優(yōu)勢，充分考慮石虎塘發(fā)電機中容量、低轉速的特點，采用具有足夠軸系穩(wěn)定裕量的兩導軸承支撐結構。定子機座、轉子中心體、轉速的特點，采用具有足夠軸系穩(wěn)定裕量的兩導軸承支撐結構。定子機座、轉子中心體、軸承支架、燈泡頭等采用具有足夠的強度和剛度，以保證

4、機組運行的安全可靠性。同時考軸承支架、燈泡頭等采用具有足夠的強度和剛度，以保證機組運行的安全可靠性。同時考慮總體布置和分部件維護的簡便性。慮總體布置和分部件維護的簡便性。 根據(jù)發(fā)電機結構說明，發(fā)電機主要由定子、轉子、組合軸承、通風冷卻系統(tǒng)、燈泡頭、根據(jù)發(fā)電機結構說明，發(fā)電機主要由定子、轉子、組合軸承、通風冷卻系統(tǒng)、燈泡頭、支撐、自動化系統(tǒng)及其他輔助部件組成。支撐、自動化系統(tǒng)及其他輔助部件組成。1.1.3 3 機組輔機結構特點機組輔機結構特點 1 1、油系統(tǒng)、油系統(tǒng) 每臺機組設有一套調(diào)速系統(tǒng)操作油與機組軸承潤滑油，兩個系統(tǒng)用油均為每臺機組設有一套調(diào)速系統(tǒng)操作油與機組軸承潤滑油，兩個系統(tǒng)用油均為l

5、-tsa68l-tsa68號汽號汽輪機油。輪機油。 2 2、氣系統(tǒng)、氣系統(tǒng) 氣系統(tǒng)由機組主軸密封供氣和發(fā)電組制動供氣兩部分組成。氣系統(tǒng)由機組主軸密封供氣和發(fā)電組制動供氣兩部分組成。 3 3、水系統(tǒng)、水系統(tǒng) 水系統(tǒng)由冷卻水供水系統(tǒng)，機組排水系統(tǒng)，水力監(jiān)測系統(tǒng)等部分組成。水系統(tǒng)由冷卻水供水系統(tǒng)，機組排水系統(tǒng)，水力監(jiān)測系統(tǒng)等部分組成。 4 4、機組自動化、機組自動化l 機組自動化實現(xiàn)中控室遠距離操控控制，包括起動、停機、正常運行、自動調(diào)節(jié)、機組自動化實現(xiàn)中控室遠距離操控控制，包括起動、停機、正常運行、自動調(diào)節(jié)、轉速和負荷、故障或事故報警、事故停機和相應的手動控制等。轉速和負荷、故障或事故報警、事故停

6、機和相應的手動控制等。l 能監(jiān)視，監(jiān)測，控制機組的運行工況。能監(jiān)視，監(jiān)測，控制機組的運行工況。l 根據(jù)水頭變化能手動改變協(xié)聯(lián)關系，使機組在高效率工況下運行。根據(jù)水頭變化能手動改變協(xié)聯(lián)關系，使機組在高效率工況下運行。l 調(diào)速系統(tǒng)故障時，泄壓閥組動作，由重錘直接關閉導葉，實現(xiàn)可靠的機組過速保調(diào)速系統(tǒng)故障時，泄壓閥組動作，由重錘直接關閉導葉，實現(xiàn)可靠的機組過速保護。護。l 機組測速裝置采用機械齒盤加可編程轉速測控裝置，其整定值在機組測速裝置采用機械齒盤加可編程轉速測控裝置，其整定值在0 0200%200%額定轉速額定轉速范圍內(nèi)可連續(xù)調(diào)整。范圍內(nèi)可連續(xù)調(diào)整。l 機組過速保護采用一套純機械液壓過速保護裝

7、置，來控制導葉接力器泄壓閥組動機組過速保護采用一套純機械液壓過速保護裝置，來控制導葉接力器泄壓閥組動作，實現(xiàn)由重錘直接關閉導葉，防止機組飛逸。作，實現(xiàn)由重錘直接關閉導葉，防止機組飛逸。l 設有一套軸電流檢測裝置，同時軸電流可由主軸接地碳刷連接接地裝置引出。設有一套軸電流檢測裝置，同時軸電流可由主軸接地碳刷連接接地裝置引出。l 設有機組狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，蠕動（鍵相）監(jiān)測主軸處設設有機組狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，蠕動（鍵相）監(jiān)測主軸處設1 1只傳感器；主軸串動監(jiān)測只傳感器；主軸串動監(jiān)測 主軸串動監(jiān)測主軸處設主軸串動監(jiān)測主軸處設1 1個傳感器；主軸擺度監(jiān)測在水導處設個傳感器；主軸擺度監(jiān)測在水導處設2 2只傳感器、組

8、合軸只傳感器、組合軸 承處設承處設2 2只傳感器、外操作油管處設只傳感器、外操作油管處設2 2只傳感器；機組振動監(jiān)測在水導軸承支架處只傳感器；機組振動監(jiān)測在水導軸承支架處 設設3 3只傳感器、組合軸承支架處設只傳感器、組合軸承支架處設3 3只傳感器、燈泡頭處設只傳感器、燈泡頭處設2 2只傳感器；定子鐵芯振只傳感器；定子鐵芯振 動共設動共設9 9只傳感器；轉輪室入口壓力脈動設只傳感器；轉輪室入口壓力脈動設1 1只傳感器；尾水管入口壓力脈動設只傳感器；尾水管入口壓力脈動設1 1只只 傳感器。傳感器。2 2.1 .1 調(diào)速器系統(tǒng)用油調(diào)速器系統(tǒng)用油 調(diào)速系統(tǒng)由調(diào)速器（主配）、調(diào)速系統(tǒng)由調(diào)速器（主配）、

9、yz-10-6.3yz-10-6.3油壓裝置、導葉和槳葉接力器、管路附件等組油壓裝置、導葉和槳葉接力器、管路附件等組成。成。 為滿足水輪機本體機構要求及電站設備布置，調(diào)速系統(tǒng)的額定油壓選定為為滿足水輪機本體機構要求及電站設備布置，調(diào)速系統(tǒng)的額定油壓選定為6.3mpa6.3mpa，電，電站安裝調(diào)試時需對油壓裝置的油壓進行設定，正常油壓站安裝調(diào)試時需對油壓裝置的油壓進行設定，正常油壓6.06.06.66.6mpampa，事故低油壓，事故低油壓1#1#2#2#機機為為5.0mpa5.0mpa（3#3#6#6#機為機為5.4mpa5.4mpa），最低許用油壓為），最低許用油壓為4.6mpa4.6mpa

10、。 壓力油罐供油作為調(diào)速器操作油和機組自動化液壓控制元件的操作油源，導葉接力器壓力油罐供油作為調(diào)速器操作油和機組自動化液壓控制元件的操作油源，導葉接力器開啟腔管路上設有分段關閉閥組和重錘關機用泄壓閥組。導葉分段關閉裝置由一只節(jié)流閥開啟腔管路上設有分段關閉閥組和重錘關機用泄壓閥組。導葉分段關閉裝置由一只節(jié)流閥和一只液控單向閥組成。當接力器關至和一只液控單向閥組成。當接力器關至30%30%40%40%全行程時液控單向閥關閉，壓力油從旁通全行程時液控單向閥關閉，壓力油從旁通的節(jié)流閥通過。關閉速度可在現(xiàn)場調(diào)節(jié)，泄壓閥組在重錘關機時將接力器開啟腔油排向調(diào)的節(jié)流閥通過。關閉速度可在現(xiàn)場調(diào)節(jié)，泄壓閥組在重錘

11、關機時將接力器開啟腔油排向調(diào)速器集油箱，同時接力器的關閉腔可吸入無壓油，泄壓閥組盡可能靠近調(diào)速器側安裝。速器集油箱，同時接力器的關閉腔可吸入無壓油，泄壓閥組盡可能靠近調(diào)速器側安裝。 機組在下列情況下，通過重錘關機系統(tǒng)實現(xiàn)嚴重事故停機：機組在下列情況下，通過重錘關機系統(tǒng)實現(xiàn)嚴重事故停機： a.a.機組過速至機組過速至115%115%額定轉速時，且調(diào)速器主配壓閥拒動時，經(jīng)延時嚴重事故繼電器動作，通過額定轉速時，且調(diào)速器主配壓閥拒動時，經(jīng)延時嚴重事故繼電器動作，通過重錘停機。重錘停機。 b.b.油壓裝置油壓達最低許用油壓時，油壓裝置油壓達最低許用油壓時，嚴重事故繼電器動作，通過重錘停機。嚴重事故繼電

12、器動作，通過重錘停機。 c.c.停機時，遇彈簧連桿動作發(fā)信，嚴重事故繼電器動作，通過重錘停機。停機時，遇彈簧連桿動作發(fā)信，嚴重事故繼電器動作，通過重錘停機。 d.d.機組過速至機組過速至153%153%額定轉速時，嚴重事故繼電器動作，通過重錘停機。額定轉速時，嚴重事故繼電器動作，通過重錘停機。 e. e.機組機械液壓過速機組機械液壓過速155%155%額定轉速時，嚴重事故繼電器動作，通過重錘停機。額定轉速時，嚴重事故繼電器動作，通過重錘停機。 上述情況下，裝于接力器開啟腔管路上的泄壓閥組發(fā)生動作，使接力器開啟腔管路與調(diào)速器集上述情況下，裝于接力器開啟腔管路上的泄壓閥組發(fā)生動作，使接力器開啟腔管

13、路與調(diào)速器集油槽接通。接力器關閉腔管路上的逆止閥，在管路產(chǎn)生負壓時能自動開啟與集油槽相通，向接力器油槽接通。接力器關閉腔管路上的逆止閥，在管路產(chǎn)生負壓時能自動開啟與集油槽相通，向接力器關閉腔補油。導葉在重錘及導葉自關閉水力矩的共同作用下關閉，從而實現(xiàn)機組停機。關閉腔補油。導葉在重錘及導葉自關閉水力矩的共同作用下關閉，從而實現(xiàn)機組停機。 機組設有導葉回復機構，其轉軸上設有分段關閉凸輪和主令控制器（機組設有導葉回復機構，其轉軸上設有分段關閉凸輪和主令控制器（lk4d-168/4lk4d-168/4）。）。導葉接力器行程是通過固定在接力器上的兩只導葉位置傳感器分別傳遞至調(diào)速器和計算機導葉接力器行程是

14、通過固定在接力器上的兩只導葉位置傳感器分別傳遞至調(diào)速器和計算機監(jiān)控系統(tǒng)。監(jiān)控系統(tǒng)。 槳葉操作油從壓油罐通過受油器經(jīng)主軸操作油管至槳葉接力器來實現(xiàn)槳葉的開關動作。槳葉操作油從壓油罐通過受油器經(jīng)主軸操作油管至槳葉接力器來實現(xiàn)槳葉的開關動作。設置輪轂高位油箱，使轉輪輪轂內(nèi)油壓始終保持均壓，輪轂高位油箱溢油排至油壓裝置集設置輪轂高位油箱，使轉輪輪轂內(nèi)油壓始終保持均壓，輪轂高位油箱溢油排至油壓裝置集油槽。受油器的滲漏油和轉輪的檢修排油排至漏油箱。輪轂高位油箱與軸承高位油箱合成油槽。受油器的滲漏油和轉輪的檢修排油排至漏油箱。輪轂高位油箱與軸承高位油箱合成一體，用鋼板分隔，裝于一體，用鋼板分隔，裝于62.0

15、062.00高程。高程。 設置槳葉反饋裝置，把槳葉開度轉換成電信號反饋至調(diào)速器。設置槳葉反饋裝置，把槳葉開度轉換成電信號反饋至調(diào)速器。2.2 2.2 軸承潤滑油系統(tǒng)軸承潤滑油系統(tǒng) 軸承潤滑油是與調(diào)速器系統(tǒng)操作油完全分開的獨立系統(tǒng)。潤滑油系統(tǒng)是提供水輪機導軸承潤滑油是與調(diào)速器系統(tǒng)操作油完全分開的獨立系統(tǒng)。潤滑油系統(tǒng)是提供水輪機導軸承和發(fā)電機推力軸承及導軸承所需的潤滑油。軸承和發(fā)電機推力軸承及導軸承所需的潤滑油。 潤滑油系統(tǒng)由以下幾部分組成：潤滑油系統(tǒng)由以下幾部分組成：l一套軸承高位油箱，其裝油量能夠滿足在油泵故障時機組軸承繼續(xù)安全運行一套軸承高位油箱，其裝油量能夠滿足在油泵故障時機組軸承繼續(xù)安全

16、運行10min10min和機組事故停機所需的潤滑油量。和機組事故停機所需的潤滑油量。l一套軸承回油箱，其容積能容納整個潤滑油系統(tǒng)所需的油量。一套軸承回油箱，其容積能容納整個潤滑油系統(tǒng)所需的油量。l兩臺交流電機驅動的油泵，可進行手、自動切換，每個油泵都有足夠的裕量提供機兩臺交流電機驅動的油泵，可進行手、自動切換，每個油泵都有足夠的裕量提供機組軸承所需的潤滑油量，一臺油泵用于正常的操作而另一臺備用，兩臺油泵主備輪換。組軸承所需的潤滑油量，一臺油泵用于正常的操作而另一臺備用，兩臺油泵主備輪換。l兩臺高壓頂起油泵，可進行手、自動切換，在開、停機時投入，一臺油泵用于正常兩臺高壓頂起油泵，可進行手、自動切

17、換，在開、停機時投入，一臺油泵用于正常的操作而另一臺備用，兩臺油泵主備輪換。的操作而另一臺備用，兩臺油泵主備輪換。 機組潤滑油的循環(huán)路線為：機組潤滑油的循環(huán)路線為： 油泵油泵油冷器油冷器高位油箱高位油箱導軸承和正、反推力軸承導軸承和正、反推力軸承回油箱回油箱油泵油泵 為保證軸承供油可靠，設有兩臺軸承供油螺桿泵，一臺油泵連續(xù)工作，另一臺油泵處為保證軸承供油可靠，設有兩臺軸承供油螺桿泵，一臺油泵連續(xù)工作，另一臺油泵處于備用狀態(tài)。潤滑油經(jīng)油泵、濾油器、于備用狀態(tài)。潤滑油經(jīng)油泵、濾油器、油冷器冷卻后至高位油箱。每臺機組設有兩只油冷油冷器冷卻后至高位油箱。每臺機組設有兩只油冷器，同時投入運行，遇冬季機組

18、運行油溫較低時，電站可根據(jù)實際油溫或瓦溫情況自行調(diào)器，同時投入運行，遇冬季機組運行油溫較低時，電站可根據(jù)實際油溫或瓦溫情況自行調(diào)整投入油冷卻器臺數(shù)和冷卻水供水量，油冷器的冷卻水來自前流道。整投入油冷卻器臺數(shù)和冷卻水供水量，油冷器的冷卻水來自前流道。 高位油箱的潤滑油，通過供油管路的自保持球閥分別經(jīng)流量調(diào)節(jié)閥向各個軸承供油，高位油箱的潤滑油，通過供油管路的自保持球閥分別經(jīng)流量調(diào)節(jié)閥向各個軸承供油，高位油箱多余部分的潤滑油通過溢流管排至回油箱，高位油箱的容量能夠保證油泵停止供高位油箱多余部分的潤滑油通過溢流管排至回油箱，高位油箱的容量能夠保證油泵停止供油后，機組繼續(xù)安全運行油后，機組繼續(xù)安全運行1

19、0min10min和機組事故停機所需的潤滑油量。和機組事故停機所需的潤滑油量。 機組各軸承潤滑油的整定流量為：機組各軸承潤滑油的整定流量為： 1#1#、2#2#機組各軸承的設計流量分別為：機組各軸承的設計流量分別為：l正、反推力軸承：正、反推力軸承： 170 l/min170 l/minl發(fā)電機導軸承：發(fā)電機導軸承： 25 l/min25 l/minl水輪機導軸承：水輪機導軸承： 25 l/min25 l/min 總供油量：總供油量： 220 l/min220 l/min 3# 3#6#6#機組各軸承的設計流量分別為：機組各軸承的設計流量分別為：l正、反推力軸承：正、反推力軸承： 205 l/

20、min205 l/minl發(fā)電機導軸承：發(fā)電機導軸承： 30 l/min30 l/minl水輪機導軸承：水輪機導軸承： 30 l/min30 l/min 總供油量：總供油量： 265 l/min265 l/min 軸承的實際供油量在現(xiàn)場調(diào)試時通過流量調(diào)節(jié)閥來調(diào)節(jié)。水導、發(fā)導及推力軸承回油軸承的實際供油量在現(xiàn)場調(diào)試時通過流量調(diào)節(jié)閥來調(diào)節(jié)。水導、發(fā)導及推力軸承回油管靠近軸承回油箱處，裝有三只軸承回油流量計，監(jiān)視軸承的供油量。管靠近軸承回油箱處，裝有三只軸承回油流量計，監(jiān)視軸承的供油量。 軸承高位油箱和回油箱都裝有油位信號器，以監(jiān)測各油箱的油位，兩個油箱上還裝有軸承高位油箱和回油箱都裝有油位信號器，

21、以監(jiān)測各油箱的油位，兩個油箱上還裝有電加熱器，當油溫低于電加熱器，當油溫低于1515時投入加熱器，高于時投入加熱器，高于2020時停止加熱。機組停機后，通過軸承時停止加熱。機組停機后，通過軸承進油管路的自保持球閥切斷潤滑油供油。進油管路的自保持球閥切斷潤滑油供油。 機組設有高壓頂起裝置，在機組啟動和關閉時投入使用，向兩個導軸承供高壓油。頂機組設有高壓頂起裝置，在機組啟動和關閉時投入使用，向兩個導軸承供高壓油。頂起油泵為兩臺高壓齒輪泵，一臺工作油泵，另一臺為備用油泵。起油泵為兩臺高壓齒輪泵，一臺工作油泵，另一臺為備用油泵。 水系統(tǒng)由冷卻水供水系統(tǒng)、機組排水系統(tǒng)、水力監(jiān)測系統(tǒng)等部分組成水系統(tǒng)由冷卻

22、水供水系統(tǒng)、機組排水系統(tǒng)、水力監(jiān)測系統(tǒng)等部分組成 3.1 3.1 冷卻水供水系統(tǒng)冷卻水供水系統(tǒng) （1 1）發(fā)電機冷卻水系統(tǒng)的取水方式是前流道取水循環(huán)冷卻機組，由技術供水泵、）發(fā)電機冷卻水系統(tǒng)的取水方式是前流道取水循環(huán)冷卻機組，由技術供水泵、6 6只只空氣冷卻器、管路、管路附件及流量、壓力測量等自動化元件組成。每只空氣冷卻器前后空氣冷卻器、管路、管路附件及流量、壓力測量等自動化元件組成。每只空氣冷卻器前后設閘閥，并配有排氣、排水管口。設閘閥，并配有排氣、排水管口。 空氣冷卻器水循環(huán)路徑為：技術供水泵空氣冷卻器水循環(huán)路徑為：技術供水泵空冷器空冷器總出水管總出水管進口流道。進口流道。 （2 2）每臺

23、機組設有）每臺機組設有2 2臺軸承油冷器，并聯(lián)方式布置，布置在軸承回油箱外。技術供水臺軸承油冷器，并聯(lián)方式布置，布置在軸承回油箱外。技術供水系統(tǒng)提供油冷器冷卻水。油冷器設計裕量充分，保證油冷器能安全穩(wěn)定運行，油冷卻器出系統(tǒng)提供油冷器冷卻水。油冷器設計裕量充分，保證油冷器能安全穩(wěn)定運行，油冷卻器出口處設流量信號器和流量調(diào)節(jié)閥，前后設球閥，并配有排氣、排水管路?？谔幵O流量信號器和流量調(diào)節(jié)閥，前后設球閥，并配有排氣、排水管路。 軸承油冷卻器水循環(huán)路徑為：技術供水泵軸承油冷卻器水循環(huán)路徑為：技術供水泵油冷卻器油冷卻器進口流道。進口流道。 3.2 3.2 主軸密封排水系統(tǒng)主軸密封排水系統(tǒng) 主軸密封無供水

24、系統(tǒng)，水封排水通過水管自管形座下豎井引出。主軸密封無供水系統(tǒng)，水封排水通過水管自管形座下豎井引出。 3.3 3.3 機組排水系統(tǒng)機組排水系統(tǒng) 機組運行中燈泡頭及管形座內(nèi)冷凝水由排水管從發(fā)電機下部導流板及管形座下部豎井機組運行中燈泡頭及管形座內(nèi)冷凝水由排水管從發(fā)電機下部導流板及管形座下部豎井排出。在進水流道和尾水流道的最低位置各設一排水孔，排水孔均設有攔污柵，以防被雜排出。在進水流道和尾水流道的最低位置各設一排水孔，排水孔均設有攔污柵，以防被雜物堵塞。機組檢修時流道水經(jīng)排水孔、排水管和排水閘閥，將水排至集水井。物堵塞。機組檢修時流道水經(jīng)排水孔、排水管和排水閘閥，將水排至集水井。 3.4 3.4 水力監(jiān)測系統(tǒng)水力監(jiān)測系統(tǒng) 為監(jiān)視機組運行及甩負荷過程中流道內(nèi)的壓力，設有量測儀表，以便于運行，試驗人為監(jiān)視機組運行及甩負荷過程中流道內(nèi)的壓力，設有量測儀表，以便于運行，試驗人員監(jiān)視，測點布置如下：員監(jiān)視，測點布置如下： 進水流道壓力測量布置在流道進