水輪機(jī)及主閥(包括快速閘門)

1、水輪機(jī)及主閥（包括快速閘門）1、什么是水輪機(jī)？什么是反擊式水輪機(jī)？什么是沖擊式水輪機(jī)？其工作特點(diǎn)是什么？答：水輪機(jī)是把水流能量轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的一種動(dòng)力機(jī)械，是利用水電站的水頭和流量來做功的。按水流對(duì)轉(zhuǎn)輪的水力作用不同，可分為反擊式水輪機(jī)和沖擊式水輪機(jī)。反擊式水輪機(jī)主要是利用水流的壓能（也有一部分利用水流的動(dòng)能）來做功。水流通過轉(zhuǎn)輪葉片時(shí)，葉片對(duì)水流有一個(gè)作用力，使水流改變了壓力、流速的大小和方向，反過來，水流對(duì)葉片有一個(gè)大小相等、方向相反的作用力，即反作用力，形成旋轉(zhuǎn)力矩，使轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)。在反擊式水輪機(jī)中按水流經(jīng)過轉(zhuǎn)輪的方向不同，又分為軸流式、混流式和貫流式三種。其中：軸流式水輪機(jī)的特點(diǎn)是水流經(jīng)過轉(zhuǎn)

2、輪始終沿著軸的方向；混流式水輪機(jī)的特點(diǎn)是水流先沿輻向進(jìn)入轉(zhuǎn)輪，然后逐漸變?yōu)檩S向而離開轉(zhuǎn)輪，因此，又稱輻向軸流式水輪機(jī)；貫流式水輪機(jī)的特點(diǎn)是水流從進(jìn)口到尾水管出口都是軸向的。沖擊式水輪機(jī)是依靠高速水流（動(dòng)能）沖擊轉(zhuǎn)輪葉片而推動(dòng)水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)做功的。這種按水流沖擊作用原理工作的 水輪機(jī)稱為沖擊式水輪機(jī)，常用的有水斗（也稱沖擊）式水輪機(jī)。它的工作特點(diǎn)是：來自壓力鋼管的水，通過噴嘴，以高速噴射在轉(zhuǎn)輪的斗葉上，推動(dòng)轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)做功，然后跌落在機(jī)殼下面的尾水渠中。由于水斗式水輪機(jī)噴嘴與轉(zhuǎn)輪在同一平面上，射流方向?yàn)檗D(zhuǎn)輪圓周的切線方向，所以又稱切擊式水輪機(jī)。2、水輪機(jī)型號(hào)？含義？反擊式 分為：混流式 HL 軸流轉(zhuǎn)

3、槳式 ZZ 軸流定槳式 ZD 斜流式 XL 貫流轉(zhuǎn)槳式 GZ 貫流定槳式 GD沖擊式 分為：水斗式 CJ 雙擊式 SJ 斜擊式 XJ主軸布置形式與引水室特征的代表符號(hào)：立軸 L 臥軸 W 金屬蝸殼 J 混凝土蝸殼 H 燈泡式 P 明槽式 M 罐式 G 豎井式 S 虹吸式 X軸伸式 Z第三部分為水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪標(biāo)稱直徑D1（cm）3、試述不同類型水輪機(jī)的適用范圍及其優(yōu)缺點(diǎn)？答：（1）常用的反擊式水輪機(jī)有：1）混流式水輪機(jī)，可用于15-700m水頭范圍，由于運(yùn)行穩(wěn)定，最高效率大，我國應(yīng)用普遍，多用于40-150m中等水頭水電站，缺點(diǎn)是最高效率區(qū)較窄2）軸流轉(zhuǎn)槳式水輪機(jī)，可用于2-90m水頭范圍，過水能力

4、大，輪葉可以轉(zhuǎn)動(dòng)，適用于大流量。2-18m低水頭且負(fù)荷變化不大的水電站，其運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性好，水輪機(jī)的高效率區(qū)范圍較寬3）貫流式水輪機(jī)，可用于0.5-30m的水頭范圍，過水能力大，流道通暢，水力損失小，效率高，但對(duì)密封止水與絕緣要求高，適用于平原地區(qū)低水頭（0.5-16m）、大流量的電站和潮汐電站4）常用的沖擊式水輪機(jī)，以水斗（沖擊）式用的比較多，它可用于80-2000m水頭范圍，適用于高水頭、小流量的電站，多用于水頭100m以上的高水頭水電站，結(jié)構(gòu)較混流式簡單。水輪機(jī)最高效率值也低于混流式，但高效率區(qū)寬廣。4、什么是反擊式水輪機(jī)的基本部件？混流式水輪機(jī)主要由那些部件組成？答：對(duì)能量轉(zhuǎn)換有直接影響的

5、過流部件叫做水輪機(jī)的基本部件。反擊式水輪機(jī)由引水（蝸殼）、導(dǎo)水（導(dǎo)水機(jī)構(gòu)）、工作（轉(zhuǎn)輪）和泄水（尾水管）四部分組成?；炝魇剿啓C(jī)主要部件有主軸、轉(zhuǎn)輪、導(dǎo)軸承、導(dǎo)水機(jī)構(gòu)、頂蓋、座環(huán)、基礎(chǔ)環(huán)、蝸殼、尾水管、止漏裝置、減壓裝置和密封裝置等。 5、水輪機(jī)蝸殼的主要功用是什么？常用的有那兩種形式？答：（1）保證水流以最小的水力損失把水引向?qū)考瑥亩岣咚啓C(jī)的效率（2）盡可能保證沿導(dǎo)水部件的周圍進(jìn)水流量均勻，水流對(duì)稱于軸，以使轉(zhuǎn)輪受力均衡，提高工作的穩(wěn)定性（3）使水流在進(jìn)入導(dǎo)水部件以前具有一定的環(huán)流，然后很順利的進(jìn)入工作轉(zhuǎn)輪（4）保證轉(zhuǎn)輪在工作時(shí)，始終浸沒在水中不會(huì)有大量空氣進(jìn)入轉(zhuǎn)輪按照蝸殼的制造材

6、料，分為金屬蝸殼和混凝土蝸殼?；炷廖仛ひ话阌糜诘退^、大流量的大、中型水輪機(jī)上，而金屬蝸殼一般用在水頭高于40m的大、中型水輪機(jī)上。6、反擊式水輪機(jī)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)的作用是什么？由那些部件構(gòu)成？答：主要作用是：（1）當(dāng)機(jī)組的負(fù)荷發(fā)生變化時(shí)，用來調(diào)節(jié)進(jìn)入水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的流量，改變水輪機(jī)的出力，使其與水輪發(fā)電機(jī)的電磁功率相適應(yīng)。（2）正 常和事故停機(jī)時(shí)，用來截?cái)嗨?，使機(jī)組停止轉(zhuǎn)動(dòng)（3）水輪機(jī)運(yùn)行時(shí)，使水流按有利的方向均勻地流入轉(zhuǎn)輪導(dǎo)水機(jī)構(gòu)由導(dǎo)葉、導(dǎo)葉轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)（包括轉(zhuǎn)臂、連桿和控制環(huán)等）、接力器、頂蓋、底環(huán)及軸承組成。常用的有圓柱式、圓錐式（應(yīng)用于燈泡貫流式和斜流式水輪機(jī)）和輻（徑）向式（主要用于全貫流式水

7、輪機(jī)）導(dǎo)水機(jī)構(gòu)7、反擊式水輪機(jī)為什么要設(shè)置尾水管？答：作用是用來回收轉(zhuǎn)輪出口水流中的 剩余能量，常用的有直錐型與彎肘型兩種由于反擊式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪出口處的水流速度很大，低水頭電站約36m/s，而水頭較高時(shí)，可達(dá)812m/s。可見，這部分動(dòng)能相當(dāng)可觀?；炝魇剿啓C(jī)出口動(dòng)能占工作水頭的5%-10%；軸流轉(zhuǎn)槳式水輪機(jī)出口動(dòng)能約占工作水頭的30%-45%。如果轉(zhuǎn)輪出口水流直接泄入下游，則這部分動(dòng)能就被損失掉了。此外，為了方便水輪機(jī)安裝和檢修，常將其安裝在下游水位以上，則又有部分位能被損失掉。為了減少這部分能量損失，收回一部分水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪出口處的水流動(dòng)能和位能，以增加水輪機(jī)的利用水頭，應(yīng)裝設(shè)尾水管。裝設(shè)尾水管

8、后，可使轉(zhuǎn)輪出口水流通暢引至下游；如果轉(zhuǎn)輪安裝在下游水位以上高程，又可利用轉(zhuǎn)輪與下游水位之間水流的位能（指轉(zhuǎn)輪后面的靜力真空，又稱吸出高度）；還可使轉(zhuǎn)輪出口的水流動(dòng)能的大部分轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)輪下部的動(dòng)力真空，使轉(zhuǎn)輪輸入的壓能增加。這些都將提高水輪機(jī)工作效率。8、混流式水輪機(jī)的轉(zhuǎn)輪由那些部件組成？各部件的作用是什么？答：主要由葉片、上冠、下環(huán)、泄水錐、減壓裝置和止漏裝置組成。他們的作用是：（1）葉片（也稱輪葉）是水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪實(shí)現(xiàn)水能轉(zhuǎn)換的核心，葉片的光潔度、波浪度、尺寸、形狀和厚度是否均勻、合理和一致，對(duì)水輪機(jī)的性能（如效率、汽蝕）都將產(chǎn)生不同程度的影響（2）上冠的作用是上部連接主軸，下部支承葉片并與下環(huán)

9、一起構(gòu)成過流通道（3）下環(huán)將轉(zhuǎn)輪的葉片連成整體，以增加轉(zhuǎn)輪的強(qiáng)度和剛度，并與上冠一起形成過流通道（4）泄水錐的作用是引導(dǎo)經(jīng)葉片流道出來的水流迅速而又順利地向下宣泄，防止水流相互撞擊，以減少水力損失，提高水輪機(jī)的效率（5）止漏裝置的作用是減少轉(zhuǎn)輪上、下轉(zhuǎn)動(dòng)間隙的漏水量（6）減壓裝置的作用是減少作用在轉(zhuǎn)輪上冠上的軸向水推力，以減輕推力軸承的負(fù)荷9、軸流轉(zhuǎn)槳式水輪機(jī)的轉(zhuǎn)輪包括那些部件？各部件起什么作用？答：包括轉(zhuǎn)輪體、葉片、泄水錐和密封裝置組成（1）轉(zhuǎn)輪體的四周安放著懸臂式葉片，當(dāng)水流流經(jīng)葉片時(shí)，將水能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能（2）轉(zhuǎn)輪體內(nèi)有一套操作葉片轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)，當(dāng)導(dǎo)葉開度改變時(shí)，它能使葉片相應(yīng)地也旋轉(zhuǎn)一個(gè)角

10、度，以便與導(dǎo)葉開度相適應(yīng)，從而保證在變工況下，水輪機(jī)有較高的效率（3）轉(zhuǎn)輪體下部連接著泄水錐，它的作用是引導(dǎo)經(jīng)葉片流出來的水，迅速、順利地流入尾水管，防止水流相互撞擊，以減少水力損失，提高水輪機(jī)效率（4）密封裝置安放在葉片的樞軸與轉(zhuǎn)輪體之間，它用來防止轉(zhuǎn)輪體內(nèi)的壓力油向外漏出，同時(shí)也防止壓力水滲入轉(zhuǎn)輪體內(nèi)10、迷宮環(huán)的作用？答：迷宮環(huán)就是水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪上的止漏環(huán)。它由固定和轉(zhuǎn)動(dòng)兩部分組成。為防止水流向上和向下漏出，混流式水輪機(jī)都裝有上、下兩道迷宮環(huán)，上迷宮環(huán)的固定部分裝在頂蓋上，轉(zhuǎn)動(dòng)部分裝在上冠上；下迷宮環(huán)的固定部分裝在底環(huán)或底環(huán)上，轉(zhuǎn)動(dòng)部分裝在下環(huán)上。迷宮環(huán)的主要作用是用來減小轉(zhuǎn)動(dòng)部分與固定部分

11、之間的漏水損失。迷宮環(huán)一般是由一系列忽大忽小的空間或直角轉(zhuǎn)向構(gòu)成，水流經(jīng)過迷宮環(huán)時(shí)，水流時(shí)而擴(kuò)張，時(shí)而收縮，增大對(duì)水流的局部阻力和沿程阻力，使水流不易通過，從而達(dá)到減小漏水損失的目的。11、水輪機(jī)有那些保護(hù)裝置？各起什么作用？答：一般裝設(shè)有事故配壓閥、主閥（或快速閘門）、剪斷銷和真空破壞閥等保護(hù)裝置。（1）調(diào)速器中裝設(shè)事故配壓閥（又叫過速限制器）是防止水輪機(jī)長期在飛逸轉(zhuǎn)速下運(yùn)行的有效措施。機(jī)組正 常運(yùn)行時(shí)，事故配壓閥僅作為壓力油的通道，使調(diào)速器主配壓閥通至接力器的管道接通；當(dāng)機(jī)組甩負(fù)荷又遇調(diào)速系統(tǒng)故障時(shí)，事故配壓閥動(dòng)作，切斷主配壓閥也接力器的聯(lián)系，而直接把壓力油從油壓裝置接入接力器，使接力器迅

12、速關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)機(jī)組緊急停機(jī)，以縮短機(jī)組過速時(shí)間，起到對(duì)水輪機(jī)的保護(hù)作用（2）在水輪機(jī)前面裝設(shè)蝴蝶閥或球閥或快速閘門是防飛逸的有效措施。中、低水頭電站一般裝設(shè)平板快速閘門或蝴蝶閥；高水頭電站一般裝球閥。當(dāng)機(jī)組過速達(dá)到額定轉(zhuǎn)速的140%時(shí)，關(guān)閉蝴蝶閥（球閥）或快速閘門，截?cái)嗨鳎箼C(jī)組停機(jī)，以縮短水輪機(jī)在過速或飛逸轉(zhuǎn)速下運(yùn)行的時(shí)間，起到對(duì)水輪機(jī)的保護(hù)作用（3）剪斷銷保護(hù)裝置由剪斷銷及其信號(hào)器組成。水輪機(jī)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中，連接板和導(dǎo)葉臂之間是通過剪斷銷連接在一起的。正 常情況下，導(dǎo)葉在動(dòng)作過程中，剪斷銷有足夠的強(qiáng)度帶動(dòng)導(dǎo)葉轉(zhuǎn)動(dòng)，但當(dāng)某導(dǎo)葉間有異物卡住時(shí)，導(dǎo)葉軸和導(dǎo)葉臂都不能動(dòng)了，而連接板在叉頭帶動(dòng)

13、下轉(zhuǎn)動(dòng)，因而對(duì)剪斷銷產(chǎn)生剪切，當(dāng)該剪切應(yīng)力增加到正 常操作應(yīng)力的1.5倍時(shí)，剪斷銷首先被剪斷,該導(dǎo)葉脫離控制環(huán)，而其他導(dǎo)葉仍可正 常轉(zhuǎn)動(dòng)，避免事故擴(kuò)大。同時(shí)剪斷銷剪斷后，使剪斷銷信號(hào)器的常開觸點(diǎn)閉合，發(fā)出信號(hào)。（4）真空破壞閥主要作用是當(dāng)機(jī)組甩負(fù)荷或其他故障緊急停機(jī)，導(dǎo)葉迅速關(guān)閉時(shí)，水流由于慣性作用繼續(xù)向下游流去，在轉(zhuǎn)輪室內(nèi)產(chǎn)生很大的真空，轉(zhuǎn)輪室內(nèi)尾水在壓差的作用下，尾水水流又反流向轉(zhuǎn)輪室沖擊轉(zhuǎn)輪葉片及支持蓋。由于水擊的作用，產(chǎn)生很大的沖擊力，出現(xiàn)抬機(jī)現(xiàn)象，嚴(yán)重的會(huì)使機(jī)組出現(xiàn)破壞性事故。真空破壞閥，就是用來補(bǔ)氣的，以防止出現(xiàn)上述事故的輔助設(shè)施。以起到對(duì)水輪機(jī)的保護(hù)作用。大流量、低水頭電站這個(gè)問

14、題比較突出，一般都裝設(shè)有真空破壞閥12、水輪機(jī)蝸殼壓力表和尾水真空表測(cè)量的量值反映了什么？答；在正 常運(yùn)行時(shí)，測(cè)量蝸殼進(jìn)口壓力是為了探知壓力鋼管在不穩(wěn)定水流作用下的壓力波動(dòng)情況；在機(jī)組做甩負(fù)荷試驗(yàn)時(shí)，可以在蝸殼進(jìn)口測(cè)量水擊壓力的上升值；在做機(jī)組效率試驗(yàn)時(shí)在蝸殼進(jìn)口測(cè)量水輪機(jī)工作水頭中的壓力水頭部分；還可以比較上、下游水位差，算出過水壓力系統(tǒng)的水力損失。測(cè)量尾水管進(jìn)口斷面的真空度及其分布，是為了分析水輪機(jī)發(fā)生汽蝕和振動(dòng)的原因，并檢驗(yàn)補(bǔ)氣裝置的工作效果。13、引起水輪機(jī)汽蝕的原因有那些？汽蝕對(duì)水輪機(jī)的運(yùn)行有什么影響？有那幾種汽蝕？有那些防止和處理汽蝕的措施？答：水流流經(jīng)水輪機(jī)部件時(shí)，在局部區(qū)域因流

15、速增大，導(dǎo)致壓力的下降，當(dāng)壓力低于汽化壓力時(shí)水汽化，形成水流的沸騰，對(duì)過流部件發(fā)生侵蝕作用，稱為汽蝕。引起汽蝕的主要原因是由于水輪機(jī)內(nèi)部水流壓力的降低，當(dāng)水輪機(jī)中某一局部區(qū)域的水流壓力降低到飽和著蒸汽壓力時(shí)，水就發(fā)生汽化，出現(xiàn)大量的氣泡，在汽泡的不斷產(chǎn)生和凝結(jié)的過程中，水流紊亂，壓力波動(dòng)，高速度的水流質(zhì)點(diǎn)，想銳利的刀尖一樣，周期性地猛烈打擊著葉片表面，并發(fā)生噪聲與囂叫，輕度汽蝕使水輪機(jī)過流部件如轉(zhuǎn)輪葉片表面侵蝕成麻點(diǎn)、掉塊。汽蝕現(xiàn)象不僅使水輪機(jī)過流部件損壞，而且使它的效率顯著降低。按汽蝕發(fā)生的部位，水輪機(jī)汽蝕分為以下四種類型：（1）葉型汽蝕。它是指發(fā)生在轉(zhuǎn)輪葉片上的汽蝕。混流式水輪機(jī)的葉型汽蝕

16、主要發(fā)生在葉片背面靠下環(huán)處的泄水邊附近；軸流式水輪機(jī)則主要發(fā)生在泄水邊輪？和周邊附近，但有時(shí)比較分散，不象混流式機(jī)型那樣有規(guī)律（2）空腔汽蝕。它是指尾水管中心空腔處由大的水流渦帶產(chǎn)生的汽蝕。當(dāng)反擊式水輪機(jī)偏離設(shè)計(jì)工況運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)輪出口水流具有一定的圓周分速度，旋轉(zhuǎn)的水流匯聚在一起，在尾水管進(jìn)口處構(gòu)成帶狀大渦流。水流渦帶中心真空度很大，當(dāng)壓力降低到低于水的汽化壓力時(shí)，首先在渦帶中心產(chǎn)生汽泡，隨著汽泡的潰裂，發(fā)生強(qiáng)烈噪音并引起機(jī)組振動(dòng)；當(dāng)渦帶中心周期性地觸及或延伸到尾水管管壁時(shí)，就會(huì)造成尾水管汽蝕破壞?？涨黄g主要發(fā)生在葉片出口下環(huán)處及尾水管進(jìn)口處，運(yùn)行人員可以直接在尾水管直錐段管壁聽到空腔汽蝕引起

17、的撞擊聲，發(fā)生空腔汽蝕時(shí)，往往伴隨著發(fā)生機(jī)組功率擺動(dòng)和真空表指針擺動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使機(jī)組不能正 常運(yùn)行。（3）間隙汽蝕。它是指水流通過狹窄間隙或饒過固體凹凸表面時(shí)，由于流速局部升高引起局部壓力降低形成的汽蝕。常發(fā)生在水輪機(jī)的某些局部位置，例如軸流式葉片外緣端面與轉(zhuǎn)輪室內(nèi)壁間隙，導(dǎo)葉立面和端面間隙；混流式轉(zhuǎn)輪和上、下冠止漏間隙；沖擊式的針閥和噴嘴口等處，間隙汽蝕的破壞范圍一般較?。?）其他局部脫流引起的汽蝕。在水輪機(jī)導(dǎo)葉葉型頭部和尾部、導(dǎo)葉體端部與軸頸結(jié)合處的凸肩后面、限位銷后面、尾水管補(bǔ)氣架后面等部位，由于表面粗糙或已汽蝕部位的惡性發(fā)展，都會(huì)引起局部脫流而發(fā)生汽蝕 水電站為防止和處理汽蝕的措施，除

18、在設(shè)計(jì)時(shí)要合理選擇機(jī)型（包括葉型、葉片數(shù)目、選用耐蝕材料）、按不產(chǎn)生葉型汽蝕條件的允許吸出高度來確定水輪機(jī)的安裝高程外，在運(yùn)行方面主要有：（1）合理擬定電站的運(yùn)行方式，避開可能產(chǎn)生嚴(yán)重汽蝕的運(yùn)行工況。一般講，水輪機(jī)在低水頭、低出力下運(yùn)行最容易發(fā)生汽蝕。例如混流式水輪機(jī)在某一區(qū)域出現(xiàn)汽蝕，可以從水壓表，真空表指針擺動(dòng)情況，尾水管內(nèi)部的撞擊爆炸聲，頂蓋內(nèi)部水流炒豆似的雜音等現(xiàn)象摸索出規(guī)律，盡量避免長期在這種不利工況下運(yùn)行。（2）采用補(bǔ)氣裝置，向尾水管送入空氣，以破壞尾水管中高真空的水流渦帶（3）提高檢修工藝水平。對(duì)已汽蝕破壞的葉片，目前一般采用不銹鋼堆焊，堆焊時(shí)要嚴(yán)格控制葉片型線，防止變形，并要保

19、證檢修后表面光潔，因?yàn)榇植诘谋砻嫒菀桩a(chǎn)生汽蝕，提高葉片的表面光潔度將減輕汽蝕作用（4）在葉片上涂刷抗汽蝕涂料。常用的是環(huán)氧樹脂，聚酰胺脂等。14、什么是水輪機(jī)的泥沙磨損？那些部位容易受到泥沙磨損？影響泥沙磨損的因素有那些？運(yùn)行中那些減小泥沙磨損的措施？答：當(dāng)通過水輪機(jī)過流部件的水流中含有足夠量的懸移泥沙時(shí)，堅(jiān)硬的泥沙顆粒撞擊和磨削過流表面，使其材料因疲勞和機(jī)械破壞而損壞，這個(gè)過程稱為水輪機(jī)泥沙磨損。不同類型的水輪機(jī)磨損部位不完全一樣，對(duì)混流式水輪機(jī)，磨損部位主要有葉片、上冠、下環(huán)內(nèi)表面、抗磨板、止漏環(huán)、導(dǎo)葉和尾水管里襯；對(duì)軸流式水輪機(jī)，磨損部位主要有葉片、轉(zhuǎn)輪室、輪？、頂蓋、底環(huán)、導(dǎo)葉和尾水管

20、里襯；對(duì)沖擊式水輪機(jī)主要磨損部位是水斗、針閥和噴嘴 泥沙對(duì)水輪機(jī)的磨損程度，除了與沙粒特性（即沙粒的幾何形狀、大小、硬度、密度等），含沙水流特性（指水流含沙的濃度、水流速度、水流方向和沖擊角等）和受磨材料特性（指水輪機(jī)過流部件金屬材料的內(nèi)部組織，粗糙度、表面尺寸等）有關(guān)外，還與運(yùn)行方式有關(guān)，當(dāng)水輪機(jī)在非設(shè)計(jì)工況下運(yùn)行時(shí)，產(chǎn)生汽蝕會(huì)加大磨損，引起汽蝕和磨損對(duì)機(jī)件的聯(lián)合作用水輪機(jī)防磨技術(shù)措施：防止水輪機(jī)遭受沙粒磨損的最根本措施是攔截泥沙，不使其進(jìn)入水輪機(jī)流道；其次是采取異重流排沙；第三對(duì)于在含沙水流中工作的水輪機(jī)，應(yīng)避免用導(dǎo)葉截?cái)嗨?，而采用水輪機(jī)前的主閥來截?cái)嗨?，以防漏水射流使?dǎo)葉磨損加劇，長

21、期停機(jī)時(shí)，應(yīng)關(guān)閉壓力水管進(jìn)水口閘門，以防泥沙堵塞閥軸間隙。此外，應(yīng)避免水輪機(jī)在汽蝕工況下運(yùn)行，因汽蝕和磨損聯(lián)合作用，會(huì)加劇泥沙對(duì)水輪機(jī)的磨損作用，所以水輪機(jī)應(yīng)避免在低負(fù)荷工況下運(yùn)行。對(duì)混流式水輪機(jī)，盡量不在50%以下負(fù)荷運(yùn)行；對(duì)軸流轉(zhuǎn)槳式水輪機(jī)，應(yīng)避免在額定出力30%-40%以下負(fù)荷的工況運(yùn)行 近幾年， 遭受泥沙磨損的水輪機(jī)上采用環(huán)氧樹脂金剛砂漿抗磨深層和復(fù)合尼龍抗磨涂層，現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)表明是有效的。15、水輪機(jī)振動(dòng)的原因是什么？消除振動(dòng)的主要措施有那些？答：水輪機(jī)運(yùn)行中出現(xiàn)振動(dòng)是常見的現(xiàn)象，但不允許超過下表規(guī)定值：立式水輪機(jī)各部位允許振動(dòng)值：序號(hào) 額定轉(zhuǎn)速（r/min） 測(cè)量部位 100及以下 1

22、00-250 250-325 325-750 振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)值（mm） 1、 帶推力軸承支架的水平及垂直振動(dòng) 0.14 0.12 0.10 0.08 2、 帶導(dǎo)軸承支架的 振動(dòng)水平 0.14 0.12 0.10 0.083、 定子鐵芯部分外殼 水平振動(dòng) 0.14 0.12 0.10 0.08水輪機(jī)振動(dòng)是由機(jī)械和水力兩方面的因素引起的。（1）機(jī)械方面的因素有：1）由于主軸彎曲或撓曲、推力軸承調(diào)整不良、軸承間隙過大、主軸法蘭連接不緊和機(jī)組中心不準(zhǔn)引起空載低轉(zhuǎn)速時(shí)的振動(dòng)。2）因轉(zhuǎn)輪等旋轉(zhuǎn)件與靜止件相碰引起振動(dòng)激烈并伴有音響。3）轉(zhuǎn)動(dòng)部分重量不平衡引起的，隨速度上升振動(dòng)增大而與負(fù)荷無關(guān)，這是常見的，特別是焊

23、補(bǔ)轉(zhuǎn)輪或更換槳葉后更容易發(fā)生，這類振動(dòng)的特點(diǎn)是振動(dòng)頻率也水輪機(jī)轉(zhuǎn)頻一致，發(fā)電機(jī)上、下機(jī)架及導(dǎo)軸承橫向振動(dòng)的振幅與轉(zhuǎn)速的平方成正比。 對(duì)機(jī)械原因引起的的振動(dòng)，只要查清振動(dòng)原因，采取相應(yīng)的措施，如通過動(dòng)平衡，調(diào)整軸線或調(diào)整軸瓦間隙等，就能消除。（2）水力方面的因素有：1）尾水管中水流渦帶所引起的壓力水脈動(dòng)誘發(fā)的水輪機(jī)振動(dòng)。混流式水輪機(jī)在偏離最優(yōu)工況運(yùn)行時(shí)，尾水管中將出現(xiàn)渦帶，由此引起水輪機(jī)振動(dòng)，并伴有響聲，常發(fā)生在30%-60%額定負(fù)荷范圍內(nèi)。強(qiáng)烈的渦帶可能引起廠房振動(dòng)；若由渦帶引起的尾水管中的低頻壓力脈動(dòng)頻率與引水管固有頻率接近，則可能引起引水管強(qiáng)烈振動(dòng)；如果壓力脈動(dòng)頻率和水輪機(jī)的轉(zhuǎn)頻接近，則可

24、能引起功率擺動(dòng)，如獅子灘等電站軍存在渦帶引起的振動(dòng)，常在轉(zhuǎn)輪出口附近的尾水管上部裝十字架補(bǔ)氣裝置，或軸心補(bǔ)氣，還有采取加長泄水錐或加同軸擴(kuò)散形內(nèi)層水管段；近年來，一些大中型電站在尾水管入口處加裝導(dǎo)流瓦和導(dǎo)流翼板等都可使渦帶引起的振動(dòng)減輕或消失。2）卡門渦列引起的振動(dòng)。當(dāng)水流流經(jīng)非流線型障礙物時(shí)，在其后面尾流中分裂出一系列變態(tài)旋渦，即所謂卡門渦列。這種渦列交替地作順時(shí)針或反時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。在其不斷形成與消失過程中，會(huì)在垂直于主流方向引起交變的振動(dòng)力。當(dāng)卡門渦列的頻率與葉片固有頻率接近時(shí)，葉片動(dòng)應(yīng)力急劇增大，有時(shí)發(fā)出響聲，甚至使葉片根部斷裂?？ㄩT渦列一般發(fā)生在50%額定出力以上的某種工況。采用改變卡

25、門渦列頻率或葉片固有頻率的辦法，可以減輕卡門渦列振動(dòng)，如將葉片出水邊削薄或改型，有可能使正背兩面構(gòu)成的交流旋渦抵消或削弱；同時(shí)提高了卡門渦列的振動(dòng)頻率，使其遠(yuǎn)離葉片自振頻率，避免共振，但是葉片削薄改型部分不宜太長，否則會(huì)影響翼型的特性，降低效率；尾端圓角應(yīng)滿足強(qiáng)度的要求，不應(yīng)太小。3）轉(zhuǎn)輪止漏間隙不均勻引起的振動(dòng)。為了減少高水頭水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的容積損失，通常采用梳齒形之止漏裝置，但當(dāng)結(jié)構(gòu)不合理或間隙過小時(shí)，即使主軸很小的偏心或止漏環(huán)少量的壓力變化和波動(dòng)。間隙大處取流速較小而壓力較大，間隙下處則相反因而造成間隙內(nèi)的壓力不均勻分布和側(cè)向水推力，引起轉(zhuǎn)輪偏心變大和振動(dòng)，其振動(dòng)頻率與止漏環(huán)偏心運(yùn)動(dòng)的頻率相

26、同。實(shí)踐證明，適當(dāng)增大外止漏環(huán)間隙，可使轉(zhuǎn)輪偏心運(yùn)動(dòng)對(duì)轉(zhuǎn)輪背壓和止漏間隙中壓力的影響明顯減弱，從而減小振動(dòng)，如魚子溪4號(hào)機(jī)運(yùn)行半年出現(xiàn)振動(dòng)過大，后將上下止漏環(huán)間隙由1mm增加到2.5mm，振幅減小在規(guī)定范圍內(nèi)。4）沖擊式水輪機(jī)尾水上漲引起的振動(dòng)。正 常時(shí)，沖擊式水輪機(jī)的尾水位與轉(zhuǎn)論必須保持一定距離，尾水應(yīng)無壓流動(dòng)。如果尾水位渠水回濺到水斗上，擾亂水頭與射流的正 常流程，也會(huì)引起機(jī)組效率下降和振動(dòng)。此外，運(yùn)行時(shí)處于轉(zhuǎn)輪附近的空氣，會(huì)被高速射流帶走并從尾水渠中排出，機(jī)殼上的補(bǔ)氣孔太小或冒水就有可能使尾水位抬高甚至淹沒轉(zhuǎn)輪，使尾水形成有壓流動(dòng)，不僅產(chǎn)生強(qiáng)烈振動(dòng)，而且危及機(jī)組安全。 引起水輪機(jī)振動(dòng)增大

27、的原因很多，也可能是幾種原因同時(shí)作用造成的，在未找到原因前，應(yīng)避開振動(dòng)區(qū)運(yùn)行。16、機(jī)組振動(dòng)帶來什么樣的危害？答：（1）引起機(jī)組零部件金屬和焊縫中疲勞破壞區(qū)的形成和擴(kuò)大，從而使之發(fā)生裂紋，甚至斷裂損壞而報(bào)廢（2）使機(jī)組各部位緊密連接部件松動(dòng)，不僅會(huì)導(dǎo)致這些緊固件本身的斷裂，而且加劇被其連接部分的振動(dòng)，促使它們迅速損壞（3）加速機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)部分的相互磨損，如大軸的劇烈擺動(dòng)可使軸與軸瓦的溫度升高，使軸承燒毀，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的過大振動(dòng)會(huì)增加滑環(huán)與電刷的磨損程度，并使電刷冒火花（4）尾水管中的水流脈動(dòng)壓力可使尾水管壁產(chǎn)生裂縫，嚴(yán)重的可使整塊鋼板剝落（5）共振所引起的后果更嚴(yán)重，如機(jī)組設(shè)備和廠房的共振可使整個(gè)設(shè)

28、備和廠房損壞。17、水輪機(jī)補(bǔ)氣裝置起什么作用？常用的有哪幾種補(bǔ)氣方式？答：混流式水輪機(jī)一般在30%-60%額定出力時(shí)容易在尾水管內(nèi)發(fā)生水流渦帶，引起空腔汽蝕和機(jī)組振動(dòng)。補(bǔ)氣裝置的作用，就是在機(jī)組出現(xiàn)不穩(wěn)定工況時(shí)，補(bǔ)入空氣，可增加水的彈性，改善機(jī)組的運(yùn)行條件。同時(shí)由于補(bǔ)氣破壞了真空，還能防止機(jī)組突然甩負(fù)荷導(dǎo)水機(jī)構(gòu)緊急關(guān)閉時(shí)，由于尾水管內(nèi)產(chǎn)生負(fù)水擊，下游尾水反沖所產(chǎn)生的強(qiáng)大沖擊力或抬機(jī)現(xiàn)象。補(bǔ)氣分自然補(bǔ)氣和強(qiáng)迫補(bǔ)氣兩種方式。一般均應(yīng)采用自然補(bǔ)氣，只有在水輪機(jī)吸出高度Hs的負(fù)值較大，尾水管內(nèi)壓力較高，很難用自然補(bǔ)氣方式補(bǔ)氣時(shí)，才采用壓縮空氣強(qiáng)迫補(bǔ)氣方式。常用的補(bǔ)氣裝置有軸心補(bǔ)氣裝置、尾水管十字架補(bǔ)氣

29、裝置和尾水管補(bǔ)氣裝置三種。18、水輪機(jī)中機(jī)械磨損的主要特征是什么？答：（1）水導(dǎo)軸承按潤滑劑不同分為水潤滑的橡膠瓦導(dǎo)軸承和油潤滑的鎢金瓦導(dǎo)軸承。橡膠瓦導(dǎo)軸承最怕軸瓦與軸頸之間出現(xiàn)干摩擦，即使時(shí)間短，也會(huì)使橡膠軸瓦的耐磨性急劇降低，大大加速軸瓦與軸頸的磨損，瓦面磨損表現(xiàn)為出現(xiàn)橫向溝紋，在軸頸上則發(fā)生“偏磨”。對(duì)鎢金瓦導(dǎo)軸承來說，若潤滑油中混入了堅(jiān)硬雜質(zhì)，磨損就會(huì)大大加劇。（2）水輪機(jī)軸的磨損主要發(fā)生在置有盤根密封的地方。若通過盤根密封的水中含有堅(jiān)硬顆粒，當(dāng)盤根壓蓋擰的過緊，或盤根質(zhì)量不佳，可能使軸頸的磨損加劇。（3）導(dǎo)水機(jī)構(gòu)的部分零件，磨損發(fā)生于各運(yùn)動(dòng)部件處，特別是導(dǎo)葉下部軸頸處，常因堅(jiān)硬顆粒落

30、入而形成劇烈磨損。19、為什么反擊式水輪機(jī)不宜在低水頭和低出力下運(yùn)行？答：（1）反擊式水輪機(jī)在低于設(shè)計(jì)最小水頭下運(yùn)行時(shí)，可能產(chǎn)生以下危害：1）由于較大的偏離設(shè)計(jì)工況，因而在轉(zhuǎn)輪葉片入口處產(chǎn)生撞擊損失以及在出口處水流的劇烈的旋轉(zhuǎn)，不僅大大地降低水輪機(jī)效率，而且會(huì)增加水輪機(jī)的振動(dòng)和擺度，使汽蝕情況惡化，水輪機(jī)運(yùn)行工況偏離設(shè)計(jì)工況越遠(yuǎn)，這種不良現(xiàn)象就越嚴(yán)重2）由于水頭低，水輪機(jī)出力達(dá)不到額定值，同時(shí)在輸出同一出力時(shí)，水輪機(jī)的引用流量要增加3）水頭低就意味著水位過低，有可能出現(xiàn)使有壓水流變?yōu)闊o壓水流，容易造成水流帶氣，甚至形成氣團(tuán)，使過水壓力系統(tǒng)不能穩(wěn)定運(yùn)行，特別是在甩負(fù)荷的過度過程中，容易造成引水建

31、筑物和整個(gè)水電站發(fā)生振動(dòng)4）可能卷起水庫底部的淤積泥沙，增加引水系統(tǒng)和水輪機(jī)的磨損（2）水輪機(jī)在低出力下運(yùn)行時(shí)，機(jī)組的效率（包括水輪機(jī)和發(fā)電機(jī)的效率）會(huì)明顯地下降，發(fā)出同樣的出力，水輪機(jī)的引用流量增大。 為了減輕水輪機(jī)的汽蝕、振動(dòng)、噪音、泥沙磨損和提高機(jī)組效率，反擊式水輪機(jī)都規(guī)定了最小出力限制。混流式為額定出力的50%；轉(zhuǎn)槳式由于槳葉角度可以隨負(fù)荷改變，大大改善了工作特性，其最小處理限制為水輪機(jī)剛進(jìn)入?yún)f(xié)聯(lián)工況時(shí)的出力；定槳式水輪機(jī)最好在額定出力附近運(yùn)行。20、導(dǎo)水機(jī)構(gòu)中裝設(shè)剪斷銷剪斷會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？簡述被剪斷原因、預(yù)防措施及處理方法？答：在正 常關(guān)機(jī)過程中，當(dāng)導(dǎo)葉被卡時(shí)，剪斷銷被剪斷，同時(shí)發(fā)出

32、報(bào)警信號(hào)；在事故停機(jī)過程中，當(dāng)導(dǎo)葉被異物卡住，剪斷銷剪斷時(shí)，除發(fā)報(bào)警信號(hào)外，還通過信號(hào)裝置迅速關(guān)閉水輪機(jī)前的主閥（蝴蝶閥或球閥）或快速閘門。剪斷銷給剪斷的原因?yàn)椋海?）導(dǎo)葉間有雜物（如石頭、木塊）卡?。?）導(dǎo)葉連桿安裝時(shí)傾斜度較大，造成別勁（3）導(dǎo)葉上、下端面間隙不合格及上、中、下軸套安裝不當(dāng)，產(chǎn)生別勁或被卡（4）對(duì)使用尼龍軸承套的導(dǎo)葉，在運(yùn)行中因尼龍軸套吸水膨脹與導(dǎo)葉軸頸“抱死“等預(yù)防措施：（1）在電站上游裝設(shè)攔污柵，防止大的漂浮物沖壞攔污柵而進(jìn)入蝸殼及導(dǎo)葉，進(jìn)水口處的攔污柵應(yīng)保持完好（2）保證檢修質(zhì)量，以避免連桿等部件的傾斜等，導(dǎo)葉應(yīng)靈活無別勁（3）當(dāng)采用尼龍軸套時(shí)，應(yīng)預(yù)先用水浸處理再加工

33、，或采用尺寸穩(wěn)定性良好且吸水率低的尼龍材料處理方法：（1）首先判明剪斷銷被剪斷的原因，及時(shí)調(diào)整負(fù)荷，以適應(yīng)檢修處理的需要（2）若運(yùn)行中無法處理，應(yīng)及早停機(jī)21、引起水輪機(jī)導(dǎo)軸承進(jìn)水的原因有那些？答：（1）軸承內(nèi)冷卻水管漏水（2）立式機(jī)組頂蓋止水密封嚴(yán)重，水輪機(jī)導(dǎo)軸承油盆進(jìn)水（3）潤滑油系統(tǒng)的冷卻器銅管漏水（4）新油注入軸承時(shí)未經(jīng)過濾，油中帶水。22、為什么轉(zhuǎn)槳式水輪機(jī)在各種工況下均能保持較平穩(wěn)和高效率運(yùn)行？答：對(duì)于轉(zhuǎn)槳式水輪機(jī)，由于轉(zhuǎn)輪葉片可以通過調(diào)速器隨工況的改變而作相應(yīng)的轉(zhuǎn)動(dòng)，使轉(zhuǎn)輪經(jīng)常保持近似的無撞擊進(jìn)口和最優(yōu)出流，因而可以在相當(dāng)大的水頭和流量變化范圍內(nèi)，獲得很高效率而穩(wěn)定運(yùn)行，這種輪葉

34、與導(dǎo)葉之間經(jīng)常處于最有利配合的工況稱為協(xié)聯(lián)工況。轉(zhuǎn)槳式水輪機(jī)只有在協(xié)聯(lián)工況被破壞時(shí)，效率才會(huì)明顯地下降。23、水輪機(jī)包括哪幾個(gè)基本工作參數(shù)？各參數(shù)的含義是什么？答：工作水頭H 流量Q 出力NT 效率T 轉(zhuǎn)速 n工作水頭是指水輪機(jī)進(jìn)、出口斷面處單位重量水體的能量差（也稱比能差），單位是米（m）流量是指單位時(shí)間內(nèi)，通過水輪機(jī)某一即定過流斷面的水量，單位是立方米/秒（m3/s）出力是指單位時(shí)間內(nèi)，水輪機(jī)主軸所輸出的功，單位是千瓦（KW）效率是一個(gè)無因次量，它等于水輪機(jī)出力NT與輸入水輪機(jī)的水流處理9.81QH之比轉(zhuǎn)速是指水輪機(jī)運(yùn)行時(shí)，在單位時(shí)間內(nèi)的旋轉(zhuǎn)次數(shù)，單位是轉(zhuǎn)/分（r/min）24、為什么水輪

35、機(jī)效率總是小于1？效率受那些因素的影響？提高運(yùn)行中水輪機(jī)的效率主要有那些措施？答：由于水輪機(jī)效率T為水輪機(jī)軸輸出功率NT與輸入水輪機(jī)的水流理論Nt（=9.81QH）之比。而水輪機(jī)在工作過程中不可避免地要產(chǎn)生一些能量損失，因此其軸上輸出功率總是比進(jìn)入水輪機(jī)水流功率要小，即NTNt，其比值一定小于1。近代的中、大型水輪機(jī)的效率T=90%-95.8%，中、小型的T=75%-85%左右 水輪機(jī)的能量損失可分為容積損失、水力損失和機(jī)械損失三種，這些損失分別用容積效率、水力效率和機(jī)械效率來衡量。（1）容積效率。進(jìn)入水輪機(jī)的流量Q并未全部進(jìn)入轉(zhuǎn)輪作功，其中一小部分能量q從水輪機(jī)的旋轉(zhuǎn)部分與固定部分之間的空隙

36、（如混流式水輪機(jī)上、下冠止漏裝置間隙，軸流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪與轉(zhuǎn)輪室間隙，大軸和導(dǎo)水機(jī)構(gòu)軸封等）中漏掉了。進(jìn)入轉(zhuǎn)輪的有效流量與進(jìn)入水輪機(jī)的流量之比，稱為容積效率v,即 v=Q-q/Q*100%(2)水力效率。從水輪機(jī)進(jìn)口斷面開始，水流經(jīng)引水部件、導(dǎo)水機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)輪、尾水管，直至出口斷面，由于摩擦、撞擊、旋渦、脫流等，將產(chǎn)生水頭損失H，則水流實(shí)際作功的有效水頭為e=H-H，水流由e轉(zhuǎn)換的功率與進(jìn)入轉(zhuǎn)輪的水流功率之比，稱為水力效率s，即 s=9.81（Q-q）(H-H)/9.81（Q-q）H=e/*100%水力損失比較復(fù)雜，一般主要由以下幾部分組成：（1）摩擦損失。這部分損失取決于水輪機(jī)內(nèi)水流行程的長度、過

37、水?dāng)嗝娴乃Π霃?、通流表面的糙率等因素，引起效率顯著降低。（2）撞擊和旋渦損失。當(dāng)水輪機(jī)偏離最優(yōu)工況時(shí)，水流在轉(zhuǎn)輪室內(nèi)產(chǎn)生旋渦和碰撞而大量消耗水能，引起效率顯著降低此外，還有因檢修中焊補(bǔ)不當(dāng)，工藝粗糙，使轉(zhuǎn)輪實(shí)際過流部件不符合流線形狀而增加葉型損失；水輪機(jī)尾水管出口水流總是有一定速度的，故存在水流出口動(dòng)能損失。（3）機(jī)械效率機(jī)組的導(dǎo)軸承、推力軸承、以及各軸承的油封、水封和其他密封裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)與靜止部分之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，都要產(chǎn)生摩擦損失，稱為機(jī)械損失 水輪機(jī)軸的輸出功率NT為水輪機(jī)的有效功率N與機(jī)械功率損失Hj之差，即NT=NHj，那么，機(jī)械效率為 j=NT/N=NHj/ N*100%水輪機(jī)總效率為

38、容積效率、水力效率、機(jī)械效率的乘積即T=v*s*j由此可見，提高運(yùn)行中水輪機(jī)效率的主要措施是：（1）維持水輪機(jī)在最優(yōu)工況運(yùn)行，避免在低水頭、低負(fù)荷下運(yùn)行，以減少水力損失（2）保持設(shè)計(jì)要求的密封間隙，減少轉(zhuǎn)輪止漏裝置和大軸軸封的漏水量，以減少容積損失（3）韓補(bǔ)過的轉(zhuǎn)輪和導(dǎo)葉要保持原設(shè)計(jì)線形，并保持葉片表面的光潔度和減少波浪度（4）保持轉(zhuǎn)動(dòng)部分與固定部分之間有良好的潤滑（5）水輪機(jī)在低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，可向尾水管適當(dāng)補(bǔ)氣，如破壞尾水管內(nèi)的水流旋渦，即減小振動(dòng)和汽蝕，又可提高水輪機(jī)的效率。25、什么是水輪機(jī)的工作特性曲線？不同型式水輪機(jī)工作特性有何區(qū)別？答：水輪機(jī)的工作特性曲線是指在轉(zhuǎn)輪直徑、轉(zhuǎn)速和水頭一

39、定時(shí)，表示水輪機(jī)出力與效率的變化關(guān)系。水輪機(jī)的型式不同，工作特性曲線也各不相同。由圖可知：混流式水輪機(jī)的最高效率值最大，但高效率區(qū)較窄，適應(yīng)出力變化的范圍較小水斗式水輪機(jī)的最高效率值最小，而效率比較穩(wěn)定，高效率區(qū)寬廣，適應(yīng)出力變化的范圍最大而軸流轉(zhuǎn)槳式水輪機(jī)的效率介于兩者之間，最高效率值比較大，高效率區(qū)也相當(dāng)寬，適應(yīng)出力在相當(dāng)大的范圍內(nèi)變動(dòng)（%） NT紅線表示水斗（沖擊）式綠線表示軸流轉(zhuǎn)槳式紫色表示混流式同時(shí)，三種型式水輪機(jī)的最大出力點(diǎn)與效率最到點(diǎn)并不一致，可見，水輪機(jī)在滿負(fù)荷下運(yùn)行時(shí)效率不是最高的。如混流式水輪機(jī)約在額定出力的85%-100%范圍內(nèi)出現(xiàn)最高效率點(diǎn)26、水輪機(jī)靜特性與機(jī)組靜特性

40、有什么區(qū)別？答：水輪機(jī)靜特性（又叫水輪機(jī)力矩特性）是指在導(dǎo)葉開度一定時(shí)，在穩(wěn)定的平衡狀態(tài)下，水輪機(jī)動(dòng)力矩Mt與其轉(zhuǎn)速n之間的關(guān)系即n=f（Mt），如圖1所示。而機(jī)組靜特性（即水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)靜特性）是指機(jī)組所帶負(fù)荷N與機(jī)組的轉(zhuǎn)速n之間的關(guān)系，即n=f（N）如圖2所示n =常數(shù) n O Mt O N (a) (b)水輪機(jī)靜特性曲線 機(jī)組靜特性曲線（即水輪機(jī) 調(diào)節(jié)系統(tǒng)靜特性）27、什么叫水輪機(jī)飛逸轉(zhuǎn)速？有什么危害？怎么樣處理？答：當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障使發(fā)電機(jī)突然甩去全部負(fù)荷，此時(shí)調(diào)速器又有故障致使水輪機(jī)導(dǎo)葉不能關(guān)閉，導(dǎo)致機(jī)組轉(zhuǎn)速升高，使機(jī)組轉(zhuǎn)速超過額定轉(zhuǎn)速，此時(shí)的水輪機(jī)轉(zhuǎn)速稱為飛逸轉(zhuǎn)速。其最大值由水輪機(jī)制

41、造廠提供，一般約為額定轉(zhuǎn)速的1.5-2.7倍。機(jī)組出現(xiàn)飛逸時(shí)，使轉(zhuǎn)動(dòng)部件的離心力急劇增加，從而增大它的振動(dòng)與擺度，甚至大大超過規(guī)定的允許值，可能引起轉(zhuǎn)動(dòng)部分與靜止部分的碰撞而使部件遭受破壞。如發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子和定子的碰撞，水輪機(jī)工作轉(zhuǎn)輪與轉(zhuǎn)輪室的碰撞等。此外，也會(huì)使各部軸承損壞，基礎(chǔ)螺栓松動(dòng)，蝸殼及尾水管產(chǎn)生裂紋等，嚴(yán)重的甚至造成機(jī)組設(shè)備的破壞機(jī)組出現(xiàn)飛車事故的處理方法：（1）首先檢查導(dǎo)葉是否關(guān)閉，如果未關(guān)閉，應(yīng)檢查有關(guān)保護(hù)裝置是否起作用，如不動(dòng)作，則應(yīng)手動(dòng)操作關(guān)閉導(dǎo)葉（2）檢查事故配壓閥是否動(dòng)作，若未動(dòng)作，則手動(dòng)操作（3）當(dāng)經(jīng)上述兩項(xiàng)操作無效時(shí)，應(yīng)立即操作進(jìn)水口的快速閘門使其下落或使主閥關(guān)閉，切斷

42、水流（4）在機(jī)組停機(jī)過程中，當(dāng)機(jī)組轉(zhuǎn)速下降至額定轉(zhuǎn)速的35%-40%時(shí)，監(jiān)視制動(dòng)裝置是否自動(dòng)加閘，若不能，應(yīng)以手動(dòng)操作加閘停機(jī)。28、水輪機(jī)為什么會(huì)出現(xiàn)抬機(jī)現(xiàn)象？有什么后果？運(yùn)行中怎么樣防止抬機(jī)？又如何處理？答：水輪機(jī)在甩去負(fù)荷時(shí)，尾水管內(nèi)出現(xiàn)真空，形成反水擊以及水輪機(jī)進(jìn)入水泵工況，產(chǎn)生的水泵升壓因而產(chǎn)生反向軸向力，只要反向軸向力大于機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)部分的總重量，就會(huì)使機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)部分被抬起一定的高度，此現(xiàn)象稱為抬機(jī)。抬機(jī)現(xiàn)象在低水頭且具有長尾水管的軸流式水輪機(jī)中常見。如某電站一臺(tái)軸流轉(zhuǎn)槳式水輪機(jī)，在運(yùn)行期間甩75%額定負(fù)荷時(shí)，抬機(jī)高度達(dá)18mm抬機(jī)高度往往由轉(zhuǎn)輪與支持蓋之間的間隙所限。當(dāng)發(fā)生嚴(yán)重抬機(jī)時(shí)，

43、它會(huì)導(dǎo)致水輪機(jī)葉片的斷裂、頂蓋損壞等，也會(huì)導(dǎo)致發(fā)電機(jī)電刷和集電環(huán)的損壞，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子風(fēng)扇損壞而甩出，引起發(fā)電機(jī)燒損的惡性事故等預(yù)防抬機(jī)的措施有：（1）在保證機(jī)組甩負(fù)荷后其轉(zhuǎn)速上升值不超過規(guī)定的條件下，可適當(dāng)延長導(dǎo)葉的關(guān)閉時(shí)間或?qū)~采用分段關(guān)閉（2）采取措施減少轉(zhuǎn)輪室內(nèi)的真空度，如向轉(zhuǎn)輪室補(bǔ)入壓縮空氣，裝設(shè)在頂蓋上的真空破壞閥要求經(jīng)常保持動(dòng)作準(zhǔn)確和靈活（3）裝設(shè)限制抬機(jī)高度的限位裝置，當(dāng)機(jī)組出現(xiàn)抬機(jī)時(shí)，由限位裝置使抬機(jī)高度限制在允許的范圍內(nèi)，以免設(shè)備損壞當(dāng)發(fā)生較嚴(yán)重的抬機(jī)事故時(shí)，應(yīng)快速使機(jī)組停機(jī)，在做好安全措施后，對(duì)機(jī)組各部分進(jìn)行全面檢查，記錄各有關(guān)設(shè)備的損壞情況，并作相應(yīng)的修理29、什么叫水輪機(jī)

44、主閥？它在水電站起什么作用？答：常把裝設(shè)在水輪機(jī)蝸殼前面的閥門稱為主閥其主要作用是：（1）檢修機(jī)組時(shí)，用于截住水流，以便放空蝸殼存水（2）機(jī)組較長時(shí)間停用時(shí)，關(guān)閉主閥，可減少機(jī)組漏水（3）當(dāng)調(diào)速器或?qū)~發(fā)生故障時(shí)，用于緊急切斷水流，防止機(jī)組飛逸時(shí)間超過允許值，避免事故擴(kuò)大（4）一根輸水總管同時(shí)給幾臺(tái)機(jī)組供水的引水式水電站，在分叉管末端設(shè)置閥門，以便一臺(tái)機(jī)組檢修 而不影響其他機(jī)組的正 常運(yùn)行30、水電站常用的主閥有那幾種型式？各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？各適用于什么水頭范圍？答：有蝴蝶閥、球閥和閘閥三種蝴蝶閥簡稱蝶閥，它的優(yōu)點(diǎn)是體積小，重量輕啟閉力小，啟閉時(shí)間短；缺點(diǎn)是全開時(shí)水頭損失較大，全關(guān)時(shí)易漏水。廣泛

45、用于水頭在200-250m以下的中、低水頭水電站球閥的優(yōu)點(diǎn)是關(guān)閉嚴(yán)密，漏水較少，水力損失小，止水面磨損??；缺點(diǎn)是體積大，重量大，用于管道直徑在23m以下，水頭在250m以上的高水頭水電站閘閥的優(yōu)點(diǎn)是在全開時(shí)水頭損失小，全關(guān)時(shí)不易漏水；缺點(diǎn)是體積較大，較重，啟閉時(shí)間較長。通常用于高水頭、管道直徑在1.0m以下的水電站31、蝴蝶閥和閘閥由那些主要部件組成？答：（1）蝴蝶閥的裝置型式可分為橫軸與豎軸兩種。前者的接力器位于蝶閥一側(cè)，后者的接力器位于閥體上部。蝶閥的主要構(gòu)件有閥體、活門、軸承、止漏裝置、鎖定裝置以及附屬部件（包括旁通管、旁通閥、空氣閥和伸縮節(jié)）（2）閘閥主要由閥體、閥蓋和閘板組成。32、球閥為什么能關(guān)閉嚴(yán)密且全開時(shí)沒有水力損失？答：因?yàn)榍蜷y主要由兩個(gè)半球組成的可拆卸的球形閥體和圓筒形活門組成。關(guān)閉時(shí)，活門旋轉(zhuǎn)90°來截?cái)嗨鳎诨铋T上設(shè)有一塊可移動(dòng)的