講義-水輪機(jī)講義

1、 HLDF04-LJ-205 水輪機(jī)結(jié)構(gòu)及運(yùn)行維護(hù)水輪機(jī)結(jié)構(gòu)及運(yùn)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(jī)目錄目錄一、水輪機(jī)的主要參數(shù)一、水輪機(jī)的主要參數(shù)二、水輪機(jī)原理二、水輪機(jī)原理三、水輪機(jī)結(jié)構(gòu)三、水輪機(jī)結(jié)構(gòu)四、運(yùn)行維護(hù)要求四、運(yùn)行維護(hù)要求五、結(jié)語(yǔ)五、結(jié)語(yǔ)2011年11月25日托什干河水電分公司別迭里電站水輪機(jī)一、水輪機(jī)主要參數(shù)：一、水輪機(jī)主要參數(shù)：型型 號(hào)：號(hào)：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(jī)二、水輪機(jī)原理二、水輪機(jī)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(guò)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(kāi)始旋轉(zhuǎn)而作功。因?yàn)樗啓C(jī)和發(fā)電機(jī)相連，水輪機(jī)便把它獲得的能量傳給了發(fā)電機(jī)，帶動(dòng)了發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，從而在定子內(nèi)感應(yīng)出電勢(shì)。2011年11月25日托什干河水電分公司別迭里電站水輪機(jī)三、水輪機(jī)結(jié)構(gòu)三、水輪機(jī)結(jié)構(gòu)水輪機(jī)主要由埋入部分、導(dǎo)水機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)動(dòng)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(jī)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(jī)（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(jī)轉(zhuǎn)輪高于下游水位的那一段位能和回收水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪出口水流的部分動(dòng)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(tái)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(jī)（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(guò)蝸殼在傳遞到基礎(chǔ)上。座環(huán)是導(dǎo)水機(jī)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(gè)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(jī)2011年11月25日托什干河水電分公司別迭里電站水輪機(jī)（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(jī)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(duì)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(jī) 保證轉(zhuǎn)輪在工作時(shí)，始終浸沒(méi)在水中不會(huì)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(jī)2011年11月25日托

5、什干河水電分公司別迭里電站水輪機(jī)2、導(dǎo)水機(jī)構(gòu)、導(dǎo)水機(jī)構(gòu) 導(dǎo)水機(jī)構(gòu)由頂蓋、底環(huán)、導(dǎo)葉、導(dǎo)葉套筒、控制環(huán)及傳動(dòng)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(jī)（1）、頂蓋）、頂蓋 1、頂蓋作用：、頂蓋作用： 將導(dǎo)水機(jī)構(gòu)的水壓力及軸承的將導(dǎo)水機(jī)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(qiáng)度與剛度。、頂蓋采用鑄焊結(jié)構(gòu)，具有足夠的強(qiáng)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(guò)上設(shè)有黃銅密封條，作為導(dǎo)葉端面密封；

6、過(guò)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(jī)2011年11月25日托什干河水電分公司別迭里電站水輪機(jī)（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(qiáng)底環(huán)采用鑄焊結(jié)構(gòu)，具有足夠的強(qiáng)度和剛度。它固定在座環(huán)下環(huán)上，其過(guò)度和剛度。它固定在座環(huán)下環(huán)上，其過(guò)

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(rùn)滑的鋼背材料，葉下軸套采用具有自潤(rùn)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(jī)2011年11月25日托什干河水電分公司別迭里電站水輪機(jī)（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(shí)，剪斷銷才會(huì)剪斷，信號(hào)阻力相當(dāng)大時(shí)，剪斷銷才會(huì)剪斷，信號(hào)器也隨之剪斷，并發(fā)出信號(hào)。每個(gè)導(dǎo)葉器也隨之剪斷，并發(fā)出信號(hào)。每個(gè)導(dǎo)葉設(shè)有全開(kāi)、全關(guān)位置限位裝置。設(shè)有全開(kāi)、全關(guān)位置限位裝置。 為防止導(dǎo)葉處于失控狀態(tài)時(shí)導(dǎo)葉碰撞為防止導(dǎo)葉處于失控狀態(tài)時(shí)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(jī)（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(gè)耳朵分別

9、與兩個(gè)接力器向，上部有兩個(gè)耳朵分別與兩個(gè)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(gè)均布小耳個(gè)均布小耳也孔，通過(guò)連桿、拐等到分別與也孔，通過(guò)連桿、拐等到分別與20個(gè)導(dǎo)個(gè)導(dǎo)時(shí)相連。時(shí)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(jī)（5）、接力器）、接力器 水輪機(jī)裝有兩臺(tái)直缸液壓接力器，操作油壓為6.3Mpa，采用平行布置。每個(gè)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(jī)械鎖錠裝置，可將導(dǎo)葉鎖定在全關(guān)和全開(kāi)位置。接力器通過(guò)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(dòng)活塞移動(dòng)，再通過(guò)推拉桿將驅(qū)動(dòng)力傳遞到控制環(huán)。接力器活塞兩側(cè)油路通過(guò)電磁閥控制，工作時(shí)一側(cè)通壓力油，

10、一側(cè)接回油，兩個(gè)接力器同一時(shí)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(dòng)控制環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)以操作導(dǎo)葉的開(kāi)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(jī)3、轉(zhuǎn)動(dòng)部分、轉(zhuǎn)動(dòng)部分 轉(zhuǎn)動(dòng)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(jī)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(gè)。2011年11月25日托什干河水電分公司別迭里電站水輪機(jī)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(zhǎng)短葉片轉(zhuǎn)輪的特點(diǎn)：高效率區(qū)寬、運(yùn)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(bǔ)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(jī)（2）、主軸）、主軸 主軸作用是將轉(zhuǎn)輪的機(jī)械能用旋轉(zhuǎn)力矩的形式傳遞給發(fā)電機(jī)，從而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。 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(jī)主軸通過(guò)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(jī)2011年11月25日托什干河水電分公司別迭里電站水輪機(jī)（3）、水導(dǎo)軸承）、水導(dǎo)軸承 水導(dǎo)軸承作用是承受機(jī)組運(yùn)行中軸水導(dǎo)軸承作用是承受機(jī)組運(yùn)行中軸傳來(lái)的徑向力和振擺力，約束主軸軸線傳來(lái)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(rùn)滑分塊瓦式軸承，導(dǎo)軸承采用稀油潤(rùn)滑分塊瓦式軸承，軸承冷卻器設(shè)在下油箱內(nèi)，共兩個(gè)，并軸承冷卻器設(shè)在下油箱內(nèi)，共兩個(gè)，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(jī) 一般運(yùn)行要求冷卻水溫最高不超過(guò)25，瓦溫及油溫不超過(guò)65。 軸承內(nèi)設(shè)有油位信號(hào)計(jì)及電阻溫度計(jì)，并有報(bào)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(jī)2011年11月25日托什干河水電分公司別迭里電站水輪機(jī)（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(guò)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(jī)組停機(jī)或檢修時(shí)，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(jī)2011年11月25日托什干河水電分公司別迭里電站水輪機(jī)（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(jī)四、運(yùn)行維護(hù)四、運(yùn)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(jī)組的擺度、振動(dòng)情況；4、檢查測(cè)壓盤各表計(jì)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(wú)滲漏現(xiàn)象；7、注意機(jī)組有無(wú)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(jī)五、結(jié)語(yǔ)五、結(jié)語(yǔ)1、目前，水電廠機(jī)組主要存在的技術(shù)難點(diǎn)： (1)過(guò)水部件的沖刷、汽蝕問(wèn)題。主要與水質(zhì)狀況（溶解性鹽的種類、挾沙量等），過(guò)水部件的形態(tài)、金屬質(zhì)量及其過(guò)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(shí)進(jìn)行處理。 (2)主軸密封與頂蓋漏水的問(wèn)題。目前，在國(guó)內(nèi)外尚未對(duì)此問(wèn)題有妥善的解決方案；主要與機(jī)組相關(guān)部件的加工精度有關(guān)，國(guó)外的機(jī)組較國(guó)內(nèi)機(jī)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(jī) (3)各導(dǎo)軸承部件的相關(guān)問(wèn)題，如瓦溫、油溫、油位等。主要與瓦軸間隙、機(jī)組轉(zhuǎn)速等相關(guān)；目前可較好的解決此問(wèn)題，但燒瓦事件在業(yè)內(nèi)也時(shí)有發(fā)生，需注意。 (4)長(zhǎng)期運(yùn)行水泵的故障問(wèn)題。2011年11月25日托什干河水電分公司別迭里電站水輪機(jī)2、 水電廠機(jī)組結(jié)構(gòu)原理的學(xué)習(xí)方法： (1) 理論聯(lián)系實(shí)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