水輪機(jī)及輔助系統(tǒng)

水輪機(jī)及輔助系統(tǒng)一、水輪機(jī)水輪機(jī)是把水流機(jī)械能轉(zhuǎn)換為主軸旋轉(zhuǎn)機(jī)械能的動力機(jī)械，水頭越高、流量越大，水輪機(jī)的輸出功率也就越大。因此水輪機(jī)是水力發(fā)電最重要的設(shè)備，在水工設(shè)計中占據(jù)很高的地位。按水流對轉(zhuǎn)輪的作用原理，可分為沖擊型水輪機(jī)和反擊型水輪機(jī)兩大類。沖擊型水輪機(jī)的轉(zhuǎn)輪受到水流的沖擊而旋轉(zhuǎn)，工作過程中水流的壓力不變，主要是動能的轉(zhuǎn)換。反擊型水輪機(jī)的轉(zhuǎn)輪在水中受到水流的反作用力而旋轉(zhuǎn)，工作過程中水流的壓力能和動能均有改變，但主要是壓力能的轉(zhuǎn)換。我國大部分水電廠采用的是混流反擊型水輪機(jī)。水輪機(jī)主要結(jié)構(gòu)有埋入部分、導(dǎo)水部分、轉(zhuǎn)運(yùn)部分、泄水部分和附屬設(shè)備等。引水室----其作用是使水流均勻的流入導(dǎo)水機(jī)構(gòu)，減少導(dǎo)水機(jī)構(gòu)能量損失，以提高水輪機(jī)的運(yùn)行效率和運(yùn)行的穩(wěn)定性。大中型水輪機(jī)多數(shù)采用蝸殼式引水室。它的進(jìn)口端與壓力水管相連，由進(jìn)口端向末端的斷面積逐漸減小，并將導(dǎo)水部件包圍在里面。從外形上看很像蝸牛殼，故稱為蝸殼式引水室。座環(huán)----座環(huán)位于蝸殼里面，導(dǎo)水機(jī)構(gòu)外面。由于蝸殼中的水通過座環(huán)流入導(dǎo)水機(jī)構(gòu)，因此必須保證水流以最小的水力損失經(jīng)過它進(jìn)入導(dǎo)水機(jī)構(gòu)。座環(huán)由上環(huán)、下環(huán)和固定導(dǎo)葉三部分組成。上下環(huán)分別位于上下兩面，中間用若干固定導(dǎo)葉連成一個整體。導(dǎo)水機(jī)構(gòu)----導(dǎo)水機(jī)構(gòu)的主要作用是根據(jù)機(jī)組負(fù)荷的變化來調(diào)節(jié)導(dǎo)葉開度，從而改變進(jìn)入水輪機(jī)的水量。導(dǎo)水機(jī)構(gòu)位于水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的外面，主要由可動導(dǎo)葉、導(dǎo)葉傳動機(jī)構(gòu)等組成。水進(jìn)入蝸殼后，通過蝸殼內(nèi)的座環(huán)進(jìn)入導(dǎo)水機(jī)構(gòu)中的可動導(dǎo)葉所形成的流道，然后進(jìn)入水輪機(jī)的轉(zhuǎn)輪葉片組成的流道中，推動葉片旋轉(zhuǎn)，從而帶動水輪機(jī)旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)輪----水輪機(jī)最重要的工作部件是轉(zhuǎn)輪。轉(zhuǎn)輪是直接將水能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的部件。轉(zhuǎn)輪一般是由10-24個流線型的扭曲葉片組成，水流由輻向進(jìn)水邊進(jìn)入，由出水邊軸向流出。葉片上部與輪冠相連，下部與下環(huán)連成一個整體。主軸----是水輪機(jī)主要部件，它的作用是把水輪機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動傳給發(fā)電機(jī)軸。尾水管----尾水管是連接反擊式水輪機(jī)和下游尾水的一段橫剖面逐漸擴(kuò)大的管道，它的主要作用是回收轉(zhuǎn)輪出口處水流的剩余能量，并將水流引向下游。增加水輪機(jī)的利用水頭，提高水輪機(jī)的工作效率。二、水輪機(jī)調(diào)速器系統(tǒng)水輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)主要包括水輪機(jī)調(diào)速器、油壓裝置、主接力器等，水輪機(jī)調(diào)速器是根據(jù)電網(wǎng)負(fù)荷的變化，不斷調(diào)節(jié)水輪發(fā)電機(jī)組的有功功率輸出，以維持機(jī)組轉(zhuǎn)速在規(guī)定范圍內(nèi)運(yùn)行的一種自動調(diào)速設(shè)備。根據(jù)電力系統(tǒng)用電需要和頻率變化，相應(yīng)增加或減少機(jī)組的出力，當(dāng)機(jī)組需要停機(jī)或突然甩掉負(fù)荷時，緊急關(guān)閉導(dǎo)葉，截斷進(jìn)入水輪機(jī)的水流，使機(jī)組停機(jī)。水輪機(jī)調(diào)速器根據(jù)工作原理不同可分為機(jī)械液壓調(diào)速器、電液調(diào)速器、微機(jī)調(diào)速器三種形式。三、油氣水系統(tǒng)水電廠的油氣水系統(tǒng)等輔助設(shè)備對機(jī)組的安全運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行起著十分重要的保證作用。油系統(tǒng)的配置視水電站的規(guī)模而有不同，在一般的小型水電站中，它的作用是絕緣、冷卻、潤滑，調(diào)速系統(tǒng)液壓操作及立式機(jī)組的電站中還有開機(jī)前頂轉(zhuǎn)子等作用。壓縮空氣系統(tǒng)主要用于開機(jī)之前頂起轉(zhuǎn)子、用于機(jī)組檢修和清掃工作、在調(diào)速器系統(tǒng)中創(chuàng)造適合的油氣比例，用于操作和自動控制等。技