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水轮轮机培训资料第一部分：GZC19-WP-300贯流式水轮机产品技术条件1 总则本技术条件适用于GZC19-WP-300贯流式水轮机。2 产品技术条件2.1水轮机型号为GZC19-WP-300灯泡贯流式水轮机，进出口流道为方形，中间部分为圆形，导水机构为圆锥型，转轮直径为3.0m，灯泡比1.193，轮毂比0.36，叶片数为4。2.1.1机组技术参数 水轮机型号：GZC19-WP-300 转轮直径为：3.0m 额定转速：166.7 r/min 额定出力：5300KW 额定水头：8.1m 水头范围：5.510.5 m飞逸转速：486r/min 水轮机吸出高度：Hs-5.24m 水轮机海拔安装高程：92.8m 最大正/反推力：630KN/1260KN 水轮机及水体的GD2：65t.m22.2 机组总体布置方式为管形壳主支撑，电机侧下部浮动支撑和测向辅助支撑，转动部分为双支点双悬臂，水机与电机主轴为一根。2.3 机组的保护措施为柔性连杆，分段关闭及事故重锤关机等。2.4 机组在5.510.5 m水头，叶片转角在545度之间，转速以166.7 r/min运行的运行范围内出力效率保证见下表。2.5效率保证见表一。额定出力百分数3040506070809010010.5模型效率887.589.290.79292.693.193.493.3原型效率8990.792.293.594.194.694.994.88.23模型效率88.590.692.192.792.993.092.792.4原型效率9092.193.694.294.494.594.293.98.1模型效率88.890.892.192.992.992.992.692.1原型效率90.392.393.694.294.494.494.193.65.5模型效率87.589.9908986原型效率8991.491.590.587.52.5.1在额定水头8.1m，额定出力5300KW时，保证原型水轮机的效率不低于93.6。2.5.2在全部运行范围内，原型水轮机的最高效率保证不低于94.8，最高预期效率不低于95。2.5.3在额定转速n166.7r/min，不同水头时功率的预期值见综合运转特性曲线附图1.2.5.4不同水头下最优协联曲线见附图2；导叶接力器行程与转角关系见附图3；桨叶接力器与转角关系见附图4，2.6气蚀保证水轮机在给力的水质条件下运行，从投入商业运行之日起，运行8000h（包含启动合停机过程），低于30%的保证出力以下运行时间不超过800h的情况下，气蚀保证如下三款。2.6.1转轮叶片失金属重量各不超过4.5kg；空蚀面积不超过1248平方厘米；叶片任何点的剥蚀深度不超过6.24mm。2.6.2单个叶片的空蚀面积及金属失重量不大于全部叶片平均失重的两倍。2.6.3水轮机导水机构、转轮室、尾水管，里衬全部空蚀面积之和不超过624C；叶片任何点的剥蚀深度不超过6.24。2.7 调节保证2.7.1 机组在8.1m水头，出力5300（电力出力5000KW）运行时，空甩满负荷时的最大速率上升率不超过60。2.7.2 机组在最大水头10.5m水头时，出力5300（电力出力5000KW）运行时，全甩满负荷时，活动导叶前的最大压力上升值不超过16.8m水柱，即压力上升602.7.3 机组吸出高度额定时Hs-5.24m。2.7.4 机组轴向正推力630KN，反推力不大于1260KN。2.8 机组转速从发电机看水机为顺时针旋转，机组最大飞逸转速为486r/min。2.9机组运行的稳定性 稳定运行范围5.5m10.5m,水轮机的相应出力30105范围内稳定运行。2.9.1 正常运行范围轴承支架不超过0.06m（双振幅）m。尾水管的压力脉动（双振幅）不大于相应水头的5；在启动甩负荷的过渡过程中轴承支架（双振幅），0.12mm，压力脉动（双幅）7。2.9.2 发电机进人孔中心处（敞开状态）连续噪音状态不超过85dB（A）在转轮中心线平面上距转轮轴线3m处，其连续噪音不大于85dB(A)。2.9.3 机组在全范围内运行时均不会有有害的压力、波动、振动或共振。2.9.4 机组在飞逸转速486r/min运行2min内无有害变形；机组在临界转速按机组结构建立的计算模型（附图5）计算出临界转速值有较大的裕度。2.9.5 水头在8.1m时，新装导水机构漏水量0.22m3/s。2.9.6 机组关闭采用两段关闭，具体应以调保计算为依据。2.10 可靠性指标2.10.1 无故障连续运行时间18000h。2.10.2大修间隔时间5年。2.10.3 使用年限40年。3 结构部分3.1 概述 机组为卧轴灯泡贯流式机组，机组的传动部分为双支点双悬臂，发电机无轴水轮机主大部件有传动部分、导水机构、埋入部分、主轴密封、受油器、控制部分及油管路、管路部分。导轴承、导叶接力器、工具部分等。3.2 传动部分采用滑块式桨叶操作机构，叶片数4块。桨叶转角范围+545，导叶轮毂比为0.36，叶片接力器工作油压等级4Mpa。3.2.1 转轮体材料为ZG20SiMn，桨叶为ZG06Cr13Ni5Mo。3.2.2 桨叶密封采用双向“VX”型，可不拆桨叶更换或检修。3.2.3 主轴为45A/JB/T1270-2002整锻，中空结构，水机电机共用一根轴。3.3 导水机构为圆锥型，16只导叶轴线与机线轴线成130锥角，其结构能满足导叶连杆的空间运动，导叶立面、断面间隙厂内预装并达到要求。导叶全范围内有自关闭趋势；导叶机构保护装置采用装导叶数量一半的柔性连杆，导叶上下轴承为自润滑式，设置10t自关闭重锤，新装导水机构漏水量1.32103L/min.3.4 埋入部分即是机组流道的组成部分，又是机组的基础和支撑，它很大程度决定着机组的刚度和强度。3.4.1 管壳式为Q235-B焊接件，作为机组的支撑和基础，斜45分半。3.4.2 电机进人座为为Q235-B焊接件，分半结构，其上游侧设有2只辅助吊钩。3.4.3 上下导板为为Q235-A焊接件。3.4.4 转轮室为为Q235-B为主，水平分半，转轮室中心后上90范围内为不锈钢，其与尾水管间的可调节距离为30。转轮室上游设有真空破坏阀，防止过大的反水锤。3.5 主轴工作密封为差压式橡胶活塞式，停止密封为空气围带，其漏出的水再经甩水环和积水盒对漏水进行收敛处理；密封漏水量20/min。3.6 径向轴承为球面支撑，工作时冷却方式为外接技术供水，通过轴承的油压损失为104pa。轴承用pt100电阻测温，轴承运行时60报警，65发出事故停机信号。3.7 受油器为自位受油器，即油管支撑为浮动轴瓦式，受油器对地及对外接口均设绝缘装置。受油器的油管安装时应盘车检查其摆度。3.8 控制部分及油管路为机组的正常运行提供液体能源和电反馈信号等，其管路中设有若干功能阀。3.9 导叶接力器控制导水机构的开关，结构型式为直缸摇杆与水平成30布置，它受调速器控制，其工作油压为4Mpa。为满足斜向布置与控制环的空间误差，连杆两段均用球铰。两只接力器之一设有锁定装置。4 油水气系统4.1 轴承用油，调速器用油均为TSA45汽轮机油 水轮机径向轴承用油60L/min 水轮机导轴承用油60L/min 发电机正推用油60L/min 发电机反推用油40L/min4.2 主轴密封润滑水质技术供水，压力0.1-0.25Mpa,用量20L/min。4.3 轴承启动、停机时高顶油压16Mpa.4.4空气围带供气压力0.5-0.7Mpa，每次用量约0.005m3/次.5 监测系统5.1 前池、灯泡头、管形壳侧、导叶前设压力显控器，导叶后及尾水管进出口均设压力真空显示器。5.2 主轴检修密封压力显控器。5.3 主轴冷却水流量开关。5.4 灯泡头上及转轮室上各设一只进人流道的进人门。5.5 前后池流道的较低处均设放水阀装置。6 故障6.1 发生下列情况之一时，应紧急停机。6.1.1 机组转速上升到保证值之外。6.1.2 当油压装置油罐内油压低于下限2.8MPa时。6.1.3轴承温度超过65时。6.1.4轴承冷却水突然中断时。6.1.5 主轴密封润滑水中断时。6.1.6 导叶柔性连杆发出极限位置信号时。6.1.7 其它紧急故障发生时。6.2 当调速器发生故障时，导叶机构重锤与过速限制器一道能自动停机。6.3 事故停机后和过速后应对机组进行检查。7 验收7.1 凡承受设备或管路等均应进行耐压试验，当工作压力小于或等于2.5Mpa，试验压力为1.5倍工作压力，但最低试验压力应大于0.4Mpa；当工作压力大于2.5Mpa时，其试验压力侧为“1.52.5+(N-2.5)1.25”，上述试验持压30min，不得有渗漏现象。7.2 转轮在厂内作动作试验，达到GB8564-88要求，现场也要做。7.3 转轮在厂内作静平衡试验，并满足要求。7.4 机组作空载运行试验。7.5 第一次部分带负荷试验。7.6 甩负荷试验，分次甩30、50、75及100。7.7 满负荷72h连续运行试验。3 第二部分：使用说明1 概述1.1 目的：便于了解和认识机组的性能，特征 。1.2水轮机的一般介绍 水轮机是利用水能的流体机械,是水力发电厂的主要设备,它的作用就是将水具有的能量尽可能地转化成机械能,然后再水轮机主轴传递给发电机,最后由发电机转换为电能。 该水轮机的型号为GZC19-WP-300,即贯流转桨，卧轴灯泡式，转轮直径为3.0m的水轮机，其流道进出口均成方形，中间部分为圆形，尾水管长度为5D1，灯泡比为3.58/3.01.193，轮毂比为0.36，圆锥型导水机构的锥顶角为130 该水轮机可配转n=100187.5r/min，出力在1600KW至5500KW的灯泡贯卧式水轮发电机。 辅助配DFWT80-4.0的微机调速器，配压力等级为4.0MPa的HYZ-2.5的油压设备。 本机组的桨叶转角范围为545，由调速器根据厂家提供繁荣协联曲线调节导水机构的开度实现负荷调控。 本机组在不同情况下的吸出高度Hs，轴向推力Poc，飞逸转速等情况，请参照各个具体电站的技术协议书。 在机组的控制部分中，为了保证机组在各种工况下的安全，设置了分段关闭装置和事故配压阀装置。可根据电站的实际情况调整导叶的关闭规律和关闭时间，为了防止误开机，接力器上还设置了锁定装置。 由于流道前不可能设进水阀装置等，故要求电站至少应该用于检修用的闸门。 本说明书主要内容包括水轮机的基本参数、结构、安装、运行和维护等。1.3基本参数1.3.1转轮直径：D13.0m1.3.2水头范围：H=5.510.5m1.3.3出力范围：16005500KW1.3.4额定转速:n=166.7r/min1.3.5桨叶转角范围：5451.3.6导叶转角范围：0801.3.7灯泡比：1.1931.3.8轮毂比：0.361.3.9旋转方向：顺水流看为顺时针1.3.10最大飞逸速度：486r/min1.4飞逸转速及飞逸特征当机组甩去全负荷，即输出功率为零0，发电机无励磁，导水机构未关闭，则水流的能量全部用来式转动部分空转，以至转速迅速上升，并达到某一固定值，才能使机组稳定空转，这种空转时的转速，便是水轮机的飞逸转速，由于本机属转桨式水轮机，因此每一个桨叶转角与导水机构转角（开度）协联情况下就有一个飞逸转速值。但当机组甩全负荷时而导水机构又失灵，飞逸转速随桨叶转角的变小而增大，并与导叶所受的开度大小成正比，与发生飞逸时的水头高低成正比，在最高使用水头，桨叶转角又较小时发生的飞逸转速为最高飞逸转速。飞逸转速的计算公式： npn.H/D11.5气蚀性能与吸出高度本水轮机属反击型，是以水为工作介质的叶片式流体机械，其间有高速水流过机构的过流表面，尤其是叶片表面，因此，在具体结构中，不可避免地存在一些绕流源、脱流源、间隙气蚀源，这就会使机构在实际运行中会相应的产生一些脱流，空腔汽蚀，间隙气蚀等。本着经济，实用，合理的原则，在设计过程中，尽量使结构有较好的水力性能，尽量使流道内的过流表面光洁，平顺，水力损失最小，诸如合理选择各活动处间隙值的大小，尽量使过流面的粗糙度达到6.3um,对流道内的所有焊缝作光顺处理等，此外，合理选择机组的吸出高度Hs,尽量使流道通畅，简洁，不无故扰乱水流的层流状态，严格按照各种规范指导设计，安装，并对产品质量进行把关，从而把气蚀发生的可能性降到最低。 水轮机在实际运行中，为满足其本身的气蚀性能，即满足机组本身的装置气蚀系数，必须保证一定的吸出高度，而吸出高度与机组的实际运行水头有关，理论吸出高度与水头的关系如下：Hs=10-k*h-1则允许吸出高度HS=hs-r/900式中：r水轮机中心的海拔安装高程m K安装系数，一般取1.075 气蚀系数 H-水头值m式中“-1”式用以考虑到泥沙及其它因素的影响而加安全裕量最后须指出，由于每一个电站所处的水文地质有条件的影响，上面所给出的吸出高度计算式所给的系数仅供参考，机组所允许吸出高度应以各个电站签订的技术协议为准。1.6轴向水推力和机组的过渡过程轴向水推力式水流作用以转轮叶片上的轴向水压力与水绕流叶片的轴向升力之和，它随着水头的流量的增加而增大，随转速的增加而减小。但更值得注意的式反向水推力，它比正向水推力大得多，而且比正向水推力更不可与料，因此，这就要求设计人员，运行人员对贯流式水轮机的过渡过程进行研究和了解，因为过渡过程与反向推力密不可分。机组的过渡过程，主要指机组从额定转速的工况到机组停机即机组突然甩负荷，导水机构快速关闭截断水流，导叶后转轮进口区域内流出的高速水流由于贯流机的普遍是负的吸出高程，就加大了回水撞向转轮区的水度。负的吸出高程越大，撞向转轮的力度越重，撞回的水流对转轮区的零部件撞击后，受反作用力的影响，又离开转轮区，重复上述的这一过程，这种连绵不断，逐渐变弱的撞击过程就称为机组的反水锤。其第一次的撞击最具破坏性，最需避免过大的首击。反水锤过于强烈，就有可能导致机组及电站的严重破坏事故，因此，每个电站的设计，都要考虑到可能出现的最大反向水推力。运行过程中，也要尽量避免反水锤现象的产生。因为机组在设计时虽然时按最高飞逸转速和承受最大的反向水推力来考虑校核强度的，但机组运行日久，转动部分等中的某些零件老化，疲劳及受交变力的影响以及其它因素比如锈蚀汽蚀等影响，甚至还有意外的原因都有可能造成它们的机械强度降低，此情此景，即使转速上升不到飞逸转速值，也可能造成损坏事故。为了避免发生上述各种原因可能引起的破坏事故，确保机组的安全，本机在设计时充分注意到了上述因素，在接力器的开启油腔管道中装设了分段关闭阀，给定机组的关闭定律，控制关闭时间，从而把紧急关机的时可能引起的轴向水推力及流道中的压力上升值控制在允许的范围内。另外，为了防止紧急关机转轮区的真空值过高和机组转速过高，分别设置了紧急真空破坏阀和过速保护装置。当然，每一个电站的运行管理人员对机组的过渡过程掌握了解后，对机组备有各种功能阀及元件也要合理运用，这样才是一个称职的操作运行人员。1.7 机组的运行特性1 该水轮机可根据贯流机的特点，在不同的电站，不同的水头，流量及转速条件下，配不同容量的发电机，一般来讲，容量范围从1600KW到5500KW。2 水轮机的结构 该水轮机主要由转动部分、导水机构、埋入部分、主轴机构、受油器、控制部分及油管路、管路部分、油导轴承、接力器等组成。整个机组各部分的相互关系、位置及功用从水轮机总图上可以看出，整个机组及辅助设备的关系，电站布置情况，在水轮机的安装布置图上可以看出。 机组使用水头范围514m，进出口流道均呈方形，中部流道为圆形，导水机构为圆锥行，流道平直。 水轮机的工作电流，由前池进水口进入流道，经灯泡体、管形壳（座环）、导水机构进入转轮，水流经过转轮时，水的绝大部分能量被转轮吸收而变成机械能，转轮的机械能通过主轴传递给发电机转子，在由定、转子变成电能，水轮离开转轮区进入尾水管，其余能量在有回复作用的尾水管内进一步被吸收。最后才泄入下游河道。 由于水具有流动性，在其进行通道中的任何凸起或沉坑附近的管道零件造成慢性破坏，因此在制造安装过程中，不要人为的造成流道内不光滑、不平顺等。2.1转动部分 转动部分是水轮机转换能量德关键部件之一，它由主轴、转轮、桨叶接力器、摇臂、操作油管、桨叶密封、泄水锥等组成。 转动部分运行时，轴向推力由电机组合轴承承担，径向力重量由水导轴承承受，桨叶转角545，工作压力为4.0Mpa.2.1.1转轮转轮是水轮机的心脏，水轮机效率的高低，气蚀性能的好坏以及在给定范围内能否稳定运行，很大程度上取决与转轮的性能，本机采用GZC19转轮，转轮直径D13.0m，有四块桨叶及桨叶操作机构组成。本操作机构名称为“L”字滑槽式，滑槽装滑块，滑块上设销孔，摇臂销装入滑块销孔内，活塞在油压作用下移动，滑块就带动摇臂转动，从而完成桨叶角度的转换，其中滑块的运动是复杂的三维运动。转轮体为中空结构，采用ZG20SiMn整铸，其上开设若干个放油阀孔，转轮体两端均设桨叶活塞接力器缸，沿转轮中心方向的周围开四个桨叶孔。桨叶与摇臂用螺栓联接，桨叶与 轴在传统的中小机组都是做成一体的，但为了满足上述新的桨叶操作机构的需要和提高桨叶密封相关处的加工质量，故采用了组合式结构。桨叶为了满足密封的要求，其密封面要求较高，摇臂具有常规结构的摇臂和 轴的功能。接力器活塞，分成两部分，接力器的两个腔分别在转轮中心的两侧，这一方面是为布置滑块的需要，另一方面是为了满足桨叶密封仍是低压密封不设计成高压密封。活塞的形状是圆加方，即在活塞直径范围内开设有限的方形，以布置“L”形滑槽。活塞的油封仍由多个活塞组成。滑块是一个与常规结构相较长度为零的连杆。2.1.2桨叶密封由于受机组尺寸的限制，需对转轮体和桨叶的尺寸做精细的设计，因此采用双向“V”+”X”型密封，此密封加工简单，安装方便，密封性能优良。该密封还可在不拆卸桨叶的情况下，单独更换密封。2.1.3主轴及轴罩 主轴是水机和电机的关键零件之一，采用45锻钢，它将水轮机转轮产生的扭矩（功率）传递给发电机转子，同时还承受水机转轮及电机转子的弯应力，因此，设计时需考虑主轴扭转振动和横向振动，即主轴体系的临界转速超过飞逸转速1.2倍以上。护轴罩是为了保护主轴和运行、检修、巡视、参观人员在进入水机端的灯泡体内时的安全。为了安装方便，它做成分半结构。2.1.4操作油管操作油管的功能是将受油器的输出油源交替进或出桨叶接力器的开关腔，同时，还把恒压也送达到转轮体内。恒压油与流道水流共同作用，确保桨叶密封的V形环工作唇边始终密封接触良好，从而保证密封性能。由于操作油管与桨叶接力器的移动部分活塞相连接，故操作油管又被用在回复杆，桨叶转与接力器的行程先通过操作油管反馈外部的恢复机构。2.1.5泄水锥该机组的泄水锥十分简单，因为转轮结构的简单已无零件可装。故其结构与定桨叶机组的结构一样，只起引导水流平稳地往下游的作用。2.2导水机构由于机组是灯泡贯流式机组，则导水机构采用圆锥形导水机构，其特点之一。16只导水轴线均布在与机组中心成65度的圆锥面上，导水转角范围在080度，导水的型线为空间扭曲型，机组转轮所需环量全由扭曲产生，故较常规导水机构省去了大尺寸的蜗壳及固定导叶，从而也节省了材料和减小了机组间距，从而降低电站造价。本导水机构主要由导水室、内支撑体、导叶控制环、导叶传动机构、活性连杆等组成。导水机构的作用是形成和改变进入转轮区水流的环量，使水在进入转轮时能较好的、高效的把能量传递给转轮，从而保证水轮机有较好的耐力性能，另外，导水机构还起关、停机及调节流量的作用，机组的启动、并网、事故停机都要由导水机构来执行，导水机构性能的好坏，运行是否灵敏，还影响到机组的速率上升的大小。因此，导水机构也是一个十分重要的部件。因此在使用导水机构时应从出力、效率、气蚀等各方面综合考虑，即在产品技术条件中在保证性能的前提下合理使用。该机组的导叶采用双支点结构，导叶连板空间转动，导叶在连板的转动下，动作灵活。导叶轴瓦采用薄壁轴套，具有自润滑功能，即有足够的承载能力，又给加工，维护带来方便，还能降低机组成本。为保护机组的安全。导水机构中还间隔设置了柔性连杆，这样导叶在关闭过程中一旦被异物卡住，柔性连杆失稳，它即能将自由的导叶限定在不与相邻的导叶碰撞的范围内，还能保护导叶及其它零件。连杆失稳后在开启方向拉直，又可恢复正常工作。柔性连杆的失稳刚度是可以调整的。这样就提高的整个机组的可靠性，也提高了电站的经济指标和效益。导叶全关闭时立面间隙为0.82.4mm，小端间隙小，大端间隙大，具体分配原则是导水机构在有水、无水状态下均能运行灵活无卡阻现象。导水机构全关时的最大漏水量小于220L/S。2.2.1导叶室与内支撑体导叶室分半球面结构。其上下均设有法兰，分别与管形壳及转轮体相连接，内支撑体是整体铸件。上下游也设有法兰，上游与管形壳内筒体法兰联接，下游作为主轴密封的支撑，水导轴承的支撑，导叶室上游法兰与内支撑上游法兰在安装时是对齐的，这样在导叶室内壁与内支撑体外壁之间就形成了导叶的工作之所。从上游流入导水机构的水流，在经过导叶后，就形成了一个环量，这个环量就能使水进入转轮区后，利用将水具有的势能、动能最大限度的传递给转轮变成机械能。2.2.2导叶 材料采用的ZG230-450，力学模型为两支点，即导叶两端各设一个支点，为了安装拆卸方便，大端的支点固定在轴径上，小端的支点壳拆卸式。即小轴头是在导叶就位后，再从内支撑体内的导叶支撑体孔插入导叶的小端轴承位，它具有自润滑的功能，用水做润滑剂。 导叶过流面型线尺寸用样板检查，粗糙度要求打磨至6.3微米。该机组共设16只导叶，再导叶两端采用间隙密封，即控制间隙的大小控制停机后漏水量的大小。立面采用硬接触机械密封，加工做到精细、精心，达到220L/S。2.2.3重锤装配无论电站是否设置事故快速闸门，为了确保机组在失压时机组的安全，采用事故重锤关机。共重量为10t，悬挂于导水机构一侧，重锤关机时，其油路由事故配压阀来控制。2.2.4导叶导筒导叶导筒是装在导叶室外部，用来装设导叶大端轴承及密封件的，材料用HT200，导叶轴颈动静面的密封采用传统结构“Y”型密封圈，它具有结构简单，密封效果好的优点。其更换、检修、维护都较方便。2.2.5导水操作机构导叶操作机构由导叶摇臂、连板、柔性连杆、分半销等组成，导叶摇臂通过分半销与导叶轴颈固接，而连板或柔性连杆则用来联接导水机构控制环与导叶摇臂，由于锥形导水机构的连板和柔性连杆是作空间三维运动，故其两端的连接符是球铰，即连板能将机组大轴旋转的往复运动转换成导叶摇臂绕与大轴成65度夹角的导叶轴线的往复摆动，从而达到控制环的行程就控制了导叶的开度，柔性连杆比导叶的数量少一半，它是导水机构的保护件，一旦关闭时导叶受阻，超过其转动的设定刚度，它在失稳时报警，再反向打开，拉直后恢复正常工作再关，看卡物是否被冲刷掉。这样可反复多次，不行后再处理。连杆设定的极限位置为两杆夹角成90度，确保导叶在任何情况下都受到约束，从而防止导水机构中其它零件的受损，确保整个机组的安全。2.2.6控制环控制环亦成调速圈，由钢板拼焊而成，其上设两只大耳环和16只小耳环，它的大耳环通过推拉杆与导叶接力器相联接，从而把接力器的力传递给控制环，在用小耳环传递给连板，连板就带动摇臂，所以，一旦控制环转动，导叶就随之开合。2.3埋入部分埋入部分是机组的基础，又是机组引水和排水的中间环节，其零部件大多都永久性的被埋入混泥土中。埋入部分主要由管形壳、转轮室、尾水管口、尾水管、梯子部分、电机进人座、上下导流板等组成。2.3.1管形壳管形壳是水轮机的承载体，亦是水轮机的基础。是埋入部分的关键零部件。它要求较高的强度、刚度及稳定性，因此，对加工过程中的各个部位及尺寸有较高的要求。它的组成主要有内筒体、外壳体、上下 梯形柱及用于安装调整用的支撑、垃筋等。其中，上、下梯形柱的刚度、强度都有重大影响。为了运输，采用斜45度分半结构。座环在埋入混泥土之中的安装调整时，其支墩应牢固，与混泥土结合面应严密，在管形壳的底下部，可开设若干个灌桨孔，灌浆后再焊回原处。再后，就是对把合缝进行封焊，尤其是内筒体，焊后须达到止水效果，达到要求进行。2.3.2转轮室转轮室是水轮机能量转换的重要场所，转动部分通过轴承与管形壳连接后的中心就是整个机组的中心，转轮室及主轴密封就要以此为中心基准求安装调整，调整这部分固定部分与转动部分间的间隙值要求上大下小来分配。为了防止机组过渡过程中出现过大甚至破坏性的反水锤现象，转轮室上游侧装置了两只紧急真空破坏阀。以消除各种因素造成机组紧急停机导叶后轮前流道内的过大真空度，从而保证机组的安全。安装时，阀杆上下两端的螺母须点焊防松。转轮室用钢板拼焊再精加工而成，它亦要求足够的刚、强度，安装时，在吊转轮之前下半块，吊转轮室之后，吊转轮之后，吊装上半块，上部一旦就位，机组就形成一个完整的过流通道。最后装伸缩节。转轮室属易气蚀件，虽在设计时采取了一定的措施，但机组投运后，还是应时刻注意它的工作情况，以防止气蚀太严重，造成修复困难。转轮室的侧下部设有流道进入门。233尾水管尾水管装设在转轮之后，它面积的扩散使水流的速度减慢，回收水的余能，同时，金属的尾水管里衬可以避免高速水流对混泥土的冲刷，在流速接近5m/s范围均铺了刚里衬。为了安装调整合施工进度的方便，设尾水和口皮段。尾水管与转轮室的联接采用伸缩节，伸缩量可达30mm，这个量足以消除安装过程中机组的轴回误差和机组的不同季节中的热胀冷缩变形。2.3.4梯子部分它是供人交通用。借助梯子方便对这一地带零件的安装。2.3.5上、下导流板上下导流板其作用就是引导水流，即将电机灯泡头的进入竖井与水轮机的梯形梁假架设一段导流板，使水流经过这一地段时不产生太多的涡流、饶流等，使水有序的进入导叶室。2.4主轴密封主轴密封是机组转动部分与固定部分的交接地段，它的作用就是机组在运行、停机等，状态之下，把漏水量控制在允许范围内。由于轴承紧靠主轴密封，又是卧式，故密封装置的可靠性显得尤为重要。主轴密封组成由导水锥、密封座、橡胶活塞环、围带压盖，空气围带甩水环等组成。为了保证轴封的可靠性，确保机组的安全运行，该种密封结构即吸取了立式机组传统的差压式活塞密封的优点，也对主轴密封漏出的水做收敛处理的优点，同时考虑到橡胶活塞属卧式安装，由于自重可能会引起刚度不是太好的活塞与活塞槽上下值间隙不均衡，活塞环向导向杆比立式多采用了一倍，从而使密封活塞环在各种状态下的间隙值趋于均匀。主轴密封装设于导水机构的内支承体，密封由三部分组成，即工作密封，停机密封及漏水的处理装置。2.4.1工作密封为橡胶活塞。主要由密封座、活塞式橡胶密封环、活塞导电杆及抗磨环等组成。机组运行中，抗磨环随转动部分一起转动，清洁的压力水通过密封座上开设的孔进入活塞的上游侧，把橡胶活塞顶起与抗磨环端面接触，形成端面密封。密封运行时允许且需要少量的漏水，这少量漏水一方面起润滑作用。另一方面带走由于磨擦磨损产生的热量，这个漏水量也正好是主轴密封的漏水。密封用水为清洁压力水，一般采用工业用水，压力在0.150.25MPa之间，用压力显控器监视。压力太高漏水虽少，但活塞是胶质的，会磨损太快，使用寿命会减小：润滑水压力太低漏水量就会增加，会给密封漏水处理装置带来压力，给水导轴承带来威胁。另外为了保证密封有较好的使用性能，应注意以下几点：即密封水压力整定好后，使其变化波动范围越小越好；活塞在安装时能在起槽中轻松移动，上下间隙不能差的太多；切开的活塞环装入前须胶合，坡度4060度为宜；进入活塞的压力水，千万不能在运行中中断，否则，将造成活塞烧损和阻卡等。2.4.2停机密封由空气围带、压盖、密封座等组成。当机组停机后一定要转速为0以后，才投入停机密封。围带的工作原理就是在其内充入压缩空气，使其膨胀，与周围的接触面挤压，抱紧，从而达到止水的母目的。2.4.3主轴密封漏出来的水的处理装置 由于机组卧装，水导与主轴密封靠的很近，因此，主轴密封漏出来的水只要溅到轴承外壳上，或轴承附近的主轴上，都会给轴承的工作带来威胁。即如此，就需对漏水做适当的处理。这是对漏水做了收敛处理的方式，亦对漏水设置了一个收敛装置，即甩水环，集水盒，排水孔。以上这套结构，在贯流机上已普遍运用，使用价值非常高。密封漏水要造成对轴承的威胁，唯一通道就是从甩水环与集水盒之间缝隙漏出来，甩水环就是堵住这个通道，只要漏水量不十分大，这一任务是甩水环很容易完成的。集水盒就是漏出的水集汇到盒体底部，顺利地通过排水孔排走，这里需要指出地是集水盒的环带状槽的高低很大程度上决定了集汇能力的大小。在安装这一部分时，转动部分与固定部分的间隙一定要满足设计要求或安装方面给定的规范等。2.5受油器受油器的作用就是将来自调速器主配压阀的压力油按机组工作需要分配给水轮机桨叶接力器的两腔，从而操纵桨叶，实现负荷分配；同时还通过它将桨叶在运行过程中所处的位置用位移传感器反馈给调速器操纵系统。受油器的构件主要有：受油器体、受油器、操作油管、多个浮动轴套、绝缘套管等组成。受油器体，用来接受压力油，来自调速器的压力油，通过顶部的两个带法兰管口进入受油器体内腔，同时上面还开设了一个恒压油进口，受油器体是铸件，它通过螺栓装置在发电机的支架上。受油器的右端法兰，用螺栓合在主轴上，操作油管分成两段，并有内外腔之间联接亦采用螺栓，联接面的密封用O形圈，该操作油管与转动部分的联接也采用此法。在受油器工作时，两种油管皆随主轴一道旋转，又由于主轴卧式安装，并有两个集中载荷作用在主轴上，运行中必然有扭曲现存在，在加上制造及安装上不可能保证受油器荷操作油管与主轴的同轴度非常好，为了避免纱上述缺陷，对它们支撑的轴套皆采用浮动轴瓦，它随油管的径向力的大小而随机给了一个反作用力即工作载荷，而随这个工作载荷的变化，浮动瓦的径向尺寸亦能微小变化，即起消振作用。从结构上即满足支撑要求，又满足密封要求，受油器上设置多个浮动瓦就是为达到这个目的而做的，有了这种浮动瓦，操作油管在旋转和移动中，它就可以在设定的浮动区域内上下微小浮动。这就减小了附加磨察力，延长密封的使用寿命，它还可使轴瓦与油管支撑的间隙更均匀，从而减小露油量。为了使转轮体内的个运动零件有油润滑，桨叶密封有工作介质，操作油管中有恒压油管，同时，该油管还被用作恢复节的驱动管。通过它才是接力器对桨叶每刻所处的位置有所把握，从而达到控制桨叶接力器的行程来达到按外界负荷要求来调配。为避免产生轴电流对导轴承的破坏，受油器与外界各联接部分均有绝缘垫，各绝缘垫的绝缘电阻一般不小于0.5M.为了保证受油器安全运行，内外操作油管均需盘车，尤其是与主轴联接的受油器，盘车时一定要达到要求，另外受油器要求绝缘的地方一定要装好，否则会造成严重的烧瓦事故。2.6控制部分灯泡贯流式水轮机的桨叶随系统负荷的变化与导叶开度协联动作，调速器就是通过控制部分来保持和控制两者始终在最有利的组合中工作，因此贯流机具有对外接负荷反映灵敏，适应性强，运行区域广，平均效率高的特点。那么控制部分在其中就承担着机组的经络和血管的作用。具体来讲，控制部分包括桨叶接力器，导叶接力器提供液体动力油管，以及向各液压元件、自动化元件提供控制油源的管路，另外控制部分中还有恢复机构，即联接在调速器与导水机构接力器和转轮桨叶接力器之间的转动机构，这种机构的作用就是在调速器输出的压力油把接力器中的活塞驱动后，活塞在通过这种方式把这个动作通过位移传感器反馈给调速器，作为反馈信号，使调速器对接力器所处的位置有所掌握并根据此时所在的位置决定调速器下一步动作走向或稳定在一个新的状态。2.6.1油管路油管路分四种：高压、低压、回油、泄油，另外还有元件的控制油管路，根据制造商提供的管路图布置走向，作为参考，应根据实际情况布置油管路的走向。2.6.2高压油管由油压设备和压力罐经自保持球阀至调速器配压阀，分段关闭阀，再到导叶接力器，另一路经受油器到桨叶接力器。2.6.3回油管路是指调速器的排油漏油，控制重锤的事故配压阀的排油等，他们均接至油压设备的回油箱。2.6.4漏油部分各自都汇入漏油装置，再通过油泵打至轮毂高位油箱。2.6.5自动化元件的控制油也来自油压设备，它主要油一些紫铜管、三通或两通接头构成，它的漏油也排止漏油装置。在装配焊接后，管内壁必须清洁除锈，同时还需做耐压试验，压力管等级5.6MPa，回漏油箱的等级为1.5MPa,持续10min，不得渗漏。油管安装必须固定工作不得油振动现象。2.6.6自保持球阀 安装在总油管上，主要由缸体、阀塞等组成。该阀打开以后，机组才能动作，停机以后，此阀关闭油源，自保持球阀由电磁阀操作，而电磁阀由中控室控制。该阀属自动化元件。2.6.7事故关闭元件 由事故配压阀和电磁配压阀组成。它的作用是保护机组厂备用电消失，高压设备失压的情况下，也能停机，该装置也属自动化元件。2.6.8分段关闭装置 它由分段关闭阀和凸轮组成。它的作用是根据电站设计的调保计算成果，实现对导水机构进行分段关闭，即把导水机构分为快关和慢关，减轻关闭过程中的反水锤现象和控制转动部分的速率上升。分段关闭阀是装在导水接力器的开启管路上，即关闭接力器的回油管路上，而动作过程则直接受接力器行程控制，即直接受控制环上回复杆引起的引导装置来控制。贯流使机组的关机过程，基本上都需要采用分段关闭，两段关闭的时间均应以机组的调保计算为依据。2.6.9锁定该机组的锁定直接放在接力器上，直接对其中一个接力器进行锁定，它是开停机的条件之一。2.6.10位置开关其功用是将接力器行程位置的机械信号转化为电信号，在提供给中控室选择和监控。对于贯流式水轮机来讲，关机时有两种情况，一种使迅速关机，机组速率上升较低，因此水的加速时间短，速度很难上去，但负安装高程和水向前冲的惯性形成脱流而产生的真空往回吸会引起很大的反向水锥，关机较快。这个力过大，若不及时控制会破坏机组的反推轴承；另一种是关机缓慢，引起反水锤小，但速度上升铰快，若长时间飞逸运行，就会破坏机组转动部分的零件，造成严重的恶果。故此机组该部分中设置了三道保护措施。首先是分段关闭导水机构，确保最佳两段关机的拐点，其次在转轮室上开设真空补气阀，一旦真空太大，就用补气阀去消除它，从而减小反水锤的强度，确保机组安全运行，最后就是事故重锤关机。2.7管路部分管路部分主要至轴承的供回油，机组运行时的技术供水，排漏水管路，测压管路及主轴密封的围带气管路等。2.7.1轴承供回油管路，机组的转动部分有两个轴承，水机侧是水导轴承，发电机端则是推力与导轴承相结合的，它的供油均来自该部分中配置的重力油箱，其安装高程定比中心高20m以上，在实际工作中，若受油温的变化影响油的粘度。导致输油量减小，则根据具体需要，将其高程抬高；另外回油箱内还设置了加热装置，在机组启动前，油温应在2025之间。轴承润滑供油进入轴承工作后，通过回油管路排入回油箱，运行中对轴承的回油也做了冷却处理。对这一部分的进、回油管的管路，在现场装配时要注意管内壁的清洁问题，防止烧瓦。机组在运行前，润滑油系统的油最好在外部循环一段时间，再换掉用新油，这样轴承的运行更稳妥一些。2.7.2水管路 这一部分指机组的技术供水管，测压管及机组的排漏管，这些管在装配时，需按要求做耐压或密封试验。主轴密封供水，水质为技术供水，压力为0.15-0.25MPa，实际压力和用水量根据实际情况，即漏水的大小来调整，一旦整定，其变化越小越好。测压管是对导叶前后、转轮叶片后的压力真空值等，用钢管引入仪表架的仪表上，从而掌握压力变化的规律。再就是排水管，这里主要指主轴密封漏水的排水管，流道前池、电机进人座层，尾水管内的排水，他们都排入集水井，然后再用水泵抽至下游。2.7.3气管路指主轴密封的围带供气管，压缩空气管路等，它的作用就是在机组停机后，将压缩空气通入围带，使其膨胀封水。2.8 465轴承机组的转动部分由两个导轴承支撑，水机测的称水导轴承，该轴承结构简单，检修、维护方便，它装在导水机构的内支撑体，靠近主轴密封的下游侧，主要由轴承瓦体、前后油盒、支撑体、支撑杆等组成轴承体上设有两只电阻温度计，气引线分别接至测温控制屏，轴承最高温度不超过65度。2.9接力器 接力器为两只摇杆接力器，摇杆均用有较强偿差能力的锁锭。为了方便的操作导水机构，两只摇杆接力器与水平成30度布置，油管路是交叉的，其推拉相杆传递给控制环，再有控制环小耳孔带动连板，连板带动导叶摇臂来操纵导叶的开合，接力器基础与水平成30度斜向布置在水际坑侧壁上，其中一个接力器带锁锭。装置在控制环上的回复杆带动电反馈装置及位置开关。接力器的好坏对机组动作的控制或操纵时灵敏度影响很大。因此，对它的耐压试验，活塞环的漏电试验，以及活塞环在关、闭极限位置的缓冲都有要求。接力器漏油至漏油装置，并与接力器的排油是相通的，安装时应注意油路的各个通路要求。3水轮机安装3.1概述 灯泡贯流式机组的安装应根据设计单位和设备制造厂已审定的技术文件、图纸及国家颁布的安装规范进行，当然，涉及到机组特殊要求的应按制造厂的有关技术文件执行。另外，规范上设有制造商文件图纸也未涉及的施工单位应汇同制造厂及有关单位做一些补充协定，报主管部门审批后执行。3.2水轮发电机组的设备，应符合国家现行的技术标准和订货合同规定，应有出厂检查记录和合格证件，产品到达接受地点后，应与制造商商定的期限组织有关人员进行开箱、清点、检查，并按“产品包装运输保管条件”执行。3.3安装前准备和注意事项3.3.1安装前应具备机组的安装布置图、总图和各部件、大件的安装图，产品的使用说明书，产品的技术条件，产品出厂的合格证明、发货明细表及装箱清单等。3.3.2机组及配套设备运到电站后，会同有关单位，根据装箱单清点，并分别妥善保管，对装有仪表、备件、连接油管等其它小件的木箱，最好至于仓库内。对尼龙件、塑料件及橡胶制品等，不应置于阳光下爆晒，也不能靠近火源和热源。对分半键运输的加工面，应尽量保护好，对把合的零件，最好组合保管。生产厂所采用的防腐措施，如防锈油纸、塑料薄膜等不应过早破坏或除掉，如发现已运抵电站的零件上述保护措施已破坏，电站最好采取一些补救措施。3.3.3备好备齐安装时的工具、量具及其它辅助工具，备好安装时的文件，记录表格等。3.3.4设备在安装前应进行全面清扫，检查，对重要部件的主要尺寸及配合公差进行校验，取得制造厂认可的整装到货的设备不分解。3.3.5设备基础的埋设，其高程的偏差一般不超过0.5mm，中心和分布位置的偏差一般不大于10mm，水平偏差不大于1mm。3.3.6埋设部件安装后应加固牢靠，基础螺栓、千斤顶、拉紧器、稧子板、基础板等均应点焊牢固，埋设部分于混泥土结合面应无油污和严重锈蚀。3.3.7调整用的稧子板尺寸，一般按接触面受力不大于40MPa来确定。稧子板应成对使用，搭建长度在2/3以上。3.3.8设备安装应在基础混凝土强度达设计值70后运行，基础板二期混凝土使用微膨胀水泥。3.3.9设备组合面应光洁无毛刺，合缝间隙用0.05mm塞尺检查，不能通过，但允许有局部间隙，用0.1mm塞尺检查，深度不应超过组合面宽度的1/3，总长度不超过周长的20，组合螺栓及销钉周围不应有间隙，组合缝处的安装面错牙一般不超过0.1mm3.3.10部件的装配应注意配合记号，在多台机组同时安装时，每台机组应用标有同一系列号码的部件进行装配。3.3.11细牙连接螺栓安装时应涂润滑脂，连接螺栓应分次对称均匀紧固，有预紧要求的螺栓应测量打紧长度，与设计值偏差不应超过10，采用热组合工艺紧固的螺栓，紧固后应在常温下抽查20，螺栓、螺帽、螺钉均应按设计要求锁锭或点焊牢固，各部件安装定位后，应按设计要求钻铰销钉孔。3.3.12机组安装用X、Y基础标号及高程点测量误差不应超过+（-）1mm，中心测量所使用的钢琴线直径一般为0.3或0.4mm,其拉紧力分别不应小于100N和150N。3.3.13现场配置的承压设备及连接管件等应进行耐压试验，试验等级为工作压力的1.5倍，高压管试压5.625MPa,均持续10min，不得泄漏及渗透现象。3.3.14设备压力容器进行煤油渗漏试验时，至少在煤油涂后保持4h，也应无渗漏现象，阀门在作煤油试验时，至少应保持5min，无渗漏。3.3.15在转动部件上进行电焊时，应把地线从电焊机接在要焊的零件上，并采取其它措施，保证焊接渣不掉入轴承或电流不通过轴瓦传递到主轴上。3.3.16水轮发电机组各部件应按要求涂漆防护。3.3.17管形壳外壁、尾水管外壁、电机压力门座等结合处的防渗漏措施由施工队伍现场指定和实施。3.4灯泡贯流式机组的安装其具体程序大概如下：预埋件、埋入部分、导水机构、转动部分的主轴、主轴密封、转轮室下部、转轮、转轮室上部、伸缩节及期间掺杂的管路。3.4.1预埋件的安装3.4.1.1管形壳的安装该零件有内外壳体，并且是斜45度分半，由于处于垂直施工，施工程序也该合理考虑，布置施工用的脚手架，平台都有必要，最重要的是防止倾覆，保证安全。由于是分半结构，设计在工件上的拉筋等最好在管形壳安装到位，混凝土浇筑达一定强度后，将分半面开设的焊口焊接好，才能卸掉，