水轮发电机油、水、气系统培训课件

1、目目录录contents01水轮发电机组基本概述02机组油系统结构原理03机组水系统结构原理04机组气系统结构原理1.1 1.1 水轮机结构特点水轮机结构特点 水轮机为卧轴灯泡贯流转浆式结构，水轮机和发电机共用一根主轴，两端分别与转轮和水轮机为卧轴灯泡贯流转浆式结构，水轮机和发电机共用一根主轴，两端分别与转轮和转子相连接。转动部分由转子相连接。转动部分由2 2个导轴承支撑。发电机被安置在灯泡体内，灯泡体成为水轮机流个导轴承支撑。发电机被安置在灯泡体内，灯泡体成为水轮机流道的组成部分。机组的支撑采用管型座上、下两根支柱（上、下过人竖井）为主支撑，发电道的组成部分。机组的支撑采用管型座上、下两根支

2、柱（上、下过人竖井）为主支撑，发电机水平和垂直支撑为辅助支撑的方式。上、下支柱与混凝土为刚性连接，承受水推力产生的机水平和垂直支撑为辅助支撑的方式。上、下支柱与混凝土为刚性连接，承受水推力产生的弯矩和发电机转矩。辅助支撑为弹性连接，主要承受灯泡体的重量、浮力和不平衡力以增加弯矩和发电机转矩。辅助支撑为弹性连接，主要承受灯泡体的重量、浮力和不平衡力以增加机组的稳定性。机组的稳定性。 水轮机主要由以下几个部分组成：（水轮机主要由以下几个部分组成：（1 1）埋入部分：管型座、尾水管里衬、发电机框架）埋入部分：管型座、尾水管里衬、发电机框架等；（等；（2 2）固定部分：导水机构、转轮室等；（）固定部分

3、：导水机构、转轮室等；（3 3）转动部分：转轮、主轴、水导水封、受油）转动部分：转轮、主轴、水导水封、受油器等；（器等；（4 4）油、水、气等辅助系统及辅助设备。）油、水、气等辅助系统及辅助设备。1.1.2 2 发电机结构特点发电机结构特点 在发电机整体结构上，根据厂家发电机的技术优势，充分考虑石虎塘发电机中容量、低在发电机整体结构上，根据厂家发电机的技术优势，充分考虑石虎塘发电机中容量、低转速的特点，采用具有足够轴系稳定裕量的两导轴承支撑结构。定子机座、转子中心体、转速的特点，采用具有足够轴系稳定裕量的两导轴承支撑结构。定子机座、转子中心体、轴承支架、灯泡头等采用具有足够的强度和刚度，以保证

4、机组运行的安全可靠性。同时考轴承支架、灯泡头等采用具有足够的强度和刚度，以保证机组运行的安全可靠性。同时考虑总体布置和分部件维护的简便性。虑总体布置和分部件维护的简便性。 根据发电机结构说明，发电机主要由定子、转子、组合轴承、通风冷却系统、灯泡头、根据发电机结构说明，发电机主要由定子、转子、组合轴承、通风冷却系统、灯泡头、支撑、自动化系统及其他辅助部件组成。支撑、自动化系统及其他辅助部件组成。1.1.3 3 机组辅机结构特点机组辅机结构特点 1 1、油系统、油系统 每台机组设有一套调速系统操作油与机组轴承润滑油，两个系统用油均为每台机组设有一套调速系统操作油与机组轴承润滑油，两个系统用油均为l

5、-tsa68l-tsa68号汽号汽轮机油。轮机油。 2 2、气系统、气系统 气系统由机组主轴密封供气和发电组制动供气两部分组成。气系统由机组主轴密封供气和发电组制动供气两部分组成。 3 3、水系统、水系统 水系统由冷却水供水系统，机组排水系统，水力监测系统等部分组成。水系统由冷却水供水系统，机组排水系统，水力监测系统等部分组成。 4 4、机组自动化、机组自动化l 机组自动化实现中控室远距离操控控制，包括起动、停机、正常运行、自动调节、机组自动化实现中控室远距离操控控制，包括起动、停机、正常运行、自动调节、转速和负荷、故障或事故报警、事故停机和相应的手动控制等。转速和负荷、故障或事故报警、事故停

6、机和相应的手动控制等。l 能监视，监测，控制机组的运行工况。能监视，监测，控制机组的运行工况。l 根据水头变化能手动改变协联关系，使机组在高效率工况下运行。根据水头变化能手动改变协联关系，使机组在高效率工况下运行。l 调速系统故障时，泄压阀组动作，由重锤直接关闭导叶，实现可靠的机组过速保调速系统故障时，泄压阀组动作，由重锤直接关闭导叶，实现可靠的机组过速保护。护。l 机组测速装置采用机械齿盘加可编程转速测控装置，其整定值在机组测速装置采用机械齿盘加可编程转速测控装置，其整定值在0 0200%200%额定转速额定转速范围内可连续调整。范围内可连续调整。l 机组过速保护采用一套纯机械液压过速保护装

7、置，来控制导叶接力器泄压阀组动机组过速保护采用一套纯机械液压过速保护装置，来控制导叶接力器泄压阀组动作，实现由重锤直接关闭导叶，防止机组飞逸。作，实现由重锤直接关闭导叶，防止机组飞逸。l 设有一套轴电流检测装置，同时轴电流可由主轴接地碳刷连接接地装置引出。设有一套轴电流检测装置，同时轴电流可由主轴接地碳刷连接接地装置引出。l 设有机组状态监测系统，蠕动（键相）监测主轴处设设有机组状态监测系统，蠕动（键相）监测主轴处设1 1只传感器；主轴串动监测只传感器；主轴串动监测 主轴串动监测主轴处设主轴串动监测主轴处设1 1个传感器；主轴摆度监测在水导处设个传感器；主轴摆度监测在水导处设2 2只传感器、组

8、合轴只传感器、组合轴 承处设承处设2 2只传感器、外操作油管处设只传感器、外操作油管处设2 2只传感器；机组振动监测在水导轴承支架处只传感器；机组振动监测在水导轴承支架处 设设3 3只传感器、组合轴承支架处设只传感器、组合轴承支架处设3 3只传感器、灯泡头处设只传感器、灯泡头处设2 2只传感器；定子铁芯振只传感器；定子铁芯振 动共设动共设9 9只传感器；转轮室入口压力脉动设只传感器；转轮室入口压力脉动设1 1只传感器；尾水管入口压力脉动设只传感器；尾水管入口压力脉动设1 1只只 传感器。传感器。2 2.1 .1 调速器系统用油调速器系统用油 调速系统由调速器（主配）、调速系统由调速器（主配）、

9、yz-10-6.3yz-10-6.3油压装置、导叶和桨叶接力器、管路附件等组油压装置、导叶和桨叶接力器、管路附件等组成。成。 为满足水轮机本体机构要求及电站设备布置，调速系统的额定油压选定为为满足水轮机本体机构要求及电站设备布置，调速系统的额定油压选定为6.3mpa6.3mpa，电，电站安装调试时需对油压装置的油压进行设定，正常油压站安装调试时需对油压装置的油压进行设定，正常油压6.06.06.66.6mpampa，事故低油压，事故低油压1#1#2#2#机机为为5.0mpa5.0mpa（3#3#6#6#机为机为5.4mpa5.4mpa），最低许用油压为），最低许用油压为4.6mpa4.6mpa

10、。 压力油罐供油作为调速器操作油和机组自动化液压控制元件的操作油源，导叶接力器压力油罐供油作为调速器操作油和机组自动化液压控制元件的操作油源，导叶接力器开启腔管路上设有分段关闭阀组和重锤关机用泄压阀组。导叶分段关闭装置由一只节流阀开启腔管路上设有分段关闭阀组和重锤关机用泄压阀组。导叶分段关闭装置由一只节流阀和一只液控单向阀组成。当接力器关至和一只液控单向阀组成。当接力器关至30%30%40%40%全行程时液控单向阀关闭，压力油从旁通全行程时液控单向阀关闭，压力油从旁通的节流阀通过。关闭速度可在现场调节，泄压阀组在重锤关机时将接力器开启腔油排向调的节流阀通过。关闭速度可在现场调节，泄压阀组在重锤

11、关机时将接力器开启腔油排向调速器集油箱，同时接力器的关闭腔可吸入无压油，泄压阀组尽可能靠近调速器侧安装。速器集油箱，同时接力器的关闭腔可吸入无压油，泄压阀组尽可能靠近调速器侧安装。 机组在下列情况下，通过重锤关机系统实现严重事故停机：机组在下列情况下，通过重锤关机系统实现严重事故停机： a.a.机组过速至机组过速至115%115%额定转速时，且调速器主配压阀拒动时，经延时严重事故继电器动作，通过额定转速时，且调速器主配压阀拒动时，经延时严重事故继电器动作，通过重锤停机。重锤停机。 b.b.油压装置油压达最低许用油压时，油压装置油压达最低许用油压时，严重事故继电器动作，通过重锤停机。严重事故继电

12、器动作，通过重锤停机。 c.c.停机时，遇弹簧连杆动作发信，严重事故继电器动作，通过重锤停机。停机时，遇弹簧连杆动作发信，严重事故继电器动作，通过重锤停机。 d.d.机组过速至机组过速至153%153%额定转速时，严重事故继电器动作，通过重锤停机。额定转速时，严重事故继电器动作，通过重锤停机。 e. e.机组机械液压过速机组机械液压过速155%155%额定转速时，严重事故继电器动作，通过重锤停机。额定转速时，严重事故继电器动作，通过重锤停机。 上述情况下，装于接力器开启腔管路上的泄压阀组发生动作，使接力器开启腔管路与调速器集上述情况下，装于接力器开启腔管路上的泄压阀组发生动作，使接力器开启腔管

13、路与调速器集油槽接通。接力器关闭腔管路上的逆止阀，在管路产生负压时能自动开启与集油槽相通，向接力器油槽接通。接力器关闭腔管路上的逆止阀，在管路产生负压时能自动开启与集油槽相通，向接力器关闭腔补油。导叶在重锤及导叶自关闭水力矩的共同作用下关闭，从而实现机组停机。关闭腔补油。导叶在重锤及导叶自关闭水力矩的共同作用下关闭，从而实现机组停机。 机组设有导叶回复机构，其转轴上设有分段关闭凸轮和主令控制器（机组设有导叶回复机构，其转轴上设有分段关闭凸轮和主令控制器（lk4d-168/4lk4d-168/4）。）。导叶接力器行程是通过固定在接力器上的两只导叶位置传感器分别传递至调速器和计算机导叶接力器行程是

14、通过固定在接力器上的两只导叶位置传感器分别传递至调速器和计算机监控系统。监控系统。 桨叶操作油从压油罐通过受油器经主轴操作油管至桨叶接力器来实现桨叶的开关动作。桨叶操作油从压油罐通过受油器经主轴操作油管至桨叶接力器来实现桨叶的开关动作。设置轮毂高位油箱，使转轮轮毂内油压始终保持均压，轮毂高位油箱溢油排至油压装置集设置轮毂高位油箱，使转轮轮毂内油压始终保持均压，轮毂高位油箱溢油排至油压装置集油槽。受油器的渗漏油和转轮的检修排油排至漏油箱。轮毂高位油箱与轴承高位油箱合成油槽。受油器的渗漏油和转轮的检修排油排至漏油箱。轮毂高位油箱与轴承高位油箱合成一体，用钢板分隔，装于一体，用钢板分隔，装于62.0

15、062.00高程。高程。 设置桨叶反馈装置，把桨叶开度转换成电信号反馈至调速器。设置桨叶反馈装置，把桨叶开度转换成电信号反馈至调速器。2.2 2.2 轴承润滑油系统轴承润滑油系统 轴承润滑油是与调速器系统操作油完全分开的独立系统。润滑油系统是提供水轮机导轴承润滑油是与调速器系统操作油完全分开的独立系统。润滑油系统是提供水轮机导轴承和发电机推力轴承及导轴承所需的润滑油。轴承和发电机推力轴承及导轴承所需的润滑油。 润滑油系统由以下几部分组成：润滑油系统由以下几部分组成：l一套轴承高位油箱，其装油量能够满足在油泵故障时机组轴承继续安全运行一套轴承高位油箱，其装油量能够满足在油泵故障时机组轴承继续安全

16、运行10min10min和机组事故停机所需的润滑油量。和机组事故停机所需的润滑油量。l一套轴承回油箱，其容积能容纳整个润滑油系统所需的油量。一套轴承回油箱，其容积能容纳整个润滑油系统所需的油量。l两台交流电机驱动的油泵，可进行手、自动切换，每个油泵都有足够的裕量提供机两台交流电机驱动的油泵，可进行手、自动切换，每个油泵都有足够的裕量提供机组轴承所需的润滑油量，一台油泵用于正常的操作而另一台备用，两台油泵主备轮换。组轴承所需的润滑油量，一台油泵用于正常的操作而另一台备用，两台油泵主备轮换。l两台高压顶起油泵，可进行手、自动切换，在开、停机时投入，一台油泵用于正常两台高压顶起油泵，可进行手、自动切

17、换，在开、停机时投入，一台油泵用于正常的操作而另一台备用，两台油泵主备轮换。的操作而另一台备用，两台油泵主备轮换。 机组润滑油的循环路线为：机组润滑油的循环路线为： 油泵油泵油冷器油冷器高位油箱高位油箱导轴承和正、反推力轴承导轴承和正、反推力轴承回油箱回油箱油泵油泵 为保证轴承供油可靠，设有两台轴承供油螺杆泵，一台油泵连续工作，另一台油泵处为保证轴承供油可靠，设有两台轴承供油螺杆泵，一台油泵连续工作，另一台油泵处于备用状态。润滑油经油泵、滤油器、于备用状态。润滑油经油泵、滤油器、油冷器冷却后至高位油箱。每台机组设有两只油冷油冷器冷却后至高位油箱。每台机组设有两只油冷器，同时投入运行，遇冬季机组

18、运行油温较低时，电站可根据实际油温或瓦温情况自行调器，同时投入运行，遇冬季机组运行油温较低时，电站可根据实际油温或瓦温情况自行调整投入油冷却器台数和冷却水供水量，油冷器的冷却水来自前流道。整投入油冷却器台数和冷却水供水量，油冷器的冷却水来自前流道。 高位油箱的润滑油，通过供油管路的自保持球阀分别经流量调节阀向各个轴承供油，高位油箱的润滑油，通过供油管路的自保持球阀分别经流量调节阀向各个轴承供油，高位油箱多余部分的润滑油通过溢流管排至回油箱，高位油箱的容量能够保证油泵停止供高位油箱多余部分的润滑油通过溢流管排至回油箱，高位油箱的容量能够保证油泵停止供油后，机组继续安全运行油后，机组继续安全运行1

19、0min10min和机组事故停机所需的润滑油量。和机组事故停机所需的润滑油量。 机组各轴承润滑油的整定流量为：机组各轴承润滑油的整定流量为： 1#1#、2#2#机组各轴承的设计流量分别为：机组各轴承的设计流量分别为：l正、反推力轴承：正、反推力轴承： 170 l/min170 l/minl发电机导轴承：发电机导轴承： 25 l/min25 l/minl水轮机导轴承：水轮机导轴承： 25 l/min25 l/min 总供油量：总供油量： 220 l/min220 l/min 3# 3#6#6#机组各轴承的设计流量分别为：机组各轴承的设计流量分别为：l正、反推力轴承：正、反推力轴承： 205 l/

20、min205 l/minl发电机导轴承：发电机导轴承： 30 l/min30 l/minl水轮机导轴承：水轮机导轴承： 30 l/min30 l/min 总供油量：总供油量： 265 l/min265 l/min 轴承的实际供油量在现场调试时通过流量调节阀来调节。水导、发导及推力轴承回油轴承的实际供油量在现场调试时通过流量调节阀来调节。水导、发导及推力轴承回油管靠近轴承回油箱处，装有三只轴承回油流量计，监视轴承的供油量。管靠近轴承回油箱处，装有三只轴承回油流量计，监视轴承的供油量。 轴承高位油箱和回油箱都装有油位信号器，以监测各油箱的油位，两个油箱上还装有轴承高位油箱和回油箱都装有油位信号器，

21、以监测各油箱的油位，两个油箱上还装有电加热器，当油温低于电加热器，当油温低于1515时投入加热器，高于时投入加热器，高于2020时停止加热。机组停机后，通过轴承时停止加热。机组停机后，通过轴承进油管路的自保持球阀切断润滑油供油。进油管路的自保持球阀切断润滑油供油。 机组设有高压顶起装置，在机组启动和关闭时投入使用，向两个导轴承供高压油。顶机组设有高压顶起装置，在机组启动和关闭时投入使用，向两个导轴承供高压油。顶起油泵为两台高压齿轮泵，一台工作油泵，另一台为备用油泵。起油泵为两台高压齿轮泵，一台工作油泵，另一台为备用油泵。 水系统由冷却水供水系统、机组排水系统、水力监测系统等部分组成水系统由冷却

22、水供水系统、机组排水系统、水力监测系统等部分组成 3.1 3.1 冷却水供水系统冷却水供水系统 （1 1）发电机冷却水系统的取水方式是前流道取水循环冷却机组，由技术供水泵、）发电机冷却水系统的取水方式是前流道取水循环冷却机组，由技术供水泵、6 6只只空气冷却器、管路、管路附件及流量、压力测量等自动化元件组成。每只空气冷却器前后空气冷却器、管路、管路附件及流量、压力测量等自动化元件组成。每只空气冷却器前后设闸阀，并配有排气、排水管口。设闸阀，并配有排气、排水管口。 空气冷却器水循环路径为：技术供水泵空气冷却器水循环路径为：技术供水泵空冷器空冷器总出水管总出水管进口流道。进口流道。 （2 2）每台

23、机组设有）每台机组设有2 2台轴承油冷器，并联方式布置，布置在轴承回油箱外。技术供水台轴承油冷器，并联方式布置，布置在轴承回油箱外。技术供水系统提供油冷器冷却水。油冷器设计裕量充分，保证油冷器能安全稳定运行，油冷却器出系统提供油冷器冷却水。油冷器设计裕量充分，保证油冷器能安全稳定运行，油冷却器出口处设流量信号器和流量调节阀，前后设球阀，并配有排气、排水管路。口处设流量信号器和流量调节阀，前后设球阀，并配有排气、排水管路。 轴承油冷却器水循环路径为：技术供水泵轴承油冷却器水循环路径为：技术供水泵油冷却器油冷却器进口流道。进口流道。 3.2 3.2 主轴密封排水系统主轴密封排水系统 主轴密封无供水

24、系统，水封排水通过水管自管形座下竖井引出。主轴密封无供水系统，水封排水通过水管自管形座下竖井引出。 3.3 3.3 机组排水系统机组排水系统 机组运行中灯泡头及管形座内冷凝水由排水管从发电机下部导流板及管形座下部竖井机组运行中灯泡头及管形座内冷凝水由排水管从发电机下部导流板及管形座下部竖井排出。在进水流道和尾水流道的最低位置各设一排水孔，排水孔均设有拦污栅，以防被杂排出。在进水流道和尾水流道的最低位置各设一排水孔，排水孔均设有拦污栅，以防被杂物堵塞。机组检修时流道水经排水孔、排水管和排水闸阀，将水排至集水井。物堵塞。机组检修时流道水经排水孔、排水管和排水闸阀，将水排至集水井。 3.4 3.4 水力监测系统水力监测系统 为监视机组运行及甩负荷过程中流道内的压力，设有量测仪表，以便于运行，试验人为监视机组运行及甩负荷过程中流道内的压力，设有量测仪表，以便于运行，试验人员监视，测点布置如下：员监视，测点布置如下： 进水流道压力测量布置在流道进