讲义水轮机讲义

1、 HLDF04-LJ-205 水轮机结构及运行维护水轮机结构及运行维护2011年11月25日托什干河水电分公司别迭里电站水轮机目录目录一、水轮机的主要参数一、水轮机的主要参数二、水轮机原理二、水轮机原理三、水轮机结构三、水轮机结构四、运行维护要求四、运行维护要求五、结语五、结语2011年11月25日托什干河水电分公司别迭里电站水轮机一、水轮机主要参数：一、水轮机主要参数：型型 号：号：HLDF04-LJ-205额定水头：额定水头：H=100.8m额定流量：额定流量：Q=34 .65m3 /s额定功率：额定功率：N=31.8MW额定转速：额定转速：n=333.3r/min飞逸转速：飞逸转速：n=

2、592r/min2011年11月25日托什干河水电分公司别迭里电站水轮机二、水轮机原理二、水轮机原理原理 水流经进水拦污栅、进水口闸门、引水渠道、遂洞、压力前池、流入压力钢管，通过蝶阀后由蜗壳进入转轮，由于水流和转轮的相互作用，水流便把自己的能量传递给了转轮，转轮获得能量后开始旋转而作功。因为水轮机和发电机相连，水轮机便把它获得的能量传给了发电机，带动了发电机转子旋转，从而在定子内感应出电势。2011年11月25日托什干河水电分公司别迭里电站水轮机三、水轮机结构三、水轮机结构水轮机主要由埋入部分、导水机构、转动部分等组成。 1、埋入部分： 埋入部分由蜗壳、座环、尾水肘管、尾水锥管、机坑里衬等组

3、成。2011年11月25日托什干河水电分公司别迭里电站水轮机（1）、尾水管）、尾水管 尾水管的作用：是将水流平顺地引至下游并利用水轮机转轮高于下游水位的那一段位能和回收水轮机转轮出口水流的部分动能， 它由尾水锥管及尾水肘管组成。 在锥管段上设有进人门，在进人门下方设置有检修平台搭装孔。2011年11月25日托什干河水电分公司别迭里电站水轮机（2）、座环）、座环 座环将顶盖上的重量及压力传递给蜗壳，再通过蜗壳在传递到基础上。座环是导水机构的支撑件，上联顶盖，下部与底环相联。 座坏由上坏、因定导叶、下坏组成，在固定导叶上设有3个排水孔，用于顶盖自流排水。2011年11月25日托什干河水电分公司别迭

4、里电站水轮机2011年11月25日托什干河水电分公司别迭里电站水轮机（3）、蜗壳）、蜗壳 蜗壳断面为圆形，其主要作用是：保证水流以最小的水力损失把水引向导水部件，从而提高水轮机的效率；尽可能保证沿导水部件的周围进水流量均匀，水流对称于轴，以使转轮受力均衡，提高工作的稳定性；使水流在进入导水部件以前具有一定的环流，然后很顺利地进入工作转轮；2011年11月25日托什干河水电分公司别迭里电站水轮机 保证转轮在工作时，始终浸没在水中不会有大量空气进入转轮。 蜗壳设有600mm进人门，其设在蝶阀的蜗壳延伸管上，以方便检修。2011年11月25日托什干河水电分公司别迭里电站水轮机2011年11月25日托

5、什干河水电分公司别迭里电站水轮机2、导水机构、导水机构 导水机构由顶盖、底环、导叶、导叶套筒、控制环及传动部件等组成。2011年11月25日托什干河水电分公司别迭里电站水轮机（1）、顶盖）、顶盖 1、顶盖作用：、顶盖作用： 将导水机构的水压力及轴承的将导水机构的水压力及轴承的负荷传递给座环；可以防止水压力水流向负荷传递给座环；可以防止水压力水流向外溢出。外溢出。2、顶盖采用铸焊结构，具有足够的强度与刚度。、顶盖采用铸焊结构，具有足够的强度与刚度。其上面有控制环、轴承、导叶套筒；在顶盖其上面有控制环、轴承、导叶套筒；在顶盖上设有黄铜密封条，作为导叶端面密封；过上设有黄铜密封条，作为导叶端面密封；

6、过流表面设置不锈钢护板。为减小转轮上腔压流表面设置不锈钢护板。为减小转轮上腔压力，在顶盖上设有力，在顶盖上设有4根排水管将转轮上腔的漏根排水管将转轮上腔的漏水排到尾水管内，以减轻转轮的轴向水推力。水排到尾水管内，以减轻转轮的轴向水推力。2011年11月25日托什干河水电分公司别迭里电站水轮机2011年11月25日托什干河水电分公司别迭里电站水轮机（2）、底环）、底环 底环的作用是与顶盖共同形成流道，底环的作用是与顶盖共同形成流道，为了减少水力损失。为了减少水力损失。 底环采用铸焊结构，具有足够的强底环采用铸焊结构，具有足够的强度和刚度。它固定在座环下环上，其过度和刚度。它固定在座环下环上，其过

7、流表面设置不锈钢护板；在底环上设有流表面设置不锈钢护板；在底环上设有黄铜密封条，作为导叶的端面密封。导黄铜密封条，作为导叶的端面密封。导叶下轴套采用具有自润滑的钢背材料，叶下轴套采用具有自润滑的钢背材料，设有两道设有两道O形橡胶密封圈，防止泥沙进形橡胶密封圈，防止泥沙进入轴套。入轴套。2011年11月25日托什干河水电分公司别迭里电站水轮机2011年11月25日托什干河水电分公司别迭里电站水轮机（3）、导叶）、导叶 导叶作用是控制进入转轮的流量及水导叶作用是控制进入转轮的流量及水流方向，使水流沿圆周均匀进入转轮。流方向，使水流沿圆周均匀进入转轮。 导叶上设有剪断销，只有当导叶间受导叶上设有剪断

8、销，只有当导叶间受阻力相当大时，剪断销才会剪断，信号阻力相当大时，剪断销才会剪断，信号器也随之剪断，并发出信号。每个导叶器也随之剪断，并发出信号。每个导叶设有全开、全关位置限位装置。设有全开、全关位置限位装置。 为防止导叶处于失控状态时导叶碰撞为防止导叶处于失控状态时导叶碰撞转轮或其它导叶，拐臂与顶盖上分别设转轮或其它导叶，拐臂与顶盖上分别设有限位块。有限位块。2011年11月25日托什干河水电分公司别迭里电站水轮机（4）、控制环）、控制环 控制环采用钢板焊接结构，支承在顶控制环采用钢板焊接结构，支承在顶盖上的支座上，接触面用尼龙抗磨板导盖上的支座上，接触面用尼龙抗磨板导向，上部有两个耳朵分别

9、与两个接力器向，上部有两个耳朵分别与两个接力器连接，控制环中间圆环有连接，控制环中间圆环有20个均布小耳个均布小耳也孔，通过连杆、拐等到分别与也孔，通过连杆、拐等到分别与20个导个导时相连。时相连。2011年11月25日托什干河水电分公司别迭里电站水轮机（5）、接力器）、接力器 水轮机装有两台直缸液压接力器，操作油压为6.3Mpa，采用平行布置。每个接力器均设备可调整的慢关闭装置。接力器上设置机械锁锭装置，可将导叶锁定在全关和全开位置。接力器通过油管与调速器油路连接，压力油进入接力器活塞缸后，推动活塞移动，再通过推拉杆将驱动力传递到控制环。接力器活塞两侧油路通过电磁阀控制，工作时一侧通压力油，

10、一侧接回油，两个接力器同一时间活塞缸不同侧接通压力油，因此一推一拉形成力矩，驱动控制环转动以操作导叶的开关。2011年11月25日托什干河水电分公司别迭里电站水轮机3、转动部分、转动部分 转动部分由转轮、主轴、轴承和主轴密封等部件组成。（1）、转轮 转轮作用是将压能转换为机械能。转轮外径2.05m，采用铸焊结构，上冠、叶片、下环为ZG06Cr13Ni4Mo不锈钢，转轮叶片数为13个。2011年11月25日托什干河水电分公司别迭里电站水轮机n 转轮的上冠及下环处均设有止漏环，以减少水流的容积损失。n 长短叶片转轮的特点：高效率区宽、运行稳定、抗磨蚀性好。 n 转轮上部设有泵板结构，下部有泄水锥。

11、泄水锥下部设有补气阀。 2011年11月25日托什干河水电分公司别迭里电站水轮机（2）、主轴）、主轴 主轴作用是将转轮的机械能用旋转力矩的形式传递给发电机，从而带动发电机转子转动。 主轴采用20MnSi锻钢制成，轴身外径0.63m，内径为0.26m。 主轴与转轮及发电机主轴通过联轴螺栓连接，用摩擦力传递力矩。2011年11月25日托什干河水电分公司别迭里电站水轮机2011年11月25日托什干河水电分公司别迭里电站水轮机（3）、水导轴承）、水导轴承 水导轴承作用是承受机组运行中轴水导轴承作用是承受机组运行中轴传来的径向力和振摆力，约束主轴轴线传来的径向力和振摆力，约束主轴轴线位置。位置。 导轴承

12、采用稀油润滑分块瓦式轴承，导轴承采用稀油润滑分块瓦式轴承，轴承冷却器设在下油箱内，共两个，并轴承冷却器设在下油箱内，共两个，并联使用，冷却器采用双金属翅片管制造，联使用，冷却器采用双金属翅片管制造，工作压力为工作压力为0.15Mpa0.6Mpa。2011年11月25日托什干河水电分公司别迭里电站水轮机 一般运行要求冷却水温最高不超过25，瓦温及油温不超过65。 轴承内设有油位信号计及电阻温度计，并有报警性能。2011年11月25日托什干河水电分公司别迭里电站水轮机2011年11月25日托什干河水电分公司别迭里电站水轮机（4）主轴密封）主轴密封 主轴密封是用以减少主轴与固定部件之间漏水的装置，其

13、由工作密封和检修密封组成。工作密封采用金属间隙式密封，经过顶盖上的四根排水管，排至尾水管内，起到密封作用。 检修密封采用空气围带式密封结构，设在工作密封下部，当机组停机或检修时，向空气围带内充入0.650.8MPa的压缩空气，橡胶围带膨胀贴紧主轴，起到密封作用。 2011年11月25日托什干河水电分公司别迭里电站水轮机2011年11月25日托什干河水电分公司别迭里电站水轮机（5）油、水、气管路布置2011年11月25日托什干河水电分公司别迭里电站水轮机四、运行维护四、运行维护1、经常检查顶盖上各管路排水情况；2、经常检查导叶剪断销工作情况；3、检查机组的摆度、振动情况；4、检查测压盘各表计压力

14、情况；5、检查水导轴承油位及温度情况；6、检查油水气管路有无渗漏现象；7、注意机组有无异常声响和其它不良现象。2011年11月25日托什干河水电分公司别迭里电站水轮机五、结语五、结语1、目前，水电厂机组主要存在的技术难点： (1)过水部件的冲刷、汽蚀问题。主要与水质状况（溶解性盐的种类、挟沙量等），过水部件的形态、金属质量及其过流形态、制造加工工艺、表面加工精度等相关；其处理一般放于中、大修时进行处理。 (2)主轴密封与顶盖漏水的问题。目前，在国内外尚未对此问题有妥善的解决方案；主要与机组相关部件的加工精度有关，国外的机组较国内机组好。2011年11月25日托什干河水电分公司别迭里电站水轮机 (3)各导轴承部件的相关问题，如瓦温、油温、油位等。主要与瓦轴间隙、机组转速等相关；目前可较好的解决此问题，但烧瓦事件在业内也时有发生，需注意。 (4)长期运行水泵的故障问题。2011年11月25日托什干河水电分公司别迭里电站水轮机2、 水电厂机组结构原理的学习方法： (1) 理论联系实际。从基本的图纸、资料入手，看懂、看通图纸，准确理解各组成部分