水輪機部分
水輪機構造和作用
水輪機是水輪發電機組的重要裝置之一,它起著將水能轉換為機械能的重要作用。
我廠水輪機為混流式,機組屬於反擊式水輪機。其工作原理是:由於水流和轉輪葉片相互作用,葉片組成的流道迫使水流的流速和壓力都發生改變,產生了一定的壓力,作用在葉片上使轉輪旋轉,這樣轉輪就將水能轉換為旋轉的機械能。
水輪機主要由轉輪、導水機構、軸承、蝸殼、座環、尾水管等組成。
水輪機型號：1、2、6#機 hld187-lj-550
3# 機 hls204-lj-560
4# 機 hl（丹江口）-lj-595
5# 機 h220-lj-550
最大水頭 81.5公尺
最小水頭 45.4公尺
設計水頭 63.5公尺
出力 1、2、6#機 165000千瓦
3#機 175000千瓦
5#機 154000千瓦
4#機不詳
設計流量 277公尺/秒
額定轉速 100轉/分
2.1 轉輪
轉輪是完成能量轉換的部件,轉輪包括上冠、葉片、下環、洩水錐、減壓裝置、上下迷宮環。
主要技術資料
葉片數 14個 （ 3#機 13個）
最大外徑 6.1公尺
最大高程 3.112公尺
迷宮環採用了直縫止漏裝置,上冠、下環均裝有迷宮環,迷宮環間隙和約為4公釐,止漏裝置減少了水輪機漏水量,提高了容積效益。
上冠的上部連線水輪機主軸,下部支撐葉片並與下環一起構成過流通道。下環將轉輪的葉片連成整體,以增加轉輪的強度和剛度。
洩水錐引導經葉片流道流出的水流迅速而順暢地向下宣洩,防止水流相互撞擊,減少了水力損失,提高水輪機效率。其外形呈倒錐體,裡面空心,下部開口,作為主軸中心補氣通道。
減壓裝置減小作用在轉輪上冠上的軸向水推力,以減輕推力軸承的負荷。
2．2 導水機構
2.2.1導水機構的作用
2.2.1.1 形成和改變進入轉輪水流的環量。保證水輪機具有良好的水力特性。
2.2.1.2 根據負荷的要求,調節進入轉輪的流量。
2.2.1.3 關閉和開啟導葉,實現開停機。
2.2.2 導水機構的組成,包括頂蓋、導葉、底環、套筒、拐臂、連桿、控制環、剪斷銷、推力杆等
2.2.3 頂蓋
頂蓋為分半焊接結構,材料為16mn,3-6號機組在底面覆有15mnmovcu。頂蓋內設有自流排水孔(1-2號機12個,3-6號機6個),當自流排水孔來不及排水時,設在頂蓋下游測的水位浮子訊號器發出訊號,自動開啟射流幫浦,排除頂蓋積水。頂蓋聯接螺栓為m64,每台機有96個；組合螺栓為m64,每台機有56個。
頂蓋中心圓直徑6.4公尺上均布24個通孔,用來安放導葉的套筒,x軸線上對稱分布2個直徑200緊急真空破壞閥,1-4號機在真空破壞閥的相應位置上,開有兩個調相補氣孔,布置調相管路。
頂蓋的作用除分布導葉外,還可防止壓力水流順軸向上串水,頂蓋上部設定有主軸密封、水導軸承、導水機構部件等。
2.2.4導葉
導叫正曲率標準型。共24個,材料為20mnsi鑄鋼。易磨損和易汽蝕的部位相應堆焊有抗磨抗汽蝕材料,導葉高1375公釐,導葉中線寬902公釐,重1632公斤。
導葉軸套分為上、中、下,以支援導葉正常轉動。在中、下軸套設定了橡膠密封,防止泥沙進入軸套。套筒是用來承放導葉軸套的,材料為鑄鐵。
為排除套筒裡從中軸套漏進的水在套筒的側面,開有排水孔。
為了防止軸向水推力將導葉連同拐臂托起,限制導葉軸向位置,在拐臂下部裝有止推塊。
2.2.5 底環底環為分半鑄造結構,材料為#30鑄鋼。在底環頂面及圓弧面均設定或堆焊了耐磨抗汽蝕材料,並對稱有8個下部迷宮環測孔,執行時用m48螺栓封堵。
2.2.6 控制環控制環為分半焊接結構,材料為:
116mn。其作用是在接力器控制下操作導水機構。在控制環的底面和內圓面各有8塊(1-2號機為12塊)zqsn6-6-3(鑄錫青銅)抗磨板,起著限位和導向的作用,頂蓋支援環裡註有機油潤滑。
抗磨板用埋頭螺釘固定在控制環上。6號機是在支援環內焊擋塊,嵌放抗板。
2.2.7 傳動機構傳動機構包括連桿、拐臂、剪斷銷、推拉桿、分半鍵。
1-2號機連桿採用叉頭式,拐臂設主副拐臂。叉頭式加杆結構可靠,但製造困難。副拐臂的作用是防止剪斷銷破斷後,失去控制的導葉,帶著拐臂撞擊相鄰拐臂。
拐臂用分半鍵和導葉鏈結並將導葉和連桿連線起來。3-6號機連桿為耳柄式,連桿與拐臂用剪斷銷來連線。這種連桿的主要缺點是當控制環跳動時容易引起連桿上爬,導致剪斷銷破斷。
為克服此缺點,在連桿兩端的連線銷上均加了壓板,對限制連桿上爬有一定作用。
剪斷銷是防止導葉卡住後損壞機件而設定的,起著安全作用。
2.3 1-2號機水輪機導軸承
水潤滑戾形分聲橡校瓦導軸承包括瓦塊、瓦體、墊塊、支柱、擋條、止漏裝置、支座、軸承體、水箱等。
瓦塊為特種橡膠模壓粘結在鋼結構瓦襯上,共24塊,分成12對,組成12塊軸瓦,用螺栓固定到12塊瓦體上,位於軸承體的止漏裝置上,借支柱確定其位置並隨徑向力。軸承體用雙頭螺栓固定在頂蓋內法蘭上,並由頂蓋內圓所設的24個抗重螺栓控制徑向位置,承受水導瓦傳來的徑向力。
軸承的潤滑冷卻:工作水源有主供水(正常情況下使用)、備用水(濾過器清掃及正常供水不足時使用)、清潔水(水質不好時使用)。系統設有壓力、流量監視及自動控制迴路,保證軸承工作的可靠性。
由直徑75公釐水管將軸承用水引至軸承體下部,相鄰軸瓦間設有橡膠擋條,使軸瓦形成一封閉圓筒,這樣進入軸承的潤滑水由軸瓦下部返至軸瓦上部,經水溝通過軸瓦,起到潤滑冷卻的作用。
瓦面的材料為氯丁膠,具有耐油、耐水、耐磨等特點,導軸瓦雙側間隙和為0.30-0.35公釐,調整間隙使用一對鍥形墊塊。
墊塊材料為3cr13不鏽鋼,硬度較大,由它承受機組的畫面徑向力。支座為承放墊塊和設定頂瓦螺栓用,焊於軸承上,支囂柱材料為45#,表面進行鍍鉻防鏽處理,球頭部還應表面淬火熱處理。緊瓦螺栓為不鏽鋼材料。
止漏裝置起節流作用,用來控制流經軸瓦的水量和形成軸承裡的壓力,使其與轉動環接觸,以達到封水的目的。
2.4 3-6號機水導軸承
稀油潤滑扇形分塊烏金瓦軸承包括:瓦塊、墊塊、抗重螺栓、瓦架、油箱、冷卻器等。
導軸承瓦共10塊,安放於瓦架的托板上,借抗重螺栓調整其徑向位置,承受徑向力。瓦架在外油箱內法蘭面上,而外油箱則固定於頂蓋上部的內法蘭面上,外油箱內側連線內油箱,內油箱分上下兩節,各為四瓣,用螺栓組合。瓦架下面,油箱底部裝有油冷卻器,用來冷卻油箱內的潤滑油。
在主軸軸領上鑽有徑向油孔,當機組執行時,油箱內的油被軸領帶著旋轉,在離心力作用下,潤滑油自徑向油孔流出,被帶入導軸瓦與軸領之間的間隙,熱油向上流動,浸過軸瓦和瓦架頂面,由瓦架外法蘭上的視窗回到油箱,經過冷卻器冷卻之後回到軸領下面,這時油的一次迴圈完成。連續進行這樣的無數次迴圈,這就是導軸承的油迴圈過程。
瓦面的材料為σ-83巴氏合金,瓦體為a3鋼。導軸瓦雙側間隙和為0.50~0.
55公釐,調整間隙用抗重螺栓兩側的頂瓦螺栓將瓦頂靠軸領後,調整抗重螺栓,測定抗重螺栓頭部與墊塊之間的蹁,就是軸瓦間隙。
墊塊的材料為40cr,硬度較大,由它承受壓力。
冷卻器為多管式結構,冷卻水壓為0.1~0.15mpao
為了保證導軸承冷卻效果,瓦架托板與軸領的間隙0.6~0.8公釐。
為防止執行中潤滑油沿軸領內表面上公升甩油,採取了如下措施,在主軸軸領上開有斜孔,小油箱蓋加了油封,軸領內表面做成台階形,規定上內油箱與軸領的單側間隙不大於2.5公釐。
油位的監視由浮子由位計來完成,瓦溫用5只wzg-200銅熱電阻型溫度計、5只wzt-288膨脹型訊號溫度計監視。油溫由乙隻wzg-200銅熱電阻監視,油箱上蓋x軸方位上對稱開了兩個觀察窗,以備執行中觀察油色和油迴圈情況,加排油由油箱底部的閥門完成。
2.5 主軸密封裝置
為保證稀油潤滑能正常工作,必須在頂蓋內圈裝設密封,以防止頂蓋與主軸之間串水。
主軸密封主要零部件由底座、外環、轉動環、密封橡膠環、內環(與底座焊成一體)等組成。
底座固定在頂蓋上,底座上的內環與外環組成壓力水槽,密封橡膠環裝於壓力水槽裡,橡膠環下面是空腔,上面與轉動抗磨面接觸形成止封面,轉動環固定於大軸上,隨大軸轉動。
當壓力水進入橡膠環下面的空腔裡時,在水壓作用下,橡膠環上端麵與轉動環抗磨面貼緊,阻止頂蓋下面的水外漏,摩擦面由橡膠環下腔通過小孔串上來的少量水潤滑。
密封執行時的水壓在0.3~0.8mpa,壓力太大有可能將密封橡膠燒壞。
2.6 水輪機主軸
主軸有兩個法蘭。下法蘭與轉輪聯接,上法蘭與發電機軸聯接,把轉輪獲得的機械能傳遞給發電機,並帶動發電機軸一起旋轉。
由於機組水導軸承結構不同,所以主軸也分為兩種,一種為帶軸領主軸,一種為不帶軸領主軸。
主軸材料為2omnsi鍛鋼,18個m140×4的聯軸螺栓材料為40cr(1-2號機主軸聯軸螺栓為20個m140×4)。
主軸中心是空的,空心軸除能保證主軸強度,還能減輕重量。
2.7水輪機的埋設部件
埋設部件包括蝸殼、座環、基礎環、尾水管,因都是水流經過的主要通道,所以叫過流部件。
2.7.1蝸殼蝸殼為焊接結構,因為其開頭象蝸牛,所以叫蝸殼。它的作用是將水流以最小的能量損失均勻對稱地引人水輪機。
蝸殼的材料1-5號機從進水口算起的1~24節為低合金鋼板,鋼板厚20-32公釐,從25~30節是cz鋼板,厚30公釐,總重160噸。6號機則採用低合金鋼15鐘鐵,15鐘飢,鋼板厚20~30公釐,總重130噸。
在蝸殼+y方向頂部開有乙個6600進入孔,位於第25節。檢修排水閥布置在蝸殼進口第一節。
2.7.2座環
座環的作用是承受並傳遞整個水輪發電機組的重量及蝸殼上部重量。座環由上部環、下部環及若干支柱組成的。1~5號機座環均為鑄造結構,有蝶形邊與蝸殼連線。
6號機無蝶形邊為箱形焊接結構,固定導葉形狀不是正曲率標準型而是等厚型。固定導葉直接採用鋼板焊上。
2.7.3基礎環、尾水管
基礎環的作用主要承放轉輪,一般不作為獨立部件,而是與尾水管直錐段鋼板裡襯焊在一起。
水輪發電機組執行規程
水輪機基本引數 發電機基本引數 溫度限額 冷卻水 頂轉子時間規定 頂轉子要求 轉速限額 總則第1條水輪發電機組是全廠最重要的機電裝置，為確保機組的安全經濟執行和人身安全，執行和有關人員必須嚴格遵守本規程。發現有人違反本規程，執行人員有權加以制止。第2條機組開機 停機 蝶閥開啟與關閉操作，必須經值長許...
水輪發電機組啟動試驗方案
某某某電站2號機組啟動試驗方案 編寫 審核 批准 某某某電站機組裝置檢修專案部 二0一一年三月十八日 某某某電站2號機組啟動試驗方案 為使某某某電站裝置2號機組在大修後能準確迅速投入系統執行，預防棄水，根據招標檔案中的相關內容，結合 立式水輪發電機檢修技術規程 修後啟動試驗分為 充水啟動試驗 空載擾...
水輪發電機組的振動問題
水輪發電機組的振動問題與一般動力機械的振動有一定差異,除了機器本身轉動或固定部分引起的振動外,尚需考慮發電機的電磁力以及作用於水輪機過流部分的流動壓力對系統及其部件振動的影響.在機組運轉的狀態下,流體 機械 電磁三部分是相互影響的.例如,當水流流動激起機組轉動部分振動時,在發電機轉子與定子之間會導致...