水轮发电机组运行与维护课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,水轮发电机组运行与维护,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,水轮发电机组运行与维护,*,水轮发电机组运行与维护,水轮发电机组运行与维护,水轮发电机组运行与维护水轮发电机组运行与维护,1,水轮发电机组运行与维护,水轮发电机组运行与维护,2,水轮机分类和型号,水轮机分类,水轮机是将水能转换成机械能的一种原动机。水轮机的工作状况,取决于水电厂的工作水头和流量。,1,、按水流能量转换特征分类,按水流能量转换的特征，水轮机可分为两大类：反击式水轮机和,冲击式水轮机。,反击式水轮机特点是：转轮位于水流流经的整个通道中，在同一,时间内，所有转轮叶片的通道都有水流通过。水流流经叶片通道后，,流速大小和方向都发生了变化，这种变化反映了水流的动量的变化。,这个动量的变化是转轮作用于水流产生的，因而水流对转轮有个反,作用力，这个反作用力推动转轮旋转。这种利用水流的反作用力,动转轮旋转的水轮机，称为反击式水轮机。,水轮发电机组运行与维护,水轮机分类和型号水轮机分类水轮发电机组运行与维护,3,水轮机分类和型号,冲击式水轮机的特点是：当水流流经转轮时，不像反击式水轮机,那样整个转轮位于水流流经的通道中，只有部分转轮叶片充满了水，,其余部分则处在大气之中。水流以射流形式冲击转轮。冲击式水轮,机实际上是利用水流的动能推动转轮旋转。而且在同一时间内水流,只冲击着部分水斗。所以利用水流冲击的动能推动转轮旋转的水轮,机，称为冲击式水轮机。,反击式水轮机多用于中、低水头水电厂，冲击式水轮机多用于高,水头水电厂。,水轮发电机组运行与维护,水轮机分类和型号 冲击式水轮机的特点是：当水流流经转轮时,4,水轮机分类和型号,2,、按水轮机结构形式分类,水轮发电机组运行与维护,水轮机分类和型号2、按水轮机结构形式分类水轮发电机组运行与维,5,水轮机分类和型号,水轮发电机组运行与维护,水轮机分类和型号水轮发电机组运行与维护,6,水轮机分类和型号,水轮发电机组运行与维护,水轮机分类和型号水轮发电机组运行与维护,7,水轮机分类和型号,3,、,按水轮机主轴布置形式分类,水轮机按主轴的布置形式又可分为卧式和立式两种（也称横轴和,立轴）。,立式布置得水轮发电机分为悬式和伞式两种。,悬式发电机的推力轴承位于发电机转子上部的上机架上或上机架,中。伞式发电机的推力轴承位于转子下部的下机架中，或用支架支,承在水轮机顶盖上。伞式发电机又分普通伞式（其上、下导轴承分,别位于上、下机架中），半伞式（只用上导轴承，它布置在上机架,中，无下导轴承；我厂机组为此类型）和全伞式（只有下导轴承，,它布置在下机架中，无上导轴承）。,水轮发电机组运行与维护,水轮机分类和型号3、按水轮机主轴布置形式分类水轮发电机组运行,8,水轮机分类和型号,水轮机型号,根据,JB84-74,水轮机型号编制规定,，水轮机型号由三部分组,成。,第一部分代表水轮机的型式和转轮型号。,常见有：混流式，用,HL,表示；轴流转桨式，用,ZZ,表示；贯流转,桨式，用,GZ,表示；水斗式，用,CJ,表示；等等。,第二部分代表水轮机主轴的布置形式和引水室的特征。,常见有：立轴，用,L,表示；卧轴，用,W,表示；金属蜗壳，用,J,表示；,混凝土蜗壳，用,H,表示；等等。,第三部分表示水轮机转轮标称直径,D1,（,cm,），,冲击式水轮机牌号的第三,部分用下示数据表示：,水轮机转轮标称直径,作用在每个转轮上的喷嘴数目,*,射流直径,水轮发电机组运行与维护,水轮机分类和型号水轮机型号水轮发电机组运行与维护,9,水轮发电机组运行与维护,水轮发电机组运行与维护,10,水轮机分类和型号,水轮机牌号示例：,HL220-LJ-550,表示转轮型号为,220,的混流式水轮机、立轴、金属,蜗壳、转轮标称直径为,550cm,。,ZZ560-LH-800,表示转轮型号为,560,的轴流转桨式水轮机。立轴、,混凝土蜗壳、转轮标称直径为,800cm,。,2CJ30-W-120/2*10,表示转轮型号为,30,的水斗式水轮机，一根轴上,有二个转轮，卧式、转轮节圆直径为,120cm,，每个转轮有二个喷嘴，,射流直径为,10cm,。,问题：请试说出我厂水轮机型号,HL89-LJ-500,的含义。,请试说出转轮标称直径是指什么。,水轮发电机组运行与维护,水轮机分类和型号 水轮机牌号示例：水轮发电机组运行与维护,11,混流式水轮机结构和作用,水轮机的组成,立式混流式水轮机如图所示，从作用和安装上划分，它由以下几,部分组成：,埋设部分，包括尾水管里衬、基础环、座环，蜗壳和机坑里衬。,这些部件都是埋在混凝土中的，由混凝土结构来固定和支撑。,转动部分，包括主轴、转轮和它们的附件。转轮是水轮机转换能,量的核心部件，它产生的机械功率由主轴传给发电机转子。,导水机构，这是控制水流方向和大小的部分。它包括形成水流通,道的零部件，如座环、底环、顶盖及活动导叶；还包括导叶的传动,与控制机构，如导叶臂、连杆、控制环、推拉杆、调速轴等。,水轮机导轴承，包括轴瓦、轴承体等。主轴密封结构，如工作密,封、检修密封。水轮机附属装置，包括紧急真空破环阀、尾水管十,字补气架或补气管、各种测压管路、测温装置、信号装置等等。,水轮发电机组运行与维护,混流式水轮机结构和作用水轮机的组成水轮发电机组运行与维护,12,水轮发电机组运行与维护,水轮发电机组运行与维护,13,水轮发电机组运行与维护,水轮发电机组运行与维护,14,混流式水轮机结构和作用,混流式水轮机各部分作用,蜗壳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，提高工作稳定性；使水流在进,入导水部件以前形成环流，然后很顺利进入工作转轮；保证转轮工,作时，始终浸没在水中不会有大量空气进入转轮。,导水机构作用是当机组的负荷发生变化时，用来调节进入水轮机,转轮的流量，改变水轮机的出力，使其与水轮发电机的电磁功率相,适应；正常与事故停机时，用来截断水流，使其停止转动；水轮机,运行时，使水流按有利的方向均匀地流入转轮，使水流进入转轮之,前形成旋转，并改变水流地入射角度。,水轮发电机组运行与维护,混流式水轮机结构和作用混流式水轮机各部分作用水轮发电机组运行,15,混流式水轮机结构和作用,混流式水轮机转轮组成及作用,混流式水轮机转轮主要由叶片、上冠、下环、泄水锥、减压装置,和止漏装置组成。,叶片是水轮机转轮实现水能转换地核心，叶片的光洁度、波浪度、,尺寸、形状等对水轮机的性能将产生不同程度影响。,上冠的作用是上部连接主轴，下部支承叶片并与下环一起构成过,流通道。,下环将转轮的叶片连成整体，以增加转轮的强度和刚度，并与,上环一起形成过流通道。,泄水锥作用是引导经叶片流道出来的水流迅速而顺利向下宣泄，,防止水流相互碰撞，以减少水力损失，提高水轮机的效率。,减压装置作用是减少作用在转轮上冠上的轴向水推力，以减少推力轴承,的负荷。,水轮发电机组运行与维护,混流式水轮机结构和作用混流式水轮机转轮组成及作用水轮发电机组,16,水轮发电机组运行与维护,水轮发电机组运行与维护,17,水轮发电机组运行与维护,水轮发电机组运行与维护,18,混流式水轮机保护装置,水轮机保护装置,水轮机一般装设有事故配压阀、快闸、剪断销和真空破坏阀等保,护装置。,各保护装置的作用,事故配压阀（又叫过速限制器）是防止水轮机长期在飞逸转速下,运行的有效措施。机组正常运行时，事故配压阀仅作为压力油的通,道，使调速器主配压阀通至接力器的管道接通；当机组甩负荷并遇,到调速器故障时，事故配压阀动作，切断主配压阀与接力器的联系，,而直接把压力油从压油装置接入接力器，使接力器迅速动作关闭，,实现机组紧急停机。,水轮发电机组运行与维护,混流式水轮机保护装置水轮机保护装置水轮发电机组运行与维护,19,混流式水轮机保护装置,快闸作用是当机组过速达到额定转速的,140,时，关闭快闸，截断水流，,使机组停机，以缩短水轮机在过速或飞逸转速下运行时间，起到对水轮机的,保护作用。,剪断销保护装置是由剪断销及其信号器组成。导叶传动机构中连接板与,导叶臂是由剪断销连接的。正常情况下，导叶在动作过程中，剪断销有足够,强度带动导叶转动，但当导叶间有异物卡住时，导叶轴和导叶臂不能动，而,连接板在叉头带动下转动，因此对剪断销产生剪力，当该剪力大于正常操作,应力的,1.5,倍时，剪断销剪断，该导叶脱离控制，但其它导叶仍可正常转动，,避免事故扩大。,真空破坏阀作用是机组甩负荷或因其它原因紧急停机，导叶迅速关闭时，,水流由于惯性继续向下游流去，在转轮室内产生很大真空，转轮室内尾水在,差压的作用下，尾水水流又反流向转轮室冲击转轮叶片及顶盖，将产生很大,的冲击力，出现抬机现象。真空破坏阀，就是用来补气，以起到对水轮机保,护作用。,水轮发电机组运行与维护,混流式水轮机保护装置 快闸作用是当机组过速达到额定转,20,水轮机基本参数,水轮机基本参数,工作水头,H,是指水轮机进、出口断面处单位重量水体的能量差，,单位是米（,m,），典型工作水头有以下：,最大水头（,H,max,）,：,水轮机运行范围内允许出现的最大净水头。,最小水头（,H,min,）：水轮机运行范围内允许出现的最小净水头。,设计水头,（,H,设,）,：水轮发电机组发出额定功率时的最小水头。,流量,Q,是指单位时间内，通过水轮机某一既定过流断面的水量，单,位是立方米,/,秒。,出力,N,是指水流在单位时间内所做的功（功率），其大小与水轮机,的水头，流量有关，单位为千瓦。计算公式如下：,N=9.81QHn,水轮发电机组运行与维护,水轮机基本参数水轮机基本参数水轮发电机组运行与维护,21,水轮机基本参数,效率是指水轮机总效率，是水轮机输入功率与输出功率之比，其,值总是小于,1,，因为水轮机在工作过程中不可避免地要产生一些能量,损失，主要包括：,水力损失：即水流经过蜗壳、导水机构、转轮、尾水管的水头损,失。,机械损失：即水轮机转动部分的摩擦损失。如转轮与水流之间、,轴与轴承之间，止漏装置之间的摩擦损失。,容积损失：转轮与固定部件因漏水而造成的损失。,现代大型水轮机效率可达,93,95,。我厂水轮机最高效率为,94.4,。,转速是指水轮机转轮在单位时间内的旋转周数，以,n,表示，单位为,转,/,分。,水轮发电机组运行与维护,水轮机基本参数 效率是指水轮机总效率，是水轮机输入功,22,水轮机的汽蚀,汽蚀,在一定压力下的液体，当温度升高到一定值时，便开始沸腾；反,之，当温度不变而压力降低到一定值时，也会汽化。在一定温度下，,水开始汽化时的临界压力称为汽化压力。,水流在水轮机内运动过程中，局部地区会产生压力下降的情况。,当压力下降到汽化压力时，水由于汽化而产生汽泡。由于低压区的,形成和高速水流的运动，使得汽泡和气泡也在不断地运动。运动中,汽泡和气泡会突然压缩或突然膨胀，甚致骤然消失，在这一瞬间，,水分子将会产生巨大的撞击力，如果这种撞击力指向金属表面，则,金属表面会受到不断的冲击，使金属表面遭到破坏，这就是汽蚀现,象。,汽蚀破坏首先使金属表面失去光泽而变暗，接着毛糙进而发展成,麻点，形成海棉状的蜂窝孔，直至完全破坏。,水轮发电机组运行与维护,水轮机的汽蚀汽蚀水轮发电机组运行与维护,23,水轮机的汽蚀,按汽蚀发生地部位，水轮机汽蚀分为三种类型：,翼型汽蚀,:,混流式水轮机的翼型汽蚀主要发生在叶片背面靠下环处,的泄水边附近；严重时在叶片背面其它部位也将发生汽蚀；甚至在,叶片正面也会产生汽蚀。,空腔汽蚀：它指尾水管中心空腔处由大的水流涡带产生的汽蚀。,空腔汽蚀主要发生在叶片出口下环处及尾水管进口处。运行人员常,在巡检时可以直接听到尾水管直锥段处听到空腔汽蚀引起的撞击声。,水轮发电机组运行与维护,水轮机的汽蚀 按汽蚀发生地部位，水轮机汽蚀分为三种类型,24,水轮机的汽蚀,间隙汽蚀：是指水流通过狭