ysp水輪機(jī)蝸殼作用

1、水輪機(jī)原理及構(gòu)造默認(rèn)分類(lèi)2010-04-08 16:55:40 閱讀321評(píng)論0 字號(hào)：大中小 訂閱1、概述混流式水輪機(jī)工作原理：水流經(jīng)壓力鋼管在開(kāi)啟蝶閥后進(jìn)入蝸殼形成封閉的環(huán)流（形成環(huán)流是為了使水流作用轉(zhuǎn)輪時(shí)，使轉(zhuǎn)輪各方向受力均勻，達(dá)到機(jī)組穩(wěn)定 運(yùn)行的目的），在導(dǎo)葉開(kāi)啟后，水流徑向進(jìn)入轉(zhuǎn)輪又軸向流出轉(zhuǎn)輪（所 以稱(chēng)之為混流式水輪機(jī)），在這個(gè)過(guò)程中由水流和水輪機(jī)的相互作 用，水流能量傳給水輪機(jī)，水輪機(jī)開(kāi)始旋轉(zhuǎn)作功。水輪機(jī)帶動(dòng)直流勵(lì) 磁的同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)后，根據(jù)電磁感應(yīng)原理（問(wèn)題），在三相定子繞阻中便感應(yīng)出交流電勢(shì)，帶上外負(fù)荷后便輸出電流。注：電磁感應(yīng)閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)

2、時(shí)，導(dǎo)體中就產(chǎn)生感應(yīng)電流，這種現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng)，產(chǎn)生的電流叫做感應(yīng)電流。 產(chǎn)生感應(yīng)電流的必要條件是：a電路要閉合；b、閉合電路中一部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，缺一不可；若是閉合電路的一部分導(dǎo)體，但不做切割磁感線運(yùn)動(dòng)則無(wú)感應(yīng)電流，若導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)但電路不閉合，導(dǎo)體上仍無(wú)感應(yīng)電流則導(dǎo)體兩端有感應(yīng)電壓。 感應(yīng)電流的方向跟磁場(chǎng)方向和導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)方向有關(guān)三者互相垂直，改變磁場(chǎng)方向或改變導(dǎo)體切割磁感線方向都會(huì)改變感應(yīng)電流的方向。 在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。應(yīng)用：發(fā)電機(jī)是根據(jù)電磁感應(yīng)原理制成的，它使人們大規(guī)模獲得電能成為現(xiàn)實(shí)。交流發(fā)電機(jī)主要由轉(zhuǎn)子和定子兩部分組成，另外還有滑環(huán)、電刷等。交流

3、電的周期與頻率周期和頻率是用來(lái)表示交流電特點(diǎn)的兩個(gè)物理量，周期是指交流發(fā)電機(jī)中線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周所用的時(shí)間，所以單位是 秒”頻率是指每秒鐘內(nèi)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的周數(shù)，它的單位是赫”我國(guó)使用的交流電周期為0.02秒，頻率是50赫，其意義是發(fā)電機(jī)線圈轉(zhuǎn)一周用時(shí) 0.02秒，即1秒內(nèi)線圈轉(zhuǎn)50周，因 為線圈每轉(zhuǎn)一周電流方向改變兩次，所以，頻率為50赫的交流電在1秒鐘內(nèi)方向改變100次。2、水輪機(jī)的主要類(lèi)型：水輪機(jī)基本類(lèi)型有：反擊式?jīng)_擊式反擊式：混流式（HL）、東風(fēng)：HLA722C-LJ-192HL混流式水輪機(jī)設(shè)計(jì)序號(hào)為 A722C為L(zhǎng)立軸J金屬蝸殼192轉(zhuǎn)輪直徑為192cm軸流式（ZL）:軸流轉(zhuǎn)槳式（ZZ）軸流定槳

4、式（ZD ）、斜流式（XL ）、貫流式（GL）:貫流轉(zhuǎn)槳式（GZ）貫流定槳式（GD）特點(diǎn)：將位能（勢(shì)能）、動(dòng)能轉(zhuǎn)換為壓能，進(jìn)行工作；轉(zhuǎn)輪完全淹沒(méi)在密閉的水體中。沖擊式：切擊式（QJ）：水斗式斜擊式（XJ）雙擊式（SJ）特點(diǎn)：利用水流的動(dòng)能，進(jìn)行工作；轉(zhuǎn)輪都露在空氣中。3、水輪機(jī)的主要工作參數(shù)：水頭（H）:水輪機(jī)進(jìn)口斷面與出口斷面之間單位水流能量的差值流量（Q）:單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)水輪機(jī)的水流總量（體積）。出力（N）:單位時(shí)間內(nèi)水輪機(jī)軸端輸出的功率。效率（n）:水流出力與水輪機(jī)出力的比值再乘上百分之百轉(zhuǎn)速（n）：水輪機(jī)單位時(shí)間內(nèi)旋轉(zhuǎn)的次數(shù)。n=60f/pp為極對(duì)數(shù)f為頻率375= （60X 50）

5、/8水頭（H）:（工作水頭100m）流量（Q）:（設(shè)計(jì)流量28.38m?/s）出力（N）: N=9.81QH效率（n）: n 二N/9.81 xqx H轉(zhuǎn)速（n ）: 375r/min4、混流式水輪機(jī)：水流徑向進(jìn)入轉(zhuǎn)輪又軸向流出轉(zhuǎn)輪。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行穩(wěn)定、工作可靠、效率高、汽蝕系數(shù)小?；炝魇剿啓C(jī)是世界上使用最廣泛的一種水輪機(jī)，由美國(guó)工程師弗朗西斯于1849年發(fā)明，故又稱(chēng)弗朗西斯水輪機(jī)。水輪機(jī)的最高效 率有的已超過(guò)95%。混流式水輪機(jī)適用的水頭范圍很寬，為5700米，但采用最多的是40300米。世界上水頭最高的混流式水輪機(jī)裝于奧地利的羅斯亥克電站，其水頭為672米，單機(jī)功率為58.4兆瓦，

6、于1967年投入運(yùn)行。功率和尺寸 最大的混流式水輪機(jī)裝于美國(guó)的大古力第三電站，其單機(jī)功率為700 兆瓦，轉(zhuǎn)輪直徑約9.75米，水頭為87米，轉(zhuǎn)速為85.7轉(zhuǎn)/分，于 1978年投入運(yùn)行。三峽電站機(jī)組功率也為 700兆瓦，26臺(tái)。 切擊式水輪機(jī)：靠從噴嘴出來(lái)的射流沿轉(zhuǎn)輪圓周切線方向沖擊轉(zhuǎn) 輪斗葉而作功，應(yīng)用于高水頭。（水斗式水輪機(jī)）1889年，美國(guó)工程師佩爾頓發(fā)明了水斗式水輪機(jī)。水輪機(jī)在負(fù) 荷發(fā)生變化時(shí)，轉(zhuǎn)輪的進(jìn)水速度方向不變，加之這類(lèi)水輪機(jī)都用于高 水頭電站，水頭變化相對(duì)較小，速度變化不大，因而效率受負(fù)荷變化 的影響較小，效率曲線比較平緩，最高效率超過(guò)91%。20世紀(jì)80年代初，世界上單機(jī)功率

7、最大的水斗式水輪機(jī)裝于挪威的悉西馬電站，其單機(jī)容量為315兆瓦，水頭885米，轉(zhuǎn)速為300轉(zhuǎn)/分，于 1980年投入運(yùn)行。水頭最高的水斗式水輪機(jī)裝于奧地利的賴(lài)瑟克山 電站，其單機(jī)功率為22.8兆瓦，轉(zhuǎn)速750轉(zhuǎn)/分，水頭達(dá)1763.5米， 1959年投入運(yùn)行。5、水輪機(jī)的過(guò)流部件：引水部件：蝸殼式、明槽式、虹吸式等導(dǎo)水部件：導(dǎo)葉、噴嘴等工作部件：轉(zhuǎn)輪泄水部件：尾水管引水部件的功用：以最小的水力損失把水引向?qū)考?，從而提高水輪機(jī)的效率。 盡可能保證沿導(dǎo)水部件周?chē)M(jìn)水流量均勻，水流對(duì)稱(chēng)于軸，以使 轉(zhuǎn)輪受力均衡，提高工作穩(wěn)定性。在進(jìn)入導(dǎo)水部件以前使水流形成一定環(huán)量。保證轉(zhuǎn)輪在水中工作，不與大氣接觸

8、。導(dǎo)水部件的作用：調(diào)節(jié)流量形成環(huán)量截?cái)嗨鞴ぷ鞑考淖饔茫核撬啓C(jī)的心臟，是實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的主要部件。是實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換泄水部件的作用：將水流平順的引到下游；回收水流離開(kāi)轉(zhuǎn)輪時(shí)的部分動(dòng)能和收回轉(zhuǎn)輪高出下游水面的那一段位能。第二講1、概述混流式水輪機(jī)工作原理：蝸殼位于最外層，從四周包圍著座環(huán)，并與座環(huán)的上、下環(huán)相連接。座環(huán)、上下環(huán)間均勻分布著能承重的固定導(dǎo)葉 20個(gè)。頂蓋放置 在座環(huán)的上環(huán)內(nèi)法蘭上，座環(huán)放置在下環(huán)法蘭上。頂蓋和座環(huán)上下相 對(duì)構(gòu)成環(huán)形過(guò)流通道。通道內(nèi)均勻分布著 20個(gè)活動(dòng)導(dǎo)葉，以調(diào)節(jié)流 量?；顒?dòng)導(dǎo)葉下軸頸放置在底環(huán)預(yù)留的軸孔中，活動(dòng)導(dǎo)葉上半段軸穿 過(guò)頂蓋預(yù)留軸孔，與頂蓋上面導(dǎo)葉傳動(dòng)機(jī)構(gòu)

9、相連接。座環(huán)下端通過(guò)基礎(chǔ)環(huán)（底環(huán)）與尾水管上端相連接。頂蓋之下，尾水管之上是轉(zhuǎn)輪，轉(zhuǎn)輪周?chē)换顒?dòng)導(dǎo)葉所包圍。主軸的下端與轉(zhuǎn)輪相連接，上端與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子主軸相連接，它把 水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子連接成水輪發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)部分整體。在頂蓋上設(shè)置軸承座，其上裝有水導(dǎo)軸承，抱在主軸外面，給水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)部 分，軸心線定位。在頂蓋中心軸孔與主軸之間的間隙處設(shè)有密封裝 置，防止間隙大量漏水淹沒(méi)導(dǎo)軸承。在頂蓋上放置著導(dǎo)葉傳動(dòng)操縱機(jī) 構(gòu)，接力器推拉桿操縱控制環(huán)、連桿、導(dǎo)葉臂、導(dǎo)葉軸之間依次相連， 使導(dǎo)葉動(dòng)作。2、引水部件金屬蝸殼從制造工藝分：鑄造蝸殼和焊接蝸殼。鑄造蝸殼使用于工作水頭小于 200m的小水電站。焊接蝸殼的座

10、環(huán)和蝸殼分開(kāi)制造，然后在工地組焊。東風(fēng)蝸殼分 為21節(jié)，蝸殼第10節(jié)后在鑫安廠內(nèi)與座環(huán)焊接好，直接運(yùn)到。其余 在工地焊接，焊接時(shí)焊縫要相互錯(cuò)開(kāi)，避免十字形焊縫相交焊接。20x 15o=300o座環(huán)座環(huán)位于蝸殼的內(nèi)圈導(dǎo)水機(jī)構(gòu)的外圍。座環(huán)由上環(huán)、固定導(dǎo)葉、下環(huán)組合而成。座環(huán)的作用：承重部件，承受整個(gè)機(jī)組固定部分和轉(zhuǎn)動(dòng)部分的重量。通流部件，保證水流均勻軸對(duì)稱(chēng)地流入導(dǎo)水機(jī)構(gòu)。安裝基準(zhǔn)件，座環(huán)的結(jié)構(gòu)形式帶蝶形邊座環(huán)（東風(fēng)）：蝶形邊是35mm厚的鋼板以60度角焊接在座環(huán)的上下環(huán)上面的，蝸殼的錐節(jié)在與蝶形邊組焊，連接成完整的蝸殼?；A(chǔ)環(huán)（底環(huán)）：基礎(chǔ)環(huán)是混流式水輪機(jī)座環(huán)與尾水管進(jìn)口錐管段相連接的基礎(chǔ)部件，安

11、裝連接時(shí)的基準(zhǔn)件，同時(shí)構(gòu)成轉(zhuǎn)輪室的一部分。3、導(dǎo)水部件頂蓋、底環(huán)、導(dǎo)葉、導(dǎo)葉臂、連桿、控制環(huán)、接力器等部件組成。導(dǎo)葉由導(dǎo)葉體和導(dǎo)葉軸兩部分組成。為減輕導(dǎo)葉重量，常做成中空導(dǎo)葉。導(dǎo)葉的斷面形狀為翼型。導(dǎo)葉軸頸通常比連接處的導(dǎo)葉體厚度大，在連接處采用均勻圓滑過(guò)渡形狀，以避免應(yīng)力集中。導(dǎo)葉軸承 上、中、下軸套，高水頭機(jī)組為防止導(dǎo)葉上浮力超過(guò)導(dǎo)葉自重，保證導(dǎo)葉上端面間隙，在導(dǎo)葉套筒的法蘭上一般設(shè)有止推裝置（止推壓板或止推塊）。導(dǎo)葉傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 導(dǎo)葉傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由控制環(huán)、連桿、導(dǎo)葉臂三部分組成，用于傳遞接力器操作力矩，使導(dǎo)葉轉(zhuǎn)動(dòng)，調(diào)節(jié)水輪機(jī)流量。該機(jī)構(gòu)形式有叉頭式受力情況較好和耳柄式受力情況相對(duì)較差。控制環(huán)控制

12、環(huán)結(jié)構(gòu)形式雙耳平行式導(dǎo)水機(jī)構(gòu)安全裝置安裝導(dǎo)水機(jī)構(gòu)安全裝置的目的：及時(shí)切除被卡導(dǎo)葉，避免因個(gè)別導(dǎo)葉被卡而損壞其它傳動(dòng)機(jī)構(gòu)主要零部件。剪斷銷(xiāo)使用最多的導(dǎo)水機(jī)構(gòu)安全裝置，在剪斷銷(xiāo)上加工一個(gè)危險(xiǎn)斷 面，在正常操作力作用下，剪斷銷(xiāo)能正常工作，當(dāng)超過(guò)正常操作力 1.5倍時(shí)，剪斷銷(xiāo)連同裝在其中的信號(hào)裝置在危險(xiǎn)斷面破斷并發(fā)出信 號(hào)，被卡導(dǎo)葉從傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中解列。在機(jī)組頂蓋上還設(shè)有限位塊，其作 用是：防止導(dǎo)葉發(fā)生正反向旋轉(zhuǎn)而超出全關(guān)和最大可能開(kāi)度的范圍。（可能造成剪斷銷(xiāo)連鎖破斷事故）導(dǎo)水機(jī)構(gòu)切斷水流 當(dāng)停機(jī)時(shí)，導(dǎo)葉首尾相連，切斷水流。但導(dǎo)葉上、 下斷面和頂蓋、底環(huán)處存在著端面間隙，導(dǎo)葉首尾相接處會(huì)有立面間 隙。這些

13、間隙會(huì)產(chǎn)生停機(jī)漏水損失；還會(huì)產(chǎn)生間隙汽蝕破壞。間隙較 大漏水嚴(yán)重時(shí)，甚至可使機(jī)組停不下來(lái)。為此需要設(shè)法減小這些間隙，也是機(jī)組檢修計(jì)劃的一個(gè)必不可少的項(xiàng)目。立面間隙的調(diào)整方法：通過(guò)調(diào)整導(dǎo)葉傳動(dòng)裝置的補(bǔ)償環(huán)（調(diào)整螺桿） 端面間隙的調(diào)整方法：通過(guò)導(dǎo)葉軸頸端蓋上的調(diào)節(jié)螺釘。接力器 接力器的基本部件：接力器缸和活塞活塞把接力器缸分成了開(kāi)啟腔和關(guān)閉腔。單導(dǎo)管直缸接力器在導(dǎo)水機(jī)構(gòu)快速關(guān)閉時(shí)，為避免活塞與缸蓋發(fā)生撞擊，在活塞上裝有 三角形封油塊，封油塊與缸體油口相對(duì)應(yīng)，當(dāng)活塞塊逐漸遮住部分出 油口，形成排油截流，起緩沖作用。事故配壓閥：機(jī)組正常運(yùn)行行時(shí)事故配壓閥僅作為壓力油的通道，使 調(diào)速器主配壓閥與接力器的

14、管道接通；當(dāng)機(jī)組甩負(fù)荷又遇調(diào)速系統(tǒng)故 障時(shí)，事故配壓閥動(dòng)作，切斷主配壓閥與接力器的聯(lián)系，而直接把壓力油從油壓裝置接入接力器，使接力器迅速關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)機(jī)組緊急停機(jī)，以縮短機(jī)組過(guò)速時(shí)間，起到對(duì)水輪機(jī)的保護(hù)作用。水輪機(jī)蝸殼壓力表及尾水真空壓力表測(cè)量的量值反映了什么？蝸殼壓力表機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，測(cè)量蝸殼進(jìn)口壓力是為了探知壓力鋼 管在不穩(wěn)定水流作用下的壓力波動(dòng)情況；在機(jī)組甩負(fù)荷時(shí)，可以在蝸 殼進(jìn)口測(cè)量水擊壓力的上升值。尾水真空壓力表 測(cè)量尾水管進(jìn)口斷面的真空度及其分布，是為了分 析水輪機(jī)發(fā)生汽蝕和振動(dòng)的原因，并檢驗(yàn)補(bǔ)氣裝置的工作效果。水導(dǎo)軸承位于頂蓋上方用以承受主軸傳來(lái)的徑向振擺力，約束主軸 旋轉(zhuǎn)軸心線。圓

15、筒瓦式導(dǎo)軸承：機(jī)組運(yùn)行時(shí)，主軸帶動(dòng)下油箱及箱內(nèi)潤(rùn)滑油旋轉(zhuǎn)， 在離心力作用下形成拋物油面，拋物油面產(chǎn)生的靜壓力及油旋轉(zhuǎn)的動(dòng) 壓力，使油從進(jìn)油嘴進(jìn)入下法蘭徑向油孔至軸承體環(huán)形油溝，被主軸 帶動(dòng)沿斜油溝上升，同時(shí)被帶進(jìn)圓筒形瓦面，起潤(rùn)滑和吸收摩擦熱量 作用。然后油被帶入擋油圈，在后續(xù)油推動(dòng)下溢出擋油圈，流經(jīng)冷卻 器，經(jīng)回油管回到下油箱形成油循環(huán)。停機(jī)時(shí)，擋油圈內(nèi)油緩緩下滲， 使瓦面油溝處于充油狀態(tài)，可防止機(jī)組啟動(dòng)時(shí)瞬時(shí)干摩擦。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、布置緊湊、使用壽命長(zhǎng)。缺點(diǎn)：安裝檢修時(shí)刮瓦和調(diào)整間隙較困難、旋轉(zhuǎn)油箱易甩油、軸承體 較重。冷卻器：最大工作壓力位 0.6Mpa下油箱盛油約：45L上油箱盛油約：

16、120L下油箱正常油位（圖紙）：120mm最低油位：90mm混流式水輪機(jī)的密封裝置：混流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪上冠與頂蓋之間，存在著一個(gè)低壓水腔，其水源為 止漏環(huán)的漏水。由于止漏環(huán)的阻尼和減壓裝置的降壓作用，此水壓一 般不超過(guò)0.196Mpa。為防止此壓力水從主軸與頂蓋之間的縫隙中冒 出，破壞稀油潤(rùn)滑導(dǎo)軸承的正常工作，故設(shè)主軸密封裝置。水輪機(jī)的主軸密封裝置包括：工作密封和檢修密封。工作密封：可以簡(jiǎn)化為固定在轉(zhuǎn)軸撒謊那個(gè)的動(dòng)環(huán)和固定在頂蓋上的 靜環(huán)組合成的摩擦副，其工作最佳狀態(tài)是靜環(huán)以一定壓力壓向動(dòng)環(huán)， 保持密封面的穩(wěn)定接觸以封水，同時(shí)要引進(jìn)一定清潔壓力水到密封 面，形成液膜潤(rùn)滑，避免干摩擦引起的摩擦副快速磨損，同時(shí)要有足 夠的磨損補(bǔ)償余量，做到低泄流、長(zhǎng)壽命。檢修密圭寸：空氣圍帶式檢修密圭寸，橡膠圍帶與轉(zhuǎn)動(dòng)部分圓柱面間隙為1.5 2mm圍帶工作壓力位 0.5 0.7Mpa真空破壞閥：當(dāng)機(jī)組緊急關(guān)機(jī)時(shí)，由于水流慣性作用，在轉(zhuǎn)輪室會(huì)產(chǎn) 生很大真空，導(dǎo)致尾水管及下游水迅速返回，撞擊轉(zhuǎn)輪和頂蓋，發(fā)生 臺(tái)機(jī)現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)引起頂蓋損壞。在頂蓋上裝緊急真空破壞閥，能在 轉(zhuǎn)輪室出現(xiàn)真空時(shí)，迅速向轉(zhuǎn)輪室補(bǔ)氣，避免產(chǎn)生上述破壞。一般要 出現(xiàn)真空壓強(qiáng)為14.7 19.6Kpa時(shí)閥盤(pán)克服彈簧彈力下移，開(kāi)始補(bǔ) 氣，真空消失后，其自動(dòng)返回。調(diào)速器具有兩級(jí)液壓放大機(jī)構(gòu)：