水泵水輪機(jī)結(jié)構(gòu)介紹

1、廣州蓄能水電廠水泵水輪機(jī)結(jié)構(gòu)介紹肖蘇平廣州蓄能水電廠分二期建設(shè),一、二期工程分別安裝4×300MW可逆式水泵水輪機(jī),單機(jī)容量(發(fā)電工況300MW,總裝機(jī)容量2400 MW。一期(稱A廠工程于1994年全部建成。二期(稱B廠工程于1999年全部建成。一、二期工程于2000年3月全部投產(chǎn)。8×300MW 機(jī)組投產(chǎn)后,已成為當(dāng)今世界最大的抽水蓄能電廠?？赡媸剿盟啓C(jī)在抽水、發(fā)電起動(dòng),停機(jī)操作靈活方便,在電網(wǎng)峰荷時(shí)放水發(fā)電,在低谷負(fù)荷時(shí)利用系統(tǒng)多余的電能抽水,在電網(wǎng)中起到了填谷調(diào)峰的積極作用,使系統(tǒng)中的所有各種電站的負(fù)荷趨于均勻,提高了整個(gè)電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。本電站兩期工程共裝設(shè)

2、八臺(tái)可逆式水泵水輪機(jī)。每臺(tái)機(jī)組設(shè)備包括:水泵水輪機(jī)、調(diào)速系統(tǒng)、進(jìn)水球閥、尾水事故閘門以及相應(yīng)的操作控制系統(tǒng),各種連接管路、閥門、管件、表計(jì)、自動(dòng)化元件、控制電纜、備品、專用工具、實(shí)驗(yàn)設(shè)備等。A廠水泵水輪機(jī)由法國Neyrpic 公司承制、供貨,B廠由德國Voith承制、供貨。電站工程主要特征數(shù)據(jù)如下:上庫水位:正常蓄水位 816.8 m最低蓄水位 797.0 m下庫水位:正常蓄水位 287.4 m最低蓄水位 275.0 m電站毛水頭:最大水頭 541.8 m額定水頭 522.0 m最小水頭 509.6 m水泵水輪機(jī)為豎軸單級(jí)、可逆、法蘭西斯式,具有可調(diào)導(dǎo)水機(jī)構(gòu),與電動(dòng)發(fā)電機(jī)軸直接連接。A、B廠水

3、泵水輪機(jī)主要參數(shù)如下:A廠 B廠額定轉(zhuǎn)速:水輪機(jī)工況 500 r/min 500 r/min水泵工況 500 r/min 500 r/min旋轉(zhuǎn)方向(俯視:水輪機(jī)工況為順時(shí)針?biāo)霉r為反時(shí)針轉(zhuǎn)輪直徑:進(jìn)口直徑 3886mm 3802 mm出口直徑 2312mm 2090 mm 額定出力:水輪機(jī)工況 306 MW 308 MW水泵工況 330 MW 330 MW 水輪機(jī)最大出力: 306 MW 352 MW水泵水輪機(jī)總重: 450 t軸向最大水推力:正常運(yùn)行時(shí),水輪機(jī)工況 1500 kN水泵工況 1500 kN過渡工況時(shí),最大向上 3600 kN最大向下 4800 kN 蝸殼進(jìn)水方向:與廠房縱向

4、中心線成65º角最大飛逸轉(zhuǎn)速:穩(wěn)態(tài) 700 r/min 690 r/min瞬態(tài) 725 r/min 725 r/min 安裝高程: 205m 205 m最小淹沒深度: -70 m -70 m水泵水輪機(jī)為單級(jí)、立軸、混流可逆式,電動(dòng)發(fā)電機(jī)為懸吊式,主軸有三個(gè)徑向?qū)лS承荷一個(gè)推力軸承。水導(dǎo)軸承布臵在主軸密封德上方,下導(dǎo)軸承布臵在電動(dòng)發(fā)電機(jī)下機(jī)架上,上導(dǎo)軸承布臵在推力軸承上方,推力軸承布臵在電動(dòng)發(fā)電機(jī)上機(jī)架上。水泵水輪機(jī)由轉(zhuǎn)輪、主軸、導(dǎo)軸承、主軸密封、座環(huán)、蝸殼、頂蓋、底環(huán)、泄流環(huán)(基礎(chǔ)環(huán)、止漏環(huán)(迷宮環(huán)、抗磨板、導(dǎo)葉及其操作機(jī)構(gòu)、機(jī)坑里襯、機(jī)坑內(nèi)環(huán)形吊車、尾水管等組成。水泵水輪機(jī)的拆裝采

5、用中拆方式。水泵水輪機(jī)所有可拆部件包括轉(zhuǎn)輪、主軸(包括中間軸、水導(dǎo)軸承、軸承支座、頂蓋、導(dǎo)葉、導(dǎo)葉接力器、導(dǎo)水機(jī)構(gòu)、主軸密封裝臵等。根據(jù)設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和習(xí)慣,我們將水泵水輪機(jī)分成三大部分,即:轉(zhuǎn)動(dòng)部分,固定部分和埋入部分。下面就機(jī)組的各個(gè)部件的構(gòu)成和作用分別作簡(jiǎn)要介紹。轉(zhuǎn)動(dòng)部分及其相關(guān)部件主要包括:轉(zhuǎn)輪、主軸、中間軸、主軸密封、水導(dǎo)軸承等。轉(zhuǎn)動(dòng)部分是機(jī)組的核心組成部分,是水能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能/電能的關(guān)鍵設(shè)備。轉(zhuǎn)輪是實(shí)現(xiàn)水能轉(zhuǎn)換的主要部件,它將大部分水能轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)輪的旋轉(zhuǎn)機(jī)械能,并通過水輪機(jī)主軸傳遞給發(fā)電機(jī)主軸及其轉(zhuǎn)子,所以它是水輪機(jī)的主體,水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的設(shè)計(jì)和制造水平,是水輪機(jī)質(zhì)量的主要標(biāo)志。轉(zhuǎn)輪由上

6、冠、葉片(9片、下環(huán)和泄水錐焊接而成,材料16Cr5Ni不銹鋼,重量34 t。轉(zhuǎn)輪與上方的頂蓋及下方底環(huán)和相鄰的導(dǎo)葉形成完整的水流通道,作用是將水能/機(jī)械能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能/水能。可逆式水泵水輪機(jī)的轉(zhuǎn)輪要適應(yīng)兩種工況的要求,其特征形狀與離心泵更為相似。高水頭轉(zhuǎn)輪的外形十分扁平,其進(jìn)口直徑與出口直徑的比率為2:1或更大,轉(zhuǎn)輪進(jìn)口寬度(導(dǎo)葉高度在直徑的10%以下;葉片數(shù)少但葉片薄而長,包角很大,能到180°或更高。很多混流可逆式機(jī)組都使用67個(gè)葉片,近年來為向更高水頭發(fā)展,使用到89片。因?yàn)榭赡媸綑C(jī)組的過流量相對(duì)較小,水輪機(jī)工況進(jìn)口處葉片角度只有10°12°,為改善水輪機(jī)

7、和水泵工況的穩(wěn)定性,葉片出口邊經(jīng)常作成有后傾角,而不是在一個(gè)垂直面上。主軸是水輪機(jī)的重要部件之一。其作用是承受水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)部分的重量及軸向水推力所產(chǎn)生的拉力,同時(shí)傳遞轉(zhuǎn)輪產(chǎn)生的扭矩。可概括的說成,水輪機(jī)主軸要同時(shí)承受拉、扭及徑向力的綜合作用。水輪機(jī)主軸主要由上、下法蘭及軸身三部分組成,上端與中間軸用螺栓聯(lián)接,下端與轉(zhuǎn)輪上冠法蘭用螺栓和銷釘套聯(lián)接,聯(lián)接螺栓是從定位銷中間穿過,此法比較獨(dú)特,螺栓數(shù)量為18個(gè)M90×6,螺栓的拉伸值為0.68mm,拉伸方法采用加熱棒加熱法。結(jié)構(gòu)為整鍛中空。材料:CK35N,主軸直徑990mm,長度為2700mm,水導(dǎo)軸承處1280mm,重量23t。中間軸為碳

8、鋼整鍛,下方與水輪機(jī)主軸由18個(gè)M130×6螺栓聯(lián)接,上方與發(fā)電機(jī)下端軸聯(lián)接。中間軸重量14.5t。中間軸是為實(shí)現(xiàn)水泵水輪機(jī)組中拆而特別設(shè)計(jì)的。蓄能機(jī)組的轉(zhuǎn)輪在大修時(shí)需取出進(jìn)行修理,立式機(jī)組轉(zhuǎn)輪的拆卸要牽涉很多其他重大部件的拆卸,實(shí)際上影響整個(gè)水泵水輪機(jī)以致電動(dòng)發(fā)電機(jī)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)?，F(xiàn)在大型立式機(jī)組轉(zhuǎn)輪的拆卸可以有三種方式:或?qū)⑽菜F管和底環(huán)以及轉(zhuǎn)輪由下方取出;或取出一段中間軸并拆卸頂蓋后,將轉(zhuǎn)輪由機(jī)坑取出;或用傳統(tǒng)方式,吊出電機(jī)轉(zhuǎn)子并拆除頂蓋后由上方取出轉(zhuǎn)輪,以上三中拆卸方式分別稱為下拆、中拆和上拆方式。我廠一期為下拆,二期為中拆。主軸密封緊靠水輪機(jī)主軸下法蘭端面,在水導(dǎo)軸承下方由

9、內(nèi)頂蓋支撐,密封形式為彈簧復(fù)位式流體靜壓平衡徑向機(jī)械密封。其作用是有效地阻擋水流從主軸與頂蓋之間的間隙上溢,防止水 淹,維持軸承和機(jī)組的安全運(yùn)行。從其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖我們可以說明其工作原理,旋轉(zhuǎn)抗磨環(huán)直接把合在主軸下端法蘭上端面與靜止密封環(huán)相對(duì),密封環(huán)在彈簧和尾水水壓的作用下緊壓著抗磨環(huán),使其起到密封的作用,當(dāng)機(jī)組在運(yùn)行時(shí),密封環(huán)內(nèi)腔給適當(dāng)壓力的過濾后的潤滑水(冷卻水,在密封環(huán)與抗磨環(huán)之間建立一層水膜,其作用相當(dāng)于流體靜壓軸承將旋轉(zhuǎn)抗磨環(huán)與靜止密封環(huán)分開,使它們不發(fā)生直接摩擦從而減少磨損量和熱量。密封環(huán)內(nèi)腔的冷卻水水壓應(yīng)大于尾水壓力,并保持在9.5bar,工作流量應(yīng)保持在10.5m/h左右。主軸密封潤

10、滑(冷卻水用水,直接取直引水壓力鋼管經(jīng)過消能環(huán)管減壓,減壓后經(jīng)過過濾器和旋流器直接通至密封環(huán)內(nèi)腔。由于在彈簧的作用下密封環(huán)壓緊抗磨環(huán),所以在機(jī)組停機(jī)時(shí)切斷冷卻水的情況下,密封環(huán)仍然起到密封作用。只有在機(jī)組運(yùn)行時(shí)才投入冷卻水。為了監(jiān)視主軸密封在運(yùn)行過程的情況,設(shè)臵二種安全裝臵:一種是溫度監(jiān)視,密封環(huán)內(nèi)環(huán)端面互成120°角分別裝有一個(gè)溫度傳感器,如果密封環(huán)與抗磨環(huán)之間間隙太小,或水膜受到破壞,則轉(zhuǎn)動(dòng)過程中必將造成溫度升高,當(dāng)溫度過高必然損壞密封環(huán),溫度達(dá)45°時(shí)跳機(jī);另一種是壓力傳感器,監(jiān)視密封環(huán)冷卻水供水壓力,正常情況下冷卻水供水壓力必須高于尾水壓力的0.4bar及以上,才能

11、保證主軸密封的正常工作。此外,為了監(jiān)視密封快的磨損程度,裝設(shè)有標(biāo)尺,可供讀數(shù),如果經(jīng)過長時(shí)間的運(yùn)行,密封快被磨損到一定程度時(shí),則應(yīng)進(jìn)行更換。主軸密封對(duì)機(jī)組過渡過程中沒有特別要求,即密封有較強(qiáng)的抗振性。經(jīng)過主軸密封內(nèi)環(huán)的少量漏水會(huì)自流排至集水井。1.4.檢修密封位于水輪機(jī)軸下法蘭軸面,在機(jī)組停機(jī)檢修或主軸密封損壞時(shí),打開檢修密封操作三通閥,將壓縮空氣充入空氣圍帶使其抱緊法蘭軸面從而防止水淹水車室。在機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)或機(jī)組尚未完全停止時(shí),不得投入檢修密封,所以檢修密封的操作設(shè)為手動(dòng)投退。水導(dǎo)軸承的作用,一是承受機(jī)組在各種工況下運(yùn)行時(shí)通過主軸傳過來的徑向力,一是維持已調(diào)好的軸線位臵。按潤滑劑不同,導(dǎo)軸

12、承主要分為水潤滑的橡膠瓦導(dǎo)軸承油潤滑的烏金瓦導(dǎo)軸承。烏金瓦導(dǎo)軸承又分為稀油自循環(huán)分塊瓦導(dǎo)軸承和筒式導(dǎo)軸承。我廠水導(dǎo)軸承為強(qiáng)迫外循環(huán)冷卻分塊式導(dǎo)軸承,位于主軸密封上方。水導(dǎo)軸承由12塊軸瓦、支座、靜止油箱及強(qiáng)迫外循環(huán)冷卻系統(tǒng)組成在油箱的蓋板上裝有空氣呼吸器和觀察孔,油箱旁裝有油位計(jì),整個(gè)油箱安裝在頂蓋上,油箱分成上、下油盆。有關(guān)技術(shù)參數(shù)為:軸頸直徑:1280mm功率損耗: 66kw瓦數(shù)量: 12塊軸承潤滑的原理如下,在機(jī)坑外的油泵將潤滑油從下油盆中吸出,經(jīng)冷卻過濾后輸送至各軸瓦之間,冷油工作后,從上油盆溢流到下油盆,油泵又將其從下油盆中吸出,如此反復(fù),實(shí)現(xiàn)強(qiáng)迫循環(huán)。循環(huán)管路系統(tǒng)包括油泵、逆止閥、

13、過濾器和冷卻器,以及油位、油量、油溫和瓦溫傳感器。固定部分的主要部件包括:導(dǎo)水機(jī)構(gòu)、頂蓋和底環(huán)等。導(dǎo)水機(jī)構(gòu)的作用,是使水流進(jìn)入轉(zhuǎn)輪之前形成旋轉(zhuǎn)并改變水流的入射角度;當(dāng)機(jī)組出力發(fā)生變化時(shí),用來調(diào)節(jié)流量;正常與事故停機(jī)時(shí),用來截?cái)嗨?。?dǎo)水機(jī)構(gòu)由頂蓋、底環(huán)、導(dǎo)葉、導(dǎo)葉軸套、連桿機(jī)構(gòu)和接力器等組成。導(dǎo)葉安放在轉(zhuǎn)輪與座環(huán)之間上下由頂蓋和底環(huán)上的軸套固定,通過接力器和連桿機(jī)構(gòu)來操縱導(dǎo)葉的開關(guān),并控制流進(jìn)流出轉(zhuǎn)輪水流的流量。導(dǎo)葉是主要的通流部件之一,其導(dǎo)葉本體為流線型,導(dǎo)葉由上中下三個(gè)軸套固定,軸套為青銅自潤滑確保軸套轉(zhuǎn)動(dòng)靈活,導(dǎo)葉與頂蓋和底環(huán)的端面總間隙為0.40mm,導(dǎo)葉立面間隙原則上為零,各別允許有

14、0.05mm 的間隙,但長度不超過導(dǎo)葉高度的1/3為合格。導(dǎo)葉由GX5CrNi134不銹鋼整體鑄成,共有20個(gè),每個(gè)導(dǎo)葉單獨(dú)配臵一個(gè)電液轉(zhuǎn)換器、主配壓閥和接力器,反饋裝臵采用電器反饋。導(dǎo)葉拐臂把合在導(dǎo)葉頂端并通過銷鍵來傳遞來自接力器的操作力矩。導(dǎo)葉拐臂下方裝有止推環(huán),止推環(huán)承受整個(gè)導(dǎo)葉的重量,并確保導(dǎo)葉與底環(huán)的端面間隙,在底環(huán)上的導(dǎo)葉下軸套的底部開孔,將滲漏壓力水用埋設(shè)管路排至尾水管,消除由于導(dǎo)葉上浮力大于它的自重而產(chǎn)生的向上移動(dòng),以防止導(dǎo)葉的上端面與其相對(duì)應(yīng)的頂蓋下部發(fā)生磨擦和碰撞。導(dǎo)葉總高度: 2409mm導(dǎo)葉分布圓直徑: 4500mm廣蓄B廠采用單導(dǎo)葉接力器,每個(gè)接力器驅(qū)動(dòng)一個(gè)導(dǎo)葉,接力

15、器一端與拉錨環(huán)(固定環(huán)鉸鏈?zhǔn)竭B接,另一端則與導(dǎo)葉拐臂連接,接力器可以在一定范圍內(nèi)擺動(dòng)。接力器主要由缸體、活塞、推拉桿和前后端蓋等組成,活塞由螺帽把合在推拉桿上,推拉桿與導(dǎo)葉拐臂連接,接力器由調(diào)速器液壓系統(tǒng)控制。單導(dǎo)葉接力器比傳統(tǒng)雙接力器具有很多優(yōu)點(diǎn):多數(shù)水泵水輪機(jī)采用和常規(guī)水輪機(jī)一樣的導(dǎo)水機(jī)構(gòu),用一對(duì)直線接力器通過控制環(huán)來操作導(dǎo)葉。由于水泵水輪機(jī)在運(yùn)行中增減負(fù)荷很急速,水力振動(dòng)大,泵工況時(shí)水流對(duì)導(dǎo)葉的沖擊也很大,故導(dǎo)葉和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)都需要比常規(guī)水輪機(jī)更堅(jiān)固些。采用單元式接力器,其優(yōu)點(diǎn)是:每個(gè)導(dǎo)葉的操作機(jī)構(gòu)減到最小尺寸,動(dòng)作靈活;每個(gè)接力器只控制一個(gè)導(dǎo)葉,導(dǎo)葉可以設(shè)計(jì)成有自關(guān)閉趨勢(shì);導(dǎo)葉和接力

16、器始終相連接,由于接力器的緩沖作用導(dǎo)葉不會(huì)晃動(dòng)或失控,不需設(shè)臵剪斷或拉斷裝臵;頂蓋上部空間增大,便于維護(hù)修理。接力器主要技術(shù)參數(shù):活塞直徑: 200mm推拉桿直徑: 90mm接力器最大行程: 280mm操作油壓:64bar頂蓋由76個(gè)的螺栓把合在座環(huán)上方,框架式焊接結(jié)構(gòu),覆蓋導(dǎo)葉和轉(zhuǎn)輪的上方。其主要作用有:形成流道并承受相應(yīng)的流體壓力;固定和支撐活動(dòng)導(dǎo)葉及其連桿機(jī)構(gòu);支撐水導(dǎo)軸承;支撐并組成機(jī)組的密封,包括主軸密封、檢修密封、上迷宮環(huán)等。管孔和3個(gè)159.3mm的泄壓孔,內(nèi)頂蓋主要是支撐主軸密封。頂蓋總重量71.5t。頂蓋中布臵有供水、排水、水導(dǎo)供油、排油、釋放管等管路:水導(dǎo)軸承供油、排油管路

17、各一根DN80上迷宮環(huán)冷卻水管兩根DN50主軸密封冷卻供水管一根DN50主軸密封漏水排水管一根DN100檢修密封供氣管一根DN10頂蓋排水管一根DN50轉(zhuǎn)輪排氣管三根DN150頂蓋壓力釋放管四根DN150底環(huán)的作用是,與頂蓋一起形成過流通道;安裝導(dǎo)葉下軸承,將其用螺栓把合在座環(huán)的下環(huán)上。對(duì)底環(huán)的重點(diǎn)要求是,導(dǎo)葉的下軸承孔與頂蓋導(dǎo)葉套筒同心,剛度應(yīng)力求合格。底環(huán)由StE355鋼板焊接成整體,通過螺栓固定在座環(huán)和基礎(chǔ)環(huán)之間。最大外徑為5470mm,最小內(nèi)徑為2154.5mm,高度為1533mm,重量53t。頂蓋及底環(huán)的過流表面都裝有抗磨板,抗磨板采用X10CuNi13V不銹鋼材料制造,并分別固定在

18、頂蓋和底環(huán)上,其位臵與導(dǎo)葉活動(dòng)范圍相對(duì)應(yīng)。2.6.止漏環(huán)(迷宮環(huán)止漏環(huán)(固定迷宮環(huán)分上、下止漏環(huán),采用GCuAI10Fe銅鋁合金制造。分別用螺釘固定在頂蓋和底環(huán)上,其位臵與轉(zhuǎn)輪上、下止漏環(huán)相對(duì)應(yīng)。上止漏環(huán)為梳齒式,下止漏環(huán)均由7級(jí)階梯梳齒式組成。上止漏環(huán)單邊間隙為1.201.35mm,軸向間隙為10mm,直徑2136mm,下止漏環(huán)單邊間隙為1.41.55mm,直徑2220mm。埋設(shè)部件主要由蝸殼、座環(huán)、基礎(chǔ)環(huán)和尾水管組成,并都是機(jī)組的通流部件,通流部件的結(jié)構(gòu)型式以及幾何尺寸都經(jīng)過模型試驗(yàn)決定,其性能的好壞直接影響機(jī)組的水力效率、氣蝕特性和穩(wěn)定運(yùn)行。蝸殼在座環(huán)與球閥之間,在機(jī)組作水輪機(jī)運(yùn)行時(shí),蝸

19、殼在座環(huán)圓周方向提供均勻的流速不變的壓力水流進(jìn)入轉(zhuǎn)輪。在機(jī)組作為水泵抽水時(shí),蝸殼收集轉(zhuǎn)輪所泵出的水流并將水流的動(dòng)能轉(zhuǎn)換成壓能輸入引水鋼管。兩種工況下蝸殼的特性存在著一些相互矛盾的因素,要讓同一蝸殼實(shí)現(xiàn)兩種工況的最優(yōu)化,設(shè)計(jì)時(shí)必須兼顧兩方面的技術(shù)要求。從結(jié)構(gòu)尺寸看,水泵水機(jī)的蝸殼接近常規(guī)水泵的蝸殼,但水泵水輪機(jī)有活動(dòng)導(dǎo)葉可以調(diào)節(jié)水流而保持高效運(yùn)行,這一點(diǎn)普通水泵是無法做到的。蝸殼由StE690V鋼材卷制,分接與座環(huán)在工廠焊成兩塊,在現(xiàn)場(chǎng)焊成整體,側(cè)面方向設(shè)有600mm的人孔門,進(jìn)口直徑為2100mm,進(jìn)口與末端的厚度分別為44mm和25mm。澆注混凝土?xí)r蝸殼充水壓力為4.5Mpa。座環(huán)的作用,是

20、承受整個(gè)機(jī)組及其上部混凝土的重量以及水泵水輪機(jī)的軸向水推力,以最小的水力損失將水流引入導(dǎo)水機(jī)構(gòu)。機(jī)組安裝時(shí)以它為基準(zhǔn),所以,座環(huán)既是承重件,又是過流件,又是基準(zhǔn)件。因此,在設(shè)計(jì)和制造時(shí),必須保證它具有足夠的強(qiáng)度、剛度和良好的水力性能。座環(huán)通常由上環(huán)、下環(huán)和支柱(既固定導(dǎo)葉三大部分組成。座環(huán)為平行邊型結(jié)構(gòu),共有20片固定導(dǎo)葉,采用20MnMoNi55鋼材分半鑄成,外、內(nèi)直徑分別為6170mm、5025mm,高度為388mm,重量為50t?；A(chǔ)環(huán)的作用是,在機(jī)組安裝時(shí)放座環(huán),成為座環(huán)的基礎(chǔ);在水泵水輪機(jī)安裝及檢修時(shí),用來放臵轉(zhuǎn)輪?；A(chǔ)環(huán)有鑄造和鋼板焊兩種結(jié)構(gòu)。上法蘭與座環(huán)的下環(huán)相連,下法蘭與尾水管

21、的錐管里襯上口相連。尾水管位于轉(zhuǎn)輪的下方是主要的通流部件,作用是引導(dǎo)進(jìn)出轉(zhuǎn)輪的水流。尾水管由錐管段、肘管段和擴(kuò)散段組成,用Rst37-2鋼板焊成,并設(shè)有600×900mm的人孔門,尾水管完全埋入混凝土中。尾水管有如下管路出入:尾水管排水管,蝸殼增壓管,頂蓋壓力釋放管,壓水進(jìn)氣管,轉(zhuǎn)輪回水排氣管,壓水水位指示管,機(jī)組技術(shù)供水泵取水管等。抽水蓄能機(jī)組運(yùn)行工況復(fù)雜且各種工況轉(zhuǎn)換頻繁,為使機(jī)組能安全可靠運(yùn)行,機(jī)組配有較常規(guī)機(jī)組要多的多管路系統(tǒng)。主要包括:機(jī)組排水管路,機(jī)組測(cè)壓管路,壓水系統(tǒng)管路,排氣管路,機(jī)組冷卻潤滑系統(tǒng)管路,頂蓋蝸殼平壓管路。這里不再作詳細(xì)介紹。蓄能水電廠的動(dòng)力設(shè)備分為主機(jī)

22、和輔助設(shè)備兩大部分。兩者的工作是相輔相成的,輔助設(shè)備運(yùn)行的好壞,直接影響著主機(jī)的安全運(yùn)行。水泵水輪機(jī)的輔助設(shè)備主要包括:進(jìn)口球閥、尾水閘門、油系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)、技術(shù)供水系統(tǒng)和排水系統(tǒng)等。由于球閥、尾水閘門、壓縮空氣系統(tǒng)、技術(shù)供水系統(tǒng)和排水系統(tǒng)有專題授課,在這里就不再重復(fù)。下面主要簡(jiǎn)單介紹電廠用油的分類和作用:電廠的機(jī)電設(shè)備在運(yùn)行中,由于設(shè)備的特性、要求和工作條件不同,需要使用各種性能的油品,大致有潤滑油和絕緣油兩大類,絕緣油不作介紹。潤滑油分為:透平油、機(jī)械油、壓縮機(jī)油和潤滑脂。透平油:一般有HU-22、HU-30、HU-46和HU-57四種,符號(hào)后的數(shù)值表示油在50時(shí)的運(yùn)動(dòng)粘度(mm2/s

23、,供機(jī)組軸承潤滑及液壓操作用(包括調(diào)速器系統(tǒng)、球閥系統(tǒng)、尾閘系統(tǒng)、液壓操作閥等;機(jī)械油:一般有HJ-10、HJ-20、HJ-30等三種,供機(jī)床、水泵軸承和起重機(jī)等潤滑用;壓縮機(jī)油:有HS-13和HS-19等兩種,供空氣壓縮機(jī)潤滑用;潤滑脂(黃油:供滾動(dòng)軸承潤滑用。潤滑油的種類很多,這里主要介紹透平油,其主要作用是潤滑、散熱以及對(duì)設(shè)備進(jìn)行操作控制以傳遞能量。潤滑機(jī)組在運(yùn)行中,軸領(lǐng)與軸瓦或推力瓦與鏡板接觸的兩個(gè)金屬表面間,因摩擦?xí)馆S承發(fā)熱損壞,甚至不能運(yùn)行。為了減少因這種固體摩擦所造成的不良情況,在軸與軸瓦間加了一層油膜。因油有相當(dāng)大的附著力,能夠附在固體表面上,使其由固體的摩擦轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w的摩擦

24、,從而提高了設(shè)備運(yùn)行的可靠性,延長了使用壽命,保證了機(jī)組的安全運(yùn)行。散熱水泵水輪機(jī)結(jié)構(gòu) 第 11 頁 共 14 頁 油在軸承中，不僅減少了金屬間的摩擦，而且還減少了由于摩擦產(chǎn)生的熱量。在機(jī) 組的軸承油槽中設(shè)有油的循環(huán)系統(tǒng)，通過油的循環(huán)把摩擦產(chǎn)生的熱量傳給冷卻器，再由 冷卻器中的水把熱量帶走，使軸瓦能經(jīng)常地保持在允許的溫度下運(yùn)行。 傳遞能量 由于油的壓縮性極小，操作穩(wěn)定、可靠，在傳遞能量過程中壓力損失小，所以水電 廠常用它來作為傳力的介質(zhì)。把油加壓以后，用來開閉球閥和進(jìn)行機(jī)組的開、停機(jī)操作 等。在調(diào)速器系統(tǒng)中，油用來控制配壓閥、導(dǎo)水機(jī)構(gòu)接力器活塞的位置。另外油還可以 用來操作其它一些輔助設(shè)備。

25、1.3機(jī)組潤滑油系統(tǒng) 1.3機(jī)組潤滑油系統(tǒng) 潤滑 我廠的機(jī)組的用油主要有：機(jī)組導(dǎo)軸承潤滑采用 SSO32 透平油，液壓傳動(dòng)用油 采用 SSO68 透平油。 水泵水輪機(jī)的水導(dǎo)軸承是用透平油來潤滑和散熱的，由于我廠機(jī)組的生產(chǎn)廠家的不 同，水導(dǎo)軸承的結(jié)構(gòu)也有所不同。A 廠的水導(dǎo)軸承采用筒式瓦結(jié)構(gòu)，B 廠的水導(dǎo)軸承采用 分塊瓦式結(jié)構(gòu)。以下簡(jiǎn)單介紹兩種軸承的油循環(huán)方式： A 廠筒式水導(dǎo)軸承 筒式瓦的油循環(huán)方式是采用自循環(huán)，潤滑油的自循環(huán)工作原理：當(dāng)機(jī)組運(yùn)行時(shí)，安 裝在大軸上的水導(dǎo)軸承旋轉(zhuǎn)油盆與大軸一起旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)時(shí)油盆中油也跟著旋轉(zhuǎn)，由于離 心力的作用，油盆中的油位形成邊緣高，中心低的狀態(tài)，即形成一個(gè)拋物

26、面。在壓差的 作用下，油經(jīng)固定不動(dòng)的軸承體圓周外部的進(jìn)油孔進(jìn)入瓦面的下環(huán)形油槽，由于大軸的 轉(zhuǎn)動(dòng)使油沿軸瓦面上的斜向油溝上移，并流經(jīng)整個(gè)瓦面，使大軸與軸瓦之間的潤滑良好， 同時(shí)帶走熱量，熱油流到上環(huán)形油槽經(jīng)排油管流至冷卻器，熱油經(jīng)冷卻后通過進(jìn)油管進(jìn) 入油盆，以上潤滑油的路徑為一次工作過程。機(jī)組運(yùn)行時(shí)潤滑油如此往復(fù)進(jìn)行不停的循 環(huán)，來滿足軸承的運(yùn)行需要。 B 廠分塊瓦水導(dǎo)軸承 分塊瓦式的油循環(huán)方式是采用強(qiáng)迫循環(huán)，強(qiáng)迫循環(huán)主要是用油泵來實(shí)現(xiàn)。在機(jī)組運(yùn) 行時(shí)，通過油泵把軸承油槽內(nèi)的熱油抽出，熱油經(jīng)過冷卻器冷卻后，再送回油槽，潤滑 油不停的循環(huán)來滿足軸承的運(yùn)行需要。 1.4潤滑油系統(tǒng)的運(yùn)行及維護(hù) 1.

27、4 油位 11 水泵水輪機(jī)結(jié)構(gòu) 第 12 頁 共 14 頁 在軸承油槽上部裝有油位標(biāo)尺 （油位計(jì)） 用來觀察和記錄油位。 ， 油位計(jì)的零位線 （正 常油位）就是導(dǎo)軸承軸瓦抗重螺絲的水平中心線。當(dāng)機(jī)組運(yùn)行時(shí)，在大軸旋轉(zhuǎn)的離心力 和油的熱膨脹等作用使油位有所升高， 屬正?，F(xiàn)象。 一般導(dǎo)軸承的油位變動(dòng)范圍在±10mm。 油溫 油是把軸承摩擦面生產(chǎn)的熱量傳遞給冷卻水的媒介質(zhì)。在冷卻條件不變，運(yùn)行穩(wěn)定 的情況下，軸承溫度應(yīng)保持穩(wěn)定。一般要求在 3545之間為宜。油溫過高，油本身 的氧化作用要加快，易于劣化；油溫過低，油的粘度大，潤滑和散熱作用變差，也不利 于運(yùn)行。 油質(zhì) 油質(zhì)的合格與否，應(yīng)通過

28、化驗(yàn)來決定。但在運(yùn)行中，也可根據(jù)油的顏色進(jìn)行初步的 分析和判別。如濾網(wǎng)經(jīng)常出現(xiàn)有堵塞現(xiàn)象時(shí)，說明油中的雜質(zhì)過多；油槽下部放出的油 進(jìn)行燃燒，如有“啪啪”聲，說明油中有水分；如果油呈乳白色或軸承有生銹現(xiàn)象，也 說明油中有水分。合格的透平油呈橙黃色，如發(fā)現(xiàn)油色變黑，說明油溫過高，有大量碳 化物存在。 1.5 1.5油劣化的原因及預(yù)防措施 油在運(yùn)輸、使用和保管過程中，因種種原因，發(fā)生了物理、化學(xué)變化，使之不能保 證設(shè)備的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，這種變化稱為油的劣化。油劣化的原因很多，主要有以下幾點(diǎn)： 水分的影響 水分混入透平油后，造成油乳化促使油的氧化速度加快，同時(shí)也增加了油的酸價(jià)和 腐蝕性。油中水分的來源；

29、干燥的油可吸取空氣中的水分，當(dāng)空氣在油的表面冷卻時(shí)， 空氣中的水分可大量進(jìn)入油內(nèi)；冷卻器的水管破裂，使水進(jìn)入油中；被劣化的油有時(shí)還 會(huì)分解出水分等。為了避免和預(yù)防油中混入水分，除了在機(jī)組運(yùn)行中要盡可能使?jié)櫥?與空氣隔絕外，運(yùn)行人員還應(yīng)該注意監(jiān)視各導(dǎo)軸承的冷卻器水壓，并注意油位和油色的 變化。 溫度的影響 當(dāng)油的溫度很高時(shí)，會(huì)造成油的蒸發(fā)、分解、碳化，并使閃光點(diǎn)降低，同時(shí)使油氧 化加快。一般油溫在 30時(shí)不氧化，油溫在 5060時(shí)氧化較快，油溫在 60以上時(shí) 每增加 10氧化速度就增加一倍，所以透平油油溫一般不得超過 45。 油溫升高的原因主要是設(shè)備運(yùn)行不正常所造成的。如機(jī)組過負(fù)荷，冷卻水中斷

30、，設(shè) 備中的油膜被破壞，均能造成全部油或局部油的溫度升高。因此在運(yùn)行中應(yīng)注意監(jiān)視， 12 水泵水輪機(jī)結(jié)構(gòu) 第 13 頁 共 14 頁 防止由于不良現(xiàn)象造成的油溫升高。 空氣的影響 空氣能使油引起氧化，增加水分和灰質(zhì)等。當(dāng)空氣增加時(shí)，油的氧化速度加快，油 和空氣直接接觸或空氣以氣泡的形式和油接觸，會(huì)造成不同的接觸面，接觸面愈大則油 和速度愈快。油中產(chǎn)生氣泡的原因：運(yùn)行人員充油速度快，因油的沖擊而產(chǎn)生泡沫；油 泵工作時(shí)吸油的速度太快，沖擊產(chǎn)生泡沫；空氣和油在軸承。齒輪中攪動(dòng)可能引起泡沫 等。油系統(tǒng)中有泡沫。使油和空氣中的氧接觸面積增大，加快了油的氧化并促使油的劣 化，這不僅影響油的潤滑作用，而且也

31、使油的體積增加并從油箱中溢出來，所以在運(yùn)行 中要設(shè)法防止泡沫的發(fā)生。 混油影響 任意將油混合使用，會(huì)使油質(zhì)較快的劣化。因此必須嚴(yán)格防止不同牌號(hào)的油任意混 合，需要混合使用時(shí)應(yīng)進(jìn)行化驗(yàn)后無影響時(shí)再混合。 天然光線的影響 含有紫外線的光線對(duì)油的氧化起媒介作用。新油經(jīng)日光照射會(huì)更加混濁，所以要防 止日光對(duì)油的長時(shí)間照射。 軸電流的影響 當(dāng)軸承絕緣損壞時(shí)，軸電流通過油膜能很快地使油顏色變深甚至發(fā)黑，并產(chǎn)生油泥 沉淀物，如發(fā)生此種現(xiàn)象應(yīng)及時(shí)設(shè)法消除。 五水泵水輪機(jī)保護(hù)裝置 水泵水輪機(jī)保護(hù)裝置是當(dāng)機(jī)組在啟停和運(yùn)行過程中發(fā)生危及設(shè)備和人身安全的故障 時(shí)，自動(dòng)采取保護(hù)或聯(lián)鎖措施，防止事故產(chǎn)生和避免事故擴(kuò)大，從而保證人和設(shè)備的安 全不受損害或?qū)p害降到最低限度。保護(hù)裝置主要包