HLD294-LJ-290水輪機安裝使用維護(hù)說明書

1、HLD294-LJ-290水輪機X320SM安裝使用維護(hù)說明書目錄1. 概述2. 水輪機結(jié)構(gòu)簡介3. 水輪機的安裝4. 試運行5. 機組的使用和維護(hù)1 概述1.1 HLD294-LJ-290水輪機是我公司水電系列產(chǎn)品之一,屬中低水頭類混流式水輪機。1.2 水輪機性能特點:本水輪發(fā)電機組能保證在全部運行水頭,出力在45%100%范圍內(nèi)以額定轉(zhuǎn)速穩(wěn)定運行,并且具有效率高,操作方便,易檢修,振動小,抗汽蝕性能好,使用壽命長等優(yōu)點。1.3 水輪機基本參數(shù)水輪機型號HLD294-LJ-290額定出力44.274MW額定轉(zhuǎn)速214.3r/min額定水頭69m額定流量70.61m3/s飛逸轉(zhuǎn)速445/min

2、最大水推力2525KN旋轉(zhuǎn)方向俯視順時針安裝高程1196m吸出高程（額定工況）1195.31m蝸殼型式345金屬蝸殼1.4 在額定水頭Hr=69m,額定轉(zhuǎn)速n=214.3r/min,發(fā)額定出力44.274MW寸,原型水輪機效率不低于92.8%。1.5 水輪機在整個水頭運行范圍內(nèi)最高效率保證值：4max=96.33%1.6水輪機軸向力:包括運行中軸向水推力及水輪機轉(zhuǎn)動部分自重,其總和為:Pz=2525KN+324KN=2849K。N1.7 水輪機穩(wěn)定運行范圍:在電站水頭范圍內(nèi),水輪機能保證在45%100%額定出力的范圍穩(wěn)定運行。2水輪機結(jié)構(gòu)簡介水輪機主要由預(yù)埋部分、埋入部分、導(dǎo)水機構(gòu)裝配、轉(zhuǎn)動部

3、分、主軸密封裝配、軸承、水氣管路、油管路、接力器裝配、主軸中心孔補氣裝置及專用工具等部套組成,各部套間的聯(lián)接關(guān)系請參見水輪機總圖及各部套總圖等圖紙?，F(xiàn)將各部套結(jié)構(gòu)特點分述于下:2.1 預(yù)埋部分(X320001)由尾水管(即尾水錐管、肘管)、尾水管排水閥及尾水管進(jìn)人門等零部件組成。2.1.1 尾水管:尾水管為彎肘型,用于回收從轉(zhuǎn)輪泄出的水流的剩余能量,并引導(dǎo)水流平穩(wěn)排入下游。由于進(jìn)口錐管段流速高，水流壓力脈動較大，管壁用14mmi的鋼板作襯。上部950mm進(jìn)口部分采用不銹鋼板作襯。錐管上設(shè)600X800尾水管進(jìn)人門,供檢修人員進(jìn)出使用。進(jìn)人門下部有一個旋塞閥,打開旋塞閥,沒水流出方可開啟進(jìn)人門。

4、錐管內(nèi)還設(shè)有尾水管檢修平臺,供機組檢修時使用。尾水錐管上設(shè)有壓力脈動測量搭子,用于測量錐管壓力脈動。肘管采用鋼板焊結(jié)構(gòu),廠內(nèi)焊好后分瓣運輸至工地,并采取防止變形措施。2.2 埋入部分(X320002)由座環(huán)、蝸殼、及機坑里襯等零部件組成。2.2.1 座環(huán):分上、下環(huán),均采用鋼板焊接結(jié)構(gòu),考慮運輸原因,分為兩半,設(shè)有24只固定導(dǎo)葉,有足夠的斷面積,具有足夠的強度和剛度,同時固定導(dǎo)葉型線經(jīng)過水力計算以保證其具有良好的水力性能。座環(huán)作為水輪機基礎(chǔ)件,它幾乎承擔(dān)全部水輪機重量和軸向水推力,以及蝸殼上方混凝土的重量。座環(huán)的上環(huán)設(shè)有排水孔及不銹鋼濾網(wǎng),以使頂蓋積水由此通過蝸殼鼻端的封閉腔和固定導(dǎo)葉排水孔及

5、下環(huán)處的250排水管自流排往集水井。座環(huán)采用6個M64的地腳螺栓固定在6個水泥支墩上,座環(huán)的水平靠斜楔和千斤頂調(diào)整,機坑里襯焊在座環(huán)上部平面。1.1.2 蝸殼:采用345包角的金屬蝸殼,其作用是使水流盡量以最小的損失按一定的環(huán)量經(jīng)固定導(dǎo)葉進(jìn)入導(dǎo)水機構(gòu)和轉(zhuǎn)輪。采用Q345鋼板，以數(shù)控下料，滾壓成型,工地組焊而成。蝸殼把水均勻地從周圍引入導(dǎo)水機構(gòu),并能耐受最大內(nèi)部升壓。設(shè)有蝸殼進(jìn)人門及蝸殼排水閥(主閥商提供)。蝸殼上設(shè)有4個不銹鋼測壓頭,用蝸殼差壓法測量水輪機流量,蝸殼進(jìn)口延伸段上設(shè)有四個不銹鋼測頭,用于測量水輪機凈水頭。蝸殼在自由狀態(tài)下澆注混凝土。蝸殼上部設(shè)有不小于50mmi的彈性層,彈性層設(shè)至

6、進(jìn)口段,其作用是避免蝸殼外表面直接承受混凝土的重量而變形,并影響蝸殼受力。1.1.3 機坑里襯:機坑里襯用鋼板焊接,機坑里襯廠內(nèi)加工后,分兩瓣運輸至工地,并采取防止變形措施,兩直缸接力器與機坑里襯把合,機坑內(nèi)設(shè)有地板。2.3 導(dǎo)水機構(gòu)裝配(X320003)由底環(huán)、頂蓋、導(dǎo)葉、限位塊、控制環(huán)、套筒、導(dǎo)葉臂、剪斷銷等零部件組成。導(dǎo)水機構(gòu)為水輪機流量調(diào)節(jié)機構(gòu),其作用是使水流按規(guī)定的流量和環(huán)量進(jìn)入轉(zhuǎn)輪,直接調(diào)節(jié)和控制機組的出力,并能將機組徑向力傳遞到座環(huán)基礎(chǔ)上去。導(dǎo)水機構(gòu)上設(shè)有較多的轉(zhuǎn)動零部件,如導(dǎo)葉、導(dǎo)葉臂、連接板、控制環(huán)等,關(guān)鍵部位導(dǎo)葉三支點處的軸套采用變形小、耐磨性能好且具有良好自潤滑和水潤滑性

7、能的鋼背復(fù)合材料。機組檢修和維護(hù)過程中應(yīng)經(jīng)常觀察和檢測各運動付的靈活性和磨損量。2.3.1 底環(huán):采用鑄造焊接加工而成,為降低底環(huán)的過流表面及其與轉(zhuǎn)輪下環(huán)間隙處的汽蝕和泥砂磨損對底環(huán)的損壞,在這些表面鋪焊有不銹鋼板,底環(huán)止漏環(huán)處設(shè)有不銹鋼止漏環(huán)。檢修時如發(fā)現(xiàn)底環(huán)被汽蝕或磨損嚴(yán)重,應(yīng)及時修補。2.3.2 頂蓋:采用鋼板焊接成箱型結(jié)構(gòu)。頂蓋與座環(huán)用螺栓把合,銷子定位,具有足夠的強度和剛度。頂蓋上方的軸承支架上布置有分塊瓦軸承,機組徑向力由頂蓋傳遞。頂蓋下方為過流表面,同底環(huán)一樣,鋪焊有不銹鋼板，與轉(zhuǎn)輪上冠間隙處設(shè)有不銹鋼止漏環(huán)。頂蓋上設(shè)有8根100減壓排水管,用以減少轉(zhuǎn)輪上腔壓力。2.3.3 控制

8、環(huán):布置在頂蓋上方,采用內(nèi)置式,結(jié)構(gòu)緊湊。它用鋼板焊接而成,具有足夠的強度和剛度。大耳孔與推拉桿鉸聯(lián),小耳孔通過連接板與導(dǎo)葉臂連接,控制導(dǎo)葉的開啟和關(guān)閉?？刂骗h(huán)的抗磨塊選用抗磨性能優(yōu)良的FZ-5自潤滑復(fù)合材料,檢修維護(hù)時應(yīng)注意它的靈活性和磨損量,安裝時應(yīng)在滑動面涂黃油等潤滑劑,以提高其使用壽命。2.3.4 導(dǎo)葉:本機采用24只導(dǎo)葉,導(dǎo)葉上、中、下軸套均采用鋼背復(fù)合自潤滑材料制成,軸套在干、水、油脂介質(zhì)中均具有良好的潤滑性能。導(dǎo)葉的中、下軸頸處設(shè)有密封圈,用以止水和防止泥砂磨損軸和軸套,導(dǎo)葉為易空蝕磨損件,檢修時如發(fā)現(xiàn)損壞嚴(yán)重應(yīng)及時修補或更換。2.3.5 導(dǎo)葉套筒:裝有導(dǎo)葉上、中軸套,用于支撐導(dǎo)

9、葉,方便導(dǎo)葉的安裝和拆卸,導(dǎo)葉套筒上布置有導(dǎo)葉限位塊。2.3.6 限位塊:用于限制導(dǎo)葉的最大開度,防止導(dǎo)葉在剪斷銷被破壞時與轉(zhuǎn)輪葉片發(fā)生碰撞。2.3.7 剪斷銷:是為保護(hù)導(dǎo)葉和導(dǎo)水機構(gòu)傳動零部件在意外情況下不被損壞而設(shè)置的安全保護(hù)銷,剪斷銷內(nèi)孔中裝有信號器,當(dāng)剪斷銷被剪斷時它發(fā)出報警信號,以便運行人員及時發(fā)現(xiàn)處理。2.4 轉(zhuǎn)動部分(X320004)由轉(zhuǎn)輪、主軸、上、下護(hù)罩、聯(lián)軸螺栓等零部件組成。其作用是將水能以盡可能高的效率轉(zhuǎn)換成機械能,并傳遞給發(fā)電機轉(zhuǎn)化成電能。轉(zhuǎn)輪與主軸采用摩擦傳遞扭矩，用18只M100X6雙頭螺栓聯(lián)接承受華輪重力及水推力,此結(jié)構(gòu)簡單可靠。主軸與轉(zhuǎn)輪、電機軸法蘭聯(lián)接的螺栓使

10、用液壓拉伸器拉伸。安裝時在聯(lián)接法蘭面噴涂摩擦劑。2.4.1 轉(zhuǎn)輪：轉(zhuǎn)輪直徑為2900mm由上冠、下環(huán)和葉片組焊而成，均采用不銹鋼材料ZG0CU6Ni5M的造，轉(zhuǎn)輪葉片采用VOM煉。轉(zhuǎn)輪采用鑄焊結(jié)構(gòu),具有足夠的強度和剛度。轉(zhuǎn)輪是水輪機最重要的過流部件,易被汽蝕和被泥砂磨損。被汽蝕和被泥砂磨損的轉(zhuǎn)輪將導(dǎo)致水力效率下降和產(chǎn)生振動,嚴(yán)重時會產(chǎn)生劇烈振動和影響機組正常運行,甚至產(chǎn)生嚴(yán)重后果。機組運行和檢修時應(yīng)特別注意轉(zhuǎn)輪的汽蝕和磨損情況,及時修補,必要時應(yīng)更換新的轉(zhuǎn)輪。2.4.2 主軸：由20SiMn鍛制而成,一端法蘭由18只M100X6雙頭螺栓與水輪機轉(zhuǎn)輪聯(lián)接，采用摩擦傳遞扭矩，另一端由16只M100

11、X6螺栓與發(fā)電機聯(lián)接，采用精配合螺栓傳遞扭矩。主軸上下法蘭聯(lián)接螺栓處設(shè)有防護(hù)罩作為安全裝置,防止對空氣和水流的擾動,減少風(fēng)損和水摩擦損耗,并增加安全性。2.5 水氣管路:(X320006)水氣管路系統(tǒng):滿足水輪機調(diào)節(jié)、軸承、密封工作用水及儀表監(jiān)測功能。本機測量管路包括蝸殼進(jìn)口壓力、導(dǎo)葉后壓力、轉(zhuǎn)輪上冠壓力、蝸殼流量、尾水管進(jìn)、出口壓力等。這些測量管路分別與儀表架上壓力表相連。軸承溫度計引至發(fā)電機層測溫控制屏上。儀表架不要安裝在電機支墩上,以免儀表受震而破壞。注：本機在頂蓋上設(shè)有8根100平壓排水管，分兩組匯成2根DN200K水管接至尾水肘管的擴散段。在清水期時,2根DN2007K管上的截止閥處

12、于開啟狀態(tài)，使轉(zhuǎn)輪上冠處的水排往尾水肘管,并記錄該狀態(tài)時頂蓋與轉(zhuǎn)輪上冠處的壓力。在洪水期時，將2根DN200K管上的截止閥處于關(guān)閉狀態(tài)，從電站廠房引入約5kg/cm2的消潔水到8根100頂蓋排水管中，讓清潔水充滿轉(zhuǎn)輪上冠與頂蓋間隙處，參考清水期時頂蓋與轉(zhuǎn)輪上冠處的壓力記錄值,調(diào)整引入清潔水的壓力,同時使引入的清潔水頂住轉(zhuǎn)輪上冠與頂蓋間隙處的渾水進(jìn)入上冠,并在引入清潔水的管路上裝設(shè)壓力表和流量計,保證流量計上持續(xù)有少量清潔水流入;同時將主軸密封的壓力清潔水的壓力做相應(yīng)調(diào)整,使主軸工作密封滲水合理不燒密封塊為原則。并請參見水氣管路圖X32000&洪水期之后，再切換到清水期時的狀態(tài),主軸密封的清潔水

13、壓力也隨之而改變。2.6 油管路系統(tǒng):(X320007)用于調(diào)速器與接力器、油壓裝置及漏油裝置之間的管路聯(lián)接,其中包括有過速保護(hù)裝置等部件來滿足水輪機調(diào)節(jié)。各種監(jiān)測傳感器允許工地現(xiàn)場由安裝單位安裝。2.7 接力器布置圖:(X320013)水輪機機坑內(nèi)平行布置兩只300接力器的直缸液壓活塞式接力器，其額定操作油壓為6.3Mpa。其中一個接力器帶有機械液壓鎖定裝置，用于水輪機關(guān)機時的安全保護(hù)。2.8 主軸密封裝配(X320009)它的作用是封阻轉(zhuǎn)動部分與固定部分之間的間隙漏水。主軸密封工作的好壞直接影響機組的穩(wěn)定運行。本機設(shè)計了機組正常運行的水壓式端面密封裝置和停機檢修用的檢修密封裝置。主要由密封

14、座體、轉(zhuǎn)環(huán)、密封圈、密封塊、導(dǎo)向銷等組成。密封座體用螺栓固定在頂蓋上,轉(zhuǎn)環(huán)固定在主軸上并同主軸一起旋轉(zhuǎn)。2.8.1 水壓式端面密封裝置是利用均布水壓力將密封塊頂起,與固定在主軸上的轉(zhuǎn)環(huán)接觸形成環(huán)形密封封水,密封后的少量漏水從頂蓋上經(jīng)座環(huán)至固定導(dǎo)葉排水孔和蝸殼鼻端排水孔自流排往集水井。密封塊為高分子材料,磨損后能自行調(diào)整,保證密封性能。密封水為清潔壓力水，水壓在0.02MPa0.55MPa圍內(nèi)根據(jù)清水期、洪水期的運行情況做相應(yīng)調(diào)整,使機組運行時保證較小的漏水量及不燒密封塊為宜機組運行前潤滑水應(yīng)先投入,且不能中斷。2.8.2 空氣圍帶檢修密封裝置是為停機檢修而設(shè)計的,機組正常運行時它處于非工作狀態(tài)

15、,此時密封圈內(nèi)圓面與主軸的單面間隙應(yīng)保證在1.5mm左右，密封氣壓不能投入，否則將會燒壞密封圈。停機檢修時的充氣壓力為0.7MPa左右。2.8.3在安裝軸承支架前應(yīng)將主軸密封放置在頂蓋上。1.9 軸承裝配(X320008)本機采用稀油潤滑帶楔子板式分塊瓦軸承。該軸承具有結(jié)構(gòu)簡單、油循環(huán)系統(tǒng)可靠、無油霧飛濺、運行時溫度低、轉(zhuǎn)動平穩(wěn)等優(yōu)點。主要由軸承體、軸瓦、冷卻器、信號監(jiān)控裝置等組成。軸承固定在軸承支架上,油的循環(huán)依靠軸領(lǐng)上通油孔進(jìn)入軸瓦內(nèi)及軸瓦間,工作后油自行流回油箱。安裝時應(yīng)將油箱清理干凈。機組運行前往油箱內(nèi)注油,注油時應(yīng)注意油盆內(nèi)的油不能低于最低油位,也不能超過最高油位。冷卻器位于油箱底部

16、,安裝時應(yīng)進(jìn)行水壓試驗,壓力為0.5MPa,冷卻水必須清潔。軸承總間隙可調(diào)整,使擺度和溫升較為滿意。機組正常運行時溫度不超過65。注:軸承體必須在水輪機主軸和發(fā)電機主軸聯(lián)結(jié)前,先將軸承體通過水輪機主軸法蘭落下并置于頂蓋上。1.10 主軸中心孔補氣裝置:(X320012)為減少尾水管內(nèi)的壓力脈動,增加機組運行穩(wěn)定,減輕空蝕破壞,設(shè)有軸中心孔補氣裝置。補氣閥直徑為250,補氣起始壓力可以通過調(diào)整彈簧的壓縮量調(diào)節(jié)。補氣為自然補氣。機組在較低負(fù)荷下運行時聯(lián)合尾水管邊壁補氣一起向尾水管中心產(chǎn)生低壓并形成渦帶的區(qū)域補氣,可減小壓力脈動,降低機組汽蝕,從而使機組穩(wěn)定運行,并提高運行效率,延長機組的壽命。1.

17、11 專用工具(X320098)包括主軸起吊工具、機坑內(nèi)環(huán)形軌道、連軸工具、導(dǎo)葉臂裝拆工具、分半鍵拆卸工具以及各種吊環(huán)螺釘?shù)?詳見專用工具明細(xì)表)3 水輪機的安裝水輪機安裝質(zhì)量的好壞對機組性能影響甚大,安裝時應(yīng)按照GB/T8564-2003水輪發(fā)電機組安裝技術(shù)規(guī)范的規(guī)定進(jìn)行安裝和驗收,并參照本技術(shù)文件及有關(guān)圖紙的具體要求。4 試運行4.1 機組首次啟動前的準(zhǔn)備4.1.1 機組安裝好后,檢查各零部件裝配位置是否正確,各零部件之間聯(lián)接是否正確,螺紋緊固件是否牢靠,各轉(zhuǎn)動部分是否靈活,有無潤滑油等。如不符合要求應(yīng)立即調(diào)整。4.1.2 蝸殼、尾水管進(jìn)人門及閥門關(guān)閉嚴(yán)密,牢靠。4.1.3 水輪機各處清理

18、干凈,各油、水、氣管路暢通,經(jīng)壓力試驗合格,所有管路閥門位置正確。4.1.4 油軸承油位正常,軸瓦間隙符合要求。4.1.5 各處自動化元件經(jīng)試驗動作良好,調(diào)整正確。4.1.6 調(diào)速器工作油壓正常,活塞無卡堵現(xiàn)象。4.1.7 主軸密封壓力清潔水先投入運行。4.1.8 分階段向引水系統(tǒng)供水,監(jiān)視各部位變化情況,并檢查各部位變化情況是否正常。4.1.9 未盡事項按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定執(zhí)行。4.2 空載試運行4.2.1 記錄空載導(dǎo)葉開度值。4.2.2 記錄水輪機、發(fā)電機軸的擺度值,應(yīng)在允許范圍之內(nèi)。4.2.3 機組各軸承油面位置正常,軸承溫度計無急驟升高現(xiàn)象,潤滑油循環(huán)無漏油,無異常聲響等。4.2.4 觀察水工及電氣設(shè)施,工作無異常。4.3 各種調(diào)整性試驗,包括電機短路干燥,過速度,各種電氣保護(hù)元件和回路的調(diào)整等。4.4 帶負(fù)荷試運行4.4.1 在空載工況處于正常的情況下,連續(xù)運行至各軸承溫度穩(wěn)定。4.4.2 由空載分別升至25%,50%,75%,100%負(fù)荷各運行半小時。4.