水輪發(fā)電機技術(shù)

水輪機部分1．什么是水力發(fā)電?答：水力發(fā)電是運用水作為傳遞能量的介質(zhì)來發(fā)電的。依據(jù)一定的自然條件，或攔河筑壩，抬高上游水位；或采用引水的方式，來集中河段中的自然落差，形成發(fā)電所需要的水頭。水頭表達(dá)單位重量的水體所具有的勢能。當(dāng)已經(jīng)形成水頭的水經(jīng)由壓力水管流過安裝在水電廠廠房內(nèi)的水輪機而排至水電廠的下游時，水流帶動水輪機的轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)，使水能轉(zhuǎn)變?yōu)樗啓C的旋轉(zhuǎn)機械能。水輪機轉(zhuǎn)輪帶動發(fā)電機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，由于磁場切割導(dǎo)體，從而在發(fā)電機的定子繞組上產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。當(dāng)發(fā)電機與外電路接通時，發(fā)電機就向外供電了。這樣，水輪機的旋轉(zhuǎn)機械能又通過發(fā)電機轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?。這就是水力發(fā)電的過程。為了實現(xiàn)這種能量的連續(xù)轉(zhuǎn)換而修建的水工建筑物和所安裝的發(fā)電設(shè)備及其附屬設(shè)備的總體，就是水電廠(站)。水電廠(站)安裝的設(shè)備重要有水輪機、水輪發(fā)電機、變壓器、開關(guān)設(shè)備和輔助設(shè)備等，尚有為保證各種設(shè)備正常運營而設(shè)立的測量、監(jiān)視、控制、保護(hù)、信號等電氣設(shè)備。2．檢修前應(yīng)做好的準(zhǔn)備工作有哪些?答：認(rèn)真做好檢修前的各項準(zhǔn)備工作，是完畢檢修任務(wù)的首要條件。(1)人員的組織。充足做好動員工作，組織好各班組的勞動力，平衡施工進(jìn)度，編制班組作業(yè)計劃，組織勞動競賽。將工作任務(wù)分解，貫徹到人。每一個工作面都應(yīng)由技術(shù)比較全面、熟悉設(shè)備和系統(tǒng)的人擔(dān)任工作負(fù)責(zé)人。工作負(fù)責(zé)人不僅應(yīng)對所擔(dān)負(fù)的工作全面負(fù)責(zé)，還應(yīng)是安全監(jiān)護(hù)人。全體施工人員應(yīng)在了解全面工作的基礎(chǔ)上弄清楚自己應(yīng)做的工作，即熟悉圖紙，熟悉設(shè)備，了解自己所檢修設(shè)備的工作原理、拆裝和修理的方法。(2)工器具準(zhǔn)備。工器具是完畢檢修工作任務(wù)的物質(zhì)基礎(chǔ)。檢修前應(yīng)根據(jù)檢修項目，檢查專用工具(涉及安全用品)是否齊全完好；檢查必需的工具是否足夠；專用機械、起重設(shè)備和其他起重機械有無缺陷，是否可用。假如有問題應(yīng)及時解決，必要時還應(yīng)對起重設(shè)備進(jìn)行一些實驗，以保證其完好可用。(3)物資準(zhǔn)備。做好物資準(zhǔn)備，涉及材料、備品、安全用品、消防器材等。根據(jù)檢修項目，編制大修需要材料、工具、備件及量具儀表等清單。清點庫存?zhèn)淦窋?shù)量，若有局限性應(yīng)及時補充。檢修所需的材料應(yīng)在開工前采購回來，并送到班組。(4)編制計劃。檢修前，根據(jù)年度檢修計劃、設(shè)備缺陷、運營情況、上次大修總結(jié)、小修查核結(jié)果，以及決定采用的技術(shù)革新項目和先進(jìn)經(jīng)驗等，進(jìn)行現(xiàn)場核對，進(jìn)一步分析各項資料，做好必要的設(shè)計、實驗和鑒定工作，貫徹檢修計劃項目。根據(jù)檢修計劃和設(shè)備缺陷記錄，以及改善工程項目等資料編寫檢修項目、計劃工時和網(wǎng)絡(luò)計劃，做到科學(xué)合理。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)計劃安排班組的施工進(jìn)度，并在設(shè)備拆開后，根據(jù)檢查結(jié)果進(jìn)行最后修正。同時繪制必要的圖紙，印好原始登記表格等，以及編制各施工項目的具體技術(shù)措施和安全措施，特別是技術(shù)改善項目的技術(shù)措施，更應(yīng)認(rèn)真做好，并向施工人員進(jìn)行技術(shù)交底。(5)編制檢修設(shè)備一覽表、大修項目表、施工進(jìn)度表和大修準(zhǔn)備工作進(jìn)度表。準(zhǔn)備好檢修工作場地，并繪制場地布置圖。工作場地的布置，特別是大部件的擺放，要做到井然有序，不要影響其他機組的運營，還要考慮放置大設(shè)備場地的承載能力，同時要給檢修工作發(fā)明一個較好的工作環(huán)境。3．檢修施工過程中有哪些管理工作?答：在大修施工中應(yīng)特別注意抓好安全、進(jìn)度、質(zhì)量等幾個方面的管理。大修工作開始后，一方面要對設(shè)備進(jìn)行拆卸檢查，對設(shè)備內(nèi)部情況做出具體鑒定，然后根據(jù)檢查結(jié)果，修正檢修設(shè)備一覽表和大修項目表。對也許影響施工進(jìn)度或需要進(jìn)一步貫徹技術(shù)措施的項目，應(yīng)提前解體檢查。在解體檢查時，有關(guān)專業(yè)人員應(yīng)進(jìn)一步現(xiàn)場掌握第一手資料，指導(dǎo)施工。檢修負(fù)責(zé)人應(yīng)掌握全面，抓住關(guān)鍵，進(jìn)行重點檢查。在檢修工作中，要開展安全活動，加強宣傳教育，提高職工安全第一的思想，自覺遵守安全工作規(guī)程，保證施工中人身和設(shè)備的安全。檢修工作的負(fù)責(zé)人是安全生產(chǎn)的第一負(fù)責(zé)人，領(lǐng)導(dǎo)人員必須以身作則，認(rèn)真貫徹執(zhí)行安全工作規(guī)程，檢查各項安全措施，及時解決安全作業(yè)中存在的問題。施工中要嚴(yán)格貫徹檢修規(guī)程、安全工作規(guī)程和有關(guān)的技術(shù)管理制度，及時掌握進(jìn)度，保證按期竣工。根據(jù)具體施工情況，及時調(diào)整網(wǎng)絡(luò)計劃，做好勞動力、特殊工種、修配加工、施工機具和材料供應(yīng)等各方面和平衡調(diào)度工作。特別要抓好關(guān)鍵項目，以及設(shè)備解體和檢修結(jié)尾階段的綜合平衡，保證施工進(jìn)度。檢修工作不能按期竣工時，應(yīng)按照調(diào)度規(guī)程及早向調(diào)度部門聯(lián)系。嚴(yán)格執(zhí)行質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、工藝措施和崗位責(zé)任制，對的使用材料、工具、儀器，保證檢修質(zhì)量。檢修質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)根據(jù)設(shè)備實際運營隋況及檢修經(jīng)驗合理修訂，區(qū)別對待。及時做好檢修記錄，其重要內(nèi)容應(yīng)涉及設(shè)備技術(shù)狀況、系統(tǒng)或結(jié)構(gòu)的改變、實驗和測試的數(shù)據(jù)等。所有記錄均應(yīng)做到對的完整，簡明實用。通過檢修，還要校核和補充備品、配件的圖紙。節(jié)約工料，防止浪費。要做好現(xiàn)場整潔、工具和儀表的管理、消防和保衛(wèi)等工作。要嚴(yán)防工具、工件及其他物件遺落在設(shè)備內(nèi)，導(dǎo)致事故。檢修竣工后，要認(rèn)真做好現(xiàn)場清理工作。4．設(shè)備檢修后應(yīng)達(dá)成的規(guī)定有哪些?答：檢修工作應(yīng)貫徹“應(yīng)修必修、修必修好”的原則，檢修后的設(shè)備應(yīng)達(dá)成以下規(guī)定：(1)檢修質(zhì)量達(dá)成規(guī)定的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。(2)消除設(shè)備缺陷。(3)恢復(fù)出力，提高效率。(4)消除泄漏現(xiàn)象。(5)安全保護(hù)裝置和重要自動裝置動作可靠，重要儀表、信號及標(biāo)志對的。(6)設(shè)備現(xiàn)場整潔。(7)檢修技術(shù)記錄對的、齊全。5．檢修結(jié)束后的驗收工作要注意哪些方面?答：檢修的收尾階段，重要涉及質(zhì)量驗收、試運營和檢修總結(jié)，這是考驗檢修質(zhì)量，評價檢修工作成果的重要環(huán)節(jié)。(1)加強全員質(zhì)量管理。質(zhì)量驗收實行班組、車間(分場)、廠部三級驗收制度。施工工藝比較簡樸的工序，一般由檢修人員自檢，檢修人員在每項檢修工作完畢后，要按質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)自行檢查，合格后才干交工。班組長應(yīng)全面掌握檢修的質(zhì)量并幫助重要工序進(jìn)行自檢。對于重要的工序，由總工程師按檢修工藝的復(fù)雜性和部件的重要性，擬定分別由班組、車間、廠部負(fù)責(zé)驗收。(2)重要工序的分段驗收項目及技術(shù)監(jiān)督的驗收項目，應(yīng)填寫分段驗收記錄。其內(nèi)容應(yīng)有檢修項目、技術(shù)記錄、質(zhì)量評價及檢修人員與驗收人員的署名。由有關(guān)人員驗收。(3)分部試運營(涉及分部實驗)應(yīng)由檢修或運營負(fù)責(zé)人主持，有關(guān)檢修人員和運營人員參與。在檢查檢修項目、檢修質(zhì)量、技術(shù)記錄和有關(guān)資料后，進(jìn)行分部試運營。(4)重要設(shè)備小修后的整體試運營，一般由檢修或運營負(fù)責(zé)人主持。對大容量單元制機組，則由總工程師或其指定人員主持。(5)重要設(shè)備大修后的總驗收和整體試運營，由總工程師主持，指定有關(guān)人員參與。根據(jù)質(zhì)量檢查、分段驗收和分部試運營及現(xiàn)場檢查結(jié)果，由總工程師決定啟動和整體試運營。試運營內(nèi)容涉及各項冷態(tài)和熱態(tài)實驗，以及帶負(fù)荷實驗。(6)試運營前，檢修人員應(yīng)向運營人員交代設(shè)備和系統(tǒng)變動情況，以及運營中應(yīng)注意的事項。在試運營期間，檢修人員和運營人員應(yīng)共同檢查設(shè)備的技術(shù)狀況和運營情況。(7)機組經(jīng)整體試運營，并經(jīng)現(xiàn)場全面檢查，認(rèn)為情況正常后，由總工程師批準(zhǔn)正式交付電網(wǎng)調(diào)度管理。6．對檢修的總結(jié)評價有哪些重點?答：大修結(jié)束后應(yīng)進(jìn)行設(shè)備的評級，并作出對檢修工作的評價。(1)重要設(shè)備大修后，應(yīng)組織有關(guān)人員認(rèn)真總結(jié)經(jīng)驗，肯定成績，找出缺陷，及時作出檢修工作的工作總結(jié)，以利于不斷提高檢修質(zhì)量和工藝水平。(2)重要設(shè)備大修后，盡快寫出大修總結(jié)報告。(3)設(shè)備檢修技術(shù)記錄、實驗報告、材料消耗、所用工時等技術(shù)資料，應(yīng)及時整理并作為技術(shù)檔案保存；將大修中發(fā)現(xiàn)的問題和解決過程、方法記人設(shè)備臺賬。(4)重要設(shè)備大修后，應(yīng)按《電力工業(yè)設(shè)備評級辦法》的規(guī)定進(jìn)行評級。重要設(shè)備小修后，如技術(shù)狀況有較大變化時，也應(yīng)重新評級。(5)重要設(shè)備大修后，應(yīng)結(jié)合競賽評選，對班組及個人的工作進(jìn)行評價，樹立典型，表揚和獎勵先進(jìn)。同時，還應(yīng)對大修的質(zhì)量、進(jìn)度、安全、節(jié)約、管理工作等，做出評語。(6)要開展檢修小指標(biāo)評選活動。小指標(biāo)可按一定的規(guī)定，由各電廠具體規(guī)定。如本班組負(fù)責(zé)檢修的設(shè)備完好率、閥門泄漏率、檢修工時、備品修復(fù)率、保證出力、臨時檢修累計次數(shù)與時間、人身事故次數(shù)等。7．對檢修人員有哪些規(guī)定?答：(1)凡參與檢修的工作人員必須通過安全知識的培訓(xùn)，學(xué)習(xí)電業(yè)生產(chǎn)的基本法規(guī)和有關(guān)規(guī)程，并通過安全考試合格和技術(shù)培訓(xùn)考核合格后，才干上崗工作。并應(yīng)在工作中認(rèn)真執(zhí)行電業(yè)生產(chǎn)的各項規(guī)章制度。(2)檢修工作必須嚴(yán)格遵守《電業(yè)安全工作規(guī)程》，認(rèn)真執(zhí)行“工作票制度”及其他有關(guān)規(guī)章制度。(3)掌握基本的檢修工藝和方法，培養(yǎng)良好的工藝作風(fēng)，并在實踐中不斷提高技術(shù)素質(zhì)。(4)熟悉所檢修設(shè)備的圖紙，了解設(shè)備的功能和在系統(tǒng)中的作用。平時應(yīng)加強業(yè)務(wù)、技術(shù)的學(xué)習(xí)，不斷地從理論上充實自己。(5)了解“新工藝、新材料、新方法”，并推廣應(yīng)用到生產(chǎn)實踐中去。(6)設(shè)備是安全生產(chǎn)的物質(zhì)基礎(chǔ)；因此，檢修質(zhì)量是安全生產(chǎn)的保證，檢修工作必須把質(zhì)量保證放在首位。(7)定期巡回檢查設(shè)備的運營狀況，及時發(fā)現(xiàn)和消除其隱患和故障；按照檢修規(guī)程的規(guī)定，將水輪發(fā)電機設(shè)備所有或部分解體，進(jìn)行檢查、清洗，修理其損壞的機械部分或更換有缺陷的零部件；按照檢修工藝規(guī)定，對水輪發(fā)電機設(shè)備重新組裝并調(diào)試合格；填寫和整理檢修技術(shù)記錄、實驗資料，并撰寫技術(shù)報告。8．水輪發(fā)電機檢修的工藝規(guī)定一般有哪些?答：(1)應(yīng)有適當(dāng)?shù)臋z修場地，并應(yīng)考慮其承載能力。保持檢修場合和廠房整潔、文明、衛(wèi)生，特別注意不要導(dǎo)致環(huán)境污染。檢修場地不應(yīng)妨礙其他機組的運營。(2)按照《工作票制度》的規(guī)定，做好各種安全措施。切斷檢修設(shè)備與運營設(shè)備的聯(lián)系，辦理檢修開工的手續(xù)。(3)進(jìn)入發(fā)電機內(nèi)部時，工作人員應(yīng)按規(guī)定著裝，與工作無關(guān)的物件不應(yīng)帶人。人員、工具、材料應(yīng)登記，工作結(jié)束后注銷。在發(fā)電機內(nèi)使用明火作業(yè)時，要辦理“動火工作票”，并應(yīng)做好防火的安全措施。在發(fā)電機內(nèi)部進(jìn)行電焊、氣焊、氣割等作業(yè)時，除了防火措施外，還應(yīng)做好防飛濺的措施。作業(yè)完畢后應(yīng)仔細(xì)清理焊渣、溶珠。在轉(zhuǎn)動部件和其他有絕緣規(guī)定的部件上進(jìn)行電焊時，地線必須可靠地接在施焊的部位上，這些部位嚴(yán)禁不接地線進(jìn)行電焊作業(yè)。(4)拆卸機械零部件時先檢查各部件結(jié)合面標(biāo)志是否清楚，不明顯的應(yīng)重新做記號標(biāo)志，并做記錄。同一部件拆卸的銷釘、螺栓、螺母、墊圈需放在同一箱內(nèi)或袋內(nèi)，做好標(biāo)簽注明。螺栓、螺母要清點數(shù)目，妥善保管，嚴(yán)禁用骯臟的破布包裝零件和多孔部件。部件分解拆卸時，應(yīng)先拆銷釘，后拆螺栓；裝復(fù)時先裝銷釘，后裝螺栓。在拆卸配合比較緊的零件時，特別是某些配合精度規(guī)定較高的零件，不能用手錘或大錘直接沖擊，應(yīng)用木錘或橡皮錘撞擊，或者墊以軟金屬(如銅、鋁)后再用大錘或手錘打擊，以免損壞部件。在部件的拆卸、分解過程中應(yīng)隨時進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)異常和缺陷應(yīng)做好記錄。拆裝螺栓時，應(yīng)使用專用扳手(或?qū)Ｓ玫睦煅b置)，盡量減少或不使用活動扳手。(5)各部件的組合面、鍵和鍵槽、銷釘孑L、止口應(yīng)仔細(xì)進(jìn)行修理，使其光滑，無高點和毛刺，但不得改變其配合性質(zhì)。螺栓和螺孔亦應(yīng)進(jìn)行修理。所有組合配合表面在安裝前須仔細(xì)地清掃干凈。設(shè)備組合面應(yīng)光潔、無毛刺。合縫間隙用0．05mm塞尺檢查，應(yīng)不能通過，允許有局部間隙；用0．10mm塞尺檢查，深度不應(yīng)超過組合面寬度的1／3，總長度不應(yīng)超過周長的20％；組合螺栓及銷釘周邊不應(yīng)有間隙；組合縫處的安裝面錯牙一般不超過0．10mm。(6)部件分解后，應(yīng)及時清洗零部件，檢查零部件完整與否，如有缺損應(yīng)進(jìn)行更換或修復(fù)。所拆零部件按系統(tǒng)分門別類，妥善保管。拆卸的重要部件，如軸頸、軸瓦、鏡板等高光潔度部件表面，以及聯(lián)軸法蘭的銷孔面應(yīng)做好防銹蝕措施，用白布或塑料布，包蓋防護(hù)好并綁牢。管路或基礎(chǔ)拆除后露出的孔洞應(yīng)封堵好，用白布包住，或用木塞、木板封堵，以防雜物掉人，嚴(yán)禁用棉紗頭或破布等堵塞管口。(7)拆卸下來的零部件應(yīng)安放妥當(dāng)，對于有精密表面的零部件更應(yīng)放穩(wěn)、墊平，用毛氈、膠皮墊好或懸空放置，以免損壞精密表面，嚴(yán)禁放在粗糙的墊木上。分解的各零部件，用木塊或其他物件墊好，以免損壞其加工面或發(fā)生變形。(8)機械加工面清掃后應(yīng)涂以防銹油，且不得敲打或碰傷，如有損壞應(yīng)立即修好。各零部件除結(jié)合面和摩擦面外，均應(yīng)刷涂防銹漆，并按規(guī)定顏色及規(guī)定的油漆進(jìn)行刷、涂、噴。(9)制作管路法蘭的密封墊時，其內(nèi)徑應(yīng)稍比管路內(nèi)徑大，且不得小于管路內(nèi)徑。嚴(yán)禁在法蘭的止口邊上軋各種墊片，以免損壞止口邊。若密封墊直徑很大，需要拼接時，先削制接口，再粘結(jié)。(10)裝復(fù)時，一般是按“先拆后裝，后拆先裝”的原則進(jìn)行。易進(jìn)水的或潮濕處的螺栓應(yīng)涂以防銹漆，各連接螺栓均應(yīng)按規(guī)定擰緊，發(fā)電機內(nèi)的各種螺栓，特別是轉(zhuǎn)動部分，應(yīng)做好防松動措施，如點焊、裝保險墊片或其他防松動措施。回裝法蘭、端蓋、管接頭時，應(yīng)檢查封堵物是否拆除，密封墊是否裝好，止口是否到位，螺栓應(yīng)先對稱擰緊，然后均勻擰緊，最后用適當(dāng)力臂加固。(11)起重用的鋼絲繩、繩索、滑車等應(yīng)事先檢查實驗，鋼絲繩的安全系數(shù)應(yīng)按《電業(yè)安全工作規(guī)程》的規(guī)定選用，不允許使用有缺陷的起重工具和斷股或嚴(yán)重?fù)p傷的鋼絲繩或繩索。(12)零部件起吊前，應(yīng)具體的檢查連接件是否拆卸完，起重工具的承載能力是否足夠，起吊過程中應(yīng)慢起慢落。(13)檢查和測量應(yīng)做好具體記錄，檢修工作結(jié)束后整理歸檔，記錄應(yīng)填寫工整清楚。9．什么是水輪發(fā)電機的額定轉(zhuǎn)速和飛逸轉(zhuǎn)速?答：根據(jù)水輪機的水頭、流量、效率等因素決定出一個最優(yōu)轉(zhuǎn)速，然后根據(jù)這個最優(yōu)轉(zhuǎn)速，選擇最接近的同步轉(zhuǎn)速，即是發(fā)電機的額定轉(zhuǎn)速。水輪發(fā)電機組在運營時，假如由于某種因素忽然甩掉負(fù)荷，而此時剛好調(diào)速系統(tǒng)失靈，導(dǎo)水機構(gòu)事故關(guān)閉裝置也發(fā)生故障，不能關(guān)閉導(dǎo)葉，這時機組的轉(zhuǎn)速將急驟上升，直到與隨轉(zhuǎn)速上升而增長的損失相平衡時為止，這種工況稱作飛逸工況，此時機組的最大轉(zhuǎn)速叫飛逸轉(zhuǎn)速。假如在水頭最大，導(dǎo)葉開度最大，葉片安放角較小時發(fā)生飛逸工況，這時候的飛逸轉(zhuǎn)速稱為最大飛逸轉(zhuǎn)速。10．什么是水輪發(fā)電機的飛輪力矩?答：繞定軸轉(zhuǎn)動的物體都具有一定的轉(zhuǎn)動慣量，轉(zhuǎn)動慣量是物體在轉(zhuǎn)動中的慣性大小的量度，即反映物體維持原有運動狀態(tài)的能力。轉(zhuǎn)動慣量_，是指剛體內(nèi)各質(zhì)點的質(zhì)量與其到轉(zhuǎn)軸距離平方的乘積之和。由轉(zhuǎn)動慣量的定義可以看出，在質(zhì)量相同的情況下，轉(zhuǎn)動慣量與質(zhì)量的分布有關(guān)，此外還與轉(zhuǎn)軸的位置有關(guān)。在一定大小的力矩作用下，轉(zhuǎn)動慣量越大，角加速度越小，也就是角速度越不容易改變。運用轉(zhuǎn)動物體的這種性質(zhì)，可以減少機組轉(zhuǎn)速的周期性波動，并且在機組發(fā)生甩負(fù)荷時，機組的轉(zhuǎn)速不至于急劇上升。轉(zhuǎn)動慣量對水輪發(fā)電機組的穩(wěn)定，以及電力系統(tǒng)的穩(wěn)定都有著極其重要的作用；因此，水輪發(fā)電機組的轉(zhuǎn)動部分需要有一定的轉(zhuǎn)動慣量。一些小型機組由于轉(zhuǎn)動部分的質(zhì)量不夠大，往往需要裝設(shè)一個飛輪來增長轉(zhuǎn)動慣量。工程上往往用飛輪力矩GD2來代替轉(zhuǎn)動慣量，而飛輪力矩并不等于轉(zhuǎn)動隕量，它們之間的關(guān)系近似為GD2=4gJ。轉(zhuǎn)動部分的重量與其慣性直徑平方的乘積稱為飛輪力矩GD2，對于給定的剛體和轉(zhuǎn)軸，它是一個常數(shù)。GD2不能簡樸的當(dāng)作是轉(zhuǎn)子重量乘以某一直徑的平方；只有在均質(zhì)圓環(huán)的特殊情況下，才可以近似是這種關(guān)系。由于飛輪力矩重要集中在發(fā)電機的轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子的飛輪力矩約占整個機組飛輪力矩的90％左右；所以常用發(fā)電機轉(zhuǎn)子的飛輪力矩來代表機組轉(zhuǎn)動部分的飛輪力矩。假如飛輪力矩過大，不僅使發(fā)電機的重量和尺寸加大，制導(dǎo)致本提高，并且還會惡化機組的調(diào)節(jié)性能，因而對電力系統(tǒng)的暫態(tài)過程和動態(tài)穩(wěn)定也有很大的影響。反之，若飛輪力矩太小，為限制轉(zhuǎn)速上升率，則規(guī)定導(dǎo)葉加快關(guān)閉速度，這將使水輪機的引水壓力管道的水壓上升率升高。因此GD2的值與機組的轉(zhuǎn)速上升率、水壓上升率，以及調(diào)節(jié)時間等參數(shù)互相矛盾又互相制約著。當(dāng)發(fā)電機的基本尺寸決定以后，GD2的數(shù)值可以按經(jīng)驗公式估算GD2＝KD3.48式中D——定子鐵芯內(nèi)徑，m；L——定子鐵芯長度，m；K——經(jīng)驗系數(shù)，見表1-1。表1-1K值表轉(zhuǎn)速（r/min）54.6～93.8100～375>375K4.7～5.14.9～5.35.1～5.511．什么是機組的慣性時間常數(shù)?答：這是一個與轉(zhuǎn)動慣量相聯(lián)系的量，表達(dá)機組在額定轉(zhuǎn)矩作用下，把轉(zhuǎn)子從靜止?fàn)顟B(tài)加速到額定轉(zhuǎn)速所需的時間，用Tmec表達(dá)，單位為秒(s)。Tmec的大小就表征了機組自身慣性的大小，可按下式計算式中PN--額定功率，也有用額定容量(kVA)代替，kW；nN——額定轉(zhuǎn)速，r／min；GD2——飛輪力矩，tm2。從式中可以看出，慣性時間常數(shù)與飛輪力矩成正比，與額定轉(zhuǎn)速的平方成正比，而與額定容量成反比。我國水輪發(fā)電機組的慣性時間常數(shù)取值范圍見表1-2。表1-2慣性時間常數(shù)的取值范圍額定轉(zhuǎn)速(r／min)750～428.6375～200<200Tmec(s)3～64～86～1012．和其他發(fā)電機相比，水輪發(fā)電機有哪些特點?答：水輪發(fā)電機是由水輪機驅(qū)動的，它的安裝形式通常由水輪機來擬定。水輪機的轉(zhuǎn)速不高，因此水輪發(fā)電機的磁極對數(shù)就比較多，并采用凸極式發(fā)電機。大型水輪機多為立式布置，所以要采用立式水輪發(fā)電機；小型水輪機多為臥式，水輪發(fā)電機要采用臥式。由貫流式水輪機驅(qū)動的發(fā)電機為臥式燈泡式水輪發(fā)電機。除了具有一般發(fā)電機的結(jié)構(gòu)和形式外，水輪發(fā)電機與其他發(fā)電機相比，具有下列重要特點：(1)水電廠一般離負(fù)荷中心較遠(yuǎn)，需要通過長距離高壓線路向負(fù)荷區(qū)供電；因此電力系統(tǒng)對水輪發(fā)電機有較高的動態(tài)穩(wěn)定和靜態(tài)穩(wěn)定規(guī)定。為滿足這種穩(wěn)定，規(guī)定水輪發(fā)電機有較大的飛輪力矩，因此水輪發(fā)電機的轉(zhuǎn)子直徑和外形尺寸都比較大。(2)水輪發(fā)電機達(dá)成飛逸轉(zhuǎn)速的也許性雖然很小，但在做結(jié)構(gòu)設(shè)計時，仍必須考慮其轉(zhuǎn)動部件的機械強度在發(fā)生飛逸轉(zhuǎn)速時具有必要的可靠性，并且水輪發(fā)電機軸系的臨界轉(zhuǎn)速(無論對橫向振動還是扭轉(zhuǎn)振動)應(yīng)高于或等于機組飛逸轉(zhuǎn)速的1.2倍。13．什么是全傘式和半傘式水輪發(fā)電機?答：懸式水輪發(fā)電機的推力軸承在轉(zhuǎn)子的上方，轉(zhuǎn)動部分仿佛是懸掛在上機架上，因此而得名。傘式水輪發(fā)電機的推力軸承在轉(zhuǎn)子的下方，就如同撐著一把傘。假如傘式發(fā)電機有下導(dǎo)軸承，相稱于打傘時既要舉著傘，又要將傘抓住，這就是全傘式水輪發(fā)電機。根據(jù)具體的條件，全傘式水輪發(fā)電機可以有上導(dǎo)軸承，也可以沒有上導(dǎo)軸承。假如傘式水輪發(fā)電機沒有下導(dǎo)軸承，相稱于在打傘時只將傘托住，而沒有抓住，這就是半傘式水輪發(fā)電機。半傘式水輪發(fā)電機有上導(dǎo)軸承。因此，區(qū)別全傘式還是半傘式水輪發(fā)電機就在于是否有下導(dǎo)軸承。14．立式水輪發(fā)電機重要由哪幾部分組成?答：立式水輪發(fā)電機重要由發(fā)電機定子、發(fā)電機轉(zhuǎn)子、上部機架、下部機架和一些輔助裝置組成。轉(zhuǎn)子用來產(chǎn)生磁場，定子鐵芯內(nèi)嵌有繞組，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，磁力線切割導(dǎo)體，繞組中就會產(chǎn)生電流。上、下機架內(nèi)裝有軸承，涉及推力軸承和導(dǎo)軸承。輔助裝置有：——制動器，用于停機時剎車，以及長期停機后再開機和檢修的時候頂轉(zhuǎn)子?！獪缁鸸苈?，當(dāng)機組發(fā)生火災(zāi)時用于滅火。——供排油管路，向機組軸承供油和檢修時排油?！┡潘苈?，向軸承的油冷卻器和定子的空氣冷卻器供水及排水?！惭b在定子外殼上的空氣冷卻器，用來減少發(fā)電機的溫度。有些大型機組還裝有高壓油減載裝置，在開機時有助于潤滑油膜的形成，停機時減少發(fā)生邊界潤滑的也許。有些機組還裝有粉塵吸取裝置和油霧吸取裝置。較老式的水輪發(fā)電機配有勵磁機和永磁機。勵磁機事實上就是一臺直流發(fā)電機，向轉(zhuǎn)子磁極供應(yīng)直流電，用以產(chǎn)生磁場?，F(xiàn)在生產(chǎn)的水輪發(fā)電機多采用晶閘管整流的勵磁裝置，基本上不再使用勵磁機。永磁機是一臺同步交流發(fā)電機，向調(diào)速器的離心飛擺和轉(zhuǎn)速繼電器供電，用來反映機組轉(zhuǎn)速的變化。由于調(diào)速器的技術(shù)進(jìn)步，機液調(diào)速器已經(jīng)很少使用，永磁機也就逐漸退出使用，而改用其他測頻方法來反映機組的轉(zhuǎn)速。15．水輪發(fā)電機的定子由哪些部分組成?答：水輪發(fā)電機的定子由機座、鐵芯、繞組、端箍、銅環(huán)及基礎(chǔ)螺桿等部件組成。定子機座重要用來固定鐵芯，多為圓形。小容量的水輪發(fā)電機可采用鑄鐵整圓機座，也可采用鋼板焊接的箱形結(jié)構(gòu)；中、大容量的水輪發(fā)電機的機座用鋼板焊接而成。為便于運送，大型機組采用分瓣定子，在安裝工地通過合縫板連接成整圓。現(xiàn)在多采用在安裝工地疊片的整圓鐵芯，因而定子機座需在施工現(xiàn)場組焊。立式機座要承受機組的軸向負(fù)載、定子的自重及電磁扭矩，并將這些力傳遞到基礎(chǔ)上，因此機座應(yīng)有足夠的剛度。機座下環(huán)與基礎(chǔ)板間有徑向銷(也有采用“T”形鍵的)，承受短路時的切向剪力。機座還應(yīng)能適應(yīng)鐵芯的熱變形，使鐵芯在熱膨脹時不會對機座產(chǎn)生過大的壓應(yīng)力，引起鐵芯產(chǎn)生變形。對于大型機組，鐵芯疊片時在定位筋與鐵芯鴿尾槽之間保存一定的間隙，以適應(yīng)鐵芯的熱變形。定子鐵芯用以固定繞組，并且還是磁路的重要組成部分。定子鐵芯由硅鋼片沖制的扇形片疊壓而成，為防止渦流，扇形片的兩面均涂有一薄層絕緣漆。為保證定子的通風(fēng)散熱，每隔40～50mm有一層通風(fēng)槽片。定位筋由托塊固定，托塊焊于機座環(huán)上，扇形片、通風(fēng)槽片疊裝于定位筋的鴿尾上，并通過上、下齒壓板及拉緊螺桿將鐵芯壓緊，使其成一整體。在發(fā)電機運營時，鐵芯要受到機械力、熱應(yīng)力及電磁力的綜合作用。16．在機組檢修時，對發(fā)電機定子有哪些檢查項目?答：機組檢修時，發(fā)電機定子的重要工作內(nèi)容是對各有關(guān)部位進(jìn)行檢查。(1)檢查定子鐵芯襯條、定位筋有無松動、開焊；齒壓板壓指與定子鐵芯間有無間隙；壓緊螺栓應(yīng)緊固，螺母點焊處無開裂。(2)測量發(fā)電機的空氣間隙，實測間隙的最大值與最小值之差不大于實測平均間隙的10％為合格。(3)定子鐵芯平均中心與轉(zhuǎn)子磁極平均中心的高差應(yīng)滿足設(shè)計規(guī)定；若設(shè)計無規(guī)定期，可參考下面的標(biāo)準(zhǔn)：定子平均中心高程與轉(zhuǎn)子磁極平均中心高程一致，其偏差值不應(yīng)超過定子鐵芯有效長度的±0．4％，但最大不超過±4mm。(4)必要時可以掛鋼琴線測量定子鐵芯的中心與圓度。定子鐵芯的圓度為最大半徑與最小半徑之差，差值不應(yīng)大于設(shè)計空氣間隙值的5％。一般沿鐵芯高度方向每隔lm距離選擇一個測量斷面，每個斷面不少于12個測點。對于分瓣定子，每瓣的每個斷面不少于3點，接縫處必須有測點。(5)擋風(fēng)板(引風(fēng)板)的連接螺栓應(yīng)緊固，防松設(shè)施完好，連接板的連接焊縫無開裂；擋風(fēng)板(引風(fēng)板)本體無裂紋，無異常變形。(6)發(fā)電機消防水管及其他附件連接牢固，噴水孔不堵塞。(7)檢查定子基礎(chǔ)板螺栓、銷釘和定子合縫處的狀況，應(yīng)達(dá)成以下規(guī)定：1)基礎(chǔ)螺栓應(yīng)緊固，螺母點焊處無開裂，銷釘無竄位。2)分瓣定子機座的組合縫間隙用0．05mm塞尺檢查，在螺栓周邊不應(yīng)通過。17．水輪發(fā)電機的冷卻方式有哪幾種?答：目前，水輪發(fā)電機重要還是采用空氣冷卻的方式，即運用空氣作為冷卻介質(zhì)，對定、轉(zhuǎn)子繞組及定子鐵芯表面進(jìn)行冷卻。隨著單機容量的提高，對冷卻方式提出了更高的規(guī)定，某些大容量水輪發(fā)電機采用了水冷的方式，即定、轉(zhuǎn)子繞組直接通水冷卻(雙水內(nèi)冷)；或者采用定子繞組直接通水冷卻，轉(zhuǎn)子繞組加強空氣冷卻(單水內(nèi)冷)的方式，尚有采用蒸發(fā)冷卻的方式。關(guān)于水冷和蒸發(fā)冷卻參見本書的電氣部分。18．水輪發(fā)電機的通風(fēng)系統(tǒng)有哪幾種?答：一個良好的通風(fēng)系統(tǒng)，應(yīng)能產(chǎn)生足夠的冷卻風(fēng)量，均勻的冷卻效果和最小的通風(fēng)損耗；結(jié)構(gòu)簡樸、安全可靠及安裝檢修方便；有時還應(yīng)滿足電廠廠房的結(jié)構(gòu)及運用發(fā)電機的熱風(fēng)供冬季廠房取暖的需要。水輪發(fā)電機的通風(fēng)系統(tǒng)有啟動式通風(fēng)、管道式通風(fēng)和具有空氣冷卻器的閉路循環(huán)空氣冷卻系統(tǒng)三種?！邮酵L(fēng)合用于額定容量小于1000kVA的水輪發(fā)電機；·管道式通風(fēng)系統(tǒng)合用于額定容量為1000—4000kVA的水輪發(fā)電機；·大多數(shù)水輪發(fā)電機采用品有空氣冷卻器的閉路自循環(huán)通風(fēng)系統(tǒng)。19．什么是閉路自循環(huán)通風(fēng)系統(tǒng)?答：水輪發(fā)電機重要采用的是封閉雙途徑向通風(fēng)系統(tǒng)和雙途徑向、軸向通風(fēng)系統(tǒng)。封閉雙途徑向通風(fēng)系統(tǒng)是一種典型的通風(fēng)系統(tǒng)，廣泛用于大、中容量發(fā)電機。機組運營時，空氣在轉(zhuǎn)子或裝在磁軛兩端的風(fēng)扇作用下向外鼓出，通過磁軛風(fēng)溝進(jìn)入磁極間隙及發(fā)電機空氣間隙，再穿過定子鐵芯的風(fēng)溝到達(dá)定子背部，匯集后從定子機座通風(fēng)窗口進(jìn)入空氣冷卻器降溫，從空氣冷卻器中出來的冷空氣經(jīng)上機架支臂之間的空隙(上路)和基礎(chǔ)風(fēng)道(下路)進(jìn)入轉(zhuǎn)子支架，如此往復(fù)循環(huán)。這種通風(fēng)系統(tǒng)的重要特點是：通風(fēng)阻力較小，通風(fēng)路線不長，散熱面積較大及轉(zhuǎn)子、定子的軸向溫度分布比較均勻等。雙途徑向、軸向通風(fēng)系統(tǒng)也是一種廣泛用于大、中容量水輪發(fā)電機的系統(tǒng)，經(jīng)空氣冷卻器冷卻了的空氣，依靠轉(zhuǎn)子磁極的離心抽風(fēng)作用和裝于磁軛兩端的旋槳風(fēng)扇，軸向壓入空氣間隙并流過定子風(fēng)溝，冷卻定、轉(zhuǎn)子繞組和定子鐵芯。這種系統(tǒng)的轉(zhuǎn)子無徑向風(fēng)溝，支臂無軸向風(fēng)孔，通風(fēng)損耗小，風(fēng)路簡樸。由于大容量低轉(zhuǎn)速發(fā)電機的直徑較大而鐵芯較短，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時所鼓動的氣流足以使定子端部得到充足冷卻，因而在轉(zhuǎn)子兩端可不裝設(shè)風(fēng)扇。發(fā)電機轉(zhuǎn)子的風(fēng)扇被認(rèn)為是一個潛在的隱患，所以在中、低速大容量水輪發(fā)電機的設(shè)計中已逐漸取消風(fēng)扇。過去也曾用過單途徑向通風(fēng)系統(tǒng)與單路軸向通風(fēng)系統(tǒng)，現(xiàn)在已較少采用。20．對水輪發(fā)電機轉(zhuǎn)子有哪些基本規(guī)定?答：發(fā)電機轉(zhuǎn)子是變換能量和傳遞轉(zhuǎn)矩的重要部件，由于水輪發(fā)電機的特性，對轉(zhuǎn)子的機械性能、制造和安裝質(zhì)量等都有一定的規(guī)定。(1)應(yīng)有足夠的剛度和強度，在飛逸轉(zhuǎn)速時不會發(fā)生有害的變形，并在任何工況下不得失去穩(wěn)定。(2)結(jié)構(gòu)合理、緊湊，各緊固件連接牢固，有良好的電磁性能。(3)有良好的通風(fēng)結(jié)構(gòu)。(4)具有水輪機調(diào)節(jié)保證計算所規(guī)定的飛輪力矩。21．水輪發(fā)電機轉(zhuǎn)子由哪幾部分組成?答：轉(zhuǎn)子一般由主軸、轉(zhuǎn)子支架、磁軛、磁極及集電裝置等部件組成。(1)水輪發(fā)電機主軸用于傳遞扭矩，承受機組轉(zhuǎn)動部分的重量和水推力產(chǎn)生的軸向力(臥式機組的轉(zhuǎn)動部分重量則產(chǎn)生徑向力)，以及定、轉(zhuǎn)子氣隙不均勻引起的單邊磁拉力和轉(zhuǎn)子機械不平衡力等，并且還要承受事故狀態(tài)下的非正常力矩；因此水輪發(fā)電機轉(zhuǎn)軸應(yīng)具有一定的強度和剛度。此外，軸系的臨界轉(zhuǎn)速(無論是橫向振動還是扭轉(zhuǎn)振動)應(yīng)高于或等于機組飛逸轉(zhuǎn)速的1．2倍。(2)大、中容量水輪發(fā)電機的轉(zhuǎn)子支架，是連接磁軛和轉(zhuǎn)軸成一體的中間部件。(3)轉(zhuǎn)子磁軛(也有將其稱為輪緣的)是發(fā)電機磁路的組成部分，也是固定磁極的結(jié)構(gòu)部件。發(fā)電機的飛輪力矩重要由磁軛產(chǎn)生，磁軛的飛輪力矩約占整個發(fā)電機轉(zhuǎn)子飛輪力矩的55％～65％。(4)小容量水輪發(fā)電機無轉(zhuǎn)子支架，轉(zhuǎn)子磁軛多為整體鑄造，可用鍵或熱套的方式與轉(zhuǎn)軸連成一個整體。大、中容量水輪發(fā)電機的轉(zhuǎn)子磁軛則用扇形沖片交錯疊成，并用拉緊螺桿緊固。在磁軛的外緣加工T尾、鴿尾槽或螺孔，用來安裝磁極。(5)磁極是提供勵磁磁場的磁感應(yīng)部件，由磁極鐵芯、磁極線圈、上托板、下托板、極身絕緣、阻尼繞組及鋼墊板等零部件組成。磁極在磁軛上的固定方式是根據(jù)發(fā)電機容量和飛逸轉(zhuǎn)速時對磁極的強度規(guī)定及加工設(shè)備條件來擬定的。通常采用螺釘、T尾、鴿尾或梳齒狀結(jié)構(gòu)。(6)集電裝置由集電環(huán)和電刷裝置組成。集電環(huán)固定在轉(zhuǎn)軸上，經(jīng)電纜或銅排與勵磁繞組(磁極)連接。電刷裝置則安裝在上機架或勵磁機架內(nèi)。集電裝置應(yīng)裝設(shè)在便于觀測和維護(hù)及無油霧和灰塵污染的位置。22．水輪發(fā)電機的主軸有哪幾種結(jié)構(gòu)?答：水輪發(fā)電機轉(zhuǎn)軸有一根軸結(jié)構(gòu)和分段軸結(jié)構(gòu)。一根軸結(jié)構(gòu)是指發(fā)電機軸不分段，軸與輪轂(或稱輪輻)之間采用過盈配合連接，通過軸與輪轂之間的鍵或與輪轂的過盈配合傳遞扭矩。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡樸、制造方便，機組軸線易調(diào)整，合用于中、小容量水輪發(fā)電機和大容量的懸式發(fā)電機。機組安裝時需要將輪轂加熱膨脹后套入主軸。分段軸結(jié)構(gòu)是指在轉(zhuǎn)子支架中心體的上部裝有上端軸，在轉(zhuǎn)子中心體的下部裝有下端軸。由于中間一段是轉(zhuǎn)子支架的中心體，沒有軸，所以又被稱為“無軸結(jié)構(gòu)”。有的機組還將發(fā)電機的下端軸與水輪機軸合為一根軸，可減少機組高度，又可保證軸的加工同心度，減少軸線擺度，從而提高安裝和運營質(zhì)量。這種結(jié)構(gòu)還具有轉(zhuǎn)軸便于鍛造、運送，以及不需熱套輪轂的優(yōu)點。中、低速大容量傘式水輪發(fā)電機廣泛采用分段軸結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)子支架中心體分別用螺栓與上端軸和下端軸連接。下端軸與轉(zhuǎn)子中心體之間多采用銷釘或鍵來傳遞扭矩。若采用銷釘，應(yīng)在軸線調(diào)整合格后，下端軸與轉(zhuǎn)子支架中心體連成一體時同鉆、鉸孔。銷釘多為徑向布置，以承受較大的剪力，銷孔加工也比較方便。由于鍵的結(jié)構(gòu)簡樸、制造方便，結(jié)構(gòu)尺寸相對于銷釘可取得大些，因此，在分段軸結(jié)構(gòu)中廣泛采用鍵來傳遞扭矩。通常，在直徑方向?qū)ΨQ安頓兩根鍵(稱為一字鍵結(jié)構(gòu))即可傳遞所需扭矩。當(dāng)轉(zhuǎn)矩較大時，可在兩個互相垂直的直徑方向上，對稱地安頓四根鍵(十字鍵結(jié)構(gòu))。小容量水輪發(fā)電機多采用整鍛實心軸，大、中容量水輪發(fā)電機多采用整鍛空心軸，空心軸除了能減輕重量外，還可去除鍛造時在轉(zhuǎn)軸中心部分殘存的雜質(zhì)和組織疏松等缺陷，中心孔還可作為混流式水輪機的補氣孔或軸流式水輪機操作油管的通道。23．水輪發(fā)電機的轉(zhuǎn)子支架有哪幾種形式?答：小容量水輪發(fā)電機多采用與磁軛合為一體的轉(zhuǎn)子支架，大、中容量的水輪發(fā)電機多采用圓盤式轉(zhuǎn)子支架和組合式轉(zhuǎn)子支架。圓盤式轉(zhuǎn)子支架由輪轂、上圓盤、下圓盤、撐板和立筋等組焊成。圓盤式轉(zhuǎn)子支架具有剛度大、傳遞扭矩大及通風(fēng)損耗小等優(yōu)點。組合式轉(zhuǎn)子支架由中心體和支臂組成，通過合縫板連成一體，支臂有工字形與盒形兩種結(jié)構(gòu)，大型機組多采用盒形支臂。24．水輪發(fā)電機轉(zhuǎn)子磁軛的結(jié)構(gòu)如何?如何固定?答：通常，當(dāng)定子鐵芯外徑小于3250mm時采用無支架的磁軛結(jié)構(gòu)，它由輪轂、幅板和磁軛圈三部分組成，可以整體鑄造，也可由鑄鋼磁軛圈、輪轂與鋼板組焊成；當(dāng)定子鐵芯外徑大于3250mm時，采用扇形疊片磁軛的結(jié)構(gòu)。扇形疊片磁軛是由扇形磁軛沖片采用交錯的方式一層一層疊裝而成，在疊裝過程中以銷釘定位，層與層之間相錯一定的極距。根據(jù)發(fā)電機通風(fēng)系統(tǒng)的規(guī)定，決定磁軛是否需要分段，如采用徑向通風(fēng)，則每段的厚度為250～500mm，段間放置通風(fēng)槽片，以形成風(fēng)溝。在磁軛上、下端裝有壓板(也有用制動環(huán)代替下壓板的)，最后用拉緊螺桿將磁軛壓緊。磁軛通過磁軛鍵、卡鍵和鎖定板楔固定在轉(zhuǎn)子支架上。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，特別是機組過速時，在磁極和磁軛離心力的作用下，磁軛會徑向脹大，使磁軛與轉(zhuǎn)子支架之間出現(xiàn)間隙。為防止過速時因磁軛與支架分離而產(chǎn)生偏心振動，必須保證磁軛與支架同心；所以，磁軛的固定是非常重要的。常采用以下兩種固定結(jié)構(gòu)。最常用的是徑向鍵結(jié)構(gòu)，磁軛鍵是用35號或45號鍛鋼經(jīng)熱解決加工成的一對斜楔，其斜度為1：200。在磁軛疊裝完畢并且磁軛圓度等技術(shù)指標(biāo)合格后，將斜鍵打緊。為了保證在低于分離轉(zhuǎn)速(一般為1．4倍額定轉(zhuǎn)速)時，磁軛與轉(zhuǎn)子支架間仍有一定的過盈量，打鍵時必須將磁軛加熱，這就是常說的熱打鍵?，F(xiàn)在也有不采用斜鍵，而是用直鍵，磁軛加熱后，在磁軛鍵的背后加墊，滿足過盈量的規(guī)定。切向鍵結(jié)構(gòu)，打鍵時磁軛不需加熱，發(fā)電機在正常和過速運營時，磁軛可以自由膨脹并與支架保持同心(該磁軛結(jié)構(gòu)亦稱浮動磁軛)。因此，對其整體的規(guī)定比徑向鍵固定的更高些。并且由于磁軛沖片間的摩擦力大于沖片的離心力，對螺桿的強度規(guī)定較高。為防止磁軛的軸向移動，常用卡鍵將它固定，卡鍵被鎖定板固定，鎖定板通過磁軛拉緊螺桿固定在磁軛的上壓板上。鎖定板與卡鍵之間應(yīng)有l(wèi)mm的配合間隙。立式水輪發(fā)電機廣泛采用機械制動，在磁軛下面裝有制動環(huán)（也有裝設(shè)在支臂下面或支臂與磁軛之間的)。小容量水輪發(fā)電機采用整圓制動環(huán)，大容量水輪發(fā)電機則采用分塊制動環(huán)。制動環(huán)通過磁軛拉緊螺桿固定在磁軛的下面。25．水輪發(fā)電機轉(zhuǎn)子的磁極有哪幾種固定方式?答：水輪發(fā)電機使用凸極式轉(zhuǎn)子，磁極單獨制造，掛裝在磁軛的外圓上。為滿足機械強度的規(guī)定和改善發(fā)電機的特性，中容量高速水輪發(fā)電機轉(zhuǎn)子，常采用實心鐵芯結(jié)構(gòu)。抽水蓄能電廠的高速發(fā)電／電動機轉(zhuǎn)子，也有采用實心磁極的，以適應(yīng)頻繁起動的規(guī)定。實心磁極的鐵芯由整體鍛鋼或鑄鋼件制成。多數(shù)水輪發(fā)電機轉(zhuǎn)子的磁極采用疊片鐵芯，小容量水輪發(fā)電機的沖片的面積小，鐵芯短，可采用鉚釘緊固。大、中容量水輪發(fā)電機磁極鐵芯均采用在壓力機上壓緊后用拉緊螺桿緊固。磁極壓板一般采用35號、45號、20SiMn鍛鋼或30號、35號鑄鋼。對于水內(nèi)冷發(fā)電機，因其端部漏磁引起的損耗較大，需采用無磁性壓板(如lcrl8Ni9Ti等)，以減小損耗。大、中容量水輪發(fā)電機的磁極線圈多采用七邊形裸銅排繞制，磁極線圈匝間一般墊環(huán)氧玻璃坯布絕緣。小容量水輪發(fā)電機的磁極線圈，通常由多層漆包或玻璃絲包圓線、漆包或玻璃絲包扁線繞成。磁極多采用T尾和雙T尾(兩側(cè)有鍵)或鴿尾(一側(cè)有鍵)的固定結(jié)構(gòu)。26．水輪發(fā)電機的機架是如何分類的?答：機架是立式水輪發(fā)電機安頓推力軸承、導(dǎo)軸承、制動器、勵磁機定子及轉(zhuǎn)槳式水輪機受油器的重要部件。按機架的承載性質(zhì)分為承重機架和非承重機架。按安裝位置分為上機架和下機架。裝有推力軸承的機架統(tǒng)稱為承重機架。所謂承重，重要是指承受機組轉(zhuǎn)動部分的所有重量和水輪機的水推力。除此以外還要承受作用在機架上的其他力，也要承受機組轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的徑向力。非承重機架一般只安裝導(dǎo)軸承，除承受自重外，重要承受機械不平衡力和電磁不平衡力。水輪發(fā)電機的形式有多種，受力狀況也有不同。如：傘式發(fā)電機的推力軸承安裝在轉(zhuǎn)子的下部，下機架就是承重機架，上機架為非承重機架；懸式發(fā)電機的推力軸承安裝在轉(zhuǎn)子的上部，故上機架為承重機架，下機架為非承重機架。假如懸式發(fā)電機的下機架上裝有制動器，這種下機架除了要承受徑向的不平衡力之外，還要承受頂轉(zhuǎn)子時機組轉(zhuǎn)動部分的重量及自重。當(dāng)然也尚有制動器不放在下機架上，而是放置在基礎(chǔ)上的。27．水輪發(fā)電機的機架的重要結(jié)構(gòu)形式有哪幾種?答：機架一般都由一個中心體和一些支臂組成，采用鋼板焊接結(jié)構(gòu)。小型機組可在工廠內(nèi)將支臂與中心體焊接在一起。大型機組，由于運送尺寸的限制，需要采用支臂可拆卸的機架，中心體與支臂通過連接板在安裝工地組合，也有運到工地后再將支臂與中心體組焊的。一般情況下，機架的中心體就是軸承的油槽，但是也有將油槽置于機架上面的。如有些懸式發(fā)電機的上機架，本來就是承重機架，又是安裝在定子機座上，跨度較大，考慮機架的撓度值不能過大，因而需要增長其高度；所以，就會將油槽置于機架之上。機架的支臂多為輻射狀布置，也有井字型和橋型的。有些國外生產(chǎn)的機組不采用輻射型布置，而是用斜支臂的形式，見圖1-1。由于發(fā)電機有一定的溫升，發(fā)電機的定子、轉(zhuǎn)子及機架都會有不同限度的熱膨脹，特別是大型機組，熱膨脹的值較大。在做發(fā)電機的結(jié)構(gòu)設(shè)計時，就要考慮熱膨脹的影響，使各部件都有自由膨脹的余地，但這往往給發(fā)電機的結(jié)構(gòu)增長了復(fù)雜性。若采用斜支臂的形式，使支臂按旋轉(zhuǎn)方向偏轉(zhuǎn)一定的角度，就不需要考慮熱膨脹帶來的這種復(fù)雜性，部件發(fā)生熱膨脹，會使中心體產(chǎn)生少許轉(zhuǎn)動；所以，在機架安裝時，支臂可與基礎(chǔ)直接連接，而不用考慮因熱膨脹而產(chǎn)生的活動量。這種結(jié)構(gòu)的缺陷是不能承受非對稱力，非對稱力會使中心體的中心發(fā)生位移，而不是少許轉(zhuǎn)動。采用斜支臂形式的機組，不僅機架如此，轉(zhuǎn)子的支臂、定子機座的立筋板都是斜向布置的。尚有一種稱為“推力支架”的結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)很簡樸，支架為一錐形圓筒，油槽置于錐形圓筒的上端，錐形圓筒的下端座落在水輪機的頂蓋上。這種結(jié)構(gòu)只合用于傘式水輪發(fā)電機。其優(yōu)點是制作簡樸，受力狀況較好，但由于機組轉(zhuǎn)動部分的重量及軸向水推力都作用在水輪機的頂蓋上，因而對水輪機頂蓋的剛度和強度都有較高的規(guī)定。28．制動器有哪些作用?答：制動器又稱為風(fēng)閘，小型機組裝四個風(fēng)閘，大型機組也許多達(dá)數(shù)十個。機組在停機時，轉(zhuǎn)速逐漸減少，到一定的轉(zhuǎn)速就會不能滿足維持油膜所需要的速度，使兩金屬面發(fā)生半干摩擦，也許會導(dǎo)致推力瓦的損壞。在這種情況下，就需要盡快將機組停下來，以縮短推力瓦在半干摩擦工況下的運營時間。風(fēng)閘在這時起的就是剎車作用。此外，機組在檢修時，很多時候都需要將轉(zhuǎn)子頂起來，如推力瓦的檢查；轉(zhuǎn)動部分拆卸時軸的分解等。長時間停機后再開機，也需要先頂起轉(zhuǎn)子，讓潤滑油進(jìn)入瓦面，然后再落下轉(zhuǎn)子開機。在這些情況下，風(fēng)閘就相稱于千斤頂。29．制動器的一般結(jié)構(gòu)是如何的?答：制動器結(jié)構(gòu)比較簡樸，在缸內(nèi)有一個能上下運動的活塞，向活塞下面通人壓縮空氣或壓力油能將活塞頂起。通入壓縮空氣時，能使制動器起剎車的作用；通人壓力油時，制動器就變成了千斤頂。為此，就需要在活塞的上面配置摩擦系數(shù)較大的制動板，活塞下部應(yīng)當(dāng)設(shè)立密封，以免壓縮空氣或壓力油泄漏，缸的外面還設(shè)有鎖錠裝置，當(dāng)轉(zhuǎn)子被頂起后能可靠地鎖在較高的位置。較老式的制動器，活塞下面是一個牛皮制作的皮碗，每次檢修，皮碗都要在牛油中煮軟了以后才干使用。這種結(jié)構(gòu)已經(jīng)淘汰，現(xiàn)在多采用“O”型密封?；钊膹?fù)位多采用彈簧，彈簧一般裝在里面，直接壓在活塞上，也有將彈簧裝在外面的，此外尚有一種運用氣壓復(fù)位的結(jié)構(gòu)。鎖錠裝置多為在缸的外面車制一個大螺套，制動器頂起后，將螺套旋上去即可以可靠地鎖住。幾種不同形式的制動器如圖1—2～圖1-4所示。圖1-2彈簧復(fù)歸制動器1一底座；2一活塞；3—0型密封圈；4--螺母；5一手柄；6一制動板；7一螺釘；8一制動塊；9一夾板；l0一彈簧圖l-3雙活塞制動器1一上活塞；2一下活塞圖1-4氣壓復(fù)歸制動器1一襯套；2一半環(huán)鍵；3一壓圈；4一定位銷30．如何按密封槽來選用“o”型盤根?答：在水輪發(fā)電機中，很多地方都使用“O”型盤根來密封。設(shè)備檢修時，一般應(yīng)按原設(shè)計的規(guī)定選用合適的“0”型盤根；但有時候由于密封槽的加工有誤差，選用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的圓橡皮條不能達(dá)成滿意的密封效果，這時就需要按槽形來選擇“0密封槽的斷面有三角形和矩形兩種，三角形槽一般用于靜密封，矩形槽可用于靜密封也可用于動密封。三角形槽有30。和45。兩種，對于這兩種三角形槽，“O”型盤根的直徑為三角形斜邊的一半，若“O”型盤根的直徑為d。槽深則應(yīng)為0．75d。矩形槽假如用于靜密封，槽深應(yīng)為0．75d，槽寬應(yīng)為(1.3～1.4)d；矩形槽假如用于動密封，槽深則應(yīng)為(0.8～0.85)d。由于0.75與1.3的乘積近似等于l，矩形槽的斷面面積就近似等于d2，在選擇“O”型盤根直徑的時候，可采用簡便的計算方法，即取矩形槽斷面面積的平方根即為“O”型盤根的直徑。這種簡便計算對于對的加工的矩形槽是合用的，但對于槽深加工有誤差時就不合用了。31．推力軸承的作用是什么?答：無論是立式機組，還是臥式機組，都裝有推力軸承。這里說的“推力”是指軸向推力。在立式機組中，軸向推力有兩部分，即轉(zhuǎn)動部分的重力和作用在水輪機轉(zhuǎn)輪上的水推力；而臥式機組的軸向力就只有作用在水輪機轉(zhuǎn)輪上的水推力。對于立式水輪發(fā)電機組來說，推力軸承是極其重要的軸承。推力軸承的作用是承受運營中的水推力和轉(zhuǎn)動部分的重量，并保持轉(zhuǎn)動部分在高度上的穩(wěn)定。假如推力軸承發(fā)生故障或損壞，將有也許導(dǎo)致機組的損壞。32．推力軸承有哪些形式?答：推力軸承是應(yīng)用液體潤滑承載原理的機械結(jié)構(gòu)部件。大、中容量機組多采用擺動瓦塊、動壓的推力軸承，推力瓦的傾角可隨負(fù)荷和轉(zhuǎn)速的變化而改變，以產(chǎn)生適應(yīng)軸承潤滑的最佳油楔。(1)按支承結(jié)構(gòu)分，有彈性墊支承、彈性圓盤支承、活塞支承、彈簧支承、剛性支承、彈性油箱支承和平衡塊支承等多種形式。其中彈性墊支承只能用于小推力負(fù)荷的機組。我國生產(chǎn)的水輪發(fā)電機，多采用剛性支承、彈性油箱支承和平衡塊支承的推力軸承；彈簧支承和彈性圓盤支承的結(jié)構(gòu)目前僅見于國外生產(chǎn)的機組。(2)按油的循環(huán)冷卻方式分，重要有內(nèi)循環(huán)和外循環(huán)兩種形式。(3)按推力瓦冷卻方式劃分，有普通推力瓦和水冷推力瓦兩種形式。33．剛性支柱支承的推力軸承的結(jié)構(gòu)特點有哪些?答：這是一種使用較為普遍的結(jié)構(gòu)，雖然不同機組的軸承結(jié)構(gòu)會有一些局部的不同，但其基本結(jié)構(gòu)是相同的。其重要特點就是，推力瓦放在剛性支柱螺釘上，螺釘頭為一大半徑(R=1000～llOOmm)的球面，使推力瓦可在一定范圍內(nèi)自由偏轉(zhuǎn)，以適應(yīng)產(chǎn)生潤滑油楔的需要。支柱螺釘用35號優(yōu)質(zhì)碳素鋼或30Cr合金鋼制作，螺釘?shù)念^部經(jīng)熱解決，具有一定的硬度(硬度為HRC40～50)，尾部采用二級精度的二級細(xì)牙螺紋。在瓦的背面，鑲有一塊硬度較高的墊塊，多半用30Cr(或40Cr)合金鋼制作，這是為了在點接觸且又承載大的情況下，接觸處不致變形，從而保持推力瓦的靈敏度。調(diào)整支柱螺釘?shù)母叨?，可以使所有的推力瓦保持在同一水平面上，達(dá)成受力均勻的目的。支柱螺釘可以直接頂在瓦上，這樣的結(jié)構(gòu)，在承載以后，瓦的機械變形較大；所以多數(shù)情況下是在推力瓦與支柱螺釘之間裝有一個圓形的托盤，當(dāng)瓦承受載荷時，讓機械變形發(fā)生在托盤上，以減少推力瓦的變形。這種結(jié)構(gòu)的缺陷是調(diào)整受力比較麻煩；因此，過去多用在中、小型機組上。隨著軸瓦受力調(diào)整技術(shù)的改善，剛性支承已經(jīng)用于大負(fù)荷推力軸承上。圖1-5為一種可調(diào)節(jié)瓦負(fù)荷的剛性支承結(jié)構(gòu)。圖1-5可調(diào)節(jié)瓦負(fù)荷的剛性支承1-推力瓦；2-托盤；3-支承點；4-負(fù)荷校正元件；5-校正用的抗壓管；6-軸承座；7-下機架；8-頂起螺釘；9-油槽；10-百分表34．彈性油箱支承的推力軸承的結(jié)構(gòu)特點有哪些?答：這種支承結(jié)構(gòu)合用于大推力負(fù)荷的機組，如圖1-6所示。彈性油箱用整段圓鋼車制而成，有四波紋、三波紋和單波紋結(jié)構(gòu)，但大多數(shù)采用三波紋。油箱內(nèi)充滿一定壓力的油。油箱腔內(nèi)放有支鐵，并且，每段波紋間還安頓有環(huán)形墊鐵(由兩個半圓組成)，這是為了減少充油量，從而減小由于溫度變化而引起的油箱附加應(yīng)力；也防止萬一油箱出現(xiàn)漏油時，由這些墊鐵和支鐵承受負(fù)荷，不致導(dǎo)致支承結(jié)構(gòu)的破壞。各彈性油箱之間通過底盤的油溝或用鋼管接通，整個油壓系統(tǒng)需牢固密封。當(dāng)油箱承受軸向推力負(fù)荷時，運用油箱的軸向變形及油壓傳遞使每塊瓦受力均勻。油箱外面裝有保護(hù)套，用來保護(hù)油箱免受機械損傷，同時也作為剛性盤車時的支撐使用。一般在油箱上部裝有支柱螺釘，可以用它調(diào)整軸承的高程，但也有不裝支柱螺釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)，推力瓦直接放在油箱頂面上。彈性油箱支承結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是，在安裝時，對各瓦面的高度和水平面調(diào)整的精度規(guī)定不高，這是由于各瓦之間的不均勻負(fù)荷可通過油壓平衡；運營時的不均勻負(fù)荷由彈性油箱均衡，達(dá)成使每塊瓦的受力均勻的目的。其缺陷是：對油箱的材質(zhì)和制造工藝規(guī)定較高，制造加工工藝復(fù)雜，制導(dǎo)致本較高，因而現(xiàn)在已很少生產(chǎn)這種結(jié)構(gòu)了。圖1－6彈性油箱支承的外循環(huán)推力軸承l(wèi)一隔油罩；2一推力頭；3一鏡板；4－推力瓦；5一托瓦；6一葉輪泵；7一支柱螺釘；8一鎖定板；9一擋油管；10－噴管；ll一進(jìn)油環(huán)管；12一出油環(huán)管；13一支鐵；14一保護(hù)套35．平衡塊支承的推力軸承的結(jié)構(gòu)特點有哪些?答：推力瓦由互相搭接的鉸支梁支承(如圖1-7所示)，應(yīng)用杠桿原理傳遞不均勻力。在上平衡塊上裝有支柱螺釘，推力瓦放在支柱螺釘上，以保證推力瓦在運營中能靈活調(diào)整。平衡塊由普通碳素鋼制作，在上下平衡塊搭接處鑲有高硬度的鉻鋼塊(HRC50)，上平衡塊的鉻鋼塊為柱面，下平衡塊的鉻鋼塊為平面。在下平衡塊的下平面中間也鑲有一塊柱面的鉻鋼塊，與墊塊接觸。墊塊也要經(jīng)熱解決，硬度為HRC45。對以上這些接觸面的表面粗糙度規(guī)定比較高。圖l－7平衡塊支承對平衡塊的材質(zhì)規(guī)定比彈性油箱低，制造工藝也簡樸；但平衡塊的靈敏度，隨著轉(zhuǎn)速的增高而有所減少，所以這種結(jié)構(gòu)不合用于高轉(zhuǎn)速的機組。36．彈簧支承式推力軸承的結(jié)構(gòu)特點有哪些?答：這種結(jié)構(gòu)重要見于從國外引進(jìn)的機組上。軸瓦放在一簇彈簧上，對于大型機組，每塊推力瓦下面的彈簧數(shù)量也許多達(dá)近百個?？梢杂寐菪龔椈梢部梢杂玫螐椈桑瑘Dl一8為一種用蝶形片組裝的彈簧，圖1-9為螺旋彈簧。彈簧需要預(yù)壓縮，每個彈簧的高度和預(yù)應(yīng)力都要盡也許地近似相等，運用彈簧的變形特性，吸取不均勻負(fù)荷。在瓦的出油側(cè)彈簧放置得要密一些，逐漸向進(jìn)油側(cè)減少彈簧的數(shù)量，以便于形成液體潤滑的油楔。這種支承結(jié)構(gòu)，使推力軸承的其他部分相對變得簡樸了許多，推力瓦的機械變形也相對要??；但對彈簧的材質(zhì)和制造工藝規(guī)定較高。圖1－8蝶形片彈簧圖1－9螺旋彈簧37．彈性圓盤支承和活塞支承的推力軸承的結(jié)構(gòu)特點有哪些?答：彈性圓盤支承：軸瓦由兩個相對組合在一起的彈性圓盤支承，圓盤的球形曲面，可使瓦自由偏轉(zhuǎn)，以利于形成楔形油膜。圓盤的彈性變形可吸取瓦的不均勻負(fù)荷。活塞支承：每塊推力瓦放在一個油缸活塞上，油缸內(nèi)充油并以油管相連。各瓦之間的不均勻負(fù)荷，通過活塞的位移、油壓傳遞，使之達(dá)成均勻，其作用原理與彈簧油箱支承相似，但制造工藝較簡樸。油缸與活塞之間用“0”型圈密封，并配備一套漏油報警與再充油裝置。油缸底部容積小，高度只有5～lOmm，當(dāng)發(fā)生泄漏時，不致使油缸高程急劇變化。這兩種支承形式僅見于國外生產(chǎn)的機組。38．什么是內(nèi)循環(huán)和外循環(huán)?答：內(nèi)循環(huán)：油冷卻器安裝在推力油槽內(nèi)。油冷卻器的形式有多種，如立式、臥式、抽屜式等。油的循環(huán)動力，一般認(rèn)為來自三個方面，第一是粘附在旋轉(zhuǎn)件表面的油，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)成一定期被甩出；第二是鏡板下的部分熱油被甩出，這部分油的溫度很高，與前一部分油混合后通過冷油器冷卻；第三是由冷油器引起的冷、熱油對流，熱油上升，冷油下沉。以上這些，是機組設(shè)計時要考慮的，在檢修中不會發(fā)生太大的變化。檢修中要考慮的是，不要增長油循環(huán)的阻力，特別要注意循環(huán)油路的密封，如冷油器上面的穩(wěn)油板外緣，間隙應(yīng)盡也許小。轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)時，油槽內(nèi)的油面呈拋物面，外圓向上，假如密封不好，會導(dǎo)致動壓的損失。若密封較好，則這部分動壓會轉(zhuǎn)為靜壓，構(gòu)成所需的油循環(huán)動力。此外，軸承座與冷油器之間的隔板，也應(yīng)注意密封，避免冷、熱油短路。外循環(huán)：油冷卻器裝設(shè)在推力油槽外，用油管和一些裝置將它與油槽連接成循環(huán)回路。外加泵外循環(huán)裝置的安裝高程應(yīng)低于油槽底面，并需配置備用油泵，有的還配有使用直流電源的油泵，以提高軸承運營的可靠性。鏡板泵外循環(huán)是在鏡板(或推力頭)上加工數(shù)個徑向或后傾方向的泵孑L，構(gòu)成簡易離心泵。在鏡板的外緣裝有相稱于泵殼的集油槽，用以匯集熱油；在鏡板的內(nèi)緣裝有導(dǎo)流圈，相稱于油泵的吸油管。鏡板泵具有節(jié)省油泵和輔助設(shè)備，又能在機組起動時立即建立油循環(huán)的優(yōu)點，避免外加油泵因控制系統(tǒng)失靈導(dǎo)致的斷油事故。冷卻水圖l－10鏡板泵外循環(huán)冷卻系統(tǒng)1－導(dǎo)流圈；2一集油槽；3一壓力表；4一流量表；5一溫度計6一冷卻器；7一濾油器；8一示流繼電器39．熱互換器的作用及結(jié)構(gòu)是如何的?答：水輪發(fā)電機中的熱互換器有兩種：一是空氣冷卻器；二是油冷卻器。它們的作用都是用來將設(shè)備在運營中產(chǎn)生的熱量帶走，以免熱量聚集，導(dǎo)致設(shè)備的損壞。空氣冷卻器和油冷卻器的結(jié)構(gòu)相似，冷卻水管與兩端的承管板相連，承管板與端蓋形成水箱，在水箱內(nèi)增長隔板，改變水的循環(huán)回路。被冷卻介質(zhì)在管外，冷卻介質(zhì)在管內(nèi)流動，通過管壁互換熱量。過去，冷卻水管多用￠19×1的黃銅管，銅管與承管板的連接采用脹管的方式。由于設(shè)備在運營中的振動等方面的因素，脹管處容易出現(xiàn)泄漏；此外，黃銅是銅鋅合金，在使用中出現(xiàn)“脫鋅”現(xiàn)象，使銅管上留下針尖大的小孔，也產(chǎn)生泄漏；所以后來改用紫銅管，仍用脹管的方式與承管板連接。油冷卻器發(fā)生泄漏，水就會進(jìn)入油槽，使油質(zhì)劣化，影響機組的運營；并且在停機后，還會使油漏出。由于停機后往往關(guān)閉總供水閥，而上導(dǎo)和下導(dǎo)油槽均高于下游水面，于是油冷卻器的排水管就出現(xiàn)負(fù)壓，油槽內(nèi)的油就通過泄漏處排到下游?？諝饫鋮s器出現(xiàn)泄漏，會使發(fā)電機內(nèi)部潮濕，影響發(fā)電機的絕緣；空氣濕度大的時候，冷卻水管表面還會結(jié)露，同樣也會影響發(fā)電機的絕緣；所以，油冷卻器和空氣冷卻器在安裝前均應(yīng)按規(guī)定作耐壓實驗，并且對于機組內(nèi)部的容易產(chǎn)生冷凝水的管路，應(yīng)有防止結(jié)露的措施。我國的河流泥沙含量較高，長期運營后，一方面也許導(dǎo)致冷卻水管的堵塞，另一方面泥沙也對冷卻水管導(dǎo)致磨損，使管壁變薄，所以冷卻器的平均壽命約為8年，在泥沙嚴(yán)重的地方，還會大打折扣?，F(xiàn)在已改用薄壁不銹鋼管作冷卻水管，并且不再用脹管的方式，而是用焊接的方式，這樣冷卻器發(fā)生泄漏的也許性大為減少，使用壽命也大大延長。40．如何防止油槽中的油霧逸出?答：機組運營時，軸承位于發(fā)電機風(fēng)路的負(fù)壓區(qū)，油槽中產(chǎn)生的油霧，就會從油槽蓋的密封和內(nèi)擋油筒等處逸出，污染發(fā)電機，影響發(fā)電機的絕緣，影響機組安全運營；因此，油槽蓋和擋油管需要設(shè)立密封。(1)油槽蓋的密封有迷宮式、氣封迷宮式等幾種形式。1)在密封蓋加工出4—6道槽，使密封部位形成多次擴大與縮小的斷面，增大了局部流體阻力，使?jié)B漏的油氣混合體的壓力減小，從而防止油氣混合物從油槽蓋泄漏，這種形式為迷宮式。通常還在油槽蓋上端兩個槽內(nèi)，嵌人工業(yè)毛氈，既提高了密封效果，又防止外部雜物進(jìn)入。安裝時要注意毛氈與主軸間必須保存間隙，由于主軸在運營時的擺度，這個間隙還不能過??；不然毛氈與主軸摩擦，會使軸領(lǐng)發(fā)熱膨脹，相稱于減小了導(dǎo)軸瓦的間隙，對導(dǎo)軸承的運營會帶來較大的影響。2)氣封迷宮式設(shè)立兩層迷宮式密封，在兩層密封中間的空腔內(nèi)通入壓力空氣，使槽內(nèi)形成一定的靜壓，從而阻止油氣混合體向外泄漏。通常這個氣流引自發(fā)電機定子機座的外面，由于定子外面是發(fā)電機風(fēng)路系統(tǒng)的正壓區(qū)。(2)擋油管密封有單層擋油管、雙層擋油管及多層迷宮結(jié)構(gòu)幾種形式。1)在單層擋油管的上端裝焊一個短的圓筒即構(gòu)成雙層擋油管，使擋油管與旋轉(zhuǎn)件之間的間隙減小，相稱于一個阻旋裝置。2)多層迷宮結(jié)構(gòu)。這是一種將雙層擋油管和迷宮組合在一起的結(jié)構(gòu)，既運用了雙層擋油管的阻旋作用，又運用迷宮的擴大、縮小和拐彎的優(yōu)點，使油氣混合物的動壓頭極大地減小，不致泄漏。3)也有在油槽的下部，設(shè)立與油槽蓋相似的密封，防止油霧從擋油筒逸出。安裝時，應(yīng)保證密封與主軸間的間隙均勻。41．什么是擺度?答：一個轉(zhuǎn)動的物體，假如我們只研究它的轉(zhuǎn)動，而不研究隨著轉(zhuǎn)動而產(chǎn)生的其他運動，那么這個轉(zhuǎn)動物體肯定會有一根不轉(zhuǎn)動的線，這條線我們稱之為旋轉(zhuǎn)中心線，旋轉(zhuǎn)中心決定了轉(zhuǎn)動物體的位置。一個圓總是有它的幾何中心的，稱之為圓心，從圓心到圓周上的任意一點的距離都是相等的，一個圓形物體有一條幾何中心線。轉(zhuǎn)動著的圓形物體，只能是繞旋轉(zhuǎn)中心轉(zhuǎn)動，并不一定會繞幾何中心轉(zhuǎn)動。只有在尺寸絕對準(zhǔn)確，既滿足從圓心到圓周上的任意一點的距離都相等，且物體又是均質(zhì)的條件下，才有也許做到旋轉(zhuǎn)中心與物體的幾何中心線重合?，F(xiàn)實中，這一點是很難做到的；因此，在絕大多數(shù)的時候，圓形轉(zhuǎn)動物體的幾何中心線并不與旋轉(zhuǎn)中心線重合。假如轉(zhuǎn)軸是水平放置的，旋轉(zhuǎn)的時候，就可以看到軸在上下跳動；假如轉(zhuǎn)軸是垂直放置的，就可以看到軸在左右晃動，這種晃動所反映的就是圓形物體的幾何中心偏離旋轉(zhuǎn)中心的情況。假如發(fā)電機主軸的幾何中心線與旋轉(zhuǎn)中心線不重合，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，主軸的中心線就會繞著旋轉(zhuǎn)中心線轉(zhuǎn)動，看上去，仿佛是主軸中心線在旋轉(zhuǎn)中心線的兩邊擺動，所以稱其為擺度。擺度有兩種：一種是“盤車擺度”，另一種是“運營擺度”。(1)用機械力(或電動力、人力)使機組的轉(zhuǎn)動部分轉(zhuǎn)動，這就是“盤車”。在盤車時，為了使轉(zhuǎn)子沒有水平移動，需要用導(dǎo)軸瓦(或臨時導(dǎo)軸瓦)將轉(zhuǎn)子限制在某一位置轉(zhuǎn)動。一般都是抱住推力軸承所在位置的導(dǎo)軸瓦，其他導(dǎo)軸瓦松開，然后設(shè)法轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)子。很明顯，盤車時的旋轉(zhuǎn)中心線是由推力頭的外圓所決定的，并且這條旋轉(zhuǎn)中心線一定與鏡板的工作面垂直；但由于制造或安裝不良，主軸的幾何中心線不一定垂直于鏡板的工作面，或者法蘭連接時出現(xiàn)的不同心等，都會使其他部位的軸心不在以推力頭外圓所決定的旋轉(zhuǎn)中心線上，于是就出現(xiàn)擺度。這樣測量出來的值就叫做盤車擺度。抱住推力軸承所在位置的導(dǎo)軸瓦，松開其他導(dǎo)軸瓦的這種盤車檢查擺度的方法，多用在剛性支柱支承的推力軸承上。對于彈性油箱和平衡塊支承的推力軸承用這樣的方法時，需要增長一些輔助措施；沒有下導(dǎo)軸承的半傘式水輪發(fā)電機，也需要采用一些輔助措施。(2)機組運營時，轉(zhuǎn)動部分除了主軸的中心線與旋轉(zhuǎn)中心線不重合導(dǎo)致的擺度外，還會受到運營中產(chǎn)生的其他力的影響，如發(fā)電機的電磁拉力不平衡，水輪機的水力不平衡等。這些力也會使轉(zhuǎn)動部分的中心線偏離旋轉(zhuǎn)中心，從而產(chǎn)生擺度。這些因素導(dǎo)致的擺度都與轉(zhuǎn)動周期同步。除此以外，轉(zhuǎn)動部分在轉(zhuǎn)動時，由于導(dǎo)軸瓦有間隙，旋轉(zhuǎn)中心并不會永遠(yuǎn)在一個固定不變的地方，會有水平移動，它也會反映在擺度上，但是它不一定與轉(zhuǎn)動周期同步。由于這些擺度都是在機組運營中出現(xiàn)的，所以稱為運營擺度。除了制造質(zhì)量外，運營擺度在很大限度上也與安裝質(zhì)量有關(guān)。如發(fā)電機的空氣間隙不均勻；水輪機轉(zhuǎn)輪的密封環(huán)間隙不均勻；轉(zhuǎn)動部分的動不平衡等。運營擺度是盤車擺度和不平衡力導(dǎo)致的擺度的疊加。42．如何進(jìn)行盤車?答：為了檢查軸線或進(jìn)行其他的工作，有時需要轉(zhuǎn)動機組的轉(zhuǎn)動部分。設(shè)法將轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動起來的這個工作就稱作盤車。盤車的方法有多種，最常用的是機械盤車，其他尚有電動盤車、人力盤車等。由于電動盤車需要較多的設(shè)備，并且由于發(fā)電機空氣間隙不均勻的因素，電動盤車時，轉(zhuǎn)子容易被拉偏，測量出來的擺度值有誤差，因而電動盤車使用得并不多。盤車前，機組轉(zhuǎn)動部分處在中心位置，大軸應(yīng)垂直，推力軸承各推力瓦受力應(yīng)初調(diào)均勻，鏡板水平符合規(guī)定。機械盤車是運用廠房內(nèi)的橋式起重機，按機組的旋轉(zhuǎn)方向拉動轉(zhuǎn)子。對于懸式機組，一般采用圓盤式盤車工具，將盤車工具裝于推力頭的上方，鋼絲繩繞在圓盤上，并通過滑輪改變方向后掛在橋機的吊鉤上；對于大容量機組或傘式機組，制造廠一般已經(jīng)在轉(zhuǎn)子支臂上沿圓周分布焊有多個圓柱，將鋼絲繩繞于這些圓柱上，同樣需通過滑輪改變方向后與吊鉤相連。小型機組和有高壓油頂起裝置的機組，可直接用人力推動進(jìn)行盤車。也可在轉(zhuǎn)子的對稱方向掛兩個或四個鏈條葫蘆拉動轉(zhuǎn)子。無論采用哪種方式盤車，都要防止轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生水平位移，因而需要用推力軸承處的導(dǎo)軸瓦來限位，懸式機組用上導(dǎo)瓦，傘式機組則用下導(dǎo)瓦。限位軸瓦的間隙一般調(diào)整為0．03～0．05mm。轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)子時要保證推力瓦和導(dǎo)軸瓦的潤滑。一般情況下，多使用豬油作潤滑劑，在氣溫較高時(高于25℃)，也可用牛、羊油代替。使用前應(yīng)先將豬油加溫溶化，并保持溫度一段時間，再冷卻下來，一方面是為了去掉油中的水分，另一方面可使油中的雜質(zhì)沉到下面去，不致在盤車時損壞軸瓦或鏡板。用制動器頂起轉(zhuǎn)子，在推力瓦的瓦面上涂油，涂一次豬油，可以轉(zhuǎn)動兩圈。有高壓油頂起裝置的機組，可先在油槽內(nèi)注入少量的汽輪機油，盤車時，啟動高壓油泵向瓦面送人高壓油頂開鏡板，即可盤車；但要注意的是，應(yīng)將油泵停下以后再讀數(shù)。43．盤車擺度形成的因素有哪些?答：擺度是由于轉(zhuǎn)動部分的幾何中心與旋轉(zhuǎn)中心不重合導(dǎo)致的，在測量位置，兩者之間的差值就是該處的擺度值δ。很明顯，擺度值δ的大小與加工質(zhì)量及安裝質(zhì)量有關(guān)。懸式發(fā)電機的推力頭，一般都是套在軸上的，假如加工質(zhì)量不好，或者鍵沒有解決好，就會導(dǎo)致推力頭與主軸的不同心；假如鏡板的兩個面的平行度較差，或由于卡環(huán)的因素，都會使主軸與鏡板的工作面不垂直，導(dǎo)致下導(dǎo)(或水導(dǎo))處的軸心偏離旋轉(zhuǎn)中心，形成擺度。傘式發(fā)電機，除了很少數(shù)機組有將推力頭套在軸上的這種結(jié)構(gòu)外，大多數(shù)機組是將推力頭和主軸分別與轉(zhuǎn)子中心體相連接的，這時，除了主軸與鏡板的工作面不垂直導(dǎo)致擺度外，也尚有兩者的不同心形成的擺度。因此，導(dǎo)致盤車擺度的因素來自兩個方面，一是主軸和推力頭不同心，二是主軸中心線與鏡板的工作面不垂直。一般情況下，盤車擺度都是由這兩方面的因素綜合而成的。機組的軸線就是機組轉(zhuǎn)軸的各段幾何中心線的連接，以及該線與鏡板工作面及法蘭結(jié)合面構(gòu)成的空間角度關(guān)系。機組的轉(zhuǎn)動部分是多段連接而成的，在每一個連接處，都有發(fā)生不垂直和不同心的也許，這就使軸線成了一條較復(fù)雜的折線。機組軸線是用盤車的方式并通過測量上導(dǎo)軸承、下導(dǎo)軸承、集電環(huán)、勵磁機、聯(lián)軸法蘭及水導(dǎo)軸承的擺度值擬定的。機組運營時，假如存在軸線的曲折，將會使各部件產(chǎn)生偏擺；由于機組軸線不垂直，在運營中對推力軸承將產(chǎn)生周期性的不均勻負(fù)載，同時擺度過大對水導(dǎo)軸承及其密封也有很大的影響，致使機組處在不穩(wěn)定狀態(tài)。因此，機組總裝后，為保證穩(wěn)定可靠運營，應(yīng)當(dāng)使軸線盡也許地接近抱負(fù)中心位置，并將機組軸線調(diào)整到與鏡板工作面互相垂直的狀態(tài)。44．如何對剛性支承推力軸承進(jìn)行盤車測擺度?答：測量擺度，就是要找出轉(zhuǎn)軸的幾何中心與旋轉(zhuǎn)中心偏離值的大小及方位。顯然，直接作這樣的測量是不也許的，只能運用轉(zhuǎn)軸的表面來測量。因此，盤車測量擺度的前提是：轉(zhuǎn)軸應(yīng)當(dāng)是一個標(biāo)準(zhǔn)圓，即轉(zhuǎn)軸的中心到轉(zhuǎn)軸的表面上任何一點的距離都是相等的，這才可以用測量轉(zhuǎn)軸的表面來代替測量轉(zhuǎn)軸的中心。在轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動時，轉(zhuǎn)軸表面相對于固定點的距離變化就反映了轉(zhuǎn)軸中心對旋轉(zhuǎn)中心的變化。擺度測量工作，一般是在需要測量擺度的部位，+X和+Y方向各裝設(shè)一塊百分表，用機械力(或電動力、人力)使轉(zhuǎn)動部分轉(zhuǎn)動，每轉(zhuǎn)動45。停下來讀數(shù)，轉(zhuǎn)動一圈，每塊表就有8個讀數(shù)，然后根據(jù)這8個讀數(shù)計算出擺度值，兩塊表的讀數(shù)值可互為驗算。為減少誤差，一般都是旋轉(zhuǎn)兩圈，并用第二圈的數(shù)值計算。這種測量方法是我國數(shù)年來一直沿用的方法，我們姑且稱其為“兩表八點法”。根據(jù)擺度的基本現(xiàn)象，也可以用其他方法測擺度。如圖l—11所示，假設(shè)O點是旋轉(zhuǎn)中心，轉(zhuǎn)軸的中心為O1點，兩者之間的距離為δ，δ可以分解為δX和δY，兩個值。在某一固定位置(如+Y方向)裝設(shè)一塊百分表，并將百分表調(diào)至零位。然后設(shè)法轉(zhuǎn)動主軸，假設(shè)轉(zhuǎn)動過程中軸沒有平移，轉(zhuǎn)過180。以后，O1點就運動到了02的位置。從圖中可以看出，這時百分表的讀數(shù)應(yīng)當(dāng)是2倍δY，的值。假如在轉(zhuǎn)動以前裝設(shè)兩塊百分表(即在+X方向增設(shè)一塊百分表)，那么，轉(zhuǎn)過180。以后，+Y方向的百分表讀數(shù)為2δY，而+X方向的百分表讀數(shù)則為2δX。將δX和δY，，合成就得到了主軸幾何圖1－11盤車擺度示意圖中心偏離旋轉(zhuǎn)中心的值，即擺度值，同時也可以根據(jù)δX和δY，，計算出轉(zhuǎn)軸的偏擺方位。這種測量方法只需將轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動半圈，就可以得到擺度值，再轉(zhuǎn)動半圈，以檢查是否復(fù)原。相對于“兩表八點法”，可以稱其為“兩表兩點法”。當(dāng)然也可以只裝一塊百分表，每轉(zhuǎn)動90。停下來讀數(shù)，同樣能得到擺度值，這種方法也可以稱為“一表四點法”。不管用哪種方法測量，都要注意以下幾個方面：(1)這種測量是將轉(zhuǎn)軸當(dāng)成標(biāo)準(zhǔn)圓的，轉(zhuǎn)軸是測量的基準(zhǔn)。由于加工的誤差，軸不也許是一個絕對的圓，所以測量得到的擺度值中是包含了軸的加工誤差在內(nèi)的。對于這個問題，無論采用什么方法測量，都不可避免；因此，在測量擺度時，應(yīng)盡量選擇規(guī)則的加工面作為測量點。(2)讀數(shù)時，轉(zhuǎn)子要停下來，不要在轉(zhuǎn)動過程中讀數(shù)。假如是運用高壓油頂起裝置進(jìn)行盤車，還應(yīng)停下油泵。轉(zhuǎn)子停下來后，要在水導(dǎo)處以人力推動大軸，以檢查轉(zhuǎn)動部分是否靈活，是否有異物妨礙轉(zhuǎn)動；特別是采用電動盤車時，更要注意這一點。(3)上下各測點處的百分表要裝在同一方位，即上下的表要對齊。推力軸承所在處的百分表，是用來監(jiān)視轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)動中發(fā)生的水平位移的，其他部位百分表的讀數(shù)要減去這個讀數(shù)，才是實際的擺度值。45．如何對非剛性支承推力軸承盤車測擺度?答：無論是用電動力盤車，還是用機械力盤車，總是要在轉(zhuǎn)子的切線方向上作用力，才干使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動；但要使施加在轉(zhuǎn)子兩邊的力絕對相等是很困難的，當(dāng)兩邊的力不平衡時，就會將轉(zhuǎn)子拉偏，這也就是為什么測擺度不能在轉(zhuǎn)動中讀數(shù)的因素。對于剛性支承的推力軸承，只要停止施加這種不平衡的力，轉(zhuǎn)子還能返回到中間位置；但彈性支承的推力軸承，轉(zhuǎn)子就不容易返回了，由于彈性支承能吸取不均勻力，這樣一來，盤車測量的數(shù)值會有較大的誤差。因此，對于彈性支承的推力軸承，盤車時，應(yīng)設(shè)法將彈性支承變?yōu)閯傂灾С?。彈簧油箱的外面設(shè)計有一保護(hù)套，此保護(hù)套一方面對彈簧油箱起保護(hù)作用，另一方面也作為盤車時的剛性支承使用，將保護(hù)罩旋到底，使之變成剛性支承，就可以用與剛性支承推力軸承的相同方式盤車。對于平衡塊支承的推力軸承，盤車時可先用楔子將下平衡塊楔住，使其變成剛性支承，然后盤車。剛性盤車合格后，還要進(jìn)行彈性盤車，將上導(dǎo)和下導(dǎo)的軸瓦間隙都調(diào)至0．03－0．05mm，在鏡板的外緣架百分表，盤車檢查鏡板的軸向擺度，應(yīng)不超過表1－3規(guī)定的值。表1－3推力軸承鏡板允許的軸向擺度鏡板直徑(m)軸向擺度(mm)鏡板直徑(m)軸向擺度(mm)<2．O0.10>3.5O．202．O～3.50.15彈性盤車也是綜合檢查機組軸線和各彈性油箱受力情況的一種方法，可以校核剛性盤車的結(jié)果。彈性盤車時，各彈性油箱受力應(yīng)一致。彈簧支承的推力軸承，用剛性支承推力軸承的相同方式盤車。對于沒有下導(dǎo)軸承的半傘式機組，在用上導(dǎo)作為限位軸承進(jìn)行剛性盤車后，也應(yīng)當(dāng)用與彈性盤車的相同方式進(jìn)行校核。即抱住水導(dǎo)瓦和上導(dǎo)瓦，盤車檢查鏡板的軸向擺度。46．盤車擺度值如何計算?答：由于“兩表八點法”是我國數(shù)年來沿用的方法，其計算方法在許多書本中都有介紹；因此，這里以“兩表兩點法”為例說明計算方法：在軸的表面上，從+Y位置開始，等分四點，并按順時針方向編號，作好標(biāo)記。在固定部分的+X、+Y方向各裝一塊百分表，+Y方向的表對準(zhǔn)的是1點，+X方向的表對準(zhǔn)的是2點。將兩塊百分表的大針調(diào)至零位，并使百分表的小針對準(zhǔn)某一整數(shù)位，如5mm(這是為了偏擺超過lmm時不致發(fā)生誤差)，記下此時百分表的讀數(shù)a1、a2(這兩個數(shù)為0或5.00)。使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)180°后，這時候+Y方向的表對準(zhǔn)的是3點，+X方向的表對準(zhǔn)的是4點，停下轉(zhuǎn)子后記錄百分表的讀數(shù)，并將此讀數(shù)值減去推力頭處的同方位百分表的讀數(shù)值，得到a3、a4的值。再將轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動180°，兩塊百分表應(yīng)當(dāng)回到零位。假如有較大的誤差，應(yīng)作全面檢查，找出產(chǎn)生誤差的因素并消除，然后重新盤車。根據(jù)得到的a1、a2、a3、a4值計算盤車擺度。(1、2、3、4為軸上的編號)假如計算出來的δX和δY，的值為正，且轉(zhuǎn)子又回到了起始位置，則主軸偏在正方向，反之，則在負(fù)方向。α為最大擺度的方位與+X軸的夾角，角度以+X軸為始邊，逆時針旋轉(zhuǎn)為正。由于三角函數(shù)表查找的角度范圍為0°～90°，所以還應(yīng)參照δX和δY，的正、負(fù)號決定最大擺度在哪一個象限，即是否需要在計算出α值以后再加上180°。如：計算出的α值為負(fù)，并且δX的值為負(fù)，而δY，的值為正，則最大擺度的方位在第二象限，角度值為α+180°。又如：計算出的α值為正，且δX的值為負(fù)，并且δY，的值也為負(fù)，則最大擺度的方位應(yīng)當(dāng)在第三象限，角度值也為α+180°?？梢杂孟嗤霓k法測量并計算出各處(如上導(dǎo)、下導(dǎo)、法蘭、水導(dǎo)、滑環(huán)等)的擺度值及方位，并按一定的比例標(biāo)注在平面直角坐標(biāo)上，假如自上而下將標(biāo)注出來的點逐點連接，這根曲線就是軸線的水平投影，這張圖就稱為軸線的水平投影圖。測量水輪機轉(zhuǎn)輪的擺度無法使用百分表，需要用塞尺測量密封環(huán)間隙，可在固定密封環(huán)的+X、+Y處測量間隙，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)180°以后仍在此處測量。需要注意的是，塞尺測得的數(shù)和用百分表測量的數(shù)，正、負(fù)值恰恰相反，由于百分表的讀數(shù)為正值時，表白軸偏在同方向，而用塞尺測量，得到大數(shù)卻反映轉(zhuǎn)輪偏在反方向。所以在計算轉(zhuǎn)輪的擺度時要注意正、負(fù)號的變化，在計算空氣問隙時也同樣要注意這個問題。假如采用“一表四點法”，計算方法和上面相同；但要注意的是，軸上的編號是按順時針編的，而盤車時多半也是順時針旋轉(zhuǎn)，所以轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)90°以后，讀數(shù)值應(yīng)當(dāng)