1、四川宜賓伊力集團橫江發(fā)電公司大魚孔電站燈泡貫流式水輪機簡介初步認(rèn)識燈泡貫流式水輪發(fā)電機結(jié)構(gòu)l 貫流式水輪機的導(dǎo)葉和轉(zhuǎn)輪間的水流基本上無變向流動，加上采用直錐形尾水管，排流不必在尾水管中轉(zhuǎn)彎，所以效率高，過流能力大，比轉(zhuǎn)數(shù)高，特別適用于水頭為320米的低水頭電站。這種水輪機裝在潮汐電站內(nèi)還可以實現(xiàn)雙向發(fā)電。這種水輪機有多種結(jié)構(gòu)，使用最多的是燈泡式水輪機。l 燈泡式機組的發(fā)電機裝在水密的燈泡體內(nèi)。其轉(zhuǎn)輪既可以設(shè)計成定槳式，也可以設(shè)計成轉(zhuǎn)槳式。世界上最大的燈泡式水輪機(轉(zhuǎn)槳式)裝在美國的羅克島第二電站，水頭12.1米，轉(zhuǎn)速為85.7轉(zhuǎn)/分，轉(zhuǎn)輪直徑為7.4米，單機功率為54兆瓦，于1978年投入運行

2、。 大魚孔電站水輪機簡介一、水輪機的工作原理l 水輪機是水力發(fā)電的原動機，它的作用是將水流的能量轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)機械能的機器。l 水輪機的工作過程：水流進(jìn)入水輪機后，水流的能量傳遞給水輪機，再變成隨主軸旋轉(zhuǎn)的機械能。反映水輪機工作的參數(shù)主要有：水輪機工作水頭、水輪機流量、水輪機的出力、水輪機效率、水輪機轉(zhuǎn)速和水輪機的轉(zhuǎn)輪直徑等。l 水流的機械能是水量和水流單位機械能的乘積。即E=9.81QHt,或者表達(dá)為水的流量、水頭、水的密度、重力加速度與水流通過時間的的乘積。二、水輪機基本參數(shù)我廠水輪機采用東風(fēng)電機廠有限公司生產(chǎn)的GZ995-WP-450型貫流式水輪機。2.1 工作水頭最大水頭 8.0m

3、最小水頭 3.21m額定水頭 7.7m 加權(quán)平均水頭 7.67m汛期加權(quán)平均水頭 7.45m2.2 功率額定功率 10.36MW2.3 轉(zhuǎn)速額定轉(zhuǎn)速 100r/min飛逸轉(zhuǎn)速(非協(xié)聯(lián)工況） 313r/min2.4 額定流量 145.4m3/s2.5 額定工況點效率 94.0%2.6 允許吸出高度 -5.5m2.7 軸向水推力正向水推力 111t 反向水推力 149t2.8 安裝高程 305.5m三、燈泡貫流式水輪機結(jié)構(gòu) 水輪機本體包括轉(zhuǎn)輪、轉(zhuǎn)輪室、座環(huán)、尾水管、導(dǎo)水機構(gòu)、流道蓋板、主軸、主軸密封、水導(dǎo)軸承、組合軸承、接力器、受油器及油管、水氣管路、儀表管路、地板扶梯等。1.尾水管 尾水管里襯是

4、防止水流對混凝土尾水管直接沖刷而設(shè)置的金屬襯板，由鋼板卷制而成，在距上游進(jìn)口處設(shè)有四只測壓頭作為電站測試水壓之用。里襯裝有尾水管進(jìn)人門。尾水管里襯下半部分裝有安裝用支腿。以備安裝調(diào)整使用。 尾水管的作用：1.把從轉(zhuǎn)輪出來的水流平穩(wěn)的引向下游；2、使水輪機多利用一部份水頭；3、使水輪機多利用一部份水流動能。2.座環(huán) 座環(huán)是機組的主要支撐，承受機組大部分重量，水的壓力、浮力、正反向推力、發(fā)電機扭矩等，并將這些負(fù)荷傳遞到基礎(chǔ)混凝土上，因而有足夠的強度，剛度。泡頭下部側(cè)向支撐作為輔助支撐。 座環(huán)承受機組主要重量并作為安裝時的基準(zhǔn)，上部豎井、下部豎井有足夠的尺寸，同時作為檢修、進(jìn)人及油、水、氣、電纜的通

5、道。 3.導(dǎo)水機構(gòu) 結(jié)構(gòu)作用：導(dǎo)水機構(gòu)為圓錐式，16只具有空間曲面的導(dǎo)葉成65錐角組成封閉的多棱錐面。主要功能是使水流在進(jìn)入轉(zhuǎn)輪前產(chǎn)生環(huán)量，并根據(jù)機組功率的需要調(diào)節(jié)流量，水輪機停止運行時，導(dǎo)葉關(guān)閉切斷水流。 組成：由外配水環(huán)、內(nèi)配水環(huán)、導(dǎo)葉、控制環(huán)、壓環(huán)、套筒、導(dǎo)葉臂、傳動機構(gòu)、重錘裝配及鎖錠裝置等組成。 導(dǎo)水：通過調(diào)節(jié)導(dǎo)葉開度可調(diào)節(jié)機組轉(zhuǎn)速、功率。關(guān)導(dǎo)葉時則可切斷水流使機組停機。導(dǎo)葉軸套采用具有自潤滑性能的鋼背復(fù)合材料，分別安裝在內(nèi)、外配水環(huán)上。為測量導(dǎo)葉后外配水環(huán)內(nèi)水壓力設(shè)有四只測壓頭。 控制環(huán)上懸掛有 12.5T的重錘，可在正常停機或調(diào)速系統(tǒng)故障時靠重錘作用來關(guān)閉導(dǎo)葉，保證機組安全。 傳

6、動機構(gòu)：由導(dǎo)葉臂、連板與控制環(huán)、導(dǎo)葉組成為一空間運動系統(tǒng)，連板機構(gòu)采用球形付，磨擦面為鋼對銅，定期注入潤滑脂,在導(dǎo)葉處設(shè)有拉斷銷,相隔布置。當(dāng)導(dǎo)葉間有異物卡住不能關(guān)閉時，拉斷銷被拉斷而保證了其它零件不至損壞，拉斷銷拉斷時能自動發(fā)出信號，以便進(jìn)行停機并更換損壞的拉斷銷。4.轉(zhuǎn)輪 轉(zhuǎn)輪是水輪機的重要部件，通過它將水流的能量轉(zhuǎn)換為機械能，再通過主軸傳給發(fā)電機轉(zhuǎn)換為電能。轉(zhuǎn)輪由四個葉片、轉(zhuǎn)輪體、轉(zhuǎn)輪體芯、葉片傳動機構(gòu)等組成，輪轂比為0.36。 槳葉密封采用“V”、“X“型橡膠組合密封，在不拆卸槳葉的情況下，可以更換密封。槳葉密封將作整體耐壓試驗，以保證不漏油、不滲水。 轉(zhuǎn)輪體內(nèi)油壓由輪轂高位油箱保持，

7、大于上下游水位壓力。轉(zhuǎn)輪體上設(shè)有排油、排氣裝置。 槳葉操作系統(tǒng)由接力器缸、活塞、轉(zhuǎn)臂、連桿等組成，采用缸動式結(jié)構(gòu)，活塞固定不動，來自受油器開關(guān)腔的壓力油通過接力器缸的運動，帶動連桿、轉(zhuǎn)臂操作葉片轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)輪接力器額定操作油壓為6.3MPa。5.轉(zhuǎn)輪室 轉(zhuǎn)輪室包括基礎(chǔ)環(huán)、伸縮節(jié)。轉(zhuǎn)輪室為鋼板焊接結(jié)構(gòu)，有足夠的強度和剛度。轉(zhuǎn)輪室與葉片配合面為球面，球面段一般采用整體不銹鋼板熱壓成形，為了便于安裝，分上、下兩半。 基礎(chǔ)環(huán)上裝有伸縮節(jié)，后部焊在尾水管上，它是伸縮節(jié)、轉(zhuǎn)輪室的基礎(chǔ)，要求與管形座具有一定的同軸度及平行度要求?；A(chǔ)環(huán)采用鋼板焊接結(jié)構(gòu)，在安裝調(diào)整軸線后，下游端與尾水管里襯補焊牢?；A(chǔ)環(huán)要承受轉(zhuǎn)輪

8、室傳來的水力振動，因而要求與混凝土結(jié)合牢固。 在轉(zhuǎn)輪室與基礎(chǔ)環(huán)之間設(shè)有圓形膠條密封及伸縮節(jié)，軸向調(diào)節(jié)量為15mm。6.主軸主軸由主軸、聯(lián)軸螺釘護罩及主軸護罩組成。水輪機與發(fā)電機共用一根軸，兩端有法蘭分別與轉(zhuǎn)輪體及發(fā)電機軸相聯(lián)。7.水導(dǎo)軸承 采用動靜壓結(jié)合式油膜軸承，軸瓦采用軸承合金材料，為分半結(jié)構(gòu)，內(nèi)徑610mm，瓦長500mm，總間隙為0.40.58mm。動壓運行，靜壓啟動，機組在啟動及停機過程中由高壓油系統(tǒng)將機組的轉(zhuǎn)動部分頂起； 水導(dǎo)軸承內(nèi)不設(shè)冷卻器，軸承由重力油箱系統(tǒng)供給循環(huán)油，軸瓦可以從進(jìn)人豎井單獨吊出進(jìn)行檢修。軸承兩端的端蓋上設(shè)有防漏油，防進(jìn)水的密封裝置。8.主軸密封 主軸密封是防止

9、流道內(nèi)壓力水通過轉(zhuǎn)動與靜止部分之間的間隙漏至燈泡體內(nèi)部，它由主軸工作密封和檢修密封組成。密封的設(shè)計可在不拆水輪機徑向軸承的情況下調(diào)整、更換密封。 主軸工作密封采用聚四氟乙稀盤根密封形式，并將漏水通過水箱下部的排水管排到集水井。為防止密封材料磨損主軸，在主軸上裝有不銹鋼襯套和清潔水潤滑。 檢修密封采用空氣圍帶式密封，停機或檢修時，圍帶內(nèi)通入壓縮空氣以便圍帶擴脹，防止水進(jìn)入燈泡體內(nèi)。9.受油器 受油器裝在發(fā)電機定子上，采用浮動瓦結(jié)構(gòu)，由受油器體、受油器座、前油箱、操作油管裝配等組成。 受油器將來自調(diào)速器主配壓閥的開、關(guān)腔壓力油管通過操作油管（裝配的內(nèi)外油管）與轉(zhuǎn)輪的活塞相通，構(gòu)成操作轉(zhuǎn)輪葉片轉(zhuǎn)動的

10、供油系統(tǒng)，其額定工作油壓6.3MPa。 受油器設(shè)有漏油回收和排出裝置，槳葉接力器位移指示裝置，受油器與發(fā)電機所有聯(lián)接處都設(shè)有絕緣材料。受油器轉(zhuǎn)動與固定部分留有一定的反向推力位移裕量。10.組合軸承 組合軸承由正、反推力軸承和徑向軸承組成。由鏡板承受正、反推力，正推力瓦共8塊，采用剛性支撐，反向推力瓦共8塊，采用橡膠墊支撐方式。推力軸承采用動壓運行，浸油潤滑冷卻方式，油槽內(nèi)充滿油，推力軸承潤滑油由正推力進(jìn)油與反推力進(jìn)油組成進(jìn)入油槽，由油槽上部排出至液壓泵站。正、反推力瓦均為彈性金屬料瓦。 徑向軸承采用分半結(jié)構(gòu)，徑向軸承設(shè)有靜壓減載裝置，在機組起動時或停機時；機組轉(zhuǎn)速達(dá)到額定的95%時投入。徑向軸

11、承采用動壓運行，靜壓起動和停機的方式。為適應(yīng)主軸的撓度變化，根據(jù)軸系計算結(jié)果，對徑向軸承的大法蘭進(jìn)行偏車，以保證機組在運行工況下，主軸和徑向軸承基本垂直。徑向軸承瓦面為巴氏合金。 徑向軸承潤滑油來自重力油箱，排入軸承油槽。軸承潤滑油采用強迫外循環(huán)冷卻方式，潤滑油由重力油箱經(jīng)管道引入軸承，潤滑軸承后，熱油分兩路經(jīng)管道匯入液壓泵站，液壓泵站用油泵將熱油經(jīng)冷卻器送至重力油箱，以此循環(huán)往返。11.流道蓋板及發(fā)電機進(jìn)人筒 流道蓋板：為鋼板焊接結(jié)構(gòu)，由框架、蓋板和導(dǎo)水板三部分組成?？蚣芩膫?cè)應(yīng)有與混凝土牢固聯(lián)接的錨具。蓋板與框架采用法蘭聯(lián)接，接合面有止漏措施，導(dǎo)水板與框架采用螺栓聯(lián)接。 進(jìn)人孔：發(fā)電機艙進(jìn)人

12、孔設(shè)在頂罩上方，進(jìn)人孔有足夠的尺寸作為檢修、進(jìn)人及油、水、氣、勵磁電纜的通道。孔內(nèi)設(shè)有爬梯，并有防滑處理。進(jìn)人孔采用鋼板焊接而成，其底部與頂罩把合成一體，上部穿出流道蓋板。12.導(dǎo)葉接力器 采用兩只后鉸式直缸接力器，額定操作油壓6.30Mpa，行程為706mm，與機組水平中心線成45布置。它由接力器缸、活塞、推拉桿及前后缸蓋等組成。接力器保證在水輪機運行范圍內(nèi)都能可靠地操作導(dǎo)葉，調(diào)速器事故時靠重錘關(guān)閉導(dǎo)葉。接力器設(shè)有導(dǎo)葉機械液壓分段關(guān)閉裝置。13.重力油箱系統(tǒng)及軸承高低壓油管路 水導(dǎo)軸承裝置和組合軸承都采用動靜結(jié)合式軸承，徑向軸承起動和停機用的液壓減載裝置所需的高壓油來自高壓泵組，高壓油管由液壓泵站引出，由座環(huán)下部進(jìn)人洞引至徑向軸承底部，高壓管路中設(shè)有濾油器，單向閥等元件。 高位潤滑油箱提供各軸承正常運行和事故停機的潤滑、冷卻用油。軸承潤滑油采用強迫外循環(huán)冷卻方式，軸承潤滑油由重力油箱從座環(huán)上部進(jìn)人筒經(jīng)管路進(jìn)入組合軸承，水導(dǎo)軸承內(nèi)，熱油從排油管路流至軸承回