水轮机培训经典实用课件
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水轮发电机油、水、气系统培训课件
第四部分 机组气系统结构原理
气系统由空气围带供气和发电机制动供气两部分组成
4.1 空气围带供气
当检修主轴密封或长时间停机时，操作电磁空气阀使围带充气密封。围带供气气压为 0.5～0.7MPa，供气量为3L/次，进气口设有压力开关供监视，机组启动前应关闭供气阀， 打开排气阀，排除围带中的压缩空气。 4.2 发电机制动供气
机组的稳定性。
水轮机主要由以下几个部分组成：（1）埋入部分：管型座、尾水管里衬、发电机框架 等；（2）固定部分：导水机构、转轮室等；（3）转动部分：转轮、主轴、水导水封、受油 器等；（4）油、水、气等辅助系统及辅助设备。
1.2 发电机结构特点
在发电机整体结构上，根据厂家发电机的技术优势，充分考虑石虎塘发电机中容量、低 转速的特点，采用具有足够轴系稳定裕量的两导轴承支撑结构。定子机座、转子中心体、 轴承支架、灯泡头等采用具有足够的强度和刚度，以保证机组运行的安全可靠性。同时考 虑总体布置和分部件维护的简便性。 根据发电机结构说明，发电机主要由定子、转子、组合轴承、通风冷却系统、灯泡头、 支撑、自动化系统及其他辅助部件组成。 1.3 机组辅机结构特点
第三部分 机组水系统结构原理
水系统由冷却水供水系统、机组排水系统、水力监测系统等部分组成 3.1 冷却水供水系统 （1）发电机冷却水系统的取水方式是前流道取水循环冷却机组，由技术供水泵、6只
空气冷却器、管路、管路附件及流量、压力测量等自动化元件组成。每只空气冷却器前后
设闸阀，并配有排气、排水管口。 空气冷却器水循环路径为：技术供水泵→空冷器→总出水管→进口流道。 （2）每台机组设有2台轴承油冷器，并联方式布置，布置在轴承回油箱外。技术供水 系统提供油冷器冷却水。油冷器设计裕量充分，保证油冷器能安全稳定运行，油冷却器出 口处设流量信号器和流量调节阀，前后设球阀，并配有排气、排水管路。 轴承油冷却器水循环路径为：技术供水泵→油冷却器→进口流道。
水轮机上学.ppt
❖ 调速柜的作用： 以转速偏差为依据，迅速自动地调节导叶开度，已 达到改变出力恢复转速的目的。
调速系统
油压装置
调速柜主要有以下几个部分组成：
❖ 测量机构：测量机组转速偏差，并把偏差信号转变 为位移信号，然后输出。
❖ 放大机构：(引导阀+辅助接力器、主配阀+主接力 器，二级放大)：位移变化→油压变化。
❖ 执行机构：主接力器，控制导叶开度，改变流量 ❖ 反馈机构：缓冲器和杠杆机构，当调节使=时，反
馈信号使调节停止。
❖ 油压设备的作用：供给调速器压力油，传递操作力。 由压力油罐、回油箱、油泵、输油管、附件等组成。
❖ 额定工作油压分为两种：有的电站采用低油压，为 2.5MPa；有的电站采用高油压，为4.0MPa。
数字式电液调速器监控系统主界面
数字式电液调速器油压装置显示画面
2、按调节机构数分 单调：一个导叶起闭机构，如混流和轴流定浆机组 双调：有两个调节机构(导叶开度，叶片转置角)，
ZZ、CJ（针阀、折流板转动） 3、按大小（容量） 大型：活塞直径80mm以上 中型：操作功10000Nm~30000Nm 小型：操作功小于10000Nm，特小：小于3000Nm
❖ 包括：调速柜、接力器、油压装置 ❖ 中小型调速器是将上面的三部分结合在一起，成
为一个整体设备，以主接力器的工作容量(也称为 调速功)为表征组成标准系列。用调速功来进行选 择。 ❖ 对大型调速器，三者是分开的，并且互不配套， 需要分别进行选择。大型调速器的表征值是主配 压阀直径，因此需要先求出主接力器容积，再计 算主配压阀直径。
❖ 调速器工作时的高油压来自油罐，低压侧的油通过 回油管路进入回油箱。
❖ 当油压降低到正常工作油压下限(2.3~2.7MPa)时， 油泵自动启动，将回油箱内的油泵入压力油罐，油 压达到正常工作油压上限时，油泵停止工作。
调速系统
油压装置
调速柜主要有以下几个部分组成：
❖ 测量机构：测量机组转速偏差，并把偏差信号转变 为位移信号，然后输出。
❖ 放大机构：(引导阀+辅助接力器、主配阀+主接力 器，二级放大)：位移变化→油压变化。
❖ 执行机构：主接力器，控制导叶开度，改变流量 ❖ 反馈机构：缓冲器和杠杆机构，当调节使=时，反
馈信号使调节停止。
❖ 油压设备的作用：供给调速器压力油，传递操作力。 由压力油罐、回油箱、油泵、输油管、附件等组成。
❖ 额定工作油压分为两种：有的电站采用低油压，为 2.5MPa；有的电站采用高油压，为4.0MPa。
数字式电液调速器监控系统主界面
数字式电液调速器油压装置显示画面
2、按调节机构数分 单调：一个导叶起闭机构，如混流和轴流定浆机组 双调：有两个调节机构(导叶开度，叶片转置角)，
ZZ、CJ（针阀、折流板转动） 3、按大小（容量） 大型：活塞直径80mm以上 中型：操作功10000Nm~30000Nm 小型：操作功小于10000Nm，特小：小于3000Nm
❖ 包括：调速柜、接力器、油压装置 ❖ 中小型调速器是将上面的三部分结合在一起，成
为一个整体设备，以主接力器的工作容量(也称为 调速功)为表征组成标准系列。用调速功来进行选 择。 ❖ 对大型调速器，三者是分开的，并且互不配套， 需要分别进行选择。大型调速器的表征值是主配 压阀直径，因此需要先求出主接力器容积，再计 算主配压阀直径。
❖ 调速器工作时的高油压来自油罐，低压侧的油通过 回油管路进入回油箱。
❖ 当油压降低到正常工作油压下限(2.3~2.7MPa)时， 油泵自动启动，将回油箱内的油泵入压力油罐，油 压达到正常工作油压上限时，油泵停止工作。
水轮机构造实用PPT课件PPT课件
节），H、N变化时，水轮机具有较高的效率。
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2. 转轮构造
➢ 轴流式水轮机除转轮外，其它部件与混流式相似 ➢ 组成：叶片、轮毂、主轴、泄水锥、转动机构
53
第53页/共79页
2. 转轮构造
➢ 叶片 ：表面为曲面，断面为翼形，根部厚，边缘薄，以承受水流作用的抟矩。 ➢ 叶片数目：与H大小有关，一般为4~8片； ➢ 叶片转角Φ：最优工况时Φ=0°，Φ>0，叶片开始启动，Φ<0向关闭方向转动。
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• 当水头较低而机组容量又较大时，若水轮机与发电机的主轴直接联接，则发电机将 因转速较低而直径较大，这会导致灯泡体尺寸过大而使流道水力损失增加。为此常 在水轮机与发电机之间设置齿轮增速传动机构，使发电机转速比水轮机转速大310倍，从而缩小发电机尺寸，减小灯泡体尺寸，改善流道的过流条件。但这种增 速机构结构复杂，加工工艺要求较高，传动效率一般较低，因此目前仅应用于小型 贯流式机组。
45
第45页/共79页
混流式水轮机转轮
46
第46页/共79页
转轮的组成
• 在法兰盘四周开有几个减压孔，以便将经过上冠外缘渗入冠体上侧的积水排入尾 水管。
• 大型机组在与上冠连接的主轴端常装有补气装置，以便向泄水锥下侧的水流低压 区补气。
• 泄水锥的作用是引导径向水流平顺地过渡成轴向流动，以消除径向水流的撞击及 漩涡。
12
第12页/共79页
1. 混流式：水流径向流入转轮，轴向流出。 ➢ 适用范围：H=30-450 m , 最高水头已接近700米，单机容量：几万kW-几
十万kW ➢ 特点：适用范围广，结构简单，运行稳定，效率高，适用高水头小流量电站。 ➢ 三峡水电站即采用了这种水轮机，单机容量70万kW。是世界上单机容量最
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2. 转轮构造
➢ 轴流式水轮机除转轮外，其它部件与混流式相似 ➢ 组成：叶片、轮毂、主轴、泄水锥、转动机构
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2. 转轮构造
➢ 叶片 ：表面为曲面，断面为翼形，根部厚，边缘薄，以承受水流作用的抟矩。 ➢ 叶片数目：与H大小有关，一般为4~8片； ➢ 叶片转角Φ：最优工况时Φ=0°，Φ>0，叶片开始启动，Φ<0向关闭方向转动。
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• 当水头较低而机组容量又较大时，若水轮机与发电机的主轴直接联接，则发电机将 因转速较低而直径较大，这会导致灯泡体尺寸过大而使流道水力损失增加。为此常 在水轮机与发电机之间设置齿轮增速传动机构，使发电机转速比水轮机转速大310倍，从而缩小发电机尺寸，减小灯泡体尺寸，改善流道的过流条件。但这种增 速机构结构复杂，加工工艺要求较高，传动效率一般较低，因此目前仅应用于小型 贯流式机组。
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混流式水轮机转轮
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转轮的组成
• 在法兰盘四周开有几个减压孔，以便将经过上冠外缘渗入冠体上侧的积水排入尾 水管。
• 大型机组在与上冠连接的主轴端常装有补气装置，以便向泄水锥下侧的水流低压 区补气。
• 泄水锥的作用是引导径向水流平顺地过渡成轴向流动，以消除径向水流的撞击及 漩涡。
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1. 混流式：水流径向流入转轮，轴向流出。 ➢ 适用范围：H=30-450 m , 最高水头已接近700米，单机容量：几万kW-几
十万kW ➢ 特点：适用范围广，结构简单，运行稳定，效率高，适用高水头小流量电站。 ➢ 三峡水电站即采用了这种水轮机，单机容量70万kW。是世界上单机容量最
水轮机类型构造及工作原理培训课件课件(PPT36页)
5、转轮标称直径（cm）
我厂水轮机型号：HLA743-LJ-395
水轮机类型构造及工作原理培训课件( PPT36 页)管理 培训教 材财务 业务培 训绩效 管理PP T课件 人力资 源管理 培训
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水轮机类型构造及工作原理培训课件( PPT36 页)管理 培训教 材财务 业务培 训绩效 管理PP T课件 人力资 源管理 培训
三、水轮机结构简介
由于水轮机类型较多，这次培训主要讲述我厂的水轮机结构，总体来说水
轮机分为埋入部分、导水机构、转动部分、水导轴承、主轴密封、检修密封、
接力器及机组自动化等几个主要部件。
1、埋入部分
埋入部分由肘管、锥管、座环、蜗壳、机坑里衬等组成。
座环
机坑里衬
蜗壳 预留坑
基础环
尾水管里衬
埋设件安装
我厂的水轮机类型为混流式
混流式水轮机：混流式水轮机结构简单，运行可靠，效率高，应用于水 头范围宽阔，水流沿径向进入转轮而轴向流出转轮。与其他型式的水轮机相 比，当运行条件相同时，混流式的能量特性比水斗式好，面抗气蚀性能比轴 流式强，额定负荷时效率高。同时，它的结构简单，制造、安装方便，运转 可靠，因而得到广泛的应用。
水轮机类型、构造及工作原理
二〇一七年八月
目录
一
水轮机概述
二
水轮机分类及型号
三
水轮机结构
四
水轮机常见问题及分析
五
小结
1
一、水轮机概述
1、水力发电基本原理
水轮机获得旋转的机械能后带动发电机旋转，发电机便将旋转的机械能 转换成电能。
2 、水轮机的基本工作参数
当水流通过水轮机时，水流的能量被转换为水轮机转轮的机械能，就 把这一能量转换的过程的参数，来作为水轮机的基本工作参数。
我厂水轮机型号：HLA743-LJ-395
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三、水轮机结构简介
由于水轮机类型较多，这次培训主要讲述我厂的水轮机结构，总体来说水
轮机分为埋入部分、导水机构、转动部分、水导轴承、主轴密封、检修密封、
接力器及机组自动化等几个主要部件。
1、埋入部分
埋入部分由肘管、锥管、座环、蜗壳、机坑里衬等组成。
座环
机坑里衬
蜗壳 预留坑
基础环
尾水管里衬
埋设件安装
我厂的水轮机类型为混流式
混流式水轮机：混流式水轮机结构简单，运行可靠，效率高，应用于水 头范围宽阔，水流沿径向进入转轮而轴向流出转轮。与其他型式的水轮机相 比，当运行条件相同时，混流式的能量特性比水斗式好，面抗气蚀性能比轴 流式强，额定负荷时效率高。同时，它的结构简单，制造、安装方便，运转 可靠，因而得到广泛的应用。
水轮机类型、构造及工作原理
二〇一七年八月
目录
一
水轮机概述
二
水轮机分类及型号
三
水轮机结构
四
水轮机常见问题及分析
五
小结
1
一、水轮机概述
1、水力发电基本原理
水轮机获得旋转的机械能后带动发电机旋转，发电机便将旋转的机械能 转换成电能。
2 、水轮机的基本工作参数
当水流通过水轮机时，水流的能量被转换为水轮机转轮的机械能，就 把这一能量转换的过程的参数，来作为水轮机的基本工作参数。
水轮机部分培训讲义简洁版ppt课件
单位时间内经过水轮机的水量Q〔m3/s〕， 我厂1#—6#水轮机的额定流量为252.24m3/s。
3.出力与效率 3.1出力N：指水轮机轴传给发电机轴的功率〔输出 功率〕，我厂1#—6#水轮机的额定出力为46.4MW
。
3.2 效率：η=N0/NI×100% 普通η=80%~95%。η<100%的缘由：水流经过 水轮机时，存在水头损失、水量损失、机械损失等 各种能量损失。我厂水轮机效率可达96%。
冲击，对水轮机过流金属外表产活力械剥蚀和化 学腐蚀破坏的景象------水轮机的汽蚀。 2.水轮机汽蚀类型 2.1翼形〔叶片〕汽蚀：转轮叶片反面出口处产生 的汽蚀，与叶片外形、工况有关。
0.25mm。受油器安装在发电机的灯泡头内 浆叶的调整是经过调速器主配压阀控制的压力油送
经受油器再到浆叶接力器。因此受油器是从固定
油管向旋转的操作油管供油的重要转换安装。使浆 叶开启的压力油从受油器下游侧压力腔经过外部供 油管到接力器活塞缸上游侧；使浆叶封锁的压力油 从受油器上游侧压力腔经过中间供油管到活塞缸下 游侧。内腔油管向轮毂供油，并衔接高位轮毂油箱 ，使轮毂内的油具有一定的压力，防止流道中的水 渗入轮毂。此轮毂油管又作为转轮接力器的回复杆 ，将浆叶位置反映到受油器的刻度盘上并经轮叶位 置传感器送到调速器。浆叶全开27.5度,浆叶全关-
称为最优协联关系。
第四节：水轮机构造性能
1.尾水管及根底环 尾水管为卧式圆锥体，由两大节组焊而成，小
头焊根底环，根底环法兰上装有伸缩节，与转轮室 相通。根底环及尾水管呈程度布置，既只需程度段 ，总长26500mm，其中根底环段长8500mm，进 口段直径5796.4mm，出口直径为10500x9100mm ，根底环的上游面为加工面，既是埋设件管型座的 基准面，也是导水机构、主轴的基准面，根底环与 尾水管同时安装。为了监测尾水部位的压力值，在 根底与尾水管部位布置了压力测管，沿圆周方向布
3.出力与效率 3.1出力N：指水轮机轴传给发电机轴的功率〔输出 功率〕，我厂1#—6#水轮机的额定出力为46.4MW
。
3.2 效率：η=N0/NI×100% 普通η=80%~95%。η<100%的缘由：水流经过 水轮机时，存在水头损失、水量损失、机械损失等 各种能量损失。我厂水轮机效率可达96%。
冲击，对水轮机过流金属外表产活力械剥蚀和化 学腐蚀破坏的景象------水轮机的汽蚀。 2.水轮机汽蚀类型 2.1翼形〔叶片〕汽蚀：转轮叶片反面出口处产生 的汽蚀，与叶片外形、工况有关。
0.25mm。受油器安装在发电机的灯泡头内 浆叶的调整是经过调速器主配压阀控制的压力油送
经受油器再到浆叶接力器。因此受油器是从固定
油管向旋转的操作油管供油的重要转换安装。使浆 叶开启的压力油从受油器下游侧压力腔经过外部供 油管到接力器活塞缸上游侧；使浆叶封锁的压力油 从受油器上游侧压力腔经过中间供油管到活塞缸下 游侧。内腔油管向轮毂供油，并衔接高位轮毂油箱 ，使轮毂内的油具有一定的压力，防止流道中的水 渗入轮毂。此轮毂油管又作为转轮接力器的回复杆 ，将浆叶位置反映到受油器的刻度盘上并经轮叶位 置传感器送到调速器。浆叶全开27.5度,浆叶全关-
称为最优协联关系。
第四节：水轮机构造性能
1.尾水管及根底环 尾水管为卧式圆锥体，由两大节组焊而成，小
头焊根底环，根底环法兰上装有伸缩节，与转轮室 相通。根底环及尾水管呈程度布置，既只需程度段 ，总长26500mm，其中根底环段长8500mm，进 口段直径5796.4mm，出口直径为10500x9100mm ，根底环的上游面为加工面，既是埋设件管型座的 基准面，也是导水机构、主轴的基准面，根底环与 尾水管同时安装。为了监测尾水部位的压力值，在 根底与尾水管部位布置了压力测管，沿圆周方向布
水轮发电机组培训PPT
术语和定义
7、发电机热备用状态：系指发电机起动前的检查工作已全部完成，发电 机出口刀闸在合上，发电机处于随时能够立即起动升压并列的状态。 8、发电机冷备用状态：系指发电机起动前的检查工作已全部完成，发电 机出口刀闸在断开位置，发电机处于随时能够立即起动升压并列的状 态。 9、发电水头：水电厂水轮发电机组发电时水库水位与尾水位之差。 10、死水位：是指为满足兴利要求,在正常运行情况下允许水库消落的最 低水位。 11、正常高水位：是指水库在正常运用的情况下，为满足设计的兴利要 求允许保持的高水位。 12、防洪限制水位：是指按汛期防洪要求限制水库兴利,水库在汛期为满 足防洪等综合利用要求所允许蓄水的上限水位。 13、发电耗水率：水电厂水轮发电机组发电时每千瓦时电量所消耗的水 量（立方米/千瓦时）。
八、水轮发电机组启动具备条件
1、机组进水口闸门、检修闸门和尾水闸门应全开。 2、机组引水系统正常。 3、机组调速系统正常。 4、机组励磁系统正常。 5、机组制动系统正常。 6、机组油、气、水系统正常。 7、机组二次及所有保护正常投入。 8、机组所有辅助系统正常。 9、机组一次部分正常。 10、机组各项试验合格。
二、发电机基本参数
名 称 型 号 额定容量 额定功率 额定电压 额定电流 功率因数 额定励磁电压 额定励磁电流 额定转速 飞逸转速 额定频率 测速方式 励磁方式 通风冷却方式 单位 #1—#4发电机
MVA MW kV A V A r/min r/min HZ
311.1
15.75 11404 0.9(滞后) 353 2081 93.75 185 50 残压测频和齿盘测频 静止可控硅励磁 密封自循环无风扇空气冷却
五、水轮发电机组异常运行情况
1、水轮发电机组推力、上导、水导、下导轴承温度升高故障信号。 2、发电机冷风、热风温度升高故障信号。 3、各轴承油槽油面过高、过低故障信号。 4、各轴承冷却水中断故障信号。 5、水轮机顶盖水位过高故障信号。 6、集油槽油面过低或过高故障信号。 7、漏油箱油面过高故障信号。 8、剪断销剪断故障信号。 9、开停机未完成故障信号。 10、风闸未复归故障信号。 11、摆度、振动过大故障信号。 12、控制回路断电故障信号。 13、主轴密封润滑水中断故障信号。
混流式水轮发电机培训资料PPT课件
主要是基于电磁感应定律。水轮发电机的工作是在水轮机及调速器和励 磁调节器的配合下实现的。由于水的势能引起水轮机转子转动,水轮机的 扭矩是通过其水轮机轴法兰与发电机轴法兰的连接传递给发电机的，因 而拖动发电机工作。发电机转子上的磁场是靠可控硅静止励磁装置建立 、控制和调节的。发电机所带负荷或其它因素发生变化时，必引起发电 机电压或其它特性的变化。为保持发电机良好地工作，需要励磁和速度 调节系统相应随之变化,以改变发电机的磁场强度及改变水轮机导叶开度 来适应负荷的变化。
2.1.2额定电压UN ( kV)： ➢水轮发电机端连续输出电压值，是由许多因素综合确定的参数。 ➢额定电压反映了水轮发电机的绝缘水平。发电机的电压越高，绕 组的绝缘也越厚，导体占空间的系数降低，重量增加，成本加大； 降低电压时，绕阻匝数减小，电流加大，经济性下降。 ➢正常情况下，允许发电机额定电压有正负5％的变动范围。
摆度类别
上、下轴承处轴 颈及法兰
导轴承处轴颈
集电环
相对摆度 mm/m 相对摆度 mm/m 绝对摆度
mm
第22页/共34页
摆度（双振幅） 0.03 0.05 0.40
6. 发电机的运行与维护
发电机的运行和维护是同等重要的，电站运行工作人员应熟 悉电机的结构及各部分的特点，并在运行实践中不断总结经验，以 便正确判断电机在运行中是否处于正常状态，在维护中应以对工作 极端负责的精神，将电机在运行中的一切重要现象记载于运行记录 中，定时记载仪表的读数及测定结果，对不正常的情况更应详细记 载并及时处理。
定子机座由钢板焊接而成，为运输方便而分成两瓣，在工地组 焊成整体，机座为多边形结构，对边距离为7400mm，高2200mm 。
定子铁芯采用高导磁、低损耗、无时效的50W270优质硅钢片 冲制而成，全圆由324槽，27片组成。铁芯外径为φ6250mm，内 径φ5520mm，总长1210mm。铁芯轴向均匀设有高度芯两端叠成阶梯形，并采用非磁性压指及非磁性端箍。为避免压指 脱落，非磁性压指直接焊于压板上。
2.1.2额定电压UN ( kV)： ➢水轮发电机端连续输出电压值，是由许多因素综合确定的参数。 ➢额定电压反映了水轮发电机的绝缘水平。发电机的电压越高，绕 组的绝缘也越厚，导体占空间的系数降低，重量增加，成本加大； 降低电压时，绕阻匝数减小，电流加大，经济性下降。 ➢正常情况下，允许发电机额定电压有正负5％的变动范围。
摆度类别
上、下轴承处轴 颈及法兰
导轴承处轴颈
集电环
相对摆度 mm/m 相对摆度 mm/m 绝对摆度
mm
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摆度（双振幅） 0.03 0.05 0.40
6. 发电机的运行与维护
发电机的运行和维护是同等重要的，电站运行工作人员应熟 悉电机的结构及各部分的特点，并在运行实践中不断总结经验，以 便正确判断电机在运行中是否处于正常状态，在维护中应以对工作 极端负责的精神，将电机在运行中的一切重要现象记载于运行记录 中，定时记载仪表的读数及测定结果，对不正常的情况更应详细记 载并及时处理。
定子机座由钢板焊接而成，为运输方便而分成两瓣，在工地组 焊成整体，机座为多边形结构，对边距离为7400mm，高2200mm 。
定子铁芯采用高导磁、低损耗、无时效的50W270优质硅钢片 冲制而成，全圆由324槽，27片组成。铁芯外径为φ6250mm，内 径φ5520mm，总长1210mm。铁芯轴向均匀设有高度芯两端叠成阶梯形，并采用非磁性压指及非磁性端箍。为避免压指 脱落，非磁性压指直接焊于压板上。
水轮机培训课件
主轴有足够刚度的结构尺寸和强度，以保证在任何转速包括最 大飞逸转速下均能安全运转，而无有害的振动或变形。计算的 机组轴系在最大出力最大水头下临界转速 393rpm ，最大飞逸 转速175rpm ，安全系数为2.2。 水轮机主轴与发电机主轴连接的法兰孔在各自机加工车间用同 一副模板同镗。
水轮机主轴与转轮连接采用中法兰销套传递扭矩结构。
转轮为组焊结构。13张叶片为福伊特巴西工厂采 用AOD精炼方法冶炼和铸造，用五轴数控机床加 工。转轮经过有限元分析，有足够的强度和刚度。 上冠、下环为铸造结构。 转轮全部采用ASTM A743 CA-6NM低碳优质不锈 钢材料制造，保证转轮不发生因空蚀和磨损而造 成的过量金属失重。 转轮与主轴采用螺栓联接，转轮与主轴靠销套传 递力矩，螺栓不受任何剪力。主轴与发电机轴脱 开后，转轮置于基础环法兰面上。 上冠和下环上直接加工转动止漏环，预留足够的 厚度尺寸，当止漏环过度磨损或严重损坏后，便 于采用可更换的热套止漏环进行修复。止漏环具 有良好的抗腐蚀、抗磨损和抗空蚀性能。
出口
尾水管为弯肘形，真机尾水管和验收后的模 型水轮机尾水管相似。扩散段带 2.55m 中墩。 尾水管锥管里衬厚度为 20mm ，材料为： Q235B ，总重近 19吨，共分 3 瓣，工地车间 制作。 尾水管锥管段设置1个700mmX900mm 的检 修门，在进人门下面有一个排水阀用以检验 尾水锥管内是否存水。上锥管段顶端设计有 100mm长的工地配割余量。
支承控制环的结构部件将有足够的强度和刚 度，设置 2 个导叶接力器。当一个接力器闭 锁而控制环受到另一接力器的不平衡推力时， 控制环的峰值应力76MPa，其结构部件非常 安全。
顶盖和控制环之间设置压板，以防止导叶操 作机构因受力不均而引起的控制环上抬。
水轮机主轴与转轮连接采用中法兰销套传递扭矩结构。
转轮为组焊结构。13张叶片为福伊特巴西工厂采 用AOD精炼方法冶炼和铸造，用五轴数控机床加 工。转轮经过有限元分析，有足够的强度和刚度。 上冠、下环为铸造结构。 转轮全部采用ASTM A743 CA-6NM低碳优质不锈 钢材料制造，保证转轮不发生因空蚀和磨损而造 成的过量金属失重。 转轮与主轴采用螺栓联接，转轮与主轴靠销套传 递力矩，螺栓不受任何剪力。主轴与发电机轴脱 开后，转轮置于基础环法兰面上。 上冠和下环上直接加工转动止漏环，预留足够的 厚度尺寸，当止漏环过度磨损或严重损坏后，便 于采用可更换的热套止漏环进行修复。止漏环具 有良好的抗腐蚀、抗磨损和抗空蚀性能。
出口
尾水管为弯肘形，真机尾水管和验收后的模 型水轮机尾水管相似。扩散段带 2.55m 中墩。 尾水管锥管里衬厚度为 20mm ，材料为： Q235B ，总重近 19吨，共分 3 瓣，工地车间 制作。 尾水管锥管段设置1个700mmX900mm 的检 修门，在进人门下面有一个排水阀用以检验 尾水锥管内是否存水。上锥管段顶端设计有 100mm长的工地配割余量。
支承控制环的结构部件将有足够的强度和刚 度，设置 2 个导叶接力器。当一个接力器闭 锁而控制环受到另一接力器的不平衡推力时， 控制环的峰值应力76MPa，其结构部件非常 安全。
顶盖和控制环之间设置压板，以防止导叶操 作机构因受力不均而引起的控制环上抬。
水轮发电机油、水、气系统培训 ppt课件
30 L/min
总供油量：
265 L/min
ppt课件
14
轴承的实际供油量在现场调试时通过流量调节阀来调节。水导、发导及推力轴承回油 管靠近轴承回油箱处，装有三只轴承回油流量计，监视轴承的供油量。
轴承高位油箱和回油箱都装有油位信号器，以监测各油箱的油位，两个油箱上还装有 电加热器，当油温低于15℃时投入加热器，高于20℃时停止加热。机组停机后，通过轴承 进油管路的自保持球阀切断润滑油供油。
ppt课件
19
尾水管压力测量布置在尾水管出口处，6个测点； 尾水管压力脉动测量布置在尾水管处，4个测点； 差压测流量布置在管型座外壳体（2个测点）和灯泡头（1个测点）； 转轮前设监测转轮室压力变化测点4个； 转轮后设监测转轮室压力变化测点4个； 差压测流量测压管引至发电机盖板处，其余测压管都引至交通廊道下游侧仪表坑内。
护。
ppt课件
6
机组测速装置采用机械齿盘加可编程转速测控装置，其整定值在0～200%额定转速
范围内可连续调整。
机组过速保护采用一套纯机械液压过速保护装置，来控制导叶接力器泄压阀组动
作，实现由重锤直接关闭导叶，防止机组飞逸。
设有一套轴电流检测装置，同时轴电流可由主轴接地碳刷连接接地装置引出。
机组自动化实现中控室远距离操控控制，包括起动、停机、正常运行、自动调节、
转速和负荷、故障或事故报警、事故停机和相应的手动控制等。
能监视，监测，控制机组的运行工况。 根据水头变化能手动改变协联关系，使机组在高效率工况下运行。 调速系统故障时，泄压阀组动作，由重锤直接关闭导叶，实现可靠的机组过速保
整投入油冷却器台数和冷却水供水量，油冷器的冷却水来自前流道。
高位油箱的润滑油，通过供油管路的自保持球阀分别经流量调节阀向各个轴承供油，
水轮机培训经典实用课件
水轮机类型及构造主要内容1、水轮机类型2、水轮机工作参数3、水轮机各类型特点4、水轮机各类型构造5、水轮机型号水轮机是一种将水能转换为旋转机械能的水力机械。
用于带动发电机发出电能。
水轮机是水电站中最主要动力设备之一。
水轮机贯流式轴流式混流式冲击式轴流式水轮机•混流式•轴流式•斜流式•贯流式•混流式•斜流式•轴流式冲击式可逆式反击式轴流定浆式轴流转浆式•水斗式•双击式•斜击式全贯流式半贯流式灯泡式轴伸式竖井式水轮机的分类反击式混流式（HL）轴流式（ZL）斜流式(XL)贯流式(GL)轴流定桨式（ZD）轴流转桨式(ZZ)斜流定桨式（XD）斜流转桨式(XZ)贯流定桨式（GD）贯流转桨式(GZ)冲击式切击式（CJ）斜击式（XJ）双击式(SJ)可逆式*混流式轴流式斜流式水轮机类型水轮机的分类水轮机反击式水轮机冲击式水轮机水流的压能转变为机械能水流的高速射流动能转变为机械能混流式轴流式贯流式斜流式切击式斜击式双击式水轮机的主要类型参数：水头、流量、功率、效率、转速等1.工作水头又称净水头，等于毛水头减去引水系统水头损失。
毛水头也叫装置水头，等于水电站上下游水位差。
2.流量表示水流在单位时间内通过水轮机的体积。
3.功率输入功率为水流对水轮机每秒钟付出的机械能。
输出功率为水轮机轴输出的机械功率，也叫水轮机的出力。
通常所说的水轮机功率，指水轮机输出功率。
4.效率水轮机输出功率与输入功率之比称为水轮机效率。
5.转速水轮机轴每分钟转动的圈数，称为水轮机的转速，单位为r/min。
水轮机可以有不同转速，但H一定时，一定的转轮直径D有一个效率1最高的转速n，通常由此转速选择相近的同步发电机转速。
电工学中：f=p.n/60n=f.60/p=3000/pn=3000/pf-频率p-磁极对数n-转速对于水轮机与同步发电机直接联接的机组，水轮机的额定转速必须与发电机转速同步。
我国电网的额定频率为50HZ ，水轮机额定转速:各型水轮机的特点1.混流（HL）式水流特点：转轮区水流径向流入，轴向流出；结构特点：转轮由上冠，下环，叶片，泄水锥组成；9～22叶片（固定不动）。
水轮机调速器培训课件
油压装置系列 油压装置型号由三部分组成，中间用横 线隔开，形式为：
油压装置系列 例：YZ-20A/2-40，表示为分离式油压 装置，压力油箱总容量为20m3，两个 油箱，额定油压40×105Pa(4.0Mpa)， 第一次改型产品。 HYZ-4，表示组合式油压装置，压力油 箱容积为4m3，一个油箱，额定油压为 2.5MPa。 无第三部分表示压力油罐数为一个，额 定油压小于2.5MPa，油压装置系列型谱 见表。
水轮机调节的任务是通过调速器来完成 的。调速器可分为手动调节和自动调节 两种。手动调节是通过运行人员手动方 式进行调节 ，当发现机组转速有偏差 时，操作机械传动机构改变导叶开度， 使机组转速恢复到规定的数值，这种情 况可由以下的方框图表示：
水轮机调节的任务
导水机构
水能 Q、H
机组
电能U、I、f
电力系统
三、调速器的相关参数、类型、 系列
1、调速器的类型 （1）根据测速元件的不同，调速器可分 为机械液压型与电气液压型和微机液压 型调速器三大类。 （2）按调节机构数目不同，分为单调 节和双调节。
单调节：接力器只调节导叶开度， 如ZZ、XL，但当尾水管水击压力不 足安放空放阀时，为双调节；双调 节：接力器调节导叶开度、叶片装 置角，调节针阀行程、折流器，如 CJ。（3）按调速器容量大小不同， 可分为大型与中小型调速器。
二、水轮机调速系统的组成及作 用
一般由调速柜、接力器、油压装置三 部分组成。 1、调速柜 控制水轮机的主要设备，能感受指令 并加以放大，操作执行机构，使转速 保持在额定范围内。调速柜还可进行 水轮机开机、停机操作，并进行调速 器参数的整定。
2、接力器 调速器的执行机构，接力器控制水轮机 调速环（控制环）调节导叶开度，以改 变进入水轮机的流量。 3、油压装置 由压力油罐，回油箱，油泵三部分组成。 中小型调速器的调速柜，接力器和油压 装置组合在一起，称为组合式；大型调 速器分开设置，称为分离式。
水轮机教学课件PPT
• 表3-3，表3-4（p73): 反击式水轮机转轮暂行系列型谱 • 可根据电站水头直接从型谱表中选择适用的机型 • 有两种以上的机型可选时，应做方案比较
（2）采用套用机组和通用机型
• 要求设备系列化、标准化、通用化 • 水轮发电设备制造和已建电站的运行情况
N 3000kW
大中型机组
D1 2.75m
三、用主要综合特性曲线选择水轮机的主要参数
• 过程：
• 根据相似公式计算出原形水轮机的主要参数（D1、n) • 把已选定的原形水轮机参数反过来换算成模型参数 • 将模型参数放置到模型主要综合特性曲线上，检验所选水轮机工作
条件是否合理（即检验高效区）
• 步骤：
• 选择计算点→n’1, D’1 → D1，n
用此△η对一般效率进行修正，即 p m • 转桨式：由于ηmmax= ηm（φ），故每个φ应分别修正
在不同的φ角下， △η值也不同
• 单位转速n‘1和单位流量Q’1的修正
• 前一节中，理论上认为原、模型n’ 、Q’1一致 • 实际上，考虑原、模型水轮机的效率差别后，原、模
型n’1 、Q’1就不一致 • 原、模型n’1 、Q’1的修正原因：水轮机的效率差别，特
D1,m D1, p
• •
轴流式 说明
p max
1 0.3(1mmax ) 0.7(1mmax )5
D1,m D1, p
10 Hm Hp
1. 已知ηmmax→ηpmax 2. 公式中ηm 应取最大值 3. 对于混流式水轮机， 最优效率点是唯一的
轴流转桨式， ηmmax= ηm（φ），每一个φ→ ηmmax 效率修正时应分别对待
• N总、Hr 已定的情况下 • 不同机组台数，则单机容量、转轮直径、转速、型号
（2）采用套用机组和通用机型
• 要求设备系列化、标准化、通用化 • 水轮发电设备制造和已建电站的运行情况
N 3000kW
大中型机组
D1 2.75m
三、用主要综合特性曲线选择水轮机的主要参数
• 过程：
• 根据相似公式计算出原形水轮机的主要参数（D1、n) • 把已选定的原形水轮机参数反过来换算成模型参数 • 将模型参数放置到模型主要综合特性曲线上，检验所选水轮机工作
条件是否合理（即检验高效区）
• 步骤：
• 选择计算点→n’1, D’1 → D1，n
用此△η对一般效率进行修正，即 p m • 转桨式：由于ηmmax= ηm（φ），故每个φ应分别修正
在不同的φ角下， △η值也不同
• 单位转速n‘1和单位流量Q’1的修正
• 前一节中，理论上认为原、模型n’ 、Q’1一致 • 实际上，考虑原、模型水轮机的效率差别后，原、模
型n’1 、Q’1就不一致 • 原、模型n’1 、Q’1的修正原因：水轮机的效率差别，特
D1,m D1, p
• •
轴流式 说明
p max
1 0.3(1mmax ) 0.7(1mmax )5
D1,m D1, p
10 Hm Hp
1. 已知ηmmax→ηpmax 2. 公式中ηm 应取最大值 3. 对于混流式水轮机， 最优效率点是唯一的
轴流转桨式， ηmmax= ηm（φ），每一个φ→ ηmmax 效率修正时应分别对待
• N总、Hr 已定的情况下 • 不同机组台数，则单机容量、转轮直径、转速、型号
水轮机类型构造及工作原理培训课件实用PPT(36张)
9
No Image
水轮机型号：
水轮机型号：□ □ － □ □－□ 1 2 3 45
1、 水轮机类型 HL：混流式，XL：斜流式，ZD：轴流定桨式，ZZ：轴流转桨 式，GD：贯流定桨式，GZ：贯流转桨式 QJ：切击式，XJ：斜击式，SJ：双击式 2、 转轮型号（效率88%，水头以m计，出力以kW计的比转 速） 3、 主轴布置方式——L：立轴布置，W：卧轴布置 4、引水室特征——M：明槽引水，J：金属蜗壳，H：混凝土 蜗壳，P：灯泡式，G：罐式，S：竖井式，X：虹吸式，Z：轴 伸式 5、转轮标称直径（cm）
（2）流量Q
单位时间内通过水轮机的水流体积称为流量，其代表符号为Q ，单位为m³/s.
3
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（3）出力P和效率Ƞ
水轮机出力是水轮机轴端输出的功率，常用符号P表示，常用单位Kw。
水轮机的输入功率为单位时间内通过水轮机的水流的总能量，即水流的出力
，常用符号Pn表示，则Pn=rQH=9.81QH (Kw)
12
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3、转动部分
转动部分包括转轮、主轴、护罩等部件。，其中转轮在转动部分极为重要， 以下单独讲解转轮。
。
座环
机坑里衬
蜗壳 预留坑
基础环
尾水管里衬
埋设件安装
能转尾 量轮水 。出管
口作 水用 流： 中用 的来 剩回 余收
11
No Image
2、导水机构
2.1 导水机构包括底环、顶盖、导叶、套筒、控制环等零件。
2.2 作用： ①、当机组的负荷发生变化时，用来调节进入水轮机转轮的水量，改 变水轮机的出力，使其与水轮发电机的电磁功率相应。 ②、正常与事故停机时，用来截断水流，使机组停止转动。 ③、水轮机运行时，使水流按有利的方向均匀地流入转轮。
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水轮机型号：
水轮机型号：□ □ － □ □－□ 1 2 3 45
1、 水轮机类型 HL：混流式，XL：斜流式，ZD：轴流定桨式，ZZ：轴流转桨 式，GD：贯流定桨式，GZ：贯流转桨式 QJ：切击式，XJ：斜击式，SJ：双击式 2、 转轮型号（效率88%，水头以m计，出力以kW计的比转 速） 3、 主轴布置方式——L：立轴布置，W：卧轴布置 4、引水室特征——M：明槽引水，J：金属蜗壳，H：混凝土 蜗壳，P：灯泡式，G：罐式，S：竖井式，X：虹吸式，Z：轴 伸式 5、转轮标称直径（cm）
（2）流量Q
单位时间内通过水轮机的水流体积称为流量，其代表符号为Q ，单位为m³/s.
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（3）出力P和效率Ƞ
水轮机出力是水轮机轴端输出的功率，常用符号P表示，常用单位Kw。
水轮机的输入功率为单位时间内通过水轮机的水流的总能量，即水流的出力
，常用符号Pn表示，则Pn=rQH=9.81QH (Kw)
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3、转动部分
转动部分包括转轮、主轴、护罩等部件。，其中转轮在转动部分极为重要， 以下单独讲解转轮。
。
座环
机坑里衬
蜗壳 预留坑
基础环
尾水管里衬
埋设件安装
能转尾 量轮水 。出管
口作 水用 流： 中用 的来 剩回 余收
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2、导水机构
2.1 导水机构包括底环、顶盖、导叶、套筒、控制环等零件。
2.2 作用： ①、当机组的负荷发生变化时，用来调节进入水轮机转轮的水量，改 变水轮机的出力，使其与水轮发电机的电磁功率相应。 ②、正常与事故停机时，用来截断水流，使机组停止转动。 ③、水轮机运行时，使水流按有利的方向均匀地流入转轮。
水轮发电机组培训ppt课件
• 主轴密封分工作密封和检修密封两种。
• 工作密封采用活塞式橡胶平板接触密封，由转环、密封座、橡胶密封环等组成，工作 时，通过技术供水将橡胶密封环顶起，与转环直接接触，达到密封的效果。橡胶密封 环通过泄漏水进行润滑、冷却，磨损后可自动调整复位，上密封座上有压力水进口和 排沙口，密封效果较好。
• 检修密封在工作密封下方，采用空气压迫橡胶带式密封结构，当机组检修时，向空气 围带内充入0.5-0.7MPa压缩空气，橡胶围带膨胀而使围带的密封唇边与主轴贴紧起到密 封作用。正常运行中严禁将检修密封投入，否则会造成橡胶围带磨损损坏。
• 水导轴承为自循环稀油润滑筒式轴承，外循环冷却，采用巴氏合金轴 瓦，具有自润滑循环方式，运行中透平油因离心力从转动油盆自下沿 轴瓦上约45°的螺旋导油槽进入上油盆，其间对轴瓦进行润滑、冷却， 透平油在上油盆内进行冷却，冷却后因自重又回到转动油盆中，如此 往复不止从而起到润滑和冷却的效果。
10
轴承密封
4
转轮
• 转轮是水轮机的重要部件，通过它将水流 的能量转换为机械能。
5
座环
• 座环是机组的重要支撑部件，由上、 下环与13只固定导叶焊接而成，其中 有一只固定导叶与蜗壳进口端及尾部 焊在一起。
6
转轮室
• 转轮室座环装有20只活动导叶，以及顶盖、控制环及操作 传动机构和限位限制机构等组成了机组的导水机构，支持 环与水导导轴承都固定在顶盖上。控制环安装在支持环上， 控制环与推拉杆及调速轴相连用来控制20只活动导叶。
7
尾水管
• 尾水管结构：锥管、肘管。 • 尾水管作用：锥管主要为转轮室补气测压监视；肘管主要
作用是排水、补气测压监视。
8
导水机构
• 水轮机导水机构的作用，主要是形成和改变进入转轮水流 的环量，采用转动式的性能良好的多导叶控制，保证水流 以很小的能量损失，在不同的流量下沿圆周均匀进入转轮。
• 工作密封采用活塞式橡胶平板接触密封，由转环、密封座、橡胶密封环等组成，工作 时，通过技术供水将橡胶密封环顶起，与转环直接接触，达到密封的效果。橡胶密封 环通过泄漏水进行润滑、冷却，磨损后可自动调整复位，上密封座上有压力水进口和 排沙口，密封效果较好。
• 检修密封在工作密封下方，采用空气压迫橡胶带式密封结构，当机组检修时，向空气 围带内充入0.5-0.7MPa压缩空气，橡胶围带膨胀而使围带的密封唇边与主轴贴紧起到密 封作用。正常运行中严禁将检修密封投入，否则会造成橡胶围带磨损损坏。
• 水导轴承为自循环稀油润滑筒式轴承，外循环冷却，采用巴氏合金轴 瓦，具有自润滑循环方式，运行中透平油因离心力从转动油盆自下沿 轴瓦上约45°的螺旋导油槽进入上油盆，其间对轴瓦进行润滑、冷却， 透平油在上油盆内进行冷却，冷却后因自重又回到转动油盆中，如此 往复不止从而起到润滑和冷却的效果。
10
轴承密封
4
转轮
• 转轮是水轮机的重要部件，通过它将水流 的能量转换为机械能。
5
座环
• 座环是机组的重要支撑部件，由上、 下环与13只固定导叶焊接而成，其中 有一只固定导叶与蜗壳进口端及尾部 焊在一起。
6
转轮室
• 转轮室座环装有20只活动导叶，以及顶盖、控制环及操作 传动机构和限位限制机构等组成了机组的导水机构，支持 环与水导导轴承都固定在顶盖上。控制环安装在支持环上， 控制环与推拉杆及调速轴相连用来控制20只活动导叶。
7
尾水管
• 尾水管结构：锥管、肘管。 • 尾水管作用：锥管主要为转轮室补气测压监视；肘管主要
作用是排水、补气测压监视。
8
导水机构
• 水轮机导水机构的作用，主要是形成和改变进入转轮水流 的环量，采用转动式的性能良好的多导叶控制，保证水流 以很小的能量损失，在不同的流量下沿圆周均匀进入转轮。
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水 轮 机 类 型 及 构 造
主要内容
1、水轮机类型 2、水轮机工作参数 3、水轮机各类型特点 4、水轮机各类型构造 5、水轮机型号
水轮机
水轮机是一种将水能转换为旋转机械能的水力机械。 用于带动发电机发出电能。水轮机是水电站中最主 要动力设备之一。水泵水轮机则具备能源可逆转换 功能。
冲击式
轴流式
转轮标称直 径(cm)等参数
水轮机转轮标称直径（cm）
CJ式 作用于每个转轮上的射流数目×射流直径（cm）
2CJ30—W—120/2×10 冲击式水轮机，2个转轮，型号30 （比转速），卧式，转轮直径 120cm，每个转轮上2个喷嘴，射流直径10cm GZ(TB5003)—WP—710 贯流转浆式水轮机，型号TB5003 （厂家编号），卧式灯泡式，转 轮直径710cm。
转 轮 标 称 直 径 （ 厘 米 ）
二、冲击式水轮机的型号
2
一根轴上装的转轮数
CJ
20 – W - 120 / 2×10
水轮机型号
转轮型号 主轴布置型式
转轮标称直径（厘米）
每个转轮上的喷嘴数 设计射流直径（厘米）
举例说明：
型式 型号 主轴布 置型式 引水室 型式
转轮标称直 径(cm)等参数
水轮机转轮标称直径（cm）
导水机构 导叶
控制环 外配水环
桨叶 泄水锥 伸缩节
主轴
内配水环 管型座 水导轴承
转轮室
2）水导轴承
结构： 水导轴承为动、静压结合式自动整位油 膜筒式轴承。下部为柔性扇形板，支撑在内 配水环下游侧。 机组在启动/停机、及低转速运行时，高 压油投入，轴承为静压运行。 机组转速在高转速及额定转速运行时，润 滑油形成动压油膜，轴承为动压运行。 作用： 1.承受主轴径向负荷。 2.轴承支撑的自整位功能，以适合主轴 的挠度变化。
6. 主轴——在水泵水轮机和发电电动机之间进行能量和扭矩的转换传递。
6. 主轴密封—— 主轴密封作用：水泵水轮机工作时，阻止大流量水流进入水车室 组成：采用径向密封设计，由密封环、抗磨保护套、密封座及空气围带供 水、测压管路等部件组成。 工作原理：密封环由两层聚乙烯环组成，每层密封环分内、外两层密封， 密封环依靠外圈弹簧紧抱在抗磨保护套上，并依靠弹簧随着大轴摆度变化 及密封磨损自动调节。密封润滑水取自机组技术供水，密封环沿径向及纵 向开有许多沟槽，与润滑水相通。主轴工作密封下方配有空气围带，在机 组抢修或主轴密封大量漏水时投入。围带用气取自由厂房内低压压缩空气。
1.工作水头 又称净水头，等于毛水头减去引水系统水头损失。 毛水头也叫装置水头，等于水电站上下游水位差。 2.流量 表示水流在单位时间内通过水轮机的体积。 3.功率 输入功率为水流对水轮机每秒钟付出的机械能。 输出功率为水轮机轴输出的机械功率，也叫水轮机的出力。 通常所说的水轮机功率，指水轮机输出功率。 4.效率 水轮机输出功率与输入功率之比称为水轮机效率。 5.转速 水轮机轴每分钟转动的圈数，称为水轮机的转速，单位为r/min。
CJ式 作用于每个转轮上的射流数目×射流直径（cm）
HL240—LJ—410 混流式水轮机，型号240（比转速），立轴金属蜗壳，转轮直径为 410cm； ZZ440—LH—430 轴流转浆式水轮机，型号440 （比转速），立轴混凝土蜗壳，转 轮直径430cm
举例说明：
型式 型号 主轴布 置型式 引水室 型式
水轮机可以有不同转速，但H一定时，一定的转轮直径D1有一个效率
最高的转速n，通常由此转速选择相近的同步发电机转速。
水轮机的工作参数
对于水轮机与同步发电机直接联接的机组，水轮机的额定转速必 须与发电机转速同步。 我国电网的额定频率为50HZ，水轮机额定转速:
电工学中： f=p.n/60 n=f.60/p=3000/p n=3000/p f-频率 p-磁极对数 n-转速
水轮机型号
一.
Ⅰ
型号(由三部分组成)
Ⅱ Ⅲ 引水室 型式 转轮标称直 径(cm)等参数
型式
型号
主轴布 置型式
用比转速ns表 示，可逆式前 加N 水轮机转轮标称直径（cm）
CJ式
作用于每个转轮上的射流数目×射流直径（cm）
水轮机型号
水轮机型号：□ 1
□－□ 2 3
□－□ 4 5
1、 水轮机类型 HL：混流式，XL：斜流式，ZD：轴流定桨式，ZZ：轴流转桨式， GD：贯流定桨式，GZ：贯流转桨式 QJ：切击式，XJ：斜击式，SJ：双击式 2、 转轮型号（效率88%，水头以m计，出力以kW计的比转速） 3、 主轴布置方式——L：立轴布置，W：卧轴布置 4、引水室特征——M：明槽引水，J：金属蜗壳，H：混凝土蜗壳， P：灯泡式，G：罐式，S：竖井式，X：虹吸式，Z：轴伸式 5、转轮标称直径（cm）
轴流式
贯流式 混流式
水轮机的分类
• 混流式
轴流定浆式 轴流转浆式 全贯流式 半贯流式
反击式
• 轴流式 • 斜流式 • 贯流式
灯泡式 轴伸式 竖井式
水轮机
• 水斗式
冲击式
• 双击式
• 斜击式 • 混流式
可逆式
• 斜流式
• 轴流式
•贯流式
水轮机的分类
混流式（HL）
轴流式（ZL） 反击式 斜流式(XL) 贯流式(GL) 轴流定桨式（ZD） 轴流转桨式(ZZ) 斜流定桨式（XD） 斜流转桨式(XZ) 贯流定桨式（GD） 贯流转桨式(GZ)
各型水轮机的特点
1. 混流（HL）式 水流特点：转轮区水流径向流入，轴向流出； 结构特点：转轮由上冠，下环，叶片，泄水锥组成； 9～ 22叶片（固定不动）。溪口电站转轮叶片为9片 优点：结构紧凑，运行稳定，高效区宽广，适用高水头小流量电站。 适用范围：H=30～ 700m，单机容量：几十kW～几十万kW
一、反击式水轮机的型号
HL 200 L J 500
水轮机型号
型式 代号 混流式 HL 斜流式 XL 轴流转浆式 ZZ 轴流定浆式 ZD 贯流转浆式 GZ 贯流定浆式 GD 可逆式 N
转 轮 型 号 （ 用 比 转 速 表 示 ）
主轴布置型式 型式 立轴 卧轴 代号 L W
引水室特征 型式 代号 金属蜗壳 J 混凝土蜗壳 H 灯炮式 P 明槽式 M 罐式 G 竖井式 S 虹吸式 X 轴伸式 Z
2.
轴流（ZL）式
水流特点：转轮区水流轴向流入，轴向流出； 1）轴流定浆（ZD）式：特点：叶片不能随工况变而转动。改变叶片转角 时需停机进行。结构简单，效率低。 适用范围：适用H、Q变化不大（工况较稳），H:3～ 50m。 2）轴流转桨（ZZ）式：特点：叶片能随工况变而转动，高效率区广，进 行双重调节（导叶开度、转轮叶片角度可调节） 适用范围：适用H、Q变化大，H:3～ 80m大，中型电站多采用
水 轮 机 类 型
冲击式
切击式（CJ） 斜击式（XJ） 双击式(SJ) 混流式 轴流式 斜流式
可逆式 *
水轮机的主要类型
水流的压能转变 为机械能
水轮机
水流的高速射流动能 转变为机械能
反击式水轮机
冲击式水轮机
混流式 贯流式
轴流式
斜流式
切击式 双击式
斜击式
水轮机的工作参数
参数：水头、流量、功率、效率、转速等
6. 其他形式的水轮机 斜击式：H：50～ 400m。构造简单，效率低。多用于中小型电 站 。 双击式：H：10～ 150m。构造简单，效率低，多用于小型电站。 可逆式水泵水轮机：分为混流式，斜流式，轴流式，贯流式。 适用于抽水蓄能电站和潮汐电站。
斜击式
可 逆 式 水 泵 水 轮 机
水泵水轮机的构造
3）导水机构 作用： ①调节进入水轮机转轮的流量； ②形成推动水轮机转轮旋转所需的 环量； ③实现开停机； ④调节水轮机的出力； 组成：导叶、导叶套筒、导叶传动 机构（导叶拐臂、连杆）、控制环、 导叶接力器、内外配水环。 导叶：导叶体、导叶轴，形状为上 大下小的扇形，为便于安装，导叶 下轴与导叶体分开。 导叶关闭时要求密封，提供静水下 闸和提起检修门的条件。
1. 引水室—— ①引导水流均匀、轴对称进 入导水机构；②形成一定速度环量，如蜗 壳（金属、混凝土蜗壳） 2. 座环——位于导叶外围，由上、下环和 立柱组成； 作用：①由上、下环和立柱组成，承受 发电机组轴向荷载并传给基础； ②支承 活动导叶 。 3. 导水机构——导水叶及其轴、调速器、 接力器（转臂、连杆、控制环) ；①引导 水流按一定方向进入转轮；②形成与改变 进入转轮的速度环量；③调节Q→调节出 力P；④关机时截断水流。
控制环：将接力器的作用力传递给导 叶的传动机构。支承在外配水环上， 依靠钢珠球滑动。 接力器：将开关作用力传递给控制环 重锤：防止机组飞逸，右侧设有。液 压系统失去油压时，关闭导叶，机组 停机。
4）转轮室 水轮机的工作室 分上下两瓣，上游侧与导水 机构外配水环下游侧法兰相 连，下游侧与尾水管相连， 为检修方便，设有进人孔。 伸缩节：安装在转轮室与尾 水管之间，补偿安装误差。 安装后不允许漏水。
5）主轴密封、检修密封 主轴密封作用：水轮机工作时阻 止水流进入水机舱 组成：盘根箱、盘根、压环、轴 套等 检修密封作用：在不落尾水闸门 情况下，检修主轴密封 组成：空气围带、围带座、固定 环
结构：受油器为浮动瓦结构，操作油管为无缝钢管焊接结构，法兰连接。 作用：高压油通过受油器进入转轮接力器开/关腔，开启或关闭叶片。并将 转轮叶片开度信号反馈给调速器，以调节叶片处于所需的最佳运行位置。
7. 水导轴承——承受水泵水轮机轴上的荷载（径向力），并通过轴承座 传递至顶盖，由旋转油盆、水导瓦、轴承座及支架、启动油盆、毕托管及 外循环冷却系统组成。水导瓦为筒式巴氏合金瓦。
主要内容
1、水轮机类型 2、水轮机工作参数 3、水轮机各类型特点 4、水轮机各类型构造 5、水轮机型号
水轮机
水轮机是一种将水能转换为旋转机械能的水力机械。 用于带动发电机发出电能。水轮机是水电站中最主 要动力设备之一。水泵水轮机则具备能源可逆转换 功能。
冲击式
轴流式
转轮标称直 径(cm)等参数
水轮机转轮标称直径（cm）
CJ式 作用于每个转轮上的射流数目×射流直径（cm）
2CJ30—W—120/2×10 冲击式水轮机，2个转轮，型号30 （比转速），卧式，转轮直径 120cm，每个转轮上2个喷嘴，射流直径10cm GZ(TB5003)—WP—710 贯流转浆式水轮机，型号TB5003 （厂家编号），卧式灯泡式，转 轮直径710cm。
转 轮 标 称 直 径 （ 厘 米 ）
二、冲击式水轮机的型号
2
一根轴上装的转轮数
CJ
20 – W - 120 / 2×10
水轮机型号
转轮型号 主轴布置型式
转轮标称直径（厘米）
每个转轮上的喷嘴数 设计射流直径（厘米）
举例说明：
型式 型号 主轴布 置型式 引水室 型式
转轮标称直 径(cm)等参数
水轮机转轮标称直径（cm）
导水机构 导叶
控制环 外配水环
桨叶 泄水锥 伸缩节
主轴
内配水环 管型座 水导轴承
转轮室
2）水导轴承
结构： 水导轴承为动、静压结合式自动整位油 膜筒式轴承。下部为柔性扇形板，支撑在内 配水环下游侧。 机组在启动/停机、及低转速运行时，高 压油投入，轴承为静压运行。 机组转速在高转速及额定转速运行时，润 滑油形成动压油膜，轴承为动压运行。 作用： 1.承受主轴径向负荷。 2.轴承支撑的自整位功能，以适合主轴 的挠度变化。
6. 主轴——在水泵水轮机和发电电动机之间进行能量和扭矩的转换传递。
6. 主轴密封—— 主轴密封作用：水泵水轮机工作时，阻止大流量水流进入水车室 组成：采用径向密封设计，由密封环、抗磨保护套、密封座及空气围带供 水、测压管路等部件组成。 工作原理：密封环由两层聚乙烯环组成，每层密封环分内、外两层密封， 密封环依靠外圈弹簧紧抱在抗磨保护套上，并依靠弹簧随着大轴摆度变化 及密封磨损自动调节。密封润滑水取自机组技术供水，密封环沿径向及纵 向开有许多沟槽，与润滑水相通。主轴工作密封下方配有空气围带，在机 组抢修或主轴密封大量漏水时投入。围带用气取自由厂房内低压压缩空气。
1.工作水头 又称净水头，等于毛水头减去引水系统水头损失。 毛水头也叫装置水头，等于水电站上下游水位差。 2.流量 表示水流在单位时间内通过水轮机的体积。 3.功率 输入功率为水流对水轮机每秒钟付出的机械能。 输出功率为水轮机轴输出的机械功率，也叫水轮机的出力。 通常所说的水轮机功率，指水轮机输出功率。 4.效率 水轮机输出功率与输入功率之比称为水轮机效率。 5.转速 水轮机轴每分钟转动的圈数，称为水轮机的转速，单位为r/min。
CJ式 作用于每个转轮上的射流数目×射流直径（cm）
HL240—LJ—410 混流式水轮机，型号240（比转速），立轴金属蜗壳，转轮直径为 410cm； ZZ440—LH—430 轴流转浆式水轮机，型号440 （比转速），立轴混凝土蜗壳，转 轮直径430cm
举例说明：
型式 型号 主轴布 置型式 引水室 型式
水轮机可以有不同转速，但H一定时，一定的转轮直径D1有一个效率
最高的转速n，通常由此转速选择相近的同步发电机转速。
水轮机的工作参数
对于水轮机与同步发电机直接联接的机组，水轮机的额定转速必 须与发电机转速同步。 我国电网的额定频率为50HZ，水轮机额定转速:
电工学中： f=p.n/60 n=f.60/p=3000/p n=3000/p f-频率 p-磁极对数 n-转速
水轮机型号
一.
Ⅰ
型号(由三部分组成)
Ⅱ Ⅲ 引水室 型式 转轮标称直 径(cm)等参数
型式
型号
主轴布 置型式
用比转速ns表 示，可逆式前 加N 水轮机转轮标称直径（cm）
CJ式
作用于每个转轮上的射流数目×射流直径（cm）
水轮机型号
水轮机型号：□ 1
□－□ 2 3
□－□ 4 5
1、 水轮机类型 HL：混流式，XL：斜流式，ZD：轴流定桨式，ZZ：轴流转桨式， GD：贯流定桨式，GZ：贯流转桨式 QJ：切击式，XJ：斜击式，SJ：双击式 2、 转轮型号（效率88%，水头以m计，出力以kW计的比转速） 3、 主轴布置方式——L：立轴布置，W：卧轴布置 4、引水室特征——M：明槽引水，J：金属蜗壳，H：混凝土蜗壳， P：灯泡式，G：罐式，S：竖井式，X：虹吸式，Z：轴伸式 5、转轮标称直径（cm）
轴流式
贯流式 混流式
水轮机的分类
• 混流式
轴流定浆式 轴流转浆式 全贯流式 半贯流式
反击式
• 轴流式 • 斜流式 • 贯流式
灯泡式 轴伸式 竖井式
水轮机
• 水斗式
冲击式
• 双击式
• 斜击式 • 混流式
可逆式
• 斜流式
• 轴流式
•贯流式
水轮机的分类
混流式（HL）
轴流式（ZL） 反击式 斜流式(XL) 贯流式(GL) 轴流定桨式（ZD） 轴流转桨式(ZZ) 斜流定桨式（XD） 斜流转桨式(XZ) 贯流定桨式（GD） 贯流转桨式(GZ)
各型水轮机的特点
1. 混流（HL）式 水流特点：转轮区水流径向流入，轴向流出； 结构特点：转轮由上冠，下环，叶片，泄水锥组成； 9～ 22叶片（固定不动）。溪口电站转轮叶片为9片 优点：结构紧凑，运行稳定，高效区宽广，适用高水头小流量电站。 适用范围：H=30～ 700m，单机容量：几十kW～几十万kW
一、反击式水轮机的型号
HL 200 L J 500
水轮机型号
型式 代号 混流式 HL 斜流式 XL 轴流转浆式 ZZ 轴流定浆式 ZD 贯流转浆式 GZ 贯流定浆式 GD 可逆式 N
转 轮 型 号 （ 用 比 转 速 表 示 ）
主轴布置型式 型式 立轴 卧轴 代号 L W
引水室特征 型式 代号 金属蜗壳 J 混凝土蜗壳 H 灯炮式 P 明槽式 M 罐式 G 竖井式 S 虹吸式 X 轴伸式 Z
2.
轴流（ZL）式
水流特点：转轮区水流轴向流入，轴向流出； 1）轴流定浆（ZD）式：特点：叶片不能随工况变而转动。改变叶片转角 时需停机进行。结构简单，效率低。 适用范围：适用H、Q变化不大（工况较稳），H:3～ 50m。 2）轴流转桨（ZZ）式：特点：叶片能随工况变而转动，高效率区广，进 行双重调节（导叶开度、转轮叶片角度可调节） 适用范围：适用H、Q变化大，H:3～ 80m大，中型电站多采用
水 轮 机 类 型
冲击式
切击式（CJ） 斜击式（XJ） 双击式(SJ) 混流式 轴流式 斜流式
可逆式 *
水轮机的主要类型
水流的压能转变 为机械能
水轮机
水流的高速射流动能 转变为机械能
反击式水轮机
冲击式水轮机
混流式 贯流式
轴流式
斜流式
切击式 双击式
斜击式
水轮机的工作参数
参数：水头、流量、功率、效率、转速等
6. 其他形式的水轮机 斜击式：H：50～ 400m。构造简单，效率低。多用于中小型电 站 。 双击式：H：10～ 150m。构造简单，效率低，多用于小型电站。 可逆式水泵水轮机：分为混流式，斜流式，轴流式，贯流式。 适用于抽水蓄能电站和潮汐电站。
斜击式
可 逆 式 水 泵 水 轮 机
水泵水轮机的构造
3）导水机构 作用： ①调节进入水轮机转轮的流量； ②形成推动水轮机转轮旋转所需的 环量； ③实现开停机； ④调节水轮机的出力； 组成：导叶、导叶套筒、导叶传动 机构（导叶拐臂、连杆）、控制环、 导叶接力器、内外配水环。 导叶：导叶体、导叶轴，形状为上 大下小的扇形，为便于安装，导叶 下轴与导叶体分开。 导叶关闭时要求密封，提供静水下 闸和提起检修门的条件。
1. 引水室—— ①引导水流均匀、轴对称进 入导水机构；②形成一定速度环量，如蜗 壳（金属、混凝土蜗壳） 2. 座环——位于导叶外围，由上、下环和 立柱组成； 作用：①由上、下环和立柱组成，承受 发电机组轴向荷载并传给基础； ②支承 活动导叶 。 3. 导水机构——导水叶及其轴、调速器、 接力器（转臂、连杆、控制环) ；①引导 水流按一定方向进入转轮；②形成与改变 进入转轮的速度环量；③调节Q→调节出 力P；④关机时截断水流。
控制环：将接力器的作用力传递给导 叶的传动机构。支承在外配水环上， 依靠钢珠球滑动。 接力器：将开关作用力传递给控制环 重锤：防止机组飞逸，右侧设有。液 压系统失去油压时，关闭导叶，机组 停机。
4）转轮室 水轮机的工作室 分上下两瓣，上游侧与导水 机构外配水环下游侧法兰相 连，下游侧与尾水管相连， 为检修方便，设有进人孔。 伸缩节：安装在转轮室与尾 水管之间，补偿安装误差。 安装后不允许漏水。
5）主轴密封、检修密封 主轴密封作用：水轮机工作时阻 止水流进入水机舱 组成：盘根箱、盘根、压环、轴 套等 检修密封作用：在不落尾水闸门 情况下，检修主轴密封 组成：空气围带、围带座、固定 环
结构：受油器为浮动瓦结构，操作油管为无缝钢管焊接结构，法兰连接。 作用：高压油通过受油器进入转轮接力器开/关腔，开启或关闭叶片。并将 转轮叶片开度信号反馈给调速器，以调节叶片处于所需的最佳运行位置。
7. 水导轴承——承受水泵水轮机轴上的荷载（径向力），并通过轴承座 传递至顶盖，由旋转油盆、水导瓦、轴承座及支架、启动油盆、毕托管及 外循环冷却系统组成。水导瓦为筒式巴氏合金瓦。