丹江口电厂水轮发电机组机械设备简介

丹江电厂水轮发电机组机械设备简介水轮机部分水轮机构造和作用水轮机是水轮发电机组的重要设备之一,它起着将水能转换为机械能的重要作用。

我厂水轮机为混流式,机组属于反击式水轮机。

其工作原理是:由于水流和转轮叶片相互作用,叶片组成的流道迫使水流的流速和压力都发生改变,产生了一定的压力,作用在叶片上使转轮旋转,这样转轮就将水能转换为旋转的机械能。

水轮机主要由转轮、导水机构、轴承、蜗壳、座环、尾水管等组成。

水轮机型号：1、2、6#机 HLD187-LJ-5503# 机 HLS204-LJ-5604# 机 HL（丹江口）-LJ-5955# 机 H220-LJ-550最大水头 81.5米最小水头 45.4米设计水头 63.5米出力 1、2、6#机 165000千瓦3#机 175000千瓦5#机 154000千瓦4#机不详设计流量 277米/秒额定转速 100转/分2.1 转轮转轮是完成能量转换的部件,转轮包括上冠、叶片、下环、泄水锥、减压装置、上下迷宫环。

主要技术数据叶片数 14个（ 3#机 13个）最大外径 6.1米最大高程 3.112米迷宫环采用了直缝止漏装置,上冠、下环均装有迷宫环,迷宫环间隙和约为4毫米,止漏装置减少了水轮机漏水量,提高了容积效益。

上冠的上部连接水轮机主轴,下部支撑叶片并与下环一起构成过流通道。

下环将转轮的叶片连成整体,以增加转轮的强度和刚度。

泄水锥引导经叶片流道流出的水流迅速而顺畅地向下宣泄,防止水流相互撞击,减少了水力损失,提高水轮机效率。

其外形呈倒锥体,里面空心,下部开口,作为主轴中心补气通道。

减压装置减小作用在转轮上冠上的轴向水推力,以减轻推力轴承的负荷。

2．2 导水机构2.2.1导水机构的作用2.2.1.1 形成和改变进入转轮水流的环量。

保证水轮机具有良好的水力特性。

2.2.1.2 根据负荷的要求,调节进入转轮的流量。

2.2.1.3 关闭和开启导叶,实现开停机。

2.2.2 导水机构的组成,包括顶盖、导叶、底环、套筒、拐臂、连杆、控制环、剪断销、推力杆等。

2.2.3 顶盖顶盖为分半焊接结构,材料为16Mn,3-6号机组在底面覆有15MnMovCu。

顶盖内设有自流排水孔(1-2号机12个,3-6号机6个),当自流排水孔来不及排水时,设在顶盖下游测的水位浮子信号器发出信号,自动开启射流泵,排除顶盖积水。

顶盖联接螺栓为M64,每台机有96个；组合螺栓为M64,每台机有56个。

顶盖中心圆直径6.4米上均布24个通孔,用来安放导叶的套筒,X轴线上对称分布2个直径200紧急真空破坏阀,1-4号机在真空破坏阀的相应位置上,开有两个调相补气孔,布置调相管路。

顶盖的作用除分布导叶外,还可防止压力水流顺轴向上串水,顶盖上部设置有主轴密封、水导轴承、导水机构部件等。

2.2.4导叶导叫正曲率标准型。

共24个,材料为20MnSi铸钢。

易磨损和易汽蚀的部位相应堆焊有抗磨抗汽蚀材料,导叶高1375毫米,导叶中线宽902毫米,重1632公斤。

导叶轴套分为上、中、下,以支持导叶正常转动。

在中、下轴套设置了橡胶密封,防止泥沙进入轴套。

套筒是用来承放导叶轴套的,材料为铸铁。

为排除套筒里从中轴套漏进的水在套筒的侧面,开有排水孔。

为了防止轴向水推力将导叶连同拐臂托起,限制导叶轴向位置,在拐臂下部装有止推块。

2.2.5 底环底环为分半铸造结构,材料为#30铸钢。

在底环顶面及圆弧面均设置或堆焊了耐磨抗汽蚀材料,并对称有8个下部迷宫环测孔,运行时用M48螺栓封堵。

2.2.6 控制环控制环为分半焊接结构,材料为:116Mn。

其作用是在接力器控制下操作导水机构。

在控制环的底面和内圆面各有8块(1-2号机为12块)ZQSn6-6-3(铸锡青铜)抗磨板,起着限位和导向的作用,顶盖支持环里注有机油润滑。

抗磨板用埋头螺钉固定在控制环上。

6号机是在支持环内焊挡块,嵌放抗板。

2.2.7 传动机构传动机构包括连杆、拐臂、剪断销、推拉杆、分半键。

1-2号机连杆采用叉头式,拐臂设主副拐臂。

叉头式加杆结构可靠,但制造困难。

副拐臂的作用是防止剪断销破断后,失去控制的导叶,带着拐臂撞击相邻拐臂。

拐臂用分半键和导叶连结并将导叶和连杆连接起来。

3-6号机连杆为耳柄式,连杆与拐臂用剪断销来连接。

这种连杆的主要缺点是当控制环跳动时容易引起连杆上爬,导致剪断销破断。

为克服此缺点,在连杆两端的连接销上均加了压板,对限制连杆上爬有一定作用。

剪断销是防止导叶卡住后损坏机件而设置的,起着安全作用。

2.3 1-2号机水轮机导轴承水润滑戾形分声橡校瓦导轴承包括瓦块、瓦体、垫块、支柱、挡条、止漏装置、支座、轴承体、水箱等。

瓦块为特种橡胶模压粘结在钢结构瓦衬上,共24块,分成12对,组成12块轴瓦,用螺栓固定到12块瓦体上,位于轴承体的止漏装置上,借支柱确定其位置并随径向力。

轴承体用双头螺栓固定在顶盖内法兰上,并由顶盖内圆所设的24个抗重螺栓控制径向位置,承受水导瓦传来的径向力。

轴承的润滑冷却:工作水源有主供水(正常情况下使用)、备用水(滤过器清扫及正常供水不足时使用)、清洁水(水质不好时使用)。

系统设有压力、流量监视及自动控制回路,保证轴承工作的可靠性。

由直径75毫米水管将轴承用水引至轴承体下部,相邻轴瓦间设有橡胶挡条,使轴瓦形成一封闭圆筒,这样进入轴承的润滑水由轴瓦下部返至轴瓦上部,经水沟通过轴瓦,起到润滑冷却的作用。

瓦面的材料为氯丁胶,具有耐油、耐水、耐磨等特点,导轴瓦双侧间隙和为0.30-0.35毫米,调整间隙使用一对锲形垫块。

垫块材料为3Cr13不锈钢,硬度较大,由它承受机组的画面径向力。

支座为承放垫块和设置顶瓦螺栓用,焊于轴承上,支嚣柱材料为45#,表面进行镀铬防锈处理,球头部还应表面淬火热处理。

紧瓦螺栓为不锈钢材料。

止漏装置起节流作用,用来控制流经轴瓦的水量和形成轴承里的压力,使其与转动环接触,以达到封水的目的。

2.4 3-6号机水导轴承稀油润滑扇形分块乌金瓦轴承包括:瓦块、垫块、抗重螺栓、瓦架、油箱、冷却器等。

导轴承瓦共10块,安放于瓦架的托板上,借抗重螺栓调整其径向位置,承受径向力。

瓦架在外油箱内法兰面上,而外油箱则固定于顶盖上部的内法兰面上,外油箱内侧连接内油箱,内油箱分上下两节,各为四瓣,用螺栓组合。

瓦架下面,油箱底部装有油冷却器,用来冷却油箱内的润滑油。

在主轴轴领上钻有径向油孔,当机组运行时,油箱内的油被轴领带着旋转,在离心力作用下,润滑油自径向油孔流出,被带入导轴瓦与轴领之间的间隙,热油向上流动,浸过轴瓦和瓦架顶面,由瓦架外法兰上的窗口回到油箱,经过冷却器冷却之后回到轴领下面,这时油的一次循环完成。

连续进行这样的无数次循环,这就是导轴承的油循环过程。

瓦面的材料为σ-83巴氏合金,瓦体为A3钢。

导轴瓦双侧间隙和为0.50~0.55毫米,调整间隙用抗重螺栓两侧的顶瓦螺栓将瓦顶靠轴领后,调整抗重螺栓,测定抗重螺栓头部与垫块之间的蹁,就是轴瓦间隙。

垫块的材料为40Cr,硬度较大,由它承受压力。

冷却器为多管式结构,冷却水压为0.1~0.15MPao为了保证导轴承冷却效果,瓦架托板与轴领的间隙0.6~0.8毫米。

为防止运行中润滑油沿轴领内表面上升甩油,采取了如下措施,在主轴轴领上开有斜孔,小油箱盖加了油封,轴领内表面做成台阶形,规定上内油箱与轴领的单侧间隙不大于2.5毫米。

油位的监视由浮子由位计来完成,瓦温用5只WZG-200铜热电阻型温度计、5只WZT-288膨胀型信号温度计监视。

油温由一只WZG-200铜热电阻监视,油箱上盖X轴方位上对称开了两个观察窗,以备运行中观察油色和油循环情况,加排油由油箱底部的阀门完成。

2.5 主轴密封装置为保证稀油润滑能正常工作,必须在顶盖内圈装设密封,以防止顶盖与主轴之间串水。

主轴密封主要零部件由底座、外环、转动环、密封橡胶环、内环(与底座焊成一体)等组成。

底座固定在顶盖上,底座上的内环与外环组成压力水槽,密封橡胶环装于压力水槽里,橡胶环下面是空腔,上面与转动抗磨面接触形成止封面,转动环固定于大轴上,随大轴转动。

当压力水进入橡胶环下面的空腔里时,在水压作用下,橡胶环上端面与转动环抗磨面贴紧,阻止顶盖下面的水外漏,摩擦面由橡胶环下腔通过小孔串上来的少量水润滑。

密封运行时的水压在0.3~0.8MPa,压力太大有可能将密封橡胶烧坏。

2.6 水轮机主轴主轴有两个法兰。

下法兰与转轮联接,上法兰与发电机轴联接,把转轮获得的机械能传递给发电机,并带动发电机轴一起旋转。

由于机组水导轴承结构不同,所以主轴也分为两种,一种为带轴领主轴,一种为不带轴领主轴。

主轴材料为2OMnSi锻钢,18个M140×4的联轴螺栓材料为40Cr(1-2号机主轴联轴螺栓为20个M140×4)。

主轴中心是空的,空心轴除能保证主轴强度,还能减轻重量。

2.7水轮机的埋设部件埋设部件包括蜗壳、座环、基础环、尾水管,因都是水流经过的主要通道,所以叫过流部件。

2.7.1蜗壳蜗壳为焊接结构,因为其开头象蜗牛,所以叫蜗壳。

它的作用是将水流以最小的能量损失均匀对称地引人水轮机。

蜗壳的材料1-5号机从进水口算起的1~24节为低合金钢板,钢板厚20-32毫米,从25~30节是CZ钢板,厚30毫米,总重160吨。

6号机则采用低合金钢15锺铁,15锺饥,钢板厚20~30毫米,总重130吨。

在蜗壳+Y方向顶部开有一个6600进入孔,位于第25节。

检修排水阀布置在蜗壳进口第一节。

2.7.2座环座环的作用是承受并传递整个水轮发电机组的重量及蜗壳上部重量。

座环由上部环、下部环及若干支柱组成的。

1~5号机座环均为铸造结构,有蝶形边与蜗壳连接。

6号机无蝶形边为箱形焊接结构,固定导叶形状不是正曲率标准型而是等厚型。

固定导叶直接采用钢板焊上。

2.7.3基础环、尾水管基础环的作用主要承放转轮,一般不作为独立部件,而是与尾水管直锥段钢板里衬焊在一起。

尾水管的作用是将水轮机流出的水排至下游,回收转轮出口处的部分剩余动能形成动力真空,从而提高水轮机效率。

发电机部分水轮发电机构造和作用1概述我厂水轮发电机是东方电机厂产品。

水轮发电机的型号TS1280/180-60的含意:第一部分用汉语拼音字母表示发电机的型式,第二部分用阿拉伯字母表示发电机的主要外型参数,如:TS一一表示交流三相立式同步水轮发电机；1280-一表示发电机定子铁芯外径(cm)；180一一表示发电机定子铁芯有效高度(cm)；60一一表示发电机磁极个数。

1、2号水轮发电机是竖轴半伞式三相交流同步发电机,其导轴承安放在上机架中心体中,推力轴承安放在下机架上,没有下部导铀承。

3-6号水轮发电机是竖轴全伞式三相交流同步发电机,其导轴承和推力轴承均安放在下机架中心体中,没有上部导轴承。

水轮发电机主要由定子、转子、上机架、下机架、推力轴承、导轴承、通风冷却系统、制动系统、励磁机等部件组成。