水輪機(jī)主要組成部件(一)、組成

引水部件、導(dǎo)水部件、工作部件、泄水部件。

1、引水部件

組成：引水室(轉(zhuǎn)輪室)、座環(huán)。

作用：以較小的水力損失把水流均勻地、對(duì)稱地引入導(dǎo)水部件，并在進(jìn)入導(dǎo)葉前形成一定的環(huán)量。

2、導(dǎo)水部件

組成：由導(dǎo)水機(jī)構(gòu)由頂蓋、底環(huán)、導(dǎo)葉、連桿機(jī)構(gòu)和接力器等組成。

作用：

1)是使水流進(jìn)入轉(zhuǎn)輪之前形成旋轉(zhuǎn)并改變水流的入射角度;

2)當(dāng)機(jī)組出力發(fā)生變化時(shí)，用來調(diào)節(jié)流量。

3)正常與事故停機(jī)時(shí)，用來截?cái)嗨鳌?/p>

3、工作部件

組成：轉(zhuǎn)輪及槳葉。

作用：直接將水流能量轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能。

4、泄水部件

組成：泄水錐、尾水管。

作用：引導(dǎo)水流進(jìn)入下游，尾水管同時(shí)還在轉(zhuǎn)輪后形成真空，利用轉(zhuǎn)輪出口到下游尾水之間的位能，恢復(fù)轉(zhuǎn)輪出口處的部分動(dòng)能損失，以提高效率。

(二)、將水輪機(jī)分成三大部分

轉(zhuǎn)動(dòng)部分、固定部分、埋入部分。

1、轉(zhuǎn)動(dòng)部分

轉(zhuǎn)動(dòng)部分是機(jī)組的核心組成部分，是水能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能/電能的關(guān)鍵。

轉(zhuǎn)動(dòng)部分及其相關(guān)部件主要包括：轉(zhuǎn)輪、主軸、主軸密封等。

1)轉(zhuǎn)輪

a)轉(zhuǎn)輪是實(shí)現(xiàn)水能轉(zhuǎn)換的主要部件，它將大部分水能轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)輪的旋轉(zhuǎn)機(jī)械能，并通過水輪機(jī)主軸傳遞給發(fā)電機(jī)。

b)水輪機(jī)的轉(zhuǎn)輪是將水能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。

2)主軸

主軸是承受水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)部分的重量及軸向水推力所產(chǎn)生的拉力，同時(shí)傳遞轉(zhuǎn)輪產(chǎn)生的扭矩。

3)主軸密封

主軸密封是水輪機(jī)關(guān)鍵部件之一，水輪機(jī)在運(yùn)行過程中，其主軸密封的安全可靠運(yùn)行，直接關(guān)系到水輪機(jī)是否安全運(yùn)行

滑動(dòng)架密封作用是：有效地阻擋尾水管中的水從主軸與頂蓋之間的間隙上溢，防止水輪機(jī)導(dǎo)軸承及頂蓋被淹，維持軸承和機(jī)組的正常運(yùn)行。

4)檢修密封

檢修密封是當(dāng)機(jī)組檢修、檢查或由于主軸密封損壞時(shí)投入的一種密封，又稱空氣圍帶;

檢修密封：當(dāng)投入時(shí)壓縮空氣進(jìn)入空氣圍帶，使空氣圍帶的凸出部位抱緊水導(dǎo)旋轉(zhuǎn)油盆與之配合的加工面或大軸法蘭，切斷尾水以防水淹水車室。

2、固定部分

頂蓋、底環(huán)、座環(huán)、支持環(huán)等。

1)頂蓋

主要作用：形成流道并承受相應(yīng)的流體壓力;固定和支撐活動(dòng)導(dǎo)葉及其連桿機(jī)構(gòu);支撐水導(dǎo)軸承;支撐并組成機(jī)組的密封，包括主軸密封、檢修密封、上迷宮環(huán)等。

2)底環(huán)

作用：與頂蓋一起形成過流通道;安裝導(dǎo)葉下軸承。

3)基礎(chǔ)環(huán)(支持環(huán))

作用：在機(jī)組安裝時(shí)放座環(huán)，成為座環(huán)的基礎(chǔ);在水輪機(jī)安裝及檢修時(shí)，用來放置轉(zhuǎn)輪。

4)尾水管

尾水管位于轉(zhuǎn)輪的下方是主要的通流部件，作用是引導(dǎo)進(jìn)出轉(zhuǎn)輪的水流。

水泵水輪機(jī)作水輪機(jī)運(yùn)行時(shí)要求尾水管的斷面為緩慢擴(kuò)散型。

3、埋入部分

蝸殼、座環(huán)等。

(三)、水輪機(jī)導(dǎo)軸承

作用：一是承受機(jī)組在各種工況下運(yùn)行時(shí)通過主軸傳過來的徑向力;二是維持已調(diào)好的軸線位置。

1、筒式水導(dǎo)軸承循環(huán)方式

筒式瓦的油循環(huán)方式是采用自循環(huán)，潤滑油的自循環(huán)工作原理：當(dāng)機(jī)組運(yùn)行時(shí)，安裝在大軸上的水導(dǎo)軸承旋轉(zhuǎn)油盆與大軸一起旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)時(shí)油盆中油也跟著旋轉(zhuǎn)，由于離心力的作用，油盆中的油位形成邊緣高，中心低的狀態(tài)，即形成一個(gè)拋物面。在壓差的作用下，油經(jīng)固定不動(dòng)的軸承體圓周外部的進(jìn)油孔進(jìn)入瓦面的下環(huán)形油槽，由于大軸的轉(zhuǎn)動(dòng)使油沿軸瓦面上的斜向油溝上移，并流經(jīng)整個(gè)瓦面，使大軸與軸瓦之間的潤滑良好，同時(shí)帶走熱量，熱油流到上環(huán)形油槽經(jīng)排油管流至冷卻器，熱油經(jīng)冷卻后通過進(jìn)油管進(jìn)入油盆，以上潤滑油的路徑為一次工作過程。機(jī)組運(yùn)行時(shí)潤滑油如此往復(fù)進(jìn)行不停的循環(huán)，來滿足軸承的運(yùn)行需要。

2、水輪機(jī)保護(hù)裝置

水輪機(jī)保護(hù)裝置是當(dāng)機(jī)組在啟停和運(yùn)行過程中發(fā)生危及設(shè)備和人身安全的故障時(shí)，自動(dòng)采取保護(hù)或聯(lián)鎖措施，防止事故產(chǎn)生和避免事故擴(kuò)大，從而保證人和設(shè)備的安全不受損害或?qū)p害降到最低限度。

1)導(dǎo)軸承溫度保護(hù)裝置

2)導(dǎo)軸承油位保護(hù)裝置

水輪機(jī)的輔助系統(tǒng)(一)水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)

1.水輪調(diào)節(jié)的任務(wù)

系統(tǒng)符合發(fā)生變化時(shí)，對(duì)機(jī)組產(chǎn)生兩方面的影響：

1)系統(tǒng)負(fù)荷變化→系統(tǒng)電壓發(fā)生變化→發(fā)電機(jī)勵(lì)磁裝置動(dòng)作→發(fā)電機(jī)的端電壓恢復(fù)并保持在許可范圍內(nèi)。

2)系統(tǒng)負(fù)荷變化→系統(tǒng)電流的頻率f發(fā)生變化，由于f是磁極對(duì)數(shù)p和轉(zhuǎn)速n的函數(shù)→發(fā)電機(jī)調(diào)速器動(dòng)作→發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速恢復(fù)并保持在許可范圍內(nèi)。

(1)水輪機(jī)調(diào)節(jié)的任務(wù)

1)隨外界負(fù)荷的變化，迅速改變機(jī)組的出力。

2)保持機(jī)組轉(zhuǎn)速和頻率變化在規(guī)定范圍內(nèi)，最大偏差不超過±0.5Hz，大電力系統(tǒng)不超過±0.2Hz。

啟動(dòng)、停機(jī)、增減負(fù)荷，對(duì)并入電網(wǎng)的機(jī)組進(jìn)行成組調(diào)節(jié)(負(fù)荷分配)，以達(dá)到經(jīng)濟(jì)合理的運(yùn)行。

(2)調(diào)速器的基本作用

水輪機(jī)調(diào)速器是水輪發(fā)電機(jī)組重要附屬設(shè)備之一。水輪機(jī)調(diào)節(jié)是通過水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)根據(jù)機(jī)組轉(zhuǎn)速的變化不斷地改變水輪機(jī)過流量來實(shí)現(xiàn)的。水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)是由調(diào)節(jié)控制器、液壓隨動(dòng)系統(tǒng)和調(diào)節(jié)對(duì)象組成的閉環(huán)控制系統(tǒng)，通常把調(diào)節(jié)控制器和液壓隨動(dòng)系統(tǒng)統(tǒng)稱為水輪機(jī)調(diào)速器。

l)能自動(dòng)調(diào)節(jié)水輪發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速，使其保持在額定轉(zhuǎn)速允許偏差內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)，以滿足電網(wǎng)對(duì)頻率質(zhì)量的要求。

2)能使水輪發(fā)電機(jī)組自動(dòng)或手動(dòng)快速啟動(dòng)，適應(yīng)電網(wǎng)負(fù)荷的增減，正常停機(jī)或緊急停機(jī)的需要。

3)當(dāng)水輪發(fā)電機(jī)組在電力系統(tǒng)中并列運(yùn)行時(shí)，調(diào)速器能自動(dòng)承擔(dān)預(yù)定的負(fù)荷分配，使各機(jī)組能實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

4)能滿足轉(zhuǎn)槳式、沖擊式水輪機(jī)雙重協(xié)聯(lián)調(diào)節(jié)的需要。

2、水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的組成

水輪機(jī)自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)：調(diào)速柜+油壓設(shè)備+接力器。

調(diào)速柜的作用：以轉(zhuǎn)速偏差為依據(jù)，迅速自動(dòng)地調(diào)節(jié)導(dǎo)葉開度，以達(dá)到改變出力恢復(fù)轉(zhuǎn)速的目的。

調(diào)速柜主要有以下幾個(gè)部分組成：

測(cè)量機(jī)構(gòu)：測(cè)量機(jī)組轉(zhuǎn)速偏差，并把偏差信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)槲灰菩盘?hào)，然后輸出。

放大機(jī)構(gòu)：(引導(dǎo)閥+輔助接力器、主配閥+主接力器，二級(jí)放大)：位移變化→油壓變化。

執(zhí)行機(jī)構(gòu)：主接力器，控制導(dǎo)葉開度，改變流量。

反饋機(jī)構(gòu)：緩沖器和杠桿機(jī)構(gòu)，當(dāng)調(diào)節(jié)使=時(shí)，反饋信號(hào)使調(diào)節(jié)停止。

油壓設(shè)備的作用：供給調(diào)速器壓力油，傳遞操作力。由壓力油罐、回油箱、油泵、輸油管、附件等組成。

額定工作油壓:電站采用低油壓，為2.5MPa;

調(diào)速器工作時(shí)的高油壓來自油罐，低壓側(cè)的油通過回油管路進(jìn)入回油箱。

當(dāng)油壓降低到正常工作油壓下限(2.25MPa)時(shí)，油泵自動(dòng)啟動(dòng)，將回油箱內(nèi)的油泵入壓力油罐，油壓達(dá)到正常工作油壓上限時(shí)，油泵停止工作。

接力器是調(diào)速器的執(zhí)行元件。

(二)水系統(tǒng)

主要由技術(shù)供水系統(tǒng)和排水系統(tǒng)組成。

1、技術(shù)供水

技術(shù)供水泵、山頂水池，供水管路。

作用：用于滲漏泵的灌水及減壓后由于廠房消防用水。

2、排水

分別有集水井滲漏泵和機(jī)組檢修排水泵。

滲漏泵：為工作排水泵，主要是將平時(shí)集水井的水排出下游，保證廠房的安全。

檢修泵：在機(jī)組需要檢修導(dǎo)水機(jī)構(gòu)或轉(zhuǎn)輪時(shí)，將流道里的水抽出。

(三)氣系統(tǒng)

主要有高壓和低壓氣系統(tǒng)組成。

1、高壓氣系統(tǒng)

作用：用于調(diào)速器油壓裝置的用氣。

組成：2臺(tái)高壓氣機(jī)及其管路。

參數(shù)：標(biāo)準(zhǔn)氣壓2.50Mpa

過高報(bào)警氣壓2.80MPa

氣機(jī)主用起動(dòng)氣壓2.25MPa

氣機(jī)備用起動(dòng)氣壓2.10MPa

過低報(bào)警氣壓2.00MPa

2、低壓氣系統(tǒng)

作用：用于機(jī)組停機(jī)制動(dòng)和柴油發(fā)電機(jī)組起動(dòng)及吹掃的用氣。

組成：2臺(tái)低壓氣機(jī)及其管路。

參數(shù)：標(biāo)準(zhǔn)氣壓0.70MPa

過高報(bào)警氣壓0.80MPa

氣機(jī)主用起動(dòng)氣壓0.55MPa

氣機(jī)備用起動(dòng)氣壓0.50MPa

過低報(bào)警氣壓0.45MPa

(四)油系統(tǒng)

主要由機(jī)組軸承潤滑供油及頂轉(zhuǎn)子系統(tǒng)和調(diào)速器系統(tǒng)用油組成。

1、機(jī)組軸承潤滑供油系統(tǒng)

作用：提供機(jī)組電導(dǎo)軸承、推力軸承、水導(dǎo)軸承的潤滑和冷卻。

組成：重力油箱、管路、軸承、回油箱、回油泵。

2、頂轉(zhuǎn)子(高壓頂起)

作用：在開機(jī)前或停機(jī)過程中，由高壓油泵提供高壓油將發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)動(dòng)部分(轉(zhuǎn)子、大軸及轉(zhuǎn)輪)頂起，離開軸承軸瓦一定間隙，使得大軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)能夠形成油膜以保證軸承的運(yùn)行安全。

組成：高壓頂起油泵、節(jié)流閥、毛細(xì)管節(jié)流器、管路。

3、調(diào)速器及油壓裝置

作用：用于機(jī)組調(diào)速器操作用油。

組成：2臺(tái)油泵及其管路、油罐。

參數(shù)：標(biāo)準(zhǔn)油壓2.50MPa

過高報(bào)警油壓2.60MPa

油泵主用起動(dòng)油壓2.25MPa

油泵備用起動(dòng)油壓2.00MPa

過低報(bào)警氣壓1.75MPa(事故低油壓，會(huì)報(bào)警于停機(jī))