1、水轮机(HYDRAULIC TURBINE) 1.概述水轮机是水轮发电成套设备的主机，它与水轮发电机、调速器、励磁系统和电站控制设备配套使用，组成水力发电站的主体。水 轮机是根据水的流量和水头大小进行设计和制造的，作用是将水能转变为机械功，并带动水轮发电机发电。水轮机的本体由转轮、座环、蜗壳和主轴组成。除此以 外，根据型号的不同，还配有附属装置和部件。不同型式的水轮机，其结构和适用范围不甚相同，应视需要选择，以取得较高的经济效益。中小型水利发电设备已实施出口产品质量许可制度，未取得出口质量许可证的产品不准出口。2.种类和型号(1)水轮机的分类、适用范围和特点见表 6102。表 6102 水轮机
2、种类种类 适应范围 特点混流式 20-450m 水头 结构简单运行可靠、效率高，目前国内应用广泛定桨式水轮机桨叶固定在转轮体上，当水头及负荷变化时，桨叶不能完全适应水流情况，因此平均效率较低，只适用于水头负荷变化不大的水电站轴流式 转桨式适用于平原河道上 40m 以下低水头水轮机的桨叶在轮体上可以调节，根据不同水头及负荷变化可改变桨叶的角度，以适应水流情况，结构较复杂，但平均效率较高，适用于水头及负荷变化较大的水电站反击式斜流式 40-120m 水头斜流式水轮机与轴流转桨式水轮机区别在于转轮叶片轴线与水轮机轴线成一夹角(45或 60)布置，当水头与负荷变化大时，有较高的效率，运行稳定，在60m
3、 以上范围内运行，效率与汽蚀性好，飞送转速低，轴向推力小冲击式(水斗式) 200m 以上高水头领先压力水，通过喷嘴形成一股强有力的高速射流，冲击转轮上的水头使转轮旋转，分卧式与立式两种，卧式每台有 1-2 个转轮，每个转轮有 1-2 个喷嘴，立式只有一个转轮，有 2-4 个喷嘴，该机轻便简单，零部件磨损后拆换方便，可在相当大的负荷变化下运行，仍可获得较高效率(2)水轮机的型号：水轮机产品型号的表示方法为： 水轮机型式主轮布置方式转轴名义直径(mm)转轮型号 引水室特征 或其它必要的指 标比如：ZZ560-LH-800ZZ 表示轴流转桨式；560 为按比转速规定的转轮号；LH 为立式砼蜗壳(L
4、为立式，H 为混凝土蜗壳)；800 为转轮标称直径 800mm。目前我国出口水力发电设备的生产厂不仅能提供各种定型产品，还可根据用户需要进行设计和制造。不仅能供应成套发电设备，亦能供应各种单机。出口的水轮机均具有高响应的自动化装置，机组效率高，噪音低，可靠耐用。3.检验标准和项目(1) 检验标准：出口发电设备中的水轮机及其零部件是在出厂检验合格的基础上进行法定检验的。检验依据的标准主要有：JB626水轮机基本技术条 件；JB3161-82水轮机模型试验规程及有关的材料，材料试验，主要零部件等标准。合同规定的国外检验标准或技术协议中规定的参数和经济、技术 指标也是出口检验的依据。(2)检验项目：
5、水轮机检验项目是依据合同、技术协议和产品标准和出口要求而确定的。检验内容主要包括：资料(设计和制造)的审查，一般外观检验；性能及经济技术指标检测和包装质量检查等。资料审查：主要审查设计和制造的依据、图纸、产品说明书、合格证及有关材料的材质报告，性能试验报告以及必要的试验、检测数据； 一般外观质量检查：根据有关标准规定，对水轮机主体及附属装置，零部件进行外观质量的全面检查。主要内容有：产品规格、型号、外形尺寸、铭牌等是否货证相 符。外观质量上是否有残损、锈蚀渗漏；涂漆颜色和质量是否符合出口要求；传动部件是否转动灵活、运转平衡；控制部分是否灵敏、可靠、准确；焊接件的成型质 量和焊缝质量等；性能试验
6、：通过试验检查产品的技术参数、性能指标和经济指标是否达到标准或合同规定。a.主要零部件的材料性能、加工尺寸、精度、装配质量和性能；b.水轮机及附属管路的压力试验；c.转轮密封试验；d.空载运行试验；e.水轮机第一次带负荷试验；f.甩负荷试验；g.带负荷 72h 连续试验；h.调速系统及自动化装置系统的试验，应符合其专门的技术条件；i.合同或技术协议规定的其他项目；j.气蚀破坏试验；k.水轮机的效率验收试验，可根据合同或技术协议规定，用模型或真机验收。模型试验的方法按模型试验规程，在能量试验台和汽蚀试验台上进行。采用真机验收时，可在机组运行一年后进行。4.其他我国具有水轮机出口能力的生产厂家有哈
7、尔滨电机厂、天津发电设备厂、杭州发电设备厂、富春江水工机械厂、上海汽轮机厂、东方电机厂等。可生产10kW-1.25 万 kW 各种规格和型号的水轮机及其配套产品。各生产厂除提供定型产品外，还可根据用户需要进行设计和制造。我国生产的水轮机组及其配套产品远销美国、英国、日本、喀麦隆、几内亚、尼泊尔、泰国、朝鲜、菲律宾、秘鲁等十几个国家。出 口的水轮机及其零备件应符合包装、运输和保管条件。如零部件(座环、顶盖、涡壳环节、叶片等)必须按规定打好标记(方向、图号、项号、顺序号)；裸装货物 (蜗壳各节)须加焊牢固的支撑，以防变形；有关仪表应密封包装、防潮、防震；橡胶、塑料、尼龙制品等应放在干燥通风的库房内
8、，防止直接受日光照晒。杨德有 水轮机调速器及油压装置(WATER TURBINE SPEED GOVERNORANDHYDRAUL IC PRESSURE SUPPLY SYSTEM) 1.概述水轮机调速器及油压装置是用于对水轮机进行调节的水电站主要设备之一。它通过微机的、电气的、液压的或机械的部件完成发电机组的转速调整，负荷调整，频率自动控制及调频，调相的运行要求。调速器一般由电气柜、控制器和执行机构三大部分组成。油压装置是调速器中液压部分的贮能装置。按功能分，调速器和油压装置包括：测速装置、缓冲装置、电调电气装置、电液转换器(电液伺服器)、油泵、安全阀、自动补气装置、油位信号装置及压力缸、
9、受压铸件等。中小型水利发电设备已实施出口产品质量许可制度，未取得出口质量许可证的产品不准出口。2.分类及特点调速器基本上分为机械液压调速器、电气液压调速器和微机液压调速器三类。目前，我国出口的调速器和油压装置有以下几种类别和规格。(1)W 系列调速器。W 系列调速器是以微处理机为控制器的并联 PID 型调速器。适用于混流式、轴流定桨及转桨式水轮机。该系列调速器按主配直径分，有 50，80，100，150mm；按调节方式，有双调(WST)、单调(WT)。如 WST-50，表示主配直径 50mm，双调的以微处理机为控制器的并联 PID 型调速器。(2)SKD 系列调速器。该系列为电液调速器，可对水
10、电机组进行转速调整、负荷调整、频率自动控制，亦可满足调频和调相的要求。有手动和自动运行方式。另外，设有故障锁定，二段关闭等保护装置。该系列调速器以主配直径或调速功的大小及调节广度不同分类。如 SKDT-1800 表示单调，调速功为 1800kgm。SKDST-150 表示双调，主配直径为 150mm。(3)YT 系列调速器。YT 系列机械液压自动调速器管用于混流式、轴流式水轮机组的调节和不同的调轴安装方向，亦适用于导水机构不同的开头方向。该系统装有自动补气 装置，能满足没有气源的小型电站的需要。还设有可靠的保护装置。该系统调速器以调速功的不同分类。如 YT-1000，表示调速功为1000kgm
11、。(4)YTT 系列调速器。YTT 系列特小型机械液压调速器是为小型反击式水轮机组配套而制造的。有手动、液压手动和自动运行方式。特点是自动化水平高、调节性能优良，可实现少人值班。该系列调速器也是以调速功分类。如 YTT-35，表示调速功为 35Kgm。(5)传统机械液压调速器。该类调速器采用传统的液压机械调速方式，不同于微机和电液类型调速器，主要适用于老水力发电机组替换设备。该系列调速器以主配直径分类。主要有 T-100、ST-100 及 CT-40 几种。(6) 油压装置。油压装置是保证液压类调速器正常工作必不少的设备。该装置已经列入我国统一设计产品，具有标准化高，结构紧凑的特点。油压装置分
12、为整体式和分离 式两系列，分别以 HYZ 和 YZ 表示。其规格型号以压力缸的容积分类。如 HYZ-0.3，表示整体式，压力缸容积为 300L 的油压装置。我国出口的调速器及 油压装置除以上几个系列外，各生产厂还可根据用户要求进行设计和制造。3.检验标准出口调速器和油压装置的检验标准主要有：GB/T9652-97水轮机调速器与油压装置技术条件JB741钢制焊接容器技术条件以及有关的标准。合同或技术协议中规定的检验标准或技术参数，经济指标也是检验中必须遵循的依据。4.检验项目和方法(1)出厂检查试验项目：A.外观质量检查。主要内容有：外型尺寸、安装尺寸、零部件紧固、外观质量及涂漆质量，金属外壳接
13、地，铭牌等；B.油泵试运转及输油量检查试验；C.安全阀及阀组试验；D.测速装置检查试验；E.缓立足点装置检查试验；F.转速指令信号、永态转差系数、暂态转差系数、缓冲时间常数、加速时间常数的校验；G.并联 PID 调速器的调节参：比例增益、积分增益、微分增益范围的校验；H.电调电气装置试验；I.电液转换器试验；J.调速系统静态特性及转速死区的测定试验；K.随动系统的不准确度的测定试验；L.油压装置各油压和油位信号整定值的校验；M.技术资料的审核。(2)现场试验项目：大型电调静态特性转速死区和随动系统不准确度的测定试验；空载试验；突变负荷试验；接力器不动时间测定试验；电负荷试验；带负荷连续 72h
14、 试运行。(3)型式试验：对于制造厂的首次产品或改型产品应进行型式试验。上述出厂试验和现场试验检查的全部项目；调速系统自身稳定性检查；速动时间常数测定；接力器反应时间常数的测定；接力器关闭与开启时间范围的测定；突变负荷试验；调速器及油压装置总的漏油量测定；机组带负荷时，调速系统转速死区和随动系统不准确度的测定。5.其他国产调速器及油压装置远销美国、日本、智利、秘鲁、菲律宾、斯里兰卡、尼泊尔、泰国和香港。主要的生产厂有：天津水电控制设备厂、杭州发电设备厂等 10 余家。出口的调速器应按有关规定进行包装、运输和贮存。环境温度为-540，相对温度不大于 90%，室内无酸、碱、盐及腐蚀性、爆炸性气体，不受灰尘、雨雪的侵害。出口的产品应同时提供：产品原理、安装、调整及使用说明书；产品原理图、安装图、总装配图；合格证及装箱单；易损件等。杨德有
