水電站培訓(xùn)資料.ppt

水電站 水力發(fā)電是當(dāng)今可再生資源發(fā)電技術(shù)中最成熟 最具有大規(guī)模開發(fā)條件和商業(yè)化的發(fā)展方式 我國水力資源蘊藏量世界第一 水力發(fā)電是我國最重要的可再生能源 是第一大清潔能源 1949年全國水電裝機容量僅有163MW 現(xiàn)已突破2 3億KW 居世界首位 2020 1 29 湖北二電電氣有限公司 水輪機 水輪機是水電站中最主要動力設(shè)備之一 影響電站的投資 制造 運輸 安裝 安全運行 經(jīng)濟效益 根據(jù)H N的范圍選擇水輪機型式是水電站主要考核指標(biāo) 目的是使水電站充分利用水能 安全可靠運行 2 湖北二電電氣有限公司 一 水輪機的標(biāo)準(zhǔn)系列 我國在1974年編制了反擊式水輪機暫行系列型譜 其中所列出的轉(zhuǎn)輪 是經(jīng)過長期實踐驗證在某一水頭段的性能優(yōu)異的轉(zhuǎn)輪 型譜中 水輪機轉(zhuǎn)輪型號規(guī)定一律用比轉(zhuǎn)速代號 軸流式 混流式 水斗式水輪機系列型譜參數(shù) 3 湖北二電電氣有限公司 二 水輪機轉(zhuǎn)輪標(biāo)稱直徑系列 cm 說明 括號內(nèi)的數(shù)字表示僅適用于軸流式水輪機 4 湖北二電電氣有限公司 三 水輪發(fā)電機標(biāo)準(zhǔn)同步轉(zhuǎn)速 5 湖北二電電氣有限公司 四 水輪機系列應(yīng)用范圍 圖1 6 湖北二電電氣有限公司 水輪機系列應(yīng)用范圍 圖2 7 湖北二電電氣有限公司 1 混流式水輪機 8 湖北二電電氣有限公司 混流式水輪機 9 湖北二電電氣有限公司 2 軸流式水輪機示意圖 10 湖北二電電氣有限公司 3 燈泡貫流式水輪機示意圖 11 湖北二電電氣有限公司 4 沖擊式水輪機示意圖 單噴 12 湖北二電電氣有限公司 沖擊式嘴水輪機示意圖 雙噴 13 湖北二電電氣有限公司 5 斜擊式水輪機示意圖 14 湖北二電電氣有限公司 6 多級節(jié)能水輪機 15 湖北二電電氣有限公司 五 水輪機蝸殼的形式 一 蝸殼的功用及型式 一 功用蝸殼是水輪機的進水部件 把水流以較小的水頭損失 均勻?qū)ΨQ地引向?qū)畽C構(gòu) 進入轉(zhuǎn)輪 設(shè)置在尾水管末端 二 型式混凝土蝸殼和鋼蝸殼 16 湖北二電電氣有限公司 1 混凝土蝸殼 適用于低水頭大流量的水輪機 H 40m 鋼筋混凝土澆筑 T 形斷面 當(dāng)H 40m時 可用鋼板襯砌防滲 H最大達80m 17 湖北二電電氣有限公司 2 金屬蝸殼 當(dāng)H 40m時采用金屬蝸殼 其斷面為圓形 適用于中高水頭的水輪機 鋼板焊接 H 40 200m 鋼板拼裝焊接 鑄鋼蝸殼 H 200m時 鋼板太厚 不易焊接 與座環(huán)一起鑄造而成的鑄鋼蝸殼 其運輸困難 18 湖北二電電氣有限公司 六 尾水管的型式 一 尾水管型式1 直錐形 用于小型水輪機2 彎錐形 用于臥軸水輪機3 彎肘形 大中型電站 19 湖北二電電氣有限公司 二 常見尾水管的形式 1 直錐形 20 湖北二電電氣有限公司 常見尾水管的形式 2 彎錐形 3 彎肘形 21 湖北二電電氣有限公司 彎肘型尾水管 減小廠房開挖深度 水力性能好 大中型號水輪機均采用彎肘型尾水管 組成 直錐段 肘管 出口擴散段 軸流式水輪機混流式水輪機 22 湖北二電電氣有限公司 水輪發(fā)電機 23 同步發(fā)電機 其電動勢的頻率與電機轉(zhuǎn)速 同步轉(zhuǎn)速 之比為恒定值 例如對于2極 1對磁極 同步發(fā)電機 發(fā)電頻率與每秒轉(zhuǎn)速相同 對于12極 6對磁極 同步發(fā)電機 發(fā)電頻率為6倍每秒轉(zhuǎn)速 大型汽輪發(fā)電機 水輪發(fā)電機都是同步發(fā)電機 大多數(shù)交流發(fā)電機都是同步發(fā)電機 應(yīng)用非常廣泛 同步轉(zhuǎn)速 要使發(fā)電機供給電網(wǎng)50Hz的工頻電能 發(fā)電機的轉(zhuǎn)速必須為同步轉(zhuǎn)速 同步轉(zhuǎn)速 50 60 p p是磁極對數(shù) 例如一對磁極 2極 電機的同步轉(zhuǎn)速為3000r min 二對磁極 4極 電機的同步轉(zhuǎn)速為1500r min 湖北二電電氣有限公司 一 發(fā)電機的轉(zhuǎn)子 水輪發(fā)電機的轉(zhuǎn)子采用凸極式結(jié)構(gòu) 上圖是發(fā)電機的磁軛與磁極 磁軛是磁極磁力線的通路 發(fā)電機模型有南北相間的24個磁極 在磁軛外圓周開有T形槽 磁極通過T形榫頭固定在磁軛上 圖1是轉(zhuǎn)子鐵芯 圖中左側(cè)是兩個未安裝的磁極 24 湖北二電電氣有限公司 1 磁極 勵磁線圈 每個磁極上都繞有勵磁線圈 勵磁電源由安裝在主軸端頭的勵磁發(fā)電機提供 或由外部的勵磁電源系統(tǒng)提供 由集電環(huán)向勵磁線圈供電 24個勵磁線圈連接組成南北相間的12對磁極 磁軛安裝在轉(zhuǎn)子支架上 在轉(zhuǎn)子支架中心安有發(fā)電機主軸 在主軸的上端頭安裝有勵磁發(fā)電機或集電環(huán) 勵磁繞組的引出線連接到集電環(huán) 軸下端有連接水輪機的法蘭 見下圖 25 湖北二電電氣有限公司 2 主軸 磁軛 集電環(huán) 26 湖北二電電氣有限公司 A 立式發(fā)電機轉(zhuǎn)子 27 湖北二電電氣有限公司 B 臥式發(fā)電機轉(zhuǎn)子 28 湖北二電電氣有限公司 二 發(fā)電機的定子 水輪發(fā)電機定子由機座 鐵芯和線圈等部件組成 機座定子機座中一個承重和受力部件 承受上機架荷重并傳到基礎(chǔ) 支承著鐵芯 線圈 冷卻器和蓋板等部件 對懸吊型水輪發(fā)電機還承受整個機組轉(zhuǎn)動部分重量 包括水推力 機座還承受徑向力 磁拉力和鐵芯熱膨脹力 和切向力 正常和短路時引起的力 因此 機座須具有足夠的剛度 防止定子變形和振動 定子線圈嵌放在定子槽內(nèi) 組成三相繞組 每相繞組由多個線圈組成 按一定規(guī)律排列 見圖 29 湖北二電電氣有限公司 1 定子機座與鐵芯 30 湖北二電電氣有限公司 a 定子鐵芯 定子鐵芯是定子的 個重要部件 它是磁路的主要組成部分并用以固定線圈 在發(fā)電機運行時 鐵芯要受到機械力 熱應(yīng)力及電磁力的綜合作用 由于鐵芯中的磁通量是隨著轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)而交變的 為提高效率 減少鐵芯渦流損耗 鐵芯一般由0 35 0 5mm厚的兩面涂有絕緣漆的扇形硅鋼片疊壓而成 空冷式發(fā)電機鐵芯沿高度方向分成若干段 每段高40 45mm 段與段間以 工 字形襯條隔成通風(fēng)溝 供通風(fēng)散熱之用 鐵芯上 下端有齒壓板 通過定子拉緊螺桿將疊片壓緊 通過定位筋和托板將整個鐵芯固定在機座的內(nèi)側(cè) 鐵芯內(nèi)圓有矩形嵌線槽 用以嵌放線圈繞組 31 湖北二電電氣有限公司 b 定子線圈 定子線圈的主要作用是產(chǎn)生電勢和輸送電流 定子線圈是用扁銅線繞制而成 然后再在它的外面包上絕緣材料 水輪發(fā)電機定子線圈主要采用圈式和條式兩種 圈式線圈 圈式線圈由若干匝組成 每一匝又可由多股絕緣銅線組成 圈式線圈的兩個邊分別嵌入定子槽內(nèi)上下層 許多圈式線圈嵌入定子槽內(nèi)后 按照一定的規(guī)律聯(lián)接起來組成疊繞組 雙層圈式線圈多用于中小型水輪發(fā)電機 大型水輪發(fā)電機也有采用單匝疊繞線圈 為了便于制造 工藝上可將線圈分成兩半 分別彎曲成桿型線棒 包扎絕緣并經(jīng)處理后下線 然后把有關(guān)的兩個邊聯(lián)起來焊在一起 32 湖北二電電氣有限公司 b 1 定子線圈 33 湖北二電電氣有限公司 水輪機的一般檢修工藝 水輪發(fā)電機組是由成千上萬個零部件組成的機械 它與通用機械有相同的地方 都具有傳動 連接 轉(zhuǎn)動 軸承及機座等部件 因此 其許多零部件的檢修工藝與大部分機械是基本相同的 一般的檢修工作包括部件的解體和起重吊運 鉗工作業(yè) 組裝作業(yè)及校驗調(diào)試工作 34 連接部件標(biāo)記 1 導(dǎo)軸承體 2 底座 湖北二電電氣有限公司 一 部件的解體和起重吊運 部件解體前 先要找到連接部件與被連接部件之間的位置記號 如上圖所示 兩個零件用螺栓連接在一起 四個螺孔可能有四個配合位置 但在安裝時 或在廠家預(yù)裝時 只在打有標(biāo)記X X的方向組裝才是正確位置 換成別的方向就可能裝不上 或裝上之后的間隙不符合要求 這就要求拆開之前先找出標(biāo)記 如無標(biāo)記或找不到標(biāo)記時 要用扁鏟或鋼字碼先打上標(biāo)記 然后方可拆開 被拆卸零部件的質(zhì)量超過25KG時 要視工地的具體情況 采用滑輪 電動葫蘆或橋機來進行吊運 吊運過程中 對于吊具的選擇 捆綁的方法及大件吊運時的注意事項等 應(yīng)由專人負(fù)責(zé)并指揮 35 湖北二電電氣有限公司 二 部件的存放 設(shè)備分解后 當(dāng)放下零件時 應(yīng)事先用木方或其他東西墊好 以免損壞零部件的加工表面和地面摩擦 碰撞 對油槽 軸頸等部位應(yīng)用白布蓋好或纏好 以保持清潔 防止灰塵落入 對于管路或地腳螺孔 應(yīng)用木塞堵嚴(yán) 重要地方應(yīng)用白布纏好或封嚴(yán) 當(dāng)部件拆開后 應(yīng)及時檢查各零件磨損情況 如有破壞或缺損 立刻進行修復(fù)或更換 部件解體后 要把工作場所打掃干凈 同一型號的螺栓 墊圈 銷釘 彈簧等 應(yīng)存放在同一布袋或木箱中 并貼上標(biāo)簽 標(biāo)明安裝部位和數(shù)量 以便在安裝時查找 防止丟失 36 湖北二電電氣有限公司 三 鉗工作業(yè) 在檢修中 大量的工作是鉗工作業(yè) 其中有切割 鏟削 銼削 刮研 鉆孔 攻絲及套絲等工藝 所以 學(xué)好鉗工工藝是非常重要的 對于一些表面粗糙度要求很高的零部件表面 如推力頭的鏡板 0 4 0 6um 以及油 氣 水管路上的閥門 1 5 1 6um 等 一般的機械加工很難達到 零件表面粗糙度不好 如鏡板表面的波峰 波谷高差很大 使得鏡板與推力瓦在摩擦?xí)r不易形成油膜 造成潤滑不良 出現(xiàn)于摩擦或半干摩擦 個別高點容易燒瓦 因此 進行刮瓦和研磨是十分必要的 37 湖北二電電氣有限公司 四 軸瓦研磨和刮削 檢查主軸軸頸 如有磨損發(fā)毛現(xiàn)象 可用油石順著旋轉(zhuǎn)方向打磨 并用特殊的外徑千分尺檢查上 中 下三處直徑 檢查軸瓦表面磨損情況 通常軸瓦磨損并不嚴(yán)重 除少數(shù)高點被磨去瓦花之外 余下部分瓦花仍然存在 這時 用平刮刀刮去高點 并重新挑花 挑花是為了便于存油 以利于油膜的形成 刀花可以是方開 三角形 燕形等 其中三角形最常見且實用 行與行之間要彼此交錯 刀花面積以0 2cm2左右為好 被刮去的深度大約為0 01mm 由于它比沒刮的地方稍稍低一些 因此容易存油 且有利于形成油膜 保證潤滑 38 湖北二電電氣有限公司 一般筒式瓦導(dǎo)軸承磨損量不大 大修時只要將局部高點刮去 并全部重新刮花即可 1 軸瓦刮研及處理 39 湖北二電電氣有限公司 2 軸瓦刮研及處理實例 1 軸承間隙測定以立式機主軸名義直徑為960mm為例 塞尺測4 8點軸承間隙 并做好記錄 如圖 40 筒式瓦油潤滑導(dǎo)軸承總的平均間隙的經(jīng)驗公式計算 總間隙等于對面間隙之值 其最小值為 min 0 26 0 35 0 61mm 0 05 0 2x960 1000 0 25取值 0 3 適當(dāng)?shù)胤糯箝g隙 有利于減少軸承磨損 降低油溫 因此實際取值比計算值要大 湖北二電電氣有限公司 2 1 軸瓦刮研及處理實例 2 處理方法 例中 測出的軸承間隙比允許值 即0 61 大0 3以上 必須進行處理 若軸承結(jié)合面有墊 可以將墊撤去 若沒有墊 則可將把合面刮去 最好是銑去 某一尺寸 1mm 然后再把合在一起 如下圖所示 原來軸承是以0點為中心的正圓 現(xiàn)在是以0 點為中心R 840 31mm為長軸 R 1 479 3為短軸的扁圓 這樣裝上去 顯然是不行的 而必須以0 點為圓心 按軸承允許間隙值去求得半徑R 重新鏜軸承孔 這里 實測D 960 1mm 取 0 3 則R D 2 480 2mm進行鏜孔時 一定要按照規(guī)定的同心度和粗糙度加工 如果鏜孔時的表面粗糙度不好 那么在鏜最后一刀時 應(yīng)給內(nèi)徑尺寸留0 1mm的裕量 以備刮研處理時用 41 湖北二電電氣有限公司 2 2 軸瓦刮研及處理實例 42 把軸承放在主軸軸頸上進行研磨 研磨時 先把個別高點 硬點削除 并注意第一次刮花的方向與第二次刮花的方向互成90o角 如前所述 有點部分占可接觸部分的90 每平方厘米內(nèi)有3 4點為合格 湖北二電電氣有限公司 3 彈性塑料瓦應(yīng)用 43 湖北二電電氣有限公司 3 1彈性推力軸瓦的安裝調(diào)整 44 湖北二電電氣有限公司 3 1彈性推力軸瓦的安裝調(diào)整 45 湖北二電電氣有限公司 五 水輪機檢修維護項目 1 水輪機轉(zhuǎn)輪及主軸的檢修與維護2 水輪機導(dǎo)水機構(gòu)的檢修與維護3 水輪機導(dǎo)軸承的檢修與維護4 水輪機主軸密封裝置的檢修與維護5 水輪機附屬部件和埋設(shè)部件檢修與維護6 水輪機主閥的檢修與維護7 水輪機特殊檢修工作 轉(zhuǎn)動件靜平衡 46 湖北二電電氣有限公司 六 組裝作業(yè) 零部件經(jīng)過解體 清掃 處理缺陷或加以改造之后 應(yīng)按原來的標(biāo)高 水平及中心來進行安裝 安裝時 必須遵守圖紙中規(guī)定的尺寸 偏差等技術(shù)要求 不得擅自更改 兩零件常采用可拆連接 螺紋連接或鍵連接 如果尺寸精度不高 螺栓所受拉力以拉應(yīng)力為主 大都使用粗制或半精制螺栓 如果兩零件配合精度高 螺栓除受力外還要受扭矩的時候 應(yīng)采用精制螺栓 例如水輪機軸與發(fā)電機軸的法蘭連接 水輪機軸與轉(zhuǎn)輪的法蘭連接等 通常均應(yīng)采用精制螺栓 47 湖北二電電氣有限公司 水輪機檢修維護相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范 48 1 DL T496 2001 水輪機電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)及裝置調(diào)整試驗導(dǎo)則 取代DL T563 1995 水輪機電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)及裝置技術(shù)規(guī)程 2 GB T18110 2000 小水電站機電設(shè)備導(dǎo)則 湖北二電電氣有限公司 水輪機檢修維護相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范 49 湖北二電電氣有限公司 水輪機檢修維護相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范 50 3 GB T8564 2003 水輪發(fā)電機組安裝技術(shù)規(guī)范 本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了水輪發(fā)電機組及其附屬設(shè)備的安裝 調(diào)試和試驗的要求 適用于符合下列條件之一的水輪發(fā)電機組的安裝及驗收 a 單機容量為15MW及以上 b 沖擊式水輪機 轉(zhuǎn)輪名義直徑1 5M及以上 c 混流式水輪機 轉(zhuǎn)輪名義直徑2M及以上 d 軸流式 斜流式 貫流式水輪機 轉(zhuǎn)輪名義直徑3M及以上 單機容量小于15MW的水輪發(fā)電機組和水輪機轉(zhuǎn)輪的名義直徑小于b c d 項規(guī)定的機組可參照執(zhí)行 4 GB T17189 1997 水力機械振動和脈動現(xiàn)場測試規(guī)程 湖北二電電氣有限公司 水輪機檢修維護相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范 51 本規(guī)程適用于一切反擊式 沖擊式水輪機 可逆式水泵水輪機 蓄能泵 也適用于與它們連接的發(fā)電機或電動機的機械部分 5 GB T19184 2003 水斗式水輪機空蝕評定 本標(biāo)準(zhǔn)給出了水斗式水輪機轉(zhuǎn)輪空蝕保證規(guī)范并作為水斗式轉(zhuǎn)輪空蝕量