GBT 22581-2024 混流式水泵水輪機基本技術條件

ICS27.140CCSK55代替GB/T22581—2008混流式水泵水輪機基本技術條件國家市場監(jiān)督管理總局國家標準化管理委員會IGB/T22581—2024 Ⅲ 12規(guī)范性引用文件 13術語和定義 23.1抽水蓄能電站水庫水位 23.2電站毛水頭/毛揚程 33.3水頭和揚程 3 5 63.6功率和轉矩 7 93.8轉輪公稱直徑 3.10水泵水輪機模型試驗 3.11壓力脈動 3.12S區(qū)裕度 3.13駝峰區(qū)裕度 3.14水力激振 3.15動靜干涉 3.16相位共振 3.17運行工況 4.1一般要求 4.2主要部件的結構和材料 5性能保證 5.1頻率范圍 5.2保證期 5.3穩(wěn)態(tài)水力性能 5.4水泵水輪機運行穩(wěn)定性 5.5機組水力過渡過程 5.6導葉漏水量 5.8正反向水推力 ⅡGB/T22581—20245.9可靠性指標 6.1供貨范圍 7資料與圖紙 7.1交付時間和數量 7.2主要內容 8工廠檢驗及試驗 9.1銘牌 9.2包裝及運輸 10.1安裝和試運行 10.3驗收試驗 附錄A(資料性)水泵水輪機設備的儀表及自動化元件 附錄B(資料性)水泵水輪機備品、備件 ⅢGB/T22581—2024本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件代替GB/T22581—2008《混流式水泵水輪機基本技術條件》,與GB/T22581—2008相b)更改了水頭和揚程的相關定義(見3.3,2008年版的3.3);d)更改了效率的相關定義(見3.7,2008年版的3.7);e)更改了壓力脈動的相關定義(見3.11,2008年版的3.11);f)更改了對螺栓預應力要求的說明(見4.2.2.6,2008年版的4.2.2.6);h)增加了在電網標稱頻率下，水輪機工況S區(qū)裕度不宜小于0.06×Hgmin+8m(見5.4.1);i)增加了關于水力激振、動靜干涉、相位共振對運行穩(wěn)定性影響的要求(見5.4.5);版的5.5);k)更改了頂蓋垂直和水平方向振動值的相關內容(見表2,2008年版的表2);l)更改了導葉漏水量要求(見5.6,2008年版的5.7);m)更改了噪聲要求(見5.7,2008年版的5.8);行、維護及驗收試驗等內容(見第6章～第10章，2008年版的第6章～第10章)。請注意本文件的某些內容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構不承擔識別專利的責任。本文件由中國電器工業(yè)協(xié)會提出。本文件由全國水輪機標準化技術委員會(SAC/TC175)歸口。本文件起草單位：哈爾濱電機廠有限責任公司、中國電建集團華東勘測設計研究院有限公司、東方電氣集團東方電機有限公司、上海福伊特水電設備有限公司、中國水利水電科學研究院、南方電網儲能股份有限公司、國網新源控股有限公司抽水蓄能技術經濟研究院、中國電建集團中南勘測設計研究院有限公司、中國水利電力對外有限公司、中國電建集團北京勘測設計研究院有限公司、國網新源控股有限公司、華電電力科學研究院有限公司、中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司。本文件及其所代替文件的歷次版本發(fā)布情況為：——2008年首次發(fā)布為GB/T22581—2008;1GB/T22581—2024混流式水泵水輪機基本技術條件1范圍機、斜流式水泵水輪機以及變速混流式水泵水輪機參照使用。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T150壓力容器GB/T191包裝儲運圖示標志GB/T2900.45電工術語水電站水力機械設備GB/T3323.1焊縫無損檢測射線檢測第1部分：X和伽瑪射線的膠片技術GB/T8564水輪發(fā)電機組安裝技術規(guī)范GB/T9239.1機械振動恒態(tài)(剛性)轉子平衡品質要求第1部分：規(guī)范與平衡允差的檢驗GB/T9797金屬及其他無機覆蓋層鎳、鎳十鉻、銅十鎳和銅十鎳十鉻電鍍層GB11120渦輪機油GB/T11345焊縫無損檢測超聲檢測技術、檢測等級和評定GB/T11805水輪發(fā)電機組自動化元件(裝置)及其系統(tǒng)基本技術條件GB/T15468水輪機基本技術條件GB/T15469.2水輪機、蓄能泵和水泵水輪機的空蝕評定第2部分：蓄能泵和水泵水輪機的空蝕評定GB/T15613水輪機、蓄能泵和水泵水輪機模型驗收試驗GB/T17189水力機械(水輪機、蓄能泵和水泵水輪機)振動和脈動現場測試規(guī)程GB/T18482可逆式抽水蓄能機組啟動試運行規(guī)程GB/T20043水輪機、蓄能泵和水泵水輪機水力性能現場驗收試驗規(guī)程GB/T28546大中型水電機組包裝、運輸和保管規(guī)范GB/T32894抽水蓄能機組工況轉換技術導則DL/T293抽水蓄能可逆式水泵水輪機運行規(guī)程JB/T1270水輪機、水輪發(fā)電機大軸鍛件技術條件JB/T7349水輪機不銹鋼葉片鑄件JB/T10264混流式水輪機焊接轉輪上冠、下環(huán)鑄件NB/T35035水力發(fā)電廠水力機械輔助設備系統(tǒng)設計技術規(guī)定NB/T47013.2承壓設備無損檢測第2部分：射線檢測NB/T47013.3承壓設備無損檢測第3部分：超聲檢測2GB/T22581—2024NB/T47013.4承壓設備無損檢測第4部分：磁粉檢測NB/T47013.5承壓設備無損檢測第5部分：滲透檢測NB/T47013.10承壓設備無損檢測第10部分：衍射時差法超聲檢測CCH70-4水力機械鑄鋼件檢驗規(guī)范(SpecificationforInspectionofSteelCastingsforHydraulicMachines)IEC60041測定水輪機、蓄能泵和水泵水輪機水力性能的現場驗收試驗(Fieldacceptanceteststodeterminethehydraulicperformanceofhydraulicturbines,storagepumpsandpump-turbines)IEC60193水輪機、蓄能泵和水泵水輪機模型驗收試驗(Hydraulicturbines,storagepumpsandpump-turbines—Modelacceptancetests)IEC60545水輪機、水泵水輪機和蓄能泵的調試和運行指南(Guidelinesforcommissioningandoperationofhydraulicturbines,pump-turbinesandstoragepumps)GB/T2900.45、GB/T15468和GB/T15613界定的以及下列術語和定義適用于本文件。3.1.1ZupFLd上水庫遇到設計標準洪水時在壩前達到的最高水位。3.1.2上水庫正常蓄水位upperreservoirnormallevelZupLn3.1.3ZupLmin3.1.4下水庫遇到設計標準洪水時在壩前達到的最高水位。3.1.5ZlowLn3GB/T22581—20243.1.6ZlowLmin3.2.1Hgmax3.2.2Hgmin3.3.1H3.3.2Htmax水泵水輪機作水輪機工況運行時，電站最大毛水頭減去一臺機空載運行時水頭損失最小的輸水系統(tǒng)總水頭損失后的水頭。3.3.3Htmin水泵水輪機作水輪機工況運行時，電站最小毛水頭減去同一水力單元內所有水泵水輪機允許最大輸出功率時水頭損失最大的輸水系統(tǒng)總水頭損失后的水頭。3.3.4H水泵水輪機作水輪機工況運行時，在額定轉速下輸出額定功率時所需的最小水頭。4HteminHHpmax最低揚程pumpminimumheadHpminHpopt3.3.10Hpzero3.3.11Hpemin3.3.12系統(tǒng)中指定部位在過渡過程中的最高壓力。53.3.13Pmmin系統(tǒng)中指定部位在過渡過程中的最低壓力。QQpminQpmax水泵水輪機作水泵工況協(xié)聯(lián)運行時，在額定轉速、最低揚程下的流量。6GB/T22581—2024單位轉速unitspeed在1m水頭/揚程下，轉輪公稱直徑為1m的水泵水輪機運行時的轉速。額定轉速ratedspeed水泵水輪機按電站設計選定的同步轉速。水輪機工況比轉速turbinemodespecificspeed水泵水輪機在水輪機工況運行時，水頭為1m、輸出功率為1kW時的轉速?！?1)水輪機工況額定比轉速turbinemoderatedspecificspeed水泵水輪機在水輪機工況運行，額定水頭、額定轉速下輸出額定功率時的比轉速。水輪機工況比速系數turbinemodespecificspeedcoefficientK水輪機工況比轉速與水頭開方的乘積。注：見公式(2)。nq水泵水輪機在水泵工況運行時，揚程為1m、流量為1m3/s時的轉速。水泵工況最優(yōu)比轉速pumpmodeoptimumspecificspeed水泵工況最優(yōu)點對應的比轉速。7GB/T22581—20243.5.8Kp水泵工況比轉速與揚程3/4次方的乘積。3.5.9nrun3.5.10nrunmax3.5.11nmommax3.6.1單位功率unitpower轉輪公稱直徑為1m的水泵水輪機在1m水頭/揚程下運行時，轉輪與軸連接處的輸出/輸入功率。3.6.2轉輪公稱直徑為1m的水泵水輪機在1m水頭/揚程下運行時，作用于轉輪與軸連接處的力矩。3.6.3Pth水泵水輪機作水輪機工況運行時，通過水泵水輪3.6.4轉輪輸出功率runnermechanicaloutputpower水泵水輪機作水輪機工況運行時，轉輪與軸連接處傳遞的機械功率。8PImPP+=PthPibPIm………(5)額定輸出功率turbinemoderatedoutputpowerPPtmax水輪機工況調相輸入功率turbinemodesynchronouscondenseroperationinpu3.6.10Pph3.6.113.6.12Pp93.6.13最大輸入功率pumpmodemaximuminputpowerPpmax水泵水輪機作水泵工況運行時，在規(guī)定的運行范圍內，所需的最大輸入功率。3.6.14零流量輸入功率pumpmodeinputpoweratzerodischarge水泵水輪機作水泵工況運行時，轉輪在水中以額定轉速旋轉，輸出流量為零時所需的輸入功率。3.6.15轉輪在空氣中以額定轉速在水泵方向運行時所需的輸入功率。注：單位為兆瓦(MW)或千瓦(kW)。3.7.1水輪機工況水力效率turbinemodehydraulicefficiency水泵水輪機作水輪機工況運行時，轉輪輸出功率與水輪機工況水力功率之比。ηth=Pm/Pth3.7.2水泵工況水力效率pumpmodehydraulicefficiencyph水泵水輪機作水泵工況運行時，水泵工況水力功率與轉輪輸入功率之比。ηph=Pph/Ppm3.7.3水輪機工況機械效率turbinemodemechanicalefficiency水泵水輪機作水輪機工況運行時，輸出功率與轉輪輸出功率之比。ηm=P./Ptm3.7.4水泵工況機械效率pumpmodemechanicalefficiencypm水泵水輪機作水泵工況運行時，轉輪輸入功率與輸入功率之比。ηpm=Ppm/Pp3.7.5水輪機工況效率turbinemodeefficiencyη水輪機工況輸出功率與水輪機工況水力功率之比。η.=P./P水泵工況效率pumpmodeefficiency水泵工況水力功率與輸入功率之比。加權平均效率meanweightedefficiency在規(guī)定的運行范圍內，效率的加權平均值。ηw=(W?η?+W?η2+W3ηsni——在規(guī)定的運行范圍內，水輪機工況不同水頭與不同輸出功率的效率或水泵工況不同揚程下的效率，i為W,——根據電站運行特點確定的水泵水輪機不同水頭或揚程、不同輸出或輸入功率運行歷時的權重系數。通。水輪機工況最優(yōu)效率turbinemodepeakefficiencytopt水泵水輪機作水輪機工況運行時效率的最大值。水泵工況最優(yōu)效率pumpmodepeakefficiencypopt水泵水輪機作水泵工況運行時效率的最大值。原型水輪機最高效率prototypeturbinemodepeakefficiency水輪機工況運行時，原型水泵水輪機在規(guī)定的運行范圍內能達到的效率最大值。原型水泵最高效率prototypepumpmodepeakefficiencypmax水泵工況運行時，原型水泵水輪機在規(guī)定的運行范圍內能達到的效率最大值。3.8轉輪公稱直徑轉輪公稱直徑nominaldiameterofFrancispump-turbinerunner轉輪葉片高壓邊與下環(huán)相交處的直徑。轉輪葉片低壓邊與下環(huán)相交處的直徑。D?注：單位為米(m),推薦使用D??？栈痗avitation在流道中水流局部壓力下降到臨界壓力(一般接近汽化壓力)時，水中氣核發(fā)展成長為空泡，空泡的由于空化造成的過流表面的材料損壞。含沙水流對水泵水輪機過流表面所造成的材料損失。磨蝕combinederosionbysandandcavitation在含沙水流條件下，水泵水輪機過流表面受空蝕和泥沙磨損聯(lián)合作用所造成的材料損失?？栈鶞拭鎐avitationreferencelevel工程上確定空化系數所采用的基準面。0表征水泵水輪機空化發(fā)生條件和性能的無量綱系數。與規(guī)定的效率下降值相聯(lián)系的空化系數。注：σ。為效率開始下降時的空化系數，0.5為效率下降0.5%時的空化系數?；炝魇剿盟啓C臨界空化系數宜取效率下降0.5%時的空化系數。見圖1。nb/700.50oJGB/T22581—2024n/n,0.5%00b)0.5%00.5Os初生空化系數incipientcavitationcoefficient轉輪可見空化開始時的空化系數；在水泵水輪機模型試驗中，觀察到轉輪三個葉片上同時開始產生穩(wěn)定附著的氣泡時的空化系數。注：可見空化通常由觀察確定。吸出高度suctionheightH。水泵水輪機空化基準面至尾水位的高程差。3.9.10電站空化系數plantcavitationcoefficient在電站運行條件下的空化系數。 (7)式中：Pas——電站所在地的大氣壓，單位為帕(Pa);Py———流道水溫下的汽化壓力，單位為帕(Pa);GB/T22581—2024p——通過水泵水輪機的水的密度，單位為千克每立方米(kg/m3);g——重力加速度，單位為米每二次方秒(m/s2);his——從低壓基準斷面到下水庫進/出水口斷面的水頭損失，單位為(m),水輪機工況取十，水泵工況取一；H——水頭H,/揚程Hp,單位為米(m)。3.9.11允許吸出高度permissiblesuctionheight滿足水泵水輪機空化和其他性能要求所需的最大吸出高度。3.9.12安裝高程settingelevationZ水泵水輪機安裝時作為基準的某一水平面的海拔高程。注：單位為米(m)。立式水泵水輪機安裝高程為導葉水平中心線平面高程。3.10水泵水輪機模型試驗3.10.1模型試驗modeltest為預測原型水泵水輪機水力性能而對其模型進行各種特性測試的試驗。3.10.2模型驗收試驗modelacceptancetest由需方見證、為驗證水泵水輪機水力性能是否達到合同保證值和有關文件規(guī)定而進行的模型試驗。3.10.3原型轉輪公稱直徑與模型轉輪公稱直徑的比值。3.10.4水輪機工況模型綜合特性曲線turbinemodemodelhillchart分別以單位轉速和單位流量為縱、橫坐標，表示模型水泵水輪機的水輪機工況水力效率等性能的等值曲線。注：對于特定電站一般表示出運行范圍。在曲線中表示出導葉開度、空化系數的等值線。在電站空化系數已確定時，還應表示出蝸殼進口、轉輪與活動導葉之間和尾水錐管的等壓力脈動線。3.10.5水輪機工況運轉特性曲線turbinemodeperformancecurves在額定轉速下，分別以水頭和輸出功率或流量為縱、橫坐標，表示原型水泵水輪機效率、輸出功率、吸出高度、壓力脈動等性能的等值曲線及功率限制線。3.10.6水泵工況特性曲線pumpmodecharacteristiccurves在給定轉速下，以流量為橫坐標，表示水泵工況不同導葉開度下的揚程、效率和輸入功率的性能曲線以及協(xié)聯(lián)曲線上不同工況點的臨界空化系數或初生空化系數性能曲線。3.10.7水泵工況運轉特性曲線pumpmodeperformancecurves在頻率正常變化范圍內的不同轉速下，以流量為橫坐標，表示原型水泵水輪機的水泵工況協(xié)聯(lián)關系的不同揚程、效率和輸入功率的性能曲線以及協(xié)聯(lián)曲線上不同工況點的臨界吸出高度或臨界空化系數、初生吸出高度或初生空化系數和電站吸出高度變化范圍的空化性能曲線。GB/T22581—20243.10.83.10.93.11.13.11.2壓力脈動峰峰值peak-peakvalue利用給定概率值的概率分布函數確定壓力脈動信號的最大值Xmax和最小值Xmin之間的差值。注：水泵水輪機壓力脈動峰峰值一般采用97%概率值。單位為千帕(kPa)。見公式(8),見圖2?！鱄=Xmax一Xmin…(8)圖2壓力脈動峰峰值的確定3.11.3△H/H流道中某特定測點時域的壓力脈動峰峰值與該測量水頭/揚程之比。3.11.4流道中某特定測點壓力脈動相對值平方的平均值的平方根。min任GB/T22581—2024min任3.12S區(qū)裕度S區(qū)裕度S-zonemargin在T?-n1四象限特性曲線上，等導葉開度線與n1坐標軸(T?=0)的交點處，其切線與n的夾角α等于90°時即為進入S特性不穩(wěn)定區(qū)的臨界點，該處n對應的水頭Hgm與最小水頭Hm的差值。見公式(10),見圖3。△Hm=Hszm—HtmiT./(N·m)T./(N·m)水輪機工況運行范圍x>90°a<90°儀0圖3S區(qū)裕度3.13駝峰區(qū)裕度3.13.1駝峰區(qū)裕度humpzonemargin在最高揚程協(xié)聯(lián)導葉開度下的揚程-流量曲線上，在流量減小方向上以正斜率區(qū)下端最低點作為駝峰工況點，其對應的原型水泵揚程Hh減去最高揚程Hpmax后的差值與最高揚程的百分比。駝峰區(qū)駝峰區(qū)揚程-流量曲線系統(tǒng)揚程五p:ap:aD流量增大方向a)圖4駝峰區(qū)裕度GB/T22581—20243.14.1水力激振hydraulicexcitation輸水發(fā)電系統(tǒng)中由于系統(tǒng)自身或外界擾動引起的水力振蕩現象。注：包括自激振蕩和受迫振蕩。3.15.1水泵水輪機轉輪與活動導葉之間水流相互作用所引起的周期性水力激振現象。3.16.13.17.1機組正常工作狀態(tài)下所發(fā)生的各種工作載荷工況。3.17.2荷工況。3.17.34技術要求4.1.1混流式水泵水輪機的設計應根據抽水蓄能電站的特點和基本參數優(yōu)選水泵水輪機的型式和主a)上水庫設計洪水位(m);b)上水庫正常蓄水位(m);c)上水庫死水位(m);d)下水庫設計洪水位(m);e)下水庫正常蓄水位(m);f)下水庫死水位(m);g)電站最大毛水頭/最高毛揚程(m);h)電站最小毛水頭/最低毛揚程(m);GB/T22581—2024i)額定水頭(m);j)水頭/揚程損失計算方法；k)水輪機工況/水泵工況計算加權平均效率的加權因子；n)地震基本烈度及設防條件；o)運行特點及要求；p)運行工況轉換方式及轉換時間；r)水泵水輪機安裝高程(m);s)重力加速度(m/s2);t)冷卻水的條件；u)交通運輸條件；x)電網頻率和變化范圍；y)額定值和運行限制值；z)基本性能要求和性能保證。a)水輪機工況能量特性：——最大水頭(m);-—水輪機工況額定比轉速(m·kW);——水輪機工況比速系數；——額定流量(m3/s);——額定輸出功率(MW);——最大輸出功率(MW)(若有);——額定點效率；——水輪機工況調相輸入功率(MW)。b)水泵工況能量特性：——最高揚程(m);——最低揚程(m);——最大輸入功率(MW); 水泵工況調相輸入功率(MW)--—水泵工況最大流量(m3/s); 水泵工況最小流量(m3/s):——水泵工況原型最高效率；——加權平均效率。c)空化特性：--—允許吸出高度(m);——臨界空化系數；——電站空化系數；d)穩(wěn)定性指標：——噪聲(dBA);e)過渡過程特性：——最高瞬態(tài)壓力(MPa);——最低瞬態(tài)壓力(MPa);——最高瞬態(tài)轉速(r/min)。f)主要部件特征數據：——轉輪公稱直徑D?和D?(mm);——流道控制尺寸(m);——水泵水輪機壓水最大容積(m3);——軸向水推力(kN);——水泵水輪機流道容積(m3);——水泵水輪機轉動慣量(t·m2);4.1.5水泵水輪機設計宜包含以下技術文件和資料：a)水輪機工況模型綜合特性曲線和水輪機工況運轉特性曲線；b)水泵工況特性曲線、水泵工況運轉特性曲線和水泵工況協(xié)聯(lián)曲線；c)四象限特性曲線；d)水泵水輪機布置圖；e)水輪機工況水頭、空載流量和導葉開度關系曲線；f)蝸殼壓差/尾水管壓差參數；g)活動導葉布置圖，包括導葉開度與接力器行程關系表；h)工況轉換方式、流程和時間；i)性能保證值，詳見第5章；k)異常低水頭對應的導葉開度、壓力脈動；GB/T22581—2024l)水泵水輪機基礎荷載；m)水力過渡過程計算書；n)軸系穩(wěn)定性計算書；o)與水泵水輪機配套的調速器、油壓裝置、自動化系統(tǒng)及進水閥的技術規(guī)范和要求(若有);p)水泵水輪機各主要部件的結構和材料說明；q)主要部件的剛強度、疲勞和動態(tài)特性分析計算書；t)水泵水輪機裝拆程序；u)水泵水輪機各大部件的運輸、起重限制尺寸和質量；v)其他技術要求。4.1.6水泵水輪機的真機效率換算應按GB/T15613中的公式進行修正。4.1.7當上水庫無水且采用水泵水輪機對上水庫進行充水時，水泵工況啟動的最低揚程不應低于異常低揚程。4.1.8當采用水泵水輪機對上水庫進行放空時，可在水輪機工況異常低水頭帶負荷或空載運行，以及在更低水頭下空轉監(jiān)視運行。4.2主要部件的結構和材料4.2.1.1水泵水輪機通流部件應符合GB/T15613的要求。4.2.1.2水泵水輪機允許在最高飛逸轉速下持續(xù)運行時間不小于配套發(fā)電電動機允許的飛逸時間，且不少于5min,并保證水泵水輪機不產生有害變形。4.2.1.3水泵水輪機結構應便于拆裝、維修，方便易損部件的檢查和更換。水泵水輪機應保證在不拆卸發(fā)電電動機轉子、定子和水泵水輪機轉輪、主軸等部件的情況下更換下列零部件：a)水泵水輪機導軸承瓦、冷卻器和主軸密封；b)導水機構接力器的密封及活塞環(huán)、導水機構的傳動部件、導葉軸頸密封件及保護元件。4.2.1.4水泵水輪機標準零部件應保證通用性。4.2.1.5在過流部件的適當部位，設置用相對效率法測量相對流量和壓力脈動的測點，其位置應與模型相似。4.2.1.6立式水泵水輪機軸向間隙應保證在發(fā)電電動機頂轉子時轉動部分能上抬到所需要的高度。水泵水輪機軸法蘭應能完全與發(fā)電電動機脫開。4.2.1.7水泵水輪機轉輪宜采用不銹鋼材料制造。水泵水輪機的其他易空蝕部件宜采用抗空蝕材料制造或采用必要的防護措施，若采用堆焊不銹鋼作為空蝕防護措施時，加工后的不銹鋼層厚度不應小于4.2.1.8轉輪、頂蓋、底環(huán)、導葉和固定導葉等主要過流部件運行狀態(tài)下的固有頻率應與相關水力激振頻率、發(fā)電電動機極頻等錯開，錯開裕量不應小于10%。應控制轉輪與頂蓋、轉輪與底環(huán)之間的壓力脈4.2.1.9轉輪的轉動止漏環(huán)與固定止漏環(huán)宜有硬度差異。4.2.1.10轉輪應做靜平衡試驗。試驗結果不應低于GB/T9239.1中的G2.5級要求。4.2.1.11水泵水輪機在各種運行工況時，其稀油潤滑的導軸承的軸瓦最高溫度不應超過70℃;油的最高溫度不超過60℃。一般情況下宜采用GB11120規(guī)定的L-TSA汽輪機油。4.2.1.12導水機構應設有防止破壞及事故擴大的保護裝置，導葉在任何情況下均不應與轉輪相碰GB/T22581—2024撞，并應有全關和全開位置的限位裝置。4.2.1.14導葉端部和與之相對應的抗磨板之間宜有硬度差。4.2.1.15水泵水輪機的頂蓋應設置主、備用排水設備。排水設備應配備可靠的水位控制和信號裝置。4.2.1.16蝸殼可選擇直埋、保壓或彈性層澆筑混凝土方式。蝸殼宜按照GB/T150或ASMEBPVCⅢ的要求設計，應能獨立承受各種工況下可能發(fā)生的最大水壓力與試驗壓力。座環(huán)設計需考慮由座環(huán)支撐的混凝土質量和其他垂直的負荷。4.2.1.18水泵水輪機流道應設置進人門，蝸殼上的進人門尺寸不宜小于φ600mm,尾水管的進人門尺寸不宜小于φ600mm或600mm×800mm。采用矩形進人門時，四角應倒圓。進人門及管壁開孔處應按照GB/T150的規(guī)定進行補強。應在尾水管進人門的下方設置驗水閥，對于高水頭水泵水輪機，蝸殼進人門處不宜設驗水閥。4.2.1.19尾水管設計應能承受機組各種工況下產生的內外壓差。尾水管應能承受正常運行工況、過渡工況和特殊工況下的最大、最小內水壓力，以及最大外水壓力而不發(fā)生結構性破壞。4.2.1.20水泵水輪機機坑內宜設置起吊設施。4.2.1.21水泵水輪機及其輔助設備需進行耐壓試驗的部件，除需在工地組焊的部分外，均需按試驗壓力在廠內進行耐壓試驗，耐壓試驗的壓力應不小于設計壓力(包括升壓)的1.3倍。試壓時間應持續(xù)穩(wěn)壓30min。受壓部件不應產生有害變形和滲漏等異?，F象。金屬蝸殼根據合同要求進行水壓試驗。4.2.1.22水泵水輪機設備配備的自動化元件和儀表見附錄A,規(guī)定范圍以外的由供需雙方協(xié)商確定。儀表應安裝在專門的盤柜上，一般技術要求應符合GB/T11805的有關規(guī)定。水泵水輪機應能實現計算機監(jiān)控，供方應提供成組調節(jié)的運行曲線和/或數據。4.2.1.23水泵水輪機應能實現GB/T32894所要求的全部工況轉換。4.2.1.24水泵工況運行時應按揚程與導葉開度協(xié)聯(lián)關系運行。4.2.1.25機組發(fā)生下列情況時，機組自動化元件(裝置)及其系統(tǒng)能按要求發(fā)出事故停機信號及報警信a)水導軸承軸瓦或油溫過熱；b)主軸密封主、備用水均中斷或降到一定值并且超過規(guī)定時限；c)機組調相運行時失去電源，與電網解列，機組轉速下降至規(guī)定值；d)電氣事故保護動作；e)機組火警；f)機組振動過大；g)按動事故停機按鈕；h)輸水系統(tǒng)安裝有事故閘門的機組，在事故閘門下滑到事故位置時。4.2.1.26機組發(fā)生下列情況時，機組自動化元件(裝置)及其系統(tǒng)能按要求發(fā)出緊急事故停機信號及報警信號，同時關閉進水閥并啟動緊急事故停機流程：a)機組甩負荷時，機組轉速上升到110%～115%額定轉速，又遇調速器主配壓閥拒動，再經過延時；b)機組過速到電氣過速保護的二級限值，電氣轉速信號器動作；c)機組過速到設定的機械過速值時，機械過速保護裝置或機械過速開關動作；d)油壓裝置緊急事故低油壓或壓力罐油位降低到事故低油位；e)事故停機時剪斷銷剪斷；f)按動緊急事故停機按鈕；g)水淹廠房信號動作。GB/T22581—20244.2.1.27水泵工況正常停機時，水泵水輪機應設計成可通過關閉導葉將輸入功率降低到不大于33%最大輸入功率后，再跳開發(fā)電電動機出口斷路器。4.2.2工作應力和安全系數4.2.2.1水泵水輪機結構設計中應進行安全性能分析，對承受交變應力、振動或沖擊力的零部件，在所有預期的工況下，設計時應進行剛強度和疲勞強度分析計算，對剛強度和/或疲勞強度應留有足夠安全裕量。4.2.2.2部件的工作應力和變形可采用經典公式解析計算，也可采用有限元法分析計算，對結構復雜的重要部件宜采用有限元法分析計算。4.2.2.3水泵水輪機部件的工作應力分析需考慮水輪機模式和水泵模式的工作狀況，按正常運行工況、過渡工況和特殊工況分別考核。4.2.2.4所有部件的工作應力不應超過規(guī)定的許用應力。除轉輪和主軸以及另有規(guī)定外，其余部件正常運行工況和過渡工況下采用經典公式計算的斷面應力不大于表1規(guī)定的許用應力，特殊工況條件下采用經典公式計算的斷面應力不大于材料屈服極限的2/3。4.2.2.5對于承受剪切和扭轉力矩的零部件，鑄鐵材質的最大剪應力不應超過21MPa,其他黑色金屬材質最大剪應力不應超過許用拉應力的70%,但其中導葉軸的最大剪應力不應超過許用應力的60%。4.2.2.6在任何工況下，由工作載荷引起的螺栓應力不大于螺栓材料屈服強度的1/3。對有預應力要求的螺栓具體規(guī)定如下。a)預應力螺栓預緊過程中最大綜合應力不應超過材料屈服強度的7/8,且各螺栓之間的預緊力測量值偏差不應超過設計值的±5%。b)除另有規(guī)定外，預應力螺栓裝配完成后，在未加工作荷載的情況下，螺栓的剩余預緊力不應小于任何工況下連接對象的最大工作荷載折算到螺栓軸向荷載的2.0倍。在任何工況下，螺栓的最大綜合應力不應大于螺栓材料屈服強度的2/3。c)對于頂蓋、座環(huán)位置的連接螺栓，在裝配完成后，其剩余預緊力未加載時不應小于正常運行工況和過渡工況下頂蓋最大工作荷載折算到螺栓軸向荷載的2.0倍，或在加載時不小于任何工況下連接對象的最大工作荷載折算到螺栓軸向荷載的0.6倍。連接螺栓的最大綜合應力，在正常運行工況和過渡工況下不大于螺栓材料屈服強度的2/3,在特殊工況下不大于螺栓材料屈服強度的4/5。表1部件正常運行工況和過渡工況許用應力單位為兆帕材料名稱許用應力拉應力壓應力灰鑄鐵和球墨鑄鐵抗拉強度的1/10碳素鑄鋼和合金鑄鋼抗拉強度的1/5與屈服強度的1/3的小值抗拉強度的1/5與屈服強度的1/3的小值碳鋼鍛件屈服強度的1/3屈服強度的1/3合金鋼鍛件抗拉強度的1/5與屈服強度的1/3的小值抗拉強度的1/5與屈服強度的1/3的小值主要受力部件的碳素鋼板抗拉強度的1/4抗拉強度的1/4GB/T22581—2024單位為兆帕材料名稱許用應力拉應力壓應力高強度鋼板(抗拉強度≥440MPa)屈服強度的1/3屈服強度的1/3其他材料抗拉強度的1/5與屈服強度的1/3的小值抗拉強度的1/5與屈服強度的1/3的小值認可。并且在正常運行工況和過渡工況下最大應力不應超過材料屈服強度的2/3,特殊工況條件下最大應力不應超過材料的屈服強度。4.2.2.8轉輪葉片在正常工況和過渡工況預期的最大荷載條件下運行時，轉輪各部位最大靜應力不應超過材料屈服極限的1/5;在最高瞬態(tài)轉速時，最大靜應力不應超過材料屈服極限的2/5。并應進行疲4.2.2.9主軸最大復合應力SSmax=(S2+3T2)1/2…………(9)T——水泵水輪機最大功率(輸入功率)時的扭轉切應力。主軸最大復合應力不應超過材料屈服極限的1/4,按公式(9)計算出最大復合應力Smax并計入應力集中后出現的最大應力不應超過材料屈服極限的2/5,且水泵水輪機在最大功率(輸入功率)時主軸扭轉切應力不應超過材料屈服極限的1/6。4.2.3.1水泵水輪機主要結構部件的鑄鍛件應符合CCH70-4、JB/T1270、JB/T7349和JB/T10264或合同規(guī)定的相應標準。重要鑄鍛件應有需方代表參加驗收。按上述標準確認為重大缺陷的缺陷處理應征得需方同意。書。主要部件的主要受力焊縫應進行100%無損探傷，焊縫檢查應符合GB/T3323.1、GB/T11345、NB/T47013.2、NB/T47013.3、NB/T47013.4、NB/T47013.5、NB/T47013.10及合同的規(guī)定。4.2.3.3水泵水輪機設備表面應有防銹涂層，對裝飾性電鍍層應符合GB/T9797的規(guī)定。并應規(guī)定：b)漆和其他防護保護方法及其使用說明；c)發(fā)運前和在工地時的使用要求；4.2.3.4凡是與水接觸的緊固件應采用耐腐蝕的材料制造或采取相應的防銹措施。4.2.3.5轉輪宜采用鑄焊結構。葉片可為鑄件、模壓成型或與上冠/下環(huán)鑄成一體的葉盤式結構。葉4.2.3.6采用巴氏合金的軸瓦，其與瓦基的結合情況應進行100%超聲波檢查，接觸面不應小于GB/T22581—202495%,且單個脫殼面積不大于1%;表面用滲透法探傷應無缺陷。4.2.3.7用于主軸徑向振動測量的主軸表面應為精加工面。4.2.4.1水泵水輪機應設有調相、水泵工況啟動的全套壓水、回水系統(tǒng)。在尾水管進口、頂蓋等適當部位分別設有相應的壓水充氣和回水排氣接口。4.2.4.2水泵水輪機壓水供氣系統(tǒng)應符合NB/T35035的規(guī)定。4.2.4.3壓水充氣管的數量和直徑宜滿足20s內將轉輪室內的水體壓到設定的最低水位處。壓水充氣管宜設置用于補充轉輪室漏氣的補氣旁路及附屬設施。壓水充氣的管道及附件，包括補氣管道上的設備設施，應選用耐低溫的材料制造。壓水供氣系統(tǒng)應設置避免管路壓氣過量的措施，包括設置節(jié)流孔板或時間控制措施等。4.2.4.4回水排氣管的數量和直徑應滿足機組工況轉換時間要求，且排氣時間不宜大于60s。4.2.4.5水泵水輪機應設置止漏環(huán)冷卻水系統(tǒng)及水環(huán)排水系統(tǒng)。5性能保證5.1頻率范圍電網標稱頻率為50Hz。水泵水輪機性能保證的電網頻率范圍，水輪機工況為49.5Hz～50.2Hz,水產品的保證期為自水泵水輪機投入商業(yè)運行之日起兩年，或從最后一批貨物交貨之日起三年，以先到期者為準。5.3穩(wěn)態(tài)水力性能場試驗進行驗證。模型驗收試驗應符合IEC60193或GB/T15613的規(guī)定，現場試驗應符合IEC60041或GB/T20043的規(guī)定。5.3.2水泵水輪機應保證在額定水頭下的額定輸出功率及在最大水頭、最小水頭和其他特定水頭下的輸出功率。5.3.3水泵水輪機應保證水泵最大輸入功率，計算時應計入制造誤差、電網正常頻率波動和可能的流量偏差。5.3.4水泵水輪機應保證運行范圍內的加權平均效率，并給出最優(yōu)效率和其他特征工況點的效率。5.3.5水泵水輪機應保證最高飛逸轉速滿足設計要求，并給出最大、額定、最小水頭等特征水頭下的飛逸曲線。5.3.6在電網標稱頻率下，水泵水輪機應保證水泵工況最高揚程與最低揚程下的流量的算術平均值。5.3.7空化、空蝕和磨蝕的保證如下。a)水泵水輪機的空化系數應予保證。b)在一般水質條件下的空蝕損壞保證應符合GB/T15469.2的規(guī)定。空蝕保證應在運行保證期內進行檢查驗證，驗證依據為需方應保留的保證期運行記錄，運行記錄中至少應有水頭/揚程、輸出功率/輸入功率、運行時間和相應尾水位的數據。c)水中含沙量超過一般水質條件時，應對水泵水輪機的磨蝕損壞做出保證。其保證值可根據過GB/T22581—20245.4.1在電網標稱頻率下，水輪機工況S區(qū)裕度不宜小于0.06×Hgmin+8m。5.4.2在4.1.4規(guī)定的最大和最小水頭范圍內，在水輪機工況下運行時，應在50%～100%相應水頭下5.4.3在4.1.4規(guī)定的最高和最低揚程范圍內，水泵工況應按導葉開度與揚程的協(xié)聯(lián)關系穩(wěn)定運行。在電網標稱頻率下，駝峰區(qū)裕度不小于2%。在正常頻率變化范圍內，駝峰區(qū)裕度需保證機組穩(wěn)定運行。輪與活動導葉之間的壓力脈動相對值或壓力脈動均方根值做出保證。5.4.6在各種運行工況下(包括水輪機工況甩負荷、水泵工況壓水啟動和水泵工況斷電等過渡工況),水泵水輪機各部件不應產生共振和有害變形。定。若采用振動速度均方根值(mm/s)測量，頂蓋振動值不宜大于3mm/s。測量方法按GB/T17189執(zhí)行。表2頂蓋垂直和水平方向振動值額定轉速n,/(r/min)nr<100100≤n,<250250≤n,<375375≤n,<500500≤n<750振動允許值(峰峰值)/μm立式機組頂蓋水平振動立式機組頂蓋垂直振動注：振動值指機組在5.4.2和5.4.3規(guī)定的運行工況范圍的峰峰值。5.4.8在保證的穩(wěn)定運行范圍內，主軸徑向振動位移峰峰值不應大于170μm,且不超過軸承冷態(tài)總間隙的70%。5.4.9水泵水輪機與發(fā)電電動機連接在一起時，主軸的一階臨界轉速不小于最高飛逸轉速的120%,同在額定水頭下，當導水機構設有端面密封時，導葉漏水量不應大于水泵水輪機額定流量的3%;當導水機構不設端面密封時，導葉漏水量不宜大于水泵水輪機額定流量的12%。水泵水輪機在合同規(guī)定的運行范圍內正常運行時，在機坑地板上方1m處所測得的噪聲不應大于98dB(A),在距尾水管進人門1m處所測得的噪聲不應大于100dB(A)。GB/T22581—20245.8正反向水推力水泵水輪機各種運行工況下的最大正/反向水推力應做出保證。5.9可靠性指標在一般水質條件下，水泵水輪機應具有以下可靠性指標：a)水泵水輪機A級檢修間隔期不少于8年；b)無故障連續(xù)運行時間不少于20000h;c)水泵水輪機平均壽命不少于40年。6.1供貨范圍6.1.1水泵水輪機：從與發(fā)電電動機軸連接的法蘭盤開始(連接螺栓和保護罩由水泵水輪機供方提6.1.3水泵水輪機運行監(jiān)測、控制裝置和自動化元件：水泵水輪機及其輔助設備在運行中需要監(jiān)測的聯(lián)接電纜供至機坑端子箱。6.1.4管路及其配件：成套設備中各單項設備之間所需的油管、氣管、水管、連接件和支架等。非成套設備供至設備的第一對法蘭處或接力器法蘭處，并提供成對法蘭及其連接件。6.1.5水泵水輪機機坑內的起吊設施。6.1.6尾水管內應成套供給易于裝拆的有足夠承載能力的輕便檢修平臺。6.1.7安裝和檢修所需的專用工具。6.1.8原型水泵水輪機驗收試驗所需的儀表和設備由供需雙方商定。水泵水輪機備品、備件的項目和數量清單見附錄B,或由供需雙方在合同中規(guī)定。7資料與圖紙7.1交付時間和數量7.1.1供方應向需方提交圖紙資料，交付時間和數量在合同中規(guī)定。一般情況下，其數量為每電站各臺機供6套。7.1.2供方宜向電站設計單位提供圖紙資料3套。7.1.3供方宜向需方和電站設計單位提供合同中規(guī)定的最終圖紙資料的電子文件。7.2主要內容7.2.1水泵水輪機及其輔助設備布置圖、水力過渡過程計算書或報告、剛強度分析計算報告、疲勞分析GB/T22581—20247.2.2水泵水輪機的總裝圖、蝸殼單線圖、尾水管單線圖、各水泵水輪機部件的組裝圖和易損部件的加7.2.3水輪機工況模型綜合特性曲線和水輪機工況運轉特性曲線、水泵工況特性曲線和水泵工況運轉水輪機的其他重要計算結果等。7.2.4有關水泵水輪機及其輔助設備在工地布置、組裝、焊接或加工的工藝流程及圖紙或資料。7.2.5控制及監(jiān)測：油、氣、水系統(tǒng)圖，水泵水輪機測量儀表配置清單，自動化元件的動作或報警整定8工廠檢驗及試驗8.1水泵水輪機各主要部件出廠時應同時提供合格證明文件、材料化學成分、機械性能報告，且應根據合同和本文件規(guī)定的檢驗、試驗項目進行檢驗和試驗，并向需方提供檢驗和試驗文件。合同中無明確要求時宜符合DL/T1760的規(guī)定。8.2需要在工廠預裝以保證安裝精度和協(xié)調性的水泵水輪機部/套件，宜在工廠進行預組裝檢查合格后發(fā)貨。對不能或難于在供方車間內進行預裝的水泵水輪機部件，經供方和需方協(xié)商一致后，可移到現場按供方提供的技術要求并按照GB/T8564的規(guī)定進行安裝，由供方負責技術指導。8.3水泵水輪機軸與發(fā)電電動機軸采用鉸孔連接結構時，如水泵水輪機、發(fā)電電動機供方不同，軸線檢查宜由發(fā)電電動機供方負責進行，或者按合同要求執(zhí)行。8.4水泵水輪機主要部件在制造過程中的檢驗和試驗項目見表3,需方參加檢查和試驗的項目按合同和本文件規(guī)定執(zhí)行。序號名稱材料檢驗制造過程與最終檢驗耐壓及取樣試驗其他檢驗項目及備注機械性能化學成分探傷硬度試驗探傷外觀檢查尺寸檢查動作試驗1轉輪VVVV葉型、表面粗糙度檢查及靜平衡2主軸VVVV鉆孔取樣法蘭間平行度、同心度、主軸法蘭垂直度3聯(lián)軸螺栓VVVV4導軸承VVVV5主軸密封VVV局部裝配6頂蓋VVV裝配檢查*7底環(huán)VVV裝配檢查*8抗磨板VVVGB/T22581—2024序號名稱材料檢驗制造過程與最終檢驗耐壓及取樣試驗其他檢驗項目及備注機械性能化學成分探傷硬度試驗探傷外觀檢查尺寸檢查動作試驗9活動導葉VVVVVV*V*活動導葉操作機構VVVVV*導水機構預裝，動作試驗”導葉保護裝置VV破斷檢查座環(huán)VVVVVV*組裝檢查蝸殼VVVVVV組裝檢查尾水管里襯VVVVVV組裝檢查接力器VVV*V*耐壓補氣閥、電磁閥、液位信號器、示流信號器等V動作、性能試驗檢查注：“V”為工廠內試驗項目，“*”為需方到工廠見證試驗和檢查的項目。a)產品名稱；d)供方出品編號；e)產品型號；f)最大水頭(m);g)額定水頭(m);h)最小水頭(m);i)額定輸出功率(MW);j)最大輸出功率(MW)(若有);k)水輪機工況額定流量(m3/s):m)最低揚程(m);n)最大輸入功率(MW);o)水泵工況最大流量(m3/s);p)額定轉速(r/min);q)最高飛逸轉速(r/min);GB/T22581—2024r)旋轉方向；s)出廠日期。9.2包裝及運輸9.2.1水泵水輪機及其供貨范圍內的零部件、備件、備品，應檢驗合格后才能裝箱運輸。9.2.2水泵水輪機部件的包裝尺寸和質量，應滿足從工廠到電站的運輸條件。9.2.3水泵水輪機及其輔助設備的包裝運輸及標志應符合GB/T28546和GB/T191的規(guī)定，并按設9.2.4包裝