水电站水轮机技术协议.doc

4x1000KW水电站ZDK400-LH-260/210水轮发电机组及附属设备技术协议甲方：乙方：二一一年元月一、电站概况1、电站所在地： 2、电站名称： 水电站 3、电站形式： 径流式水电站 4、电站装机： 4 台 或 6 台， 每台 1000KW 或 700KW 水轮发电机组5、电站参数：(1)、最大工作水头： 4.68 m(2)、最小工作水头： 4.18 m(3)、综合工作水头： 4.43 m(4)、额定工作水头： 4.43 m(5)、上游电站两台机运行来水量(最大流量)： 122 m3/s(6)、上游电站一台机运行来水量(最小流量)： 61 m3/s(7)、电站设计流量： 122 m3/s(8)、电站设计尾水位： m(9)、电站最高尾水位： m(10)、电站最低尾水位： m(11)、多年平均降雨量： mm(12)、电站最高气温： (13)、电站平均气温： (14)、电站最低气温： (15)、电站相对湿度： %(16)、电站泥沙含量： kg/m3 (17)、电站海拔高程： m(18)、电站负荷性质及运行方式： 并网 (19)、机组旋转方向： 从发电机向水轮机方向看为顺时针方向 (20)、机组联接方式： 钢性直联 (21)、机组操作电源： 交流220V/380V，50Hz 四、 水轮机引用标准我公司在承接ZDK400-LH-260或ZDK400-LH-210型水轮机的设计、制造、检验、安装过程中将严格遵循以下所列的相关标准，为用户制造高性能、高质量的水轮机设备。具体引用标准如下：1、GB/T15468-1995 水轮机基本技术条件2、GB/T10969-1996 水轮机通流部件技术条件3、GB/T15469-1995 反击式水轮机空蚀评定4、GB/T15643-1995 水轮机模型验收试验规程 5、GB/T7894-2001 水轮发电机基本技术条件6、GB8564-88 水轮发电机组安装技术规范7、GB/T9652.1-1997 水轮机调速器与油压装置技术条件8、GB1800 公差与配合 总论 标准公差与基本偏差9、GB1804 公差与配合 未注公差尺寸的极限偏差10、GB2649 焊接接头机械性能试验取样方法11、GB26512656 焊接接头机械性能试验方法12、GB/T7409.3-1997 中小型同步发电机励磁系统基本技术要求13、DL/T536-95 水轮机电液调节系统及装置技术规程14、JB/DQ1230-87 大型水轮机产品质量分等15、JB1270-85 水轮机、发电机大轴锻件技术条件16、GB150-1998 钢制压力容器17、JB11352-89 一般工程用铸造碳钢件18、JB1176-87 铜合金铸造技术条件19、GB/T9652.2-1997 水轮机调速器与油压装置试验验收规程20、DL443-1991 水轮发电机组设备出厂检验一般规定21、JB/T56184-94 中小型水轮发电机励磁装置产品质量分等22、GB11805-1999 水轮发电机组自动化元件装置及其系统基本技术条件23、DL507-93 水轮发电机起动试验规程所有螺丝、螺母、螺栓、螺杆和有关管件的螺纹应使用GB标准。在上述标准中，优先采用中华人民共和国国家标准。本协议文件中的技术标准及要求，若有不一致的，以较高的技术要求为准，未提及的以相关规定为准。三、水轮机及其主要附属设备技术明细1、型号： ZDK400-LH-260 ZDK400-LH-210结构形式： 外调 外调 主轴布置形式： 立式 立式 蜗壳形式： 混凝土蜗壳 混凝土蜗壳2、转轮标称直径D1： 260 cm 210 cm 3、水轮机俯视的旋转方向： 顺时针 顺时针4、额定转速： 136.4 r/min 166.7 r/min5、额定功率： 1162 KW 751 KW6、额定效率： 91 % 91 %7、额定水头 4.43 m，额定出力时的比转速： 723.5 mKW 710.8 mKW8、临界空化系数c：1.2，允许吸出高度Hs +4.4-/900 m +4.4-/900 m 初生变化系数i：1.05 ，比值系数K： 1.15 9、额定水头 4.43 m,发额定出力时的水轮机过流量 29.4 m3/s 19.0 m3/s 10、最大飞逸转速(导水叶在最大开度位置， 约246 r/min 约300 r/min 发电机空载，最大水头时) 11、最大水头 4.68 m时，最大水推力 207.0 KN 137.8 KN 12、水轮机补气方式： 自然补气 自然补气 13、水轮机噪声不超过： 85 dB(A) 85 dB(A)14、导水叶关闭时最大漏水量： 90.0 L/s 60.0 L/s 15、水轮机转动部分重量： 4.60 t 4.20 t16、水轮机总重： 约45.5 t 约38.7 t17、用主厂房起重机起吊的最重件名称、重量： 约13.6 t 约11.2 t18、转轮： 结构型式及特点： 铸焊结构 铸焊结构 材料：叶片： 铸钢ZG230-450 铸钢ZG230-450转轮体： 铸钢ZG230-450 铸钢ZG230-450 叶片数： 4 片 4 片 叶片装置角： +10 +1019、主轴密封： 主轴密封方式： 橡胶平板/不锈钢 橡胶平板/不锈钢 润滑水量： 100 L/min 100 L/min 润滑水压： 0.15-0.25 MPa 0.15-0.25 MPa20、蜗壳 材料： 钢筋混凝土 钢筋混凝土 进口断面尺寸： 7546x4412 mm 6095x3564 mm 进口断面面积： 33.293 m2 21.722 m2 进口断面流速： 0.883 m/s 0.875 m/s21、尾水管：(包括尾水锥管、尾水肘管、补气接管) 型式： 弯肘型 弯肘型 尾水锥管：材质： 钢板Q235 钢板Q235 厚度： 8 mm 8 mm 尾水肘管：材质： 钢筋混凝土 钢筋混凝土22、导水叶 材料： 铸钢ZG230-450 铸钢ZG230-450 数量： 24 片 24 片 导叶分布圆直径： 3100 mm 2500 mm 导水叶高度： 1080 mm 870 mm 导叶轴承型式及材料： 自润滑复合套 自润滑复合套 止漏密封方式： O型密封圈 O型密封圈 导叶保护装置的型式： 剪断销 剪断销 23、转轮室： 材料： 钢板Q235-A 钢板Q235-A 24、底环： 材料： 钢板Q235-A 钢板Q235-A 25、外座环： 材料： 钢板Q235-A 钢板Q235-A 26、顶盖： 材料： 钢板Q235-A 钢板Q235-A 27、支承盖： 材料： 钢板Q235-A 钢板Q235-A 28、控制环： 材料： 钢板Q235-A 钢板Q235-A 29、最大运输件尺寸： 名称： 主机部分 主机部分 尺寸(长宽高)： 4500x2245 mm 3850x2035 mm 重量： 13.6 t 11.2 t30、最重运输件尺寸： 名称： 主机部分 主机部分 尺寸(长宽高)： 4500x2245 mm 3850x2035 mm 重量： 13.6 t 11.2 t31、可靠性指标： 可用率： 99% 99% 无故障连续运行时间： 18000 h 18000 h 大修间隔时间： 5 年 5 年 退役前的使用期限： 40 年 40 年32、调速器： 型号： GWT-3000 GWT-1800 容量： 30000 N.m 18000 N.m四、水轮机性能保证1、出力： 在下列水头和正常尾水位条件下，ZDK400-LH-260水轮机在额定转速 136.4 r/min运行、空蚀损坏在允许范围内，其出力为：表1 不同水头时ZDK400-LH-260水轮机出力保证表净水头(m)流量(m3/s)效率(%)出力(kW)最大水头4.6828.090.51162额定水头4.4329.491.01162最小水头4.1831.889.01162 在下列水头和正常尾水位条件下，ZDK400-LH-210水轮机在额定转速 166.7 r/min运行、空蚀损坏在允许范围内，其出力为：表2 不同水头时ZDK400-LH-210水轮机出力保证表净水头(m)流量(m3/s)效率(%)出力(kW)最大水头4.6818.290.0751额定水头4.4319.091.0751最小水头4.1820.689.07512、效率： ZDK400-LH-260水轮机在额定水头 4.43 m，发出额定出力 1162 kW时，保证原型水轮机的效率不低于91%，相应工况的模型水轮机效率保证值不低于90.5%； ZDK400-LH-260水轮机在全部运行范围内，原型水轮机最高效率保证值不低于92.0%，模型水轮机最高效率保证值不低于92.7%； ZDK400-LH-260水轮机在不同水头、不同出力时的效率保证值为：表3 不同水头、不同出力时ZDK400-LH-260水轮机的效率保证值水 头 (m)效 率(%)额定出力的百分数100%90%70%50%最大水头4.68m模型89.589.083.580.5原型90.089.084.081.0额定水头4.43m模型90.590.084.577.3原型9190.585.078.0最小水头 4.18m模型88.588.0/原型89.088.5/ ZDK400-LH-210水轮机在额定水头 4.43 m，发出额定出力 751 kW时，保证原型水轮机的效率不低于91%，相应工况的模型水轮机效率保证值不低于90.5%； ZDK400-LH-210水轮机在全部运行范围内，原型水轮机最高效率保证值不低于91.5%，模型水轮机最高效率保证值不低于92.0%； ZDK400-LH-210水轮机在不同水头、不同出力时的效率保证值为：表4 不同水头、不同出力时ZDK400-LH-210水轮机的效率保证值水 头 (m)效 率(%)额定出力的百分数100%90%70%50%最大水头4.68m模型89.589.084.580.5原型90.089.085.081.0额定水头4.43m模型90.590.085.577.3原型9190.586.078.0最小水头 4.18m模型88.588.0/原型89.088.5/3、空蚀磨损损坏保证：水轮机空蚀保证按GB/T15469-1995反击式水轮机空蚀评定标准进行。 ZDK400-LH-260水轮机在设备质保期内，水轮机在各相应水头下小于50%额定出力的运行时间累计不超过800h和在各相应水头下大于110%额定出力运行时间累计不超过100 h的条件下，运行8000h，转轮空蚀磨损的破坏最大深度不超过9.55mm；空蚀磨损的面积不超过986cm2；金属失重不超过5.41kg。导水机构、座环、底环和尾水管里衬全部空蚀磨损量之和(质量)不大于转轮空蚀磨损保证量的0.5倍，深度保证量与转轮相同。 ZDK400-LH-210水轮机在设备质保期内，水轮机在各相应水头下小于50%额定出力的运行时间累计不超过800h和在各相应水头下大于110%额定出力运行时间累计不超过100 h的条件下，运行8000h，转轮空蚀磨损的破坏最大深度不超过8.19mm；空蚀磨损的面积不超过689cm2；金属失重不超过3.54kg。导水机构、座环、底环和尾水管里衬全部空蚀磨损量之和(质量)不大于转轮空蚀磨损保证量的0.5倍，深度保证量与转轮相同。 单个叶片的空蚀磨损质量不得大于全部叶片平均损坏量的 2 倍。 ZDK400-LH-260或ZDK400-LH-210水轮机运行范围为： (1)在空蚀磨损保证期内，水轮机在下述限定的最小出力以下运行的时间不超过800h；(2)在空蚀磨损保证期内，水轮机在下述规定的最大出力以上运行的时间不超过100 h。表5 水轮机运行范围表机组型号项 目净水头(m)最大出力(KW)允许吸出高度(m)最小出力(KW)ZDK400-LH-260最大水头4.681162+4.2-/900581额定水头4.431162+4.4-/900581最小水头4.181162+4.7-/900581ZDK400-LH-210最大水头4.68751+4.2-/900375额定水头4.43751+4.4-/900375最小水头4.18751+4.7-/900375 水轮机工作介质必须符合规定的要求才能有效保证不会导致转轮、导叶、转轮室、尾水管等过流部件过量的金属失重。4、调节保证： ZDK400-LH-260水轮机在4.68m水头、1162kW出力运行时，突甩满负荷的最大转速上升率不大于50%；ZDK400-LH-210水轮机在4.68m水头、751kW出力运行时，突甩满负荷的最大转速上升率不大于50%； ZDK400-LH-260水轮机在4.43m水头、1162kW出力运行时，突甩满负荷的蜗壳最大压力上升值不大于2.2 m水柱。ZDK400-LH-210水轮机在4.43m水头、751kW出力运行时，突甩满负荷的蜗壳最大压力上升值不大于2.2 m水柱。 ZDK400-LH-260水轮机在专用技术规范规定范围内的任何工况甩负荷时，尾水直锥管进口的最大真空度不大于 1.5 mH2o.ZDK400-LH-210水轮机在专用技术规范规定范围内的任何工况甩负荷时，尾水直锥管进口的最大真空度不大于 1.5 mH2o.5、水轮机运行稳定保证水轮机在50%100%出力范围内应能稳定运行。稳定运行的指标包括各轴承垂直振动值及摆度，其要求满足GB8564-88水轮发电机组安装技术规范及有关的安装技术标准。6、设备可用率及大修周期 水轮机及其附属设备的可用率第1年不低于99%，第2年不低于99.5%。 水轮机大修周期，从运行至第1次大修的间隔时间，不低于5周年。 水轮机所有部件均能安全承受在最大飞逸转速下运行5min所产生的应力、温度、振动和磨蚀，不产生有害变形。7、其他性能及尺寸保证ZDK400-LH-260 ZDK400-LH-210 在最大水头 4.68 m时，最大飞逸转速不大于 约246 r/min 约300 r/min 水轮机转轮重量 2.97 t 2.55 t 水轮机最大轴向水推力不大于 207 kN 137.8 kN 在最大水头 4.68 m时，导叶初期运行漏水量不大于 90.0 L/s 60.0 L/s 水轮机调速功： 27.9 KN.m 16.2 KN.m五、水轮机结构说明ZDK400-LH-210或ZDK400-LH-260均为立轴定桨轴流水轮机，分别与SF700-36/2600或SF1000-44/3250三相立式水轮发电机联接，机组轴向水推力由水轮发电机推力轴承承受。另外，本水轮机配备了必需的拆卸工具和备品备件。水轮机的主要部件结构、特点及作用说明如下：1、埋入部分：埋入部分主要由蜗壳、外座环、转轮室、尾水锥管、尾水肘管、机坑里衬等组成。 蜗壳：蜗壳形式为平顶密闭型钢筋混凝土结构，多边形断面，包角为215。蜗壳的作用是用最小的尺寸和最小的损失将水流均匀地引入水轮机，为了检修和维护的需要，蜗壳设置有检修排水阀和进人孔装置。 外座环：采用铸焊结构，过流表面光滑。外座环能将水轮机的有关部件的重量传递给基础，并将水流通过其具有流线的固定导叶以较小的阻力损失引至导水机构。外座环下环设有灌浆孔，施工完毕后，要将孔堵塞后焊接磨平。 转轮室：转轮室为钢板焊接结构，用螺栓连接在外座环下环上，并和外座环一起埋入混凝土中。为了转轮室更牢固可靠，用户在安装时需在转轮室外筋板上加拉筋与基础钢筋焊牢拉紧。 尾水锥管：尾水锥管的作用是将水流引向下游及回收能量，提高水轮机的效率。尾水锥管采用钢板焊接而成，并用螺栓与转轮室连接一起埋入混凝土中。在尾水锥管外筋板上应加拉筋与基础钢筋拉紧焊牢。 尾水肘管：尾水肘管采用混凝土捣制，作用是把水流引向下游，回收能量。2、转动部分：转动部分主要由主轴、转轮、联轴螺栓、圆柱销、主轴密封转动环、泄水锥等部件组成。转轮采用铸焊结构，转轮上部钻有泄水孔以减少轴向水推力，下部装有泄水锥，泄水锥与转轮由螺栓连接。主轴采用优质锻钢，扭矩是由圆柱销来传递，水轮机轴与发电机轴用螺栓联接，联轴螺栓上有联轴螺钉罩。3、主轴密封部份：主轴密封采用橡胶平板端面密封形式，这种结构适用于泥沙较多的电站。它包括密封座、密封环、抗磨环，工作时在密封座与密封环之间加入0.15-0.25MPa压力清洁水，密封环受压后向下滑动紧贴抗磨环，从而达到封水的目的；此密封结构加入的压力清洁水根据实际情况而调整，不能太大，以免造成表面发热过大。4、轴承部份：本机轴承用直径450自循环稀油水冷式结构，轴承用于支承水轮机转动部分运行时的径向分力，其主要由轴承箱、推力头、轴瓦、调整螺栓等组成，轴颈为450。推力头固定于主轴上，当主轴旋转时，油面形成抛物面，产生压差，使润滑油经推力头内腔并从推力头上部的进油孔喷出进入摩擦面，轴瓦内表面与推力头之间形成楔形间隙，利用主轴与导轴瓦的相对运动使油进入轴瓦摩擦面，在油的运动中对摩擦面上进行润滑和冷却，工作后润滑油因自重流回轴承箱内，周而复始。运行中会消耗一部分油，因此应注意其加油，以免因油不足而造成轴承烧毁。轴瓦在工地安装时需精刮到合乎要求。轴承箱设有水冷却器，用来冷却轴承合金，冷却水压为0.15-0.25Mpa。轴承使用温度最高不超过65。5、导水机构部份：导水机构部分是由顶盖、活动导叶、底环、支持盖、导叶臂连杆及控制环等部分组成，其作用是以较合理的水流引向水轮机转轮，同时由调速器驱动控制环，以调节活动导叶的开度来改变水轮机的出力，亦可作为紧急关机时切断水流用。 顶盖为钢板焊接结构，用以支承支持盖等零件的重量，是水轮机较重要部件。 活动导叶采用整铸结构，为三支点结构，导叶轴套为自润滑钢背复合轴套，导叶轴颈与导叶轴套可干磨擦或由水润滑运动，活动导叶与导叶臂用分半键连接。 支持盖为钢板焊接结构，联接在顶盖上，支持盖的旋转曲面构成流道的一部分，控制环、轴承箱、主轴密封等都安装在支持盖上。支持盖内积水采用自然流动方式排出，使积水位不致上升到旋转油盆处，以免损坏轴承。在安装检修时，当水轮机转动部份与发电机的转动部份分开时，水轮机的转动部份用专用工具卡住放置在支持盖上的轴承箱体处。 控制环为焊接结构。它由调速器带动液压缸，驱动控制环回转，而牵动连杆、导叶臂带动导叶旋转并达到不同的开度，以调节机组流量，完成机组适应网络负荷变化要求。6、调速机构部份：本机采用GWT-3000或GWT-1800自动调速器进行调节，调速器的动作是通过操作液压缸、控制环、连杆、导叶臂等驱动活动导叶转动，达到调节流量的目的。7、自动化部份：该部份包括数字式温度调节仪、转速信号装置、示流信号器、示流器主令开关、轴承油位信号器、热电阻、液压操作阀、电磁配压阀、电磁空气阀等组成，主要用于机组的保护、控制及监视工作。8、管路系统：水轮机的管路系统包括支持盖排水，顶盖、座环内排水，蜗壳排水，主轴密封供水，轴承冷却供排水等，所有这些管路均由用户自行布置。六、水轮发电机自动化元件清单(单台机)元 件 名 称规 格 型 号数量配 置 部 位剪断销信号器CJX-924导水机构剪断销信号装置ZJX-3A1机旁屏真空表Y-100(-0.10.1Mpa)1尾水管压力表Y-100(00.2Mpa)2蜗壳进口(1)、轴承冷却(1)电阻温度计WZP-150 Pt1001水轮机径向轴承示流信号器SLX-201轴承冷却示流信号器SLX-151密封润滑真空破坏阀75吸力式3导水机构(2)、尾水管(1)轴承油位信号器ZWX-2/701轴承箱手动滤水器DN1001/2轴承冷却、密封润滑电阻温度计Pt1006定子测温电阻温度计WZPDK-04403推力瓦、上导轴瓦、下导轴瓦液位变送器THR型2上油槽(1). 下油槽(1)电接点压力表YX-10（0-0.5Mpa）两只、(0-10Mpa)一只5上导油冷却器（1），下导油冷却器（1），制动顶起系统（1）转速信号器DZX-61监测机组转速测温制动屏含巡检仪、温度显示仪、电磁阀、制动管路等1测温制动系统行程开关LX19-0014制动器七、水轮机备品备件和专用工器具1、水轮机备品备件清单水轮机共提供以下备品备件。备品备件随机组供货。序号备 品 名 称备品数量1导叶轴套(上、中、下)1/2台套2导叶密封圈1台套3导叶圆柱销1/3台套4导叶剪断销1/2台套5导叶连杆轴套1/4台套2、水轮机专用工器具清单随机提供安装、检修工器具和设备,全部工器具和设备打上标记以便识别和使用。序号项 目数 量1主轴、转轮起吊工具每电站一套2特殊尺寸专用扳手每电站一套3导叶臂装拆工具每电站一套4导叶剪断销拆卸工具每电站一套5转轮拆卸工具每电站一套6封油套拆卸工具每电站一套7主轴装拆夹具每电站一套八 、水轮发电机及其附属设备1、主要基本规格、数据及性能1.1 主要基本规格、数据型号： SF1000-44/3250 SF700-36/2600视在功率： 1250KVA 875KVA额定电压： 400V 400V额定电流： 1804.2A 1263A额定功率因数： 0.80（滞后） 0.80（滞后）额定频率： 50Hz 50Hz额定转速： 136.4r/min 166.7r/min飞逸转速： 300r/min 350r/min相数： 3 3定子接法： Y Y旋转方向： 俯视顺时针 俯视顺时针励磁方式： 静止可控硅励磁 静止可控硅励磁额定励磁电压： 145 V 88 V 额定励磁电流： 191A 224A效率： 95% 95%短路比 1 1电压波形畸变率： 5% 5%电话谐波因数： 1.5% 1.5%最高温升(应注明测量方法)：定子绕组(埋入检温计法)： 85K 85K定子铁心(埋入检温计法)： 85K 85K转子绕组(电阻法)： 90K 90K滑环(温度计法)： 80K 80K轴承最高温度：推力轴承： 55 55导轴承： 60 60制动转速 25% 25%制动时间小于2min 小于2min水轮发电机可靠性指标： 可用率：大于99 大于99无故障连续运行时间：18000h 18000h扩大性大修间隔时间：不小于5年 不小于5年退役前的使用期限：40年 40年定、转子绝缘等级F级 F级允许操作次数：机组年开停机次数不小于700次。1.2 主要性能1.2.1 绝缘耐压发电机定子绕组和转子绕组，应能承受以下的交流50Hz工频电压有效值历时1min试验而不被击穿。定子绕组安装完成后：2Un+1kV（Un-定子绕组额定线电压(kV)）转子绕组安装完成后：若额定励磁电压为500V（或500V以下），试验电压为10倍额定励磁电压，且不低于1500V；在交流耐压前，对定子绕组进行3倍额定电压的直流耐压和泄漏电流测定。试验时按每级0.5倍额定电压分阶段升高，每阶段停留1min，其泄漏电流不随时间延长而增大。各相泄漏电流的差值不大于最小值的50%。1.2.2 在下列情况下，发电机应能输出额定容量： 冷却水进水最高温度为30； 在额定转速及额定功率因数时，电压与额定值的偏差不超过5%； 在额定电压下，频率与额定值的偏差不超过1%； 在电压和频率同时发生偏差，两者偏差分别不超过5%和1%，若电压和频率同时为正偏差时，则两者偏差之和不超过6%；若电压和频率偏差不同时为正偏差，两者百分数绝对值之和不超过5%。1.2.3 若电压和频率偏差超过上述规定时，发电机应能连续运行，此时输出功率以励磁电流不超过额定值，定子电流不超过额定值的105%为限。1.2.4 发电机在热态下应能承受150%额定电流历时2min不发生有害变形及接头开焊等情况，此时电压接近额定值。1.2.5 在下列情况下，发电机应能在不平衡电流系统中运行： 发电机在不对称的系统中运行时，若任何一相电流均不超过额定值的105%，且负序电流分量与额定电流之比不超过12%时，应能长期安全运行。 在不对称故障时，短时间允许的不平衡电流值，其负序电流I2的标么值的平方与时间t(s)的乘积【(I2/In) 2.t】不小于40s。1.2.6 磁极绕组应能承受2倍额定励磁电流，持续时间不得小于50s。1.2.7 机械特性：发电机应能在飞逸转速下历时5min不产生有害变形。飞逸时转动部分材料的计算应力不超过屈服点的60%。在甩额定负荷引起发电机解列情况下，如调速系统正常，允许机组不经任何检查再次并入系统。发电机各