水轮机结构.doc

XJ22W70/19水轮机结构、安装、使用、维护说 明 书目 录一、概述二、该水轮机的特点三、型号说明四、水轮机的技术数据 （一）基本参数 （二）结构数据 （三）安装高程 （四）调保计算主要参数 （五）性能参数与配套表五、水轮机主要零部件结构和作用六、水轮机安装 （一）安装前准备 （二）安装的技术要求 （三）安装七、水轮机运行与维护 （一）试运行 （二）操作注意事项 （三）维护与保养八、水轮机常见故障与处理方法九、水轮机备件、易损件图表一、概述现代水轮机主要用作水力发电，是水电站最基本的设备之一。切击（水斗）式水轮机是属于冲击型高水头的一种，它的喷咀与转轮在同一平面上，射流方向为转轮园周的切线方向，来自压力管的水，经喷咀转换为高速射流，切向冲击轮的斗叶，推动转轮旋作功。由主通赤与飞轮做成一体报送轴器带动发电机发电。这种水轮机的转轮露出水面，不存在因汽蚀要求开挖的间题，比其它水轮机汽蚀，磨损轻。部分负荷时效率较高，各尾水管，蜗和复杂的导水机构因此构造简单，维护，管理方便。采用了折向器，可使喷针关闭时间延长，降低水锤效应。对引钢管很长的高水头电站比较有利，具有运行可靠的优点。二、该水轮机的特点（一）该水轮机组是我厂在全国统一设计产品的基础上作了较大改进。它集中了近年来国内同类机型的优点，同时具有较高的“三优”水平。（二）本机组配用CJJ-1GA型调整器，省去了协联机构和喷针配压阀。（三）机组来用与飞轮做成统一体的弹性圈联轴器与发电机直联。转轮旋转方向，从发电机端朝水轮机看为顺时针。（四）水轮机采用了水力性能较好的62./45。长喷咀和1350喷水弯管，引水弯管。（五）用120滑动轴承并没有刹车装置。（六）其转轮结构型式水关H160米，采用整铸或组焊结构水头H160米，采用组焊结构三、型号说明CJ-切击水斗式水轮机ZZ-按比速规定的型号W-卧式70-转轮节园直径（厘米）1-喷咀数（一个）9-射流直径（厘米）四、水轮机的技术数据：（一）基本参数：（二）结构数据：（三）安装高程hz：（四）调保计算主要参数：CJ22 - W - 70/19 水轮机性能数据及配套表五、水轮机主要另部件结构和作用本机组为卧轴、单喷咀、单转轮、冲击型切击（水斗）式水轮机，它由主机、喷咀、引水，高速传动和调器等主要部分组成的。（一）主机部分包括有，转动部件，轴承部件，机壳部件。1、转动部件有转轮、主轴、飞轮、弹性圈联轴器、甩水环等主要另件。转轮是水轮机的心脏，转轮的特性轮机的性能起着决定性的作用。转轮结构形式视使用水头高低而定，当使水头有160米以下采用整铸或组焊，使用水头在160米以上，一律采用组焊结构。组焊结构的轮是由18-20个铸钢水斗焊接于轮盘上组成的。（整铸转轮是由优质球墨铸铁或钢浇铸成整体）。水斗的形状象两只半构形，图一，中间有一道分水刃，分水刃使射向水头的水流均匀的向两边分开，以减少水流碰撞损失。在水斗顶端有一个制品以免上一个水斗妨碍射流冲击下一个水斗。转用平键和园螺母紧固在主轴上。飞轮和弹性圈联轴器做成一体，采用1：15锥度与轴伸端配合，并用平键传道扭矩，装设飞轮目的在于增加机组的转动惯量和稳定性。甩水环可以止住水流沿着轴向溢出。2、轴承部件有轴承（流动或滑动轴承）轴承座、轴承盖、上下轴瓦、油环、温度计、油指示计等主另件。轴承装在轴承座上，轴承座以锥销定位装于机座两端平面上增加了两点轴承的整体性，在两轴承中间支承着转轮。轴伸端悬挂着飞轮。轴承主要用来承受机组的转动部分重量。右边轴承（由进水方向着）主轴上有两个台肩，用来承受由于转轮制造和安装引起误差而引起的轴向力。滑动轴承的轴瓦是水平分开的上下两瓦。用30号透平油通过主轴带动油环旋带油供瓦自冷循环润滑，两端有封盖，盖里毛毡圈防止油沿思向溢漏。油面高度由油面指示计算出。轴承底座的油池内必须随时保持一定的润滑油（油面高约140毫米左右）轴承衬套材料chmb11-6。两端轴承结构一样，轴瓦均有径向面和轴向面。可换头使用。随时注意油面高度和油的质量变化，必要时立即补充或更换。滚动轴承具有效率高，结构简单制造容易，成本低维护管理方便等优点。滚动轴承装在轴承座里，两端亦有封 盖用钙基黄油润滑自冷。3、机壳部件有机座与机盖，机座通过轴承和轴承座来支承机组转动件，机座前面装有喷咀机构，使机组主要件组成一体，在靠近拆向器的地方机座上开一个园或方孔，供观察水流和折向器工作情况，同时也便于折装折向器和注油之用。附近的园台孔是折向器轴的一承位置，机盖与机座用螺钉联接并加石棉或 皮垫片。（二）喷咀部分包括有喷咀部件，液压件和连接件1、喷咀部件有喷咀、喷针、喷水弯管、导流支架、平衡活塞、针杆后衬厌、o型密封圈、封水压环、喷针和手轮等主要另件。喷水弯管将压力水经导流要引向喷咀、导流支架主要支承喷针杆和防止产生旋涡的导流作用。喷咀由喷咀体与喷咀衬环、喷针组成、喷针是喷咀体内的针阀，期间流道成渐缩流线形，以减水流运动的阻力。压力水进入喷咀体后，流速急剧上升至咀口，以高速的密实的射流冲向转轮使水流由压力能志换为速度能对水斗做功。喷咀开度的调整是由调速器飞摆引导阀直接控水轮机喷针接力器支作，来改变喷咀出口断面达到调节射流量，以适应外界负荷的变化。平衡活塞用来平衡针头所受的轴向水推力使针杆工作时方便灵活。喷水弯管上后衬套是支承针杆的另一支点。喷水弯管后轴座上的“O”型密封圈和封水压环前者封水。后者压紧和刮去附在喷针杆上的结垢，对密封圈和保护作用。喷水弯管靠近导流支架附近侧面开个捣污孔，用来清理管内附在导流支架上的杂草与树枝。手轮在手动调速时，通过手轮上的螺母旋转带动针杆上的螺杆使针杆前后移动，操纵喷咀开度的大小达到变射流目的，使机组起动或负荷的调整。若自动调带时手轮只起喷咀开启（即机组起动作用）。由飞摆行导伐直接控制水轮机喷针接力器来调机组频。折在由飞摆控制成为保置，不参与调节只有当机组频率突增10%以上时，折向器才由调带器控作保护性关机动作。接力器左侧设有变通阀，它有开关，开时接通了接力器缸内前后油路，关时截断缸内前后油路的流通。当机组启始运行或自动转为手动调速时，首先打开旁通阀，然后把手轮螺母杆板卡住手轮螺母，若机组由手动转入自动调速时先把手轮螺母杆板拨开退出手轮至针杆端部，再关闭旁通阀。连接架使接力器与喷水弯管联接成一体，手轮架是支持手轮的基座并与接力器另一端联接。（三）引水部分有：引水弯管、伸缩节、闸阀等主要部件。引水弯管把压力水引向喷水弯管，另一方面是喷咀机构的一个支承点。伸缩节底部设有放水阀，在机组折修或长期停机时应施开放水阀放去积水。伸缩节（或闸阀）侧面设有旁通阀，主要旁通阀前后管道的水流在闸阀开启前片打开旁通阀使压力水经旁通管向弯和充水，平衡闸阀活门前后压力差，减少开启闸阀之力矩。闸阀用来截断水流，以备在机组检修或长期停机时使用。（四）调速传动机构喷针调节却分有：推拉杆、拐臂、 套等主要另件。折向器调节部分有：推拉杆、摇臂、折向器轴等主要件。折向器又称偏流器，用于机组突然电负荷时使射流折向离开水斗，以防机组飞车或水锤压力上升过大。折向器用HT250制造。（五）CYY-1自动调速器和油压设备。1、本机组采用CTT-1自动调速器，容量在160千瓦以下，也允许采用手动调速。通过手把单独操纵折向器。喷咀与喷针间的开度仍由喷咀机构的手轮直操纵。2、组合式油压装置（包括压力油箱和回油箱）。六、水轮机安装水轮机安装质量的好坏，将直接影响水轮机的使用寿命和出力。因此必须做好水轮机安装工作。（一）安装前的准备1、接出厂的装箱单、清点水轮机的另部件、随机附件、备件等是否齐全。2、安装人员应熟悉水轮机装配图，水轮装布置图及主要另部件图。3、要备足所需工具和仪表、手拉葫芦、框式水平仪、千分表、塞尺、钳工工具、随机工具等。4、按规定的主要或座予留的吊环或起吊孔，选择正确的起吊方法。（二）安装技术要求（三）安装用户应根据水轮机的装配图，水轮机安装布置图以及辅机的技术资料，进行水工、厂房设计工作、浇灌混凝土地、基础安装时先检查混凝土基础，安装高程，各地脚螺钉（或予留孔）是否恙安装布置图相符，如无问题等混凝土基础干固后就可安装。1、吊装机座（或主机）将机座（或主机）吊装于基础上，并对好基础上予先接好的中心线，且将机座组合面刷擦干净涂上铅油，内表面涂红丹漆二次。基底用斜楔垫板，初调水平并锁上地脚螺母（涂上黄油保护）和进行基础的第二次浇灌工作。待混凝土固后，即可安装轴承。2、安装轴承与转动部件。采用滑动轴承的机组。安装前应将轴承底座刷干净。按出厂前已调好的左右轴承座不同轴度而配的定位肖将轴承座装于机座的两端平台上，并锁紧轴承座螺钉。然后装上轴瓦和转动部件。轴瓦应在电站精刮，主轴轴颈与轴瓦的接触应符合技术要求（9）、10），并检查下部轴瓦在不小于600的弧度内应与轴颈全长接触，其面积不得小于70%，油环表面应光滑，无毛刺，接头要平整且能在轴上自由转动。运转时温度不得高于60。若温升增高，可以修刮轴瓦，减少接触角。轴承与转动件安装后，精调机座水平，并保证主轴水平度应符合技术要求。（1）和机座沿主轴垂直方向水平度应符合技术要求。（2）再拧紧地脚螺母和装上机盖。采用滚动轴承的机组，一般多为主机吊敷衍。在出厂前，已调整好左右轴承座的不同轴度（配上定位销）在电站安装时，只需检查，以转动为主轴，是否灵活为准。待混痗土干固后，精调机座水平，并保证主轴水平度应符合技术要求（1）现紧地脚螺母和装上机盖。3、飞轮喷咀机构和调速转动机构的安装主机安装好再装上飞轮，喷咀机构和调速传动机构（调速器）并在水泥坑内装上引水弯管、伸缩节、闸阀等，后拧紧全部螺母。在安装喷咀机构之前，注意检查，喷针杆应平直，装机后无敞劲现象，把喷针顶紧喷咀口，期间隙应符合技术要求（5）装后调整喷咀中心线至转轮中心线距离偏差应符合技术（7）。4、安装发电机最后安装发电机，用千分表检查水轮机飞轮联轴器端面及电机联轴器的端面跳动应小于0.06mm，不同轴度公差符合技术要求（3）再用塞尺检查两轴线偏角公差应符合要求（4）两半联轴的端面间隙公差3-5毫米。5、调速机构和折向器的调查。在出厂前应进行调速机构和折向器的调试工作调整两个推搞杆的长度L2和L1，使喷针接力器和折向器在全关和全开位置时，接力器活塞处于中间位置，即关闭接力器进出口油路同时必须保证。a喷针全行程S=60毫米。b折向器在全开位置时折向器迎水端面与喷咀处端面之距为10mm，折向器在全关时，折向器下弦和喷针中心线相切。同时用秒表测定并调整折向器关闭时间2-5秒，调整节流阀，使关闭喷针全行程时间在秒以上。全部安装完毕后，用手动飞轮，主轴必须转动灵活，如遇卡死，必须重新调整至达到要求为止。七、水轮机的动行和维护（一）试运转1、试运前的准备（1）检查主机、闸阀、管道（调速器）仪表等是否安装完毕与紧固。（2）检查轴承及各润滑部位是否上好油。（3）检查各转动部分，手轮等是否轻便灵活，用手操作自动调整器，开闭喷针数次，检查喷针及折向器操作机构是灵活，协联并将调速器，喷针和闸阀处于关闭位置。（4）检查管路是否畅通，密封是否完好。（5）一切检查完好后，可进行充水试验并检查有无漏水，如有漏水应立即停止充水进行排除，并检查静水头，是否降度，应注意清理栏污栅。（6）将压和油箱的油泵 起，调整溢流线，把油压调到15-20公斤/厘米2*调好后将和表关闭，以避免和油冲坏压力表）。2、试运转（1）开启伸缩节或闸阀的旁通阀，使弯管内充水观察压力表。（2）反时针转动闸阀手轮，开启闸阀。（3）慢慢转动喷咀机构的手轮，使水轮机启动。若采用自动调速器就先打开接力器中的旁通阀，后用手慢慢转动手轮，开启喷针，当水轮机启动以后，拨出定位销子与杆板，使手轮与手轮架处于分离状态。（4）启动后，低速运30分钟，如情况正常，再逐渐将转速升高到额定转速，观察各部位有无不正常现象，是否有严重漏水和异常响声或振动等，如有反应立即停机检查并及时排除，最后再检查一次电气部分，如无问题关闭器旁通阀后才能投入自动调速。（5）在额定转速下空转8小时，注意轴承温升不得超过60.（6）空运后逐渐加负荷25%、75%、100%为止各阶段运转三小时，不应有异常现象。（7）满负荷运72小时，温度不得超过70（滚动轴承不得超过60）。（二）操作注意事项1、运行人员应熟悉本机组结构，工作原理，各手轮开关等用途及操作方法。2、机组启动前各手轮应在关闭位置。3、弯管（喷水、引水）充水前应对机组进行全面检查无异常现象才能开机。4、空载运行正常后，才可带上负荷。5、机组紧急停车只需关上自动停车开关。若采用手动调速器的应很快闭折向器，并转动喷咀机构的手轮，关闭喷咀，时间要求在10秒以上。6、机组长其停止运转或检修时，各手轮应处关闭位置并打开伸缩节或引水弯管下面的放水阀放去积水。7、应经常注意轴承温升情况，定期加油或换油。各转动部位也应定期加油，以保证操作灵活。8、各传动部分应经常检查，以保证传动的可靠性。（三）水轮机的维护与保养1、各转动部位应保证润滑良好，每次换班都应检查各处润滑情况，经常加油，尤其是两轴承，更要注意。2、滑动，轴承体内润滑油（30透平油）每三个月更换新油一次。滚动轴承体内的钙基黄油每至3-6个月更换一次，加油时不可太满，约为轴承内腔的2/3否则易使轴承发热。3、如长期停机或严冬季节，应先将水管内的水排掉以免结冰，造成管道破裂。4、定期检查喷咀、喷针、轴承等磨损情况，必要时予以更换。5、经常检查各固定螺丝，螺母的拧紧程度及销子情况，如发现松动应及时处理。6、定期检查，新机在运转一个月后应作一次检查，先吊去上盖，检查转轮斗叶是否正常，若有损坏应进行修理，以后根据具体情况，3个月至半年小修一次，内容有查看过流部分各 损另件，各连接件，清洗轴承更换调滑油。7、一年大修（中修）除了定期检查项目外，要象安装时一样进行部件的检查，清洗管路系统，调整各部分使之符合技术要求，修复可更换各磨损件，待全部检查完毕后，对过流表面涂上防锈漆，对外表面喷适合的色漆。八、水轮机常见故障和处理方法：水轮机工作时发生杂音和撞击振动现象九、附表附表一 随机图纸目录附表一 易损件明细表水轮机型号CJ22 - W - 70/19转轮直径D1（毫米）700射流直径d_0(毫米）90使用水头范围H（米）110337使用流量范围Q1（米3/秒）0.2840.498额定转速n（转/分）7501000额定功率N（千瓦）251.01360.0飞逸转速np（转/分）1236.42142水轮机型号CJ22-W-70/19水斗数 Z （个）18喷水弯管直径D（毫米）350进水闸阀型号（形式）电动手动Z41H-40进水闸阀口径（毫米）400调速碞型号TT-35调 速 方 式自动或手动轴承形式（型号）轴瓦飞轮最大直径D（毫米）1010飞轮GD_2（吨-米_2）0.22外形最大尺寸长宽高（毫米）机组总重量G（吨）出产价格元（参考）水 轮 机 型 号CJ22-W-70/19最高使用水头H（米）337压力管道特性LgVg10H喷针关闭间Ts（秒）10速率上升值 0.4压力上升值 （%）15.1折向器关闭时间T折（秒）2.5序号水轮机数据水轮机发电机数据传动方式调速器型号和调速功水头H（米）流量Q(m_3/秒)出力N(千瓦)转速n(转/秒)型 号功率(千瓦)转 速 额定hH(转/分) 飞逸hH(转/分)11100.2837251.0600SFW250-10/8502506001440直联TT-3521200.2963285.3600SFW250-10/9903206001440直联31300.3084319.4600SFW320-10/9903206001440直联41400.320354.2600SFW400-10/9904006001440直联51400.320351.2750SFW320-8/8503207501800直联61500.3313395.9750SFW400-8/9904007501800直联CJT-171600.3421439.8750SFW400-8/9904007501800直联TT-7581700.3527482.9750SFW500-8/9905007501800直联 YT-30091800.3629526.1750SFW500-8/9905007501800直联101900.3728568.4750SFW500-8/9905007501800直联112050.3850634.6750SFW630-8/9906307501800直联122200.4012697.9750SFW630-8/9906307501800直联132550.432870.0750SFW800-8/11808007501500直联CJT-1142920.4631090.01000SFW1000-6/1180100010001800直联TT-75153370.4981360.01000SFW1250-6/1180125010001910直联 YT-300序号CJ22-W-70/191主轴水平度允差0.1mm/m2沿主轴垂直方向机座水平度允差0.20mm/m3水轮机主轴与发电机的不同轴度允差0.05mm4水轮机飞轮联轴器与发电机联轴器线偏角（或飞轮联轴器与发电机轴器端不平行度允差10.10mm5喷咀口与喷针关闭最大间隙0.05mm6喷针行程与折向器转角的协联在喷针全关闭时折向器的下弦与喷针中心相切7喷针中心与转轮射流节园偏差0.5mm8喷针中心与水斗分刃偏差0.5mm9滑动轴承径向配合间隙0.080.16mm10轴瓦与轴颈配合的接角力点23点/cm_2故障原因处理方法水轮机动力不足1、栏污栅阻塞流量下降1、及时处理2、引渠前 积阻塞，注量减少2、测水深、清除淤阻3、什物、什草等流入进水弯管内、使流量减少3、停机、拆管排除4、射流中心与转我偏差太大4、重新调整正确5、尾水渠水位太高，即尾水位离转轮太近，影 响排水5、重修排水渠，使水位降低后符合安装高 程要求。6、喷针开度不够6、调整调速器和协联机构达到最大开度要求1、由于润滑油中断，冷却器损坏或轴承间隙过大产生径向跳动。2、滚动轴承磨损，间隙过大。3、飞轮联轴器与电机联轴器我同轴度严重超差4、转动部分我平衡喷针关闭不严1、喷针与喷咀之间有什物卡死1、停机、排除什物2、喷针和喷咀剥蚀2、更换或焊修喷针和喷咀3、喷针杆弯曲3、校正喷针杆轴 承 温 升 过 高1、水轮机飞轮联轴器与电机联轴安装不同轴度超差1、停机、重新校正、使之符合技术要求。2、轴承座松动或位移2、停机、校正并紧固3、润滑油不足3、加足油量4、润滑油不表洁或变质4、更换新润滑油5、油环不转动，不卡死现象5、检查和排除卡列现象6、接触点过多，接触角过大6、修刮接触点和接触角飞 车调速失灵1、检查和调整调整速器2、检查和接通输出电路序号代号名 称 材 料数量备 注1GC03.02.01喷咀衬环ICr131价格另计2GC03.02.04喷针4513TC04.04.04轴瓦HT200.浇铸 ZQSn6-6-314GC03.01.04轴套15GC03.02.02轴套16GC03.02.21轴套17GC03.03.04轴套18CTJ70.00.06轴套19GC03.02.11O型密封圈758橡胶310GC03.05.05O型密封圈橡胶211橡皮条8140橡胶-2112橡皮条840橡胶-23序号图 号名 称数量备 注1GC03.00.00水轮机安装布置图12GC03.01.00水轮机装配图13GC03.02.00喷咀机构装配图14GC03.03.00调速传动机构图15GC03.05.00250伸缩节装配16GC03.08.00接力器装配1配TT-35自动调速器7TCS1.00.00刹车装置1通用THS1.00.008THS2.00.00手摇油泵19TCO4.04.00轴承装配110TCB.00.00压力表座装配1通用CJ-W-70/19