华能苏子河水能开发有限公司—白皓—轴流式水轮机的结构特点与运行维护.doc

轴流式水轮机的结构特点与运行监视

华能苏子河水能开发有限公司
白皓
2014年6月30日

华能苏子河水能开发有限公司 2013年毕业生转正论文
目录

摘 要 3
1 水力资源的现状和前景 4
1.1前 言 4
1.2水能资源 4
1.3中国水能资源分布 5
1.4我国水能资源现状 5
1.5水电能源的特性 6
2.1水轮机的特点 8
2.2 轴流式水轮机的结构组成 8
2.2.2 叶片 11
2.2.3 泄水锥 11
2.2.4转轮室 11
2.2.5支承盖和顶盖 12
3.1 运行规范 13
3.1.1 机组各轴承温度运行规范：单位: ℃ 13
3.1.2 压油装置油泵电动机运行规范： 13
3.2 运行中检查 13
3.2.1 发电机检查： 13
3.2.2压油装置检查： 14
3.2.3 机旁盘、制动系统检查： 14
3.2.4 水轮机的检查： 14
3.3 正常操作 15
3.3.1 开启快速阀门注意事项： 15
3.3.2 快速阀门开启的条件 15
3.1.3 手动开快速阀门： 15
3.1.4 手动关快速阀门： 15
3.3.5 手动开机 15
3.3.6 手动停机 16
3.3.7 紧急停机 16
3.3.8 事故停机 16
4.1 机械故障 17
4.1.1 机组轴承温度升高时，应做如下处理： 17
4.1.2 机组冷却水水压下降或水流中断 17
4.1.3 压油装置备用泵启动 17
4.2 机械事故 17
4.2.1 水导润滑水中断 17
4.2.2 压油装置事故低油压 18
4.2.3 机组过速(145％Πe) 18
4.3 测频回路故障 18
4.4导叶反馈回路故障 18
4.5机组检修措施 19
5 结论 20
6 参考文献 21
致谢 22

摘 要
水力资源在我国能源组成中占有重要的地位没她不仅是清洁能源，而且是可再生能源。我国水力资源居世界首位，理论蕴藏量6.9以kW，技术可开发装机容量5.41亿kW·h，经济开发装机4.05亿kW。而且前水力资源开发利用仅为22.1%，人均撞击仅为0.2kW。相比一些发达国家，如早在1986年，美国已开发53.3%，日本已开发95.0%，法国已开发92.1%，我国水电开发利用还有很大机器里潜力。
我国江河具有丰富的低水头水力资源该资源一般均在处于江河中下游的经济开发区，20世纪90年代以后，这些地区经济发展迅速，用电需求量增速飞快，而可开发的中、高水头水力资源已经开发的差不多了。所以低水头水能资源蕴含着巨大的潜力。
轴流式水轮机型适用于开发较低水头（2-30m）较大流量的水力资源, 适用于水头变化大而负荷变化较小的电站, 该机型为立轴装置, 具有结构简单, 维修方便, 设备价格较低, 便于实现直接传动等特点。

关键字：轴流式水轮机；水能资源； 运行监视； 事故处理

1 水力资源的现状和前景
1.1前 言
电力是现代化工业生产和生活不可或缺的动力能量，水力发电是电力工业的一个门类。建国50多年来，我国的水电事业有了长足的发展，取得了令人瞩目的成绩。水电在我国的兴起是有其深刻的背景的。
首先，我国有大规模利用水能资源的条件和必要性。我国水能资源丰富，不论是水能资源蕴藏量，还是可能开发的水能资源，在世界各国中均居第一位。但是目前我国水能的利用率仅为13％，水力发电前景广阔。随着我国经济的快速增长，能源消耗总量也大幅度增长，煤炭、石油和天然气这些常规能源的消耗量越来越大，甚至需要依靠进口。预计到2010年我国大约需要进口1亿t石油，并且其进口依存度将达40％左右，甚至更高。在这样的情势下，发展新能源就显得特别重要而紧迫。而水能就是一种可再生的新能源，它取之不尽用之不竭。
其次，发展水电也是环境保护的需要。常规发电方式，煤的燃烧过程中排放出大量的有害物质使大气环境受到严重污染，引发酸雨和“温室效应”等多方面的环境问题。而核能发电有很大的潜在危险性，一旦泄漏造成污染，对环境的破坏作用是不可估量的。水力发电不排放有害的气体、烟尘和灰渣，又没有核辐射污染，是一种清洁的电力生产，具有明显的优势。
再次，水力发电经过一个多世纪的发展，其工程建设技术、水轮发电机组制造技术和输电技术于完善，单机容量也不断增大。并且水力发电成本低廉，运行的可靠性高，故其发展极为迅速。
1.2水能资源
人类开发利用水能资源的历史源远流长。根据《中华人民共和国可再生能源法释义》（全国人大常委会法工委编）对水能的定义是：风和太阳的热引起水的蒸发，水蒸气形成了雨和雪，雨和雪的降落形成了河流和小溪，水的流动产生了能量，称为水能。
当代水能资源开发利用的主要内容是水电能资源的开发利用，以致人们通常把水能资源（Water power resources）、水力资源（hydraulic power resources）、水电资源（hydroelectric power resources）作为同义词 ，而实际上，水能资源包含着水热能资源、水力能资源、水电能资源、海水能资源等广泛的内容。
水力能包括水的动能和势能，中国古代已广泛利用湍急的河流、跌水、瀑布的水力能资源，建造水车、水磨和水碓等机械，进行提水灌溉、粮食加工、舂稻去壳。18世纪30年代，欧洲出现了集中开发利用水力资源的水力站，为面粉厂、棉纺厂和矿山开采等大型工业提供动力。现代出现的用水轮机直接驱动离心水泵，产生离心力提水，进行灌溉的水轮泵站，以及用水流产生水锤压力，形成高水压直接进行提水灌溉的水锤泵站等，都是直接开发利用水的力能资源。
19世纪80年代，当电被发现后，根据电磁理论制造出发电机，建成把水力站的水力能转化为电能的水力发电站，并输送电能到用户，使水电能资源开发利用进入了蓬勃发展时期。现在我们所说的水电能资源通常称为水能资源。水电能资源一般是指利用江河水流具有的势能和动能下泄做功，推动水轮发电机转动发电产生的电能。煤炭、石油、天然气和核能发电，需要消耗不可再生的燃料资源，而水力发电，并不消耗水量资源，而是利用了江河流动所具有的能量。
1.3中国水能资源分布
中国在20世纪70年代末做了普查，统计了单河理论蕴藏量0.876亿千瓦·时/年以上的河流3019条，总理论蕴藏量为5.7万亿千瓦·时/年；加上部分较小河流后，合计为5.92万亿千瓦·时/年（未统计台湾省水能资源），居世界第一位。经统计，单站装机500千瓦及以上的可开发水电站共11000余座，总装机容量37853万千瓦，多年平均年发电量19233亿千瓦·时。全国各大区和各水系的理论蕴藏量和技术可开发资源的分布。据1993年的初步估算，经济可开发资源为：装机容量29000万千瓦，多年平均年发电量12600亿千瓦·时。
中国河川水能资源的特点：1.资源量大，占世界首位。2.分布很不均匀，大部集中在西南地区，其次在中南地区，经济发达的东部沿海地区的水能资源较少。而中国煤炭资源多分布在北部，形成北煤南水的格局。3.大型水电站的比重很大，单站规模大于200万千瓦的水电站资源量占50%。已于1994年12月开工的长江三峡工程的装机容量为1820万千瓦，多年平均年发电量840亿千瓦·时。位于雅鲁藏布江的墨脱水电站，经查勘研究，其装机容量可达4380万千瓦，多年平均年发电量2630亿千瓦·时。
1.4我国水能资源现状
我国是世界上水电能资源最丰富的国家之一。根据最新的水能资源普查结果，我国江河水能理论蕴藏量6.94亿千瓦、年理论发电量6.08万亿千瓦时，水能理论蕴藏量居世界第一位；我国水能资源的技术可开发量为5.42 亿千瓦、年发电量2.47万亿千瓦时，经济可开发量为4.02亿千瓦、年发电量1.75万亿千瓦时，均名列世界第一。
1905年7月中国第一座水电站台湾省龟山水电站建，装机500千伏安。1912年，中国大陆第一座水力发电站云南昆明石龙坝水电站建成发电，装机480千瓦。1949年，全国的水电装机为16.3万千瓦；至1999年底发展到7297万千瓦，仅次于美国，居世界第二位；到2005年，全国的水电总装机已达1.15亿千瓦，居世界第一位，占可开发水电容量的14.4%，占全国电力工业总装机容量的20%。 到2010年8月，随着华能小湾水电站四号机组日前投产发电，我国电力装机达到9亿千瓦，其中水电装机突破2亿千瓦，继续稳居世界第一。
1.5水电能源的特性
水电能源是随自然界的水文循环而重复再生的，可周而复始供人类持续利用。人们常用“取之不尽、用之不竭”来生动描述水电能源的可再生性。水电能源在生产运行中，不消耗燃料，不排泄有害物质，其管理运行费与发电成本以及对环境的影响远比火力发电低的多，是成本低廉的绿色能源。
水电能源调节性能好、启动快，在电网运行中担任调峰作用，快捷有效，在非常情况和事故情况下减少电网的供电损失，可确保供电安全。
水电能源与矿物质能源同属资源性一次能源，转换为电能后称为二次能源，水电能开发是一次能源开发和二次能源生产同时完成的能源，兼有一次能源建设与二次能源建设的双重功能；不需要一次能源矿产开采，运输、储存过程的费用，大大降低了燃料成本。
水电开发修建水库，会改变局部地区的生态环境，一方面需要淹没部分土地，造成移民搬迁；另一方面，它可修复该地区的小气候，形成新的水域生态环境，有利于生物生存，有利于人类进行防洪、灌溉、旅游和发展航运。因此，在水电工程规划中，统筹考虑，把对生态环境的不利影响减少到最低程度，水电开发是利大于弊。
1.6 我国水电发展面临的问题
我国的水电事业在建国以后有了长足的发展，但还存在很多问题。例如二滩水电站是四川省建国以来投资最密集、工程最大、技术难度最高的建设项目，但是一投产就面临着资源的巨大浪费和企业的巨额亏损这样的尴尬境地。这种情况在我国的水电站中普遍存在。究其原因，主要有以下几点。
在目前经济利益上，火电生产的多少，与各大小煤矿的经济效益直接相关。我国长期以火电为主，各火电厂长期以来与各自的煤矿建立了固定关系，如果用水电代替火电，不仅火电厂将面临压力，煤矿也会面临很大的压力，造成火电厂和煤矿两方面的经济困境。因此，部门或单位受经济利益的驱动，形成了“保火电，轻水电”的局面，这样就造成了大量的水电资源被白白浪费，甚至弃损电量大大高于实际上网电量。
在技术上，由于水电的调峰或甩负荷相当容易，甚至几分钟即可完成大型水电机组的起动、并网发电或停车，而同级容量的火电机组则可能需要几十个小时来完成起动或停车。因此在大电网调度上，往往用水电机组做调峰或备用机组，在水量充足时以泄洪代发电，却不重视其在常规时期的发电应用，造成水电的巨大浪费。
总之，我国水电事业面临的问题归根结蒂是人们在思想上还没有认识到发展水电的必要性和紧迫性，往往因为水电客观上存在一次性投资大、建设周期长、建成初期回报少的特点，就只顾及眼前的经济利益，从而给水电的发展造成了多重客观阻力。因此，我们应该大力宣传在我国发展水电所具有的重大意义，改变人们对水电的观念，从本质上扫除各种障碍。
2 轴流式水轮机的特点和结构
2.1水轮机的特点
水轮发电机组是由水轮机驱动的发电机组。由于水电站自然条件的不同，水轮发电机组的容量和转速的变化范围很大。通常小型水轮发电机和冲击式水轮机驱动的高速水轮发电机多采用卧式结构，而大、中型代速发电机多采用立式结构。由于水电站多数处在远离城市的地方，通常需要经过较长输电线路向负载供电，因此，电力系统对水轮发电机的运行稳定性提出了较高的要求：电机参数需要仔细选择；对转子的转动惯量要求较大。所以，水轮发电机的外型与汽轮发电机不同，它的转子直径大而长度短。水轮发电机组起动、并网所需时间较短，运行调度灵活，它除了一般发电以外，特别适宜于作为调峰机组和事故备用机组。水轮发电机组的最大容量已达80万千瓦(100万千瓦时装机容量的机组的转轮我国已经研制成功）。
由水轮机驱动的发电机组。由于水电站自然条件的不同，水轮发电机组的容量和转速的变化范围很大。通常小型水轮发电机和冲击式水轮机驱动的高速水轮发电机多采用卧式结构，而大、中型代速发电机多采用立式结构。由于水电站多数处在远离城市的地方，通常需要经过较长输电线路向负载供电，因此，电力系统对水轮发电机的运行稳定性提出了较高的要求：电机参数需要仔细选择；对转子的转动惯量要求较大。所以，水轮发电机的外型与汽轮发电机不同，它的转子直径大而长度短。水轮发电机组起动、并网所需时间较短，运行调度灵活，它除了一般发电以外，特别适宜于作为调峰机组和事故备用机组。水轮发电机组的最大容量已达70万千瓦。[1]
2.2 轴流式水轮机的结构组成
轴流式水轮机与混流式水轮一样属于反击式水轮机，由于水流进入转轮和离开转轮均是轴向的，故称为轴流式水轮机。轴流式水轮机又分为轴流定桨式和轴流转桨式两种。轴流式水轮机用于开发较低水头，较大流量的水利资源。它的比转速大于混流式水轮机，属于高比转速水轮机。在低水头条件下，轴流式水轮机与混流式水轮机相比较具有较明显的优点，当它们使用水头和出力相同时，轴流式水轮机由于过流能力大（图2-1），可以采用较小的转轮直径和较高的转速，从而缩小了机组尺寸，降低了投资。当两者具有相同的直径并使用在同一水头时，轴流式水轮机能发出更多的效率。 
特别是轴流转桨式水轮机，由于转轮叶片和导叶随着工况的变化形成最优的协联关系，提高了水轮机的平均效率，扩大了运行范围，获得了稳定的运行特性，更是值得广泛使用的一种机型。 

图2-1 轴流式水轮机
1—底环；2—顶环；3—顶盖；4—轴承座；5—导轴承；6—升油管；7—转动油盆；8—支持盖；9—橡皮密封环；10—底环；11—转轮室；12—叶片；13—轮毂；14—轮毂端盖；15—放油阀；16—泄水锥；17—为谁管理衬；18—主轴连接螺栓；19—操作油管；20—真空破坏阀；21—碳精密封；22、23—梳齿型止漏环
图2-1为轴流转桨式水轮机，我厂为轴流式定式水轮机，其结构特点为桨叶不能根据需要调节，是固定的，转速和负荷只能通过导叶调节。它的工作过程和混流式水轮机基本相同。水流经压力水管、蜗壳、座环、导叶、转轮、尾水管到下游。与混流式水轮机所不同的是负荷变化时，它不但调节导叶转动，同时还调节转轮叶片，使其与导叶转动保持某种协联关系，以保持水轮机在高效区运行。 轴流式水轮机转轮位于转轮室内，轴流式水轮机转轮主要由转轮体、叶片、泄水锥等部件组成。轴流转桨式水轮机转轮还有一套叶片操作机构和密封装置。 转轮体上部与主轴连接，下部连接泄水锥，在转轮体的四周放置悬臂式叶片。在转桨式水轮机的转轮体内部装有叶片转动机构，在叶片与转轮体之间安装着转轮密封装置，用来止油和止水。 轴流式水轮机广泛应用于平原河流上的低水头电站，应用水头范围为3～55m，目前最大应用水头不超过70m。限制轴流式水轮机最大应用水头的原因是空化和强度两方面的条件。由于轴流式水轮机的过流能力大。单位流量11Q和单位转速11n都比较大，转轮中水流的相对流速比相同直径的混流式转轮中的高，所以它具有较大的空化系数s。在相同水头下，轴流式水轮机转轮由于叶片数少，叶片单位面积上所承受的压差较混流式的大，叶片正背面的平均压差较混流式的大，所以它的空化性能较混流式的差。因此，在同样水头条件下，轴流式水轮机比混流式水轮机具有更小的吸出高度和更深的开挖量。随着应用水头的增加，将会使电站的投资大量增加，从而限制了轴流式水轮机的最大应用水头。另一方面是由于轴流式水轮机叶片数较少，叶片呈悬臂形式，所以强度条件较差。当使用水头增高时，为了保证足够的强度，就必须增加叶片数和叶片的厚度，为了能够
方便地布置下叶片和转动机构，转轮的轮毂比 ，亦要随之增大，这些措 施将减少转轮流道的过流断面面积，使得单位流量11Q下降。当达到某一水头时，轴流式水轮机的单位流量甚至比混流式水轮机的还要小。这种情况也限制了混流式水轮机应用水头的提高。但随着科学技术的发展，相信轴流式水轮机的应用水头会进一步提高。
2.2.1转轮体
轴流式水轮机的转轮体上装有全部叶片和操作机构，在安放叶片处转轮体的外形有圆柱形和球形两种。大中型转桨式水轮机的转轮体多数采用球形，它能使转轮体与叶片内缘之间的间隙在各种转角下都保持不大于2～5mm，达到减少漏水损失的目标。另外环形转轮体增大了放置叶片处的轮毂直径，有利于操作机构的布置。但是相同的轮毂直径下，球形转轮体减小了叶片区转轮的过水面积，水流的流速增加，使球形转轮体的空蚀性能比圆柱形差。 圆柱形转轮体其形状简单，同时水力条件和空蚀性能均比球形转轮体好。但转轮体与叶片内缘之间的间隙是根据叶片在最大转角时的位置来确定的，而当转角减小时，转轮体与叶片之间的间隙显著增大，叶片在中间位置时，一般间隙达几十毫米，增加了通过间隙的漏水量，效率下降，所以圆柱形转轮体的效率低于球形转轮体。
转轮体的具体结构要根据接力器布置与操作机构的形式而定。小型水轮机转轮，定桨式水轮机转轮一般都采用圆柱形转轮体。转轮体一般用ZG30或ZG20MnSi整体铸造，为了支承叶片，转轮体开有与叶片数相等的孔，并在孔中安置叶片轴。随着工艺、材料和结构的改进，转轮体球面直径与转轮直径之比，即轮毂比逐步减少。转轮体和叶片的安放角位置，可以按叶片法兰面上标记线对照。当0°线标记与转轮体轴孔的水平线重合时，叶片安放角，与轴孔外圆的弦长相对应处为，与相对应处为，如公示2-1所示：

公式2—1
2.2.2 叶片
轴流式水轮机的比转速450～1000随着比转数的增高，转速流道的几何形状相应发生变化。为了适应水轮机过流量的增大，同时既要保证水轮机具有良好的能量转换能力和空化性能，又要保持叶片表面的平滑不产生扭曲，轴流式转轮取消了混流式转轮的上冠和下环，叶片数目相应减少，一般为3~8片，叶片轴线位置变为水平，使得转轮流道的过流断面面积增大，提高了轴流式水轮机的单位流量和单位转速。
轴流式转轮叶片由叶片本体和枢轴两部分组成。对于尺寸较小的水轮机，一般采用整体轴，因为这样可以减少零件数目，铸造、加工、安装的困难也不大。但当水轮机尺寸大时，采用分开成叶片本体和枢轴两部分就比较有利。这是因为(1)分成叶片本体和枢轴两部分，每一部分的重量和尺寸都减少了，对于铸造，加工和安装都带来方便。(2)因为叶片易受空蚀损坏，分开的结构可单独地拆卸某个叶片进行检修。(3)分开的结构有可能对两个部件采用不同的材料，例如叶片本体采用不锈钢，而枢轴采用优质铸钢。但是分开结构对转轮的强度是有所削弱的，因为为了布置叶片，枢轴和转臂的连接螺钉，分件式叶片法兰和枢轴法兰的外径都要比整体时大，这一缺点对于高水头的转轮可能就是致命的，因为水头高，叶片数目就多，转轮上相邻叶片轴孔之间的宽度本来就很小，如果采用分开式结构，转轮体就无法满足要求。
2.2.3 泄水锥
泄水锥的外形尺寸由模型试验确定。中小型机组的泄水锥大多采用ZG30铸造是泄水锥与转轮体的连结结构。泄水锥上部周围开有带筋的槽口，用螺钉把合，除加保险垫圈外，装配后螺幅还应和锥体点焊，防止机组在运行中泄水锥脱落。
2.2.4转轮室
转轮室的上端与底环相连，下端与尾水管里衬相连。转轮室的形状要求与转轮叶片的外缘相吻合，以保证在任何叶片角度时叶片和转轮室之间都有最小的间隙。在水电站运行中，发现转轮室臂受到强烈的振动，可能造成可卸段的破坏，有时整个可卸段被拉脱。因此转加强转轮室的刚度和改善转轮室与混凝土的结合，是应该重视的一个问题。在叶片出口处的转轮室内表面上，常出现严重的间隙空蚀和磨损现象，需要采取抗磨抗空蚀的措施。
2.2.5支承盖和顶盖
大型的轴流式水轮发电机组，顶盖和支持盖是分开的。支持盖通过法兰与顶盖连接，并支承在顶盖上。顶盖为箱型结构固定在座环上。机构的推力轴承由固定在支持盖上的轴承支架来支承。水轮机导轴承支持在支持盖下部的引水锥内。
顶盖上装有控制环，导水机构传动部件等。支持盖的下翼板为水轮机过流通道表面的一部分，应做成流线型，该过流表面有承受转轮前水流压力的作用。当推力轴承安置在支持盖上时，支持盖还承受着作用在转轮上的轴向水推力和转动部分重量。中小型轴流式水轮机常将顶盖和支持盖合为一件，总称顶盖[2]。3 轴流式水轮机的运行与监护
3.1 运行规范
3.1.1 机组各轴承温度运行规范：单位: ℃
项 目
一 号 机
二 号 机
三 号 机
推 力
信 号
60
60
60
停 机
70
70
70
上 导
信 号
60
60
60
停 机
70
70
70
下 导
信 号
60
60
60
停 机
70
70
70
水 导
信 号
60
60
60
停 机
70
70
70
3.1.2 压油装置油泵电动机运行规范：
项 目
1号机
2号机
3号机
1号
2号
1号
2号
1号
2号
额定电压（V）
380
380
380
380
380
380
额定电流（A)
21.8
21.8
21.8
21.8
21.8
21.8
功率（kW）
11
11
11
11
11
11
转速（r/min）
2940
2940
2940
2940
2940
2940
效率（%）
88.4
88.4
88.4
88.4
88.4
88.4
3.2 运行中检查
3.2.1 发电机检查：
1. 滑环碳刷完整，动作灵活，引线不过热。
2.各油槽不漏油，油色正常，油面合格，轴承无异音。
3.冷却水管路不漏水，水压正常，压力变送器、流量变送器工作良好。
4.风洞内无异音，无焦味；风闸在正常位置。
5.发电机冷却器各阀门位置正确，冷凝水不过多，温差合格。
6.发电机出口引线无异常； 二次引线完整，端子螺丝紧固。
3.2.2压油装置检查：
1 油面、油压合格。
2 阀组及油泵工作正常。
3 压力开关、压力变送器工作正常。
4 电动机运转无异音。
5 管路系统及阀门位置正确，无漏油，漏风。
6 软启动器工作正常，信号灯指示正确。
3.2.3 机旁盘、制动系统检查：
1 刀闸、开关的操作把手位置正确；电缆头不过热。
2 可编程序控制器工作正常，指示灯指示正确；百超表、信号灯、光示牌指示正确；各联片切换开关位置正确。
3 测温装置工作正常。
4 制动系统阀门位置正确，压力正常，无漏风。
3.2.4 水轮机的检查：
1 各表计指示正常。
2 各电磁阀、手动阀、自动阀、管路系统无漏油、漏水、漏风现象。
3 剪断销监视各元件位置正确，二次引线完整，真空破坏阀工作正常。
4 射流泵及排水装置工作正常，自流排水畅通。
5 接力器锁锭位置正确。
6 控制环动作平稳，油面合格；各传动机构动作正常，螺帽不松动。
7 漏油装置工作正常，选择切换开关位置正确。
8 导叶反馈装置工作正常。
9 压力钢管、尾水管人孔不漏水，技术供水管路阀门位置正确。
3.3 正常操作
3.3.1 开启快速阀门注意事项：
1 水轮机导叶全关，尾水门全开。
2 蜗壳排水阀在关。
3 压油装置工作正常。
4 蜗壳排水阀在关
5 尾水管排水阀在关。
3.3.2 快速阀门开启的条件
1 阀门前后压力相等。
2 机组无事故。
3 导叶全关。
3.1.3 手动开快速阀门：
检查快速闸门开启条件满足，快速阀门切“现地”位置，按“上升按钮”，闸门充水阀开启充水，两侧水压平衡后，闸门全开。
3.1.4 手动关快速阀门：
如果机组在停机状态，快速阀门切“现地”位置，按“下降按钮”，闸门关闭。
3.3.5 手动开机
1. 拔出接力器锁锭。
2.投入技术供水，检查各部水压正常。
3.将“手/自动切换开关”切至手动位置。
4.将调整手轮转向“开机”侧，机组启动。
5.使导叶迅速开至空载开度以上。
6.当机组转速开至80％时，进行微调，待合闸条件满足时并网。
7.手动运行时，调速器旁必须设专人监视。
3.3.6 手动停机
1.检查微机调速器处于“手动”运行状态。
2.将手轮转向“关机”侧，负荷减至零。
3.上位机或机旁盘拉开发电机出口断路器，机组解列。
4.调整手轮，将导叶开度全关至零
5.机组转速下降至20％时，手动制动。
6.机组全停后，解除风压，退出技术供水。
7.投入分段关闭电磁阀。
3.3.7 紧急停机
机旁盘按下“紧急停机”按钮，如自动回路不良，则手动投入紧急停机电磁阀。
3.3.8 事故停机
机旁盘按下“事故停机”按钮，如自动回路不良，则手动投入过速限制器。
3.3 异常运行及事故处理
4 机械故障与事故处理
4.1 机械故障
当值人员获知机组发生故障时，应立即检查故障原因，进行处理，防止扩大。
4.1.1 机组轴承温度升高时，应做如下处理：
1 检查轴承油面，油色是否正常，若有变化，采取措施，并联系维护部处理。
2 检查水压是否正常，不正常时，进行调整。
3 检查轴承内有无异音。
4 机组摆度，若有异常变化时，通知维护部检查。
5 必要时，汇报值长降低负荷运行。
4.1.2 机组冷却水水压下降或水流中断
1 调整技术供水阀，保证水压正常。
2 若调整无效时，清扫滤过器或反冲，仍无效时，使用备用技术供水水源。
3 若无法处理，联系调度降负荷或停机处理。
4.1.3 压油装置备用泵启动
1 检查油压，油面和油泵运转情况。
2 若自动泵未启动时，查明原因，设法恢复自动泵。
3 若两台泵都启动时，应检查安全阀是否动作。若有跑油处，设法处理。
4.2 机械事故
4.2.1 水导润滑水中断
1 停机过程中监视自动器具动作，不良时，手动帮助。
2 停机过程中设法恢复水导润滑水。
3 机组全停后，查明原因，进行处理。
4.2.2 压油装置事故低油压
1 停机过程中监视自动器具动作，不良时，手动帮助。
2 检查油压降下原因，若发现跑油时，设法处理。
3 若油压降下，不能控制机组时，立即关闭主阀。
4 机组全停后，查明原因，进行处理。
4.2.3 机组过速(145％Πe)
1 停机过程中监视自动器具动作，不良时，手动帮助。
2 应检查过速限制器是否动作。若未动作，应手动投入过速限制器。
3 若快速闸门未自动关闭时，应立即关闭快速闸门。
4 机组全停后，对发电机各部进行全面检查。
4.3 测频回路故障
1.现象1：给开机令，开限及微机输出至空载后，频率错误灯亮不自动复归，自动输出为最小空载开度不变。
2.处理： 将机组切至“手动”运行，检查频率信号是否送入微机调速器，测频回路是否断线。处理完毕, 微机调速器切回自动运行。处理不良，微机调速器切回电手动运行。
3.现象2：自动空载运行时，机组摆动强烈或不稳定。
4.处理：迅速将微机调速器切手动运行，维持机组稳定。
4.4导叶反馈回路故障
1现象：
a 机组开机过程中过速。
b 运行中负荷突然变最大或最小。
c 自动停机时，微机输出到零，导叶反馈到零，但机组转速下降缓慢导叶实际开度不到零，而机械手动却能关到零。
2 处理：
a 将微机调速器切手动运行。
b 检查导叶反馈钢带是否断线。
c 通知维护人员处理。
4.5机组检修措施
1 关闭快速闸门。
2 手动投入风闸。
3 投入分段关闭电磁阀。
4 开启蜗壳排水阀，排除蜗壳积水。
5 落下尾水门。
6 维护部通知尾水门已落下。
7 开启尾水管排水阀。
8 手动解除风闸。
9 机组导叶全开。
10 关闭制动风源阀。
11关闭技术供水水源阀；开启滤过器排水阀。
12关闭调速器油源阀。
13检查尾水管水面在人孔门以下，打开人孔门。
注：a 漏油泵只在本体检修过程中做安全措施。
b 压油泵一般在水轮机班调速器试验后再做安全措施[3]。

5 结论

水力发电经过一个多世纪的发展，其工程建设技术、水轮发电机组制造技术和输电技术于完善，单机容量也不断增大。并且水力发电成本低廉，运行的可靠性高，故其发展极为迅速。轴流式水轮机用于开发较低水头，较大流量的水利资源。它的比转速大于混流式水轮机，属于高比转速水轮机。在低水头条件下，轴流式水轮机与混流式水轮机相比较具有较明显的优点，当它们使用水头和出力相同时，轴流式水轮机由于过流能力大，可以采用较小的转轮直径和较高的转速，从而缩小了机组尺寸，降低了投资。所以轴流式水轮机的发展前景是很可观的，在轴流式水轮机的运行监护中要格外注意各部分的温度、震动和转速，使其在正常允许范围内波动。更要注意水位的情况，适当的开大、关小导叶控制机组出力才能使轴流式水轮机创造出无限的财富。

6 参考文献

[1]哈尔滨工业大学研究所编著《水轮及设计手册》.北京：机械工业出版社，1976
[2]刘大凯编著《水轮机》.北京：中国水利水电出版社，1996.12
[3]华能苏子河水能开发有限公司《最新水轮发电机组与水电站型水泵安装、运行、检修新技术实用手册》

致谢

这次的论文是在李鸣笛主任的指导下完成的，我所取得的每一次进步和每一点成果无不深深浸透着李明迪主任的大量心血和汗水。李明迪主任严谨、求实、刻苦的工作态度，细致入微的工作作风，深远、敏锐的洞察力，使我深受启迪并将永远激励着作者奋发向上，在此，再次向李明迪主人表示感谢。感谢领导对我一直以来的细心教导，让我受益匪浅。同事也感谢同事对我的入职指引和帮助，感谢他们对我工作中出现的失误的提醒和指正。向所有曾经帮助过我 的领导、同事和朋友们致以诚挚的谢意！
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