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水轮机说明书


结构说明书

产品名称:HLA630-LJ-174 水轮机 - - 文件编号: 编 校 批 制: 对: 准: SM-1553

福建南平南电水电设备制造有限公司 2007 年 05 月 30 日

HLA630-LJ-174 产品说明书

编号:SM-1553

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一、 概述: 本机为立轴混流式水轮机,全包角金属蜗壳,转轮直径 D1=1740mm,水轮机本体包括埋入部分、导水机构、转动部分、主 轴密封、油导轴承、调速机构、管路布置、仪表架装配及工具部分, 辅助设备包括φ2500 液控蝶阀、Φ250 接力器、BWT-80K-4.0 调速器 等,本说明只针对水轮机本体进行说明,辅助设备详见各自说明书。 二、 基本数据: 1、型号:HLA630-LJ-174 2、最高水头:120 3、设计水头:102 4、最低水头: 72 m m m

5、额定转速:428.6 r/min 6、额定流量:27.5 m3/s 7、额定出力:25780 KW 8、飞逸转速: 793 r/min 9、轴向水推力:97.02 t 10、吸出高度:-2.1 三、 结构说明: 本机旋转方向为从发电机端向下看为顺时针旋转。 1、埋入部分: 埋入部分包括蜗壳、座环、尾水锥管、尾水肘管及机坑里衬等。 (1) 、蜗壳 蜗壳由三种不等厚焊接性能好的 16MnR 钢板组焊而成,在厂内 预装,然后分节运输,在工地进行组焊,蜗壳内表面保持平滑。蜗壳 的全部焊缝需无损探伤检查,无损探伤按 GB8564-2003《水轮发电 机安装技术规范》及 GB150-98《钢制压力容器》与《压力容器安全 技术监察规程》的要求进行。 m

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蜗壳上进口段设置 4 个不锈钢测压测头, 在相应位置上设有 3 个 不锈钢测流测头,蜗壳末端设有 2 个不锈钢测压测头。提供有安装蜗 壳和浇捣混凝土时定位和固定蜗壳位置所需的系紧拉杆、松紧螺栓、 固定支座、地脚螺栓、调整水平用的千斤顶、垫板和连接件等。 (2)座环 座环有足够的强度和刚度, 当蜗壳放空时可承受置于其上面的结 构物和机组旋转部分的全部重量, 并能安全承受由蜗壳内最大压力所 产生的各种应力。 座环为平行板式焊接整体结构,由厂内组焊加工检查完毕后,整 体运至工地。座环过流表面打磨光滑,具有流线型,无凸凹不平的缺 陷,过流表面粗糙度满足 GB/T10969-1996《水轮机通流部件技术条 件》的要求。 座环内设有 3 个固定导叶供排水用, 在座环底部设有灌浆孔和塞 子,成套提供座环基础支撑千斤顶、垫板及地脚螺栓等。座环支撑基 础采用钢结构,由钢板焊接而成与座环成一体。 (3)机坑里衬: 机坑里衬采用 Q235-A 钢板焊接而成,机坑里衬厚度为 10mm。 外壁设有环筋、竖筋和拉筋。机坑里衬高度从座环顶部起到发电机下 挡风板基础止,里衬壁上-Y 偏-X45°方向开有一个 1.2m 宽、高度不 低于 1.8m 的进人门。 机坑里衬内的地板、平台便于拆卸和搬运,以便检修。 机坑尺寸能满足顶盖整体从发电机定子内吊出和装入需要。 (4)补气装置: 在尾水锥管内设有自然补气装置,由 G4 补气管引至厂房外, 当机组运行中, 尾水锥管内出现真空时, 在大气压作用下进行自然 补气。 补气装置:短管补气装置。

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补气方式:自然补气。 补气位置:离转轮下环距离约 280mm 。 补气效果: a.尾水管内补进空气后,可减轻转轮的气蚀,同时因水中掺 进空气,增加了水的弹性,从而减轻了压力脉动的强度。 b.采用短管补气装置向尾水管补气,进入尾水管的水流旋转 产生旋涡, 由于短管支撑板的阻挡作用而遭到破坏, 从而减轻了尾 水管的压水脉动值。 (5)尾水管: 尾水管为弯肘形,尾水管里衬自转轮出口至肘管出口。尾水管里 衬采用 Q235-A 钢板焊接,外壁配有足够的加强筋及安装用的拉筋、 支撑等。尾水管里衬顶端(转轮出口开始)设有 500mm 高度的不锈 钢管段,以防可能产生空蚀损环。 尾水锥管上设有φ600 的进人门,内侧与锥管内表面齐平,向外 开铰链的连接件用不锈钢制成,进入孔下面设有黄铜旋塞。 提供一套置于尾水管内的可拆式检修平台, 该检修平台能方便地 从尾水管进人门装入和拆出。 每台机提供有 1 套φ300mm 手动尾水排水盘形阀。 尾水管进口设有 1 个供测量真空压力不锈钢测压嘴。 尾水管设有 4 个单独引出的脉动压力的不锈钢测压嘴。 尾水管肘管设有 3 个单独引出的脉动压力的不锈钢测压嘴。 尾水管出口设有 9 个供测量真空压力不锈钢测压嘴。

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2、导水机构 导水机构的作用是:引导水流以一定的速度和方向进入转轮, 使水流进入转轮前,具有一定的环量;变更导叶开度,调节流量,使 机组适应负荷的变化;可作暂时停机用。导水机构包括顶盖、导叶、 底环、控制环等。 (1)导叶 导叶采用 ZG0Cr13Ni4Mo 不锈钢材料整体铸造而成, 导叶的三个 轴瓦采用钢背复合材料,具有自润滑作用,且便于检修更换。导叶立 面和端面采用金属密封,在额定水头导叶全关时,水轮机导叶总漏水 量不大于额定流量的 3‰。24 个导叶间隔布置 12 个导叶剪断销,当 剪断销剪断时,能自动报警。其 12 个导叶设有磨擦限制装置,该装 置能限制导叶在剪断销剪断后不产生摆动和不稳定运行状况。 提供一组导水叶进出口断面型线检查样板,以供业主检查和修复 导水叶使用。 (2)顶盖 顶盖采用 Q235-A 钢板焊接箱式结构,具有足够的强度和刚度。 顶盖下侧面与转轮上冠之间设有梳齿式止漏环,以减小容积损失。过 流部份设有不锈钢材料的抗磨板,材料为 1Cr18Ni9Ti 抗磨板板厚不 小于 12mm。顶盖设有两个φ125 排水管以减少转轮的水推力。 (3)底环 底环采用 ZG230-450 铸而成, 具有足够的强度和刚度, 能够承受 最大水压力和作用在上面的其它载荷,而不产生有害变形。底环上导 叶活动的范围内焊有不锈钢板制造的抗磨板,抗磨板板厚不小于 12mm。底环上装有导叶轴套,轴套采用钢背复合瓦,轴套孔与顶盖 上的轴套孔采用同镗保证同心度。 3、转动部分 转动部分包括转轮、主轴等。

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(1)转轮 转轮由 13 个叶片和上冠、下环(材料均为 ZG0Cr13Ni4Mo)铸焊 而成,具有足够的强度和刚度。转轮和主轴采用法兰联接,靠摩擦传 递力矩。转轮具有完全互换性。叶片经数控机床加工以保证叶片型线 的精度,毛坯采用 VOD 精炼工艺,确保不锈钢的化学成分,上冠、下环 铸造,用电弧焊组合成整体,并经退火热处理消除残余应力,然后打 磨和抛光。 为了检查断面尺寸、厚度和角度的偏差,沿转轮叶片高度方向提 供 4 套叶片进出口样板。 (2)主轴 主轴由 20SiMn 钢锻制而成,外法兰型式。直径为φ500,上法兰 用精配螺栓和发电机主轴联结靠精配螺栓传递扭矩, 下法兰与转轮用 螺栓联结靠摩擦传递扭矩。 水轮机轴和发电机轴连接起来的转动部份 的临界转速比飞逸转速高 25%。 4、主轴密封 主轴密封为无接触工作密封与检修密封组成,结构分半式便于拆 换、检修、调整。 在主轴工作密封下方设置空气围带检修密封,检修密封气压 0.5~ 0.7Mpa,用气量 1l/s。 5、Φ750 油导轴承: 油导轴承主要承受转动部分径向力, 使主轴旋转时不发生径 向摆动。本机采用稀油润滑油浸式分块瓦轴承。 本轴承由内油盒、油箱、油箱盖、 油箱板、轴瓦、冷却器、 轴承盖、支柱螺钉和防松装置等组成。 1) 、轴瓦为铸钢内挂巴氏合金,是承受径向力的主要零件, 共分八块,其瓦上装有铂热电阻监控瓦温,超过 65℃能自动发 出信号,轴瓦最高温度不超过 70℃。轴瓦为偏心结构,偏心量 约 5%。轴瓦总间隙为 0.3∽0.38mm。轴瓦在厂内已精加工到位,
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电站不需刮瓦。 2) 、油箱盖为钢板焊接结构,其上装有观察孔和通气孔及加 油孔。轴承盖为分半结构,安装在油箱上,与主轴配合间隙为 0.5-0.6mm, 防止油从轴上溢出。 3)油箱为组焊结构,不分半。其上开有二个供温度计的出 线孔,液位信号器的接口电站根据现场情况在油箱外测开孔装配,油 箱装在顶盖上,作为轴瓦架的支撑。油箱底部支撑着油箱板,油箱板 上装着冷却器。 4)冷却器是冷油和热油的热交换器。冷却器是由 9 根紫铜 管圈制而成,在厂内进行水压试验,试验压力为 0.7Mpa,进行 10 分 钟。轴承初次注油量约 500 升。运行中若发现漏油、溅油、油雾或油 量不足,应停机检修,排除故障,减少油耗。在每次开机前,均需检 查油箱内的油位。 6、调速机构 调速机构由两个φ250 固定导管式直缸接力器组成,接力器缸、 活塞和盖采用铸钢制造,活塞杆采用锻钢制造。接力器的最大行程 S =200 mm。通过接力器活塞的动作,带动导水机构,实现导叶运动。 其中一只接力器带有锁定装置,在导叶全关时锁住接力器,防止导叶 误动作。 7、管路布置 管路布置图只提供部分管件和仪表,管路部分厂家提供至机墩外, 由电站自行接出。 8、漏油装置: 本机漏油装置的容积为 150L。 9、工具部分 为便于拆装,本机提供 (1)主轴转轮起吊工具 (2)联轴工具

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(3)导叶臂装拆工具 (4)分半键装拆工具 (5)尾水管检修平台 (6)专用扳手 (7)尾水管检修平台 (8)机坑下机架吊环 四、装拆程序及注意事项: 1、水轮机的安装: 机组的安装质量直接影响机组的稳定运行和使用寿命,因此施工 单位在安装前,应制定合理的安装程序及工艺,参考制造厂及设计院 的图纸、文件。根据 GB8564-2003《水轮发电机组安装规范》进行安 装。 (1) 、埋入部分的安装 (a) 、调整尾水管的中心和水平,圆度小于 4mm,几何中心和 机组中心误差值小于 2mm,安装高程应按设计标高调整。 (b) 蜗壳应按正确的程序进行安装, 、 先由+X 线与尾节起挂装, 并由该两节向前后三个工作面挂装其它各节,但凑合节要蜗壳焊 接后, 按实际尺寸配割与割接, 蜗壳与进水断面几何中心至机组 Y 线尺寸误差为 +6mm。 (c)座环上法兰面 X、Y 线与机组的 X、Y 线垂合,允许误差 为 1mm,座环安装标高应符合设计要求,允许偏差 0.5mm, 座环平面 度为 0.12mm。 (2) 、导水机构的安装: (a) 、底环与座环在装配时,须按+X、+Y 方向装入,拧紧螺 栓及打销时,切勿碰伤导叶下轴套。底环平面度为 0.12mm。 (b) 、导叶按制造厂的标记吊入底环安装,按图纸要求调整端 面和立面间隙,导叶应转动灵活,导叶全开度应符合设计要求。

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(c) 、导水动机构安装后进行操作试验和调试工作,应灵活无 蹩劲。导叶在全关时接力器应有 4-6mm 压缩量。 (d) 安装导叶或传动件时, 、 各配合位和磨擦副应涂足润滑脂; 密封件也应按要求装设,不得漏装,导叶套筒下端的密封件装入 时须仔细,不可使橡胶板卷曲或刮伤密封件,降低密封效果。 (e) 、安装导叶、顶盖、导叶套筒、导叶臂、分半销等时,应 按编号对号入座,要使导叶转动灵活,端面间隙与立面间隙符合 图纸要求。顶盖安装后,要测验量其法兰的水平度,止口与底环 的同轴度及标高等,作为发电机和其他机件安装的基准。 (f) 、主轴与转轮把合好后,按底环、转轮、导叶、顶盖,依 次安装。 (3) 、转动部分的安装: 主轴与转轮连接好后吊入机坑,再与发电机轴联接,法兰面 用 0.03mm 塞尺检查不得通过.发电机轴按水轮机轴对中心,误差不大 于 0.03mm,联接螺栓的预紧力要达到要求,垫片要咬角起止动作用, 法兰护罩要与主轴法兰外径平齐, 不能倾斜。 水轮机轴与转轮联接后, 应处于铅直状态,允差 0.02mm/m。经机组轴线盘车合格,总轴线找 正后,才正式安装主轴密封和轴承。 (4) 、导叶的传动操作机构,包括控制环、推拉杆、接力器等, 摩擦副要涂润滑油,转动要灵活,无卡阻现象。 (5) 、主轴密封装入顶盖。 (6) 、轴承的安装: 油箱安装时,要处理好密封条,分半面要涂密封胶,要做煤油 渗透透试验,半小时无漏油现象。 轴瓦架安装后,便可装轴瓦了。 发电机转子吊入后,将电机、水机轴进行联接使重量吃到到制 动器上,在推力头套入,安装上导轴承后,便可进行盘车使摆度和轴 瓦间隙在允许范围内。
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水导轴瓦间隙合格后,需将轴瓦调整螺栓锁锭片锁好。 (7) 、装配各管件时,要注意密封性。剪断销信号器要成组引出。 (8) 、接力器上位置开关要进行调整,使与导叶的开度相对应。 (9) 、至此,水轮机的安装可算初步结束,最后进行清扫,涂漆 后,装地板等扫尾工作。在安装中,安装队需拟出完整细致的规程, 严格控制重要部位的精度,为调试和投产创造良好的条件。 2、拆卸时, 拆卸的大略程序是: 地板、管路、轴承、调速机构、导水机构传动件、主轴密封、顶 盖、转动部份、导叶、底环等。 如果局部检修,则酌情拆卸。 五、操作维护说明: 1、一般事项: 1) 、安装或检修后的水轮机,启动前要作好各项准备,要在关 闭好蝶阀的情况下进行。 2) 、停机时,应将蝶阀、调速器之接力器的锁锭锁住,以免误 动作。 2、首次启动前的准备事项: 1) 、清洗各处,包括管路内壁,使无杂物存在。 2) 、检查水机及辅助设备有无漏油、漏气现象。 3) 、根据安装记录,检查转动部份与固定部分的间隙测定值, 是否在规定范围内。 4) 、检查导水机构,调速机构各零件动作是否灵活。 5) 、检查导叶开度是否满足要求,开度与调速器接力器行程的 关系曲线,开度与位置开关的信号是否一致。 6) 、检查导叶全关后,接力器锁锭闸头是否即时闸下。 7) 、检查各配合面,摩擦面是否清洁,并加足润滑油。

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8) 、检查油导轴承之油位是否正常。 9) 、检查主轴密封排水装置是否正常。 10) 、检查油压设备,调速器之油压是否正常。 3、正常运行及维护: 1) 、要定期检查各传动部位的润滑情况,加足润滑油。 2) 、油压设备、调速器及油导轴承之用油,须定其更换或过滤, 清除杂质及沉淀物。 3) 、清理调速器时,用煤油细布,不得用棉纱、破布。 4) 、经常注意主轴密封处漏水情况,如漏水过大,需停机检修。 5) 、经常注意油导轴承的油温是否正常。 6) 、经常注意机组有无异常声响和振动。 7) 、经常检查紧固件有无松动。 8) 、经常检查油压设备及调速器油压是否正常。 9) 、经常检查漏油、漏水、漏气的情况。 4、停机检查事项: 1) 、检查尾水锥管、顶盖、底环、导叶及转轮等到通流部件有 无空蚀、磨损及裂纹。 2) 、检查导叶上、下端面间隙及立面间隙。 3) 、检查转轮与固定部份迷宫间的间隙,转轮进口与顶盖、底 环过流面是否错位。 4) 、检查转动部分之螺栓、止退垫圈有无松动。 5) 、检查主轴与轴瓦间隙是否符合设计值。 6) 、检查位置开关各接点是否和导叶开度对应。 7) 、检查油压设备、调速器的油压和动作情况。 8) 、检查自动化元件及一个电脉冲指令后,开停机时各元件的 动作情况。 9) 、检查油导轴承内的油位,及各传动件的润滑情况。

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六、水轮机启动和调整试验: 1、空载试验: 在做好启动前的各项准备后,在关闭好蝶阀、导叶的情况下,使 压力管分段充水, 然后发出一个电脉冲指令, 使蝶阀、 导叶相继开启, 进行空载试验,试验时应检查: a) 导叶开度 b) 轴承温度 c) 主轴摆度 d) 振动与噪声 e) 冷却水提供情况 2、带负荷试验: 空载运行符合要求后,便可进行带负荷试验: 带负荷时,从额定出力的 25%,50%、75%、100%负荷逐渐增加, 每挡次均须检查: a) 轴承温度 b) 主轴摆度 c) 位置开关显示的导叶开度 d) 调速器运行情况 3、甩负荷试验: 在带负荷运行正常后, 即可进行甩负荷试验, 从额定出力的 25%、 50%、75%、100%负荷依次甩负荷,除了要检查以上项目外,还须检 查机组速率上升和压力上升的情况。 4、机组的正式运行: 以上试验作出记录后,机组投入系统持续运行 72 小时,若无故 障可停机检查,这时须检查油、气、水有无渗漏,零部件有无松动、 损坏,各仪表指针是否在预计位置……若一切正常,方可交付用方, 正式投产。

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