讲义水轮机讲义

水轮机检修培训讲义五凌电力工程有限公司目录第一章概述 (4)第一节水轮机简介 (4)第二节水轮机基本类型及应用 (5)第三节基本概念 (6)第四节水轮机的发展 (7)第二章水轮机设备结构及原理 (8)第一节水轮机转轮 (8)第二节导水机构 (9)第三节导轴承 (10)第四节主轴密封 (13)第五节技术供水 (14)第三章水轮机检修周期及项目 ......... 错误！未定义书签。

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第二节水轮机检修项目................... 错误！未定义书签。

第四章水轮机检修流程及方法 (16)第一节水轮机检修流程总表 (16)第二节安全措施及注意事项 ...............................18第三节零部件分解及检修 (20)第四节大件的分解及起吊 (27)第五节试验 (31)第五章水轮机工艺及质量标准 (32)第一节水轮机小修质量标准 ............... 错误！未定义书签。

第二节水轮机大修质量标准 . (32)第六章水轮机常见问题及处理办法 (36)第一节伸缩节漏水 (36)第二节主轴密封漏水量大 (37)水轮机检修培训讲义第一章概述自然界有多种能源，目前已被利用的能源中主要有热能，水能风能和核能。

水能是一种经济的一次能源，也是一种永远消耗不尽的能源。

地球上江河纵横，湖泊星罗棋布，海洋辽阔,蕴藏着丰富地水力资源。

借助太阳的帮助，把地球上的水蒸发成气，在天空中气又凝聚成风雪降至大地，通过江河又流入海洋，如此循环不已，永无止境。

所以说利用水能发电是最经济的电能转换方式，它与火力发电和核能发电相比有许多优点，例如成本低、运行管理简单、启动快、消耗少、适于调峰和调频，污染少等。

第一节水轮机简介水轮机是水轮发电成套设备的主机，它与水轮发电机、调速器、励磁系统和电站控制设备配套使用，组成水力发电站的主体。

水轮机第一章：水轮机概述第一节：水轮机的基本工作参数一、工作水头水轮机的工作水头Hw是指水轮机进、出口截面处水流的总比能之差，即水轮机进、出口截面处水流平均单位机械能之差。

水轮机工作水头Hw的基本表达式。

二、流量单位时间内，通过水轮机某一既定过流断面的水流体积，称为水轮机的流量。

流量符号Q；单位一般为m3/s。

三、出力：在单位时间内，水轮机主轴所输出的功称为水轮机的出力。

表示符号N单位KW。

N=9.81QHwη四、效率水轮机的轴出力N与输入给水轮机的水流出力之比称为水轮机的总效率，简称为水轮机效率。

由于水轮机工作过程中存在能量损耗，故η〈1。

表达式为η=102N/γQHw五、转速水轮机转速n系指水轮机主轴每分钟的转数，单位为转每分，其符号为r/min。

六、直径对应转轮叶片某一个具有代表性的特征部位，国家所规定的直径，叫做水轮机的标称直径或名义直径，习惯上也称为转轮直径，用D1表示。

单位为(cm）。

第二节：水轮机的基本类型和适应水头一、主要分为“两型六式”，即反击型和冲击型两大类。

反击型水轮机包括混流式、轴流式、斜流式、贯流式和可逆式；冲击型水轮机在大、中型水电站中主要应用水斗式。

轴流式和贯流式又可分为转桨式和定桨式；可逆式又可分为混流可逆式和斜流可逆式。

第三节：水轮机的型号我国水轮机产品型号由三部分组成，各部之间以一短横线相连。

第一部分为水轮机型式和转轮型号，型号以阿拉伯数字写出，代表该转轮的比转速n；第二部分为水轮机主轴的布置型式和引水室的特征；第三部分为水轮机的标称直径（cm）以及其他必要数据组成。

GZ990-WP-420各符号代表意义。

第二章：贯流式水轮机第一节：概述一、组成：本公司水轮机是重庆水轮机厂生产的灯泡贯流转桨式水轮机，转轮型号GZ990-WP-420，装置形式为卧轴灯泡式。

转动部分、导水机构、埋入部分、主轴密封、受油器、回复机构及油管路布置、管路部分、专用工具、轴承、接力器、锁锭、离心开关等组成。

水轮机组结构讲课（一）1. 水轮机的工作参数水轮机的工作参数是表征水流通过水轮机时水流能量转换为转轮机械能过程中的一些特性数据。

水轮机的基本工作参数主要有水头H 、流量Q 、出力P 、效率η、转速n 。

水头H水轮机的水头（亦称工作水头）是指水轮机进口和出口截面处单位重量的水流能量差，单位为m 。

水轮机水头H 又称净水头，是水轮机做功的有效水头。

上游水库的水流经过进水口拦污栅、闸门和压力水管进入水轮机，水流通过水轮机做功后，由尾水管排至下游，在这一过程中，产生水头损失w h 。

上、下游水位差值称为水电站的毛水头或静水头g H ，它代表的是单位重量水体所具有的势能，其单位为m 。

因而，水轮机的工作水头又可表示为：w g h H H -= （1-2）式中g H——水电站毛水头，m ；w h ——水电站引水建筑物中的水力损失，m 。

毛水头与净水头区别在于：毛水头是坝体上下游水体的能量差，净水头是水轮机进口和出口水体的能量差。

毛水头静态的，净水头是动态的，当机组运行时，毛水头和净水头都是存在的；当机组停机时，水体不流动了，间断了，净水头就不存在了，可势能依然存在，毛水头就存在。

1．最大水头max H ，是允许水轮机运行的最大净水头。

它对水轮机结构的强度设计有决定性的影响。

2．最小水头min H ，是保证水轮机安全、稳定运行的最小净水头。

3．加权平均水头a H ，是在一定期间内（视水库调节性能而定），所有可能出现的水轮机水头的加权平均值，是水轮机在其附近运行时间最长的净水头。

4.设计水头r H ，是水轮机发出额定出力时所需要的净水头，这个值是在电站设计时根据水库和水文资料等确定的一个值。

水轮机的水头，表明水轮机利用水流单位机械能的多少，是水轮机最重要的基本工作参数，其大小直接影响着水电站的开发方式、机组类型以及电站的经济效益等技术经济指标。

流量Q水轮机的流量是单位时间内通过水轮机某一既定过流断面的水流体积，常用符号Q 表示，常用的单位为m 3/s 。

水轮机技术讲课内容陈发军一、水轮机的结构与工作原理1、水轮机的基本参数工作水头：H是指水轮机进、出口断面处单位重量水体的能量差（也称比能差），单位是米（m）。

(我厂的设计水头为120m，最低水头为94.2m，最高水头为134.2m，平均水头为126.1m)流量：Q是指单位时间内，通过水轮机某一既定过流断面的水量，单位是m3/s。

(我厂的设计流量为203m3/s)出力：N=9.81QHη是指单位时间内，水轮机主轴所输出的功，单位是千瓦（Kw）。

(我厂水轮机的额定功率为21.43万千瓦)效率：η=102N/rQH 它等于水轮机出力N与输入水轮机的水流出力9.81QH之比。

(我厂水轮机最高效率91.5%)转速：n=60f/p是指水轮机运行时，在单位时间内的旋转次数，单位是转/分（r/min）直径D：混流式水轮机标称直径指叶片进口边最大直径。

2、水轮机的基本类型和适应水头水轮机是将水能转换为水轮机主轴旋转机械能的一种水力原动机。

根据转轮转换水流能量的不同方式，水轮机又分为反击型和冲击型两大类：反击型水轮机包括混流式、轴流式、斜流式、贯流式和可逆式；冲击型水轮机有水斗式等。

混流式和贯流式水轮机又各分为转浆式和定浆式；可逆式水轮机又分为混流式可逆式、斜流可逆式和贯流可逆式。

反击型水轮机是利用叶片与水流的反作用原理而工作的。

主要以利用水流的压能为主，利用水流的动能为辅，进行水力势能的转换。

冲击型水轮机是利用水流的动能既将射流的冲击动能通过斗叶转换为转轮的机械能。

混流式水轮机一般适用水头范围为几十米到几百米。

轴流式水轮机一般适用水头范围为几米到几十米，超过50米的都很少，它属于低水头水轮机。

斜流式水轮机一般适用水头范围为40~200米，位于中、低水头之间。

贯流式水轮机一般适用水头范围为2~30米，也属于低水头水轮机。

水斗式水轮机一般适用水头范围为几百米到一、二千米。

属于高水头水轮机。

3、水轮机的型号我国水轮机产品的型号由三部分组成，各部分之间以一短横线相连系，除数字部分外，符号均用有关的汉语拼音（大写）字母来表示。

水轮发电机组结构及工作原理培训讲义目录第一章水轮发电机组概述 (4)一、水轮机的主要类型及适用水头 (4)二、水轮发电机组的形式 (11)第二章水轮机的型号及标称直径 (13)一、型号说明 (13)二、水轮机的型号举例 (14)三、各种水轮机转轮标称直径D1 (15)四、转轮标称直径系列 (15)第三章水轮机的工作参数 (16)一、水头(H) (16)二、流量(Q) (17)三、转速n (17)四、出力P与效率η (17)第四章公司电站主机设备参数表（部分） (20)一、小水电厂设备参数 (20)二、大水电厂设备参数 (21)第五章水轮机的结构 (24)一、反击式水轮机的主要组成部件 (24)二、混流式水轮机转轮 (25)三、轴流式水轮机转轮 (31)四、水轮机导水机构 (35)五、混流式水轮机的引水部件 (39)六、轴流式水轮机的引水部件 (41)七、水轮机的泄水部件 (42)八、水轮机其他部件 (43)九、水轮机的辅助装置 (48)第六章水轮发电机的基本结构 (52)一、水轮发电机的定子与转子 (52)二、水轮发电机的主要附属部件 (54)第一章水轮发电机组概述自然界有多种能源，目前已被开发利用的能源主要有热能、水能、风能和核能。

水能是一种可再生能源，水能开发具有成本低、运行管理简单、启动快、消耗少、适用于调峰和调频、污染少等优点。

水电站是借助水工建筑物和机电设备将水能转换为电能的企业。

水电站的形式主要取决于集中水头的方式，根据集中水头方式的不同，水电站分为坝后式水电站、引水式水电站和混合式水电站。

一、水轮机的主要类型及适用水头根据水轮机转轮所转换水流能量的特征可分为反击式水轮机和冲击式水轮机两大类，总分类图如下。

1.1反击式水轮机的类型及适用水头⑴反击式水轮机的类型反击式水轮机利用水流的势能和动能做功的水轮机，其转轮区内的水流在通过转轮叶片流道时，始终是连续充满整个转轮的有压流动，并在转轮空间曲面形叶片的约束下，连续不断地改变流速的大小和方向，从而对转轮叶片产生一个反作用力，驱动转轮旋转。

水轮机讲义1、水轮机概述1.1水轮机的工作参数水轮机的主要工作参数有：水头H、流量Q、出力N、效率η和转速n 水轮机的工作水头H是指水轮机进口断面（即蜗壳进口断面）与出口断面（即尾水管出口断面）之间单位重量水流能量的差值。

（单位是米）水轮机流量是指单位时间内通过水轮机的水流总量（体积），单位是m³/s 水轮机转速是指单位时间内旋转的次数，单位是r/min水轮机的出力是指单位时间内水轮机轴端输出的功率，通常单位是kW 水流输入给水轮机的出力为：Nsr=ρgQH （W）=9.81QH （kW）水轮机效率是水轮机出力与水流出力Nsr之比，即：η=N/Nsrη始终为小于1的系数，由上可知，水轮机出力可表示为：N=9.81QHη (kW)1.2水轮机的基本类型和应用范围1.2.1基本类型根据水轮机转轮所转换能量的特征可分为反击式和冲击式水轮机两大类。

⑴反击式水轮机主要是利用水流的压能（在叶片前后形成压力差）和小部分动能进行工作的。

转轮在工作过程中全部浸在压力水流之中，水流流经转轮叶片时由于受叶片的作用使流速大小和方向发生改变，因而对转轮产生了作用力，使转轮旋转作功。

反击式水轮机按其水流流经转轮的方向不同又可分为混流式（HL）、轴流式（ZL）、斜流式（XL）和贯流式（GL）水轮机。

其中轴流式及贯流式又均可分为定桨式和转桨式，即轴流转桨式（ZZ）、轴流定桨式（ZD）、贯流转桨式（GZ）、贯流定桨式（GD）。

⑵冲击式水轮机是利用水流的动能进行能够工作的，工作时，转轮内只有部分充水，水流流经转轮叶片过程中压力保持不变等于大气压力。

水流具有与空气接触的自由表面。

冲击式水轮机根据水流射向转轮的方向分为切击式（又称水斗式）（QJ）、斜击式（XJ）、双击式（SJ）三种类型。

1.2.2各种类型水轮机的特点及应用范围(重点介绍混流式、轴流式、切击式)⑴混流式水轮机混流式水轮机其水流流经叶片时，水流径向进入转轮，经旋转改变方向，然后转为轴向流出，故称为混流式或辐向轴流式水轮机。

第一章概述1．基本概念（1）什么叫水轮机？答：将水能转变为旋转机械能的水力原动机叫做水轮机。

（2）冲击式水轮机与反击式水轮机的区别。

答：工作原理方面：利用水流的势能与动能做功的水轮机为反击式水轮机；利用水流的动能做功的水轮机为冲击式水轮机。

流动特征方面：反击式水轮机转轮流道有压、封闭、全周进水；冲击式水轮机转轮流道无压、开放、部分进水。

结构特征方面也显著不同。

如转轮的差别，有无喷嘴、尾水管。

（3）反击式水轮机的过流部件及其作用引水室：作用是引水流进入导水机构。

导水机构：作用是调节水轮机过流量，并使水流能按一定方向进入转轮。

转轮：将水流能量转换为固体旋转机械能量的部件。

尾水管：作用是将水流排下下游，并回收转轮出口的剩余动能。

（4）冲击式水轮机的主要部件喷嘴：水轮机自由射流的形成装置。

喷针：与喷嘴共同完成流量控制（以行程变化喷嘴控制喷嘴出口过流面积）。

转轮：由轮盘和轮盘外周均匀排列的水斗构成的组件，转换水流能量为固体旋转机械能。

折向器：自由射流流程内部件，可遮断射流，以防止转轮飞逸。

（5）我国关于水轮机标准直径的定义混流式：转轮叶片进水边上最大直径。

浆叶式（轴流式、斜流式、贯流式）：浆叶转动轴线与转轮室相交处直径。

冲击式：射流中心线与转轮相切处节圆直径。

（6）水轮机工作参数工作水头H ：水轮机的进口和出口处单位重量水流的能量差值。

流量Q ：单位时间内通过水轮机的水流体积。

转速n ：水轮机转轮单位时间内旋转的次数。

出力P ：水轮机轴端输出的功率。

效率η：水轮机的输入与输出功率之比。

2．基本计算（1）水电站的毛水头g H ：du g Z Z H －=其中：u Z ，d Z 分别为电站上、下游水位高度。

（2）水电站的工作水头H ：理论表达式：)2()2(2211g v p Z g v p Z H ∏∏∏∏I I ++-++=αγαγ式中参量见装置示意图。

测量与计算：因为如示意图所示，I -I 断面为距出口断面一定距离的下游断面γαγap Z g v p Z +≈++I ∏∏∏∏22，工作水头测量计算可如下进行。

水轮机检修培训讲义五凌电力工程有限公司目录第一章概述 (4)第一节水轮机简介 (4)第二节水轮机基本类型及应用 (5)第三节基本概念 (6)第四节水轮机的发展 (7)第二章水轮机设备结构及原理 (8)第一节水轮机转轮 (8)第二节导水机构 (9)第三节导轴承 (10)第四节主轴密封 (13)第五节技术供水 (14)第三章水轮机检修周期及项目 ......... 错误！未定义书签。

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第四章水轮机检修流程及方法 (16)第一节水轮机检修流程总表 (16)第二节安全措施及注意事项 (18)第三节零部件分解及检修 (20)第四节大件的分解及起吊 (27)第五节试验 (31)第五章水轮机工艺及质量标准 (32)第一节水轮机小修质量标准............... 错误！未定义书签。

第二节水轮机大修质量标准. (32)第六章水轮机常见问题及处理办法 (36)第一节伸缩节漏水 (36)第二节主轴密封漏水量大 (37)水轮机检修培训讲义第一章概述自然界有多种能源，目前已被利用的能源中主要有热能，水能风能和核能。

水能是一种经济的一次能源，也是一种永远消耗不尽的能源。

地球上江河纵横，湖泊星罗棋布，海洋辽阔,蕴藏着丰富地水力资源。

借助太阳的帮助，把地球上的水蒸发成气，在天空中气又凝聚成风雪降至大地，通过江河又流入海洋，如此循环不已，永无止境。

所以说利用水能发电是最经济的电能转换方式，它与火力发电和核能发电相比有许多优点，例如成本低、运行管理简单、启动快、消耗少、适于调峰和调频，污染少等。

第一节水轮机简介水轮机是水轮发电成套设备的主机，它与水轮发电机、调速器、励磁系统和电站控制设备配套使用，组成水力发电站的主体。

水轮机是根据水的流量和水头大小进行设计和制造的，作用是将水能转变为机械功，并带动水轮发电机发电。

水轮机检修培训讲义五凌电力工程有限公司目录第一章概述 (4)第一节水轮机简介 (4)第二节水轮机基本类型及应用 (5)第三节基本概念 (6)第四节水轮机的发展 (7)第二章水轮机设备结构及原理 (8)第一节水轮机转轮 (8)第二节导水机构 (9)第三节导轴承 (10)第四节主轴密封 (13)第五节技术供水 (14)第三章水轮机检修周期及项目 ......... 错误！未定义书签。

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第四章水轮机检修流程及方法 (16)第一节水轮机检修流程总表 (16)第二节安全措施及注意事项 (18)第三节零部件分解及检修 (20)第四节大件的分解及起吊 (27)第五节试验 (31)第五章水轮机工艺及质量标准 (32)第一节水轮机小修质量标准............... 错误！未定义书签。

第二节水轮机大修质量标准. (32)第六章水轮机常见问题及处理办法 (36)第一节伸缩节漏水 (36)第二节主轴密封漏水量大 (37)水轮机检修培训讲义第一章概述自然界有多种能源，目前已被利用的能源中主要有热能，水能风能和核能。

水能是一种经济的一次能源，也是一种永远消耗不尽的能源。

地球上江河纵横，湖泊星罗棋布，海洋辽阔,蕴藏着丰富地水力资源。

借助太阳的帮助，把地球上的水蒸发成气，在天空中气又凝聚成风雪降至大地，通过江河又流入海洋，如此循环不已，永无止境。

所以说利用水能发电是最经济的电能转换方式，它与火力发电和核能发电相比有许多优点，例如成本低、运行管理简单、启动快、消耗少、适于调峰和调频，污染少等。

第一节水轮机简介水轮机是水轮发电成套设备的主机，它与水轮发电机、调速器、励磁系统和电站控制设备配套使用，组成水力发电站的主体。

水轮机是根据水的流量和水头大小进行设计和制造的，作用是将水能转变为机械功，并带动水轮发电机发电。