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CCS水电站冲击式水轮机安装工艺概述摘要本文以厄瓜多尔科卡科多辛克雷水电站为例，讲述了CCS水电站冲击式水轮机的安装工艺。
厄瓜多尔科卡科多辛克雷水电站安装8台套单机容量为187.5MW的立轴冲击式水轮发电机组，总装机容量为1500MW。
该水电站水轮机单机容量目前位居国内已建及在建单机容量最大的冲击式机组首位。
本文针对该电站高水头、大容量立轴冲击式水轮机组的结构特点进行了介绍，对安装施工工艺进行了详细阐述，可供其他同类电站借鉴。
关键词CCS水电站；冲击式水轮机；安装工艺前言厄瓜多尔科卡科多辛克雷水电站（简称CCS水电站）位于厄瓜多尔东部的科卡河流域，电站坝址距首都基多约130km，为引水式电站，共安装8台套单机容量为187.5MW的6喷嘴立轴冲击式水轮发电机组，总装机容量为1500MW。
该电站工程由引水枢纽、输水隧洞、调蓄水库、压力管道、地下厂房、进场交通洞、500kV电缆洞、地面开关站及控制楼等组成。
地下主厂房内安装8台套立轴冲击式水轮发电机组及其附属设备，水轮机型号CJ1176N-L-333.9/6X28；转轮节圆直径3349mm；喷嘴数6个；额定转300r/min；额定功率188.266MW；额定流33.7m3/s；额定水头604.1m；最大水头618.4m；机组转向：俯视顺时针。
1 施工工艺1.1 尾水底板及里衬安装①依据主厂房基准坐标布置基准控制点及坐标控制点。
②依据一期预埋图纸预埋基础板、锚钩等基础埋件，其基础预埋板的高程偏差≤；中心和分布位置偏差≤；水平偏差≤，所有组合缝的内表面错牙≤，过流表面焊缝打磨平顺并按图纸要求进行无损探伤检查。
③按图纸确定其里衬的安装位置，调整里衬的X、Y轴线与机组X、Y轴线偏差≤，中心高程偏差≤。
④尾水里衬整体组装、焊接加固完成，经验收合格后移交工作面进行混凝土浇筑。
1.2 稳水栅安装①按照图纸所示方位和角度在尾水里衬底板预埋的基础板上安装主梁支柱，利用支柱下部螺栓调整其高程。
水轮机是水电站非常重要的设备,在水电站的运行过程中发挥着至关重要的作用,随着科学技术的不断发展,水轮机的制造水平也在逐渐提高,这就在一定程度上提高了水轮机的应用范围。
对于水轮机而言,其非常重要的参数就是最高使用水头,决定着其整体性能的高低。
目前,适用于高水头段的水轮机主要有混流式和冲击式两种不同的类型,而对于超高水头来说,只能采用冲击式水轮机。
因此,对于超高水头水电站而言,需要对冲击式水轮机的型号进行科学合理的优选,进而为水电站的正常运行提供可靠保障。
1工程概况本文中所涉及到的水电站是位于云南省怒江州泸水县境内的听命河水电站,该水电站属于引水式水电站,其所有的工作都是围绕发电这个目标开展的。
整个水电站主要包括:取水坝、引水隧洞、压力前池、压力管道、主副厂房以及开关站等部分。
该水电站的总装机容量为2×20MW,全年的小时利用总数达到4790h,进而能够为周围地区提供充足的电能供应。
2电站基本参数1)前池水位,最低水位为1941.35m,最高水位为1943.24m,正常水位为1942.81m。
2)厂房尾水位,设计的洪水水位为1016.53m,校核的洪水水位为1016.65m。
3)水电站的水头,最小水头为875.2m,最大水头为921.5m,额定水头为893.0m,加权平均水头为895.3m[1]。
4)发电引用流量为5.38m3/s。
3水轮机机型选择和转轮型号选择水斗式水轮机是目前效率最高的,而且具有非常广泛的应用,本文中的水电站将选用水斗式水轮机。
转轮是水轮机非常重要的组成部分,其选型的合理与否对于水轮机的正常工作具有非常重要的影响。
当前,水斗式水轮机的转轮型号主要有A237、A475、A870、105以及C601等。
其中, A237常用于300~600m范围内的水头,并且在其实际的应用过程中还会出现空蚀性能和效率缺陷问题,已经逐渐被A475取代[2]。
当前,国内主要将A475用于150~600m范围内的水头,而在600m以上的由于设计和技术限制,其强度尚不满足应用要求,使用较少。
DLT 5186—2004 水力发电厂机电设计规范条文说明中华人民共和国电力行业标准PDL/T5186-2004条文讲明中国电力出版社水力发电厂机电设计规范主编部门：水电水利规划设计总院批准部门：中华人民共和国国家经济贸易委员会2004 北京目次1 范畴52 引用标准53 总则54 水力机械54.1 水轮机选择 54.2 进水阀214.3 调速系统及调剂保证244.4 主厂房起重机304.5 技术供、排水系统及消防给水32 4.6 压缩空气系统414.7 油系统464.8 水力监测系统485. 电气515.1 水电厂接入电力系统515.2 电气主接线 565.3 水轮发电机/发电电动机74 5.4 主变压器815.5 高压配电装置875.6 厂用电及厂坝区供电925.7 过电压爱护和接地装置1015.8 照明 1065.9 电缆选型与敷设1076. 操纵爱护和通信1116.1 总体要求 1116.2 全厂集中监视操纵1156.3 励磁系统 1266.4自动操纵1276.5 运算机监控系统1286.6 继电爱护 1366.7 电测量和电能计量1376.8 二次接线 1376.9 厂用直流及操纵电源1416.10 通信 1457 机电设备布置及对土建和金属结构的要求1477.1 一样要求1477.2 主厂房1507.3 副厂房1537.4 变压器场地 1547.5 高压配电装置布置1587.6 中央操纵室及其它1657.7 直流设备室1717.8 水轮机/水泵水轮机输水系统1727.9 电梯1758 辅助设施1768.1 机械修配厂 1768.2 电气实验室 177附录A 水力机械术语、符号1781 范畴无需讲明。
2 引用标准无需讲明。
3 总则无需讲明。
4 水力机械4.1 水轮机选择4.1.1 水轮机型式及适用水头范畴见表1。
表1 水轮机型式及适用水头范畴混流式30～700 冲击式射流式水斗式300～1700当水电厂的水头段有两种以上机型可供选择时，应从技术特性（D1、nr、t、Hs）、经济指标（机组设备及起重设备造价、厂房土建工程量及其估价、多年平均发电量）、运行可靠性（包括水轮机运行的水力稳固性、设备使用的成熟可靠程度），以及设计制造体会、制造难度等方面，经技术经济比较后选定。
冲击式水轮机说明书一、概述1、冲击型水轮机适合于高水头电站，它的喷咀与转轮分水刃在同一平面上，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，切向冲击转轮的水斗，推动转轮旋转作功。
再通过发电机转化为电能。
该型水轮机的转轮高出尾水面，不存在因汽蚀要求开挖的问题，不用尾水管、蜗壳和复杂的导水机构。
因此，具有结构简单、维护管理方便、运行可靠等优点。
2、本机采用弹性联轴器和发电机直联或与发电机同轴，旋转方向从发电机向水轮机看为顺时针方向。
3、本机采用水力性能较好的62°/45°长喷咀和90°喷水弯管及引水弯管。
二、水轮机主要零部件结构和作用该型水轮机由主机、喷咀机构、引水部分、折向机构等主要部分组成。
1、主机部分包括有：转动部件，轴承部件和机壳部件。
转动部件有转轮、主轴、飞轮、弹性联轴器、甩水环等主要另件。
转轮是水轮机的心脏，转轮的特性对水轮机的性能起着决定性的作用。
转轮采用整铸结构。
水斗中间有一道分水刃，它使射向水斗的水流均匀地向两边分开，以减少水流碰撞损失，在水斗顶端有一个缺口，以免上一个水斗的射流冲击下一个水斗。
飞轮和弹性联轴器连成一体。
装设飞轮的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。
轴承采用滑动轴承。
在两轴承中间支承着转轮，轴承主要用来承受机组转动部分的重量和径向力。
滑动轴承的轴瓦是上下两瓦，装在轴承座里，用46#透平油以主轴旋转带动油环旋转带油润滑。
轴承底座的油池内必须随时保持一定的润滑油。
必要时，立即补充或更换。
机壳部件有机座与机盖。
机座通过轴承来支承机组转动部分的重量。
机座前面装有咀嘴机构，在靠近折向器的地方，机座上开有圆孔，供观察水流和折向器工作情况。
2、喷咀机构装在机座前面，包括有喷咀部件和手、电动调器执行部分。
喷咀部件有喷咀、喷针、喷水弯管、导流支架、平衡活塞、封水压环、喷针杆等主要另件。
喷咀由喷咀体与喷咀口组成。
附件2：浙江省重大科技专项项目大型冲击式水力发电设备开发及关键技术研究可行性报告一、立项的背景和意义经济繁荣带来用电负荷快速增长，国家政策与公众利益的推动力，市场的推动力，技术的推动力，经济利益的竞争，用户日益提升的需求，刺激和推动着能源设备的生产和能源技术的开发研究。
截止2007年12月，我国装机总容量7.13亿千瓦，同比增长14.36%，水电1.4526亿千瓦，占20.36%。
预计2007至2010年全社会用电量的年均增速在百分之十左右；到2010年，中国发电装机容量预计将达到9亿千瓦，到2020年，中国发电装机容量预计将达到12亿千瓦。
水电仍按照20.36%的增长率，几乎在目前基础上增加1.5亿千瓦。
短时间内需求迅猛的增长，按20万千瓦1.5亿人民币造价计算，市场之大惊人。
“大型水力发电设备开发及关键技术研究”将在引进、消化、模拟的同时，更加重视尊重有能力的自主创新开发，对关键技术解决表示出了相当的自信，这对于民族、地域工业的发展无疑是非常有益的。
大型水力发电设备中，中水头开发及生产我国我省都积累了较丰富的经验，低水头的生产我省我厂也有了一定的特色，高水头、超高水头冲击式水轮机的开发及生产都需要一个突破。
这种形式的水轮机水膜流动复杂、射流容易发生干涉，有开发难度。
但是，由于它结构简单、同比出力转轮直径约1/2、压力管引水无需筑坝，显示出投资减少及与环境和谐的绝大优势，投标首选迅速增温，受到爱戴。
预见长江、嘉陵江等上游及各支流，中西部地区已形成使用热点，可是我们对其技术拥有极低，缺乏竞争力，亟需开展这方面的研究及对应机型的研制。
大型水轮发电机组一台产值在1亿元以上，与火力发电相比其优点还在于：能量转换过程中几乎不会排出二氧化碳；与其它能源如风电、太阳能发电相比，在于水能转换效率要高出1.5~2倍多。
21世纪水电设备的主要特征●环境和谐再生能源发电的比例更高、环境与人要更加友好，少筑坝。
●高比转速高效单位能量发电能力更高、损耗更低、能源综合利用效率更高●可靠承受扰动与冲击的能力更强、运行更加安全●制造费用适中造价能够实现电力工业利益与公众利益的平衡利用冲击式水轮机发电，出力范围可从50kW到500MW，可以适用于30米至3000米较大的水头范围，特别是高水头范围其它类型水轮机无法适用，并且无须建筑水坝，无需建造下游尾水管，建筑经费只是其它类型水轮发电机组的几分之一，对自然环境影响也非常小。
抽水蓄能电站高水头水泵水轮机的关键技术开发季海波摘要：为了提高抽水蓄能电站的经济效益，近半个世纪以来水泵水轮机的适用水头逐渐趋于高水头化。
在此过程中，水电公司针对高水头化出现的各种问题进行了技术开发。
关键词：水泵水轮机；高水头；水泵水轮机引言本文选取其中的三方面内容进行研究：一是对高水头水泵水轮机的信赖性的提高做出大贡献的动静叶片干涉导致转轮振动应力减少的研究开发；二是在高水头水泵水轮机水泵启动和调相运行工况下，水面下压时尾水管内水流变动的相关研究开发；三是为实现高水头水泵水轮机转轮的效率提高和低振动化，所做的长短叶片转轮的相关研究开发等。
1动静叶片的干涉所导致的转轮振动以及静止部位振动问题1.1动静叶片干涉的振动频率和模式动静叶片干涉导致的水压脉动，拥有算式（1）的振动频率和模式。
式中：Zs——导叶的数量；Zr——转轮叶片的数量；k——因动静叶片干涉而产生的水压脉动的模式所拥有的直径节数；n、m——任意的整数（一般n=1）。
注：水压脉动以如下所示模式在旋转（见图1），＋模式表示直径节数的模式与转轮旋转是同方向，-模式表示直径节数的模式与转轮旋转是反方向。
1.2真机转轮的振动特性该算式的左边第一项是转轮在动静叶片干涉所导致的激励振荡的振动频率fr（Hz）的转轮转频N（Hz）之比。
也就是转轮以式（2）表示的振动频率（fr）进行激励振荡。
而水压脉动的模式相对于静止部的旋转速度Nms的算式如式（5）所示。
在此值得注意的是，静止部位出现的振动频率，不是一般水轮机上观测到的叶片数×转频，而是其的整数倍。
例如，导叶数是20只时，转轮叶片数是6只时，则有20-2=3×6或者20+4=4×6，即在静止部位可以观测到振动频率为转轮叶片数×转频的3倍以及4倍的振动。
1.3转轮在水中的固有频率转轮振动时，静止部位之间夹杂的水，会从模式示意图中的“+模式”部分往“-模式”部分进行大幅度的移动，因此，水的附加质量效果是非常大的，这样跟空气中的固有频率相比，水泵水轮机转轮的固有频率就会明显降低。
冲击式水轮机的压力控制方法与模拟仿真引言：水力发电是一种清洁可再生能源发电方式，其中水轮机作为核心组件，承担着将水流动能转化为机械能的重要角色。
为了提高水轮机的性能，冲击式水轮机作为一种创新型水轮机，受到广泛关注。
然而，由于其瞬态特性和非线性特性的影响，冲击式水轮机的压力控制成为了一个具有挑战性的问题。
本文将重点探讨冲击式水轮机的压力控制方法与模拟仿真。
一、冲击式水轮机的工作原理冲击式水轮机是一种利用水流的惯性反作用力来推动转轮旋转的水力机械。
通过水流的冲击作用，冲击式水轮机能够实现高效能的能量转换。
其工作过程可以大致分为以下几个步骤：当水流入冲击式水轮机的转轮时，由于转子中心的装置，形成了封闭的相对运动体系。
当水流作用在转轮上时，水流的冲击力随着转轮旋转产生一个惯性反作用力，从而推动转轮旋转。
转轮旋转带动发电机输出电能。
二、冲击式水轮机压力控制的挑战冲击式水轮机压力控制的挑战来自于其瞬态特性和非线性特性。
由于水流的瞬态变化和转轮的动态响应，冲击式水轮机的压力控制变得尤为重要。
不恰当的压力控制会导致水轮机的性能下降、甚至引发不稳定振动和损坏。
因此，寻找有效的压力控制方法对于冲击式水轮机的可靠运行至关重要。
三、冲击式水轮机压力控制方法1. 基于PID控制的压力控制方法PID（Proportional-Integral-Derivative）控制器是一种常用的压力控制方法。
通过对压力信号进行反馈，计算出控制器的输出信号，控制转轮上方闸门的开合情况。
PID控制器可以通过调整比例参数、积分参数和微分参数来实现良好的压力控制效果。
然而，由于冲击式水轮机的非线性特性，PID控制器可能会受到过冲、超调等问题的影响，需要进行参数调整和系统优化。
2. 模糊控制方法模糊控制是一种基于模糊逻辑推理的控制方法，可以有效地应对冲击式水轮机的非线性特性。
通过将模糊规则和模糊集合与转轮上方闸门的开度相联系，模糊控制可以实现对压力的精确控制。
冲击式水轮机发电机组安装技术探讨【摘要】水电建设在我国国民经济发展中有着举足轻重的地位，然而，随着我国水电站开发资源的日趋减少，高水头冲击式水轮发电机组的开发优势将更加明显，具有更广阔的发展前景。
文章以某电站的实践经验，对冲击式水轮发电机组的关键安装技术进行了探讨。
【关键词】水电；冲击式水轮机；安装；配水环1.工程概述某水电站为单一发电工程，该电站安装了2台同一型号的6喷嘴冲击式水轮发电机组。
水轮发电机组参数如下：发电机型号：SF27-12/3600；水轮机型号：CJ325-L-155/6×15额定功率：27MW；额定电压：1.05kV；额定电流：1746.6A；额定功率因数：0.85（滞后）；机组额定水头：374.2m；额定转速：500r/min；飞逸转速：906r/min。
该电站发电机部分与其它型立式机组安装基本相同，所以文章主要探讨以下施工工艺：（1）配水环管安装工艺；（2）喷嘴的喷针安装工艺。
2.配水环管的安装配水环管分为6节支管和5节凑合节在现场拼焊。
在喷嘴法兰与配水环管支管法兰间设置有调整垫，喷嘴安装前用专用工具（模型转轮和中心测杆）测量并加工调整垫，从而保证喷嘴的安装精度。
2.1 配水环管的安装与调整（1）进水口及喷针法兰的垂直度检查；每个法兰的垂直度用线坠检查，在法兰左右分别布置2个线锤，以保证法兰面的垂直。
（2）以机组X、Y轴线为基准，进行配水环管进口法兰的调整。
一条法兰面的平行线检查到机组x轴线的距离、法兰面与x轴线的平行度、法兰面的高程；一条纵轴线检查进口法兰到机组y轴线的距离，保证与后面安装的水轮机进口球阀和压力钢管在同一轴线上。
（3）机组中心的确定；在稳水栅上自制安装专用平台，用全站仪找出机组中心点，并做标记，用以测量喷嘴法兰到机组中心的距离，保证转轮和喷嘴法兰同心。
（4）找到喷嘴法兰平面的中心点；在每个喷嘴法兰面相平行100mm位置，安装一个槽钢架，通过计算角度并用精密全站仪找出法兰的中心点并冲点做标志。
