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葛洲坝电站2号水轮机转轮室中环修复

葛洲坝电站2号水轮机转轮室中环修复

文章编号:1671-3354(2007)06-061-04收稿日期:2007-11-10作者简介:吴 炜,男,工程师。

葛洲坝电站2号水轮机转轮室中环修复吴 炜,邓 键,邓国庆,曾广栋(中国长江电力股份有限公司,湖北宜昌 443002)摘要:针对葛洲坝电站2号机组运行中出现转轮室中环损坏的现象,设计制造出转轮室现场机加工的大型专用机床,在修复改造过程中,解决了一系列技术难题,改造后技术指标均达到理想水平,为电站机组现场修复技术积累了宝贵经验。

关键词:水轮机;转轮室中环;现场加工机械;复杂曲面现场测量及加工;现场安装中图分类号:TK73 文献标志码:BRehabilitate the middle ring of runner chamber of unit 2of Gezhouba Hydropower StationW U Wei,DE NG Jian,DENG Guoqing,ZENG Guangdong(China Yangtze Power Co.,Ltd.,Yichang 443002,China)Abstract:Aiming at erosion damage on the middle ring of runner chamber of unit 2of Gezhouba Hydropower Station,there designed and manufactured a special machine for the site reparation work of runner cha mber.During the rehabilitation,a series of technical problems were solved.After the rehabilitation-the parameters of runner chamber reached the qualified level and e xperiences are accumulated for turbine s site reparation techniques in large hydropower stations.Keywords:water-turbine;middle ring of runner chamber;site repairing machine;site measuring and machining of complex surface;site installation.葛洲坝电站2号水轮发电机组由东方电机厂生产制造,1982年1月10日正式投入运行。

葛洲坝水电站水轮机介绍

葛洲坝水电站水轮机介绍

3、活动导叶及其传动机构 主要包括活动导叶（32个活动导叶/1台机组）、分瓣键、
拐臂、剪断销、连接板、连杆、剪断销信号器等。 导叶由瓣体、上、下轴颈组焊成。瓣体是由60毫米厚钢板
压制成型焊接的空心体。 在导叶立面及导叶与顶盖和底环的上下端设有密封橡皮条。 导叶轴颈及导水机构各传动关节均采用具有自润滑性能的
三、水轮机各部分结构特点
（一）基础部分
包括：尾水管里衬和尾水管，排沙底孔与蜗壳上
Ф900进人门以及尾水管、蜗壳和排沙底孔上Ф800的盘
型排水阀。
1、尾水管 其主要作用：1）、将水流平顺的引到下游；2）、利用转轮出 口的动能和位能。为弯肘型。 2、尾水管里衬 为了防止尾水管里水流对边壁的冲刷，在水流速度较高的尾水 管锥管段上敷设16毫米的里衬，高6.347米，分两段。为了便于在 运行过程中进行观测，监视与安装检修方便，在里衬设有600*800 （毫米）的方形门。
（二）、埋入部分 包括：蜗壳、座环、转轮室上、中、下环及机坑里衬。
1、蜗壳 为混凝土蜗壳，不对称梯型段面，包角180度，最大平面宽
26.8米（包括宽度2.75米的中墩2个），蜗壳与座环连接区段敷 有10毫米厚钢板里衬，以防渗漏和冲刷。
2、座环 座环是水轮机的基础部件，除了承受水压力作用外，
还承受整个机组和机组段混凝土重量。为支墩式组装 结构，由钢板焊接的上环和17（16+1）个固定导叶支 墩组装成。
底环、上环、下环等过流部件进行喷涂环氧金刚砂涂料保护层； • 金刚砂抗磨蚀材料对机组过流部件固定部分（除转轮室中环外）
的四年保留量达90%以上；对叶片背面的保护效果不理想，约 80%左右，主要是叶片背面强汽蚀区的四年保留量为零。
2、水导轴承 作用：承受由主轴传来的径向力和摆动力;固定机组轴线位置，

葛洲坝电厂调速器介绍 (精简版)

葛洲坝电厂调速器介绍 (精简版)
葛洲坝电厂调速系统介绍
一、水轮机调节的基本知识
1、水轮机调节的任务 ◆ 水轮机调节
水轮机是一种以水为介质的动力机械，与其他动力 机械相比，它具有高效、成本低、能源可再生、环保便 于利用等优点。水轮发电机组就是水轮机将水体的能量 转换为旋转的机械能，通过主轴传递能量，主轴带动发 电机转子旋转，在定子内感应出电势，带上外负荷后便 有电流输出。而“水轮机调节”就是指对构成水轮发电 机组的水轮机的调节。
放大后，通过电气液压放大部分驱动水轮机接力器的的 调速器，称为电气液压调速器。
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一、水轮机调节的基本知识
▪ 电气液压调速器概述 20世纪50年代后是电气液压调速器迅速发展时期，电
气液压调速器获得了广泛的应用。从采用的元件来看，它 又经历了电子管、晶体管、集成电路运算放大器三个发展 阶段。但是电气液压调速器既所谓的电调实际上就是机械 调速器的翻版，其控制部分没有根本的变化。
◆ 由于水流存在着较大的水流惯性，这种惯性不仅阻止调节中需要的 水流速度的迅速改变，而且在水系中引起水锤效应，产生与调节相反 的作用，从而恶化调节过程，使水轮机调节变得较为复杂。所以现代 水轮机的调速器均设有增强稳定的校正元件，以提高水轮机调节的稳 定性；
◆ 水轮机调节系统是一个复杂的、非线性控制系统；
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一、水轮机调节的基本知识
◆ 调节对象——水轮机型式多种多样（混流式、轴流定桨 式、轴流转桨式、贯流式、冲击式等等）； ◆ 水轮机特性式非线性的； ◆ 由于水轮发电机组有多种工作状态：机组开机、机组停 机、同期并网和从电网解列后的空载、孤立电网运行等等， 所以水轮机调速器应具有多种自动操作和控制的能力。
20世纪80年代以前，电子器件的快速发展已经有了质 的飞跃，由集成电路模拟式器件已经发展到了微机数字式 器件，出现了不同档次、不同功能、不同性质指标的微机 电路板来作为半成品出现，为各种工业产品应用数字技术 创造了条件，现在很少有生产电气液压调速器的厂家了。

水轮发电机结构及工作原理介绍2讲课文档

水轮发电机结构及工作原理介绍2讲课文档
立轴水轮发电机转子结构
现在二十九页，总共一百二十一页。
转子支架
磁轭
顶轴
转子
集电环组件
磁极
现在三十页，总共一百二十一页。
转子引线
• 主轴
– 主轴的作用是用来传递扭矩，应具有一定的强 度和刚度。
– 主轴一般由35号、40号、45号或20SiMn等钢整 锻而成。
– 小容量水轮发电机一般采用整锻实心轴，也有 的采用无缝钢管作为轴；大、中型容量的发电 机采用整锻空心轴。
现在十八页，总共一百二十一页。
• 水轮发电机的主要作用
将水轮机旋转的机械能最终转换成电能，其结构与 性能的好坏对电站的安全、稳定、高效运行起着致 关重要的作用。
• 水轮发电机组成
主要由定子、转子、机架、推力轴承、导轴承、冷却器、 制动器等部件组成。
现在十九页，总共一百二十一页。
水轮发电机定子结构
13—抗重螺栓；14—托盘；15—推力瓦；16—绝缘垫
现在三十六页，总共一百二十一页。
– 抗重螺栓
• 推力瓦由头部为球面的抗重螺栓支承，抗重螺栓垂 直拧入装有螺纹套筒的轴承座上。调整抗重螺栓的 高度，可使瓦块保持在同一水平面上，使瓦块受力 均匀。
– 推力瓦
• 推力瓦是推力轴承中的关键部件，它是整个机组转 动部分和固定部分的摩擦面，并且承受整个机组转 动部分的重量和轴向水推力。
– 按推力轴承位置分：立式发电机又分为悬式和伞 式两种。
• 推力轴承位于转子上方的发电机称为悬式发电机，它适 用于转速在100r/min以上。
• 推力轴承位于转子下方的发电机称为伞式发电机，无上 导的称为全伞式，有上导的称为半伞式，它适用于转速 在150r/min以下。
– 按冷却方式分：可分为空气冷却和水冷却两种 。

三峡葛洲坝电站的基础水文资料

三峡葛洲坝电站的基础水文资料

三峡葛洲坝电站的基础水文资料重庆寸滩水文站:三峡的入库控制站点:寸滩水文站为长江上游的重要控制站，由前扬子江水利委员会设立于1939年2月,1947年由长江水利工程总局改为重庆水文站,1949年12月由长江水利委员会又改为寸滩水文站.寸滩水文站位于重庆寸滩三家滩,东经105°51′,北纬29°01′。

集水面积866559K㎡,距河口距离2495㎞,控制着岷江、沱江、嘉陵江及赤水河汇入长江后的基本水情。

寸滩水文站多年平均径流量3470亿㎡，多年平均流量11000㎡/，实测最大流量85700㎡/（1981年7月16日），实测最小流量2270㎡/（1978年），实测最高水位191.41m（1981年7月16日），最低水位158.10m（1973年3月），多年平均悬移质输沙量4.69亿吨，最大平均沙量8.13亿吨（1981年），多年平均含沙量1.36㎏/㎡，百年一遇洪水水位193.74m。

一、葛洲坝情况:三峡水电站水轮机的设计水头为80．6m，设计额定通过流量为966．4m3／，额定水头时的效率为92．5％。

三峡电站水轮机的额定出力为PH＝9．8某0．925某966．4某80．6＝706MW。

考虑发电机的效率，单机额定容量为700MW，26台总容量为1．820GW。

最大设计过水能力为26某966．4＝25126m3／。

天然来水超过25126m3／，电站弃水(可对比葛洲坝的月平均流量因为可以认为历史上葛洲坝入库等于三峡)；反之平均出力降低。

（1）三峡电站年径流量分布极不均衡。

以1955～1956年平水年为例，汛期6～9月份来水量为2．848某1010m3，占全年来水量的61．5％，其中7～8月份来水量为1．794某1010m3，占全年来水量的38．1％，而枯水期1～4月份天然来水量为4．96某1010m3，仅占全年来水量的10．7％。

就发电量而言，6～9月份发电量为44120GWh，占年发电量的51．7％，其中7～8月份发电量为24900GWh，占29．2％。

葛洲坝电厂油、水、气系统介绍

葛洲坝电厂油、水、气系统介绍

2.1 技术供水系统
• 水源：
每台机组有坝前和蜗壳2个水源，互为备用。通常大 江主水源为坝前，二江主水源为蜗壳。
• 设备布置：
每台机组选用2台技术供水泵（▽44.23m下游副厂 房），电动阀（1～9DF、12～15DF） 、电磁液压阀 （48～52DCF）、2台滤水器、手动闸阀、管道等等。
2.2 技术供水系统图
葛洲坝电厂油、 葛洲坝电厂油、水、气 系统介绍(大江 大江) 系统介绍 大江
管道颜色
• • • • • • • 红色——压力（进、净）油管道 黄色——回（排、溢）油管道 白色——气系统管道 天蓝色——压力清洁水管道 绿色——排水管道 黑色——污水管道及一般下水管道 橘黄色——消防管道
设备编号
• 设备编号＝机组号＋系统代码＋编号 • 公用系统编号＝系统代码＋编号 • 系统代码: 1——油系统 2——水系统 3——低压气系统 4——中压气系统
3.2 中压气系统
• 作用：
大江中压气系统供8F-21F机组压油槽及事故油槽用气。
• 压力：
4.1～4.5MPa。
• 设备布置：
①8台15T2-20/70型空压机，额定排气压力 7.0MPa，排气量 1.02 m3/min。 ②2个3m3储气罐布置在▽ 50.63m空压机房。 ③1个3m3储气罐布置在13F机组段▽ 55.91m上游侧。 ④补气柜（1JP）：压油装置充气、补气＋空气围带（0.7MPa）
3.3 低压气系统
• 作用：
①主要向8F-21F机组空气围带和制动风闸供气； ②风动工具用气； ③检修时用气； ④清扫时用气。
• 工业用气：
根据同时打磨6个叶片的风砂轮和两个风钻用气来选择，从经 济角度考虑，没有单独设置空压机，而是和机组制动共用空压机， 另设一个0.7MPa 3m3储气罐。

葛洲坝电厂机组辅助系统课件演示文稿

• 水系统阀门开启时应先开出口阀，再开进口阀；关闭时相反。
第31页，共51页。
技术供水系统简图
第32页，共51页。
监控系统图
第33页，共51页。
16F水系统全图
第34页，共51页。
技术供水由自流倒加压操作
a、 查技术供水泵在备
b、查技术供水泵润滑水压正常。
c、全开技术供水泵出口阀。
d、全开技术供水泵进口阀。 e、手动启动#1（#2）技术供水泵。 f、全关9DF。
• 设备布置：
每台机组选用2台技术供水泵（▽44.23m下游副厂房），电动阀（1～ 9DF、12～15DF） 、电磁液压阀（48～52DCF）、2台滤水器、手动闸阀、
管道等等。
第30页，共51页。
• 供水方式：
①单机单元自流加压混合供水方式；
②考虑长江来水泥沙含量大，采用正反向供水方式，定期倒换，防止管道 淤堵。 ③考虑长江年水头变化大（27M～6.3M），采用自流和加压二种供水方式：当 Q≥3.5万m3/s或水头≤12m时采用加压供水。实际加压主要根据技术供水总水 压、下游水位、冷却效果等等诸多因素具体而定。
第40页，共51页。
3.4.1 机组消防系统简图
定子上消防环管 定子下消防环管
第41页，共51页。
大江机组消防水系统全图
第42页，共51页。
顶盖排水系统
• 作用：
顶盖漏水、水封甩水
真空破坏阀漏水 导叶套筒漏水
机组检修时冲洗用水
空冷器检修排水
• 设备布置：
每台机独立系统，设3台潜水泵，位于水车室水轮机支持盖下锥体 内。 ＃1、＃2泵共用一个排水管排至下游，出口高程▽ 43.7m；＃3泵直 接排至下游，出口高程▽ 43.4m

葛洲坝电厂水轮机过流部件磨蚀与防护回顾

葛洲坝电厂水轮机过流部件磨蚀与防护回顾中图分类号：TK 73 文献标识码：B1 前言葛洲坝水利枢纽是1970年代在长江干流上兴建的第一座集航运、发电、防洪于一体的综合性大型水利枢纽工程，葛洲坝水电站是枢纽的主要组成部分，是三峡水电站的反调节电站，设计装机21台，总装机容量2715MW。

从1981年工程开始发挥效益以来，机组已实现安全运行23年。

电站年平均流量14300m3/s,年平均水量4529亿m3，最小入库流量2900 m3/s,多年平均含沙量为1.2 kg/m3,最大含沙量10.5kg/m3,年输沙量5.26亿吨，总库容15.7亿m3。

大江电站装机14台，装机容量1750MW；二江电站装机7台，装机容量965MW，分别由原哈尔滨电机厂与东方电机厂设计、制造,其水轮机技术参数如表1：葛洲坝枢纽大坝的坝轴线中部布置泄水闸,两测是大江和二江电站,电站的两外侧为大江和二江船闸。

由于葛洲坝电站位于南津关弯道的下段，在弯道环流作用下，泥沙产生横向位移，底层含沙量大、粒径粗的泥沙向凸岸右侧运动，表层清水向凹岸二江一侧运动，过机泥沙粒径大小的分布与过机泥沙含量的分布成正比，愈靠右岸的机组，过流部件的磨蚀愈严重，过机含沙量和粒径分布规律是:二江小而细,大江大而粗,二江电站的含沙量为断面(宜昌)平均值的0.94~0.98倍,18#为1.37倍,21#为1.6倍。

过机泥沙粒径18#为二江的1.2~2.0倍,21#为1.2~2.9倍。

最大粒径达0.62mm，单机年过沙量在1500万吨左右。

为了提高水轮机过流部件的抗气蚀性能和抗磨损能力，叶片材料采用0Cr13Ni4-6Mo不锈钢铸造，中环采用不锈钢材料，8#~21#机下环还增设900mm的不锈钢段。

2 过流部件的磨蚀情况葛洲坝电厂水轮机的磨蚀与国内多泥沙河流水电厂同类机组具有共同的特点，即含沙量愈大，硬度愈硬，沙粒愈粗,运行时间愈长，磨蚀愈严重。

过流部件的磨蚀是泥沙磨损和空蚀联合作用的结果，具体情况如下：2.1 转动部件的磨蚀2.1.1 叶片的磨蚀葛洲坝电厂水轮机叶片材质选用抗磨蚀性能优良的OCr13Ni4-5Mo(125MW机组)和OCr13Ni6Mo(170MW机组)铸造而成,但磨蚀依然存在。

ZZ560轴流式水轮机结构设计_毕业设计设计说明书

2.5.5
由于水流冲刷及导叶转动过程中的摩擦，导叶端面位置容易磨损，故而一般在此处加抗磨板。葛洲坝水电站工作水头较低，相应的，其承受的水压低，而抗磨板价格昂贵，故可不设。
2.5.6 导叶止推装置
对于水头较高的机组，应考虑导叶在水压作用下的上浮力，当上浮力超过导叶的自重时，在套筒上必须装止推装置，以防止导叶向上抬起，碰撞顶盖和影响连杆受力。葛洲坝水电站正常工作水头低，上浮力小，机组自重大，不须再另设止推装置。
数值（mm）
db
330
hB
360
da
270
hc
515
d1
340
h1
35
dc
300
h2
295
d2
315
h3
120
dm
70
h4
25
d3
M64
h5
10
d4
78
H 参考
1569
d5
298
R1
165
hA
270
R2
135
其中参数符号所代表下图2-5中符号
图2-5导叶结构尺寸
导叶的材料为ZG20MnSi，为保证导叶转动灵活，导叶上、中、下三个轴颈要同心，径向摆度不大于中轴颈公差的一半，导叶体端面与不垂直度允许误差不超过0.15/1000。导叶过流表面型线要正确，制造中应用样板检查。
表2-7中轴颈密封
参数符号
数值（mm）
参数符号
数值（mm）
db
330
h
22
d
338
δ1
4.5
d1
322
δ2
4.5
d2
390
R2
0.8
R5

复件 葛洲坝电厂水轮机简介1


• • •
轴流转桨式水轮机结构：
由受油器、主轴、转轮、导水机构、 导轴承、主轴密封、蜗壳、座环、基础 环、转轮室、尾水管、真空破坏阀等组 成。
轴流转桨式水轮机各部件结构及作用
主轴 结构：双法兰主轴-----一端与水轮机转轮体上
端法兰联接，另一端与发电机转子下端法兰联 接；轴心为空，用于装操作油管；在与水导轴 承接触部分制作有轴领(采用稀油润滑分块瓦轴 承；可锻造或焊接)。 作用：1、连接转轮构成水轮机转动部分； 2、传递能量； 3、承受轴向水推力和转动部分的重量。
形尾水管。
作用：1、将水流平顺的引到下游；
2、利用转轮出口的动能和位能。
主轴密封
采用双层平板密封结构，在两平板空腔中 通清洁水。工作中允许有少量漏水，漏水自 流到轴承锥体下环内。密封水压0.05～ 0.2MPa。 轴承密封下部，密封底座下法兰处 装有橡胶围带检修密封，当停机时，围带内 充气压力为4－7公斤/厘米2。机组启动时， 围带内的气压撤除。 在橡胶平板上开设12个楔形槽，均匀分布在 平板圆围，楔形槽呈三项式角形，顺水流方 向逐渐变浅，且不将平板径向开通，最大深 度约2．5mm，以便水箱中的水进入平板进行 润滑和冷却。 水封压力为P=轮叶前压力+0.O3--O.O5MaP
内。
作用：上法兰与底环联接，下法兰与转
轮室中环上法兰相联。
转轮
结构：转轮体、叶片、枢轴、转臂、操 作架、轮叶接力器、叶片密封装臵等组 成，如下图：
转轮体：
轴流式水轮机中多采用球形结构，主要用来装 臵和布臵转桨机构，一般整体铸造, 其下部与 连接体（或泄水锥）联接。
转轮体
叶片
是转轮中最重要的能量转换部件，一方面 承受叶片正背面水压差所形成的弯曲力矩，另 一方面承受水流作用于叶片上的扭转力矩，同 时还要 承受旋转后离心力，受力最大点在根部。
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