水轮机分类

水轮机分类水轮机是一种利用水能转换成机械能的装置。

根据不同的分类标准，水轮机可以分为多种类型。

本文将从不同的分类角度出发，介绍常见的水轮机类型及其特点。

一、按照叶轮结构分类1. 悬臂式水轮机悬臂式水轮机是一种叶轮只有一侧有叶叶片的水轮机。

它的主要特点是叶轮只有一侧有叶片，叶轮的另一侧是空的，因此在水流作用下，叶轮只能单向旋转。

悬臂式水轮机的结构简单，但效率较低，主要用于小型水电站。

2. 双向逆流式水轮机双向逆流式水轮机是一种具有两个反向旋转叶轮的水轮机。

它的主要特点是叶轮有两个，水从叶轮中央进入，流经两个叶轮，最后从中央排出。

双向逆流式水轮机的效率较高，但制造难度大，主要用于中小型水电站。

3. 直径式水轮机直径式水轮机又称离心式水轮机，是一种叶轮直径较大的水轮机。

它的主要特点是叶轮直径较大，水流进入叶轮后，被离心力推向叶轮的外侧，从而产生动能。

直径式水轮机的效率较高，主要用于大型水电站。

二、按照水流方式分类1. 活塞式水轮机活塞式水轮机是一种利用水流压力推动活塞运动的水轮机。

它的主要特点是利用水流压力差推动活塞运动，从而产生机械能。

活塞式水轮机结构简单，但效率较低，主要用于小型水电站。

2. 喷嘴式水轮机喷嘴式水轮机是一种利用水流喷射推动叶轮旋转的水轮机。

它的主要特点是水从喷嘴射出，喷嘴的高速流体作用于叶轮，产生动能。

喷嘴式水轮机效率较高，但需要较高的水压力，主要用于中小型水电站。

3. 引水式水轮机引水式水轮机是一种利用水流引导叶轮旋转的水轮机。

它的主要特点是利用引水管将水引导到叶轮处，通过叶片的旋转产生动能。

引水式水轮机结构复杂，但效率高，主要用于大型水电站。

三、按照安装方式分类1. 泄流式水轮机泄流式水轮机是一种安装在水流强劲的水流中，利用水流直接推动叶轮旋转的水轮机。

它的主要特点是安装简单，但需要有足够的水源。

泄流式水轮机主要用于山区、河流等水源丰富的地区。

2. 水导式水轮机水导式水轮机是一种利用引水管将水引导到叶轮处的水轮机。

水轮机分类
水轮机分类
一、反击式水轮机
1、各种类型的反击式水轮机都设有进水装置，大、中型立轴反击式水轮机的进水装置一般由蜗壳、固定导叶和活动导叶组成，蜗壳的作用是把水流均匀分布到转轮周围，反击式水轮机都设有尾水管，其作用是：回收转轮出口处水流的动能；把水流排向下游；当转轮的安装位置高于下游水位时，将此位能转化为压力能予以回收；
2、轴流式水轮机适用于较低水头的电站，在相同水头下，其比转数较混流式水轮机为高，轴流定桨式水轮机的叶片固定在转轮体上。

一般安装高度在3-50m，叶片安放角不能在运行中改变，结构简单，效率较低，适用
于负荷变化小或可以用调整机组运行台数来适应负荷变化的电站，其转轮叶片一般由装在转轮体内的油压接力器操作，可按水头和负荷变化作相应转动，以保持活动导叶转角和叶片转角间的最优配合，从而提高平均效率，这类水轮机的最高效率有的已超过94%。

典型例子就是葛洲坝；
3、贯流式水轮机的导叶和转轮间的水流基本上无变向流动，加上采。

水轮机的基础知识水轮机的一些基础知识要点：1. 工作原理：水轮机通过水流对其内部转轮叶片的作用力而转动，将水流的动能和势能（位能）转化为机械能。

2. 分类：根据转换水流能量方式的不同，水轮机主要分为两大类：冲击式水轮机：如水斗式、斜击式和双击式等，这类水轮机的特点是水流在进入转轮前已转变为高速射流，直接冲击转轮叶片以做功。

反击式水轮机：包括混流式、轴流式、斜流式和贯流式等，其特点是水流在通过转轮叶片时，压力和速度同时发生变化，水流充满整个转轮通道，在流动过程中持续作用于叶片上。

3. 主要部件：转轮（Runner）：是水轮机中直接接受水流能量并将其转化为旋转运动的关键部件。

导叶（Guide Vanes）：用于调节水流方向和速度，控制进入转轮的水流状态，从而影响水轮机的工作效率和稳定性。

压力管道或蜗壳（Spiral Case）：将上游水库中的水引入水轮机，并调整水流到合适的参数供转轮使用。

尾水管（Draft Tube）：作完功后的水流出转轮后，通过尾水管逐渐减压并将剩余能量转化为低速水流排出，减少能量损失。

4. 工作参数：工作水头（Head）：即水流从上游至下游的高度差，它代表了水流的位能大小。

流量（Discharge 或 Flow Rate）：单位时间内通过水轮机的水量，反映了水流的能量密度。

输出功率（Power Output）：由水头和流量共同决定，水头越高、流量越大，则水轮机输出的功率也越大。

5. 应用场合：水轮机广泛应用于水电站，根据不同的水头和流量条件选择不同类型的水轮机设计，以达到最优的能源转化效率。

6. 性能指标：效率（Efficiency）：衡量水轮机能量转化好坏的重要参数，通常指水轮机的有效功率与输入水流总能量之比。

稳定性（Stability）：反映水轮机在各种工况下运行的稳定程度。

7. 发展历史：水轮机的历史悠久，早在古代中国就有利用水轮驱动磨坊等器械的记载，现代水轮机则经过不断的科技创新，设计和制造技术日益成熟，效能不断提升。

冲击式：反击式：1、轴流式：轴流式水轮机转轮由转轮体、叶片、泄水锥组成，叶片数少于混流式，叶片轴线与水轮机轴线垂直。

适用于中低水头、大流量的水电站。

在同样的水头下，它的过流能力比混流式大，气蚀性能较混流式差。

根据其转轮叶片在运行之中能否转动，又可分为轴流转桨式和轴流定桨式两种。

轴流定桨式水轮机：其叶片固定在转轮体上，叶片安放角度不能在运行中改变，效率曲线较陡，适用于负荷变化小或可以用调整机组运行台数来适应负荷变化的电站。

优点：结构简单，造价较低。

缺点：在偏离设计工况时效率会急剧下降。

根据其特点，一般用于出力较小，水头较低以及水头变化幅度较小的水电站。

轴流转桨式水轮机：其转轮叶片一般由装在转轮体内的油压接力器操作，可按水头和负荷变化作相应转动，以保持活动导叶转角和叶片转角间的最优配合，从而提高平均效率，这类水轮机的最高效率有的已超过94%。

但是，这种水轮机需要一个操作叶片转动的机构，因而结构较复杂，造价较高，一般用于水头、出力均有较大变化幅度的大中型水电站。

轴流式水轮机转轮主要包含转轮轮叶、转轮轮毂、泄水锥三部分组成。

图1：轴流式混流式：混流式水轮机又称法兰西斯水轮机，水流从四周径向流入转轮，然后近似轴向流出转轮，转轮由上冠，下环和叶片组成。

图2：混流式转轮图3：混流式轴流式与混流式不同之处在于转轮的不同。

如图2与图3。

3、贯流式：贯流式水轮机的引水部件、转轮、排水部件都在一条轴线上，水流一贯平直通过，故称为贯流式水轮机。

贯流式水轮机应用水头范围一般在2~25m，单机出力从几千瓦到几万千瓦。

1）灯泡贯流式：灯泡贯流式水轮机组的发电机密封安装在水轮机上游侧一个灯泡型的金属壳体中，发电机水平方向安装，发动机主轴直接连接水轮机转轮。

灯泡贯流式水轮机组的水轮机部分由转轮室、导叶机构、转轮、尾水管组成；发电机轴直接连接到转轮，一同安装在钢制灯泡外壳上，发电机在灯泡壳内，转轮在灯泡尾端，发电机轴承通过轴承支持环固定在灯泡外壳上，转轮端轴承固定在灯泡尾端外壳上，发电机轴前端连接到电机滑环与转轮变桨控制的油路装置。

全国水轮机标准一、水轮机分类与型号水轮机按照工作原理可分为冲击式水轮机和反击式水轮机两大类。

冲击式水轮机根据喷嘴数量和布置方式又分为单喷嘴、双喷嘴和多喷嘴几种，反击式水轮机则根据转轮叶片形状和布置方式分为轴流式、混流式、斜流式和贯流式四种。

型号是水轮机在标准额定工况下的性能参数和尺寸规格的简称，由机组的额定转速、额定流量、额定功率、吸出高度等参数组合而成。

如冲击式水轮机的型号是“HLI36-L21/1000”，其中H表示水轮机，L表示立式，I表示单喷嘴，36表示设计序号，L2表示转轮叶片进口位置相对于下止水面高度为2米，1000表示额定转速为1000转/分钟。

反击式水轮机型号是“HL123-L7.7/2250”，其中H表示水轮机，L表示立式，123表示设计序号，L7.7表示转轮叶片进口位置相对于下止水面高度为7.7米，2250表示额定转速为2250转/分钟。

二、水轮机设计规范设计规范是进行水轮机设计的准则和基础，包括水轮机的结构形式选择、过流通道设计、转轮叶片设计、导水机构设计、接力器设计、调速器设计等方面。

在设计中应充分考虑设备的适用性、高效性、可靠性和经济性，以满足不同工况下的性能要求。

三、水轮机材料标准水轮机材料应具有足够的强度、耐腐蚀性和耐磨性，以保证在运行过程中不发生断裂、变形和磨损等现象。

常用的材料包括铸钢、铸铁、合金钢、不锈钢等。

对于不同材料的使用范围和使用条件应严格执行相应的标准规范。

四、水轮机制造与装配标准制造与装配标准是保证水轮机产品质量的关键环节，包括制造工艺流程、装配工艺流程、质量检验等方面的规定。

在制造过程中应严格控制材料的质量和加工精度，保证转轮叶片与导叶的配合精度以及各部件之间的连接牢固可靠。

在装配过程中应按照规定的顺序和步骤进行组装，确保设备的正确性和可靠性。

五、水轮机性能试验与评价方法性能试验与评价是对水轮机性能的全面检测和评估，包括效率试验、空化试验、动平衡试验等方面。

水轮机分类和结构一、水轮机分类1、按能量方式转换的不同，它可分为反击式和冲击式两类。

反击式利用水流的压能和动能，冲击式利用水流动能。

反击式中又分为混流式、轴流式、斜流式和贯流式四种。

冲击式中又分为水斗式、斜击式和双击式三种。

2、混流式：水流从四周沿径向进入转轮，近似轴向流出。

应用水头范围：30m~700m。

特点：结构简单、运行稳定且效率高。

3、轴流式：水流在导叶与转轮之间由径向运动转变为轴向流动。

应用水头：3~80m。

特点：适用于中低水头，大流量水电站。

分类：轴流定桨、轴流转桨4、冲击式：转轮始终处于大气中，来自压力钢管的高压水流在进入水轮机之前已经转变为高速射流，冲击转轮叶片作功。

水头范围：300~1700m。

适用于高水头，小流量机组。

5、水轮机主轴布置形式分类（1）水轮机按主轴的布置形式又可分为卧式和立式两种（也称横轴和立轴）。

立式布置得水轮发电机分为悬式和伞式两种。

（2）悬式发电机的推力轴承位于发电机转子上部的上机架上或上机架中。

伞式发电机的推力轴承位于转子下部的下机架中，或用支架支承在水轮机顶盖上。

伞式发电机又分普通伞式（其上、下导轴承分别位于上、下机架中），半伞式（只用上导轴承，它布置在上机架中，无下导轴承；我厂机组为此类型）和全伞式（只有下导轴承，它布置在下机架中，无上导轴承）。

二、水轮机主要基本参数1、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，单位是米（m），典型工作水头有以下：（1）最大水头（Hmax）：水轮机运行范围内允许出现的最大净水头。

（2）最小水头（Hmin）：水轮机运行范围内允许出现的最小净水头。

（3）设计水头（H设）：水轮发电机组发出额定功率时的最小水头。

2、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，单位是立方米/秒。

3、出力N是指水流在单位时间内所做的功（功率），其大小与水轮机的水头，流量有关，单位为千瓦。

计算公式：N=9.81QHn4、效率是指水轮机总效率，是水轮机输入功率与输出功率之比，其值总是小于1，因为水轮机在工作过程中不可避免地要产生一些能量损失，主要包括：（1）水力损失：即水流经过蜗壳、导水机构、转轮、尾水管的水头损失。

大中小型水轮机分类标准
水轮机是一种通过水流驱动的装置，将水能转化为机械能或电能。

按照水轮机的容量和规模，可以将其分为大、中、小型水轮机。

不同国家和地区对水轮机的分类标准可能略有不同，以下是一个常见的分类标准：
1. 大型水轮机：装机容量在10兆瓦（MW）及以上的水轮机。

这类水轮机通常用于大型水力发电站，如大坝、水库等，可以产生大量电能，为国家和地区提供稳定的电力供应。

2. 中型水轮机：装机容量在1兆瓦（MW）至10兆瓦（MW）之间的水轮机。

这类水轮机适用于中等规模的水力发电项目，如中小型水库、河流等。

它们在满足当地电力需求的同时，也可以为电网提供一定的支持。

3. 小型水轮机：装机容量在1兆瓦（MW）以下的水轮机。

这类水轮机通常用于小型水力发电项目，如微型水库、农村、山区等。

它们的投资成本相对较低，适合在分散式能源系统中应用。

需要注意的是，不同国家和地区对水轮机的分类标准可能有所差异。

在具体应用中，需要参考当地的标准和规定来选择合适的水轮机类型。