水轮机及辅助系统.docx

水轮机及辅助系统一、水轮机水轮机是把水流机械能转换为主轴旋转机械能的动力机械，水头越高、流量越大，水轮机的输出功率也就越大。因此水轮机是水力发电最重要的设备，在水工设计中占据很高的地位。按水流对转轮的作用原理，可分为冲击型水轮机和反击型水轮机两大类。冲击型水轮机的转轮受到水流的冲击而旋转，工作过程中水流的压力不变，主要是动能的转换。反击型水轮机的转轮在水中受到水流的反作用力而旋转，工作过程中水流的压力能和动能均有改变，但主要是压力能的转换。我国大部分水电厂采用的是混流反击型水轮机。水轮机主要结构有埋入部分、导水部分、转运部分、泄水部分和附属设备等。引水室一一其作用是使水流均匀的流入导水机构，减少导水机构能量损失，以提高水轮机的运行效率和运行的稳定性。大中型水轮机多数采用蜗壳式引水室。它的进口端与压力水管相连，由进口端向末端的断面积逐渐减小，并将导水部件包围在里面。从外形上看很像蜗牛壳，故称为蜗壳式引水室。座环一一座环位于蜗壳里面，导水机构外面。由于蜗壳中的水通过座环流入导水机构，因此必须保证水流以最小的水力损失经过它进入导水机构。座环由上环、下环和固定导叶三部分组成。上下环分别位于上下两面，中间用若干固定导叶连成一个整体。导水机构一一导水机构的主要作用是根据机组负荷的变化来调节导叶开度，从而改变进入水轮机的水量。导水机构位于水轮机转轮的外面，主要由可动导叶、导叶传动机构等组成。水进入蜗壳后，通过蜗壳内的座环进入导水机构中的可动导叶所形成的流道，然后进入水轮机的转轮叶片组成的流道中，推动叶片旋转，从而带动水轮机旋转。转轮一一水轮机最重要的工作部件是转轮。转轮是直接将水能转变为机械能的部件。转轮一般是由10-24个流线型的扭曲叶片组成，水流由辐向进水边进入，由出水边轴向流出。叶片上部与轮冠相连，下部与下环连成一个整体。主轴一一是水轮机主要部件，它的作用是把水轮机产生的转动传给发电机轴。尾水管一一尾水管是连接反击式水轮机和下游尾水的一段横剖面逐渐扩大的管道,它的主要作用是回收转轮出口处水流的剩余能量，并将水流引向下游。增加水轮机的利用水头,提高水轮机的工作效率。二、水轮机调速SS系统水轮机调速系统主要包括水轮机调速器、油压装置、主接力器等，水轮机调速器是根据电网负荷的变化，不断调节水轮发电机组的有功功率输出，以维持机组转速在规定范围内运行的一种自动调速设备。根据电力系统用电需要和频率变化，相应增加或减少机组的出力，当机组需要停机或突然甩掉负荷时，紧急关闭导叶，截断进入水轮机的水流，使机组停机。水轮机调速器根据工作原理不同可分为机械液压调速器、电液调速器、微机调速器三种形式。三、油气水系统水电厂的油气水系统等辅助设备对机组的安全运行和经济运行起着十分重要的保证作用。油系统的配置视水电站的规模而有不同，在一般的小型水电站中，它的作用是绝缘、冷却、润滑，调速系统液压操作及立式机组的电站中还有开机前顶转子等作用。压缩空气系统主要用于开机之前顶起转子、用于机组检修和清扫工作、在调速器系统中创造适合的油气比例，用于操作和自动控制等。技术供水又称生产供水，其主要作用是对水电站中运行的各种机电设备进行冷却、润滑与水压操作等。排水系统又包括渗漏排水、检修排水和厂区排水等。励磁系统上机架发电机转子控制环发电机定接力器尾水管机座下机架转轮室同门吊机水粒发电机导叶水坝混凝土流出蜗壳水流（新能源课件网站'WWW