水轮机1
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。
水轮机结构介绍
水轮机结构介绍水轮机是利用水能转换为机械能的一种装置，是发电厂中常用的主要发电设备之一、下面将对水轮机的结构进行详细介绍。
水轮机主要由机壳、转轮、导向装置、涡排装置、轴承和透水管道等组成。
1.机壳：水轮机的机壳是一个装置的外部保护壳，一般由钢板或钢铸件焊接而成。
机壳内有良好的润滑和密封装置，以保证机器的正常运转，并能减少机械损耗，并防止泄漏。
2.转轮：转轮是水轮机的核心部分，是水能转换为机械能的重要部分。
转轮的形状和组织结构根据不同的水轮机类型而有所不同，常见的有斜流式、混流式和轴流式等类型。
3.导向装置：导向装置起到引导水流进入转轮并调节进水流量的作用。
导向装置一般由多个可调节的导叶组成，导叶的位置和角度可以通过液压机构或机械装置进行调节，以实现对水流的控制。
4.涡排装置：涡排装置将已经转过水轮机的水流排出，将水流的动能转化为排出水流的动能。
一般情况下，涡排装置由锥壳、导管和涡轴组成，通过设计合理的导管形状和尺寸，使水流尽可能地获得动能转换。
5.轴承：轴承用于支撑和固定转轮和轴的位置，以减少旋转过程中的运动摩擦和机械损耗。
轴承在水轮机中至关重要，要求具有较高的承载能力和良好的摩擦性能。
6.透水管道：透水管道用于将调节好流量的水流引入水轮机的导叶中，以驱动转轮旋转。
透水管道的设计应保证水流顺利地进入和离开水轮机，并尽量减少水流中的压力损失和涡旋现象。
水轮机通过上述各部分的相互配合和工作，将水能转化为机械能，实现发电厂的发电功能。
在实际应用中，水轮机的转速和功率可根据工作需求进行调节和匹配，并通过自动控制系统来控制和监测水轮机的运行状态。
总之，水轮机是一种利用水能发电的设备，它通过机壳、转轮、导向装置、涡排装置、轴承和透水管道等部分的协同工作，将水能转化为有用的机械能。
水轮机的设计和运行状态对于发电厂的稳定运行至关重要，因此，在水轮机设计和制造过程中需要严格遵循相关的技术规范和要求，确保水轮机的性能和安全性。
太平江一级水电站1号水轮机过水部件改造升级及运行效果分析
太平江一级水电站 1号水轮机过水部件改造升级及运行效果分析摘要: 本文简要叙述了多泥沙流域水轮机的运行、检修维护和运行劣化分析，针对磨损严重的零部件及区域进行优化升级、改造，本文重点描述了水轮机过水部件“三大主件”的改造攻关，顶盖抗磨板厚度及材质升级，泄压管的位置调整，泄压管背部装设补强板，转轮叶片出水边磨损严重区域厚度变化处理，裙边与叶片连接处形态变化处理，底环圆度、同心度、水平及加工导角处理，过水部件磨损区域超音速火焰喷涂，预装、安装后整体试运行评价分析。
对于径流式多泥沙中、低水头的水电站机组检修及改造提供借鉴和参考依据。
关键词: 机组过水部件；磨损、改造、优化、喷涂、运行效果分析。
一、电站概况太平江一级水电站位于缅甸克钦邦（Kachin）太平江上，北邻云南省盈江县，距中缅第37号界桩约5.5Km。
太平江上游称大盈江，在缅甸八莫（Bhamo）附近汇入伊洛瓦底江。
电站厂房距盈江县县城约70km。
装机容量4×60MW。
主要水工建筑物包括：首部枢纽、引水系统、调压井和厂区枢纽。
本电站为径流式电站，工程任务为发电。
2007年12月主体工程开工，2008年10月截流，2010年12月31日首台机组发电，2011年6月全部建成投产。
电站建成后90%以上的电量回送中国南方电网，在系统中主要担任基荷和腰荷。
电站由江西省水利规划设计院参与投资建设，哈电多能公司负责机组的设计制造。
二、过水部件运行劣化分析1.流域特点与影响太平江一级水电站属于“三高”流域电站（高泥沙、高硬度、高利用小时数），河流流量大、流速高、泥沙含量大，多年平均含沙量0.425 kg/m³，实测最大含沙量9.21 kg/m³。
该流域多数电站为径流式电站，流域内各型水轮机过水部件磨损情况较为严重，部分电站转轮及顶盖已作报废处理，为改善磨损问题以及保证机组长期、安全、经济运行，我厂开展了多次改造升级。
2.过水部件磨损1）转轮磨损转轮采用铸焊结构，上冠和下环采用马氏体ZG00Cr13Ni5Mo材料进行VOD精炼铸造。
水轮机额定流量计算公式(一)
水轮机额定流量计算公式(一)水轮机额定流量计算公式简介水轮机是一种利用水的动能转换成机械能的设备。
在设计、选型和运行水轮机时，计算额定流量是非常重要的一步，因为它直接影响到水轮机的效率和性能。
计算公式根据水轮机的类型不同，有以下两种常用的计算公式：1. 泄流式水轮机流量计算公式泄流式水轮机一般用于大型水电站，其额定流量计算公式如下：Q = C * H * η / 9810其中，Q表示额定流量（m³/s）；C表示流量系数，一般取值为；H表示有效水头（m）；η表示水轮机的机械效率。
举例：假设某泄流式水轮机的流量系数为，有效水头为100m，机械效率为，代入公式可得：Q = * 100 * / 9810 = m³/s因此，该泄流式水轮机的额定流量为m³/s。
2. 引水式水轮机流量计算公式引水式水轮机一般用于小型水电站以及水利灌溉系统，其额定流量计算公式如下：Q = C * A * V其中，Q表示额定流量（m³/s）；C表示流量系数，一般取值为；A表示引水面积（m²）；V表示引水速度（m/s）。
举例：假设某引水式水轮机的流量系数为，引水面积为8m²，引水速度为2m/s，代入公式可得：Q = * 8 * 2 = m³/s因此，该引水式水轮机的额定流量为m³/s。
总结水轮机额定流量的计算是设计、选型和运行水轮机的重要步骤。
根据水轮机的类型不同，可以采用泄流式水轮机流量计算公式或引水式水轮机流量计算公式进行计算。
在计算过程中，需要考虑流量系数、有效水头（泄流式水轮机）或引水面积和引水速度（引水式水轮机）等因素，以得到准确的额定流量值。
水轮机的基础知识
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。
第二部分 水轮发电机组3(水轮机)1
第二部分 水轮发电机组—水轮机
主讲人：王华
昆明禄壹企业管理服务有限责任公司
本节内容Leabharlann 1冲击式水轮机分类
2
冲击式水轮机组成机构部件
3
水轮机事故处理
1、冲击式水轮机分类：
冲击式水轮机分为： 切击式（水斗式）水轮机 、斜击式水 轮机 、双击式水轮机 。
冲击式水轮机工作原理是把高压水流通过喷 嘴变为具有动能的自由射流冲击转轮叶片，并形 成旋转力矩使转轮转动。
汽蚀的危害
汽蚀对水轮机的运行主要有下列危害： 1. 降低水轮机效率，减小出力。 2. 破坏水轮机过流部件，影响机组寿命，汽蚀产 生，使金属表面失去光泽，产生麻点，蜂窝，严 重时轮叶上产生孔洞或大面积剥落。 3. 产生强烈的噪音和振动，恶化工作环境，从而 影响水轮机的安全稳定运行。 汽蚀破坏是机械、 化学、电化学作用的共同结果，其中以机械破坏 为主。
案例：水轮机水封铜套烧毁事故（朱学超） • 时间：2015年11月16日 • 地点：大白岩电站 • 现象：开启#2机组并网发电约十分钟后机组突然 发出异常响声，与轴承接触缝隙处有烟雾冒出， 水封侧盖微微发烫。 • 原因分析： • 1、新安装的水封铜套与侧盖凹槽的间隙过小。 • 2、机组转速高，摩擦震动大，加之摩擦掉落的 铜粉未能及时排出，导致水封铜套扭断。 • 3、水封环底座变形
5）机组运行中更换剪断销，应限制负荷运行，将调速器 切手动运行方式运行，且工作人员不能将手脚置于两拐 臂之间，避免导叶被水流冲翻及其拐臂伤人。 （3）原因 当某导叶动作过程中受到阻碍而承受较大的应力时，该剪 断销作为承受应力最大的部件而被剪断，其他导叶不受 损坏，从而保护整个导水机构的正常工作。 1）两导叶间被杂物卡住。 2）导叶轴承采用尼龙轴套时，尼龙套吸水膨胀，将导叶 轴抱的过紧。 3）水轮机顶盖或底环抗磨板采用尼龙材料时，尼龙抗磨 板可能凸起。 4）各导叶连杆尺寸调整不当或锁紧螺母松动。 5）导叶打开或关闭过快，使剪断销承受冲击剪力而剪断 。
冲击式水轮机
冲击式水轮机引言冲击式水轮机是一种能够将水的冲击能转化为机械能的设备。
在水力能利用中，水轮机起到了至关重要的作用。
冲击式水轮机以其独特的设计和运行原理，被广泛应用于水电站以及其他水利工程领域。
本文将介绍冲击式水轮机的工作原理、结构特点、应用领域以及优缺点等内容。
工作原理冲击式水轮机利用水的冲击力将水动能转化为机械能。
水从高处流下，经过喷嘴以较高的速度射向水轮机的叶片上。
当水流撞击叶片时，产生冲击力，推动叶片转动。
叶片与水流的相对运动使得水动能转化为机械能，驱动水轮机的转子旋转。
结构特点喷嘴冲击式水轮机的喷嘴是决定水流速度和方向的重要组成部分。
喷嘴通常位于水轮机的上方，通过管道与水源相连。
喷嘴设计合理可以使水流达到最佳的速度和方向，从而提高冲击力的效果。
转子冲击式水轮机的转子是连接叶片的部分，也是机械能的输出部分。
转子通常由多个叶片和轴组成，叶片固定在轴上，并与喷嘴方向垂直。
当水流冲击叶片时，叶片受到冲击力并转动，从而使得轴也跟着转动。
轴承冲击式水轮机的轴承用于支撑转子并减少摩擦，保证转子的稳定运转。
轴承通常采用滚动轴承、滑动轴承或磁悬浮轴承等。
轴承的选择与水轮机的转速、负荷以及使用环境等因素有关。
发电设备冲击式水轮机常常与发电设备相结合，将机械能转化为电能。
通常使用发电机将机械能输入转化为电能输出，并通过输电线路将电能传输到需要的地方。
发电设备的选择与水轮机的功率和电网接入条件等因素有关。
应用领域水电站冲击式水轮机在水电站中被广泛应用。
水电站利用水能转换为电能，为人们提供清洁、可再生的能源。
冲击式水轮机在水电站中可根据水流的特点和需求进行合理布局和设计，以最大限度地发挥水能的利用效果。
水利工程冲击式水轮机也被应用于其他水利工程领域。
例如，冲击式水轮机可用于提取水源中的压力能，为水利系统的运行提供动力。
此外，冲击式水轮机还可以用于排泄水体中的余流，减少对生态环境的影响。
优缺点优点1.高效能转换：冲击式水轮机可以将水动能转化为机械能的效率较高，能够充分利用水资源。
第一章_水轮机类型构造
kg.m/s） （kg.m/s） 又工程上常用“千瓦” 又工程上常用“千瓦”或“马力”来表 马力” 示： 1千瓦=102kg.m/s。 千瓦=102kg.m/s。 =102kg.m/s 水流给予水轮机的功率 水轮机作的有效功率 水轮机输出功率（出力） 水轮机输出功率（出力） （η为水轮机的效率） 为水轮机的效率） 千瓦） （千瓦）
二、水头 水轮机的水头，也称工作水头， 水轮机的水头，也称工作水头，即水轮机工作 的净水头。 的净水头。 定义： 定义：单位重量水体通过水轮机进出口断面的 能量差值。 能量差值。
为了推求
和
，以下游水位
为基准面， 为基准面，列上游引水道进口与 水轮机进口断面、水轮机出口与 水轮机进口断面、 下游尾水渠断面的能量方程， 下游尾水渠断面的能量方程，并 忽略上游进口断面和下游尾水渠 断面的流速水头的差值， 断面的流速水头的差值，并忽略 B-D处的水头损失，由此可以得 处的水头损失， 到：
为了研究问题的方便，工程上一般作如下假定： 为了研究问题的方便，工程上一般作如下假定： 1.假定叶片无限多、无限薄。 1.假定叶片无限多、无限薄。这样可以认为转轮中 假定叶片无限多 的水流运动是均匀、轴对称的。显然在此假定下， 的水流运动是均匀、轴对称的。显然在此假定下， 流线也就和骨线的形状完全一致。（ 。（叶片翼形断面 流线也就和骨线的形状完全一致。（叶片翼形断面 的中心线称为骨线） 的中心线称为骨线） 2.假定水流在进入转轮之前的运动是均匀的、 2.假定水流在进入转轮之前的运动是均匀的、轴对 假定水流在进入转轮之前的运动是均匀的 称的。 称的。 3.假定水轮机在所研究的工况下保持稳定运行， 3.假定水轮机在所研究的工况下保持稳定运行，即水 假定水轮机在所研究的工况下保持稳定运行 轮机的特征参数（ 保持不变， 轮机的特征参数（H、Q、N、n）保持不变，从而水流 在水轮机各过流部件中的运动均为恒定流动。 在水轮机各过流部件中的运动均为恒定流动。 4.忽略水流的粘性： 4.忽略水流的粘性： 忽略水流的粘性 可认为这些流面之间是互不干扰的。 可认为这些流面之间是互不干扰的。
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简答题（名词释义）、计算题
1、水轮机的类型，蜗壳、座环、导水机构、转轮、尾水管的作用
2、水轮机型号各个数字以及字母表示的意义
3、水轮机的转轮、蜗壳、座环、导水机构、尾水管的工作原理
4、转轮工作原理：速度三角形的计算与绘制图形、基本方程中各项的意义、最优工况的定义（进口，出口）
5.尾水管的工作原理（作用）；动能恢复系数，尾水管型式有尾水管和没有尾水管水轮机的工作差别
6.导水机构，蜗壳
7.汽蚀：产生原因、汽蚀类型、汽蚀系数、防止汽蚀的措施
8.相似性原理，相似条件，单位参数，比转速含义
9.综合特性曲线（模型与原型曲线的区别与联系
10.水轮机的选型（不考）。