斜击式小型水力发电机
水轮发电机结构
一、简介（一）、简介水轮机是水电厂将水轮转换为机械能的重要设备。
1、按能量方式转换的不同，它可分为反击式和冲击式两类。
反击型利用水流的压能和动能，冲击型利用水流动能。
2、反击式中又分为混流、轴流、斜流和贯流四种；3、冲击式中又分为水斗、斜击和双击式三种。
1）、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2）、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3）、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。
（二）、水轮机主要类型归类二、水轮机主要基本参数1、水轮机主要基本参数水头：Hg、H、Hmax、Hmin、Hr（设计水头）流量：Q转速:f=np/60出力：N=9.81QHη（Kw）效率：η2、水轮机型式代号混流式：HL斜流式：XL轴流转桨式：ZZ轴流定桨式：ZD冲击（水斗式）：CJ双击式：SJ斜击式：XJ贯流转桨式：GZ贯流定桨式：GD对于可逆式，在其代号后增加N3、混流式水轮机型号：HL100—LJ—210HL：代表混流式水轮机100：转轮型号（也称比转速）LJ：立式金属蜗壳210：转轮直径（210厘米）4、轴流式水轮机ZZ560—LH—1130ZZ：轴流转桨式水轮机560：转轮型号LH：立式混凝土蜗壳1130：表示转轮直径为1130厘米5、冲击式水轮机CJ47—W—170/2X15.0CJ：冲击式W：卧轴170：转轮直径170cm2：2个喷嘴15.0：射流直径三、水轮机主要部件（一）、组成引水部件、导水部件、工作部件、泄水部件1、引水部件组成：引水室（蜗壳）、座环作用：以较小的水力损失把水流均匀地、对称地引入导水部件，并在进入导叶前形成一定的环量。
水电站主辅设备介绍
➢ 水斗: 特点是由喷嘴出来的射流沿圆周切线方向 冲击转轮上的水斗作功。
目前，水斗式水轮机是冲击式水轮机中应用最广 泛的一种机型。
➢ 斜击式： 由喷嘴出来的射流沿圆周斜向冲击转轮 上的水斗。
➢ 双击式：水流两次冲击转轮。
斜击、双击水轮机构造简单，效率低，用于小型 电站。
水斗式水轮机转轮
轮叶 轮盘
广泛应用的喷嘴
3. 折流板 使针阀缓慢关闭，降低水锤压力，使水流偏离水 斗，避免机组转速升高。
4. 机壳 把水斗中排出的水引导入尾水槽内。一般为铸钢 件。
5. 引水板 防止水流随转轮飞溅到上方，造成附加损失
斜击式水轮发电机组
斜击式水轮机转轮
冲击式水轮机的装置方式
(1) 为了提高机组转速及过流量，常在一个转轮上 装设两个或更多个喷嘴。有时又在一根轴上装 设两个(或多个)转轮，以提高机组的单机出力。
混流式水轮机
2. 轴流式：
➢ 特点：水流沿转轮轴向流入，轴向流出，水流方向始终平 行于主轴。
➢ 适用于大流量、低水头。一般水头在50m以下。
➢ 轴流定浆式：叶片不能随工况的变化而转动。高效率区较 小，适用于水头变化不大的小型电站。
➢ 轴流转浆式：叶片能随工况的变化而转动，进行双重调节 （导叶开度、叶片角度)。适用于大型水电站。
机壳，射流制动器等组成。
(一)、混流式水轮机基本构造
水流—蜗壳—座环—导叶—转轮—尾水管—下游
1. 蜗壳：其作用是使水流产生圆周运动，并引导 水流均匀地、轴对称地进入水轮机。
水电站水轮机蜗壳
蜗壳组装
2. 座环
➢ 位于导水叶的外围。由上、下环和立柱组成。 ➢ 作用：是水轮机的骨架，承受机墩及传来的荷载，并
斜击式水轮机
式。结构特点：水流与转轮进水平面呈 22.5—25角射入，利用水流的动能来作功， 喷嘴中心布置成与转轮进水边平面呈22.5— 25角，通过喷针调节流量来改变机组负荷
的大小，该型水轮机结构简单，安装使用 维护方便
图纸
发电机组
水轮机转轮
正面和背面
轴承座局部
带手电调速器型号
斜击式水轮机
主要适用于水头较高而流量较小的电 站．水流自水库或压力池经引水管， 然后通过喷嘴以很高的速度射在转轮 圆周的叶片上，推动转轮旋转．水流 经转轮后，跌落于机壳下的尾水槽中， 然后泻至下游水道。
Hale Waihona Puke 斜击式水轮机用于水头为20—200m的小型
水电站，驱动水轮发电机旋转而发出电能。 流量范围：0.05-2.0立方米/秒，出力：13200千瓦。分别有立轴、卧轴布置和轴承、
刹车机局部
优点与缺点
• 机组出力足、噪音低、稳定性好、运行正 常、质量可靠，深受国内外用户信任。但 是效率低，看到钱浪费了，不爽！！
水电站机电设备的介绍
导体在磁场中运动并切割磁场的磁感线时，导体中将产生电流。因此，要发 电必须同时满足：
（1）要有产生磁力线的磁场 （2）运动的导体必须切割磁感线 励磁系统就是产生发电机磁场的控制系统：
由于发电机转子通过接通直流电流从而产生磁场，励磁系统的基本功能就是 通过产生可以任意控制大小的直流电流（励磁电流）来维持发电机的稳定。
按径流调节程度分： 有调节水电站（如：龙江水电站、冲乎尔水电站、波波娜水电站） 无调节水电站（如：齐热哈塔尔水电站）
根据装机容量分为：
大型水电站 ：75万kW以上 大1型；25万kW~75万kW大2型 中型水电站 ：2.5万kW～25万kW 小型水电站 ：2.5万kW以下
坝后式水电站
万家寨坝后式水电站
主变压器；GIS组合电器或室外开关站；中、低压配电系统；厂用变压器； 柴油发电机组；接地和避雷器；中低压电缆；照明等
二次设备：保护系统；监控系统；辅机控制系统；直流系统；通讯系统；
工业电视系统；消防控制系统等
暖通消防设备
消防系统、暖通系统、生活用水系统、污水处理系统等
水电站机电设备全系统图
球阀
1、球阀的阀体由两个可拆卸的半球构成。 2、球阀的结构：主要由球形壳体、球筒形活门、密封装置和附属部件组成。
闸阀
1、闸阀的形式：明杆式闸阀（阀杆螺纹和螺母在阀盖外，不与水接触）、暗杆 式闸阀（阀杆螺纹和螺母在阀盖内，与水接触） 2、闸阀的结构：主要由阀体、阀盖、闸板、操作机构及其附属装置组成。
波波娜水电站水轮机进水球阀
河床式电站
沙坡头河床式电站
无压引水式水电站
有压引水式水电站
波波娜有压引水式水电站
能源类型 千瓦投资 建设工期 地理位置 技术条件 运营成本
斜击式家用水轮发电机
山东绿倍节能环保设备制造有限公司山东绿倍节能环保设备制造有限公司0.3kw-5KW斜击式家用水轮发电机组斜击式水轮发电机组属于高水头小流量的发电机组，一般适用的水头范围为7-40米。
其工作原理为：由喷嘴出来的射流不是沿切向，而是沿着与转轮旋转平面成某一角度的方向，从转轮一侧进入斗叶，再从另一侧离开斗叶。
本厂主要生产0.3KW-5KW小型水轮发电机组，要求水头流量如下：山东绿倍节能环保设备制造有限公司斜击式水轮机安装使用说明1、安装要求：水轮机底平面与基础平面接触严密无缝隙，接触面既不使尾水飞溅，又不向外漏水。
2、安装程序：待浇灌有混凝土的机组基础固化后，将机组安装就位，再浇灌依次。
机组安装时必须用水平尺测量水平度，确保机组固定在水平位置。
机组与地平的缝隙用水泥封堵，不允许有水渗出。
机组安装完后，再进行一次检查，并用手转动水轮机的转轮轴，如动灵活，机组就算安装完毕。
3、安装管道的基本要求：根据机组要求的管道直径购买管道，不可减少管道直径。
管道要直，尽量减少弯曲，管道与水平夹角不得少于25度，否则管道增长，水头损失大，会产生发电量不足等后果，安装在前池墙壁中的引水管的进水口最要是用喇叭管，其下沿距池底平面不小于0.2米，接头内径应相等，为了减少水头损失，应尽量减少接头。
4、钢管的安装：微水电多采用焊接有法兰的钢管，安装时一定要将法兰胶垫放正，以免减少过水断面，管接头螺母要按对角线次序逐步拧紧。
5、镇墩：在引水管接头和水轮机喷嘴处，管子承受的压力最大，故必须用石头或混凝土筑一镇墩，将金属管固定。
6、支墩：金属管道由于自重和水的重量，管道过长容易弯曲变形，必须在中间加支墩。
支管的位置最好设置在管道的接头处。
安装后的检查1、检查管道和接头有无渗漏。
如果发现有渗漏现象，应分析原因及时处理。
山东绿倍节能环保设备制造有限公司2、对安装时留下的阻塞管道的污物，要清扫干净，保证水流畅通。
3、检查管道承受水的压力后，是否变曲或变形，支撑是否牢固。
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
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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 。
水轮发电机组中水轮机的选型设计
水轮发电机组中水轮机的选型设计摘要: 在水利水电系统中的建设过程, 怎样合理选择适用的水轮机组的类型对水轮机的性能是否优越十分重要。
因此应本着具体情况具体分析的原则设计相应的实践方案, 以提高其运行的灵活性。
本文着重阐述实践中应如何对水轮机组进行设计。
关键词: 水轮机组；特征；选型设计Abstract: In the water conservancy and hydropower system in the construction process, how to choose suitable hydraulic turbine type on turbine performance is superior is very important. It should be based on concrete analysis of the principles of design and the corresponding practices, in order to improve the operation flexibility. This paper focuses on the practice should be how to design of hydraulic turbine.Key words: turbine selection design; feature;0引言水轮机组的选型设计是水电站水力机械设计的重要组成部分。
发电机由水轮机驱动，它的转子短粗，机组的起动、并网所需时间较短，运行调度灵活。
水轮机组选型设计不仅为以后的电气部分、水工部分设计打下基础，同时也会影响到电站的机电设备投资、厂房投资及发电效益等经济指标。
因此，水轮机组的选型设计必须做到科学、准确、合理、先进，满足技术性能和经济指标的要求。
1水轮机选型设计的任务及内容水轮机是水电站中最主要动力设备之一，影响电站的投资、制造、运输、安装、安全运行、经济效益，因此根据H、N的范围选择水轮机是水电站中主要设计任务之一，使水电站充分利用水能，安全可靠运行。
水电站的类型
第一章 绪论一、 水电站的类型根据集中水头方式的不同，水电站分为：坝式水电站，引水式水电站和混合式水电站 二、水力发电原理：水能→水轮机→机械能→发电机→电能→输变线路→用户 三、水轮机概念：水流能量转换成旋转机械能的动力机械。
四、水轮机的基本工作参数 ㈠工作水头Ｈ1、定义 ：水轮机进口断面和出口断面之间单位重量水流能量的差值。
设计水头Ｈr 、最大水头Ｈmax 、最小水头Ｈmin2、公式：水能由位置水头、压力水头、速度水头组成。
图1-1 立式水轮机的水头示意图⎪⎪⎭⎫⎝⎛++-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++=-=gV P Z g V P Z E E H ⅡⅡⅡⅡⅠⅠⅠⅠⅡⅠ2222αγαγ （1－1）式中 E ——单位重量水体的能量，m ；Z ——相对某一基准的位置高度，m ； P ——相对压力，N/m 2或Pa ； V ——断面平均流速，m/s ； α——断面动能不均匀系数；γ——水的重度，其值为9810N/m 3；g ——重力加速度，m/s 2。
式（1-1）中，计算常取g V ⅡⅠ2,12ααα==称为某截面的水流单位动能，即比动能（m ）；γP 称为某截面的水流单位压力势能，即比压能（m ）；Z 称为某截面的水流单位位置势能，即比位能（m ）。
g V 22α、γP 与Z 的三项之和为某水流截面水的总比能。
水轮机水头H 又称净水头，是水轮机做功的有效水头。
上游水库的水流经过进水口拦污栅、闸门和压力水管进入水轮机，水流通过水轮机做功后，由尾水管排至下游。
上、下游水位差值称为水电站的毛水头g H ，其单位为m 。
水轮机的工作水头又可表示为1-∆-=A g h H H （1-2） 式中gH ——水电站毛水头，m ；h ∆——水电站引水建筑物中的水力损失，m 。
从式（1-2）可知，水轮机的水头随着水电站的上下水位的变化而改变，常用取几个特征水头表示水轮机水头的范围。
特征水头包括最大水头Ｈmax 、最小水头Ｈmin 、加权平均水头Ｈa 、设计水头Ｈr 等，这些特征水头由水能计算给出。
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斜击式小型水力发电机
斜击式小型水力发电机简介：
主要应用在水流落差比较高的地方，比如，瀑布，山上小溪，高山流水边等。
斜击式小型水力发电机主要由发电机和叶轮同轴组成。
根据发电机的进水口大小选好引水管，可用铁管、软管、PVC管等，一般用的管径为10厘米－15厘米，在水管的上头要装好防垃圾进管的丝网，将水从上游引下来，接上发电机进水口即可。
在引水过程中不要漏水漏气，以免产生压力损失造成功率不足。
做好安装工作以后，慢慢拧开发电机进水口处的水阀门，高压的水高速喷射到叶轮上使叶轮高速转动，从而带动发电机工作。
斜击式小型水力发电机一般工作在水头8米－100米之间
斜击式水力发电原理：
在有水落差比较高的地方，用水管将水从高处引往低处，由于水位差高，水产生比较高的压力，在高压力的作用下，水的流速非常快。
在水轮机处装有圆形的小喷口，高压高速的水流喷射到斗状的叶片上带动水轮机高速旋转，从而带动发电机发电。
在这里主要就是利用水的高压高速能量，因此，高落差非常重要。
水位差，或者说水流落差，我们简称为水头。
斜击式小型水力发电机结构：
斜击式小型水力发电机是专门针对高水头设计应用的。
一般用在水头为6米－50米之间。
典型的应用场合如：高落差的小溪旁、小瀑布边、小山水边等。
斜击式小型水力发电机构造非常简单，由两大部分组成：斗式水轮机和发电机同轴构成。
详细结构说明参照图“斜击式小型水力发电机结构图”。
斜击式小型水力发电机参数
型号：SF-XJ系列冲击式（yimei-jx03型）
功率：600瓦-10千瓦
电压：220伏
看看：400+001=2901
转速：1000－1500转/分
水头：6－50米
流量：0.005－0.06立方米/秒
斜击式小型水力发电机故障的检查排除
（1）电灯不亮：首先检查用电设备有无接触不良或短路。
然后检查水轮机转轮是否松脱或被杂物卡死，再用万能表测电机的绕组是否短路或烧坏断线。
（2）异响声：检查发电机转子是否沾有铁屑，或转子定子相碰，主轴是否磨损变形，轴承是否损坏。
应检修好再使用。
（3）电压偏低：首先检查用电负荷是否超过额定功率，进水口是否堵塞，转轮是否损坏。
路线过长也会偏低。
（4）发电量不足，可对照该机组要求的水头，流量是否达到，可增加水头高度，或加大引水管，增加进水量。
（5）在水头，水量足够的情况下，如果转速不高，可调整喷水嘴的是。
下。
左，右角度、高度。
使喷射出的水柱击中转轮的最合适部位可提高转速。