水輪發(fā)電機組運行與維護(編輯修改稿)
2025-06-15 11:59 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 蝕；甚至在 葉片正面也會產(chǎn)生汽蝕。 空腔汽蝕：它指尾水管中心空腔處由大的水流渦帶產(chǎn)生的汽蝕。 空腔汽蝕主要發(fā)生在葉片出口下環(huán)處及尾水管進口處。運行人員常 在巡檢時可以直接聽到尾水管直錐段處聽到空腔汽蝕引起的撞擊聲。 水輪機的汽蝕 間隙汽蝕：是指水流通過狹窄間隙或繞過固體凹凸表面時，由于 流速局部升高引起局部壓力降低形成的汽蝕。常發(fā)生在水輪機的某 些局部位置。如混流式轉(zhuǎn)輪和上、下冠止漏環(huán)間隙等地方。 水輪機的汽蝕 ? 防止汽蝕措施 在運行方面主要措施如下： 合理擬定電站運行方式，避開可能產(chǎn)生嚴重汽蝕的運行工況區(qū) 域。 采用補氣裝置，向尾水管送入空氣，以破壞尾水管中高真空的 水流渦帶。 提高檢修工藝水平，保證檢修后的葉片的表面光潔度以減輕汽 蝕。 在葉片上涂刷抗汽蝕涂料，如環(huán)氧樹脂等 水輪機振動 ? 水輪機振動原因 水輪機振動有機械、水力、電氣三方面因素引起的。 機械方面：由于主軸彎曲、推力軸承調(diào)整不良、軸承間隙過 大、主軸法蘭連接不緊等引起低轉(zhuǎn)速時的振動；因轉(zhuǎn)輪等旋轉(zhuǎn)件與 靜止件相碰而引起振動并伴有響聲；轉(zhuǎn)動部分重量不平衡引起的， 隨轉(zhuǎn)速上升振動增大。 水力方面：尾水管中水流渦帶引起壓力脈動引起的振動；渦列 引起的振動；轉(zhuǎn)輪止漏環(huán)間隙不均勻引起的振動。 電氣方面：氣隙不均勻、短路等引起的振動。 水輪機調(diào)速系統(tǒng) 水輪機調(diào)節(jié)的基本任務是：當電力系統(tǒng)負荷發(fā)生變化 、 機組轉(zhuǎn)速出現(xiàn)偏差時 ， 通過調(diào)速器相應的改變流入水輪機流量 ， 以使水輪機轉(zhuǎn)矩與發(fā)電機負荷轉(zhuǎn)矩達到新的平衡 ， 以維持頻率在規(guī)定的范圍之內(nèi) 。 當發(fā)電機與系統(tǒng)并網(wǎng)后 ， 發(fā)電機的轉(zhuǎn)速已經(jīng)不能有較大變化 ， 調(diào)速器這時所調(diào)節(jié)的實際上是水輪機的輸出轉(zhuǎn)矩 ， 它正比于發(fā)電機的輸出功率 。 一 、 調(diào)速器裝置的發(fā)展 機械液壓型 我國曾廣泛使用機械液壓型的調(diào)速器 。 它使用離心擺作為測速元件 ，以離心擺的移動支持塊的機械位移作為輸出 ， 輸出信號送至綜合放大元件之一的引導閥 ， 經(jīng)比較 、 放大后去調(diào)節(jié)水輪機導葉的開度 。到 20世紀 50年代 ， 機械液壓型調(diào)速器發(fā)展得比較完善 。 隨著生產(chǎn)的發(fā)展 ， 用戶對系統(tǒng)頻率的要求更為嚴格；大機組大電網(wǎng)的出現(xiàn) ， 對電站運行和自動化程度提出了新的要求 。 這就要求人們對調(diào)速器裝置的性能和結(jié)構(gòu)進行不斷的改進 。 20世紀 40年代 ， 出現(xiàn)了電氣液壓型調(diào)速器 。 水輪機調(diào)速系統(tǒng) 電氣液壓型 電氣液壓型調(diào)速器是在機械液壓型調(diào)速的基礎上發(fā)展起來的，它保留了液壓放大部分，用“電 液轉(zhuǎn)換器”代替了機械 液壓轉(zhuǎn)換器調(diào)速器，原來的離心擺測速器也為先進的輸出電信號的轉(zhuǎn)速傳感器所取代。 電氣 液壓型調(diào)速器比機械 液壓調(diào)速器有以下明顯的優(yōu)點： 具有較高的精確度和靈敏度 。 電液調(diào)速器的轉(zhuǎn)速死區(qū)通常不大于%， 而機械液壓型調(diào)速器則為 %， 電液調(diào)速器接力器的不動時間為 ， 而機械液壓型調(diào)速器則為 。 制造成本低 。 用電氣回路代替了較難制造的離心擺 、 緩沖器等機械元件降低了成本 。 便于綜合各種信號 （ 水頭 、 流量 、 出力等 ） ， 便于實現(xiàn)成組調(diào)節(jié) ， 為電站的經(jīng)濟運行 、 自動化水平及調(diào)節(jié)品質(zhì)的提高提供了很有利的條件 。 廣泛使用的功率與頻率雙調(diào)節(jié)的功頻電液調(diào)節(jié)器就屬于這種形式 。 水輪機調(diào)速系統(tǒng) 微機型調(diào)速器 近年來，將微機用于電氣 液壓型調(diào)速器，使調(diào)速器的功能有了更進一步的提高。 微機調(diào)速器 與模擬試電液調(diào)速器相比 ， 有許多明顯的優(yōu)點： 調(diào)節(jié)規(guī)律用軟件程序?qū)崿F(xiàn) ， 不僅可以實現(xiàn) PI、 PID調(diào)節(jié)規(guī)律 ，還可以實現(xiàn)其他更復雜的調(diào)節(jié)規(guī)律 ， 如前饋控制 、 自適應調(diào)節(jié)等 。 調(diào)節(jié)參數(shù)的整定和修改方便 ， 運行狀態(tài)的查詢和轉(zhuǎn)換靈活 。 機組的開 、 停機規(guī)律可方便地用軟件程序?qū)崿F(xiàn) 。 即停機過程可根據(jù)調(diào)保計算要求 ， 靈活地實現(xiàn)折線關(guān)閉規(guī)律；開機過程可根據(jù)機組增速及引水系統(tǒng)最大壓力降的具體要求進行設定 。 便于與電廠中控室或區(qū)域電力系統(tǒng)中心調(diào)度所的上位機相連接 ， 提高水電廠和電力系統(tǒng)的自動化水平 。 水輪機調(diào)速系統(tǒng) 二、調(diào)速器系統(tǒng)機械液壓系統(tǒng)動作過程 水輪機特性曲線 一、綜合特性曲線 綜合特性曲線是在已選定的水輪機轉(zhuǎn)輪直徑 D1和轉(zhuǎn)速 n的條件下， 繪制的以水頭 H、功率 N為變量的機組等值線。如圖： 在圖中綜合特性曲線范圍內(nèi)繪制有等效率曲線，功率限制線。其 中功率限制線由折線組成，折線上段限制線與發(fā)電機額定功率相對 應，折線下段與最大導葉開度相對應。它表明水輪機在任何運轉(zhuǎn)條
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