水轮机安装、使用、维护 说明书
SJ601·00SM
上饶长江水动力设备制造有限公司
HL160-WJ-60水轮机说明书
目
录
一、 概述………………………………………………………………………（02） 二、水轮机的技术数据………………………………………………………（02）
1、使用范围…………………………………………………………………（02）
2、性能参数图表……………………………………………………………（03） 3、调节保证典型计算主要参数……………………………………………（05） 4、水轮机与发电机配套表…………………………………………………（06）
三、水轮机结构和主要另部件简介………………………………………（07） 四、水轮机的安装……………………………………………………………（08）
1、安装前的准备工作………………………………………………………（08） 2、安装方法和程序…………………………………………………………（08） 3、安装技术条件……………………………………………………………（11）
五、水轮机的启动、停机、运行和维护…………………………………（11）
1、水轮机启动前的准备工作………………………………………………（11） 2、水轮机的启动……………………………………………………………（11） 3、水轮机的试运转…………………………………………………………（12） 4、水轮机的停机……………………………………………………………（12） 5、事故停机…………………………………………………………………（12）6、水轮机的运行和维护……………………………………………………（12）
六、水轮机常见故障及处理办法…………………………………………（14） 七、附表…………………………………………………………………………（16）
附表一 随机图纸目录……………………………………………………（16） 附表二 易损件、备件明细表………………………………………………（16） 附表三 随机专用工具………………………………………………………（16）
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一、概 述
水轮机是把水流所具有的能量转换成机械能的水力原动机。水轮机出力的大小取决于工作水头和流量及能量转换时水轮机的效率。
本机是四川省机械研究设计院新开发的400-3200千瓦的系列产品之一。它吸收了建国以来中小型水轮机的运行经验,取其精华。具有结构新颖、合理、运行可靠、“三化”程度高之优点。蜗壳进水采用垂直和斜向两种方式、垂直进水可以按进水管取不同的φ角布置。机组总体不布置采用三支点和四支点两种结构。
1、型号说明
HL160—WJ—60型水轮机 HL——混流式水轮机
160——按比转速规定的转轮型号 W——主轴布置为卧式 J——金属蜗壳
60——转轮标称直径为60厘米
2、 本机进水部分采用Zg41T—10型和BZ942H—25型电动闸阀，公称通
经为800mm。由用户根据不同的使用水头配用调速功为3000牛顿·米或6000牛顿·米的自动调速器。
主轴传动方向从发电端看为顺时针。
3、本机三支点用刚性联轴器与发电机直联。主轴旋转方向从发电机端看为
顺时针。
二、水轮机的技术数据
1、 使用范围
适用水头 H （米） 37.5 — 91 流 量 Q (米3/秒) 1.45 ~ 2.27 配套发电机 N (千瓦) 400 ~ 1600 定额转速 n (转/分) 750 ~ 1000 2、性能参数图表
a)、运转特性曲线（图一、二）
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b)、对应水头下的吸出高程（图） c)、飞逸特性曲线（图四）
d)、对应水头的轴向水推力（图五） 3、 调节保证典型计算主要参数
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HL160-WJ-60型水轮机发电机组性能参数表
水轮机参数 设计设计水头下 水 头 流量 出力 H（m） Q(m3/s) N(kw) 37.5 43 50 59 67 77 91 1.45 1.56 1.68 1.83 1.95 2.09 2.27 447 555 693 872 1078 1337 1698 转速 正常 飞逸 n(r/min) nR(r/min) 750 750 750 1000 1000 1000 1000 1296 1388 1497 1626 1733 1857 2019 尾水管 形式 发电机参数 型号 功率 N(KW) 400 500 630 800 1000 1250 1600 额定 转速 n(r/min) 750 750 750 1000 1000 1000 1000 辅助设备 调速器 型号 YT-300 进水 阀门 Z941T-10 Dn=800 〝 〝 〝 〝 〝 〝 〝 TSWN99/37-8 TSWN99/46-8 TSW118/37-8 TSW118/45-6 TSWN118/52-6 TSWN118/61-6 TSWN143/50-6 〝 YT-600 〝 〝 〝 〝 〝 B942H-25 Dn=800 〝 〝 〝 〝
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a)、压力管到 ΣLgVg=12H b)、关闭时间 Ts （秒） c)、速率上升 （%） d)、压力上升 max （%） 4、机组配套表
三、水轮机结构和主要零部件简介
水轮机由进水部份、主机部份、转动部份、调节部份、轴承、辅助部份组成
1、进水部份：由进水阀门、伸缩节、进水弯管等组成。
进水阀门用于机组停机时的静水关闭，也用于机组出现事故而导水机构失灵时紧急动水关闭。伸缩节用于补偿安装误差，便于检修拆装。进水弯管是伸缩节和蜗壳的联结件，作用在于引水。
2、主机部份：由蜗壳、导水机构、尾水管等组成。
蜗壳系焊接结构与座环相连。蜗壳使水流形成环量，使水流沿圆周均匀地进入导水机构。底部设有手孔用于清渣和排出积水。
导水机构：由导叶、轴套、前盖板、后盖板等组成。
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它的作用是形成或改变环量，达到调节水轮机流量以适应外界负荷变化的需要。同时用于正常和事故停机。导叶用三个轴承支承，导叶轴向密封采用O型密封圈。前后盖板装有护板，以抗泥沙磨损，护板与盖板采用从背面用螺钉连接，便于检修更换拆装。后盖板和导叶杆端部通向导叶轴套处并设有旋盖式油杯，润滑油采用钙基润滑脂。
尾水管：由变断面尾水弯管和直锥管组成。
其作用是将水导向下游，并利用水流在吸出高程下所具有的势能和利用扩散作用回收转轮出口处水流动能的大部分。要求尾水管所有连接法兰必须密封，其出口淹没深度不小于30厘米。以防止空气进入尾水管。尾水弯管上方的管接头与仪表架的压力真空表相联，侧面并设有检查手孔。 3、转动部分：由转轮、主轴、飞轮、联轴器等组成。
转轮是水轮机的心脏。由它将水能转换成机械能。上冠设有减压孔以减少轴向水推力。上冠装有间隙密封以减少漏损。转轮采用钢制组焊结构。
主轴用45号优质碳素结构钢制成，主轴一端装转轮，另一端装联轴器，联轴器将转轮原扭矩递给发电机。
圆盘式铸钢飞轮。使机组在调节过程中起暂态稳定作用。 4、调节部分：由调速器、推拉杆、控制环、连板、摇臂等组成。
当外界负荷发生变化时，调速器通过推动推拉杆、控制环、连板、摇臂，达到改变导叶开度满足外界负荷变化的需要。当调速器在自动运行时机组发生飞逸，它可自动关闭导叶到空载开度或停机。主令开关可根据用户需要决定是否设置。 5、轴承部分：
本水轮机发电机组采用三支点结构。飞轮为悬挂式。轴承润滑均采用内部循环。径向推力轴承由推力盘转动叶片泵油，径轴承由启油环带油。直接将润滑油供给径向瓦和推力瓦润滑、冷却。径向推力轴承轴瓦排除的热油经设备在轴承座箱体下部分的冷却器冷却后，再进入泵油腔，由叶片泵油依次循环。推力盘上泵油叶片的装置数，可根据具体电站，轴承的运转情况选定。额定转速高，叶片数以适当减少。径向轴承油循环冷却是由轴承座内部冷却腔散热。轴承冷却的冷却水，由蜗壳进口管供给。经滤水器进入冷却器，冷却器排水管直接通
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尾水室。冷却水工作压力1。5-2公斤/厘米。并用WSSX型机械电接点双金属温度计监视轴承的温升。
6、辅助部份：由刹车装置、滤水装置等组成。
刹车装置采用油压活塞式接力器。由调速器供油。最大工作油压25公斤/厘米2。滤水装置采用双滤水器，一个工作一个备用。由蜗壳引水，引水管道上设有示流信号器作监视。 四、水轮机的安装
水轮机的安装质量直接影响到机组运行和使用寿命。因此电站必须严密组织、精心施工。必须按照《电力建设施工及验收技术规范》和《机械设备工程施工及验收规范》的规定进行安装。 1、 安装前的准备工作。
a、按厂家提供的装箱单清点机器的零部件，随机附件、技术资料等是否齐 全。
b、 按水轮机安装布置图检查与机组有关的土建工程如预留孔、安装高程、尺寸位置等是否符合图样要求。
c、准备好安装所需的工具、量具和材料。如起吊起设备、百分表、塞尺、0.02/1000框式水平仪，调整垫铁等。
d、转动部分零件应清洗干净，对埋入件如尾水管、进水管、进水弯管等外表面的污垢油渍必须清除。 2、安装方法和程序
a、根据安装布置图顺序吊装进水弯管、伸缩节、主阀。所有法兰垫上垫片或“O”型密封圈。找正管路轴线和标高，并初步定位。 b、吊装蜗壳：蜗壳是水轮机的安装基准要特别注意其安装质量。 吊装蜗壳应先找正进水弯管方向往和法兰面水平支撑定位，然后将蜗壳
法兰与进水弯管法兰用螺栓连接固紧，中间垫上“O型密封圈”，检查蜗壳与前后盖板配合端面的垂直度及蜗壳的轴心线与厂房设计的安装轴心线位置，完全符合机组安装技术规范后方可浇灌进水弯管二期混凝土。若检查结果不能满足安装技术要求，此时应按蜗壳校正部位连同进水弯管一起重新找正。
注意：浇灌进水弯管二期混凝土蜗壳应支撑固位，地脚螺栓应拧紧。
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a、吊装前盖板、后盖板及导水机构和控制环、应使导叶转动灵活。 b、吊装轴承包括发电机轴承。按要示求找正水平和标高中心。
c、将已预装完毕的转动部件，包括水轮机主轴、转轮、飞轮、联轴器及发电机转子安装就位。按要进行初调、测量转轮与生、后盖板和密封处的间隙及转轮下环端面与后盖板的距离，确定转动中心和轴位置，使转轮进口与导叶高度在轴向位置相重合（调整主轴中心高应计算刮瓦预留量和转轮下环止口处的挠度值）检查达到要求后浇灌轴承地脚螺栓二期混凝土。
d、按要求轴承精刮瓦后复查水轮机密封和转轮的间隙及发电机气隙。 e、吊装尾水管。以蜗壳为基准尾水弯管和直锥管联接起来。所有法兰装入“O”型密封圈，拧紧联接栓。浇灌尾水管二期混凝土。（该项应在蜗壳安装完全固位后进行）。
f、安装自动调速器检查导叶开度设计值和最大开度值，安装中应注意调速器
速的开度限制机构整定值不得超过水轮机导叶规定的最大开度。
g、安装冷却水管路、滤水器、飞轮保护罩和刹车装置等其它部分。 h、按照安装规范和技术条件全面检查，校核有关同轴度、垂直度、各项间 隙
值等，并做好检查记录，检查各紧固部位。 2、安装技术条件
a、进不弯管与蜗壳联接法兰平面的水平度允差0.05毫米/米。 b、蜗壳与前、后盖板配合端面的垂直度允差0.05/米。 c、主轴水平度允差0.03毫米/米。
d、转轮与前、后盖板间隙和密封处的间隙为0.40 ~ 0.55毫米，允差偏差 ±0.1毫米。
e、水轮机和发电机的联轴器同轴度允差0.03毫米。
f、轴瓦与付推力盘轴向配合间隙1 ~ 1.3毫米。推力盘与瓦块接触点3—4点 /厘米2。径向轴瓦与轴颈接触点2—3点/厘米2。挡油板与推力盘端面间隙为1.5毫米。
五、水轮机启动、停机、运行及维护
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1、 水轮机启动前的准备工作
a）、检查尾水管出口的淹没深度是否大于30厘米。 b）、检查各转动部位是否灵活。 c）、检查各处螺母、螺栓是否拧紧。 e）、各注油处全部注入润滑油。
f）、检查各机组四周特别是转动部分有无障碍物。 2、水轮机启动
a）、打开进水闸阀，向蜗壳充水。并打开压力表、压力真空表。
b）、慢慢转动调速器手轮，打开导叶。使机组在空载下达到额定转速。注意转速
上升不能过猛。
c）、观察周波表读数是否稳定在50周/秒，待机组空载运行正常后，再使调速器投入自控运行。待自动控制稳定，检查保护系统无故障后，方可逐渐增加负荷。
3、轮机的试运转
水轮机在正式投入使用前必须进行试运转。试运转的目的在于全面观察水轮发电机组各部运行情况，并使水轮机转动部分（轴承与轴颈，推力瓦块与推力盘）跑合。
a）、按水轮机的启动规程先使机组转速达到额定转速的1/2空载运行4小时，观察轴承承供油，温升和整个机组有无异常现象。如一切正常，再将转速上升到额定值继续运行4小时。
b）、空载运行正常后，分别按负荷的25%、50%、75%各运行4小时。一切正常后再增加100%作72小时连续运行试验。在各阶段试验时都应注意观察各部情况，如有异常应及时停机。
c）、滑动轴承经试车运行后应换油一次，并清洗轴承各部。 4、水轮机的停机
a）、关闭水轮机导水机构。 b）、关闭进水闸阀。 c）、关闭压力表和真空表。
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d）、当机组转速降至额定转速的25%时，操纵刹车装置，逐渐减速停机。 e）、擦净机组外表，向各润滑点注油。
f）、长期停机或当机组有冰冻危险时，应打开伸缩节底部放水阀和蜗壳底部排水孔排除积水。 4、事故停机
水轮机在运行中遇到下列事故必须迅速停机，并向企管人员报告。 a）、水轮机出力显著下降。 b）、发电机或调速器出故障。 c）、机组剧烈振动或发生异常声响。 d）、轴承温度超过允许值。
e）、机组转速增加到转速上升率保证值以上时。 5、水轮机的运行及维护
a）、经常检查各螺栓和螺母的拧紧程度。 b）、注意各转动部件有无异物、异常响动。
c）、经常检查轴承油位、油质、并定期更换新油。径向轴承温升不得超过60℃。推力轴承温升不超过65℃。
d）、注意轴承冷却水的畅通，定时清洗滤水器。
e）、各班都应定时向润滑点注油。（导叶处注油可24小时一次）。 f）、下列零件应定期检查。 Ⅰ）、转轮的汽蚀磨损情况。 Ⅱ）、各部密封的漏损及磨损情况。
Ⅲ）、轴承巴氏合金的磨失情况。（即轴瓦巴氏合金刮瓦接触点磨失后应从新刮点）。
Ⅶ）、飞轮和主轴、联轴器等紧固情况。
g）、机组启动、运行、停机应严格遵守操作规程。
h）、厂房应保持清洁，工作现场应存有备用零件、润滑油、常用材料及工具。
i）、水轮机的全部零件每年至少检查一次。 j）、机组在运行中若发生故障应作好原始记录。
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六、水轮机的常见故障及处理方
故
障水
原轮因
机
出
力
处
理下
方降
法
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1）、尾水管淹没深度不够，使空气进入而破坏了真空度。 2）、设于压力水管的拦污栅阻塞或冰冻。 3）、下游淤积或阻塞引起壅水低了水头，减少了流量。 4）、引水渠和尾水渠杂草丛生影响流量。 5）、导叶开度不够。 6）、转轮汽蚀或上冠下环和密封环磨损。 7）、尾水管出现裂缝或连接法兰漏气。 1）、在任何情况下保证尾水管淹没深度套于30厘米。 2）、经常清除拦污栅上的漂浮物或冰冻。 3）、清理尾水渠，保证尾水渠畅通，维护尾水断面为设计尺寸。 4）、清除杂草。 5）、检查调速器和导叶，调整导叶开度达到设计要求。 6）、焊补或更换转轮和密封环。 7）、补焊尾水管和拧紧螺栓，更换垫片。 水轮机工作时发生杂音、撞击等音响 水轮机过水部分落入杂物。 停机检查通流部件排出杂物，机组在运行中不允许有任何杂物随水进入罢辍转轮。 水轮机达到正常转速时、导叶开度超过空载开度 1）、进水闸阀没有全部开启。 2）、止漏装置磨损。 3）、拦污栅阻塞。 1）、完全开启闸阀。 2）、停机检修。 3）、清除拦污栅杂物。 水轮机振动 1）、水轮机在最大利和汽蚀工况下工作。 2）、蜗壳和轴承地脚螺栓松动。 3）、转动部分不平衡。 4）、转轮叶片间局部堵塞造成水流进入转轮不对称。 5）、在某些情况下水轮机出力在某一开度时发生振动。 1）、检查工作条伯，改变运行工况。 2）、经常检查及时拧紧。 3）、检查并矫正转动部分的静平衡。 4）、停机清除堵塞物。 5）、避免在引起振动的负荷下运行。 15
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轴
承
温
度
超
过
允
许
范
围
1）、水轮机和发电机不同轴。 2）、轴承松动。 3）、主轴与轴瓦、推力盘与推力瓦块间隙超过允许值。 4）、轴承润滑油量不足或中断。 5）、冷却水中断或流量不足。 6）、润滑油有杂质或变质。 7）、冷却器漏水。
1）、停机校正同轴度。 2）、停机校正并紧固。 3）、停机检修、精刮轴瓦调整轴承间隙值。 4）、停机检查润滑系统，消除故障。 5）、检查冷却系统，消除故障。 6）、过滤或更换新油。 7）、排除故障、更换新油。
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七、附表
附表一 随机图样目录
序号 1 2 3 4 5
图 号 SJ601·00-00A SJ601·00-00 YSGL2·00-00 SH610·00-00 SJ601·00-006 名 称 水轮机安装布置图 水轮机装配图 管路图 φ200径向推力轴承 导叶开度 数量 1 2 1 1 1 备 注 1 # 0 #，1 # 1 # 0 # 1 # 附表二 易损件明细表
序号 1 2 图 号 GB3452·1-82 名 称 柔性石墨盘根F13 O型密封圈54.5×3.55 材 料 柔性石墨 橡胶Ⅰ-3 3 4 5 6 7
SJ601·00-15 SJ601·00-12 SJ601·00-06 SH610·00-26 SH610·00-21 上轴套 中轴套 下轴套 瓦块 轴瓦 ZQSn6-6-3 ZQSn6-6-3 ZQSn6-6-3 45#浇铸ChSnSb11-6 35#浇铸ChSnSb11-6 17
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