灯泡贯流式水轮发电机组运行规程文档格式.doc
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何向荣
本规程为试行本、部分地方还待完善、如在阅读中发现本规程有不足或纰漏处、恳请指正。
水轮机运行规程
1主题内容与适用范围
1.1本规程规定了金卫水电厂水轮发电机的管理运行方式、操作维护及故障、事故处理。
1.2本规程适用于金卫水电厂运行人员和生产管理人员对水轮发电机的运行管理、也可供有关检修人员参考。
1.3下列人员应通晓本规程
1.3.1领导人员:
分管生产领导、生产部主任、副主任、厂长、副厂长、专职技术人员。
2引用标准
1.3.2生产人员:
管理员、值长、运行值班员、维护班人员。
本规程是根据机组制造厂家提供的技术资料、有关技术标准并结合本厂实际情况编写。
引用主要标准有:
DL/T710—1999《水轮机运行规程》
DL/T507—93《灯泡贯流式水轮发电机组起动试验规程》
GB/T2900.45—1996《水轮机、蓄能泵和水泵水轮机》
S417-00JT《水轮机基本技术条件》3灯泡贯流式水轮机介绍
贯流式水轮机的导叶和转轮间的水流基本上无变向流动、加上采用直锥形尾水管、排流不必在尾水管中转弯、所以效率高、过流能力大、比转数高、特别适用于水头为3~20米的低水头电站。
这种水轮机装在潮汐电站内还可以实现双向发电。
这种水轮机有多种结构、使用最多的是灯泡式水轮机。
4水轮机结构说明
灯泡式机组的发电机装在水密的灯泡体内。
其转轮既可以设计成定桨式、也可以设计成转桨式。
世界上最大的灯泡式水轮机(转桨式)装在美国的罗克岛第二电站、水头12.1米、转速为85.7转/分、转轮直径为7.4米、单机功率为54兆瓦、于1978年投入运行。
金卫水电厂水轮机是由四川东风电机有限公司生产的灯泡贯流式水轮机、水轮机型号GZ995-WP-430、装置形式为灯泡贯流式、座环为机组的主要支撑。
4.1组成
水轮机本体包括转轮、转轮室、座环、尾水管、导水机构、流道盖板、主轴、主轴密封、水导轴承、组合轴承、接力器、受油器及油管、水气管路、仪表管路、地板扶梯等。
4.2座环
座环是机组的主要支撑、承受机组大部分重量、水的压力、浮力、正反向推力、发电机扭矩等、并将这些负荷传递到基础混凝土上、因而有足够的强度、刚度。
泡头下部侧向支撑作为辅助支撑。
座环承受机组主要重量并作为安装时的基准、上部竖井、下部竖井有足够的尺寸、同时作为检修、进人及油、水、气、电缆的通道。
4.3流道盖板及发电机进人筒
4.3.1流道盖板:
为钢板焊接结构、由框架、盖板和导水板三部分组成。
框架四侧应有与混凝土牢固联接的锚具。
盖板与框架采用法兰联接、接合面有止漏措施、导水板与框架采用螺栓联接。
4.3.2进人孔:
发电机舱进人孔设在顶罩上方、进人孔有足够的尺寸作为检修、进人及油、水、气、励磁电缆的通道。
孔内设有爬梯、并有防滑处理。
进人孔采用钢板焊接而成、其底部与顶罩把合成一体、上部穿出流道盖板。
4.4导水机构
4.4.1结构作用:
导水机构为圆锥式、16只具有空间曲面的导叶成65°
锥角组成封闭的多棱锥面。
主要功能是使水流在进入转轮前产生环量、并根据机组功率的需要调节流量、水轮机停止运行时、导叶关闭切断水流。
4.4.2组成:
由外配水环、内配水环、导叶、控制环、压环、套筒、导叶臂、传动机构、重锤装配及锁锭装置等组成。
4.4.3导水:
通过调节导叶开度可调节机组转速、功率。
关导叶时则可切断水流使机组停机。
导叶轴套采用具有自润滑性能的钢背复合材料、分别安装在内、外配水环上。
为测量导叶后外配水环内水压力设有四只测压头。
4.4.4控制环上悬挂有12.5T的重锤、可在正常停机或调速系统故障时靠重锤作用来关闭导叶、保证机组安全。
4.4.5传动机构:
由导叶臂、连板与控制环、导叶组成为一空间运动系统、连板机构采用球形付、磨擦面为钢对铜、定期注入润滑脂,在导叶处设有拉断销,相隔布置。
当导叶间有异物卡住不能关闭时、拉断销被拉断而保证了其它零件不至损坏、拉断销拉断时能自动发出信号、以便进行停机并更换损坏的拉断销。
4.5转轮室
转轮室采用球形结构、分成两瓣、采用钢板焊成。
转轮室与尾水管里衬之间设伸缩节、伸缩节轴向调节间隙15mm。
4.6转轮
4.6.1转轮是水轮机的重要部件、通过它将水流的能量转换为机械能、再通过主轴传给发电机转换为电能。
转轮由四个叶片、转轮体、转轮体芯、叶片传动机构等组成、轮毂比为0.36。
4.6.2桨叶密封采用“V”、“X“型橡胶组合密封、在不拆卸桨叶的情况下、可以更换密封。
桨叶密封将作整体耐压试验、以保证不漏油、不渗水。
4.6.3转轮体内油压由轮毂高位油箱保持、大于上下游水位压力。
转轮体上设有排油、排气装置。
4.6.4桨叶操作系统由接力器缸、活塞、转臂、连杆等组成、采用缸动式结构、活塞固定不动、来自受油器开关腔的压力油通过接力器缸的运动、带动连杆、转臂操作叶片转动。
转轮接力器额定操作油压为6.3MPa。
4.7主轴
水轮机与发电机共用一根轴、两端有法兰分别与转轮体及发电机轴相联。
4.8水导轴承和组合轴承
4.8.1水导轴承
a)采用动静压结合式油膜轴承、轴瓦采用轴承合金材料、为分半结构、内径φ610mm、瓦长500mm、总间隙为0.4~0.58mm。
动压运行、静压启动、机组在启动及停机过程中由高压油系统将机组的转动部分顶起;
b)水导轴承内不设冷却器、轴承由重力油箱系统供给循环油、轴瓦可以从进人竖井单独吊出进行检修。
轴承两端的端盖上设有防漏油、防进水的密封装置。
4.8.2组合轴承
a)组合轴承由正反推轴承和径向轴承等各部套构成;
b)组合轴承承受着轴向水推力和径向载荷。
布置在发电机转子的下游侧、与水轮机管形座固定;
c)正推力瓦共8块、采用刚性支撑、反向推力瓦共8块、采用橡胶垫支撑方式;
d)径向轴承采用分半结构、径向轴承设有静压减载装置、在启动及停机过程中启用。
机组启动时投入、转速达到额定转速的95%时退出;
停机时投入、停机完成退出。
径向轴承运行方式与水导轴承相同、采用动压运行、静压起动和停机的方式;
e)推力瓦和径向瓦均采用高位油箱自重力供油和瓦面进油边开槽入油的润滑方式;
f)轴承设有高位油箱、其装油量满足在油泵故障时机组轴承继续安全运行7min和机组事故停机所需的润滑油量。
轴承设有漏油接收装置、并用管道排至轴承回油箱。
4.9主轴密封
主轴密封是防止流道内压力水通过转动与静止部分之间的间隙漏至灯泡体内部、它由主轴工作密封和检修密封组成。
密封的设计可在不拆水轮机径向轴承的情况下调整、更换密封。
4.9.1主轴工作密封采用聚四氟乙稀盘根密封形式、并将漏水通过水箱下部的排水管排到集水井。
为防止密封材料磨损主轴、在主轴上装有不锈钢衬套和清洁水润滑。
4.9.2检修密封采用空气围带式密封、停机或检修时、围带内通入压缩空气以便围带扩胀、防止水进入灯泡体内。
4.10受油器
4.10.1受油器装在发电机定子上、采用浮动瓦结构、由受油器体、受油器座、前油箱、操作油管装配等组成。
4.10.2受油器将来自调速器主配压阀的开、关腔压力油管通过操作油管(装配的内外油管)与转轮的活塞相通、构成操作转轮叶片转动的供油系统、其额定工作油压6.3MPa。
4.10.3受油器设有漏油回收和排出装置、桨叶接力器位移指示装置、受油器与发电机所有联接处都设有绝缘材料。
受油器转动与固定部分留有一定的反向推力位移裕量。
4.11导叶接力器
采用两只后铰式直缸接力器、额定操作油压6.30Mpa、行程为706mm、与机组水平中心线成45℃布置。
它由接力器缸、活塞、推拉杆及前后缸盖等组成。
接力器保证在水轮机运行范围内都能可靠地操作导叶、调速器事故时靠重锤关闭导叶。
接力器设有导叶机械液压分段关闭装置。
4.12重力油箱系统及轴承高低压油管路
4.12.1水导轴承装置和组合轴承都采用动静结合式轴承、径向轴承起动和停机用的液压减载装置所需的高压油来自高压泵组、高压油管由液压泵站引出、由座环下部进人洞引至径向轴承底部、高压管路中设有滤油器、单向阀等元件。
4.12.2高位润滑油箱提供各轴承正常运行和事故停机的润滑、冷却用油。
轴承润滑油采用强迫外循环冷却方式、轴承润滑油由重力油箱从座环上部进人筒经管路进入组合轴承、水导轴承内、热油从排油管路流至轴承回油箱、再由液压泵站中的低压泵组经油冷却器、滤油器送至重力油箱、重力油箱置于机组中心线24.0m以上的高处、如果重力油箱油面超过最高油位时、回油管路使油流回液压泵站、低压泵组的工作压力3.0MPa。
4.12.3高位增压油箱的油保持恒定的压力送至受油器上恒压油管内、流往转轮体内、以防浆叶密封损坏时流道中的水进入轮毂。
油箱溢油流入调速器油箱。
机组各轴承用油与调速器用油相同、但油系统互不相通、各自独立使用。
4.13回复机构采用电反馈型式与微机调速器、导叶、桨叶反馈装置形成一套完整的安全可靠的协联运行系统。
5水轮机技术性能
4.14水轮机旋转方向从上游向下游看为顺时针。
5.1水轮机净水头
5.1.1最大水头Hmax8.54m;
5.1.2额定水头He(发额定出力时的最小水头)6.79m;
5.1.3最小水头Hmin5.3m。
5.2转速
5.2.1额定转速:
107.1r/min
5.2.2飞逸转速:
在最大水头8.54m、发电机空载、导水叶全开、协联破坏情况下、最大飞逸转速≤338r/min。
5.2.3飞逸时间:
在最大飞逸转速工况下机组所有旋转部分应能安全运行5min、不产生有害变形。
5.3运用范围水轮机稳定运行范围规定如下:
水头范围:
5.3~8.54m;
出力范围:
2.5~8.247MW
;
额定转速:
Nr=107.1r/min。
5.4功率和效率
5.4.1功率保证
5.4.1.1在额定水头6.79m时、水轮机最大出力不小于8.247MW;
5.4.1.2在最小水头5.3m时、水轮机最大出力不小于2.5MW;
5.4.1.3在最大水头8.54m时、水轮机最大出力不小于8.247MW。
5.4.2效率
5.4.2.1在额定水头6.91m、发额定出力8.247MW时、保证水轮机的效率不低于93.5%;
5.4.2.2在全部运行范围内、水轮机的最高效率保证值为95.6%;
5.4.2.3水轮机加权平均功率不低于93.25%。
5.5整机运行稳定性和噪声:
在净水头5.3m至8.54m的范围内、机组保证在电网中带各种负荷稳定运行、在孤立电网中空载运行稳定。
5.5.1在5.3规定的运行范围内、水轮机尾水管内的压力脉动值不大于相应水头10%;
5.5.2在5.3规定的运行范围内、水轮机径向轴承垂直振动值双幅不大于0.14mm;
5.6.3在额定转速和导叶空载开度至满载开度的全部运行工况下、在转轮中心线平面上距离转轮室外缘1m处测定、其噪声不超过85dB。
5.7调节保证
5.7.1机组在6.79m水头、8.247MW出力下突甩全部负荷时、最大转速上升率不大于60%;
5.7.2机组在8.54m水头、8.247MW出力下突甩全部负荷时、导叶前最大压力上升值不大于20m水柱。
6水轮机运行规定
6.1水轮发电机组是全厂最重要的机电设备、为确保机组的安全经济运行和人身安全、值班人员和有关人员必须严格遵守本规程、任何人对本规程有违反之处、值班人员有权制止和拒绝执行、并汇报有关领导。
6.2机组正常运行主要保护和自动装置都必须投入、退出保护运行需由生产总经理或公司机电部批准、变更定值要有正式的定值更改通知单。
6.3机组应尽量在5.3条规定的稳定运行范围内运行、并及时调整运行工况、避免运行中振动、噪音超过允许范围。
6.4汛期泄洪时、当机组负荷小于2474kW时、一般应将机组停机、其运行最低极限水头为5.3m、机组不得在5.3m以下的水头运行。
6.5为保证机组的运行工况和提高水能利用率、当机组进水口拦污栅落差超过0.3m时、应联系机组空转清渣处理。
6.6机组运行中受到较大冲击时、应对转动部分、连接部分、支撑等进行检查。
当机组发生飞逸、采用落尾水门方法迫使机组停机、停机后应通知检修进行全面检查。
6.7轴承润滑油系统是机组运行的最主要环节、其工作正常与否直接影响着机组的安全运行。
因而运行中要加强对本系统的巡视与维护、并随着季节的变化及轴承工作温度情况对润滑油量及冷却水量作一定的调整。
6.8运行中轴承润滑油量及温度规定:
轴
承
项
目
正推
反推
发导
水导
油流量(L/min)
160
110
50
正常油温(℃)
15~50
15~45
正常瓦温(℃)
<55
<50
故障报警瓦温(℃)
60
事故停机瓦温(℃)
65
6.9在负荷不变的情况下、机组轴承瓦温较前1小时升高2~3℃时、应检查油系统及冷却水系统的工作情况、并检查机组摆度、振动等有无增大、查明原因、及时处理。
6.10轴承油冷的冷却效果可用调整冷却水量来改变、冷却水最高水温28℃时最大耗水量约为25m3/h。
当冷却水量最大、而冷却效果仍不良时、应待停机时通知检修清洗油冷。
6.11当轴承润滑油温度低于15℃时不允许开机。
冬季停机备用的机组、应检查其回油箱油加热器能否自动保持油温在20℃以上、当油温低于15℃时应手动投入加热器、当油温25℃时应退出加热器、并通知检修检查加热器控制回路。
6.12润滑高位油箱正常运行中高位油箱应在溢流状态、停机时油箱亦应保持在最高油位。
6.13运行中机组主轴密封润滑水量≤20L/min、但切忌滴水不漏、以免烧损密封填料。
主轴密封供水压力保持在0.2~0.25MPa之间(表计处0.1~0.15MPa)、检修围带密封气压为0.60~0.70Mpa之间。
6.14当机组发生高转速加闸停机、停机后应对风闸进行检查。
7水轮机运行操作
6.15备用机组应同运行机组一样进行巡视和维护。
未经值长许可、不得在备用机组上进行任何检修工作。
7.1开机操作
7.1.1机组开机前应检查:
a)无任何事故信号;
b)调速系统、轴承油系统、转轮恒压油系统、技术供水系统、制动系统及发电机冷却系统均正常;
c)各保护、信号及自动装置均正确投入。
7.1.2机组的启动可用自动和手动方式、正常开机以上位机自动方式为主。
7.1.3机组自动开机的条件:
a)机组在停机状态(N≤0.5%Ne);
b)发电机出口开关未合闸;
c)高位润滑油箱位正常;
d)高位增压油箱油位正常;
e)重锤事故停机电磁阀已复归;
f)调速器压油罐油位正常;
g)机组无机械、电气事故。
7.1.4机组自动开机条件具备后、各开机条件满足灯亮、此时在中控上位机给开机令、机组将按程序自动开机。
7.1.5机组开机前、值班人员应检查机组各辅助设备状态正确、调速系统和励磁系统正常。
7.1.6机组开机过程中应注意下列情况:
a)导叶、浆叶动作协联情况;
b)机组的声音及振动情况;
c)机组转速上升情况;
d)各轴承温度上升情况;
e)油压装置工作情况;
f)高顶油泵动作情况;
g)润滑油系统工作情况。
7.1.7手动开/停机在下列情况使用:
a)检修后第一次开/停机;
b)调速器自动方式不能运行或微机故障;
c)机组试验需要;
d)汛期低水头特殊工况下。
7.1.8手动开机操作步骤:
a)检查机组各系统正常、开机条件满足;
b)退围带气、投入主轴密封水、启动各辅助设备(润滑油循环、冷却水供给、冷却风机);
c)复归制动装置;
d)投入高顶油泵;
e)轴承油流量正常后、将调速器切手动后开机;
f)机组转速正常后、退出高顶油泵。
7.1.9机组自动方式开机流程:
查开机条件满足→空转令→检修密封空气围带排气并无压→制动闸已落下→启动润滑油泵→空冷水电磁阀开启+油冷却水电磁阀开启+空冷水泵启动→开启机组润滑高位油箱轴承主供油电动阀→开启主轴密封水电磁阀且水量正常→高顶油泵启动→拔锁锭且已拔出→空冷风机投入→查高顶压力正常→查组合、水导轴承供油量正常→给调速器开机令→查转速上升至95%Ne→高顶泵退出→空载令→给励磁开机令→复归调速、励磁开机令→发电令→投同期→合断路器→复归同期→机组带负荷运行。
7.1.10开/停机前后、均应对机组进行全面检查。
7.2停机操作
7.2.1机组停机前应检查制动系统正常、正常停机采用自动方式。
7.2.2自动停机时应监视高顶是否投入、调速器等是否动作正常、动作不良时应手动帮助。
7.2.3机组停机过程中、应监视制动系统工作情况、当机组转速降至25%Ne时、制动投入当自动刹车失灵时、应改为手动刹车。
制动气压0.50~0.70Mpa、使机组连续制动。
7.2.4停机过程中遇导叶卡阻、拉断销拉断、机组无法正常停下时、采用落尾水闸门迫使机组停机。
7.2.5机组停机后、应检查轴承润滑油系统、发电机冷却系统等是否退出、油冷却水、主轴密封水和轴承主供油阀是否关闭、以及空气围带是否充气。
7.2.6手动停机操作步骤:
a)发电机与系统解列;
b)发电机手动灭磁;
c)投入高顶;
d)在调速器机柜上操作停机;
e)转速至25%Ne时刹车;
f)转速至零后、退出高顶和各辅助设备、关轴承主供油阀;
g)退密封水、投围带气。
7.2.7机组自动方式停机流程:
空载令→有功、无功减至最低限值→导叶已关到空载→跳发电机断路器且已分闸→
空转令→给励磁停机令→查电压降至10%Ue→停机令→停机令给调速器→转速降至≤95%Ne→高顶油泵投入→查导叶全关→查转速降至25%Ne→投制动电磁阀且制动闸有压→查转速降至0.5%Ne→复归制动电磁阀且制动闸已落下→开主轴检修密封空气电磁阀、关润滑高位油箱出油电动阀、关主轴密封水电磁阀、停止空冷风机→投入调速环锁锭→复归调速器停机令→停机完成。
7.3机组转检修操作
7.3.1机组的检修必须按《调度规程》的有关条款办理申请手续。
在按照调度批准的时间将机组转入检修后、应及时汇报地调。
7.3.2水轮机大修应做如下安全措施:
a)机组停机并做好电气方面检修隔离措施、即将发电机转入冷备用;
b)落下进水口闸门并做好防止误开的安全措施;
c)手动将导叶开度开到10%位置、排空流道积水;
d)关闭机组总冷却水进水阀(X209);
e)落下尾水闸门后、打开尾水管排水阀(X240)排尾水管内积水至检修集水井;
f)启动检修排水泵抽尾水管水位至工作点以下;
g)手动将导叶打开至全开位置、关闭调速器主油阀(X123);
h)退出机组所有辅助设备、压力油罐排压;
关闭刹车、复位及围带供气阀。
7.3.3部分水轮机的工作、若需进入发电机内部进行工作、则应落进水口闸门。
7.3.4设备经过检修后、值班人员应进行全面检查、并会同检修(维护)人员进行必要的启动操作、同时要求检修(维护)人员进行以下检修交待:
a)设备所修项目(含技改项目)及检修(改造)简况(简图)涉及设备结构的更改或运行方式变化、必须提供详细的技术文件(含技术图纸)。
b)设备存在的问题及运行中注意事项。
c)设备检修后各项参数是否符合规程的要求。
d)设备是否具备投运条件。
7.4机组恢复备用的操作
7.4.1水轮机大、小修后、经公司主管生产领导作出准备启动决定后、当班值班员应完成下列工作;
a)收回所有检修工作票、全体工作人员撤离工作地点;
b)检查水轮机各部分及周围(包括所有工作场地)应清洁整齐;
c)检查各油箱已加至正常油位、压力油罐建压;
d)恢复工作票上所有安全措施。
7.4.2完成以上工作后、值班员应与工作负责人一道试验各辅助设备正常、并由检修人员调整好各轴承油流量、然后将各辅助设备控制开关放至正常位置、调速器恢复正常状态。
7.4.3具备上述条件后、进行充水操作:
a)检查流道排水阀及尾水排水阀确已关闭;
b)提尾水闸门充水门向尾水管充水、检查各部是否漏水;
c)各部正常、且尾水门内外水压平衡时提起尾水门;
d)提进水闸门充水门向流道充水、检查泡头及压力盖板等处是否漏水;
e)各部无漏水且水压平衡时提起进水门。
7.5机组检修后的试验
7.5.1机组检修后
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- 灯泡 贯流式 水轮 发电 机组 运行 规程