摘要：混流卧轴式水轮发电机组在国内应用不太广泛，在运行中所遇到问题有与其他机型的共性，也有起其独特的运行特性，涉及到此类机型的电站，需要在安装过程把好关，需要提高运行值班人员、维护检修人员职责素质，做好设备的维修保养工作，经常以老带新的方法，让有经验的运行检修师傅多带徒弟，及时发现、解决运行中出现的问题，为设备良好运行奠定基础。
关键词：混流卧轴式水轮发电机组 结构安装 运行维护 问题 解决办法
1混流卧轴式水轮发电机组基本概述
水力发电是利用的水的势能和水的动能转换成电能的。水轮发电机组主要由水轮机和发电机构成，水轮机的作用是把水的势能和动能转化成旋转机械能；发电机的作用是把旋转机械能转换成电能。两者通过主轴连接。根据其结构可分为贯流式水轮机，轴流式水轮机，混流式水轮机。当机组功率小于500kW时，一般设计为卧轴形式，即主轴是水平的，这种一般适用于小水电。当机组功率大于500kW时，机组就要设计成立轴形式的，以满足强度及检修需要。本文主要阐述卧轴混流式机组。卧式结构的水轮发电机通常有冲击式水轮机驱动，但也有混流式水轮机，通常采用两个或三个轴承。两个轴承的结构其轴向长度短，结构紧凑，安装调整方便。但当其轴系临界转速不能满足要求或轴承负荷较大时，需要采用三轴承结构。国产卧室水轮机发电机组大部分属于中小型机组，混流卧轴式水轮发电机组在国内应用不太广泛，在运行中所遇到问题有与其他机型的共性，也有起其独特的运行特性，福建南平电机厂设计应用在织金县自强水电站的3台单机6.2MW的卧式水轮机组就采用三轴承结构混流式。涉及到此类机型的电站，需要在安装过程把好关，需要提高运行值班人员、维护检修人员职责素质，做好设备的维修保养工作，经常以老带新的方法，让有经验的运行检修师傅多带徒弟，及时发现、解决运行中出现的问题，为设备良好运行提供有力保障。
2混流卧轴式水轮发电机组基本结构
2.1以三支点结构为例，其水轮机与三相交流发电机同一根轴，根据需要配备调速器和液控蝶阀。
2.2蜗壳：蜗壳（包括座环）一般为铸钢结构，能使水流按一定的速度和方向，均匀地引入导水机构，采用垂直方向进水。蜗壳上有表架装置，可测量进水压力和尾水真空度。
2.3导水机构：导水机构可使水流按一定速度，方向进入转轮，并可根据负荷变化，调节流量，使机组保持稳定运行。也可作临时停机之用。导水机构由前盖、后盖、导叶、控制环、导叶臂、连板、剪断销、连板销、轴套及密封件等组成。导叶为三支点结构， 导叶的转动是由调速器带动调速轴、转臂、推拉杆、控制环等一整套联动装置来实现的。导叶轴颈、下端有圆橡胶条，防止砂粒进入，也起一定封水作用，上端装 U 型密封圈止水。当导叶被异物卡住时剪断销折断，保护传动机构不受损坏。
2.4转动部分:转动部分由转轮、主轴、飞轮等组成。转轮将水流的动能和势能转换为机械能，通过主轴传递给发电机，转变为电能。转轮是水轮机的核心部件，由上冠、叶片、下环组成。飞轮用以弥补机组 惯量之不足，在负荷变化不大时，使机组依靠惯性稳定运行。紧急关机或负荷变化较大时，也不致使速率波动过大，从而能保证电能质量。为保障运行人员安全， 飞轮带有飞轮罩。
2.5尾水部分：该部分由尾水管，尾水弯管及接管组成，它既可使水流集中地、平缓地流入下游，又可以回收部分动能。
2.6主轴密封：一般机主轴密封采用盘根密封。与传统的盘根密封不同, 传统的盘根密封主轴磨损快，修理难度大，此密封多增加了耐磨套在主轴上，与主轴、转轮一起旋转，既耐磨又易更换。盘根密封后设有排水管，即使还有少许漏水，也可从排水管中排出。该结构具有较高的可靠性、装拆、调整均很方便。
2.7推力轴承：它承受了转动部分的径向力和作用于转轮上的轴向水推力。
2.8发电机
发电机一般由定子、转子、座式轴承、空气冷却器及底板等主要件组成。
3、安装概述：
安装机组的土建工程和油、气、水管路布置等，业主单位可参照本厂提供的机组布置进行设计、施工。水轮机安装质量好坏，直接影响到机组的运行性能，机组的寿命和电站的经济效益，务必引起高度重视。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆为保证安装质量，请设计安装时，注意以下事宜：
3.1安装前应正确决定机组中心线和安装基准点。
3.2合理确定安装程序，严格检查各道工序，详细记录。发现的问题，若属机组方面的问题，须速通知制造厂。
3.3安装前，应具备必要的技术文件、资料、工具、起吊支撑设备及其他辅助材料。
3.4在装卸、起吊、安放零件时，请不要碰坏加工表面或使零件永久变形。对重要零件或配合面，更需小心，如转轮、主轴、轴瓦等。
3.5安装场地须清洁，开箱时须清点全部零件。检查有无缺件，有无伤痕、锈迹，并须全部清洗，即时处理，归类排放，妥善保管。
3.6应按照制造厂提出的有关规定和零部件图纸中心标记， 进行安装。
3.7浇灌第一期混凝土，可参照机组布置图，预留出各埋入件，包括地脚螺栓的孔穴，其中心必须精确测出，作好标记，使预埋的零件安装时能确保中心线水平度的准确性。
3.8蜗壳的安装，其中心高程，水平度和法兰面（与前盖、底板、轴承、主轴、（包括发电机转子），飞轮等零部件安装时，应以调整好的蜗壳为基准，检查主轴水平度时，要研刮轴瓦，注意主轴和蜗壳的同轴度，垂直度及二轴承的受力均匀。转轮安装固紧后，须旋转主轴，调整上冠、下环与前、后护板间的间隙以达到有关规定要求，绝不允许有磨擦、碰撞现象。最后再装上接管、尾水弯管、轴承盖等零部件。
3.9导水机构部分在厂内已与蜗壳预装在一起，电站安装前须详细检查配合处密封及间隙是否乎要求，零件有无短缺、松动等。
3.10主轴密封和导叶轴安装时，开始均不宜压得太紧，待运行后，如有漏水情况再进行调整。
3.12各管路联接时须密封，不应有渗漏。露出厂房地面部分， 要分别装设短管管接，以便拆卸。并须按有关规定将油、水管分别涂上不同颜色，便于检修、维护。
3.13尾水管坑、阀门坑等，电站可自行装设盖板拦杆，使厂房内布置美观、整洁。
4卧轴混流式水轮机组运行中常见问题
4.1机组运行时产生强烈冲击声，噪音或振动，转轮振动超过规范值
4.2正常水位下导叶条调节器不能不能正常调节，负荷不能达到额定值
4.3推力轴承、导轴承温度异常升高
5解决卧轴混流式水轮机组运行中常见问题的方法
5.1机组运行时产生强烈冲击声，噪音或振动，转轮振动超过规范值时，定是异物通过引水流道进入水轮机过流部件，造成过流紊乱进而引起振动。需要立即停机，做好防范措施后打开蜗壳，检查转轮、固定导叶、活动导叶等部位，将异物取出，为安全起见，需要更进一步检查引水通道、拦污栅等是否损坏。
5.2卧轴混流式水轮机组水轮机由导叶开度调节机组负荷，导叶由调速器给予驱动力，调速器经推拉杆驱动控制环使连接在控制环上导叶拐臂做定向运动，带动导叶进行开关从而调节负荷。调速器驱动力通常通过油压装置给予，在正常工况下，调速器驱动力完全满足导叶灵活开关，但在运行维护中因调速器推拉杆、控制环滑动部位、导叶拐臂等处未进行润滑干摩擦将会导致调速器驱动力不能满足进而不能对导叶调节，因此运行过程中需要定期对其相应传动部位进行润滑保养，同时保证相应部位的清洁。
5.3卧轴机组轴承型式多采用油润滑分瓣可调轴承，轴瓦材料多采用巴氏合金，正常情况下巴氏合金允许运行温度在70℃以下，而推力轴瓦多采用弹性塑料材质，允许运行温度在65℃以下，当运行中温度不断上升临近允许温度并无稳定迹象时，应检查冷却器供水是否正常，瓦内循环水管是否堵塞。通过轴承注油孔、观测孔等观察各瓦面油循环是否通畅。若冷却器供水异常、瓦内循环水管堵塞应立即处理。若各瓦面油循环不通畅，需要停机进行瓦解体检查处理。
6结束语
混流卧轴式水轮发电机组在国内应用不太广泛，在运行中所遇其他机型的共性，也有起其独特的运行特性，涉及到此类机型的电站，需要提高运行值班人员、维护检修人员职责素质，做好设备的维修保养工作，经常以老带新的方法，让有经验的运行检修师傅多带徒弟，及时发现、解决运行中出现的问题，为设备良好运行提供有力保障。
论文作者:饶中山
论文发表刊物:《电力设备》2018年第10期
论文发表时间:2018/7/26
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