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大型軸伸貫流式水輪發(fā)電機(jī)組的設(shè)計(jì)與開發(fā)韓敏，羅中華（四川東風(fēng)電機(jī)廠有限公司，四川樂山614802（大型軸伸貫流式水輪發(fā)電機(jī)組的設(shè)計(jì)思路、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等。表1部分己投運(yùn)的電站和機(jī)型電站名稱臺(tái)水概述大型軸伸貫流式水輪發(fā)電機(jī)組是東風(fēng)電機(jī)公司開發(fā)的一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能優(yōu)良、安裝維護(hù)方便的機(jī)型，它適用于低水頭、大流量電站的裝機(jī)，一般使用水頭在2.5~18m，直徑等級(jí)在！1"3m以及單機(jī)額定出力"=5MW以下的機(jī)組。該機(jī)型發(fā)電機(jī)移出燈泡體，露在水輪機(jī)外，還可采用各種形式的增速裝置。由于可采用常規(guī)發(fā)電機(jī)，中小型機(jī)組經(jīng)濟(jì)性顯著。在中小型水力資源的開發(fā)中，軸伸貫流比燈泡貫流投資少、經(jīng)濟(jì)性好，在安裝、使用、維修、保養(yǎng)上比燈泡貫流方便，在性能方面也和燈泡貫流機(jī)接近。下表列出了東風(fēng)電機(jī)公司已投入運(yùn)行的部分該類機(jī)型及典型電站。 總體布置軸伸貫流水輪機(jī)組，水流從進(jìn)水管引入，經(jīng)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)輪、尾水管排至尾水渠道。轉(zhuǎn)輪室后的肘管成s型，水輪機(jī)主軸從肘管中水平穿過后通過增速器與常規(guī)發(fā)電機(jī)聯(lián)結(jié)。水輪發(fā)電機(jī)組設(shè)2導(dǎo)1推共3個(gè)軸承，其中水輪機(jī)側(cè)設(shè)有2個(gè)軸承。水輪機(jī)徑向軸承布置于固定支座內(nèi)，徑向推力軸承布置于肘管密封座與增速器間的廠房地板上；發(fā)電機(jī)的徑向軸承布置于轉(zhuǎn)子的下游側(cè)。發(fā)電機(jī)和水輪機(jī)軸承共用一個(gè)供油系統(tǒng)，集中供油。為保證機(jī)組的運(yùn)行穩(wěn)定，發(fā)電機(jī)機(jī)坑底部距流道有足夠的距離。 軸伸貫流水輪機(jī)是水平軸向布置的，沒有蝸殼，流道也是軸向的，水流平行于水輪機(jī)軸流向轉(zhuǎn)輪，可以把導(dǎo)水機(jī)構(gòu)布置在靠近轉(zhuǎn)輪葉片的位置上，從而充分控制轉(zhuǎn)輪入口處的水流條件，使轉(zhuǎn)輪具有更佳的抗氣蝕性能。導(dǎo)水機(jī)構(gòu)采用錐形布置，16只導(dǎo)葉成圓錐狀布置在內(nèi)外配水環(huán)之間，其錐角為65考慮機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性，進(jìn)水管的座環(huán)與尾水管大部分埋入混凝土中。水輪機(jī)進(jìn)水管頂部開有方形孔，以供裝卸燈泡體內(nèi)工件時(shí)使用。對(duì)于流道內(nèi)的水輪機(jī)部分設(shè)有4根固定支柱，其中上支柱是油、氣、水管路的入口，下支柱是排水管、排油管的出口，并且水輪機(jī)流道內(nèi)的零部件重量以及動(dòng)載荷通過固定支柱傳遞到基礎(chǔ)上。調(diào)速器與油壓裝置分開布置，設(shè)置于水輪機(jī)上游側(cè)，通過操作油管、反饋鋼絲繩與水輪機(jī)的導(dǎo)水機(jī)構(gòu)相連。軸承高位油箱布置在距機(jī)組中心線8~10m的副廠房?jī)?nèi)，回油箱及增速器的液壓站布置于水輪機(jī)機(jī)坑內(nèi)。總體布置見圖。 水輪機(jī)主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)3.1轉(zhuǎn)輪及主軸軸伸貫流水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪參數(shù)選擇與燈泡貫流式轉(zhuǎn)輪不同。例如葉柵稠密度1/！值的大小，是影響單位轉(zhuǎn)速、單位流量的重要因素。選擇較小的1/！ 值，轉(zhuǎn)輪就具有大的過流能力和高的單位轉(zhuǎn)速。然而型尾水管限制過大的流量通過，因1/！值過小，水流能量轉(zhuǎn)換不充分引起水力效率下降。因此，軸伸貫流水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪采用周邊較小的1/！值，而靠近輪轂處采用較大的1/！值，葉片平均稠密度也較大，葉片進(jìn)出水邊均為曲線。除此之外，葉片相對(duì)的扭角較燈泡轉(zhuǎn)輪稍小，這樣選擇參數(shù)設(shè)計(jì)出的轉(zhuǎn)輪具有優(yōu)良的能量和氣蝕特性。 對(duì)于轉(zhuǎn)槳式軸伸貫流式水輪機(jī)，其轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)槳機(jī)構(gòu)為帶操作架的直連桿機(jī)構(gòu)。槳葉回復(fù)機(jī)構(gòu)設(shè)在受油器上，通過扇形板和鋼絲繩將機(jī)械運(yùn)動(dòng)輸出。 轉(zhuǎn)輪葉片的密封采用多層％“橡膠。為便于轉(zhuǎn)輪安裝，轉(zhuǎn)輪泄水錐分為上下兩部分。轉(zhuǎn)槳式軸伸貫流式水輪機(jī)支撐方式與定槳式相同，均為兩支點(diǎn)支撐。由于主軸長(zhǎng)、跨距大，為增加主軸剛度，減輕主軸重量，主軸采用空心鍛件，或采用厚壁無縫鋼管、焊接法蘭結(jié)構(gòu)。根據(jù)軸伸貫流式水輪機(jī)的特點(diǎn)，其支撐位置、主軸直徑和內(nèi)孔尺寸應(yīng)經(jīng)多方案優(yōu)選而定。 軸伸貫流式水輪機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速低，與小機(jī)組相比，尺寸大、重量重，故要求水輪機(jī)拆裝時(shí)不移動(dòng)發(fā)電機(jī)。為此，在兩軸之間設(shè)置分半過渡法蘭，就能很方便地單獨(dú)拆裝、維護(hù)水輪機(jī)或發(fā)電機(jī)。 軸伸貫流式水輪機(jī)主軸特長(zhǎng)，其主軸、轉(zhuǎn)輪的安裝是一個(gè)重要問題。絕大部分的軸伸貫流式水輪機(jī)主軸從肘管出軸處拉出，這會(huì)增加廠房的寬度，同時(shí)要移動(dòng)增速器、推力軸承、發(fā)電機(jī)等。也有采用轉(zhuǎn)輪室、直錐管、肘管按軸線水平分開的，這樣雖然解決了主軸的吊裝問題，但又增加了機(jī)殼的安裝麻煩，提高了機(jī)組的制造成本。于是，采取轉(zhuǎn)輪室、直錐管進(jìn)行分半，伸縮節(jié)設(shè)在直錐管與肘管之間。水輪機(jī)主軸與發(fā)電機(jī)大軸之間設(shè)分半過渡法蘭，在拆卸轉(zhuǎn)輪及主軸時(shí)，可以不移動(dòng)其它部件而達(dá)到拆卸目的，主軸及轉(zhuǎn)輪可以直接從分半轉(zhuǎn)輪室、分半直錐管處吊裝。 導(dǎo)水機(jī)構(gòu)導(dǎo)葉采用整體鑄鋼，二支點(diǎn)結(jié)構(gòu)。導(dǎo)葉翼型為空間扭曲型線，上、下軸承均采用自潤(rùn)滑材料軸承。導(dǎo)葉軸頭密封處可采用熱套不銹鋼或鍍鉻保護(hù)的措施，以防銹蝕影響密封圈的性能。為了便于安裝，導(dǎo)葉短軸設(shè)在導(dǎo)葉內(nèi)環(huán)上，與導(dǎo)葉內(nèi)環(huán)軸孔配合。導(dǎo)葉密封采用“型加型密封。導(dǎo)葉軸與導(dǎo)葉臂采用圓柱銷分半鍵傳遞轉(zhuǎn)矩。導(dǎo)葉上、下端面間隙的調(diào)整是通過導(dǎo)葉軸端的螺栓及調(diào)整墊環(huán)厚度來實(shí)現(xiàn)的，在關(guān)閉狀態(tài)下其端面總間隙為0.81.8mm，立面局部間隙在1/4導(dǎo)葉高度范圍小于0.15mm，這個(gè)要求既能保證漏水量小，又能保證機(jī)構(gòu)的運(yùn)作靈活。16個(gè)導(dǎo)葉分別裝有剪斷銷及剪斷銷信號(hào)器，當(dāng)導(dǎo)葉之間有異物時(shí)剪斷銷剪斷并發(fā)出信號(hào)，以保護(hù)其它零件不受損害。由于貫流式機(jī)組的導(dǎo)水機(jī)構(gòu)呈錐形布置，連板的運(yùn)行是空間立體運(yùn)動(dòng)，剪斷銷的受力復(fù)雜，有剪切力，還有一定的扭矩，很容易發(fā)生剪斷。因此，連板及剪斷銷的設(shè)計(jì)是一個(gè)重點(diǎn)。 導(dǎo)葉立面采用金屬密封，頭尾部可根據(jù)需要在密合面堆焊不銹鋼。用金屬密封作為立面密封，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單方便，加工制作能完全保證密封的嚴(yán)密性，同時(shí)貫流機(jī)組水頭低、滲漏不大，金屬密封形式也便于導(dǎo)水機(jī)構(gòu)的安裝與調(diào)整。 隨著新材料的應(yīng)用，在導(dǎo)葉密封面噴涂防腐、耐磨的復(fù)合密封材料也在增多，有著良好的發(fā)展前景。 導(dǎo)葉外環(huán)外殼斜向均布著16個(gè)搭子孔，用以裝設(shè)導(dǎo)葉的上支點(diǎn)。導(dǎo)葉外環(huán)為薄殼焊接件，剛性差，為了增大導(dǎo)水機(jī)構(gòu)的整體剛度，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上適當(dāng)?shù)夭贾铆h(huán)向或縱向筋板是必要的。但為解決整體吊裝的變形給安裝帶來的麻煩，設(shè)計(jì)專用的整體吊裝和翻身定位支撐工具則更為重要。 控制環(huán)為滾動(dòng)摩擦環(huán)軸承結(jié)構(gòu)。在控制環(huán)的滑動(dòng)面上設(shè)有鋼球，鋼球之間裝有尼龍隔球柱，可減少鋼球之間的摩擦，使控制環(huán)具有小的摩擦力矩，保證控制環(huán)動(dòng)作靈活。 導(dǎo)水機(jī)構(gòu)設(shè)有控制擺式接力器�？刂骗h(huán)大耳孔與接力器推拉桿相連，小孔與導(dǎo)葉連板的叉頭鉸接。另外，控制環(huán)上還設(shè)有裝回復(fù)鋼絲的圓槽。控制環(huán)在接力器的作用下作圓周往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)連板，連板再將操作力傳遞給與之鉸接的導(dǎo)葉臂，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)導(dǎo)葉的控制。另外，在空間導(dǎo)水機(jī)構(gòu)傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)和力學(xué)分析的基礎(chǔ)上，控制環(huán)采用了單耳孔、單導(dǎo)葉接力器的結(jié)構(gòu)，這種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，布置清晰，安裝調(diào)試方便。機(jī)組停機(jī)時(shí)，需對(duì)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)進(jìn)行鎖錠，該功能由接力器實(shí)現(xiàn)。鎖錠有兩方面的內(nèi)容，即從原理上對(duì)控制油管路進(jìn)行鎖錠和從機(jī)構(gòu)上對(duì)接力器推拉桿進(jìn)行硬鎖錠。接力器設(shè)計(jì)時(shí)無自動(dòng)鎖錠，只在導(dǎo)葉全關(guān)位置設(shè)有人工鎖錠，這是一道十分可靠的防護(hù)措施。進(jìn)入軸承內(nèi)，軸承裝有軸承壓蓋及密封銅片。軸承壓蓋裝有油杯，通過定期加注潤(rùn)滑油，以保證連板拐臂動(dòng)作靈活。采用關(guān)節(jié)軸承，使連扳球鉸具有一定的自調(diào)心作用，可對(duì)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)在制造、安裝過程中產(chǎn)生的偏差進(jìn)行一定的補(bǔ)償。 工地安裝時(shí)，導(dǎo)水機(jī)構(gòu)應(yīng)整體吊裝。整體吊裝前，應(yīng)將導(dǎo)葉全部置于全關(guān)位置，然后用拉筋將相鄰兩導(dǎo)葉互相搭焊，這樣16只導(dǎo)葉形成一個(gè)整體的支撐環(huán)，具有足夠的剛度。 主軸密封主軸密封共3道，第1道為梳齒密封，第2道為水壓活塞式工作密封，第3道為檢修密封。 梳齒密封主要起降壓和防止大顆粒雜質(zhì)進(jìn)入，對(duì)第2道密封起保護(hù)減量作用。為減小磨損，梳齒密封采用不銹鋼材料制成。 工作密封采用水壓活塞式密封，密封環(huán)采用性能好的中硬橡膠。特點(diǎn)：可儲(chǔ)存潤(rùn)滑水，利于接觸面潤(rùn)滑；凹槽式儲(chǔ)水保證通水孔不會(huì)因磨損而堵塞；密封活塞上布置大小合適的進(jìn)水孔，以使活塞上腔與內(nèi)腔形成適量的壓差；使壽命長(zhǎng)，安裝、調(diào)整、維護(hù)方便。設(shè)計(jì)、加工時(shí)為控制漏水量，凹槽及導(dǎo)向孔、進(jìn)水孔尺寸應(yīng)嚴(yán)格控制。對(duì)于多泥沙水電站，使用活塞式端面橡膠密封應(yīng)注意密封水壓一定要大于漏水壓力。為了保證活塞自由運(yùn)動(dòng)，在安裝時(shí)，應(yīng)使活塞與活塞體之間有0.05mm間隙。 停機(jī)檢修密封根據(jù)機(jī)組的大小分別采用填料密封或空氣圍帶密封。采用填料密封時(shí)，填料為發(fā)辮編織式聚四氟乙烯浸漬碳纖維填料，它由多股碳纖維絲呈人字形編織而成，斷面呈方形。其特點(diǎn)是：松軟，容易浸漬潤(rùn)滑劑，對(duì)軸的振動(dòng)和偏心有浮動(dòng)彈性，致密性好，能滿足主軸密封對(duì)填料的性能要求。同時(shí)與之相對(duì)應(yīng)，轉(zhuǎn)軸的粗糙度要高，這樣摩擦損失就小，通常密封面的粗糖度應(yīng)高于3.2pm，軸表面有足夠的硬度，并能長(zhǎng)時(shí)間維持這種粗糙度，采用噴涂或堆焊不銹鋼可以滿足此要求。采用空氣圍帶，在機(jī)組正常時(shí)，圍帶不充壓縮空氣呈自由狀態(tài)，與小軸圓柱面有1.52. 0mm的間隙；停機(jī)時(shí)，圍帶充以0.50.7MPa的壓縮空氣，膨脹抱住小軸密封面，起到密封作用�？諝鈬鷰е辉跈C(jī)組停機(jī)時(shí)使用，因此對(duì)軸的要求要低些。 19連板球鉸采用了標(biāo)準(zhǔn)關(guān)節(jié)）軸承。為：防止灰塵等shing�。ú⑼ㄟ^離心力作用甩入尾水罩/內(nèi)重力作用下bookmark2主軸密封是控制漏水量而不是絕對(duì)封水，為了確保密封的安全可靠，須對(duì)漏出的水作有效處理。因此在檢修密封位置之后，設(shè)計(jì)時(shí)在轉(zhuǎn)動(dòng)部分設(shè)置甩水環(huán)，尾水罩上設(shè)集水管，甩水環(huán)將漏出的水封通過尾水罩上的采水管排出。通過采用以上措施，可以有效防止主軸密封漏水進(jìn)入水輪機(jī)導(dǎo)軸承。 增速器低水頭電站采不采用增速器，直接影響到電機(jī)的造價(jià)。如廣東陽江雙捷電站1000kW40極的發(fā)電機(jī)和1000kW8極的發(fā)電機(jī)價(jià)格之比近3倍，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過水輪機(jī)價(jià)格，如果采用增速器后1000kW8極的發(fā)電機(jī)的總價(jià)也不超過1000kW40極的發(fā)電機(jī)價(jià)的一半，有利于低水頭水力資源開發(fā)投資的積極性。所以，為了提高發(fā)電機(jī)的單機(jī)容量，縮小體積，降低成本，應(yīng)當(dāng)優(yōu)先采用加增速器方案。在帶增速器的機(jī)組中，增速比及所傳遞的功率較大。東風(fēng)電機(jī)公司設(shè)計(jì)的軸伸貫流水輪機(jī)組常采用行星齒輪增速器。該增速器的增速比一般較大，采用獨(dú)立的供油系統(tǒng)，發(fā)電機(jī)與增速器采用柱銷聯(lián)軸器聯(lián)接。以柱銷聯(lián)軸器取代以往的齒輪聯(lián)軸器，可以有效減小噪音，改善運(yùn)行環(huán)境。 為消除行星齒輪增速器傳動(dòng)時(shí)的力矩波動(dòng)，與之相配的聯(lián)軸器為柱銷聯(lián)軸器。由于柱銷與柱銷孔為間隙配合，且柱銷富有彈性，它允許兩軸在徑向有0.150.25mm的位移量，在軸向有0.53mm的位移量，從而可獲得補(bǔ)償兩軸相對(duì)位移和緩沖力矩波動(dòng)的性能。柱銷在傳遞力矩時(shí)會(huì)發(fā)生彈性變形，從而產(chǎn)生附加的軸向推力，且其軸向位移量較大。為防止軸向竄動(dòng)對(duì)徑向瓦的影響，支撐附加的軸向推力，發(fā)電機(jī)的前軸承須采用止推徑向軸承結(jié)構(gòu)。 軸承及供油系統(tǒng)軸承的設(shè)計(jì)，主要是根據(jù)機(jī)組載荷、速度的大小及方向來考慮。對(duì)軸伸貫水輪發(fā)電機(jī)而言，由于發(fā)電機(jī)與水輪機(jī)有通過增速器、柱銷聯(lián)軸器聯(lián)接和剛性直聯(lián)兩種方式，相應(yīng)地軸承的布置也有所不同。 發(fā)電機(jī)與水輪機(jī)通過行星齒輪增速器、柱銷聯(lián)軸器聯(lián)接該方式下，水機(jī)側(cè)設(shè)置2付徑向瓦以支撐水機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)部件的重量，1付正、反推力瓦，以支撐正、反水推力；發(fā)電機(jī)側(cè)設(shè)置2付徑向瓦以支撐發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)部件的重量及單邊磁拉力。考慮到柱銷聯(lián)軸器中的尼龍柱銷在傳遞力矩時(shí)會(huì)產(chǎn)生一定的變形，從而產(chǎn)生附加的軸向力，需在發(fā)電機(jī)側(cè)前徑向軸承中設(shè)置止推結(jié)構(gòu)。 發(fā)電機(jī)與水輪機(jī)剛性直聯(lián)該方式下，水機(jī)側(cè)設(shè)置1付徑向瓦以支撐水機(jī)瓦，以支撐正、反水推力，2付徑向瓦以支撐發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)部件的重量及單邊磁拉力。 潤(rùn)滑參數(shù)的確定由于軸伸貫流機(jī)組轉(zhuǎn)速較低、軸系較長(zhǎng)、負(fù)荷較大、軸系變形較大、軸頸周速較低-通常在35m/S），軸承潤(rùn)滑設(shè)計(jì)的困難在于油楔效應(yīng)差，油膜自身動(dòng)壓能力低。機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的最小油膜厚度小，啟停機(jī)時(shí)油膜不易形成。按有關(guān)資料介紹，軸頸周速小于10m/s，宜考慮采用動(dòng)靜壓復(fù)合軸承，即在啟動(dòng)和停機(jī)過程中，當(dāng)轉(zhuǎn)速在額定轉(zhuǎn)速的60%以下時(shí)，投入靜壓油，而正常運(yùn)行時(shí)則依靠動(dòng)壓潤(rùn)滑。這樣須在供油系統(tǒng)中提供靜壓供油管路，從而使管路復(fù)雜，裝置的可靠性較差。為此在潤(rùn)滑計(jì)算時(shí)注意了軸承結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)潤(rùn)滑參數(shù)的影響，如適當(dāng)增大軸頸以增大軸頸周速，同時(shí)通過對(duì)軸承的一些基本參數(shù)如相對(duì)間隙！、單位比壓！、周向偏心e、徑向偏心"、長(zhǎng)寬比1/、填充系數(shù)等的最佳匹配，采用合理的支撐結(jié)構(gòu)，在許多機(jī)型上取消了靜壓油減載裝置�，F(xiàn)在已基本掌握了同類機(jī)型最小油膜厚度的計(jì)算值與實(shí)際值之間的關(guān)系。當(dāng)然，在有些機(jī)組的設(shè)計(jì)中，即使采取了必要的措施后，最小油膜厚度的設(shè)計(jì)值仍達(dá)不到所需的安全倍數(shù)，則宜采用動(dòng)靜壓復(fù)合軸承。 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)由于機(jī)組軸線長(zhǎng)達(dá)10余米，軸承自重較常規(guī)臥式機(jī)組重許多，導(dǎo)致安裝后軸承撓度較大，運(yùn)行時(shí)軸承位置較靜態(tài)時(shí)有顯著變化。因此，軸承支撐位置、載荷、軸承的PV值選擇及機(jī)組的封油、封水結(jié)構(gòu)等應(yīng)作為一個(gè)整體來重點(diǎn)統(tǒng)籌考慮。 水輪機(jī)導(dǎo)軸承采用具有球形支承面的外循環(huán)油潤(rùn)滑滑動(dòng)軸承。軸承由軸瓦和軸承體兩部分構(gòu)成，分半結(jié)構(gòu)。在軸承體外設(shè)有前后油盆，軸承體下部的球面，與軸承座的球面相互配合在一起。軸承座安裝在導(dǎo)水機(jī)構(gòu)內(nèi)環(huán)的法蘭上。由于機(jī)組在不同的運(yùn)行工況下，其主軸的撓度及旋轉(zhuǎn)的偏心值不同，故該軸承在球面的作用下可以進(jìn)行自調(diào)整，從而保證主軸軸頸與軸瓦的間隙，使機(jī)組運(yùn)行安全可靠。考慮到導(dǎo)水機(jī)構(gòu)等在重力作用下的變形、安裝后軸承在轉(zhuǎn)動(dòng)部分作用下要下沉，設(shè)計(jì)時(shí)將其安裝位置略微抬高，并可加墊片。同時(shí)將水輪機(jī)導(dǎo)軸承端蓋與轉(zhuǎn)軸的間隙在保證封水的情況下，作適當(dāng)?shù)姆糯筇幚怼?p> <轉(zhuǎn)動(dòng)泫件的重量；發(fā)電機(jī)側(cè)設(shè)置iltHMshing考慮其抗壓及吸振的能力。h徑向軸瓦采用球面支撐bookmark3軸瓦支座對(duì)其各工作面有較高的形位公差要求。考慮到該結(jié)構(gòu)件主要承受擠壓力，材料的選用方式，以適用于軸系撓度大的要求。在有些機(jī)組中，如上壩電站，還首次采用了厚薄瓦結(jié)構(gòu)，以方便加工和檢修。 推力瓦塊與軸瓦支座間宜做到既能使瓦塊擺動(dòng)靈活，又要能限制其過度擺動(dòng)，為此應(yīng)注意推力瓦塊與軸瓦支座周向、徑向及背部間的配合關(guān)系并考慮較重推力瓦塊自重對(duì)擺動(dòng)的影響。推力盤工作表面粗糙度不宜小于0.8！，對(duì)其平面度垂直度等形位公差有較高要求。推力盤通常采用與軸通過鍵聯(lián)結(jié)的結(jié)構(gòu)方式。鍵用于傳遞力矩，其大小宜按有關(guān)資料計(jì)算后選用，推力盤與軸宜采用小過盈的配合關(guān)系。 供油系統(tǒng)軸伸貫流機(jī)組的潤(rùn)滑冷卻系統(tǒng)一般采用外循環(huán)結(jié)構(gòu)，即發(fā)電機(jī)和水輪機(jī)軸承共用一個(gè)供油系統(tǒng)，集中供油；采用動(dòng)靜壓復(fù)合軸承的供油系統(tǒng)中還設(shè)有一個(gè)靜壓油減載裝置，在開停機(jī)過程中為軸承提供靜壓油。 3.5.5.1低壓油系統(tǒng)設(shè)計(jì)低壓油系統(tǒng)由軸承高位油箱、軸承回油箱、軸承供油泵、油冷卻器、液壓操作閥和流量調(diào)節(jié)器等組成。潤(rùn)滑油的循環(huán)油路為軸承高位油箱導(dǎo)軸承、推力軸承回油箱油泵油冷卻器軸承高位油箱。軸承供油采用齒輪泵。由油泵輸出的潤(rùn)滑油通過濾油器、油冷卻器后進(jìn)入軸承高位油箱。高位油箱中的油經(jīng)過液壓操作閥分別經(jīng)流量調(diào)節(jié)器后向各個(gè)軸供油。濾油器、油冷卻器各設(shè)2只，并聯(lián)方式布置。在設(shè)計(jì)時(shí)油冷卻器其容量留有足夠的余量，當(dāng)一只油冷卻器短時(shí)間退出使用時(shí)，機(jī)組仍可繼續(xù)運(yùn)行。濾油器、油冷卻器的進(jìn)出邊都設(shè)有閘閥，以便檢修時(shí)使用。油冷卻器的冷卻水由技術(shù)供水提供。軸承的實(shí)際供油可通過流量調(diào)節(jié)器根據(jù)機(jī)組允許作調(diào)整。水導(dǎo)、發(fā)導(dǎo)和推力軸承的回油管設(shè)置在靠近回油箱處，設(shè)有3只擋板式流量信號(hào)器。 該形式流量信號(hào)器可在潤(rùn)滑油未充滿管徑的情況下較精準(zhǔn)地測(cè)出軸承流量，以保證軸承供油量。 3.5.5.2高位軸承潤(rùn)滑油箱設(shè)計(jì)高位軸承潤(rùn)滑油箱的容積應(yīng)有足夠的余量，在油泵停止供油后，保證機(jī)組能夠安全運(yùn)行。 高位油箱多余部分的潤(rùn)滑油經(jīng)過溢油管排回回油箱，溢流管的管徑設(shè)計(jì)應(yīng)等于進(jìn)油管，以保證溢油順暢。從回油箱輸入的油具有很高的壓力，為防止油箱的油面涌浪現(xiàn)象，設(shè)計(jì)時(shí)可把油管一直伸到油箱底或直接從油箱底部進(jìn)油等方式，確保油系統(tǒng)件，以監(jiān)測(cè)油箱的油位。 3.5.5.3回油箱設(shè)計(jì)油箱容積的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足高位軸承油箱、軸承油室、管路、正常運(yùn)行放空后的容積之和。油箱上設(shè)有油位信號(hào)器、油混水信號(hào)器等自動(dòng)化元件�；赜拖渖系囊何恍盘�(hào)器在其液位降至最低點(diǎn)時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。 電磁設(shè)計(jì)機(jī)座號(hào)的確定轉(zhuǎn)速低，極數(shù)多的電機(jī)一般希望有較大的鐵芯外徑，以便選用較多的定子槽數(shù)，這樣將使發(fā)電機(jī)具有高而短的外形。由于臥軸安裝，通過機(jī)座兩側(cè)腳板用螺栓緊固，在機(jī)組突然短路時(shí)，作用在機(jī)座頂部的力的力臂較長(zhǎng)，將產(chǎn)生較大的顛覆力矩；同時(shí)由于高而短的外形，將使發(fā)電機(jī)的強(qiáng)度和徑向剛度變差。因定子機(jī)座對(duì)定子鐵芯的限制，定子鐵芯在自重、單邊磁拉力、受熱膨漲等因素的影響下而不能自由運(yùn)動(dòng)，將使鐵芯沖片受壓。若徑向分力大于鐵芯沖片的片間摩擦力，會(huì)引起發(fā)電機(jī)鐵芯內(nèi)圓產(chǎn)生較大的變形，從而形成較大的氣隙橢圓度，氣隙形狀隨之發(fā)生改變，增大發(fā)電機(jī)輸出電壓中的諧波分量，降低發(fā)電機(jī)的發(fā)電品質(zhì)。但過小的鐵芯外徑將導(dǎo)致轉(zhuǎn)子散熱困難。因此，在確定電磁方案時(shí)，需對(duì)機(jī)座號(hào)進(jìn)行審慎地選擇，在確定定子鐵芯的具體結(jié)構(gòu)時(shí)，如沖片的搭接方式、鐵芯的疊壓方式等也要對(duì)這一因素的影響進(jìn)行充分的考慮。 空氣隙的確定由于轉(zhuǎn)速低、極數(shù)多，同時(shí)機(jī)座號(hào)的選擇受到限制，使發(fā)電機(jī)的極距小，磁極系統(tǒng)的漏磁增大，電抗較常規(guī)電機(jī)大，磁極鐵芯的極身磁密較高，所需勵(lì)磁安匝較多，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子散熱困難。這樣，需減小空氣隙的取值，而空氣隙的最小值又受到安裝的方便性、機(jī)組運(yùn)行的安全性的制約，所以，在選擇空氣隙時(shí)，既要考慮機(jī)組在最大飛逸時(shí)轉(zhuǎn)子的彈性變形，又要考慮到定子鐵芯自重、單邊磁拉力、受熱膨漲等因素的影響下在鐵芯內(nèi)圓產(chǎn)生的橢圓度。 空氣隙的取值一般較最佳電氣隙大，這樣，較常規(guī)機(jī)組而言，電抗大些，短路比大些，轉(zhuǎn)子的發(fā)熱因子高些，但是，可以保證機(jī)組運(yùn)行的安全性及降低發(fā)電機(jī)輸出電壓中的諧波分量。 發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的穩(wěn)定-性。且油箱上設(shè)有i油位信3靠自動(dòng)化元hing安裝基礎(chǔ)時(shí)，須考慮到到這一因素的影響。在剛性直bookmark4軸伸貫流式水輪發(fā)電機(jī)一般放置在微彎的過流道上，由于水力關(guān)系，流道中性線至軸系中心線間的距離受水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪直徑的限制，在設(shè)計(jì)發(fā)電機(jī)的聯(lián)機(jī)組中，發(fā)電機(jī)的基礎(chǔ)不能按常規(guī)臥式水輪發(fā)電機(jī)的方式設(shè)計(jì)，一般須跨流道布置發(fā)電機(jī)的基礎(chǔ)螺栓，地板尺寸很大，常采用大小地板用螺栓把合的結(jié)構(gòu)。 發(fā)電機(jī)通風(fēng)系統(tǒng)常采用管道式通風(fēng)冷卻。由于發(fā)電機(jī)位于流道的正上方，其底部通常不能放置通風(fēng)管，而改為頂部出風(fēng)，抽風(fēng)機(jī)置于風(fēng)管穿墻孔內(nèi)。由于發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速低，運(yùn)行時(shí)提供的風(fēng)壓及風(fēng)量均較小，且極間距較小，過風(fēng)面較窄流阻較大，風(fēng)壓降較常規(guī)機(jī)組大許多。為保證發(fā)電機(jī)散熱對(duì)風(fēng)量及風(fēng)速的要求，風(fēng)路流道設(shè)計(jì)應(yīng)盡量暢通，不留死角，防止局部放置增大風(fēng)阻的零部件，如極間連線宜引至磁軛端面而不放置于風(fēng)路上；適當(dāng)增大風(fēng)葉尺寸、角度，以增加風(fēng)動(dòng)壓頭；流道過渡部應(yīng)圓滑，減小尖角等。除此之外，宜選用具有較高壓頭及較大風(fēng)量的風(fēng)機(jī)。 結(jié)語軸伸貫流機(jī)組具有比轉(zhuǎn)速高、過流量大及水力效率高、投資少等特點(diǎn)，是開發(fā)低水頭水力資源的良好機(jī)型。目前，我國的低水頭水力資源的開發(fā)正蓬勃發(fā)展，對(duì)選用的低水頭軸伸貫流機(jī)組的性能、外觀、可靠性等諸方面提出了更高的要求。東風(fēng)電機(jī)公司將把握住加入WTO、西部大開發(fā)和水電大發(fā)展的良機(jī)，繼續(xù)加大技術(shù)開發(fā)和創(chuàng)新的力度，從品種、單機(jī)容量、機(jī)組效率和運(yùn)行可靠性著手，進(jìn)一步提高產(chǎn)品水平。 韓敏1972―），男，1991年畢業(yè)于成都科技大學(xué)，現(xiàn)從事水輪機(jī)及進(jìn)水閥設(shè)計(jì)工作，工程師。 上接第133頁）
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