水利水电施工组织设计专项方案模块5-3 - 水轮机、水泵及辅助设备

目 录

水轮机、水泵/水轮机及辅助设备安装 ................................................................................................................... 3

第一节 概述 ..................................................................................................................................................... 3

1.水轮机的型式及代号 .......................................................................................................................... 3 2.水轮机的比转速 .................................................................................................................................. 4 3.水轮机、水泵/水轮机及辅助设备安装工程特点 ............................................................................ 4 4.中国水轮机发展现状 .......................................................................................................................... 4 第二节 水轮机、水泵/水轮机设备及其起重、运输 .................................................................................... 5

1. 简述 .................................................................................................................................................... 5 2.国内外部分水电站水轮机、水泵/水轮机主要参数 ........................................................................ 6 3.国内部分水电站调速器的特性参数 .................................................................................................. 6 4.国内部分水电站油压装置特性参数 .................................................................................................. 6 5.国内外部分水电站进水阀型式及主要参数 ...................................................................................... 6 6.水轮机、水泵/水轮机重量估算 ( 图解法 ) .................................................................................. 7 7.水轮机、水泵/水轮机设备的起重、运输 ...................................................................................... 14

7.1水轮机、水泵/水轮机安装对设备的起重和运输一般要求 .............................................. 14 7.2 转轮翻转方法 ....................................................................................................................... 14 7.3 水轮机主轴竖立 ................................................................................................................... 14 7.4 水轮机转轮连轴后整体吊运 ............................................................................................... 14

第三节 水轮机、水泵/水轮机的安装 .......................................................................................................... 16

1.简述.................................................................................................................................................... 16 2.水轮机、水泵/水轮机一般安装程序 .............................................................................................. 16 3.调速系统安装程序 ............................................................................................................................ 32

3.1水轮机调速器系统的基本任务及其功能特点 .................................................................... 32 3.2调速器分类及其结构原理 .................................................................................................... 33 3.3水轮机调速系统安装程序 .................................................................................................... 33 3.4调速系统调试程序 ................................................................................................................ 33 4.特殊安装程序及施工 ........................................................................................................................ 40

4.1蜗壳工地水压试验 ................................................................................................................ 40 4.2 水轮机转轮现场焊接 ........................................................................................................... 44 实例之一：小浪底电站水轮机座环现场加工 ........................................................................... 57 实例之二：三峡左岸电厂基础环、座环现场机加工与导水机构预装 ................................... 59 实例之三：三峡水利枢纽左岸厂房蜗壳现场制造焊接 ........................................................... 63 实例之四：小浪底电站水轮机转轮现场焊接 ........................................................................... 64 实例之五：小浪底电站水轮机筒形阀安装 ............................................................................... 66 5 水轮机、水泵/水轮机安装综合进度 .............................................................................................. 68

5.1水轮机、水泵/水轮机埋设部件安装工期 .......................................................................... 68 5.2水轮机、水泵/水轮机安装工期 .......................................................................................... 69 6.水轮机、水泵/水轮机安装劳动力配备 .......................................................................................... 71 7.专用安装机具设备 ............................................................................................................................ 74 8.水轮机、水泵/水轮机安装的质量控制 .......................................................................................... 75

8.1质量控制依据 ........................................................................................................................ 75

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8.2焊接质量控制要点 ................................................................................................................ 75 8.3设备安装质量控制要点 ........................................................................................................ 76

第四节 辅助设备安装 ................................................................................................................................... 76

1.简述.................................................................................................................................................... 76 2.辅助设备安装的工程范围 ................................................................................................................ 76

2.1油、气、水系统 .................................................................................................................... 76 2.2水力量测系统 ........................................................................................................................ 78 2.3进水阀 ................................................................................................................................... 78 2.4通风空调系统 ........................................................................................................................ 80 3辅机设备安装 ..................................................................................................................................... 80

3.1配管作业场地的布置和要求 ................................................................................................ 80 3.2辅助设备及管路安装 ............................................................................................................ 82 4.辅助设备安装进度 ............................................................................................................................ 86

4.1辅助设备安装与主机安装和土建施工的配合 .................................................................... 86 4.2辅助设备安装工期 ................................................................................................................ 87 5.辅助设备安装劳动力配备 ................................................................................................................ 88 6.辅助设备安装专用机具设备 ............................................................................................................ 88

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水轮机、水泵/水轮机及辅助设备安装

第一节 概述

水轮机是将水能转换成机械能的水力机械。水流由上游水库经过压力引水管、进水阀、蜗壳、导水机构引入转轮，然后经尾水管排至下游。水能经转轮转换成旋转机械能，通过主轴传递到发电机转换为电能。

水泵/水轮机则由系统向发电/电动机供电，带动水泵/水轮机以水泵工况运行，向上库抽水。 1.水轮机的型式及代号

水轮机按其水流作用原理和结构特征，可分为反击式水轮机和冲击式水轮机。 我国反击式水轮机型号由三部分组成，其表示方法如图3-1-1。

第 一 部 分

第 二 部 分

第三部分

水轮机型式及代号 混 流 式 HL 斜 流 式 XL 轴流转桨式 ZZ 轴流定桨式 ZD 贯流转桨式 GZ 贯流定桨式 GD 转轮型号（用比转速表示） 主轴布置形式 立 轴 L 卧 轴 W 引 水 室 特 征 金 属 蜗 壳 J 砼 蜗 壳 H 灯 泡 式 P 明 槽 式 M 罐 式 G 竖 井 式 S 虹 吸 式 X 轴 伸 式 Z 转轮标称直径 D1 (cm)

图3-1-1 反击式水轮机型号表示法

我国冲击式水轮机的型号如图3-1-2所示：

一根轴上转轮数量

水 轮机型式 转 轮 型 号 主轴布置形式 转轮标称直径 (cm) 每个转轮的喷咀数 设计射流直径 (cm)

图3-1-2 冲击式水轮机型号表示法

随着抽水蓄能电站的兴建和发展，出现了可逆式水轮机。常见的水泵/水轮机有混流式、斜流式和轴流式。其机型代号的表示法是在同类水轮机型代号前加“N”。

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2.水轮机的比转速

比转速ns：在1m水头下产生1kW功率的水轮机转速（n）。 ns ＝ 5 （m. kW），N—功率，马力。

nNH4目前哈尔滨电机厂和东方电机厂推荐混流式水轮机比转速与水头的关系式分别为： 哈尔滨： ns＝ （m. kW）， r —额定水头，m。 H

47406Hr?108.5东方厂： ns= （m. kW），H max —最大水头，m。

现代水轮机的设计比转速范围

轴流式水轮机 ns= 450～1000 斜流式水轮机 ns=250～500 混流式水轮机 ns= 50～300 水斗式水轮机(单喷咀) ns= 10～35

3.水轮机、水泵/水轮机及辅助设备安装工程特点

水轮机、水泵/水轮机及辅助设备安装是水电站机电安装工程中的重要环节，因此，在编制施工组织设计时，合理安排施工进度，制定切实可行的施工方案，加强施工质量管理，将对降低工程造价、如期或提前发挥效益起着重要作用。其主要施工特点如下：

1.3.1水轮机埋件为隐蔽工程，设备都在复杂水力条件下运行，直接关系电站的安全，因此对施工质量控制及其检查手段要求特别严格。

1.3.2安装工程与土建混凝土及建筑装修施工存在大量交叉、平行作业，内部也存在多

工种、多工序间的交叉、平行、流水作业。因此，与土建部门协调好施工程序，综合平衡，合理组织各工种、工序间有条不紊地作业是加快进度的有效措施。

1.3.3水轮机大件运输、吊装方案涉及到设计、制造、土建施工及运输通道等诸多因素。特别是水轮机埋件安装，大多是在厂房桥机尚未形成条件下进行。因此，详细了解和研究各方面的情况，制定出合理的运输、吊装方案是施工的关键。

1.3.5水轮机的大部分设备需在工地进行组装、加工或焊接，完成最后的制造工序。

因此，应充分了解设计及制造方案，以及制造厂提供的专用工器具，必要时提出协商、修改意见。 1.3.6应对不断出现的新技术、新工艺、新设备、新材料进行深入了解、研究和试验， 并及时对施工人员进行技能培训。

4.中国水轮机发展现状

我国水资源居世界首位,其蕴藏量为6.76亿KW，可开发量为3.78亿KW。

80年代开始，水电建设进入了大发展时期，先后建成了鲁布革、乌江渡、白山、龙羊峡、大化及葛洲坝水电站，水轮机单机容量从150MW到300MW。

90年代，我国水电建设步入了快速发展时期，岩滩、漫湾、广州抽水蓄能一期、隔河岩、水口电站相

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50000Hmax?100继投产，并陆续建成了五强溪、天生桥一、二级、李家峡、二滩等大型水电站，水轮机单机容量从200MW、400MW到550MW。

90年代，我国抽水蓄能电站的建设取得了重大突破，潘家口、十三陵、天荒坪、广蓄一期和二期等抽水蓄能电站相继投产。最大可逆式水轮机的单机容量达300MW。

随着科学技术的进步和引进新的机制，国内已先后研制和合作生产出一批高水头、大容量、高比速、高效率、高稳定性的水轮机组。水轮机造价逐步降低，质量不断提高，施工工期大大缩短。我国水轮机的设计制造和安装施工已日益接近世界先进水平。国外单机容量500～700MW混流式机组已投运近70台，我国四川二滩水电站1999年已投运6台550MW混流式机组，目前正在安装的三峡电站26台700MW水轮机组已于2003年起陆续投入运行，成为当今世界装机容量最大的水电站；目前世界单机容量最大的轴流转浆式水轮机是我国水口电站的7台200MW机组；世界贯流式机组最大单机是日本的只见电站，容量达65.8MW，我国目前在建最大的灯泡贯流式机组达到45MW（湖南洪江）；我国最大的冲击式机组为37.5MW（云南以礼河）；世界最大可逆式机组为日本的神流川电站，单机容量为457MW，而最高水泵/水轮机的水头和扬程达955m。我国广蓄一、二期共装机8×300MW，其最大水头/最大扬程为549.8m/541.8m。

“十五”期间，水电建设除大力抓紧三峡工程建设外，计划重点开发黄河上游、长江中上游及其干支流、红水河、澜沧江和乌江流域，开工建设红水河龙滩（6300MW）、澜沧江小湾（4200MW）、清江水布垭（1600MW）、黄河上游公伯陕（1500MW）、沅江三板溪（1000MW）、金沙江溪洛渡（12000MW）和向家坝（6000MW）、大渡河瀑布沟（3300MW）等一批调节性能好、水能指标优越的大型和巨型水电站，因地制宜开发一大批中小型水电站。为增加电网调峰能力，将同期建设浙江桐柏（1200MW）、江苏宜兴（1000MW）、安徽响水涧（1000MW）和琅琊山（600MW）、山东泰安（1000MW）、辽宁蒲石河（1200MW）、河北张河湾（1000MW）、山西西龙池（1200MW）、北京板桥峪（1200MW）、内蒙呼和浩特（1200MW）、黑龙江荒沟（1200MW）等抽水蓄能电站。我国水轮机和水泵/水轮机技术的发展也将随着这一大批水电站和抽水花能电站的建设有新的跨越和提高。

第二节 水轮机、水泵/水轮机设备及其起重、运输

1. 简述

混流式水轮机应用最为普遍，其设备结构简单、运行可靠，适用H=30～700m水头范围（见图3-3-1）。设备由埋入部分、导水机构和转动部分组成。埋入部分包括埋设于混凝土中的蜗壳、座环、基础环、机坑里衬和尾水管里衬等部件。导水机构含底环、顶盖、活动导叶、导叶套筒、拐臂、连杆及控制环等部件，导叶操作机构较多采用一对平行接力器（装在接力器里衬内），通过控制环控制导叶开度，调节流量，以很小的能量损失沿圆周均匀进入转轮。为了便于布置，有的采用单个导叶接力器或环形接力器。转动部分由转轮、主轴、轴承装配和密封装配等组成。为减少容积损失及轴向水推力，转轮上设有止漏环和减压装置。大型混流式水轮机的座环、顶盖和转轮广泛采用分瓣工地组合焊接结构，其过流面上装有抗磨板。

轴流式水轮机利用的水头较低，轴流转桨式水轮机适用于水头H=30～80m。轴流式水轮机与混流式水轮机比较，结构上最明显的差别是转轮，其次是导叶高度。轴流式转轮上叶片数较少（４～８片）。轴流定桨式转轮结构简单，叶片和转轮通过整铸、机械把合或焊接成整体。转桨式转轮叶片随负荷变化与导水

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机构导叶协调联动，叶片的操作机构置于转轮体内，由转轮接力器驱动控制。接力器的布置形式很多，常见的是装在转轮体叶片上部。轴流式水轮机的导叶高度较混流式高，操作机构与混流式类似，由于轴流式水轮机过流量较大，因此导叶接力器及其行程均较大。

斜流式水轮机的结构及尺寸介于混流式与轴流式之间，适用水头H=40～120m。埋件部分（蜗壳、座环）、导水机构、主轴及轴承等与混流式水轮机基本相同。主要差别在于转轮叶片中心线与水轮机中心线成一定角度（45°～60°），形成锥形布置。

贯流式水轮机是一种卧式轴流水轮机。目前，全贯流式很少采用，而普遍采用半贯流式灯泡机组，适用水头一般在25m以下。其埋件有尾水管里衬、转轮室、外导环、座环、基础环等，由于埋件横向布置，埋件要有足够刚度，外周需布置纵、横向加强筋。导水机构的导叶与机组中心线成60°角，采用轴向导水机构，其支撑部件有内、外导环。导叶套筒及轴套类似于混流式导叶套筒及轴套。同轴流式水轮机相似，转轮叶片可以设计成定桨或转桨，转桨式导叶的操作机构装在转轮体内。转动部分的转轮和大轴为悬臂结构，由水轮机和发电机的卧式轴承支承，或由水轮机轴承和行星齿轮的轴承支承。

水斗式水轮机适用于H=300～1700m高水头运行的冲击式水轮机，容量较大，有立式、卧式、单转轮、多转轮、单喷嘴、多喷嘴等多种结构型式。大型水斗式水轮机多采用多喷嘴结构，转轮由斗叶和轮毂通过整铸、机械把合或焊接成整体。与反击式水轮机的区别在于流量依靠喷管上的针阀调节，他由喷嘴口、喷嘴压环、喷针体、喷针头、喷针杆和接力器等组成。目前大中型水斗式水轮机广泛采用直流式喷管，接力器位于喷管的灯泡体内，用弹簧平衡轴向水推力。

水轮机、水泵/水轮机设备从制造厂运至工地成套设备库作暂时保管，然后按施工顺序和机组编号分件运到施工现场进行组装。安装承包商将承担成套设备在工地的起重、运输，按合同要求也可承担设备保管任务，包括设备卸货、检查验收（应有业主、监理和厂家代表一道在现场验货）、分类登记入库、维护保管、发放和二次装运。承包商应制定详细的设备起重、运输和保管方案，配备必要的起重运输设备和手段，主要设备的特殊吊装方案应通过事前研究，编写施工技术、安全措施，报监理批准后实施。设备仓储应加强维护和保卫，应做好设备防雨、防潮、防火、防盗、防变形。厂房桥机在正式吊装重件设备前应通过负荷试验及最终验收。

2.国内外部分水电站水轮机、水泵/水轮机主要参数 2.1 国内外部分水电站典型水轮机特性参数（见表3-2-1）

2.2 国内外部分抽水蓄能电站典型水泵/水轮机特性参数（见表3-2-2） 3.国内部分水电站调速器的特性参数

3.1 国内部分水电站机械调速器特性参数（见表3-2-3）

3.2 国内部分水电站电液调速器机械柜及其电气装置特性参数（分别见表3-2-4、3-2-5） 4.国内部分水电站油压装置特性参数

（见表3-2-6）

5.国内外部分水电站进水阀型式及主要参数

5.1 球阀：国内部分水电站球阀主要参数（见表3-2-7） 5.2 蝶阀：国内部分水电站蝶阀主要参数（见表3-2-8）

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5.3 筒形阀：国内外部分水电站筒形阀主要参数（见表3-2-9） 6.水轮机、水泵/水轮机重量估算 ( 图解法 ) 6.1水轮机、水泵/水轮机转轮重量估算

转桨式和混流式水轮机、水泵/水轮机转轮重量估算曲线可查看图3-2-1。对于分半转轮应再增加10%。 6.2 水轮机、水泵/水轮机整体重量估算

水轮机、水泵/水轮机整体重量指不包括调速器、油压装置和其他辅助设备的水轮机整体重量。 转桨式和混流式水轮机/水泵水轮机总重量估算曲线可查看图3-2-2。 水斗式水轮机总重量可粗略地按每千瓦出力6～10公斤估算。

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图3-2-1 水轮机、水泵/水轮机转轮重量估算曲线

⑴ 混流式转轮（HSJ小于200m）；或转桨式转轮，叶片数Z1=7～8；⑵ 混流式转轮（HSJ≥200m）；或转桨式转轮，叶片数Z1=5～6；； ⑶ 转桨式转轮，叶片数Z1=3～4

图3-2-2水轮机、水泵/水轮机总重量估算曲线 ⑴ 混流式铸造蜗壳或H＞150m； ⑵ 混流式焊接蜗壳或H≤150m； ⑶ 转桨式，Z1=6～8； ⑷ 转桨式，Z1=3～5

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表3-2-1 国内外部分水电站典型水轮机特性参数表

电站名称 序号 水轮机型号 水轮机 出力 （MW） 水 轮 机 基 本 参 数 设计水头 （m） 部 件 重 量 (t) 轴 向 水推力（kN） 13700 6500 8200 8080 25200 4500 15100 28000 25000 1019 1000 1200 主轴 转轮 蜗壳或 埋件 180 120 174 403 80 584 667 560 521 200 1550 总重 调速系统 调速器 型号 DT-150 DT-150 WDT-150-40 JDT-150 DT-100 DTL595-SCU10-20 JDST-200-40 JDST-200A-40 MIPRE600 LV26b DIGIPD1500 轴承结构 轴瓦 结构 分块瓦 筒式瓦 分块瓦 橡胶瓦 分块瓦 筒式瓦 分块瓦 分块瓦 分块瓦 筒式瓦 筒式瓦 分块瓦 润滑方式 稀油 稀油 稀油 水润滑 稀油 稀油 稀油 稀油 稀油 稀油 稀油 稀油 （m3/s） 设计 流量转速 (rpm) 飞逸转速 (rpm) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 龙羊峡 刘家峡 漫 湾 白 山 小浪底 碧 口 盐 滩 葛洲坝 葛洲坝 二 滩 鲁布革 三 峡 依太普（巴西） 古里（委内瑞拉） 大古力（美国） 萨扬舒申斯克 （俄罗斯） HLD06A-LJ-600 HLD001-LJ-550 HLD85-LJ-550 HL200-LJ-550 法兰西斯式 HLD001-LJ-550 HLA-LJ-800 ZZ560-LH-1130 ZZ500-LH-1020 HL181-LJ-660 法兰西斯式 法兰西斯式 法兰西斯式 法兰西斯式 法兰西斯式 法兰西斯式 326.32 250 255.1 306 306 102.6 302.5 176 129 582 172 700 700 610 700/600 640 122 100 89 112. 112 73 59.4 18.6 18.6 165 312 80.6 118.4 130 86.9 194 298 259 321 307 296 160 580 1130 825 367 53.5 991.8 125 125 125 125 107.1 150 75 54.6 62.5 142.8 333.3 75 90.9/92.3 112.5 85.7/72 142.8 256 250 250 260 244 310 145 125 140 275 560 150 170 215 158/131 280 47.0 41.0 50.2 47.0 43.4 23.0 87.0 102.0 90 150 110 115 102 129 44.5 295 468 421 120 31.0 407 315 136 408/453 156 1000 650 867 654 1049 310 2440 2100 1650 1150 367 2988 2371 3000/2767 注：表格中空白处有待补充数据（下同）

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表3-2-2 国内外部分抽水蓄能电站典型水泵/水轮机特性参数表

电 站 名 称 项 目 广蓄一期 水 轮 机 型 号 转轮直径（mm） 最小/最大水头(m） 水轮机工况 设计流量 (m3/s) 额定转速 (rpm) 飞逸转速 (rpm) 旋转方向 水轮机出力(MW) 轴向水推力( kN) 最小/最大扬程(m） 水泵额定转速(rpm) 工旋转方向 况 电动机功率(MW) 部件重量 主轴（t） 转轮（t） 蜗壳或埋件（t） 总重（t） 326/308.9 27.6 29.6 196 486 双微机PID 调速系统 调速器型号 电液调速器 326.0/308.9 23.70 28.10 195.00 508 可编程PLC 电液调速器 336 28.2 26.8 192 478 TC210型数字式电液调速器 WBDT-150型微机步进式调速器 90/96 438 同轴型电 液调速器 逆时针 逆时针 逆时针 逆时针 逆时针 500 500 500 125/142.8 500 设计流量 (m3/s) 3919/2410 496/535.7 68.73 500 700 顺时针 306 2100 514.4/550 52.75/60 广蓄二期 天荒坪 潘家口 日本葛野川 立轴、单级、可逆法兰西斯式 3865/2090 509.6/549.8 72.5（最大） 500 725 顺时针 352（最大） 6191 509.6/541.8 57.4 4030/2045 526.5/610.2 67.7 500 680 顺时针 306 570 57.7 5600 70 145 125 顺时针 90 77 104/120 728 500 750 顺时针 412 10200 714/779 轴瓦结构 轴瓦结构 润滑方式 筒形瓦 稀 油 分块瓦 稀 油 筒形瓦 稀 油 筒形瓦 稀 油 分块瓦 稀 油 10

表3-2-3 国内外部分电站机械调速器特性参数表

型 号 最大工作油压 (Mpa) 2.5 缓 冲 强 度 (%) 0～140 缓冲时间常数 (s) 0～20 0～20 以上 0～20 接力器全关闭时间 (s) 2～10 残留不均衡度 (%) 0～8 变速机构工作范围 (%) +10～-15 调速器或 飞摆灵敏度 (mm/100) 0.4 主 配 压 阀 直 径 (mm) 100 150 100 150 40 最大行程 (mm) ±25 外形尺寸 长×宽×高 (mm) 800×800×1900 800×800×1910 1180×2100×2460 重 量 （t） 1.86 2.0 3.0 3.5 T—100 T—150 ST—100 ST—150 CT—40 2.5 0～140 2～8 0～8 +10～-15 0.4 ±25 2.5 0～43 2～8 0～8 +10～-15 0.4 ±16

表3—4 国内外部分电站电液调速器机械柜*特性参数表

最大工作油压 (Mpa) 主 配 压 阀 直 最大径 行程 (mm) (mm) 100 150 100 150 150 ±25 直流操作电压 (v) 直流保护电压 (v) 220 （48） 220 （48） 220 （48） 永磁机供 电 电 压 (v) 110 50Hz 110 (50Hz) 110 回复轴的最 大转 角 电液转换器输入 工作电流 (mA) 协 联 机 构 最大行程 (mm) 凸轮 轴向 滚轮 轴向 最大行程 (mm) 外形尺寸 长×宽×高 (mm) 重 量 （t） 型 号 DT—100 DT—150 DST—100 DST—150 JDST—150 2.5 220 220 220 60° 0～8 1500×1200×1350 1700×1500×1550 1400×2000×2000 1350 2.5 ±25 60° 0～8 110 50 270° 2300 2.5 ±16 60° 0～8 110 50 270° 3000 *主要生产厂家有：哈尔滨电机厂、东方电机厂、天津水电控制设备厂、江西水电设备厂。

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表3-2-5 国内电液调速器电气装置

额定交流电压（v） 型 号 永磁 供电 厂用电 静 态 灵 敏 度 负荷阻抗2kΩ (ma/Hz) 705 8.5 ±0.5Hz 范围非 线性度 ≯1% 过渡过程时间常数 (s) 频率整定范围 单机 （Hz） 并网 （Hz） 残留不均衡度 缓冲时间常数 空载 (s) 并网 (s) 缓冲强度（%） 外形尺寸 长×宽×高 (mm) 重量 （kg） 空载 并网 ZDT (ZDTA) 110 220 48 ≯0.05 42～52 49～51 0～10% 0～30 0～10 0～60 0～60 804×550×2360 250 表3-2-6 国内部分电站油压装置特性参数表 压 力 油 罐 型 号 容 积 （m3） 1.0 1.6 2.5 4.0 8.0 10.0 外径 (mm) 930 930 1132 1336 1848 1848 总 高 (mm) 2457 3397 3654 4160 4150 4925 净 重 (kg) 1185 1600 2270 2820 5500 6500 容 积 （m3） 2.5 2.5 4.0 4.0 8.0 10.0 回 油 箱 油 泵 型 号 LY—3.0 LY—3.0 LY—5.8 LY—5.8 LY—10 LY—10 输油量 （l/s） 3.0 3.0 5.8 5.8 10.0 10.0 电机型号 功率 （kW） 13 13 30 30 55 55 电压 (v) 220/380 220/380 220/380 220/380 220/380 220/380 长×宽×高 (mm) 1916×1900×890 1916×1900×890 1916×1900×1440 1916×1900×1440 2560×2800×1440 2560×2800×1750 净重 （t） 2.03 2.03 3.61 3.61 5.80 6.50 总 量 （t） YS—1.0 YS—1.6 YS—2.5 YS—4 YS—8 YS—10 JO252—2 JO252—2 JO272—2 JO272—2 JO291—4 JO291—4 3.2 3.6 5.9 8.0 10.0 10.0 12

表3-2-7 国内部分电站球阀主要参数表

型 号 外形尺寸 D×H×B (mm) 安装工程量 (t) 阀体 2.4 15.3 37.0 80.0 120.0 操作机构 0.65 2.52 10.0 20.0 30.0

Φ240×500mm套筒式接力器 一个Φ500mm摇摆式接力器 Φ600mm/Φ2000mm环形接力器 二个Φ600mm摇摆式接力器 二个Φ700mm摇摆式接力器 操 作 机 构 型 式 QF400-WC-50 QF200-WY-100 QF400-WY-160 QF400-WY-2000 QF400-WY-2400 Φ1050×450×800 Φ2140×1100×2050 Φ3180×1620×2430 Φ3970×2020×3040 Φ4650×2360×3640 表3-2-8 国内部分电站蝶阀主要参数表

型 号 外形尺寸 D×H×B (mm) Φ1210×470×800 Φ1820×700×800 Φ2900×800×1200 Φ3110×945×1200 Φ3770×1750×1200 Φ4490×2000×1400 Φ6520×2700×1500 安装工程量 (t) 操 作 机 构 型 式 阀体 1.2 4.0 18.3 16.0 18.0 71.0 140.0 操作机构 0.6 0.9 7.3 5.5 4.0 10.0 20.0

手动齿轮机构 电动操作机构 Φ550×900mm环形接力器 二个Φ500×775mm套筒式接力器 一个Φ500×775mm套筒式接力器 二个Φ650×1415mm摇摆式接力器 二个Φ850×1555mm摇摆式接力器 DF40-LS-100 DF125-WD-125 DF150-LY-250 DF64-LY-280 DF65-LY-340 DF125-WY-400 DF120-WY-600 表3-2-9 国内外部分电站筒型阀主要参数表

电站名 阀体内筒体 径 壁厚 （mm） （mm） Φ5210 Φ7214 Φ7697 Φ8100 Φ8000 Φ7214 Φ9510 120 108 120 145 127 120 340 筒体 高度 （mm） 1500 1450 1815 1710 1460 1550 860 筒体重量 (t) 23.7 28.3 41.9 55.0 37.2 33.6 70.0 操 作 机 构 型 式 石泉扩机工程 漫湾电站 大朝山电站 小浪底电站 加拿大LA GRANDE 葡萄牙 TORRAO 前苏联 罗贡电站 6个液压直缸接力器及链轮链条同步机构 6个Φ320液压直缸接力器及链轮链条同步机构 6个Φ320液压直缸接力器及链轮链条同步机构 5套Φ320液压直缸接力器及PLC智能同步机构 液压直缸接力器及链轮链条同步机构 13

7.水轮机、水泵/水轮机设备的起重、运输

水轮机、水泵/水轮机组设备从制造厂运到电站工地的成套设备库作短暂保管，然后按机组编号和安装顺序，分件陆续运到施工现场进行安装。

7.1水轮机、水泵/水轮机安装对设备的起重和运输一般要求

(1) 对起重设备的要求。大型水轮机、水泵/水轮机组设备的起重吊装，均由厂房桥式起重机完成。其额定起重量一般为满足发电机最重部件（转子装配和平衡梁）的吊装要求，因此可以满足水轮机部件的起重负荷。为了满足大型部件的翻身，完成水轮机部件的吊装就位，适应不同的安装要求，桥机最好具备双吊钩和不同的起吊速度，并配有不同的吊具。

电站装机超过4台时，建议采用二台起重量相同的桥机，以便提高安装的机动性，加快安装进度。装机超过10台时，为满足多台机组同时安装和检修，厂房宜采用双层布置多台桥机形式，如葛洲坝大江电厂和长江三峡电站左岸厂房均采用双层布置型式。三峡电站左岸厂房装机14台，上层布置二台2×1250KN/500KN桥机，下层布置二台12000KN/1250KN桥机。

⑵ 吊装应保证安装工程连续进行。设备吊装顺序需根据安装工序和施工场地确定。在机组安装期间应按照周、月、年度作出运输、吊装计划。

⑶ 统一保管机组设备的专用吊装工具。大型水轮机组采用的专用吊装工具有水轮机大轴吊具、转轮吊具、转轮与大轴组合件吊具等。

⑷ 按规定的安全技术措施进行设备运输、吊装。主要设备的特殊吊装工作，必须事先制定运输、吊装方案和安全措施。

7.2 转轮翻转方法

（工艺过程见图3-2-3）。

7.3 水轮机主轴竖立

（工艺过程见图3-2-4）。巨型机组大轴在下法兰底部两侧装设临时转向弧形板，使操作更稳妥。

7.4 水轮机转轮连轴后整体吊运

（工艺过程见图3-2-5）。

图3-2-3转轮翻转

⑴ 卸扣； ⑵ 钢丝绳 ⑶ 方木； ⑷ 吊环； ⑸ 转轮

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图3-2-5水轮机转轮联轴吊运 ⑴ 吊具； ⑵ 水轮机主轴； ⑶ 转轮

图3-2-4水轮机主轴竖立

⑴ 钢丝吊绳； ⑵ 吊具 ⑶ 水轮机主轴； ⑷ 方木

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第三节 水轮机、水泵/水轮机的安装

1.简述

水轮机、水泵/水轮机安装一般分埋件安装、大件拼装、部件预装及正式安装等步骤。其安装程序随土建进度、设备结构及场地布置的不同而变化。在实施中，埋件安装应尽量与土建施工合理协调穿叉，部件预装和正式安装应与发电机安装平行交叉作业，充分利用电站现有的场地及施工设备，合理安排安装进度，以最短的直线工期将组装好的部件顺序吊入机坑进行安装，实现预期目标。

2.水轮机、水泵/水轮机一般安装程序 3.2.1 混流式水轮机结构及其安装程序

混流式水轮机结构见图3-3-1和图3-3-2。安装程序见图3-3-3和图3-3-4。 3.2.2轴流转浆式水轮机结构及其安装程序

轴流转浆式水轮机结构见图3-3-5，安装程序见图3-3-6。 3.2.3斜流式水轮机结构及其安装程序

斜流式水轮机结构见图3-3-7，安装程序见图3-3-8。 3.2.4灯泡贯流式水轮机结构及其安装程序

灯泡贯流式水轮机结构见图3-3-9，安装程序见图3-3-10。 3.2.5冲击式水轮机结构及其安装程序

横轴冲击式水轮机结构见图3-3-11，安装程序见图3-3-12； 竖轴冲击式水轮机结构见图3-3-13，安装程序见图3-3-14。 3.2.6水泵/水轮机结构及其安装程序

水泵/水轮机结构见图3-3-15，安装程序见图3-3-16。

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图3-3-1混流式水轮机结构

⑴蜗壳 ⑵座环 ⑶导叶 ⑷转轮 ⑸止漏环 ⑹导叶端面密封⑺导叶传动机构 ⑻顶盖 ⑼吸力式真空破坏阀 ⑽检修密封⑾轴承密封 ⑿主轴 ⒀水导轴承冷却器 ⒁导轴承 ⒂接力器⒃尾水管里衬 ⒄补气短管

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图3-3-2混流式水轮机结构（二滩水电站机型）

⑴蜗壳 ⑵座环 ⑶导叶 ⑷转轮 ⑸导叶传动机构⑹顶盖 ⑺密封 ⑻水导轴承 ⑼主轴 ⑽接力器 ⑾尾水管里衬

⑿补气装置 ⒀检修吊车

尾水管里衬拼装 涡壳环节拼焊 机坑里衬拼焊 导水机构零部件清扫组合 分瓣转轮组焊、加工、静平衡 主轴与转轮联接 发电机安装 机组轴线检查 厂房基础砼浇筑 尾水管里衬安装 尾水管里衬砼浇筑，形成座环支墩 基础环和座环安装 涡壳挂装与焊接 机坑里衬与接力器里衬安装 浇涡壳中心线以下砼浇水轮机层砼 浇发电机层砼 机坑清扫测定研磨 导水机构预装 水轮机大件吊装 进水阀安装调试 导叶传动系统安装 主轴密封与水导轴承安装 附属设备安装 机组试运行 图3-3-3 混流式水轮机安装程序

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尾水管里衬拼装 厂房基础砼浇筑 尾水管里衬安装 尾水管里衬、座环、 蜗壳支墩混凝土浇筑 座环、基础环安装

基础环、座环拼装 蜗壳拼装 蜗壳挂装与焊接 机坑里衬、接力器里衬、 油、水、气埋管安装 蜗壳水压试验 蜗壳保压浇筑水机层砼 转轮焊缝热处理 发电机层混凝土浇筑 机坑清扫测定 座环、基础环平面机加工 导水机构予装

分瓣转轮组焊 转轮加工 转轮静平衡试验 主轴、转轮联接 泄水锥予安装 转轮与主轴吊入机坑 导水机构正式安装 发电机安装 机组联轴与轴线调整 主轴密封、导轴承安装 辅助设备及管路安装 启动试运行 图3-3-4 混流式水轮机安装程序（二滩水电站机型）

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图3-3-5转浆式水轮机结构

1.尾水锥管 2.底环 3.导叶 4.座环 5.蜗壳 6.顶盖 7.支持盖 8.控制环9.接力器 10.导叶传动机构 11.套筒密封 12.真空破坏阀 13.主轴 14.导轴承 15.冷却器 16.主轴密封 17.检修密封 18.转轮接力器19.转轮 20.基础环 21.转轮室

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