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水轮机基本技术条件
水轮机基本技术条件
Fundamentaltechnicalrequirementsforhydraulicturbines
GB/T15468—1995
目次
1主题内容与适用范围2引用标准3术语、符号4技术要求5技术保证6供货范围和备品备件7资料与图纸8检验与验收9铭牌、标志、包装、运输及保管10安装、运行与维护附录A反击式水轮机效率修正公式(补充件)附录B水轮机设备的仪表(补充件)
附录C水轮机备品备件表(补充件)
附加说明
1主题内容与适用范围本标准为水轮机产品的基本标准,规定了水轮机产品的技术要求与保证、设备供货范围与备品备件、检验与验收、包装、运输及保管、安装、运行和维护等方面的基本要求,是水轮机产品的设计、制造的依据。
可供水轮机招标、订货、签订合同条款或技术协议使用。
本标准适用于容量为10MW及以上、转轮直径为1m及以上的混流式、斜流式水轮机以及转轮直径为2m及以上的轴流式水轮机,还适用于容量为10MW及以上的冲击式水轮机。
尺寸及容量小于上述条件的可逆式、贯流式水轮机可参照使用。
当水轮机产品的性能、结构、运行等方面超出本标准时,按供需双方签订的技术条款或技术协议的规定执行。
2引用标准
GB191—90包装储运图示标志
GB/T2423.4-93电工电子产品基本环境试验现程试验Db:
交变湿热试验方法
GB2537-81汽轮机油
GB8564—88水轮发电机组安装技术规范
GB7233—87铸钢件超声探伤及质量评级标准
GB9444-88铸钢件磁粉探伤及质量评级方法
GB11805-89大中型水电机组自动化元件及其系统基本技术条件
GB/T15469-1995反击式水轮机空蚀评定
JB3160-82水轮机通流部件技术条件
3术语、符号
3.1水位
3.1.1正常蓄水位nomalpoollevel(Zx)
指水库在正常运行的情况下满足设计兴利要求,在开始供水时应蓄到的高水位。
3.1.2死水位deadwaterlevel(Zs)
指在正常运行的情况下,允许水库消落的最低水位。
3.9.4额定比转速ratedspecificspeed(nsr)水轮机按额定工况计算得出的比转速。
3.9.5设计比转速designspecificspeed(nsd)
水轮机按最优工况计算得出的比转速。
3.9.6飞逸转速runawayspeed(nR)
当甩去全部负荷,水轮机轴端负荷力矩为零时的最高稳态转速。
3.10气蚀磨损
3.10.1气蚀Cavitation
在流道中水流局部压力下降到临界压力(一般接近汽化压力)时水流中出现的气核成长、积聚、流动、溃灭、分裂现象的总称。
3.10.2气蚀损坏cavitationerosion
气蚀汽泡溃灭或分裂时,造成的材料损坏。
3.10.3磨损wear
含沙水流对水轮机通流部件表面所造成的材料损失。
3.10.4磨蚀abrasion
在含沙水流条件下水轮机通流部件表面受气蚀和泥沙磨损联合作用所造成的材料损失。
3.10.5临界气蚀系数criticalcavitationfactor(σm)
按水轮机模型试验规程用能量法确定的气蚀系数。
3.10.6装置气蚀系数Plantcavitationfactor(σz)
电站确定水轮机安装高程所采用的气蚀系数,σz=kσm。
3.10.7吸出高度suctionheight(Hs)
水轮机规定的基准面至设计尾水位的高度。
3.10.8排出高度dischargeheight(Hp)
竖轴冲击式为转轮节圆平面到设计尾水位的高度;横轴冲击式为转轮节圆直径最低点到设计尾水位的高度。
3.10.9安装高程settingelevation
水轮机基准点的海拔高程,竖轴反击式水轮机的基准点,指导叶中心高程;竖轴冲击式水轮机指喷嘴中心高程;横轴水轮机的基准点为主轴中心高程。
3.11水轮机试验
3.11.1模型试验modeltest
为预测原型水轮机性能而利用模型水轮机进行的试验。
3.11.2模型验收试验modelaccetancetest
为验证模型水轮机各项性能,以达到验收目的的一种试验。
3.11.3综合特性曲线hilldiagram
绘在以单位转速和单位流量为纵横坐标系统内,表示几何相似水轮机的性能(如开度、效率、气蚀、压力脉动等)的一组等值曲线。
3.11.4运转特性曲线Performancecurve
绘在以水头和输出功率为纵横坐标系统内,表示在某一转轮直径和额定转速下,原型水轮机的性能(如效率、吸出高度、压力脉动、出力限制线等)的一组等值曲线。
3.12水轮机技术保证turbinetechnicalguaranteevalue
制造厂对水轮机的技术性能指标值必须达到的保证限值。
4技术要求4.1水轮机的设计、制造应根据水电站的特点和基本参数优选水轮机的型式和主要参数,并保证水轮机安全可靠运行和获得最佳的经济效益。
4.2水轮机的设计必须考虑到水电站厂房布置的要求以及与水轮发电机、调速器、进水阀等的相互关系。
4.3水轮机产品的技术条款应包括下列内容:
4.3.1水电站参数:
最大水头(m);
最小水头(m);
加权平均水头(m);
非常蓄水位(m);
正常蓄水位(m);
最低蓄水位(m);
尾水位和流量关系曲线;
最高尾水位(m);
最低尾水位(m);
设计尾水位(m);
过机水质:
包括含沙量、粒径分析、矿物成份分析、水中含气量、PH值、水温等;
气象条件:
包括多年平均气温、极端最高气温、极端最低气温、多年平均相对湿度等;
运行特点及要求;
引水系统参数;
装机容量和台数;
水轮机安装高程(m)。
4.3.2水轮机基本参数:
型式和装置方式;
型号;
额定水头(m);
设计水头(m);
最大水头(m);
最小水头(m);
额定功率(kw、MW);
额定转速(r/min);
额定流量(m3/s)
飞逸转速(r/min);
额定比转速(m·kW制);
最优效率时的功率(kw、MW);
最大功率(kW、MW);
转轮公称直径D1或D2(mm);
额定效率(%);
加权平均效率(%);
最高效率(%);
射流直径(mm);
每个转轮的喷嘴数;
发电机发出最大功率时的最小水头(m);
发电机发出最大功率时的最大流量(m3/s);
允许吸出高度(m);
装置气蚀系数;
排出高度(m);
水轮机估算总质量(kg、t)。
4.3.3水轮机运行特性曲线。
4.3.4技术保证值(详见第5章)。
4.3.5水轮机配套的调速器、油压装置、自动化系统及进水阀的规格和要求。
4.3.6水轮机各主要部件的结构和材料说明。
4.3.7水轮机各大件的控制尺寸、质量和运输尺寸。
4.3.8其他技术要求。
4.4水轮机效率修正
4.4.1原型反击式水轮机效率修正按合同规定。
若未规定则由供需双方商定选用附录A中的公式进行修正。
4.4.2冲击式水轮机的效率应不低于其模型水轮机的效率。
当原型水轮机的喷嘴数多于模型喷嘴数时,可对效率进行修正,修正值由用户与制造厂商定。
4.5水轮机通流部件应符合JB3160的要求。
4.6水轮机结构应做到便于拆装、维修。
对易损部件应便于检查、更换。
水轮机必须保证在不拆卸发电机转子、定子和水轮机转轮、主轴等部件的情况下更换下列零部件:
a.水轮机导轴承瓦、冷却器和主轴密封。
b.反击式水轮机导水机构接力器的密封及活塞环、导水机构的传动部件。
c.转轮公称直径大于3m的转桨式水轮机应能在不拆卸转轮叶片的情况下更换转轮叶片的密封零件。
d.冲击式水轮机的喷嘴、喷针及折向器等。
e.对于多泥沙的电站,对水轮机拆修有特殊要求时,按供需双方商定的技术协议或技术条款执行。
4.7水轮机易气蚀部件一般应采用抗气蚀材料或必要的防护措施。
若气蚀部位采用堆焊不锈钢时,加工后的不锈钢层厚度不应小于3mm。
在含沙水流以及高含气量、含酸性、含盐份和水温高等特殊水质下运行的水轮机及其过水辅助设备需采用防护措施时由供需双方商定。
4.8竖轴水轮机转轮公称直径为3m或以上时,水轮机室顶部宜设置起吊设施。
4.9反击式水轮机宜设置紧急停机时的补气装置。
当有调相运行要求时应设置调相压水补气装置。
混流式、定桨式水轮机应设置减轻振动的补气装置或其他措施。
4.10反击式水轮机的导水机构必须设有防止破坏及事故扩大的保护装置。
并有全关位置的机械锁定装置。
4.11水轮机应设置必要的防飞逸设施,允许最大飞返转速持续时间不小于配套发电机允许的飞逸时间。
在最大飞逸工况下,水轮机转动部件保证不产生有害变形。
4.12水轮机应设置观察孔和进人孔,蜗壳、尾水管上的进人孔不宜小于φ600mm。
进人孔、观察孔的位置、数量、尺寸由供需双方商定。
4.13 水轮机标准零部件应保证其通用性。
采用摩擦传动的转轮及喷嘴、喷针应能互换。
4.14 新工艺、新技术、新材料的采用应经过工业试验和技术鉴定合格后才能正式使用。
在特殊情况下,也可由供需双方协商采用。
4.15 水轮机主要结构部件的材料及铸锻件应符合国家或国际有关标准。
重要铸锻件应有用户代表参加验收。
重大缺陷的处理应征得用户同意。
4.16 经过考试合格的并持有证明的焊接人员才能担任主要部件的焊接工作。
主要部件的主要受力焊缝应进行100%的无损探伤。
4.17水轮机设备表面应有保护涂层并符合GB8564的有关规定。
对装饰性电镀层应符合JB2423.4的规定。
4.18凡是与水接触的紧固件均应采用防锈和耐腐蚀的材料制造或采取相应措施。
4.19水轮机在各种运行工况时,其稀油导轴承的轴瓦最高温度应不超过7O℃。
卧式水轮机的径向推力轴承不超过7O℃。
4.20水轮机设备配备的仪表(见附录B),应安装在专门的盘柜上。
4.21水轮机自动化元件及系统应符合GB11805中的有关规定。
如水轮机要实现计算机监控并要求监测振动、摆度和蠕动时,由供需双方商定并提供成组调节的接口。
4.22水轮机自动控制系统应能安全可靠地实现以下基本功能:
a.正常开机和停机;
b.在系统中处于备用状态,随时可以启动投入;
c.从发电转调相或由调相转发电运行(当有调相要求时);
d.当运行中发生故障时能及时发出信号、警报或停机。
4.23发生下列情况之一时,水轮机应能自动紧急停机:
a.转速超过过速保护值;
b.压油罐内油压低于事故低油压;
c.导轴承温度超过允许值时;
d.水润滑导轴承的润滑水中断时;
e.机组突然发生异常振动和摆动(当设有振动、摆度测量装置时);
f.其他紧急事故停机信号。
4.24水轮机及其辅助设备承受水压、油压、气压的部件,除需在工地组焊的部分外,均需按下列试验压力在厂内进行耐压试验:
当工作压力P(包括升压)等于和小于2.5MPa时,以工作压力的1.5倍进行耐压试验。
当工作压力P超过25MPa时,其超过的部分取1.25倍。
试验压力按下式计算确定:
Ps=2.5×1.5+(P-25)×1.25(MPa)
试压时间应持续稳压10~15min。
受压部件不得产生有害变形和渗漏等异常现象。
金属蜗壳可根据合同要求进行水压试验。
4.25转轮应做
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