丹江口电厂水轮发电机组机械设备简介

丹江电厂水轮发电机组机械设备简介 水轮机部分水轮机构造和作用水轮机是水轮发电机组的重要设备之一,它起着将水能转换为机械能的重要作用。我厂水轮机为混流式,机组属于反击式水轮机。其工作原理是:由于水流和转轮叶片相互作用,叶片组成的流道迫使水流的流速和压力都发生改变,产生了一定的压力,作用在叶片上使转轮旋转,这样转轮就将水能转换为旋转的机械能。水轮机主要由转轮、导水机构、轴承、蜗壳、座环、尾水管等组成。水轮机型号：1、2、6#机 HLD187-LJ-550 3# 机 HLS204-LJ-560 4# 机 HL（丹江口）-LJ-595 5# 机 H220-LJ-550最大水头 81.5米 最小水头 45.4米设计水头 63.5米出力 1、2、6#机 千瓦 3#机 千瓦 5#机 千瓦4#机不详设计流量 277米/秒额定转速 100转/分2.1 转轮转轮是完成能量转换的部件,转轮包括上冠、叶片、下环、泄水锥、减压装置、上下迷宫环。主要技术数据 叶片数 14个 （ 3#机 13个） 最大外径 6.1米 最大高程 3.112米 迷宫环采用了直缝止漏装置,上冠、下环均装有迷宫环,迷宫环间隙和约为4毫米,止漏装置减少了水轮机漏水量,提高了容积效益。上冠的上部连接水轮机主轴,下部支撑叶片并与下环一起构成过流通道。下环将转轮的叶片连成整体,以增加转轮的强度和刚度。泄水锥引导经叶片流道流出的水流迅速而顺畅地向下宣泄,防止水流相互撞击,减少了水力损失,提高水轮机效率。其外形呈倒锥体,里面空心,下部开口,作为主轴中心补气通道。减压装置减小作用在转轮上冠上的轴向水推力,以减轻推力轴承的负荷。22 导水机构2.2.1导水机构的作用2.2.1.1 形成和改变进入转轮水流的环量。保证水轮机具有良好的水力特性。2.2.1.2 根据负荷的要求,调节进入转轮的流量。2.2.1.3 关闭和开启导叶,实现开停机。2.2.2 导水机构的组成,包括顶盖、导叶、底环、套筒、拐臂、连杆、控制环、剪断销、推力杆等。 2.2.3 顶盖顶盖为分半焊接结构,材料为16Mn,3-6号机组在底面覆有15MnMovCu。顶盖内设有自流排水孔(1-2号机12个,3-6号机6个),当自流排水孔来不及排水时,设在顶盖下游测的水位浮子信号器发出信号,自动开启射流泵,排除顶盖积水。顶盖联接螺栓为M64,每台机有96个；组合螺栓为M64,每台机有56个。顶盖中心圆直径6.4米上均布24个通孔,用来安放导叶的套筒,X轴线上对称分布2个直径200紧急真空破坏阀,1-4号机在真空破坏阀的相应位置上,开有两个调相补气孔,布置调相管路。顶盖的作用除分布导叶外,还可防止压力水流顺轴向上串水,顶盖上部设置有主轴密封、水导轴承、导水机构部件等。2.2.4导叶导叫正曲率标准型。共24个,材料为20MnSi铸钢。易磨损和易汽蚀的部位相应堆焊有抗磨抗汽蚀材料,导叶高1375毫米,导叶中线宽902毫米,重1632公斤。导叶轴套分为上、中、下,以支持导叶正常转动。在中、下轴套设置了橡胶密封,防止泥沙进入轴套。套筒是用来承放导叶轴套的,材料为铸铁。为排除套筒里从中轴套漏进的水在套筒的侧面,开有排水孔。为了防止轴向水推力将导叶连同拐臂托起,限制导叶轴向位置,在拐臂下部装有止推块。2.2.5 底环 底环为分半铸造结构,材料为#30铸钢。在底环顶面及圆弧面均设置或堆焊了耐磨抗汽蚀材料,并对称有8个下部迷宫环测孔,运行时用M48螺栓封堵。2.2.6 控制环 控制环为分半焊接结构,材料为:116Mn。其作用是在接力器控制下操作导水机构。在控制环的底面和内圆面各有8块(1-2号机为12块)ZQSn6-6-3(铸锡青铜)抗磨板,起着限位和导向的作用,顶盖支持环里注有机油润滑。抗磨板用埋头螺钉固定在控制环上。6号机是在支持环内焊挡块,嵌放抗板。2.2.7 传动机构 传动机构包括连杆、拐臂、剪断销、推拉杆、分半键。1-2号机连杆采用叉头式,拐臂设主副拐臂。叉头式加杆结构可靠,但制造困难。副拐臂的作用是防止剪断销破断后,失去控制的导叶,带着拐臂撞击相邻拐臂。拐臂用分半键和导叶连结并将导叶和连杆连接起来。3-6号机连杆为耳柄式,连杆与拐臂用剪断销来连接。这种连杆的主要缺点是当控制环跳动时容易引起连杆上爬,导致剪断销破断。为克服此缺点,在连杆两端的连接销上均加了压板,对限制连杆上爬有一定作用。 剪断销是防止导叶卡住后损坏机件而设置的,起着安全作用。2.3 1-2号机水轮机导轴承水润滑戾形分声橡校瓦导轴承包括瓦块、瓦体、垫块、支柱、挡条、止漏装置、支座、轴承体、水箱等。瓦块为特种橡胶模压粘结在钢结构瓦衬上,共24块,分成12对,组成12块轴瓦,用螺栓固定到12块瓦体上,位于轴承体的止漏装置上,借支柱确定其位置并随径向力。轴承体用双头螺栓固定在顶盖内法兰上,并由顶盖内圆所设的24个抗重螺栓控制径向位置,承受水导瓦传来的径向力。轴承的润滑冷却:工作水源有主供水(正常情况下使用)、备用水(滤过器清扫及正常供水不足时使用)、清洁水(水质不好时使用)。系统设有压力、流量监视及自动控制回路,保证轴承工作的可靠性。由直径75毫米水管将轴承用水引至轴承体下部,相邻轴瓦间设有橡胶挡条,使轴瓦形成一封闭圆筒,这样进入轴承的润滑水由轴瓦下部返至轴瓦上部,经水沟通过轴瓦,起到润滑冷却的作用。瓦面的材料为氯丁胶,具有耐油、耐水、耐磨等特点,导轴瓦双侧间隙和为0.30-0.35毫米,调整间隙使用一对锲形垫块。垫块材料为3Cr13不锈钢,硬度较大,由它承受机组的画面径向力。支座为承放垫块和设置顶瓦螺栓用,焊于轴承上,支嚣柱材料为45#,表面进行镀铬防锈处理,球头部还应表面淬火热处理。紧瓦螺栓为不锈钢材料。止漏装置起节流作用,用来控制流经轴瓦的水量和形成轴承里的压力,使其与转动环接触,以达到封水的目的。2.4 3-6号机水导轴承稀油润滑扇形分块乌金瓦轴承包括:瓦块、垫块、抗重螺栓、瓦架、油箱、冷却器等。导轴承瓦共10块,安放于瓦架的托板上,借抗重螺栓调整其径向位置,承受径向力。瓦架在外油箱内法兰面上,而外油箱则固定于顶盖上部的内法兰面上,外油箱内侧连接内油箱,内油箱分上下两节,各为四瓣,用螺栓组合。瓦架下面,油箱底部装有油冷却器,用来冷却油箱内的润滑油。在主轴轴领上钻有径向油孔,当机组运行时,油箱内的油被轴领带着旋转,在离心力作用下,润滑油自径向油孔流出,被带入导轴瓦与轴领之间的间隙,热油向上流动,浸过轴瓦和瓦架顶面,由瓦架外法兰上的窗口回到油箱,经过冷却器冷却之后回到轴领下面,这时油的一次循环完成。连续进行这样的无数次循环,这就是导轴承的油循环过程。瓦面的材料为-83巴氏合金,瓦体为A3钢。导轴瓦双侧间隙和为0.500.55毫米,调整间隙用抗重螺栓两侧的顶瓦螺栓将瓦顶靠轴领后,调整抗重螺栓,测定抗重螺栓头部与垫块之间的蹁,就是轴瓦间隙。垫块的材料为40Cr,硬度较大,由它承受压力。冷却器为多管式结构,冷却水压为0.10.15MPao为了保证导轴承冷却效果,瓦架托板与轴领的间隙0.60.8毫米。为防止运行中润滑油沿轴领内表面上升甩油,采取了如下措施,在主轴轴领上开有斜孔,小油箱盖加了油封,轴领内表面做成台阶形,规定上内油箱与轴领的单侧间隙不大于2.5毫米。油位的监视由浮子由位计来完成,瓦温用5只WZG-200铜热电阻型温度计、5只WZT-288膨胀型信号温度计监视。油温由一只WZG-200铜热电阻监视,油箱上盖X轴方位上对称开了两个观察窗,以备运行中观察油色和油循环情况,加排油由油箱底部的阀门完成。2.5 主轴密封装置为保证稀油润滑能正常工作,必须在顶盖内圈装设密封,以防止顶盖与主轴之间串水。主轴密封主要零部件由底座、外环、转动环、密封橡胶环、内环(与底座焊成一体)等组成。底座固定在顶盖上,底座上的内环与外环组成压力水槽,密封橡胶环装于压力水槽里,橡胶环下面是空腔,上面与转动抗磨面接触形成止封面,转动环固定于大轴上,随大轴转动。当压力水进入橡胶环下面的空腔里时,在水压作用下,橡胶环上端面与转动环抗磨面贴紧,阻止顶盖下面的水外漏,摩擦面由橡胶环下腔通过小孔串上来的少量水润滑。密封运行时的水压在0.30.8MPa,压力太大有可能将密封橡胶烧坏。2.6 水轮机主轴主轴有两个法兰。下法兰与转轮联接,上法兰与发电机轴联接,把转轮获得的机械能传递给发电机,并带动发电机轴一起旋转。由于机组水导轴承结构不同,所以主轴也分为两种,一种为带轴领主轴,一种为不带轴领主轴。主轴材料为2OMnSi锻钢,18个M1404的联轴螺栓材料为40Cr(1-2号机主轴联轴螺栓为20个M1404)。主轴中心是空的,空心轴除能保证主轴强度,还能减轻重量。2.7水轮机的埋设部件埋设部件包括蜗壳、座环、基础环、尾水管,因都是水流经过的主要通道,所以叫过流部件。2.7.1蜗壳蜗壳为焊接结构,因为其开头象蜗牛,所以叫蜗壳。它的作用是将水流以最小的能量损失均匀对称地引人水轮机。蜗壳的材料1-5号机从进水口算起的124节为低合金钢板,钢板厚20-32毫米,从2530节是CZ钢板,厚30毫米,总重160吨。6号机则采用低合金钢15锺铁,15锺饥,钢板厚2030毫米,总重130吨。在蜗壳+Y方向顶部开有一个6600进入孔,位于第25节。检修排水阀布置在蜗壳进口第一节。2.7.2座环座环的作用是承受并传递整个水轮发电机组的重量及蜗壳上部重量。座环由上部环、下部环及若干支柱组成的。15号机座环均为铸造结构,有蝶形边与蜗壳连接。6号机无蝶形边为箱形焊接结构,固定导叶形状不是正曲率标准型而是等厚型。固定导叶直接采用钢板焊上。2.7.3基础环、尾水管基础环的作用主要承放转轮,一般不作为独立部件,而是与尾水管直锥段钢板里衬焊在一起。尾水管的作用是将水轮机流出的水排至下游,回收转轮出口处的部分剩余动能形成动力真空,从而提高水轮机效率。发电机部分 水轮发电机构造和作用1概述我厂水轮发电机是东方电机厂产品。水轮发电机的型号TS1280/180-60的含意:第一部分用汉语拼音字母表示发电机的型式,第二部分用阿拉伯字母表示发电机的主要外型参数,如:TS一一表示交流三相立式同步水轮发电机；1280-一表示发电机定子铁芯外径(cm)；180一一表示发电机定子铁芯有效高度(cm)；60一一表示发电机磁极个数。1、2号水轮发电机是竖轴半伞式三相交流同步发电机,其导轴承安放在上机架中心体中,推力轴承安放在下机架上,没有下部导铀承。3-6号水轮发电机是竖轴全伞式三相交流同步发电机,其导轴承和推力轴承均安放在下机架中心体中,没有上部导轴承。水轮发电机主要由定子、转子、上机架、下机架、推力轴承、导轴承、通风冷却系统、制动系统、励磁机等部件组成。 定子和转子是产生电磁作用的主要部件,其它部分起支持或辅助作用。发电机的主轴和水轮机轴通过法兰直接联接,由水轮机带动发电机转子旋转故称水轮发电机。当转子磁极圈通人励磁电流后,产生磁场,由于转子的旋转,磁极线圈所产生的磁场与定子导线之间有相对运动,旋转磁场切割定子导线后,就在导线内感应产生交流电势。如把这些导线按一定的规律连成三相绕组则可以在绕组出线端引出交流电势。发电机的主要技术数据额定功率 千伏安额定电压 15750伏额定电流 6480安功率因数 0.85频率 50赫兹额定转速 100转/分2发电机主要部件的组成和作用。2.1定子 水轮发电机定子由机座、铁芯、线圈三部分组成。主要技术数据 1、2#机 3-6#机定子铁芯外径（MM） 12600 12800定子铁芯高度 2000 1800定子机座外径 14540 14480定子机座高度 3500 3361转子外径 11852 12038设计空气间隙 24 21主轴长度 4100 4100推力瓦数 12 122.1.1 机座 机座内圆固定叠装铁芯,外圆挂装空气冷却器,并通过带有地脚螺栓的基础板,将上机架荷重传至混凝土基础。机座具有一定的刚度,为了防止定子产生变形和振动,并能承受发电机的短路扭矩,它由呈圆环形的钢板和许多立筋分层焊接而成。2.1.2 铁芯 铁芯内圆垂直开有594个矩形嵌线槽,用以嵌放线棒,外圆有许多鸠尾槽,通过108根定位筋和许多块托块固定在机座上。作为磁路的铁芯是导磁性能很好的厚0.5mm的扇形硅钢片叠压而成。为了防止产涡流,各层硅钢片均涂硅钢片漆。为了发电机的通风散热,铁芯沿高度分成若干段。(1、2号为36段,3一6号机为33段),每段平均长45mm。在铁芯上、下端部的两段上,是用短齿的扇形片叠片,形成3个高为6mm的阶梯,以便增大铁芯端部边处的气隙,减少杂散损耗,铁芯上下有齿压板,通过定子拉紧螺杆和上部顶丝将叠片压紧,为了减少由磁场引起的发热,齿压板是非磁性钢材。2.1.3 线圈 线圈是带有绝缘的扁铜线绕制而成,每根扁铜线外包的绝缘叫股间绝缘,每根线棒外包的绝缘叫主绝缘,2号机增容改造后由沥青胶云母黑绝缘改成环氧粉云母黄绝缘,其它机组均是环氧粉云母黄绝缘。线圈采用波绕,并按定规律嵌放在线图矩形槽中,每个槽中嵌放两根线棒,外面用槽契压紧,线圈端部采用端箍缠以绝缘带,依靠非磁性支持环固定在机座上。为防止电晕,槽部线圈绝缘表面涂有半导体漆。线圈的绕组型式是三相双层分数槽波绕组,星形连接个6个出头,其中3个是主引出线,3个是中性点出线。为了测量发电机运行时铁芯、线圈、冷热风的温度,还设有电阻温度计等测量元件。在发电机定子线圈上下端部还有环形消防水管,管上钻有辐射孔,当发电机线圈端部发生事故燃烧时,在发电机灭磁后,可手动打开供水阀门喷水灭火。为了运输方便,我厂水轮发电机定子分成六瓣,在现场用螺栓组合,机座的结合面有径向、轴向销钉定位。定子铁芯合缝为了防止冷态振动,加有一定厚度的钢垫,组合缝的线圈在现场嵌入。2.2 转子 水轮发电机转子由主轴、轮毂、轮臂、磁轭和磁极等部件组成。2.2.1 主轴 是用来传递机械转矩并承受转动部分的轴向力的,主轴的材质是40号锻钢,呈空心。其上下端法兰分别与发电机转子轮毅和水轮机法兰相连接。2.2.2 轮毂和轮臂 我厂发电机转子轮毂均采用钢板焊接的结构体,属于大型伞式机组的发电机“无轴结构”。辐向轮臂与轮毅用螺栓相联,外侧用键与磁辄实现切向固定,而其径向装备紧量是按补偿发电机转子处于飞逸工况时磁轭在离心力作用下的涨量而定的。在安装时用先加温磁辄后打键的方法进行装配。1、2号机采用I字形轮臂结构,轮臂数目12个。3-6号机采用盒形下斜式轮臂结构,轮臂数目8个。2.2.3 磁轭 磁轭(轮环)作为固定磁极,导通磁路,并作为构成机组转动惯量的主要部件。磁轭是由3mm厚的钢板叠压而成,并用很多双头螺栓紧固成一整体,沿其高度均有辐向通风沟,1、2号机通风段长32mm共10个,3-5号机通风段长40mm共3个,6号机通风段长40mm共4个。磁轭外圆有T形槽,用来固定磁极。在磁辘的上下端面,1、2号机有2120个整个离心式风扇,3-6号机有260个斗式风扇,在磁轭的下端面还装有发电机转子的制动环供机组停机时制动用。关于甩负荷时转速与水压的上升均应符合下列数据:1、2号机转速上升率要求应不大于45%Nn,压力钢管的水压上升值不大于110m。3-6号机转速上升率要求不大于40%Nn,压力钢管的水压上升值不大于100M。2.2.4 磁极 磁极是产生磁场的主要部件,它由磁极铁芯、磁极线圈、阻尼线圈三部分组成。磁极铁芯由1.5mm厚的钢板冲片叠压而成,两端加极靴压板,并用双头螺栓紧固。磁极线圈由扁铜排绕成,匣间垫有绝缘。极靴上装有阻尼线圈,由阻尼铜条和两端阻尼环组成,各个磁极之间又用软接头连接成整体。但6号机改造增容后取消了软接头,由铜排连接而成,并上移至转子磁轭上。磁极的T形尾,用一对锲形磁极键固定在磁轭的外圆,磁极背面有若干磁极弹簧,可以使磁极线圈紧靠在极靴上。但2号机、6号机改造增容后,取消了磁极弹簧。转子的上部,顶轴上还装有集电环,集电环分上下两环,它们相互之间对地绝缘。主励磁机发出的直流电通过电刷,分别将正负电流传至上下集电环,然后经过引线沿大轴中心孔,转子引线,传至转子磁极线圈。2.3 上机架和下机架 上、下机架是安放导轴承,推力轴承和承受励磁机等部件的构件。我厂下机架是荷重机架,承受水轮发电机组转动部分的重量及水推力。因此要求有足够的强度和刚度,上、下机架都是可拆辐射式的,由中心辐射机架和支臂组成。1、2号机上机架支臂有12个,中心体安放上导轴承制和安放励磁机等部件。3-6号机上机架支臂有18个,中心体仅安放主付励磁机和永磁机定子等部件。上机架都放置在定子机座的上端面,用螺栓组合,在支臂间设有发电机盖板,将发电机上部密封。1、2号机下机架支臂有12个,中心体安放推力轴承。3-6号机下机架支臂有12个,中心体安放下导轴承和推力轴承。下机架直接固定在混凝土基础上,支臂间设有盖板,将发电机下部密封。整个发电机室形成一个全封闭式的风洞。2.4 推力轴承推力轴承承受水轮发电机组转动部分全部重量及水推力,并把这些力传递给荷重机架即下机架。我厂除4号机是平衡块式推力轴承外,全部都是液压支柱式推力轴承。推力轴承由推力头、镜板、推力瓦、轴承支座及油槽等部件组成。2.4.1 推力头 我厂1、2号机推力头与转子轮毂是一体,3-6号机的推力头与发电机是一体。推力头用螺栓和定位销固定环形镜板。2.4.2 镜板 镜板是固定在推力头下面的转动部件,是用高碳钢锻压而成。钢板的材质和加工要求很高,与轴瓦相接触的表面,表面粗糙度要求在0.2Omm以下。2.4.3 推力瓦 推力瓦是推力轴承的静止部件,我厂推力瓦是采用的薄型推力瓦结构,共有12块扇形瓦。推力瓦有瓦和瓦托两部分,并有径向键槽定位。推力瓦是在钢坯上浇铸一层抗磨氟塑料。其底部是尺寸较厚,刚度较大的瓦托,其上端面开有若干横向、纵向沟槽,以利推力瓦散热,减少温差,并使受力均匀,从而减少了推力瓦的机械变形和热变形。瓦托安放在轴承支座顶部的支柱螺栓球面上,支承中心与推力瓦的重心有个偏心距(1、2号机偏心距是3Omm,3-6号机偏心距是23mm),使推力瓦在运行中自由倾斜,并能迎着油流和镜之间形成一个锲形油膜,为推力瓦的液体润滑创造条件,另外支柱螺栓还可以用来调整推力瓦的水平高低。为了使推力瓦有良好的工作状态,还设置了要求有一定间隙的径向、圆周方向和轴向限位螺栓和挡块。2.4.4 轴承支座 轴承支座是支持轴瓦的构件,液压支柱式和平衡块式的都能自动调整推力瓦的高低,使每块推力瓦受力基本均匀。液压支柱式支承结构是根据连通器原理,当推力负荷通过镜板压在推力瓦面上时,油连通系统借助弹性油箱的弹性作用,通过油箱内油的重新分配,自动调整推力瓦面的水平高低,使它紧挨着镜板面,起到自动调平的作用。当推力负载继续增加时,各个油箱都产生相同的压缩变形,油箱内油压也上升,弹性油箱就靠这油压支承着95%以上的推力负荷,由于连通器内油压处处相等,所以推力负荷基本上均匀分布在每块推力瓦上。弹性油箱是用优质锻钢材料制造,内外车成交错环形槽的波形筒,环形槽组成了4个波纹,具有良好的弹性。油箱底盘有槽,使每个弹性油箱连通,使之能相互自动调平和调压,底盘上有一充油逆止阀,为了使油箱在工作状态时,轴向变形尽可能小,应力状态最好.油箱需打一定的初压(0.70一0.9OMPa)。油箱内装有一个支承铁,其作用是减少油的体积,从而减少油热膨胀引起的附加温度应力,因为油的体积膨胀系数为0.0068/度,钢的体积膨胀系数是0./度,两者相差20倍,另外如果油箱发生事故漏油,油箱下沉,支承铁可以起支承极限作用,使油箱不至于损坏。3.5. 6号机油箱外面还装有保护罩,用来保护油箱波纹免受损坏,弹性油箱下沉时也可以起支承作用,在机组需盘车时,把保护套拧到底,可使弹性支柱变成刚性支柱以达到刚性盘车。平衡块式推力轴承是根据机械平衡原理,就是利用两平衡块的支承点受力平衡时才达到相对静止的原理,进行自调推力轴承的受力。支承结构由24块平衡块组成,传递受力的每对搭肩一个为圆弧面,一个为平面,平衡块的材料用锻钢35号,搭肩磨擦块的材料用锻钢4DCr,每块平衡块在内外侧都开有直沟槽,设置定位螺钉控制径向和圆周方向的位置。2.4.5 油箱 装置整个推力轴承的油槽,盛有30号透平油(汽轮机油HU-30),透平油起润滑作用,又作为热交换介质将推力瓦摩擦损耗所产生的热量传递给油冷却器,被冷却水吸收带走。油位应浸没镜板工作面。我厂推力轴承的冷却方式是油浸式自循环冷却,机组运转时,在离心力的作用力,推力瓦与镜板间的热油被甩出,经油冷却器冷却后又返回流人,为了充分有效地进行冷却,在推力油槽外围的12个立式油冷却器之间都设有隔板。油槽由内外油槽组成,为了防止甩油,油槽上部是带有止漏迷宫的油箱盖,迷宫环内装有毛毡密封,另还设有阻尼挡油等。 为了测量推力轴承的瓦温和油温,还装有电阻型和膨胀型温度计。2.5 导轴承 导轴承的作用是限制主轴的径向摆动,使机组主轴在轴承的间隙范围内,稳定运转。我厂发电机导轴承为分块式瓦,1、2号机是加垫调整式的,共有12块。3-6号机是支柱调整式的,共有20块。导轴承由轴领、轴瓦、轴承支座、油冷却器和油槽等组成。导轴承的轴领都是钟形结构。1、2号机的轴领是热嵌在顶轴上的,3-6号机的轴领就是发电机本身带有的。轴领表面的粗糙度在0.80-0.2mm之间。在轴领表面均布有导轴瓦.轴瓦放置在轴承支座的托板上。轴领对应每块轴瓦的下部,均布有斜向上的辐向甩油孔,机组运转时,在离心力的作用下,油从轴领内向外射出,油不断地绕着油冷却器循环冷却,即油浸自插环冷却。1、2号机导轴承是单独一个油槽,油槽由内外油槽组成,上法兰面装有带迷宫止漏环的油箱盖,迷宫止漏环内装有密封毛毡,盖上还设有观察孔,注入的透平油其油面应在导轴瓦高度的1/2位置。导轴承有6个油冷却器均布在油箱的外侧。3-6号机导轴承和推力轴承是在同一个油槽中,故共有12个油冷却器。为了测量导轴瓦的温度,也设有电阻型和膨胀型温度计。 2.6 通凤冷却系统 在机组运行时,发电机的线圈及铁芯将产生大量的热量,为了使线圈及铁芯温度不致过高而引起线圈绝缘损坏,发电机必须设有通风冷却装置。我厂发电机冷却的方式是采用双回路密封循环空冷式,t 冷却空气是在转子和风扇产生的风压作用下,分别从发电机的上风道和下风道流进转子磁轭的通风沟、极间间隙、空气间隙,再到定子的通风沟与上下端部,然后经过定子机座进入空气冷却器。空气冷却器是由许多交错排列的铜管和上下端盖所组成,铜管内通有冷却水,将发电机热量带走。1、2号机空气冷却器由片式铜管改为绕簧铜管共6排207根2路,冷却面积49.2m2共12个。3-6号机空气冷却器是绕簧式铜管共6排135根4路,冷却面积34.5m2共18个。为了提高冷却效果,减少通风的损耗,还设置转动挡风板和固定挡风板。由于3-6号机存在通风冷却效果不理想的缺陷,使发电机定子线圈温度过高,例如1994年8月,5号机仅带130MW负荷,冷却水温为25.5时,发电机定子线圈中部的平均温升达111.3,为了降低发电机的温升及运行温度,延长发电机的使用寿命,我厂于1995年开始对改造机组进行了通风改造。具体方案是拆除发电机转子上部水平和下部的水平、立式挡风板；拆除磁极上下端的斗式风扇；封堵定子机座中环上的圆风洞；打开定子机座上下端的所有挡风板；在定子线圈端部绑扎两周1mm的环氧玻璃布板。在风闸基础板上方和上机架下方新安装两周水平挡风板；其次在环形水平挡风板外圆各安装一周弧形玻璃钢导流板,再在导流板外缘绑扎10mm厚的橡胶板,橡胶板抵在环氧玻璃布板上,原来安装斗式风扇的位置装上子午型风斗。另外为了提高结构改造后的通风冷却效果,我们把定子机座上的挡风板全部拆除,并吊走部分热风桶。通过改造,发电机定子线圈的平均温度降低了12.5,定子铁芯的平均温升降低了18.5。为了厂房冬季取暖,在上机架盖板上还开有6个热风口,打开时发电机的热风可排出。2.7 制动系统制动系统的作用是当机组停机时,为了避免推力轴承长时间低速转动,造成液体润滑状态恶化,在机组转速下降到额定转速的30-35%时,就要给以风压(0.7一0.8MPa),顶起放置在转子磁轭制动下的风闸闸瓦产生摩擦阻力,使转子很快制动。在检修机组时,为了检查镜板与推力瓦的工作面,利用高压油泵向风闸内打入8.0-9.OMPa的压力油,顶起转子,让转子落在风闸上。另外在机组长期停机以后,推力轴承的油膜可能被破坏,这样在机组起动前也需要顶转子重新形成油膜。我厂每台机组共有24个风闸,每2个一组,均匀地分布在转子制动环下面的混凝土支墩上。制动系统的控制设备如电磁阀、压力表等都集中在发电机层上游侧的制动柜里。制动系统管路是单一的,即风路与油路、进与出都是公用一个管路。2.8 励磁机ZLS表示与水轮发电机配套的直流励磁机。励磁机是供发电机转子的励磁电流的,也是一种专门的立式直流发电机。我厂励磁机有主、付励磁机,它们的定子都是由机座、主极、换向极组成。转子是由硅钢片铁芯及线圈组成。线圈的引出线都接到整流子上,沿整流子的圆周装有许多静止的电刷,线圈中产生的电流,经过整流子后成为直流,通过电刷集中起来传导付励磁机是自并激式,依靠剩磁磁场建立电势的,并接到自并激线圈上,再产生主磁通。付励磁机发出的直流电经过电刷输送给主励磁机。主励磁机是他励式的,线圈切割磁力线产生电势,经整流后直流电又经过电刷供给发电机转子励磁电流。主、付励磁机都位于发电机上部,其转子装在发电机顶轴上。2.9 永磁发电机TY表示同步永磁发电机,永磁发电机是供给水轮机调速频率讯号的,此外根据自动化要求,还供给转速继电器过速保护、自动加风闸等工作讯号。永磁发电机由定子和转子两部分组成。转子上固定着60个磁极,磁极由极靴、磁钢组成,极靴是用普通钢板制成,磁钢是镍钴合金材料制成的永磁铁,定子由用硅钢片冲制叠装而成的铁芯和线圈两部分组成。永磁发电机位于发电机上部,其转子装在发电机顶轴上。2.10 大轴中心补气装置1、2号机大轴中心补气装置因设计上的不合理已拆除,大轴补气为永久敝开式的。3-6号机大轴中心补气装置改成永久敝开式的转动部分,其上部通过万向接头和测速发电机轴相连,其外罩与永磁机定子联接,大轴补气为永久敝开式的。调速系统部分 调速系统的构成及作用 水轮机调速系统主要由调速器、接力器、油压装置、事故配压阀等组成。调速系统主要技术数据额定油压 2.5MPa工作油压 2.32.5MPa 压力油管与回油管通径 150mm主配压阀直径 150mm接力器活塞行程| 650mm （4#机640mm）接力器活塞直径 750mm压油槽容积 8m3压油槽高度 3050mm集油槽容积 8立方米.压油泵型式 LY-10压油泵供油量 10升/秒压泊泵最大工作油力 2.5MPa.1. 调速器 丹江电厂的调速器为KZT-150型，3、4#机更换为WDT-150型 1.1 KZT一150型 块式直连型机械液压系统(电液随动系统)为调速柜内无明管道及自动系统具有放大行程的,平衡杆的块式直连型调速器,电液转换器和引导阀是通过一个轻巧,新颖的自动复中装置直接连接的,该装置具有结合力大、操作力小、自动复归及放大引导阀、主配压阀行程等特点和功能。还设有定位器,用于帮助复中装置精确定位。该系统可将微机调节器(或电气调节器)输入的微弱电讯号通过电液转换,三级液压放大而形成巨大的操作力,用以控制水轮机的导叶,以实现水轮发电机组的调速和负荷控制。电液随动系统具有三级液压放大,第一级电液转换器,第二级是由引导阀和辅助接力器组成的液压放大器,第三级是主配压阀和主接力器,其工作原理如下:电气信号与接力器位置信号在综合放大器内比较并放大,放大器的输出信号使电液转换器产生与其成比例的位移,由于电液转换器与引导阅直接连接,此位移即通过液压放大器使主配压阅也产生相同的位移,并向主接力器配油并使之移动,直到主接力器位置信号与微机的电气信号数值相等为止。同理,在电气手动时,其给定开度信号即电液随动系统的输入信号,电液随动系统可将此信号线性地转换成主接力器的位移。1.1.2 主要部件的动作原理1 .1.2.1 电液转换器HDY-S型电液转换器是为水轮机电液调速器设计的一种环喷式新型电液转换器，该阀能将微弱的电气信号通过液压放大转换为具有一定操作力的位移输出。该阀由上部电磁部分和下部液压部分组成。其电磁部分为动圈式结构,用组合弹簧复位。其液压部分以环喷部分为前置级,等压活塞作为功率放大级。当工作电流(直流)加入上部控制线圈后,该电流和磁场相互作用产生电磁力,使线圈连同阀杆产生位移,其位移值取决于输入电流的大小和组合弹簧的刚度,由随动于线圈和阀杆的具有万向,滚动球铰结构的旋转控制套控制着活塞上端伸出杆上锯齿形的上环和下环的压力。而上环和下环则分别连通活塞的下腔和上腔。控制套不作轴向运动时,活塞自动地稳定在一个平衡位置,此时上环和下环压力相等(忽略其它因素时),二者的环形喷油间隙也相同控制套随线圈上移,引起上环喷油间隙减少,活塞下腔油压增高和下环喷油间隙增大,活塞上腔油压降低,于是活塞随之上移至新的平衡位置即上环和下环压力相等时的位置。同理,控制套下移,也会导致活塞下移。即活塞随动于控制套。该阀的喷射部分是按液压防卡、自动调心的原理设计的。在通油以后,喷射部分即自动产生较强的自动调心作用力,迫使具有万向、滚动球铰结构的控制套随着上、下环自动定心、并不断地快速旋转,不仅消除了粘滞影响,提高了灵敏度,而且可以防止发卡。故本阀有较强抗油污能力,无需调整。交流振动线圈的作用是在其通入工频交流电流,使阀杆产生频率为50赫兹,振幅为0.02mm左右的振动,等压活塞也随之振动,有利于防止卡涩和减小不灵敏区。该阀维护工作很简单,平时仅需定期检查滤油器的滤油网是否堵有污物,如有应清除干净。1.1.2.2主配压阀和引导阀主配压阀用于直接控制和操作导叶接力器,其采用新式流道和无铸件结构,它由阀体、活塞(辅助接力器活塞和主配压阀活塞在结构上做成一体)、引导阀及开、关机时间调整螺栓等所组成。引导阅和辅助接力器构成第二级液压放大。引导阀针塞上升时,辅助接力器上腔的控制窗口接通排油,辅助接力器差压活塞在下腔油压作用下随之上升,固定在差压活塞上的引导阀衬套也一起上升,直到控制窗口被引导阀针塞下阀盘重新封闭,辅助接力器差压活塞便稳定在一个新的平衡位置。引导阀针塞下降时辅助接力器上腔控制窗口接通压力油,由于辅助接力器差压活塞上部面积大于下部面积,所以,差压活塞在油压作用下下降,直到控制窗口被引导阀针塞下阀盘重新封闭为止,即差压活塞稳定在另一新的平衡位置。可见差压活塞始终随动于引导阀针塞。主配压阀和主接力器构成第三级液压放大当主配压阀活塞自中间位置上升时,接力器开机侧油腔便与压力油接通,接力器活塞向开机侧运动。反之,接力器活向关机侧运动。开、关机时间的调整,采用在主配压阀上部用调整螺栓或调整背帽来限制主配压阀活塞行程的方式来调整的。1.1.2.3自动复中装置和定位器电液转换器和引导阀是通过自动复中装置直接连接的。该装置由上、下组合弹簧、推力球轴承及不受单向力又能自动.复中并直接放大引导阀和主配压阀行程的平衡杆等所组成,.具有结合力大,操作力小、自动复归等及放大引导阀、主配压阀行程等特点和功能。当电液转换器断油失控时,自动复中装置能保证引导阀自动复中,主配压阀处在中位,主接力器停在原位。叫定位器主要用于帮助自动复中装置精确定位。当自动复中装置越偏离中间零位时,其复中力越大,但越接近中间零位回时,其复中力越小。而定位器则与之相反,当复中装置越接近中间零位时,其定位力(即可以调节的强制复中力)就越来越强,故定位器可以帮助自动复中装置最终精确的将引导阅活塞定在中间零位,而且使自动复中装置在整个复中过程中的复中力接近均匀化。1.1.2.4 横杆和托起装置在自动运行时,电液转换器通过自动复中装置的平衡杆直接放大引导阔活塞的行程并带动引导阀活塞上、下动作，如果用开度限制和手操作机构将该平衡杆压下去,则平衡杆就压住引导阀活塞和下弹簧,可以使引导阀活塞和电液转换器分离,即可以限制引导阀向上开启或使之向下关闭。在手动工况时,电液转换器断油,托起装置下方接通压油 ,其活塞迅速向上动作,可将横杆向上托起,使横杆随动于开度限制及手操机构。1.1.2.5 开度限制和手操机构开度限制和手操机构在结构上合在一起,用弹簧拉紧的钢丝绳与接力器相连,通过平衡杆和引导阀主配压阀组成一个小闭环,操作带有指针的手轮,即可对接力器进行手动操作