在我国电力需求的强力拉动下,我国水轮机及辅机制造行业进入快速发展期,水轮机生产厂家,经济规模及技术水平都有显著提高。目前,节能、环保、***机组已成为发电设备产品的发展方向,作为水力发电设备重要组成部分的水轮机,未来也将朝着大功率和高参数方向发展。
为此,安徽省安庆市李茂才研发了有关水力发电的设备,名为活叶水轮机。同时,发明设计了使用该水轮机的水力发电站。该活叶水轮机主要包括轴、复数组叶片、轴套、固定支杆、固定叶片、活动叶片以及活叶支撑组件。其中,活叶支撑组件包括:设置在活动叶片上的一个或数个活叶支撑片,以及固定在轴上的活叶支撑架。活叶支撑片和活叶支撑架分别位于活动叶片的两侧,活叶支撑架上设置了保护垫片。叶片下方设有底挡板,底挡板边缘设有固定部。活叶水轮机叶片由固定叶片和活动叶片组成,叶片处于不同位置时,活动叶片的状态不同。当叶片位于水中时,活动叶片完全伸展,以充分利用水流的力量;当叶片旋转至高于水面的位置时,活动叶片向旋转轴心倾斜,以减小叶片对轴的扭矩,使水轮机旋转时阻力更小。
该活叶水轮机设计理念新颖、结构合理、水利用率高,企业可进行批量生产,***小,收益快。如果水力发电站使用该活叶水轮机,水力发电站大坝背面应设置为斜坡,沿斜坡设置一组或数组活叶水轮机,无需燃料发电,成本低,不污染环境,机电设备制造简单,操作灵活。同时,发电水工建筑物可与防洪、灌溉、给水、航运、养殖等事业结合,综合利用水利资源。
李茂才的此项研发属于较为***的发电技术,符合我国节能减排和可持续发展战略的政策方针,具有良好的市场前景,能够对我国的供电事业起到积极的促进作用,产生较好的经济效益和社会效益。
南京仟亿达新能源科技有限公司,是冷却塔用水轮机的生产及研发基地,依托冷却塔用水轮机鼻祖河海大学技术优势,总结国内成熟企业的水轮机不足,开发改进效率更高、运行更稳定的新一代冷却塔用超低比转速冷却塔用水轮机。已定型与冷却塔配套的能满足不同流量需要的系列水轮机产品,公司设有大型的水轮机试验检测装置,对各种型号的产品进行严格的试验和检验,确保产品的质量。公司拥有水轮机、冷却塔、冷却塔节能改造及水处理设备设计***技术人员,并与多所高等科研院校紧密合作,对冷却循环系统进行不断深入探究,以保持创新能力。










水力机械通常指将水流能量(动能、势能)与旋转机械能之间进行相互转换的机械设备。水电站水力机械主要包括水轮机、水泵水轮机和蓄能泵等。而水电站水力机械***的主要工作范围则主要包括水轮机/水泵水轮机、进水阀、调速系统、全厂水力机械辅助设备系统等的设计、制造、安装和运行管理。
水轮机/水泵水轮机一般根据其转轮所转换水流能量的形式不同和水流通过转轮的方向不同分为不同的类型。大中型水电站常用的有混流式水轮机、轴流转桨式水轮机、灯泡贯流式水轮机、水斗式水轮机、单级混流式水泵水轮机等。
混流式水轮机的使用水头范围较广,一般在30米-700米,水轮机冷却塔,机组结构简单,运行稳定且效率高,是应用***广泛的一种水轮机,近年来的发展趋势是高水头、大容量和***率。目前世界上混流式水轮机单机输出功率已达81.2万千瓦(中国向家坝水电站)。国内已有三峡、龙滩、拉西瓦、小湾等一批水电站的70万千瓦级大型混流式水轮机投入运行。
轴流转桨式水轮机多用于中低水头大流量的水电站,水头适用范围3米-80米,其转轮叶片可以根据运行工况的变化而转动,从而扩大了***率区范围,结构相对复杂,应用不断向高水头、大尺寸发展。目前世界上尺寸的轴流转桨式水轮机安装在中国葛洲坝水电站,转轮直径11.3米,额定功率17.77万千瓦。
水轮机调速系统是一个液压传动系统,在长期运行过程中不可避免地会受到污染,各种污染杂质随着油液在系统循环过程中,使调速系统某些性能指标下降,严重时甚至使系统不能正常工作。水轮机调速系统大多使用的是汽轮机油,由于是开放式长管路的液压系统,因此,为了确保调速系统的正常可靠运行,延长其使用寿命,水轮机价格,必须加强对油液污染的控制。
1.油液污染的原因
油液污染是由存在于油液中的污染物所造成的,就其状态而言,污染物有固态、液态和气态三种类型。***调速系统油液中的污染物主要来源于四个方面。
1.1系统内的残留污染物
(1)被污染的新的汽轮机油。在机油制造过程中,厂家都会严格执行GBL11181—94标准。但在储运过程中,水轮机,尤其是用户的散装油罐或油桶中,可能会残存氧化皮、锈粒等一些杂质,在注入调速系统的操作过程中,也很容易带入金属、石英和纤维等杂质。
(2)新的调速设备往往包含一定数量的残留污染物。电站现场的管路安装设备,在装配过程中和冲洗零部件过程中,不可避免地会有一些残留物。
1.2工作期间所产生的污染物
调速器液压元件磨损产生的磨屑、管道的锈蚀、高温及高压下致使液压油发生氧化变质分解和生成沥青等杂质。
***污染是指周围环境中的杂质进入到调速器液压系统,使液压油受到污染。调速系统设备在使用过程中尤其是新建电站在安装初期,周围环境比较恶劣就很容易造成***污染。***污染的途径主要有以下几个方面。
(1)回油箱与大气相通的通气口。调速器液压系统工作过程中因流量变化和温度的变化,会使油箱中液位发生变化。因此,油箱上必须留有通气孔使空气进出油箱,这就造成了通气孔上空气杂质***。
(2)主接力器、主配压阀的阀芯及受油器密封处。接力器活塞杆密封处虽然设有密封圈和防尘圈,但防尘圈对精细污染的有效性不可能是100%的,粘附在外伸活塞杆上的附着物被带进缸内进入液压系统。
(3)维修过程中造成污染。在打开调速系统进行维修时,极有可能使砂子、金属颗粒、尘埃以及纤维等杂质***。正常运行的液压件,如油泵、接力器、主配压阀、比例伺服阀等都会产生少量颗粒,这些污染粒子经过“冷作硬化”硬度会更高,会进一步造成表面磨损,产生新的污染粒子。在较高的油温下,液压油发生氧化反应,生成一些胶状沉淀物对调速系统具有***性。
1.3进入油液的气体
水轮机调速油系统多是开放式液压系统,且压缩空气和液压油无隔离的混装在同一油罐内,空气极易进入油系统。
1.4油液中混入的水分
开放式油系统在空气湿度较大的地区,系统运行一段时间后,油液中会混入水分。在转桨式机组中,由于桨叶密封不好,也曾出现过河水直接进入油系统的状况。
2.油液污染造成的危害
调速系统油液的污染,会给系统和设备工作带来许多危害,如系统不能正常工作、加速元件磨损、设备使用寿命降低等。
(1)污染物会使调速器节流孔或阻尼孔堵塞造成系统工作不正常或不能工作,使运动中的零部件卡死造成设备不能正常运行。
(2)污染物会加速油泵、主接力器、主配压阀的磨损,引起调速系统装置内泄漏量的增加、滑动部件运动的间隙增大。如油泵转动件的间隙增大使颗粒杂质很容易嵌入间隙中,***终造成油泵噪声增大,工作效率降低,甚至使螺杆泵卡死。
(3)污染物还会引起滑阀阀芯卡死造成事故。若阀体上有颗粒杂质使得阀芯不能完全关闭阀口,当阀芯再次开启时,该颗粒会被工作介质冲走,但另外的颗粒杂质会再次进入而发生同样的问题,使得电液转换器、电液比例阀、引导阀等液压元件工作时好时坏。
(4)气体进入油液会引起系统工作不稳定,主接力器出现冲击或“爬行”,油泵出现“气穴”或“空蚀”等不正常现象而造成主配压阀振动。
(5)液压油中混入水分使油液变质,不仅腐蚀零件表面,影响密封圈的工作性能。同时降低了液压油的粘度,影响调速器液压系统的工作稳定性。
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