水輪機主軸密封是水輪機的重要保護裝置。安裝在導(dǎo)水軸承下方，防止壓力水從主軸與頂蓋（或支撐蓋）之間漏入坑內(nèi)，淹沒導(dǎo)水軸承，損壞導(dǎo)水軸承。工作，影響單位運行。根據(jù)汽輪機主軸密封的工作性質(zhì)，可分為維修密封和工作密封。

修理密封。維修密封是水輪機維修過程中起作用的一種密封。是水輪機停機或檢修時需要的一種軸承密封，導(dǎo)水軸承。當尾水位高時，防止倒流進入機坑。檢查密封件按結(jié)構(gòu)型式可分為導(dǎo)流罩式、機械式和升降式檢查密封件。但實際上，大多數(shù)使用導(dǎo)流罩來保持密封。它主要由固定環(huán)和橡膠導(dǎo)流罩組成。工作時，向?qū)Я髡謨?nèi)注入0.4~0.7Mpa氣壓，使導(dǎo)流罩橡膠膨脹，擰緊主軸，防止水進入；當機器開啟時，導(dǎo)流罩內(nèi)的壓縮氣體被排除，導(dǎo)致其收縮，在導(dǎo)流罩與主軸之間留下1.5至2毫米的間隙。該維護密封結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，密封效果好。大多數(shù)機組維護密封件均采用這種結(jié)構(gòu)。

一、簡介

(一)簡介

水輪機是水電站中將水輪轉(zhuǎn)化為機械能的重要設(shè)備。

1、根據(jù)能量轉(zhuǎn)換方式的不同，可分為反擊式和沖擊式兩大類。反擊式利用水流的壓力能和動能，沖擊式利用水流的動能。

2、反擊式分為混流、軸流、斜流、橫流四種；

3、沖擊方式分為水斗式、斜向沖擊式、雙擊式三種。

1）、混流式：

水從四面徑向流入轉(zhuǎn)輪并近似軸向流出。

應(yīng)用揚程范圍：30m~700m

特點：結(jié)構(gòu)簡單、運行穩(wěn)定、效率高

2）、軸流式

水流在導(dǎo)葉與轉(zhuǎn)輪之間由徑向運動變?yōu)檩S向流動。

應(yīng)用揚程：3~80m

特點：適用于中、低水頭、大流量水電站

類別：軸流固定槳、軸流旋轉(zhuǎn)槳

3）、沖擊式

轉(zhuǎn)輪始終處于大氣中，來自壓力管道的高壓水流在進入水輪機前已轉(zhuǎn)變?yōu)楦咚偕淞鳎瑳_擊轉(zhuǎn)輪葉片做功。

水頭范圍：300~1700m

適用于高揚程、小流量機組。

(2)水輪機主要類型的分類

2、水輪機主要基本參數(shù)

1、水輪機主要基本參數(shù)

水頭：Hg、H、Hmax、Hmin、Hr（設(shè)計水頭）

交通：問

速度：f=np/60

輸出：N=9.81QH (Kw)

效率：

2. 汽輪機型號代號

混流型：HL

斜流型：XL

軸流螺旋槳型號：ZZ

軸流固定槳型號：ZD

沖擊（水桶式）：CJ

雙擊：SJ

斜擊：XJ

橫流螺旋槳型號：GZ

橫流固定槳型：GD

對于可逆表達式，在其代碼后添加N。

3、混流式水輪機

型號：HL100—LJ—210

HL：代表混流式水輪機

100：跑步者模型（也稱為比速度）

LJ：立式金屬蝸殼

210：流道直徑（210厘米）

4、軸流式水輪機

ZZ560—LH—1130

ZZ：軸流式槳葉水輪機

560：跑步者模型

LH：立式混凝土蝸殼

1130：表示轉(zhuǎn)輪直徑為1130厘米

5.沖擊式渦輪機

CJ47—W—170/2X15.0

CJ：沖擊式

W：水平軸

170：流道直徑170cm

2：2個噴嘴

15.0：噴射直徑

3、水輪機主要部件

(一)組成

引水件、導(dǎo)水件、工作件、排水件

1、引水部分

組成：分水室（蝸殼）、座圈

作用：將水流均勻、對稱地引入水力損失較小的導(dǎo)水部件，并在進入導(dǎo)葉前形成一定的循環(huán)量。

2、導(dǎo)水部件

組成：導(dǎo)葉及其操作機構(gòu)、頂蓋、底環(huán)

作用：調(diào)節(jié)進入流道的流量和形成流道所需的循環(huán)量

3. 工作部件

成分：跑步者

功能：直接將水流能轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)機械能

4、排水部件

組成：排水錐體、排水管

作用：引導(dǎo)水流流入下游。尾水管還在轉(zhuǎn)輪后面產(chǎn)生真空。它利用轉(zhuǎn)輪出口與下游尾水之間的勢能，回收轉(zhuǎn)輪出口處損失的部分動能，以提高效率。

(2)水輪發(fā)電機組安裝形式

垂直和水平

立式：根據(jù)推力頭的位置分為懸掛式、全傘式和半傘式。

(3)混流式水輪機主要結(jié)構(gòu)

它由轉(zhuǎn)輪、主軸、導(dǎo)向軸承、主軸密封、座環(huán)、蝸殼、頂蓋、底環(huán)、泄漏環(huán)（基礎(chǔ)環(huán)）、防漏環(huán)、耐磨板、導(dǎo)葉及其操作機構(gòu)組成、機坑由襯砌、坑內(nèi)環(huán)形起重機、尾水管等組成。

將渦輪機分為三部分：旋轉(zhuǎn)部分、固定部分、預(yù)埋部分

1. 旋轉(zhuǎn)部分

旋轉(zhuǎn)部分是機組的核心部件，是將水能轉(zhuǎn)化為機械能/電能的關(guān)鍵。

旋轉(zhuǎn)部分及其相關(guān)部件主要包括：轉(zhuǎn)輪、主軸、主軸密封等。

2. 輪子

轉(zhuǎn)輪是實現(xiàn)水能轉(zhuǎn)換的主要部件。它將大部分水能轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)輪的旋轉(zhuǎn)機械能，并通過水輪機主軸傳輸至發(fā)電機。

水輪機的轉(zhuǎn)輪將水能轉(zhuǎn)化為機械能。

3. 主軸

主軸承受水輪機旋轉(zhuǎn)部分的重量和軸向水推力產(chǎn)生的拉力，同時傳遞轉(zhuǎn)輪產(chǎn)生的扭矩。

4、轉(zhuǎn)輪如何拆卸

目前立式機組流道的拆卸方式有以下三種：

拆卸：從下方取出尾水錐體、底環(huán)和轉(zhuǎn)輪；

中間拆卸：即取出一段中間軸并拆下頂蓋后，將轉(zhuǎn)輪從水車室內(nèi)取出；

頂部拆卸：用傳統(tǒng)方法將發(fā)電機轉(zhuǎn)子提出并拆下頂蓋，然后從上方取出轉(zhuǎn)輪。

5. 主軸密封

主軸密封是水輪機的關(guān)鍵部件之一。水輪機運行過程中，主軸密封的安全可靠運行直接關(guān)系到水輪機的安全運行。

類別：平面密封（圖像站）、端面密封、螺旋（水泵）密封、滑架密封等。

其作用是有效防止尾水管內(nèi)的水從主軸與頂蓋之間的間隙溢出，防止水輪機導(dǎo)向軸承和頂蓋被水淹沒，維持軸承和機組的正常運行。

6、檢查及封口

維護密封是在檢查機組或因主軸密封損壞而損壞時放入的密封。它也被稱為空氣罩；

檢查與密封：投入時，壓縮空氣進入導(dǎo)風罩，使導(dǎo)風罩的突出部分抱住加工面或?qū)D(zhuǎn)油盆大軸法蘭，切斷尾水，防止進水。以免淹沒車廂。

7.固定部分

頂蓋、底環(huán)、座環(huán)、支撐環(huán)等

8、埋地部分

蝸殼、座環(huán)等

9. 汽輪機導(dǎo)向軸承

影響：

一是承受機組在各種工況下運行時通過主軸傳遞的徑向力。

二是保持調(diào)整后的軸位置

10、圓筒形水導(dǎo)軸承循環(huán)方式

圓筒瓦的油循環(huán)方式采用自循環(huán)。潤滑油自循環(huán)的工作原理是：機組運行時，安裝在大軸上的導(dǎo)水軸承旋轉(zhuǎn)油盆隨大軸一起旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)時油盆內(nèi)的油也隨之旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)，由于離心力的作用，油盆內(nèi)的油位形成邊緣高、中心低的狀態(tài)，即形成拋物面。在壓力差的作用下，油通過固定軸承體外圓周上的進油孔進入軸承表面的下環(huán)形油槽。由于大軸的旋轉(zhuǎn)，油沿著軸承表面的斜油槽向上運動，流過整個瓦面，使大軸與軸瓦之間的潤滑良好，并帶走熱量。熱油流至上部環(huán)形油槽，通過排油管流至冷卻器。冷卻后，熱油通過進油管進入油盆，上述潤滑油路就是一個工作過程。機組運行時，潤滑油就這樣來回循環(huán)，以滿足軸承的運行需要。

11、導(dǎo)水機構(gòu)

組成：導(dǎo)水機構(gòu)由頂蓋、底環(huán)、導(dǎo)葉、連桿機構(gòu)和繼電器組成。

影響：

1、使水流在進入轉(zhuǎn)輪之前發(fā)生旋轉(zhuǎn)，改變水流的入射角；

2、當機組出力變化時，用于調(diào)節(jié)流量。

3、用于正常和意外停機時切斷水流。

導(dǎo)葉的轉(zhuǎn)動最終通過繼電器和聯(lián)動機構(gòu)控制導(dǎo)葉的開關(guān)。

12. 頂蓋

主要功效：

形成流道并承受相應(yīng)的流體壓力

固定支撐活動導(dǎo)葉及其聯(lián)動機構(gòu)

支撐水導(dǎo)軸承

支撐并形成機組的密封件，包括主軸密封件、維修密封件、上迷宮環(huán)等。

13. 底環(huán)

影響：

與頂蓋一起形成流道

安裝導(dǎo)葉下軸承

14.基礎(chǔ)環(huán)（支撐環(huán)）

影響

閥座環(huán)是在裝置安裝時放置的，并成為閥座環(huán)的基礎(chǔ)。

用于水輪機安裝、維修時放置轉(zhuǎn)輪。

15. 尾水管

尾水管位于轉(zhuǎn)輪下方，是主要流通部件。它的作用是引導(dǎo)水流進出轉(zhuǎn)輪。

水泵水輪機作為水輪機運行時，要求尾水管截面為慢擴散型。

16. 其他

緊急真空破壞閥：消除提升現(xiàn)象

送風裝置：尾水管交叉送風、尾水管短管送風、軸孔送風

17. 埋地管道

埋地管道主要包括

機組排水管道

單位壓力測量管道

加壓水系統(tǒng)管道

回水排氣管

機組冷卻潤滑系統(tǒng)管路

18. 汽輪機氣蝕（cavitation）和磨損

類別：間隙、空腔、翼型、局部

19. 汽輪機振動

按振動原因分：液壓、機械、電磁

按振動方向分：軸向和徑向

振動允許值：250~375r/min，合格為0.10

允許擺動值：250r/min 0.05mm/m 375r/min 0.04mm/m

20.汽輪機保護裝置

機組啟動、停車、運行過程中出現(xiàn)危及設(shè)備和人身安全的故障時，汽輪機保護裝置自動采取保護或聯(lián)鎖措施，防止事故發(fā)生，避免事故擴大，確保人身和設(shè)備安全。損壞或?qū)p壞降至最低。

保護裝置主要有

振動保護裝置

壓力保護裝置：如轉(zhuǎn)輪上腔水壓、冷卻水壓

溫度保護裝置

導(dǎo)向軸承油位保護裝置