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DL/  T  445一 2002

本标准是根据中国电力企业联合会标准化中心关于组织起草电力行业标准 《      大中型水轮机技术条 件》的委托和安排制定的,编写格式和规则按 《电力行业标准编写的基本规定》DL/1 '  6 00 -20 010 根据国家环境保护国策和可持续发展以及大力开发再生能源的决策,随着国民经济的发展,电力行      业使用的大中型水轮机不断增多,使用范围和使用条件越来越广泛,水轮机的功率、尺寸不断增大,特 别是技术指标 日益提高,为了保证大中型水轮机在水电工程使用中安全、高效、稳定、可靠运行,特结 合改革开放以来水轮机在选型、设计、制造以及安装运行中的经验教训将 《 大中型水轮机技术条件》制 定更名为 《大中型水轮机选用导则》。 本导则为大中型水轮机产品的选用导则,它规定了水轮机产品的技术要求与技术保证、设备检验验      收、包装运输、备品备件、供货范围、资料提供以及安装运行和维护方面的要求,供水轮机选型、招 标、订货、签订合同的技术协议使用,是水轮机设计、制造和水电站水力机械设计的依据。本条件未规 定事项按供需 双方签定 的技术协议执行。 本标准与 1      9 91年版 比较有 以下一些主要变化 :

     — 技术内容主要针对大中型水轮机的特点。 — 增加了水轮机整体性能的技术保证条款。      — 提 出了水 轮机备 品备 件。     

     DL  本标准代替 4 45 -1 9 910 本标准的附录A为规范性附录,附录B,       C为资料性附录。 本标准由中国电力企业联合会标准化中心提出。      本标准 由中华人 民共 和国国家经济 贸易委员会批 准。           本标准 由电力行业水 电站水 轮机标准化技术委员会 归口。 本标准 由国家 电力公 司昆明勘测设计研究 院负责起草 。      本标准主要起草人 :青长庚 、吴次光 、徐正镐 、刘永东 、乐枚 。     


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大中型水轮机选用导则 范围

本标准适用于单机功率为 2      5MW及以上或转轮公称直径为 3 m及以上的混流式和轴流式水轮机,单 机功率为1 5MW 以上的冲击式水轮机。贯流式水轮机、可逆式水泵水轮机和小于 25 MW 的反击式水轮 机 以及小于 1 5MW 的冲击式 水轮机可参照使用。 2 规 范性引用文件

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的      修改单 ( 不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究 是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注 日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。 GB/1      '  1 91 -1 9 90 包装储运图示标志 GB       85 64 -1 9 88 水轮发电机组安装技术规范 GB/1      '  1 0 96 9-19 96 水轮机通流部件技术条件 DL       5 07 -2 00 2 水轮发电机组启动试验规程 DL/1      '  71 0-1 99 9 水轮机运行规程 J      B/1 '  86 60 -1 9 97 水轮发电机组包装、运输 、保管技术条件 3 一般技术要 求

3. 1 水轮机应根据水电站和水轮机的运行特点,合理选择其型式,保证机组长期安全、稳定、可靠、 高效地 运行,以获得最佳经济效益。 3. 2 水轮机 的比转速 、额定转速应通过技术经济 比较确定 。

3. 3 水轮机转轮公称直径应在保证发足额定功率和获得最佳经济效益的前提下选取。 3. 4 为避免引水系统的水力共振,引水系统的参数和水轮机参数的选择、匹配应特别注意。 3. 5 水轮机的吸出高度 ( 排 出高度 )的选择应满足水轮机在规定的运行范 围内稳 定运行 和经济合理。

3. 6 水轮机的设计和供货必须考虑到水电站厂房布置、运行检修方式、运输条件、制造能力等的要求 以及 与水 轮发 电机 、调速器 、进 水阀等的相互联系 ,按合同技术协议执行。

3. 7 水轮机产品的技术参数和技术要求。( 本标准的有关术语和符号见附录A). 3. 7. 1 水电站参数。 水 电站水库调节性 能           水头 最大毛水头         

( m)

最小毛水头         

( m)

加权平均水头          ( m) ( 净水头)      水位 正常蓄水位         

( m)

非常蓄水位          ( m) 最低蓄水位         

( m)

         最高尾水位 设计尾水位         

( m) ( m)


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最低尾水位         

( m)

     引 用流量 ( m3 / s ) 引水系统的参数 (      包括从进水口或调压井进口至水轮机进口断面及尾水管标准段和其后尾水洞在额 定工况的EL,  ILV) 装机容量      ( MW) 单机容量      ( MW)      装机台数 ( 台) 水轮机安装高程      ( m) 水 电站尾水位 与流量 的关 系曲线     

    ( 过机水质 包括含沙量、粒径级配、矿物成分、含气量、pH值和水温等) 水电站运行特点 (      水电站在系统中担任的主要任务,如调峰、调频、调相等) 水电站气象条件 (      包括气温、水温、相对湿度等) 水电站设计地震烈度     

电站地理位置 (      厂房地区海拔高程、大气压力和重力加速度) 3. 7. 2 水轮机基本参数。 型式及装 置方 式           转轮 型号      净水 头 额定水头          设计水头         

( m) ( m)

最大水头         

( m)

         最小水头 流量     

( m)

额定流量          ( m3 / s )      转速 额定转速         

( r / mi n)

         ( 飞逸转速 r / mi n) ( 轴流转桨式水轮机指协联关系破坏时的飞逸转速) 额定比转速          ( m" kW) 功率     

         ( 额定输出功率 MW) 最优工况功率          ( MW) 最大输出功率          ( MW)      效 率 最优效 率          额定工 况效率         

(%) (%)

加权平均效率          (%) 转轮公称直径     

( m)

     射流直径 ( mm) 每台冲击式水轮机的转轮数 (      个) 每个冲击式水轮机转轮的喷嘴数      ( 个) 水 轮机输出最大功率时的最小水头     

(m)

水轮机输出最大功率时的最大流量     

( m3 / s )

空化     


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     临界空化系数 水电站空化系数      空化安全系数     

吼 么

初生空化系数     

Cp

K,

水轮机压力脉动 A (%) 〔 指 由水轮机 尾水管涡带引起 的,并在 尾水管规定 部位所 测得的压力脉

动值 ( 混频峰一峰值)与相应水头的比值 A二△八/ HJ 允许最大吸出高度

(    m)

允许最小排 出高度

(m)   

3 . 7 . 3 水轮机综合特性曲线图 ( 包括以。u,  Qu为坐标轴,内含 , 、。 、a o ,  0,  A,  5%P等等值曲 线及叶道涡起始线、尾水管涡带起始线、叶片进口正背面初生空化线) ,最大、额定、最小和加权平均 水头和不同功率下的尾水管涡带图 ,以及全模拟流道 图。

3 . 7 . 4 水轮机运转特性曲线图 ( 包括以H,  P为坐标轴,内含 , 、Hg ,  ao ,  0 ,  A等等值线及叶道涡 边界线的曲线图 ) 。

3. 7. 5 各种技术保证值 〔 详见第 7章)。 3. 7. 6 水轮机的引水和排水方式及其要求。 3. 7. 7 水轮机各主要零部件的结构和材质说明。 3. 7. 8 水轮机及其附属的调速器、油压装置、进水阀的主要参数及自动控制程序框图和说明。 3. 7. 9 水轮机转轮、主轴、座环、蜗壳、顶盖等大件的质量、控制尺寸、运输尺寸和水轮机的总质量。 3. 8 原型与模型水轮机的全套装置必须 自蜗壳 ( 分流管)人口至尾水管 ( 渠)出口全模拟;冲击式原 型和模型水轮机的喷嘴数应相同,do / D1应相等,并具有相似的水力特性。 3. 9 反击式水轮机蜗壳、尾水管 ( 含中间墩)的形状和尺寸,冲击式水轮机的分流管、机壳和机坑应 结合水电站厂房布置的要求设计,并经模型试验优化;同时应提供对水轮机效率和运行稳定性的影响情 况。

3. 1 0 水轮机的效率修正。 3. 1 0. 1 反击式水轮机的效率修正,应经供需双方商定任选下述二种方法之一。 第一种方法。混流式水轮机效率修正值计算公式 (      Mo od y公式):

△,=K(                        1一, 二) [ 1一( Dm / Dp ) i / s l                  ( 1 ) 轴流式水轮机效 率修 正值 计算公式 (      Hut t o n公式 ) :

△,=K(                1一q -) [ 0 . 7一0. 7 ( Dm/ Dp ) 1 'x  /  ( Hm / Hp ) 1 n 0 1              ( 2 ) 式 中:     

,        。 — 模型水轮机的最高效率 ( 对转桨式水轮机为叶片在不同转角条件下的最高 效率 );                 

K— 系数,K二0.          5- -1,由供需双方商定;

       D m 模型水轮机转轮公称直径,m; D,        一 对应于模型水轮机Dm的原型水轮机转轮公称直径,m; Hm 模型水轮机试验水头,m;       

H,        — 原型水轮机的设计水头,m, 第二种方法。I      EC9 95推荐的反击式水轮机效率修正值计算公式:

、.户

1一 V, d Vr    ef

Z t、

、“e职, m/

、、.少

1一 , h , o p t , m

/  Rea r  1 0 . 1 6十 t二二 1

 ̄ ‘

8, e ,

了‘ 、

0  V h 一 , 、 [ ( \ R e , m 4 1 l 0 " ‘ 一 ( R e e p f / o ’ ‘


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式中 :

△,      卜 — 模型效率换算为原型效率的修正值; 8,        e , — 标称的可换算为原型效率的修正值 ;      R e.f 一一标准的雷诺数; Re        .— 测点模型雷诺数;

Re      p 测点原型雷诺数; Re    p . , , m

模型最优效率点雷诺数;

   I h .  W, . .— 模型最优效率; V,        d— 标准的损失分布系数。 对过 去已有 的模 型试 验曲线和注明雷诺 数和水温的模型试验资料 ,建议按下式计算 :     

△ : 一 ( 1  -  l h , , n m )  V m ( , 一 念

(5)

Vm= Vo                             pt . m= V, f                       ( 6)

Re                           .=R ef =7  x  1 0 6                    ( 7 )

8m=8                             wt . m=8, j                       ( 8) 3. 1 0. 2 冲击式原型水轮机的效率应不低于其模型水轮机的效率,效率修正值由供需双方商定。 3. ” 水轮机通流部件应符合 GB/1 '  1 09 69的要求 。 3. 1 2 水轮机的结构在保证必 需的 刚度、强度下 应做到 便于装拆 、维修。对易损 部件应便 于检查 、更 换。部件结构和设备布置应按供需双方商定 的技术 协议设计制造 。

3. 1 3 必须保证水轮机在不拆卸发电机转子、定子和水轮机顶盖、主轴等主要部件的情况下能够更换下 列零部件 :

     a )水轮机导轴承、冷却器和主轴的工作及检修密封。 b)水轮机导水机构接力器的密封件及活塞环。      c      )导水机构的传动部件、导叶轴颈密封件及保护元件。 d)转桨式水轮机转轮 叶片的密封零 件及保护元件 。      e      )冲击式水轮机的喷管 、折 向器及转轮等 。

3. 1 4 在水轮机易空蚀部位应采用抗空蚀材料或必要的减少空蚀危害的措施。在含沙水流及高含气量以 及酸、碱等特殊水质条件下运行的水轮机 ,应采取相应的减轻磨蚀和腐蚀的措施 。

3. 1 5 水轮机标准零部件应保证其通用性。 3. 1 6 水轮机的转轮、导叶、顶盖、底环、喷针、喷嘴等部件宜能互换。 3. 1 7 新技术、新材料、新工艺一般应经过工业试验或技术鉴定合格后才能正式采用。在特殊情况下, 也可由供需双方签定技术协议或保证条款后予 以采用 。 3. 1 8 水 轮机主要结构部件的材料均应符合国家或行业标准 ,尚无标准的应通过协商或选用有关的 国际 标准 。 3. 1 9 铸锻件 材料应符 合国家专门技术条件的规定并有出厂合格证书 ,重要铸锻件应有需 方代表参加检 验 。铸锻件 的较 大缺陷处理应征得用户同意。

3. 20 水轮机的转轮应作静平衡试验。必要时可作动平衡试验。 3. 21 竖轴反击式水轮机转轮直径为3m及以上 ( 冲击式在 1. 5 m以上)时,水轮机室顶部宜设置起吊 装置 。

3. 22 反击式水轮机宜设置紧急停机和保证机组稳定运行的补气装置。当有调相运行要求时应设置调相 补气装置 。

3. 23 水轮机进水阀后的压力管道顶部和卧式水轮机的蜗壳顶部应设置自动排气、补气装置。 a     


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3. 24 反击式水轮机的导水机构必须设有防止导叶破坏及事故扩大的保护装置,以及导叶最大开度限位 装置和导叶轴 向位置 的调整 和止推装置 。

3. 2 5 水轮机的接力器应在空载以下小开度行程内设有节流缓冲装置及全关位置的液压锁定和在全开位 置 的机械锁定装置 。

3. 2 6 在竖轴反击式水轮机尾水管内应设置易于拆装的有足够承载能力的轻便检修平台。 在冲击式水轮机机坑内的稳水栅应有足够的强度,以便于水轮机转轮、喷管等的拆装和检修。      3. 2 7 水轮机应有必要的防飞逸设施,水轮机允许飞逸转速持续时间应不小于配套发电机允许的飞逸时 间。

3. 2 8 水轮机上应设有进人门。 3. 2 8. 1 反击式水轮机蜗壳和尾水管进人门不宜小于 4 h60 0mm。冲击式水轮机分流管直径不小于 l m 时 ,宜在分流管上设进人门 。

3. 2 8. 2 冲击式水轮机机坑进人门一般不宜小于 6 00 mm  x  1 2 00 mmo 3. 2 8. 3 大型轴流式水轮机可根据需要在顶盖上开进人 门。

3. 2 9 允许水轮机以空载或带负荷方式排除引水隧洞和压力钢管内的积水。 3. 30 主要部件的焊接工艺必须遵守由供需双方同意的有关规定,焊缝应进行 1 0 0%的无损探伤。 3. 31 水轮机设备表面应有保护涂层并符合 GB  8 5 64的有关规定,对表面粗糙度要求严格的转轮、叶 片、水 斗及导 叶等部件要经验收合格后方能涂保护涂层。

3. 32 凡是与水接触或处于潮湿位置的紧固件和管道、阀门均应用防锈和耐腐蚀的材料制造。 3. 33 水轮机导轴承瓦可采用钨金瓦或塑料瓦。 3. 34 水轮机在各种运行工况时,其稀油导轴承金属轴瓦的温度最高不应超过 70 C  ' o塑料轴瓦的温度 最高不应超过 5 01 C  o 3. 35 水轮机可配备附录B所列或由供需双方商定的仪表,安装在专门的盘柜上。 3. 36 水轮机应具有下列信号和保护装置,其项目由供需双方商定。 a      )电气转速信号器和变送器 。

     b )机械过速机构的信号和保护装置。 c      )压油罐的油压信号器、变送器。 d)压油罐的液位信号器和变送器。      e      )冷却、润滑水管路和主轴密封水管路上的示流信号器、压力信号器和变送器。 f      )导叶 ( 针 阀)开度 和折 向器位 置的信号接点 、位 置指示器和变送器 。

9)导轴承的温度信号器、变送器和保护装置。      h)油 导轴承的液位信号器和变送器 。     

i      )水轮机涡壳、导叶、尾水管压力脉动信号器和变送器。      J )导水机构保护装置的信号器。 k)反击式水轮机机坑内积水水位信号器。      1      )冲击式水轮机尾人坑水位信号器。 m)反击式水轮机尾水管内供调相用的水位信号器。      n)水轮机蠕动信号器 。     

     o )水轮机空蚀信号和变送器。 P)转桨式水轮机转轮叶片转角位置指示和变送器。      q)水轮机各主要部位压力、真空信号器和变送器。      r      )水轮机流量指示和变送 器。

s      )中高水头混流式水轮机顶盖取水流量信号器和变送器。 t      )水轮机运行水头信号器和变送器 。


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u)水轮机运行效率显示器 、信号器及变送器 。           v )水轮机振动 、摆度信号器和变送器 。 3. 37 水 轮机在 自动控制系统中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,随时可以启动投人。      c)从发 电转调 相或 由调相 转发电运行 。     

d)当运行中发生故障时,能及时发出信号、警报或停机。      e)凡 由计算机控制 的水 电站各机组应 能实现成 组调节 。水 轮机应能 自动保持在给定 的负荷范 围内      稳定高效 率运行 ;冲击式水轮机应 能 自动投 人和切换喷嘴数并保 持在稳 定和高效率运行 。 3. 38 发生 下列情况之 一时,水 轮机应能 自动紧急停 机 ,并 具有相应保 护措施 : a)转速达 到或超过过速保 护停机整定值 时。           b )压油罐内油压降至事故低油压时。 c)导轴瓦温度超过允许值时 。     

     d )水润滑导轴承主轴密封的润滑水中断时。 e)机组振动、摆动达到和超过停机整定值时。      f      )其他因电气、水工等原因引起的紧急事故停机信号时。 3. 3 9 水轮机蜗壳 、分流管应按下列试验压力进行水压试验 。

     p ( 当工作压力 包括升压)等于和小于 2 5x1 0' P.时,以工作压力的1. 5倍进行压力试验。 当工作压力 p超过 25x1      护Pa时,其超过的部分取 1. 2 5倍,试验压力按下式计算确定:ps =25x

1 0 5 x1 . 5+  ( p一2 5x1 0 5 )  x1 . 2 5  ( P a ) ,试压时间应持续稳压3 0 mi n 。受压部件不得产生有害变形、 裂缝和渗漏等异常现象 。

蜗壳是否进行水压试验,可视蜗壳用材、焊接工艺及探伤等措施由供需双方商定。      3. 4 0 冷却器的试验压力为2倍工作压力,但不小于 0  AMPa,保压60 mi n无渗漏现象。 3. 41 其他承受水压、油压、气压的部件和管路均需按下列试验压力进行试验。 液压试验 :     

,_,《 、L 且 一 二".'Y  f  _1'

(9)

L 口 」                           

气压试验 :

*_11 ' - c a 。一i . 1    }p 工 [ ,] ‘

(10)

式中 :

p      — 试验压力 MP a ;    p } — 最大工作压力,MP a ; 「    司 —

容器元件材料在试 验温度 下的许 用应力 ,MPa;

   【 司‘ — 容器元件材料在设计温度下的许用应力,MPao 容器铭牌上规定有最大允许工作压力时,公式中应以最大允许工作压力代替设计压力 p      容器各元件 (圆筒、封 头、接管、法兰及紧固件等)所用材 料不同时,应取各 元件 材料的      【 司 /【 司’ 比值中最小值。 3. 42 反击式水轮机顶盖应设置可靠的且采取不同驱动方式的排水设施,并应有 1 0 0%备用,排水所用 的水位控制和信号装置应十分可靠。 4 混流式水轮机 4.1 水 轮机座环宜采用平行边式结构口


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4. 2 蜗壳进口流速应结合模型试验通过技术经济比较确定。 4. 3 水轮机应具有足够的结构刚度,并采用自然补气或其他减振措施,以保证水轮机在规定功率范围 内,机组的振动值不超过相关规程的规定。 4. 4 中高水头混流式水轮机可在转轮上冠设置泵板结 构 ,采用从顶盖上 引取 上密 封环漏水作 为机组冷 却水 ,并配套 采用 不接触型主轴 密封结构。 4. 5 混流式水轮机根据需要可采用与顶盖 、座环相配套 的筒 型阀设备 。 4. 6 过机含沙量较大的水 电站 ,水轮机设计应合理选 择水力设计参数 ,其某 些过 流部件应采 用耐磨蚀 材料制造 或采取必 要的防磨蚀措施 ,以减轻其表面的损坏。 a)转轮 可分别采用在易磨蚀部位堆焊不锈钢或其他抗 磨蚀材料 制造;或用不锈 钢叶片 与合金钢上      冠 、下 环组 焊制造加 工 ;也可用全不锈钢加工制造。

b)顶盖、底环和座环应具有足够的刚度,并应严格控制在受水压条件下顶盖、底环在导叶枢轴处      的变形 。 c)顶盖 、底环 的过流表面应有便于修补或拆换的耐磨蚀材料抗磨板 。      d)可采用刚度大 的大轴径导 叶,导 叶表 面及上下端面应有足够厚 度的抗磨 蚀保护层。     

4. 7 对过机水流含沙量较大、采取从中部或下部拆装转轮的水轮机,应能在不吊出发电机转子条件下, 对水 轮机个别易损部件进行更换。

4. 8 大型、特别是运行水头变幅较大的混流式水轮机转轮应研究并优化其水力稳定性,并在充分考虑 强度、刚度基础上,合理增加上冠、叶片高应力部位和下环的厚度,以保证转轮的疲劳寿命。 4. 9 转轮在制造焊接 中应采用各种措施确保转 轮叶片中不 出现裂 纹。 5 轴流式水轮机

5. 1 转轮的轮毅表面、叶片和转轮室的喉管部分宜用不锈钢制造,如采用堆焊,加工后的焊层厚度不 应小于 l o i nmo 5. 2 水轮机的转轮室应有足够的刚度。 5. 3 水轮机转轮室内壁与叶片外缘的间隙要均匀,最大、最小间隙与平均间隙之差不得超过 土巧%,

单边间隙值不应大于0 .  0 0 0 5  D,  o 5. 4 水轮机应设 置可靠 的防抬 机和止推装 置。

5. 5 水轮机转轮叶片应采用专用工具吊装 ,不允许在叶片上开吊孔吊装叶片及吊起转轮体。 5. 6 转桨式水轮机转轮叶片的操作机构的动作应灵活,不允许有卡阻现象,协联装置应准确可靠。 5. 7 转桨式水轮机转轮叶片的密封应为双向多层耐油耐压材料,并能在不拆出叶片条件下更换密封, 出厂试验时叶片密封应无漏油现象。 5. 8 采用混凝 土蜗壳时 ,座环与混凝 土相接部位应设置防渗用的嵌人钢板 。

6 冲击式水轮机 6. 1 大型冲击式水轮机应优先采用竖轴式结构。 6. 2 冲击式水轮机转轮、喷嘴和喷针宜采用不锈钢制造 ,在高速水流作用的部件表面宜采用高硬、耐 磨材料制造 。 6. 3 竖轴冲击式水轮机的转轮和喷管应满足从上经发 电机定子 中心 和向下 自机壳 内拆装运 出。

6. 4 多喷嘴冲击式水轮机应根据输出功率的大小自动投人或切除相应数目的喷嘴,改变喷嘴数时水轮 机应能正常安全稳定运行,各射流间应无干扰。 6. 5 冲击式水轮机的每个喷嘴和折向器均应有单独的操作接力器。各喷针应有单独的电气回复机构和 开度指示 ,折 向器应有单独 的开 、关位 置指示信 号。

6. 6 冲击式水轮机应有制动喷嘴及相应的自动化元件。


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6. 7 冲击式水轮机可采用反向水斗装置,以抑制其飞逸转速。 6. 日 冲击式水轮机的排水高度应满足水轮机安全稳定运行和效率不受影响。在设计最高尾水位时,尾 水渠水面 以上应有足够 的通气高度。

6. 9 水电站尾水位变幅很大时,允许冲击式水轮机在高尾水位,即在排出高度小于设计要求甚至负值 的情况下运行 ,但必须有 压低转 轮室水位的压缩 空气装置和保F F设施。其补气量和补气位置应通过模 型 试验确定 。 6. 1 0 冲击式水轮机转轮应 采用整体铸 造、铸焊 、锻造加微 铸结构 ,并应进行 必要 的热 处理和多种探 伤 检查 。

6. 1 1 冲击式水轮机的机壳上应有必要的补气、隔音或消音措施。 7 技术性能保证

7. 1 水轮机产品的质量保证期: 7. 1. 1 水轮机通 过 72 h满负荷连续试运行后 ,从收到机组 初步验收鉴定 书之 日起两年 ,或 从最后一 批

货物交货之日起三年,以先到期为准,在此期间如供货设备因设计、制造、工艺、材料以及运输等原因 引起的质量问题而损坏或不能正常运行 ,供方应按合 同规定无偿 地为需方修理 、更换相关设 备部件或承 担经济责任 。 7. 1. 2 如合 同规 定有 3 0d考核性 试运行 的机组 ,水轮机应 先通过 72h带 满负荷连 续试运 行 ,然后 进 行3 0d考核性 试运行 ,通过后 ,从收 到机组初 步验 收鉴定 书之 日起两 年 ,或从 最后 一批 货物 交货 之

日起三年,以先到期为准,在此期间如供货设备因设计、制造、工艺、材料以及运输等原因引起的 质量问题而损坏或不能正常运行 ,供方应按合同规定无偿地为需方修理 、更换相关设备部件或承担 经济责 任。 7. 2 功率保证 。水轮机在最 大水 头、额定水 头、最小水头和需方 提出的其他水 头下 的输 出功率和最大 输出功率保证。

7. 3 效率保证: 7. 3. 1 模型和原 型水轮机 的最优效 率保证 、其他水头下 的模 型和原型水轮机 的最 优效率保证 以及在这 些水头下的各不同功率工况点的模型和原型水轮机 的效率保证 。

7. 3. 2 模型和原型水轮机加权平均效率保证。加权因子由需方提出。 7. 4 空蚀保证。对反击式水轮机的空蚀保证应符合 DL  4 44的规定。对冲击式水轮机的空蚀损坏保证 应符合在经过 80 00h运行后 ( 其中超过和低 于允许输 出功率范 围的运 行时 间分别 不大 于 1 00h)空蚀损 坏量的最大允许值应不超过下式的规定 :

     深度 h二镇 ( 0. 2- - 0. 4)  Bo - '  ( .) 面积 A_簇 (      30 0一90 0)  B"  (c .2 ) 体积 V-(       ( 6 0- -2 40)  B2  ( c m3 ) 式中B为以m计的水斗内部宽度。      7. 5 磨蚀保证。当水流含沙量较 大时 ,应对 水轮机 的磨蚀失 重作 出保证 ,其保证值 可根据 过机 流速 、 泥沙含量 、泥 沙特性 、运行 条件及水 电站水头等情况 由供需双方商定 。

7. 6 稳定保证。水轮机的稳定运行范围及运行稳定性指标应满足下述规定。 7. 6. 1 在空载工况下应能稳定地并网。 7. 6. 2 在最大水头和最小水头范 围内,要求水轮 机在 表 1所列功率 的范 围内稳定 运行。规定 有最大功

率的机组,在最大功率下也应保证稳定运行。 7. 6. 3 水轮机供方应对水轮机过流部件主要测试部位的压力脉动 ( 混频峰一峰)相对幅值作出保证, 对大型混流式水 轮机过流 部件 的测试 部位为蜗壳进 口、转轮进 口、尾水管锥管段颈部和肘管末端及尾水 管扩展段 出口,具体测试部位 和保证值 由合同确定。


DL/  T  445一 2002

裹 1 水轮机稳定范 围 水轮机 型式

相应水头下 的机组功率 %             

混 流式

45- 1 00

轴 流定 桨式

7 5- 1 00

轴 流转 桨式

冲击式①

3 5- 1 00

单喷嘴额定功率的5 0-1 0 0

① 冲击式水轮机喷嘴数不一样 (有 1-6个多种),用单喷嘴为基准来表示比较科学 ,本导则按单喷嘴列出。     

7. 6. 4 混流式和轴流定桨式水轮机在采取除强迫补气之外的其他必要措施后 ,尾水管直锥段内的压力 脉动相对幅值 △H/ H( 混频峰一 峰值)应不大于相应水头的3%一1 0%0高水头水轮机取小值;低水头 水轮机取大值。 7. 6. 5 顶盖或机壳盖的垂直振动和主轴摆度应不大于相关规程所规定的允许值。 7. 7 机组甩去全部或部分负荷时,蜗壳或引水管内压力升高、尾水管内压力降低和水轮机转速升高值 不应超过水电站设计允许值。 7. 8 水轮机导叶和喷嘴的漏水量应作出保证。在质量保证期内和额定水头条件下,新导叶漏水量不应 大于水轮机额定流量的 3 0 o。新喷嘴在全关时不应漏水。 7. 9 水轮机在 7. 6. 2所规定的运行范围内,水轮机顶盖上方 l m处和距尾水管进人门或冲击式水轮机 机壳进人门 l m处所测得的噪声值不应大于90 dB  ( A). 7. 1 0 水轮机最大水推力的保证。 7. 们 水轮机最大飞逸转速保证 ( 对转桨式水轮机指协联破坏时的保证值) 。 7. 1 2 水轮发电机组的临界转速保证。 7. 1 3 水轮发电机组自振频率保证。 7. 1 4 水轮机可用率不小于 9 5%0

7. 1 5 水轮机无故障累计运行时间不得低于 1 60 00h. 7. 1 6 水轮机大修期应不低于 8年 ( 总运行历时应不少于3 20 00h);对多泥沙河流水电站水轮机由供需 双方在合同中确定 ,但不得低于 5年 。 7. 1 7 水轮机使用寿命不少于 5 0年。

8 检验、试验、验收 8. 1 水轮机主要部件在制造过程中的检验、试验等验收应按照 DL  4 43执行。并应包括以下项 目: 8. 1. 1 各主要部件的几何尺寸、型线、加工精度、表面波浪度、表面粗糙度及其互换性的检查、试验。 8. 1. 2 水轮机轴与发电机轴 ( 含中间轴)的轴线检查 ( 包括推力头和镜板与轴线垂直度的检查) 。如水 轮机、发电机不在同一厂制造时,由合同规定的工厂负责进行。 8. 1. 3 重要铸锻件如转轮、主轴等的无损探伤。 8. 1. 4 转轮 的静平衡试验 ,必要 时作 转轮的动平衡试验。

81. 5 各受压容器、部件的渗漏试验和耐压试验。 8. 1. 6 焊缝的质量检查及无损探伤。 8. 1. 7 水轮机预装试验: a)按照GB/1      '  10 96 9对全部通流部件进行检验。 b)混流式水轮机包括转轮与主轴 ,蜗壳与座环,座环与顶盖、底环,以及导水机构和接力器等。      c)轴流式水轮机包括转轮与主轴,转轮室与座环、顶盖、底环、工装,导水机构和接力器,转轮     

9           


DL/  T  445一 2002

体与 叶片控制机构 和叶片接力器 等; d)冲击式水轮机包括转轮与主轴 ,分流管与喷嘴 、喷针 、折 向器装配及稳水栅等。     

8. 2 水轮机各主要部件出厂检验时,除应具有材料出厂合格证明文件、工厂材料化验、强度试验报告 外 ,还应提交验收合格证书 。需方 可根据结构特 点,对 重要 部件进行 必要的复核检验验收 。

8. 3 对于不能或难于在制造厂内进行预装的水轮机有关部件,经供需双方协商一致后,可移到安装现 场按 GB  8 56 4并参照供方的有关规定在供方技术指导下进行。 8. 4 模型水轮机的验收试验可按 DL  446标准进行。原型水轮机的验收试验,由供需双方根据合同的 规定进行。

8. 5 水轮机及其附属设备在工地安装、调试完毕,正式投人运行之前应按 GB  85 64和DL  5 07试验验 收,并 进行试运行。

8. 6 水轮机保证期内进行水轮机特性试验和空蚀、尾水管压力脉动的检测试验,保证期满,各项技术 保证均达到后 ,应签署最终验收证明。 9 铭牌、标志、包装、运输及保管 9. 1 铭牌、标志的内容包括名称、型号、产品编号,最大水头、额定水头、最小水头,额定流量,最 大功率、额定功率,额定转速、飞逸转速、额定比转速,吸出高度 ( 冲击式水轮机为排出高度),产品 质量 ,制造厂名 、出厂年月等。

9. 2 包装箱中应有产品出厂证明书、技术文件及图纸。装箱单开列的名称、数量应与箱内实物和图纸 编号相符合。装箱单应采取密封 防潮措施 。

9. 3 水轮机及其供货范围内的零部件、备品、备件,必须检验合格后才能装箱运输。 9. 4 水轮机部件的包装尺寸和质量,应满足从工厂到水电站的运输条件。 9. 5 水轮机及其附属设备的包装运输,应符合 J B/1 '  8 66 0和 GB/1 '  1 91的规定,并按设备的不同要求 和运输方式采取防雨、防潮、防震、防霉、防冻、防盐雾和防运输变形等措施。 9. 6 制造厂每次发运的件数 、箱数,编号、发运时间、车次等应在发运前通知受货单位。设备运到工 地后,开箱检查时,供需双方的代表应共同参加,如发现有损坏、错发、缺件等问题由供方负责查找原 因并尽快采取补救措施 。 1 0 供货范围和备品备件 参见附录 Co      ”

资料提供

”. , 供方应向需方提交下列图纸资料,其交付的数量和时间在合同中规定。 11 . 2 水 轮机: 11 . 2. 1 水轮机及 其附属设备 布置图。

11 . 2. 2 水轮机的总装图,蜗壳、尾水管的单线图,水轮机各部件的组装图、主要部件图和易损部件的 制造加工 图,水 轮机及其附属 设备的基础图、埋设件图和管路布置图等 。 11. 2. 3 调节保证计算成 果。

11. 2. 4 水轮机的综合特性曲线 (全特性)和运转特性曲线图,接力器行程与导叶开度关系图,喷针行 程与喷嘴开度关系图,座环传力资料,反击式水轮机的顶盖和座环在受水压和飞逸工况下的变形计算资 料,水轮机转轮、主轴、顶盖等主要部件的应力计算和过流部件的自振频率和其他重要计算资料等。 11. 2. 5 分瓣转轮及上冠、叶片、下环分件组焊转轮在现场组焊的布置图,加工车间 ( 含机床)布置图 及转轮现场组焊加工工艺流程图,有关水轮机及其附属设备需在工地组装或加工的部件的图纸和资料以 及特殊 工具图等。


DL/  T  445一 2002

1 1. 3 附属设备:各种盘柜和自动化设备的安装和布置图,水轮机自动化操作和油、气、水的系统图, 水轮机量测仪表配置图等 。

11. 4 产品技术条件、产品说明书、安装使用说明书、自动控制设备调试记录、厂内各产品检查及试验 记录和合格证书、主要部件的材料合格证明书、供货清单等。 1 2 安装、运行与维护 1 2. 1 水轮机安装应符合 GB  85 64要求。 1 2. 2 水轮机运行和维护应符合 DL/1 '  71 0的要求。


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附 录   

( 规范性附录 ) 术 语 与 符 号 表 A1 术语 与符号 序号

名词术语

符号

单位

水位

正常 蓄水 位

1.1

水库在正常运 用情况下 ,为满足设 计的兴利 要求 ,在 供水期 开   

1. 2

死水位

水库在正常运用情况下 ,允许消落到 的最低水 位

1. 3

设计洪水位

水库遇大坝的设计洪水时在坝前达 到的最 高水位

1.4

最高尾水位

在水电站设计洪水流量时 ,尾水管 出口断面的水面高程

1. 5

最低尾水位

1.6

设计尾水位

水 电站水头 水 电站 最 大 毛水   

2.1

电 能加 权 平 均水   

2.2

头 (净水头 ) 水 电站 最 小 毛水   

2. 3

头 3

水轮机额定值

水轮机水头

Z,

Z,

I丁】

始时应蓄到的高水位

Z。

2绷面

确定水轮机安装高程所用 的尾水管 出口断面处 的水面高程

Z蜘

指水电站上游正常蓄水位与最低尾水位之 间的水位高程差

月9  ̄

相应于水电站通过最小引用 流量 (或常年通航 流量),水轮 机尾    水管 (隧洞)出 口断面处的水面高程

在水电站运行范 围内,考虑 负荷和工 作历时 的水轮 机水头 的加    权平均值 指水电站上下游水位在各种组合下 出现 的最小水 位高程差

H,山

表征水轮机特性 ,指 水轮机在 额定工 作条件 下水轮 机铭牌的各    项参数值

4.1

水轮机净水头

4. 2

最大净水头

4. 3

最小净水 头

4.4

设计水 头

水轮机在最高效率点运行时的净水头

Hd

刀I

4.5

额定水 头

水轮机在额定转速下 ,输出额定功率 的最小净水头

H,

n】

发电机发出设计规定的最大功率时 ,水轮机所需 的最低净水头

Hf

n 1

Qi l

4. 6 5

水 轮机 输 出 最 大    功率时 的最低水 头

水轮机作功用的有效水头 ,为水轮机进 、出口断面的总水头差 水 电站最大水头减 去一台机空 载运行 时引水 系统所有水 头损失    后的净工作水头 水电站最小水头减去 水轮机发 出可能 的最大功 率时 的引水系统    所有水头损失后的工作水头 (或水轮机运行允许的最小净水头 )

H-

n I

H}

n I

水轮机流量

5. 1

单位流量

转 轮直径为 Im,在 Im净水头下 ,水轮机所通 过的流量

5. 2

水轮机流量

单位 时间内流过水轮机进 口测量断面的水 的体积

m3/s m3  /s


DL/  T  445一 2002

表 A1( 续) 序号

名词术语

额定流量

5.3

   水 轮 机 输 出最 大 功率时的流量

5.4

发电机发 出设计 规定 的最 大功率 时水轮 机所需最 小水 头下的流   

单位

Qr

m3/s

Q,

澎 /.

在额定水头下水 轮机稳 定在额定转速空载运行时的流量

Qk

m3  /s

空载流量

5.5

符号

水轮机在额定水头 、额定转 速下输出额定功率时的流量

水轮 机 输 出 功率    (出力 )

6 6.1

单位功率

转轮直径为l m,在1 m净水头下,水轮机发出的功率

Pi i

Mw

6.2

水轮机输人功率

通过水轮机 的水 流所具 有的水力功率

Pa

mw

6. 3

水轮机输 出功率

水轮机 主轴输 出的机械功率

尸t

MW

6.4

   机 最 大 输 出 水轮 功率

水轮机在满足发 电机发 出按合 同规定 的最大功 率时水 轮机的功    率

尸二

M R'

额定输出功率

在额定水头 和额定转速下水轮机能连续输出的最大功率

P,

MW

最优工况功率

水轮机在最 高效 率点运行时的输出功率

MW

6.5

6. 6 7

水 轮机 转 轮 公称    直径

7.1

混流 式 转 轮 公称    直径

转轮叶片进水边正面与下环相交处的直径 (    要求从习惯用的 D, 向叶片出水边正面与下环相交处的直径D2过渡)

D,

了 n

7. 2

轴 流 式转 轮 公 称    直径

转轮叶片轴线与转轮室相交点处 的直径 ( 包 括斜流式和贯流式)

D,

In

7.3

冲击 式 转轮 公 称    直径

冲击式转轮水斗和射流 中心线 相切处的直径 (即节圆直径)

Dt

射流直径 水轮效率

7.4

8 . 1一 } 效率

一 冲击式水轮机在额定工况下喷嘴出口射流的最小直径

do

水轮机输出功率与其输入功率 之比

n 1

' 7 w

计算公式如下 :

q        w=( W,  p ,+Wz  9 2+W3 7 1 3+,・+讯,) a (WI+ Wz               +  W3+ ・十袱 )

           =( EW; 初 awj 式中:,— 根据水电站具体条件确定的不同水头与不同负荷 下 的水轮机效率 ;             

W;      — 与各9 ;相对应的电能加权因子。

电能 加 权 平均 效   

8.2

100% 尸

月皿‘

H-

Hd H,

月俪 l

Xi%P XZ%P X3%P X; %P

} }

} }

} }

} }

{x x

}x }

E砚 二100                            注 :P为不 同水头下 ,水 轮机受 设计 规定 的输 出功率 限制可 能   

发出的最大功率。若水电站水头变化很小,也可用 H 一个水头进 行加权平 均效 率计算。即


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表 A1( 续) 序号

8. 2

名词术语

电能 加 权平 均 效    率

符号

单位

水轮机各效率 中的最大值

,二

100% 尸

Xl%P X2%尸 X3% P X;  %尸

EW;=1 00

8.3

最 优效率 水 轮机转速

9.1

单位转 速

转轮直径为 l m,在 lm净水头下水轮机 的转速

左u

r/mi n

9.2

额定转速

水电站设计时选定 的稳态 同步转速

凡r

r/min

9. 3

比转速

当净水头为 l    m,输出功率为 1kW 时水轮机 的转速 m. kw 九. n护                              

s =j n                        51 1 4 式中:,日 一 水轮机比转速; ,— 水轮机转速 ;       

尸— 水轮机翰出功率;        H— 水轮机水头        9.4

额定 比转速

水 轮机按额定工况计算得 出的比转速

凡‘

m .kw

9. 5

设计 比转速

水 轮机按最优工况计算得 出的比转速

n,d

m" kw

9.6

飞逸转速

当机组甩 去全部负荷 ,水轮机轴端负荷力矩为零 时的最高转 速

1 0

空蚀磨损

10.1

空化

月n m

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 中气核成 长、积聚、流动 、溃灭 、分裂现象的总称

1 0. 2

空蚀

由于空化造成 通流部件材料的损坏

10.3

磨损

含沙水流对水 轮机通流部件表面所造成 的材料损失

1 0. 4

磨蚀

10.5

初生空化系数

模型空化试验 时,转 轮叶片开始出现气泡时的空化系数

a;

10. 6

I 在界空化系数

模型空化试验 中用 能量法确定的临界状态下的空化系数

口c

由电站尾水位 和水 轮机安装高程所确定的空化系数     

叮〔

电站 空 化 系 数    10. 7

10. 8

(曾用 “装 置汽蚀 系 数, ) ’ 空化安 全系数

r /mi n

在含沙水流条件下水轮机通流部件表面受空蚀和泥沙磨损联合    作用所造成 的材料 损失

an /a,

K。

水轮机规定的安装时作为荃准水平面的海拔高程。竖轴反击式    11

安装 高程

水轮机的基准水平 面指导 叶 中心 高程 ;竖轴 冲击式水 轮机 的基准 水平面指喷嘴 中心 高程 ;横 轴水轮 机的基准 水平面 为主轴 中心高 程

】 刀


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表 A1( 续完 ) 序号

名词术语

11.1

吸出高度

11.2

排出高度

尾水管压力脉动

12

1 3

在水轮机所规 定的空化基准面���设计尾水位的高差 竖轴 冲击式 为转轮节 圆中心平 面到设 计最高 尾水位 的高差 ;横    轴 冲击式 为转 轮节圆直径最低点到设计最高尾水位的高差 尾水锥管 内水压 变化混频 峰一    峰值相对 于水头 的百分 比值 :A= △月 /H

符号

单位

H,

Hp

n 1

水轮机试验

1 3.1

模型试验

13. 2

模型验收试验

水 轮 机 综合 特 性   

13.3

曲线图

水 轮 机 运转 特 性   

13.4

曲线 图

为判断原 型水轮机的性能对其模型进行各种特性测试 的试验 为验证模 型水 轮机各 项性能是 否达 到合同规 定或有 关标准 ,且    有需方参加进行 的试验

‘ 在以单位转速和单位流量为坐标轴给出的模型水轮机的效率、 空化 系数 、导 叶开度 、射 流直径 、转轮 叶片转 角和压 力脉动 以及 输 出功率 限制线 等的等值曲线图

   在 以水 头和输 出功率 为坐标轴 给出 的原型水 轮机效率 、吸出 高 度 、压力脉动 、导 叶开度 、转 轮叶片转 角以及 输出功 率限 制等 的 等值 曲线 图

13.5

转 轮叶片转角

转桨式转 轮叶片绕其轴线转动的角度

13.6

导叶开度

相邻两导 叶表面间的最短距离

水 轮 机技 术 保 证   

14

制造厂对水 轮机的技术性能指标必须达到的保证限值

n 1


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附        录 B

(      资料性附录 ) 仪裹配t及备品备件

裹B l 仪

水轮机配备 的仪表 称

混流式

轴流式

水 轮机进 口压力表 (分流管或蜗壳压力表 )及变送器

活 动导叶后转轮进口前压力表及变送器 上密封 环后压力表及变送器

冲击式 罕

下密封环 ( 下环和底环间)压力表及变送器

一了

一 }

转轮顶部压力表及 变送 器

尾水管压力脉动监测表 及变送器 机壳真空压力表及变送器

尾水管进 口断面真空压力 表及变送器

喇 一

尾水管出 口断面压力表及 变送器 主轴密封供水压力表及变送器

水轮机流量 计及变送器 水轮机振动监测表及变送器

主轴摆度监测表及变送器 导轴瓦瓦温及油温温度计及变送器

导轴承冷却水和水导轴承润滑水压力表及变送器,示流信号器及变送器

}、

抬机数字显示记录表及变送器

水轮机尾水管 (尾水坑)水位计及变送器 中高水头混流式水轮机顶盖取水流量计 和压力表及其变送器 (若有)

用户要求的其他仪表 注   对由计算机监控的机组 ,应按需方要求 配套供应相关项 目的传感器及与计算机 的接 口。 1 2 对用作状态监测用的传感器 ,宜专 门统 一设 计、选型、配置。   

表 B Z 序号

混流式水轮机备品备件裹

备 品名称 导叶轴承 (上、中 、下)

导叶轴密封圈

导叶分半键

每台机半 台套 每台机半 台套

导叶过载保护元件

每台机半 台套

导叶止推轴承块

主轴工作密封件

每台机半台套 每台机一台套

主轴检修密封件 水 导轴承瓦

每台机一台套 同型机一副 同型机一台套 每台机一台套

8 9

11

水 导轴承甩油盘 接力器 活塞 环 接力器密封 圈

l2

控制环导 向轴承瓦

13

真空破坏补气 阀

1 0

常规备 品数量

同型机半 台套

} 不接触主轴密封无此件

同型机一副

同型机一副

同型机一台


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衰 B3 轴流式水轮机备品备件裹 序号

备品名称

1 一 } 导叶轴承 ( 上、中、下) 2      } I 导叶轴密封圈 3 导叶分半键 4      } I 导叶过载保护元件 5 一 } 导叶止推轴承块 6      I } 抬机控制环 7

8 9

10 11

13 14

} 一

同型机一台套 同型机一副

一 水导轴承瓦 接力器活塞环

转轮叶片密封 圈 桨叶枢轴密封压板

1 5     I 一 受油器轴套 1 6     一 I 受油器浮动瓦

同型机半台套 每台机半台套 每台机半台套 每台机半台套 每台机半台套

} 一

控制环导 向轴 承瓦 主轴工作密封件 主轴检修密封件

1 2 一 } 接力器密封圈

常规 备品数量

} 一 } 一 } 一 } 一

每台机一台套

} 一

每台机一台套 同型机一副 同型机一台套

一 }

每台机一台套 每台机一台套

一 } 一 }

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用于转桨式水轮机

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表 B4 冲 击 式 水 轮 机 备 品 备 件 裹 序号

备品名称

喷嘴口 1 } 2 一 } 喷针头 3 一 } 偏流器刀板 5

水导轴承瓦 各类接力器密封圈

各类接力器活塞环

7 一 } 制动喷嘴操作阀 8      } I 制动喷嘴

常规备 品数量

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每台机一台套 每台机一台套 同型机一台套 同型机一台套 每 台机一 台套

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每台机一台套 同型机一台套 同型机一台套

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DL/  T  445一 2002

附 录 C                                   

(                                资料性附录 )

供 货 范 围                               

C1 水轮机:从与发电机连接的法兰盘 ( 连接螺栓和保护覃由发电机厂供给)开始,到尾水管里衬末 端为止的全套设备,包括转轮、主轴、轴承、座环、转轮室、机壳、机座、导水机构、蜗壳或分流管、 机坑里衬、尾水管里衬、尾水管内检修平台或稳水栅、排水装置以及其他配套设备基础埋件和调整固定 件等 。

C2 各种自动化元件和仪表盘:包括水轮机及其附属设备在运行中需要监测的各种压力、温度、真空、 流量、振动、摆度仪表和有关盘柜,油、气、水管路上为满足 自动控制的各种差压信号计、液位信号 计、示流信号器、温度传感器、位移传感器,各种液压和气压元件、电器控制元件、保护元件,各种变 送器,以及各元件与设备的连接电缆 ( 供至端子箱) 。 C3 管路及其配件:包括成套设备中各单项设备之间所需的各种油管、气管、水管、连接件、支架和 基础埋件等,供货至机墩外第一对法兰。 C4 安装和检修所需的专用工具和特殊工具:包括水轮机机坑内的环形吊车,水轮机转轮、喷管等下 拆或中拆所需的专用设备和工具 ,转轮搬运平车、连轴工具和支承工具等。 C5 原型水轮机验收试验所需的特殊仪表和设备是否属于供货范围由供需双方商定。 C6 备 品备件 :参见 附录 Ba

C7 调速设备 ( 包括调速器、油压装置及漏油装置等)及进水阀 ( 包括配套设备)是否由水轮机供方 成套供货由需方确定。如不由供方成套供货,供方应负责做好联络及协调工作。


大中型水轮机选用导则