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1.提升水泵的扬程

在设计中，从热水池把水提升到冷却塔配水系统所需要的扬程，是按计算所得理论值再加4～6m的富余水头确定的。水轮机的效率验收试验，可根据合同或技术协议规定，用模型或真机验收。常用的富余水头为4m左右。按表8-4的计算，此水头做功是达不到水轮机所需要的轴功率的，则转速、风量、冷却都无法达到设计的要求。因此提升水泵的扬程必须满足水轮机所需要的水头（H）值，那么水泵的扬程如何确定，可分以下两种情况讨论：

（1）不考虑设计需要的富余水头

不考虑设计需要的富余水头就是不另增加4～6m的水压，对水轮机来说，这4～6m的水头也用来推动水轮机做功了，则水泵需要的扬程用公式表示为：H扬=h净+Σh1+Σhf+h机（m）（8-23）

式中H扬———水泵扬程（m）；

h净———水泵吸水池水位到冷却塔配水系统高度（m）；

Σh1———从水泵吸水管到塔配水系统管道中的沿程水头损失总和（m）；

Σhf———从水泵吸水管到塔配水系统的喇叭口、阀门、弯头等局部水头损失之和（m）；

h机———水轮机轴功率所需要的水头H（m）。

设计考虑的4～6m富余水头是因考虑可能产生的计算误差和今后管道粗糙度增加与沉淀物结垢，水头损失增加而设的安全系数。目前我国出口水力发电设备的生产厂不仅能提供各种定型产品，还可根据用户需要进行设计和制造。现选泵扬程中未考虑该因素（注：改造塔中原有多余水头全部利用了，也未考虑该因素）。从能量消耗来说，虽是节能了，但从运行、长期保持设计风量和水冷却效果来说，欠较安全。

（2）考虑设计需要的富余水头

考虑设计的富余水头是指水泵扬程达到水轮机轴功率所需要的水头之后，还需增加4～6m扬程。用公式表示为：H扬=h净+Σh1+Σhf+h机+（4～6）（m）（8-24）

水泵扬程比式（8-23）多了4～6m，考虑了可能产生的计算误差和今后的阻力增加，故是偏安全的。

以上两种选泵扬程方式中采用哪种方式为妥，要视具体情况而定。这种方法使用的设备简单，检测时间短，操作简便，是一种适合于电站现场油液污染分析的简易方法。例如，基本不大会产生多大误差的情况下，如果水泵提升系统的管道和配件采用的是塑料管和配件（PVC、UPVC、PE、ABS等）、钢塑、铝塑等复合管、玻璃钢管等，这可考虑采用前一种选择水泵扬程的方式。原因是上述水管内壁非常光滑，光洁度好，阻力很小，而且耐酸碱腐蚀、不易粗糙，也不易沉淀结垢而缩小过水断面，故基本上可不考虑富余水头或略考虑些即可。但如果管道系统采用的是铸铁管、钢管，甚至钢筋混凝管等，则要考虑今后阻力增大而消耗的水头损失，选择第二种水泵扬程的方式为妥。

图1是发电机的定子和转子置于双轴水轮机两侧的双轴水轮发电机的原理结构图。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。旧式发电机的转子与发电机轴固联，此种双轴水轮发电机的转子B与链索(联轴带)D固联，并且使用隔水材料C密封。E为此种双轴水轮发电机的定子，A为此种水轮发电机的动力轴。此种双轴水轮发电机的定子E也可以使用隔水材料C密封。

毫无疑问，双轴水轮发电机的双轴可以脱离水面，用来带动双轴发电机。水轮机的工作动力来自水泵的富余扬程，并在保证水轮机技术参数时水泵电耗不变。图2是双轴发电机的原理结构图。虚线框内是双轴水轮机W，它向虚线框外的双轴发电机提供双轴动力。此双轴发电机可使用1动力轴或2动力轴G，它的转子B固定在双轴发电机的链索(联轴带)F上，它的定子E可以另外使用机架。H是此种双轴发电机的密封层。

水轮发电机作为水轮机和发电机的组合，转子和定子的密封技术较为复杂，双轴水轮发电机的转子和定子的密封，显然不需要复杂的技术。关键在于，使用双轴电动机和双轴水轮发电机，不需要很高的成本，就能制造组合成具有超级发电能力的水轮发电机。我国长江上游有很多流水急深的地方，在那些地方建造千米级长度的双轴水轮发电机，应该能得到数倍甚至数十倍于葛洲坝发电站的电量。相对于轴颈，瓣体厚度较小，在加工导叶轴颈时，由于导叶自重和车刀径向切削力的作用，在瓣体厚度方向中段轴颈产生的挠度比其他方向的挠度大，从而可能导致该处导叶轴段的加工精度超过设计要求。

 轴流式水轮机的特点及适用范围？

【解答】轴流式水轮机，转轮区域内水流沿轴向流动，水流在导叶与转轮间由径向转为轴向。

定桨式结构简单，但它在偏离设计工况时效率会急剧下降，适用于功率不大及水头变化幅度较小的电站，一般水头范围3～50m.转桨式结构较复杂，它通过桨叶的转动与导叶的转动相互配合，实现导叶与桨叶的双重调节，扩大了高效区的出力范围，有较好的运行稳定性。因此，可通过检测与流量或压差有关的参数，便可确定油液的污染度。目前，应用水头范围从几米直到50～70m.

      大中型水轮机更换零部件的规定？

【解答】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：

1）水轮机导轴承、冷却器和主轴的工作及检修密封。

2）水轮机导水机构接力器的密封件及活塞环。

3）导水机构的传动部件、导叶轴颈密封件及保护元件。

4）转桨式水轮机转轮叶片的密封零件及保护元件。

5）冲击式水轮机的喷管、折向器及转轮等。