Стартовая >> Архив >> Генерация >> Гидравлическое оборудование ГЭС и его монтаж

Введение - Гидравлическое оборудование ГЭС и его монтаж

Оглавление
Гидравлическое оборудование ГЭС и его монтаж
Введение
Основы теории гидротурбин
Явление кавитации в гидротурбинах
Модельные испытания и характеристики гидротурбин
Номенклатура гидротурбин
Выбор основных параметров гидротурбин
Конструкции гидротурбин
Рабочие колеса гидротурбин
Отсасывающие трубы гидротурбин
Конструктивные схемы современных гидротурбин
Конструкции основных узлов гидротурбин
Камера рабочего колеса
Направляющие аппараты реактивных гидротурбин
Сервомоторы направляющего аппарата
Рабочие колеса гидротурбин
Маслоприемники, валы гидротурбин
Подшипники гидротурбин
Вспомогательные механизмы гидротурбин
Вспомогательное оборудование гидроэлектростанций
Регулирование гидроагрегатов и автоматика
Котельные регуляторы
Регулирование  гидротурбин
Электрогидравлический регулятор скорости
Автоматическое управление гидротурбинами
Параметры гидрогенераторов
Конструктивные схемы гидрогенераторов
Статоры генераторов
Роторы генераторов
Крестовины генераторов
Подпятники
Направляющие подшипники
Вспомогательные устройства генераторов
Организация и подготовка монтажных работ
Организация и технология монтажных работ
Проектирование монтажных работ
Монтажно-сборочные и производственные базы
Подготовка оборудования к монтажу
Монтажные средства
Техника безопасности и промсанитария
Организация труда
Учет монтажных работ и техническая отчетность
Специальные подъемно-транспортные работы
Слесарно-подгоночные операции
Сборочные работы
Выверка и фиксация деталей и узлов
Требования к фундаментам и бетонированию
Производство монтажных работ в зимнее время
Технология монтажа вертикальных гидротурбин
Монтаж деталей проточной части высоконапорных радиально-осевых гидротурбин
Закладные детали поворотнолопастных гидротурбин - монтаж
Направляющий аппарат гидротурбины - монтаж
Рабочие колеса радиально-осевых гидротурбин - монтаж
Рабочие колеса поворотнолопастных гидротурбин - монтаж
Центровка ротора гидротурбины
Подшипники гидротурбин - монтаж
Монтаж системы регулирования
Монтаж вспомогательных механизмов гидротурбин
Особенности монтажа ковшовых гидротурбин
Организация сборки и монтажа вертикальных генераторов
Закладные части вертикального генератора - монтаж
Монтаж опорных конструкций вертикальных гидрогенераторов
Сборка и установка статора вертикальных гидрогенераторов
Сборка и установка ротора вертикального генератора
Монтаж подпятников вертикальных гидрогенераторов
Центровка ротора вертикального генератора
Соединение валов турбины и вертикального генератора
Центровка ротора вертикального гидроагрегата
Монтаж направляющих подшипников вертикальных гидрогенераторов
Монтаж системы возбуждения  и воздушного охлаждения вертикальных гидрогенераторов
Технологический процесс монтажа горизонтального гидроагрегата
Монтаж закладных деталей гидротурбины горизонтального гидроагрегата
Установка корпусов подшипников, направляющего аппарата  горизонтального гидроагрегата
Монтаж ротора гидротурбины горизонтального гидроагрегата
Монтаж горизонтальных гидрогенераторов
Центровка горизонтального гидроагрегата
Монтаж горизонтальных капсульных гидроагрегатов
Пуск, наладка и испытания смонтированных гидроагрегатов
Проверка гидроагрегата при заполненных водоподводящем и водоотводящем трактах
Пробный пуск гидроагрегата
Испытания гидроагрегата под нагрузкой
Вибрация гидроагрегата
Натурные энергетические испытания гидроагрегатов

Гидравлические двигатели, применявшиеся в промышленности до XIX в., представляли собой различного типа водяные колеса, вращающиеся под действием только веса воды или скоростной энергии потока. Водяные колеса как двигатели имели ряд существенных недостатков: громоздкость, малую скорость вращения и низкий к. п. д., а главное — с их помощью невозможно было получить большие мощности. Так, водяное колесо диаметром 9,15 м при напоре 5,2 м, работавшее на Кренгольмской мануфактуре в г. Нарве до 1874 г., развивало мощность всего 330 кВт три скорости вращения 4—4,5 об/мин.
В начале XIX в. была создана гидравлическая турбина, которая стала быстро вытеснять водяные колеса, особенно в промышленности, где требовались более значительные мощности. Гидравлическая турбина по сравнению с водяным колесом давала возможность получить значительно большие мощности в одном агрегате при сравнительно высоких скоростях вращения и обладала упрощенной передачей, связывающей турбину с потребляющей энергию машиной.
Особенно важное значение получило гидротурбостроение в конце XIX и начале XX вв. в связи с широким развитием электротехнической промышленности и появлением возможности передавать электроэнергию на значительные расстояния.
Использование гидравлической энергии в дореволюционной России находилось на чрезвычайно низком уровне, а гидротурбостроение по существу отсутствовало.
Развитие гидроэнергетики в России началось только после Великой Октябрьской социалистической революции. По утвержденному в 1920 г. государственному плану электрификации (ГОЭЛРО), составленному по инициативе В. И. Ленина, в течение 10—15 лет надлежало построить 30 электростанций общей мощностью 1 750 000 кВт, в том числе 9 гидроэлектростанций. Но через 10 лет план ГОЭЛРО был уже перевыполнен. Первая крупная гидроэлектростанция, Волховская, была введена в эксплуатацию в 1926 г., а в 1937 г. общая мощность гидроэлектростанций страны составляла 1 400 000 кВт. Особенно быстро гидроэнергетика начала развиваться в послевоенные годы и в настоящее время мощность гидростанций Советского Союза составляет свыше 20 млн. кВт, выработка энергии достигает 100 млрд, кВт-ч.
Гидроэлектростанции, используя непрерывно возобновляющиеся энергетические ресурсы рек, являются высокорентабельным и долговечным источником электроснабжения народного хозяйства. Они отличаются надежностью в работе, низкой стоимостью вырабатываемой электроэнергии, высокой маневренностью и готовностью немедленно принимать нагрузку. В связи с этим, а также учитывая достаточные запасы гидроэнергетических ресурсов, в ближайшие десятилетия намечается интенсивный рост общей мощности гидроэлектростанций. Такие высокие темпы развития гидроэнергетики могут быть обеспечены только строительством большого количества крупных многоагрегатных гидроэлектростанций с установкой на них мощных уникальных гидроагрегатов.

Отечественное гидро-энергомашиностроение за послевоенный период достигло значительных успехов в конструировании и изготовлении основного оборудования для строящихся гидроэлектростанций. Основной тенденцией развития современного гидро-энергомашиностроения является увеличение единичной мощности гидроагрегатов, так как это дает возможность получения больших мощностей на одной гидроэлектростанции при уменьшении удельной металлоемкости и стоимости гидротурбин и генераторов. Так, агрегаты Волжских ГЭС имени В. И. Ленина и XXII съезда КПСС, имеющие рабочие колеса диаметром 9,3 м и мощность 115 тыс. кВт, по размерам и мощности значительно превосходят зарубежные агрегаты аналогичного типа. На Братской гидроэлектростанции имени 50-летня Великого Октября работают агрегаты мощностью по 225 тыс. кВт, для Нурекской ГЭС создаются агрегаты по 310 тыс. кВт, а установленные уникальные гидроагрегаты на Красноярской ГЭС имеют мощность 500 тыс. кВт.
Энергетический агрегат гидроэлектростанции состоит из гидротурбины, непосредственно соединенного с ней гидрогенератора и вспомогательного оборудования, необходимого для обеспечения нормальной работы агрегата. Гидротурбина и гидрогенератор разрабатываются и изготовляются различными заводами; однако конструируются и компонуются они как части единого гидроагрегата. Только общая компоновка и наиболее целесообразное сочетание конструктивных и технологических решений, принятых совместно для турбины и генератора, дают возможность создать надежный энергетический агрегат с высокими энергетическими, эксплуатационными и экономическими показателями.
вид гидроагрегата мощностью 115 тыс. кВт
Рис. 1-1. Общий вид гидроагрегата мощностью 115 тыс. кВт с поворотно- лопастной турбиной.
1 — рабочее колесо; 2 — вал турбины; 3 — направляющий аппарат; 4 — крышка турбины; 5 — вал генератора; 6 — ротор генератора; 7 — статор; 8 — подпятник; 9 — верхняя крестовина.

вид гидроагрегата мощностью 500 тыс. кВт
Рис. 1-2. Общий вид гидроагрегата мощностью 500 тыс. кВт. радиально-осевой турбиной.
1 -рабочее колесо; 2 — вал агрегата; 3 — направляющий аппарат; 4 — спиральная камера; 5 — крышка турбины; 6 — подшипник турбины; 7 — опора подпятника; 8 — ротор генератора; 9 — статор; 10 — подпятник; 11— верхняя крестовина; 12 — подшипник генератора.

На средних и крупных современных гидроэлектростанциях устанавливаются в основном вертикальные гидроагрегаты. Горизонтальные гидроагрегаты ранее широко применялись для оборудования небольших, преимущественно сельских гидроэлектростанций. Однако в последние годы горизонтальные гидроагрегаты начали устанавливаться и на более мощных гидроэлектростанциях.
В европейской части Советского Союза преобладают низко- и средненапорные гидроэлектростанции с напорами до 40 м и вертикальными агрегатами, состоящими из генератора и турбины поворотнолопастного типа. Общий вид такого современного гидроагрегата с поворотнолопастной турбиной показан на рис. 1-1.

Рис. 1-3. Компоновка гидроагрегата с поворотнолопастной турбиной
D1= 9,3 м.
а — гидроагрегат Рыбинской ГЭС (диаметр рабочего колеса 9,0 м.) Волжской ГЭС им. В. И. Ленина; б — гидроагрегат и. XXII съезда КПСС; в — гидроагрегат Волжской ГЭСФ; г — проект современного гидроагрегата.

На Дальнем Востоке и в Сибири сооружаются в основном средне и высоконапорные ГЭС (с напорами до 200 м). Развитие гидроэнергетики этих районов потребовало создания крупных гидроагрегатов с радиально-осевыми турбинами. На рис. 1-2 показан общий вид крупнейшего в мире гидроагрегата Красноярской ГЭС с радиально-осевой турбиной мощностью 500 тыс. кВт.

Дальнейшее совершенствование компоновок и конструкций вертикальных гидроагрегатов характеризуется стремлением к максимальному конструктивному и технологическому объединению деталей и узлов турбины и генератора. Так, подпятники зонтичных гидрогенераторов в настоящее время обычно опираются на крышку турбины, что дало возможность отказаться от нижней крестовины генератора. В некоторых конструкциях крупных гидроагрегатов генератор не имеет вала и ротор генератора насаживается непосредственно на вал турбины либо втулка ротора крепится к верхнему концу вала турбины.
Конструктивные и компоновочные изменения гидроагрегатов с поворотнолопастными турбинами за последние 20 лет (рис. 1-3) не только привели к существенному повышению энергетических параметров, но и значительно уменьшили осевые габариты их при одинаковом диаметре рабочего колеса.
Характерной особенностью современного крупного гидроэнергомашиностроения является то, что турбины и генераторы не могут быть полностью собраны, обкатаны и испытаны на заводах-изготовителях и поэтому они вынужденно поставляются на гидроэлектростанции в виде отдельных механизмов, узлов и деталей, иногда даже без заводской по узловой  контрольной сборки.
Поэтому гидроагрегаты полностью собираются, испытываются и пускаются в работу впервые только на месте установки, и монтаж гидроэнергетического оборудования является по существу заключительным этапом в общем цикле изготовления гидроагрегата. При этом в процессе установки гидроагрегата приходится выполнять не только чисто монтажные операции по сборке, установке, выверке и креплению деталей и узлов, но и производить заводские операции по контрольной сборке узлов и механизмов с доводкой и подгонкой деталей. Вертикальное расположение вала гидроагрегата создает также дополнительные затруднения при установке деталей и узлов и проверке их взаимного положения.
Одновременно монтаж гидроагрегатов является и составной частью единого, связанного организационно и технологически процесса строительно-монтажных работ по сооружению гидроэлектростанции. В связи с этим обеспечение высококачественного монтажа и своевременного ввода в эксплуатацию современного уникального гидроэнергетического оборудования на гидроэлектростанциях требует четких инженерно-технических методов организации и технологии монтажа работ, изложение которых и является основным содержанием настоящего учебника.



 
« Генератор вихрей   Гидратный водно-химический режим на электростанциях с барабанными котлами »
электрические сети