beat365国标-》小型水轮机型式参数及性能技术规定

　　beat365国标-》小型水轮机型式参数及性能技术规定国标-》小型水轮机型式参数及性能技术规定 ICS 27(140 K 55 g雪 中华人民共和国国家标准 21717—2008GB,T 小型水轮机型式参数及性能技术规定 ofand about the Technical performance type parameter specification turbinessmall hydraulic 2008—07—0 1实施 2008—05—04发布 宰瞀髁鬻瓣警麟赞星发中布 “”。 国国家标准化管理委员会 21717—2008GB,T 前 言 本标准由中华人民共和国水利部提出并归口。 本标准负责起草单位:水利部农村电气化研 本标准参加起草单位:水利部杭州机械设计研究所。 本标准主要起草人:吕建平、俞究所。 剑锋、黄明、刘京和、谢亚琴、姚兆明、蒋新春、乐枚、宋盛义。 17—2008 17 2 GB,T 小型水轮机型式参数及性能技术规定 1范围 本标准规定了小型水轮机的相关术语和定义、型式参数及性能保证、可靠性和产品质量保证， 并对 供货范围、检验与验收、制造厂应提供的技术文件等提出了要求。 m000 以下的小型水轮本标准适用于机组功率在500 kW至10 kW之间，且转轮直径在3(3 15468 规定执行。功率小于上述容量的水转轮直径或机组功率超过上述条件的水轮机按GB,T 机。 参照本标准执行。 轮机可 注:当水轮机产品的性能、结构、运行方式和条件等不符合本标准时，按供需双方签订的合同条款或技术协议规定 执行。 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,T 2900(45电工术语水电站水力机械设备 GB,T 3323金属熔化焊焊接接头射线钢锻材检验方法 GB,T 7233铸钢件超声探伤及质量评级方 GBT ,8554水轮发电机组安装技术规法 GB,T 10969水轮机通流部件技术条范 件GB 11120 L-TSA汽轮机油 GB,T 11345钢焊缝手工探伤方法和探伤结果分级 GB,T 11805() 水轮发电机组自动化元件装置及其系统基本技术条件 15468 GB,T 2006水轮机基本技术条 15469 GB,T 反击式水轮机空蚀评件GBT , 19184水斗式水轮机空蚀评定 定DL,T 443水轮发电机组设备出厂检验一般规定 DI。,T 507 水轮发电机组起动试验规程 710 DL,T 水轮机运行规程 JB,T 1270水轮机、水轮发电机大轴锻件技术条件 JB,T 6752中小型水轮机转轮静平衡试验规程 JB,T 8660水电机组包装、运输和保管规范 10384 JB,T 中小型水轮机通流部件铸钢件 3术语、定义和符号 GB,T 2900(45确立的以及下列术语、定义和符号适用于本标准。 3(1 for small turbineshydraulic 小型水轮机基本参数parameters 反映水轮机性能和几何尺寸的特征值，主要包括:水头、流量、功率、转速、比转速、效率、转轮直径、 1 21717—GB,T 空化系数等。 2008 3(2 level水库水位reservoir pool 水库自由水面高出基面以上的高程。我国目前采用的绝对基面是黄海基面，是以黄海口某一海滨 地点的特征海水面为零点。量的符号:zPL，单位为米(m)。 3(2(1 flood level 校核洪水位maximum 水库遇到校核洪水时，坝前达到的最高水位。量的符号:磊。一。单位为米(m)。3(2(2 flood level设计洪水位design a，单位为米(m)。水库遇到设计洪水时，坝前达到的最高水位。量的符号:zFL 3(2(3 level正常蓄水位normal pool 水库在正常运行的情况下，满足设计兴利要求应蓄到的最高水位。量的符号:ZPLn，单位为米(m)。 3(2(4 level minimum 最低蓄水位 pool 水库在正常运行的情况下，允许水库消落的最低水位。量的符号:zm 单位为米 (m)。3(3 level of 水电站尾水位tailwater plant 在尾水管出口断面处出现的自由水面高出基面以上的高程。量的符号:ZT。，单位为米(m)。 3(3(1 tailwater level 最高尾水位maximum 在尾水管出口断面处出现的最高水位。量的符号:zt。一，单位为米(m)。 3(3(2 tailwater level minimum 最低尾水位 在尾水管出口断面处出现的最低水位。量的符号:ZTLm。，单位为米(m)。 3(3(3 tailwater level 设计尾水位design 用于确定水轮机安装高程的尾水管出口断面处出现的水位。量的符号:zr一，单位为米(m)。 3 4 head of 水电站毛水头gross plant 水电站上、下游水位在同一时刻的高程差。量的符号:H。，单位为米(m)。 3(4(1 head of 水电站最大毛水头maximum gross plant 水电站上、下游水位在同一时刻各种组合下出现的最大水位高程差。 量的符号:H :，单位 为米(m)。 3(4(2 of head 水电站最小毛水头minimum plant gross 量的符号:H m，单位水电站上、下游水位在同一时刻各种组合下出现的最小水位高程差。 (m) 为米。 35 ( headturbine 水轮机水头 以水柱高度

　　示的在水轮机进口与出口测量断面的单位水体总能量差，即水轮机做功的有效水头。 21717—GB,T 量的符号:H，单位为米(m)。 2008 3(5(1 head最大水头maximum 水电站最大毛水头减去一台机空载运行时输水系统水头损失后的净水头。量的符号:H 单位为 (m) 米。 3(5(2 minimum head最小水头 水电站最小毛水头减去在该水头下水轮机发出允许功率相应的输水系统损失后的净水头。量的符 号:H 单位为米 (m)。 3(5(3 head加权平均水头weighted average 在水电站运行范围内，考虑输出功率和工作历时的水轮机水头的加权平均值。量的符号:H。，单位 为米(m)。 3(5(4 head额定水头rated 水轮机在额定转速下，机组输出额定功率时所需的最小净水头。量的符号:H。，单位为米(m)。 3(5(5 head 设计水头design 水轮机在最优效率点运行时的净水头。量的符号:Ha，单位为米(m)。 3(6 水轮机流量turbine discharge 单位时问内通过水轮机进口测量断面的水的体积。量的符号:Q，单位为立方米每秒(m3,s)。 3(6(1 单位流量unit discharge m水头下所通过的流量。量的符号:Q?，单位为立方米每秒(m3,s)。 转轮直径1 m的水轮机在1 3(6(2 of turbinedischarge 水轮机空载流量no-load 水轮机在额定水头和额定转速下，机组输出功率为零时的流量。量的符号:Qo，单位为立方米每 秒(m3,s)。 3(6(3 of turbine水轮机额定流量rated power Q 水轮机在额定水头和额定转速下，输出额定功率时的流量。量的符号:，，单位为立方米每秒(m3,s)beat365。 3(7 水轮机功率turbine power 水轮机在单位时间内所做的功。量的符号:P，单位为千E(kW)。 3(7(1 水轮机输入功率turbine input power P(kw) 水轮机进口水流具有的水力功率。量的符号:。。，单位为千瓦。 3(7(2 水轮机输出功率turbine output power 水轮机轴输出的机械功率。量的符号:P。。单位为千瓦(kw)。 3 21717—2008 GB,T 3(7(3 额定功率rated power 在额定水头和额定转速下，由设计或合同规定的铭牌功率。量的符号:P:，单位为千瓦(kw)。 3(7(4 condition power最优工况功率optimum operating 水轮机在最优工况运行时输出的功率。量的符号:P。。，单位为千瓦(kw)。 3(8 水轮机转速turbine speed 水轮机转轮的旋转速度，即在一分钟内所能完成的转数。量的符号:n，单位为转每分(r,rain)。 3(8(1 unit 单位转速 speed mm水头下的转速。量的符号?，，单位为转每分(r,rain)。的水轮机在1 转轮直径1 3(8(2 rated 额定转速 speed 设计时选定的稳态转速。量的符号:珥，单位为转每分(r,min)。 3(8(3 飞逸转速runaway speed 水轮机处于失控状态，轴端负荷为零时的稳态转速。量的符号:n,，单位为转每分(r,min)。 3(9 水轮机比转速turbine specific speed 在水头为1 m，输出功率为1 kW时水轮机的转速。量的符号巩，单位为米千瓦(m„kW)。 3(9(1 额定比转速rated specific speed 水轮机按额定工况计算得出的比转速。量的符号:‰，单位为米千瓦(m?kW)。 3(9(2 最优比转速optimum specific speed 水轮机按最优工况计算得出的比转速。量的符号一,2。，单位为米千瓦(m?kW)。 3(10 水轮机效率turbine efficiency 水轮机输出功率与输入功率之比。量的符号:7，,。 3(10(1 额定效率rated efficiency 量的符号:瞎，,。水轮机在额定水头下，以额定转速运行，输出额定功率时的效率。 3(10(2 optimum efficiency 最优效率 水轮机在运行范围内，效率的最高值。量的符号:‰。，,。 3(10(3 加权平均效率weighted average efficiency 在规定的运行范围内，效率的加权平均值。量的符号:乳，,。 3(” runner diameter水轮机转称直径turbine 量的符号:D。，单位为米(m)。在转轮上指定部位测定的直径。作为水轮机的有代表性的尺寸。 4 21717—2008GB,T 3(11(1 diameterrunner turbine 混流式水轮机转称直径francis 转轮叶片进水边正面和下环相交处的直径。量的符号:D。，单位为米(m)。 3(11(2 runner diameterand tubularturbine 轴流式、斜流式和贯流式水轮机转称直径axial，deriaz 与转轮叶片轴线相交处的转轮室内径。量的符号:D?，单位为米(m)。 3(11(3 diameterturbine runner 水斗式、斜击式水轮机转称直径Pelton，Turgo 转轮水斗和射流中心线相切处的直径。量的符号:D。，单位为米(m)。 3(”(4 turbine runner diameter 双击式水轮机转称直径crossflow 转轮叶片外缘直径。量的符号:D。，单位为米(m)。 3(12 erosion and abrasion cavitation 磨蚀combined 水轮机在含沙水流中运转，通流部件表面由空蚀和泥沙磨损联合作用所造成的材料损失。 3(12(1 空化cavitation 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，水中气核发展成长为气泡，是气泡 的积聚、流动、、溃灭过程的总称。 3(12(2 erosion空蚀cavitation 由于空化造成的过流表面的材料损坏。 3(12(3 erosion 磨损sand 含沙水流对水轮机通流部件表面所造成的材料损失。 3(12(4 reference level 空化基准面cavitation

　　上确定空化系数所采用的基准面。对于立轴混流式水轮机为导叶中心线的高程;对于立轴轴 流转桨式水轮机为转轮叶片轴线处的高程;对于立轴轴流定桨式水轮机为转轮叶片出水边外缘处的高 程;对于立轴斜流转桨式水轮机为转轮叶片轴线与转轮叶片外缘交点处的高程;对于立轴斜流定桨式水 轮机为转轮叶片出水边外缘处的高程;对于卧轴或斜轴反击式水轮机为转轮叶片最高点处的高程beat365。3(12(5 turbinecoefficient of hydraulic 水轮机空化系数cavitation 表征水轮机空化发生条件和性能的无量纲系数。量的符号:a。 3(12(6 cavitation coefficient 临界空化系数critical 在水轮机模型空化试验中用能量法确定的临界状态的空化系数。量的符号:巩。 3(12(7 coefficientcavitation plant 水电站空化系数 水轮机在电站运行条件下的空化系数。量的符号:咋一^以。 3(12(8 suction height允许吸出高度permissible 满足反击式水轮机空化要求所需的最大吸出高度。量的符号:H，，单位为米(m)。 5 21717—2008GB,T 3(12(9 suction 装机吸出高度static height 水轮机规定的空化基准面至设计尾水位的高度。量的符号:H。，单位为米(m)。 3(12(10 height装机排出高度static discharge 立轴冲击式水轮机的装机排出高度为转轮节圆平面到最高尾水位的高度;卧轴冲击式水轮机的装 机排出高度为转轮节圆直径最低点到最高尾水位的高度。量的符号:H“，单位为米(m)。3(13 elevation安装高程setting 水轮机安装时作为基准的某一水平面的海拔高程。立轴反击式水轮机，指导叶中心高程;立轴冲击 式水轮机，指喷嘴中心高程;卧轴水轮机，指主轴中心高程。量的符号:z，单位为米(m)。 3(14 axial 轴向水推力 hydro-thrust 水流作用在转轮上的力在轴线方向分量之和。量的符号:F0，单位为牛(N)。3(15 fluctuationpressure 压力脉动 在选定时间间隔At内液体压力相对于平均值的往复变化。单位为帕斯卡(Pa)。 3(15(1 fluctuationof value 压力脉动峰一峰值peak—peak pressure 流道中某特定测点时域压力脉动最大值与最小值的代数差。量的符号:?H，单位为帕斯卡(Pa)。3(15(2 fluctuationvalue of 压力脉动相对值relative pressure 流道中某特定测点时域压力脉动的峰一峰值与该测量水头之比。量的符号:AH,H，,。3(16 综合特性曲线hill diagram 绘在以单位转速和单位流量为纵横坐标系内，表示几何相似水轮机的性能(如导叶开度、转轮叶片 转角、效率、空化系数等)的一组等值曲线 curve运转特性曲线performance 绘在以水头和输出功率为纵横坐标系内，表示在某一转轮直径和额定转速下，原型水轮机的性能 (如效率、吸出高度、输出功率限制线等)的一组等值曲线 水轮机性能保证turbine performance guarantee 制造厂对水轮机的技术性能指标应达到的保证。 3(19 guarantee调节保证regulating 根据水电站输水系统和机组的有关参数，水轮机在过渡过程中，对蜗壳内压力上升、尾水管内压力 降低和转速上升所作出的保证beat365。 3(20 of turbine 水轮机附属设备auxiliary equipment 水轮机的调速器、油压装置、进水主阀等设备。 6 21717—2008 GB,T 4型式及型号 4(1型式 小型水轮机的型式分反击式和冲击式两大类。反击式水轮机分混流式、斜流式、轴流式、贯流式，其 中斜流式、轴流式、贯流式水轮机又分定桨式和转桨式;冲击式水轮机分水斗式、斜击式、双击式。 小型水轮机的型式、主轴布置形式、引水室特征及代号规定见表1。 表1 小型水轮机型式、主轴布置形式、引水室特征及代号 水轮机型式 主轴布置形式 引水室特征 型 式 代 号 形 式 代 号 特 征 代 号 J HL 混流式 金属蜗壳斜流 XD H混凝土蜗壳 定桨式 斜流式 XZ M立轴 L 明槽式 斜流转桨式 有压明槽式 ZD轴流定桨式 MY 轴流式PZZ 轴流转桨式灯泡式 GDZ贯流定桨式 轴伸式 贯流式GZ S 贯流转桨式 竖井式 W CJ G水斗式 卧轴 罐式 sj双击式 X虹吸式 斜击式 ? 4(2型号 小型水轮机型号是反映小型水轮机的型式、主轴布置形式、引水室特征、转轮型号及公称直径，并按 规定的要求编写的一组代号。 小型水轮机型号由三部分代号组成，各部分之间用破折号隔开。第一部分为水轮机型式及转轮型 号的代号，转轮型号的代号用“特征比转速(单位为rn?kW),转轮研制单位的编号或规定的代号”表示， 如HLl60,D46。对于已广泛应用的转轮可以不标“转轮研制单位的编号或规定的代号”，如HLll0。 第二 斜击部分为水轮机主轴布置形式和引水室特征代号。第三部分为水轮机转称直径，其中水斗式与(作用在转轮上的喷嘴数×射流直径);双击式水轮机 型号的式水轮机型号的第三部分为:转称直径, 第三部分为:转称直径,转轮宽度。 水轮机型号三部分的排列顺序规定如下: 称直径(单位为cm) 水室特征 轴布置形式 轮型号 轮机 型式 示例1:HLl60,D46一LJ lOO表示混流式水轮机。转轮型号为160(比转速),I)46(转轮研制单位的编号)，立轴，金属cm。 蜗壳，转称直径为100 示例2:HLll0一wJ一60表示混流式水轮机，转轮型号为110(比转速)，卧轴，金属蜗壳， 60 cm。 示例3:cJ22一W-100,(1×10)表示水斗式水轮机，转轮型号为ZZ(比转速)，卧轴，转转称直径为 lOO cm，单喷 称直径为 7 21717—GB,T 2008 cm。 嘴，喷嘴射流直径为lO 示例4:ZD560一LH一200表示轴流定桨式水轮机，转轮型号为560(比转速)，立轴，混凝土蜗壳，转称直径为 cm。 200 5一般规定 5(1水轮机的设计应根据水电站的特点和基本参数选择水轮机的型式、型号和主要参数，结构强度设 计应留有安全余量，所有部件的工作应力不应超过规定的许用应力，保证水轮机安全、可靠、稳定运行。 水轮机产品的转轮流道应与该型号的模型保持几何相似，该型号转轮模型应在合格的试验台经过模型 试验，并有完整的试验资料。 5(2水轮机效率修正 a)原型反击式水轮机效率修正按合同规定进行。若合同未规定则由供需双方商定，除尺寸效应 修正按GB,T 15468--2006附录A中的公式进行外，还应进行加工工艺和异形部件引起的 率修正; 效b) 冲击式水轮机的效率应不低于其模型水轮机的效率。 5(3水轮机通流部件应符合GB,T 10969的要 求。 5(4水轮机标准零部件应保证其通用性。主要配合件应能互换。 5(5水轮机结构应便于拆装、维修。易损部件应便于检查、更换。水轮机应保证在不拆卸发电机转子、 定子和水轮机转轮、主轴等部件的情况下能更换下列零部件: a) 水轮机导轴承轴瓦、冷却器和主轴密封; b) 反击式水轮机导水机构的传动部件; c) 冲击式水轮机的喷嘴、喷针及折向器等。 5(6立轴水轮机轴向间隙应保证在发电机顶转子时转动部分上抬所需的空间。 5(7水轮机在各种运行工况，稀油润滑的导轴承巴氏合金瓦最高温度应不超过70c;卧式水轮机的径 向推力轴承巴氏合金瓦最高温度应不超过70?。油的最高温度应不超过65?。 5(8水轮机转轮应按JB,T 6752做静平衡试 验。 5(9水轮机过流部件的材质应具有良好的抗疲劳、抗空蚀、抗磨损及与水电站水质条件相适应的耐腐 蚀性能。水轮机的转轮宜采用不锈钢材料制造，其他易空蚀、易磨损部件应采用抗空蚀、抗磨损的材料 r,lm。制造或采取必要的保护措施。如采用堆焊不锈钢防护措施时，加工后的不锈钢厚度应不小于2 72335(10水轮机主要部件的材料及铸锻件应符合国家或行业有关标准。重要的铸钢件按GB,T 进 6402进行检测。水轮机通流部件的铸钢件应符合JB,T 10384的规行检测、锻钢件应按GB,T 定。主轴锻件应符合JB,T 1270的规 定。 5(1 11345进行100,无损探伤检查。对应力高的1水轮机主要部件的重要焊缝应按GB,T 件或有怀疑的部位应用射线水轮机宜设置防飞逸设施，允许在最大飞逸转速下持续运转时间不小于5 min，并保证水轮机部 件不产生有害变形。 5(1 3水轮机设备表面应有防护涂料层。 5(14凡是与水接触的紧固件均应采用防锈和耐腐蚀的材料制造或采取相应的防护措施。 mm，5(15贯流式水轮机与立轴混流式、轴流式水轮机应设置观察孔或进人孔，进人孔不宜小于?500 进人门的下侧应设验水阀。 5(16水轮机及其附属设备需要进行耐压试验的部件，均应按GB,T 15468和GB,T 8564进行耐压 验。受压部件不应产生有害变形、裂缝和渗漏等异常现象。反击式水轮机的金属蜗壳和冲击式水轮试 的配水管可根据合同要求进行水压试验。 机 5(17立轴反击式水轮机的顶盖应设置可靠的排水设施。 21717—2008 GB,T 5(侣反击式水轮机可根据需要设置紧急停机时的补气装置和减轻振动的补气装置。 5(19反击式水轮机尾水管出口断面最高点的淹没深度应不小于300 mm。 5(20立轴反击式水轮机的蜗壳进口段顶部应设置自动排、补气装置，卧轴反击式水轮机的蜗壳顶部宜 设置自动排气装置。 6性能保证 6(1功率保证 水轮机以额定转速运行，在额定水头下的额定功率以及在最大水头、额定水头、最小水头和用户提 出的其他水头下连续输出的其他功率，应达到与用户签订的合同中的规定值。 6(2效率保证 水轮机在最大水头和最小水头范围内以额定转速运行，最高效率、额定效率以及用户提 出的在各种 水头下的不同工况点的模型和原型水轮机效率及加权平均效率，应达到与用户签订的合同中的规定值。 加权因子由用户提出。 6(3空化、空蚀和磨蚀保证 6(3(1 制造厂应对水轮机的空化系数作出保证。 6(3(2在一般水质条件下，反击式水轮机的空蚀损坏保证应符合GB,T 15469的规定，水斗式水轮 的空蚀损坏保证应符合GB,T 19184的规定。用户应保留保证期内的运行记录，运行记录中至少机 水头、功率、运行时间和相应尾水位的数据。 应有 6(3(3当水中含沙量较大时，宜对水轮机的磨蚀损坏作出保证。其保证值可根据过机流速、泥沙含量、 泥沙特性及电站运行条件等，由制造厂和用户商定。 64 (稳定运行保证 6(4(1 水轮机稳定运行范围 6(4(1(1水轮机在空载工况应稳定运行。 6(4(1(2在最大水头和最小水头范围内，水轮机在表2所列功率范围内应稳定运行。 表2水轮机在相应水头下稳定运行的功率范围 水轮机型式 相应水头下的机组最大保证功率,蹦 45,100混流式 轴流定桨式75,100 贯流定桨式 轴流转桨式 35,loo贯流转桨式 水斗式 25,100 斜击式 双击式 6(4(2尾水管内压力脉动保证 原型水轮机在6(4(2条所规定的运行范围内，混流式水轮机尾水管内 的压力脉动混频峰峰值应不 大于相应水头的3,,10,，低比转速取小值，高比转速取大值;原型水轮机尾水管进口下游侧压力脉 动峰一峰值不应大于10 m水柱。 6(4(3振动保证 6(4(3(1在各种工况下，包括甩负荷，水轮机各部件不应产生共振和有害变形。 6(4(3(2在各种正常运行工况下，立轴水轮机顶盖在垂直方向和水平方向允许的双幅振动值，以及卧 9 GB,T 21717—2008 式水轮机轴承在垂直方向允许的双幅振动值，应 3中的规定。 不大于表 单位为毫米 表3水轮机振动允许值 额定转速n:,(r,rain) n，

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