整装微型水轮发电机组要求验收手册.doc
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1、ICS 29.160.40K 52 中华人民共和国国家标准GB/T xxxxx-xxxx 整装微型水轮发电机组Integral micro hydroturbine generating unit(征求意见稿)xxxx-xx-xx 发布 xxxx-xx-xx 实施中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局发 布中国国家标准化管理委员会目 次前言 1 范围12 规范性引用文件13 术语和定义14 基本参数25 型号36 技术要求47 技术保证78 供货范围89 检验与验收810 铭牌、包装、运输及保管1011 安装、运行、维护及检修11附录A(资料性附录)整装微型水轮发电机组水轮机性能参数13前 言
2、本标准按照GB/T 1.12009给出的规则起草。本标准的附录A为资料性附录。本标准由中华人民共和国水利部提出。本标准由水利部农村水电及电气化发展局归口。本标准起草单位:水利部产品质量标准研究所、杭州江河机电装备工程有限公司。本标准主要起草人:谢亚琴、揭建安、梁振华、吴燕明、徐洪泉、顾溶、刘娴、赵忠明、郑寓。整装微型水轮发电机组1范围本标准规定了整装微型水轮发电机组(以下简称整装机组)的术语和定义、基本参数、技术要求、技术保证,并对供货范围、检验与验收、安装、运行、维护及检修等提出了要求。本标准适用于单机额定功率为100kW及以下的整装微型水轮发电机组,是产品设计、制造、验收的基本依据,也可作
3、为订货合同或技术协议的条款要求。2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB755 旋转电机 定额和性能GB/T2900.45 电工术语水电站水力机械设备GB/T10969 水轮机、蓄能泵和水泵水轮机通流部件技术条件GB/T17525微型水力发电设备安装技术规范GB/T18110小水电站机电设备导则GB/T21718 小型水轮机基本技术条件JB/T3595电站阀门一般要求JB/T6310 中小型轴流式、混流式水轮机转轮系列型谱JB/T6752 中小型水轮机转轮静
4、平衡试验规程JB/T8660 水电机组包装、运输和保管规范NY/T666 微型水力发电设备安全操作规程3 术语和定义GB/T2900.45确立的以及下列的术语和符号适用于本标准。3.1整装微型水轮发电机组 integral micro hydroturbine generating unit整装微型水轮发电机组是水轮机与发电机以及控制器在制造厂内组装成一整体的设备组合,在微型水电站只需作简便的安装和测试,即可投入运行。3.2控制器 controller一种具有综合功能的装置,包括励磁系统、调速系统和必要的保护元件,其作用是对负荷、电压和频率进行调节和控制,并对整装机组和用电设备予以保护,它可以
5、是手动、半自动或全自动等方式。4基本参数4.1 使用环境条件整装机组应能在下列环境条件下连续运行。超过下列条件时,由供需双方协商:a) 海拔高程不应超过1000m,对双击式、斜击式、水斗式水轮机机型海拔高度可在2000m以下使用;b) 环境空气温度不应超过40;c) 环境相对湿度不应超过85;d) 对在户外安装等特殊情况,整装机组应采取防护措施。4.2微型水电站技术参数a) 水位:满足机组正常运行要求的上游水位(蓄水水位)和尾水水位;b) 额定水头(m)、最大毛水头和最小毛水头(m);c) 引用流量(m3/s); d) 单机额定功率(kW)和台数;e) 根据具体条件认为需要提出的其他技术参数。
6、4.3整装机组基本参数4.3.1 水轮机a) 型号;b) 额定水头、最大水头和最小水头(m);c) 额定流量(m3/s);d) 额定转速和飞逸转速(r/min);e) 额定功率(kW);f) 额定效率和最优效率();g) 转轮公称直径(cm);h) 安装高程(m)、吸出高度、排水高度(m)。4.3.2 发电机a) 型号;b) 额定容量(kVA);c) 额定电压(V);d )额定电流(A);e) 额定频率(Hz);f) 额定功率因数(cos);g) 相数;h) 绝缘等级。4.3.3控制器4.3.3.1控制器应包括电子负荷调节器、手电动调速装置、电子控制及保护元件设备(箱)和自动调整装置(稳压控制
7、器)等,应提供其型号和主要参数。5型号5.1 整装机组的型号表示方法 5.2主轴布置型式代号,立式L,卧式W。5.3水轮机型式代号如表1所示。表1 水轮机型式代号型式混流式轴流式贯流式双击式斜击式水斗式代号HLZDGDSJXJCJ5.4发电机型式代号如表2所示。表2 发电机型式代号型式同步发电机异步发电机永磁发电机潜水发电机代号TYCQ5.5标记示例:ZWGD00640/T75表示轴伸贯流定桨式006型号水轮机,转轮直径40cm,同步发电机,额定功率为75kw的卧式整装微型水轮发电机组。ZLXJA20/C12表示斜击式A型水轮机,转轮节园直径20cm,永磁发电机,额定功率为12kw的立式整装微
8、型水轮发电机组。5.6整装机组的各组成部分(例如:水轮机、发电机、控制器等)按其产品相关标准的型号编制方法标示。为便于用户的选型,在产品说明书应详细列出各组成部分的型号和主要技术参数。6技术要求6.1整装机组6.1.1应保证在结构设计上充分考虑整装机组的水轮机和发电机的不同型式特点,做到结构紧凑,运输、安装、运行和维修方便。6.1.2应保证在额定水头、额定流量、额定转速下,整装机组能持续发出额定功率。6.1.3应保证整装机组长期、安全、稳定、可靠、高效环保地运行。6.1.4整装机组的操作和控制,按需方的不同要求可以是:手动、半自动或全自动等方式。6.1.5鉴于微型水电站大多地处边远地区、常为孤
9、立运行或并入地方电网,在其结构及性能满足以下8个方面:a)简便性。整装机组的各组成部分应尽可能简化结构,并做到安装、操作和维修方便,易损零部件应便于检查和更换。产品说明书应通俗易懂,并能指导整装机组的安装、操作和维修。b)可靠性。整装机组的主要结构部件所采用的材料应符合国家或行业有关标准的规定,主要受力的焊缝应进行100的无损探伤,必须保证在正常、飞逸、短路等情况下其结构部件不产生损坏、裂纹和有害变形,振动值应在规定的安全范围内。凡承受水压、油压和气压的部件应在制造厂内按有关规定进行耐压试验,以确保整装机组的安全、稳定、可靠运行。c)成套性。整装机组将水能转换成电能的全部设备应包括以下内容:水
10、力机械部分:自水轮机进水口(包括进水阀门、伸缩节)至尾水管末端止;发电机和电气部分:包括发电机发出电能、相应的电气控制和调节装置。d)先进性。整装机组应采用已在水电设备制造业成熟的新技术、新结构、新材料与新工艺。e)通用性。整装机组的设计和配套件的选取均应严格按照有关的国家标准和行业标准进行,以保证整装机组零部件的通用性、互换性和方便用户直接购买。f)服务性。供方供货时,应考虑到用户的需求。整装机组应配备在安装、运行、保养维修中所需要的专用工具和必需的备品备件。供方应对用户进行必要的指导和培训。g) 安全性。整装机组在设计上应保证在正常运行和发生设备意外事故时,不会造成对人身的伤害。h)有利节
11、能、节水、环保和保护水源清洁。选用性能好的成套水轮机、发电机、控制装置,充分利用水利资源,达到节能效果;随水流进入水轮机的少量杂物,影响机组安全运行必须即时清理,因此从设备本身和电站设计要求,既要有效清理杂物,又不损害周围环境;轴承结构设计应保证良好的密封性能,防止润滑剂、润滑油漏出,保护水源清洁。6.2水轮机6.2.1整装机组采用的水轮机机型包括反击式(混流式、轴流式、贯流式等)和冲击式(双击式、斜击式、水斗式),其技术要求可参照GB/T21718、GB/T18110等标准中有关条文。水轮机转轮选用水轮机转轮系列型谱所推荐的(可参照JB/T6310)和目前国内使用较为成熟的性能优秀转轮,详见
12、附录A“整装微型水轮发电机组水轮机性能参数”,供用户和供方参考。6.2.2原型水轮机通流部件应与模型水轮机几何相似,其控制尺寸的精度和通流表面质量宜参照GB/T10969的规定要求。6.2.3 水轮机转轮应按JB/T6752的规定做静平衡试验。6.2.4 水轮机转轮和主轴应具有足够的强度和刚度,主轴工作密封应可靠、耐磨、结构简单,便于观察和检修。6.2.5水轮机导轴承结构应安全、可靠和便于检修,并应能承受最大飞逸转速的运行条件。6.2.6水轮机易空蚀或磨蚀部位应采用抗空蚀或磨蚀性能良好的材料,并应采取必要的减少空蚀或磨蚀危害的措施。凡与水接触或处于潮湿位置的紧固件宜采用防锈措施或应选用耐腐蚀的
13、材料制造。6.2.7设计时应考虑清理进入水轮机杂物的方式。6.2.8反击式水轮机的要求:a)转轮、过流部件应具有足够的强度、刚度和抗腐蚀性能。b) 原型转轮的叶片数原则上应与模型相同,其控制尺寸的偏差,过流表面型线、波浪度和粗糙度等均宜参照GB/T10969的要求执行。6.2.9冲击式水轮机的要求:a) 转轮应考虑采用耐磨蚀、抗疲劳的材料制造,尤其是双击式水轮机转轮叶片较长且受交变应力作用,极易造成叶片损坏,在结构设计和材料的选用上应特别注意。喷嘴和喷针应选用抗磨蚀的材料制造,并应方便更换。对于小尺寸的水轮机(如转轮直径小于150mm时),为简化结构可考虑取消喷针,直接采用锥形的喷管。b) 原
14、型冲击式水轮机转轮原则上应与模型相同,其控制尺寸的偏差、过流表面型线、波浪度和粗糙度等均宜参照GB/T10969的要求执行,射流中心线与转轮节圆的径向错位应在允许的偏差范围内。c) 排水高度应满足安全稳定运行和效率不受影响的要求,并应在图纸和产品说明书中注明。6.3发电机6.3.1整装机组的发电机主要采用同步发电机,也可采用异步发电机、永磁发电机和潜水发电机等,其技术要求宜参照GB755等标准中有关条文的要求,发电机具体规格和型式应选用标准系列、安全可靠的机型。6.3.2当水轮机转轮直接装在发电机轴上时,应对发电机主轴和轴承进行针对性的设计与计算,保证能承受整装机组转动部分的质量、轴向水推力等
15、。6.3.3在使用异步发电机时,由于飞逸转速较高,转子的机械强度应能承受不低于5分钟的飞逸要求。为此,转子部分应有相应的加固措施或采用符合要求的材料,以防产生疲劳破坏。6.3.4在对供电质量要求较高的情况下,在发电机设计时应考虑调速系统对转动惯量的要求。6.3.5发电机在正常情况下,应满足以下要求:电压与其额定值的偏差不超过8;频率与其额定值的偏差不超过5;6.3.6发电机的绝缘等级应不低于B级。6.3.7发电机的外壳在特殊情况下应考虑防护措施。6.4附属设备6.4.1 控制器6.4.1.1 整装机组大多孤网运行,用电负荷在0100范围内变化,附属设备要保证输出电压和频率在允许范围内,并考虑在
16、机组启动和停机时用户的电器设备的安全,因此整装机组必须配套能稳定电压、频率并具有必要的显示、监控功能的综合控制装置。6.4.1.2 控制器采用先进、可靠的电子式,使微型电站能自动或远程监控运行。6.4.1.3 控制器可用于单相发电机或三相发电机,用于三相发电机应保证三相基本平衡。6.4.1.4 控制器的技术保证a)发电机的电压应稳定在额定电压的8以内;b)功耗应在输出额定功率的1.53.0范围内;c)在环境温度40以下条件,控制器应能连续工作;d) 在环境相对湿度85条件下,控制器应能正常工作。6.4.1.5控制负荷(假负荷)装置,以水电阻方式消耗电能,应安装在安全可靠的地方,并设防护罩。6.
17、4.2进水阀门6.4.2.1 整装机组的进水阀门应根据水轮机型式、尺寸和水头范围,选择合适的进水阀门和伸缩节。6.4.2.2进水阀门应符合安全、可靠、水力损失少且经济的原则。进水阀门的密封接触部位、滑动配合表面应采用防锈措施,进水阀本身以及与它相连的其他部件阀应有可靠的密封。6.4.2.3 进水阀门应按JB/T3595标准进行制造、组装和试验,动作应灵活,无任何卡阻现象,必须保证在运行工况下能动水关闭。6.4.2.4 应对进水阀门进行耐压试验,试验水压及持续时间应按JB/T3595标准要求进行,进水阀门不允许发生变形和渗漏。6.4.2.5 进水阀门如系外购时,应配套合理,并应有原阀门制造厂的产
18、品合格证书。7技术保证7.1 功率保证整装机组应以额定转速运行,在额定水头、额定流量下能保证输出的额定功率,在最大水头和最小水头下的输出功率,也应达到供需双方签订的合同中的规定值。7.2 效率保证整装机组应在最大水头和最小水头的范围内以额定转速运行,其原型水轮机的最高效率、额定效率和需方提出的某一水头下的工况点效率,应达到供需双方签订的合同中的规定值。7.3 稳定性保证a)在空载工况下,整装机组应能稳定运行;b) 最大水头和最小水头的功率范围内,整装机组应能稳定运行;c) 采用滑动轴承时,主轴运行摆度(相对振动)应不超过导轴承总间隙的75。7.4漏水量保证在额定水头下,反击式水轮机新导叶和冲击
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