水轮机及主阀包括快速闸门概要.docx

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水轮机及主阀包括快速闸门概要

水轮机及主阀（包括快速闸门）

1、什么是水轮机？

什么是反击式水轮机？

什么是冲击式水轮机？

其工作特点是什么？

答：

水轮机是把水流能量转变为机械能的一种动力机械，是利用水电站的水头和流量来做功的。

按水流对转轮的水力作用不同，可分为反击式水轮机和冲击式水轮机。

反击式水轮机主要是利用水流的压能（也有一部分利用水流的动能）来做功。

水流通过转轮叶片时，叶片对水流有一个作用力，使水流改变了压力、流速的大小和方向，反过来，水流对叶片有一个大小相等、方向相反的作用力，即反作用力，形成旋转力矩，使转轮旋转。

在反击式水轮机中按水流经过转轮的方向不同，又分为轴流式、混流式和贯流式三种。

其中：

轴流式水轮机的特点是水流经过转轮始终沿着轴的方向；混流式水轮机的特点是水流先沿辐向进入转轮，然后逐渐变为轴向而离开转轮，因此，又称辐向轴流式水轮机；贯流式水轮机的特点是水流从进口到尾水管出口都是轴向的。

冲击式水轮机是依靠高速水流（动能）冲击转轮叶片而推动水轮机转轮旋转做功的。

这种按水流冲击作用原理工作的水轮机称为冲击式水轮机，常用的有水斗（也称冲击）式水轮机。

它的工作特点是：

来自压力钢管的水，通过喷嘴,以高速喷射在转轮的斗叶上，推动转轮旋转做功，然后跌落在机壳下面的尾水渠中。

由于水斗式水轮机喷嘴与转轮在同一平面上，射流方向为转轮圆周的切线方向，所以又称切击式水轮机。

混凝土蜗壳H

主轴布置形式与引水室特征的代表符号:

立轴L卧轴W金属蜗壳J灯泡式P明槽式M罐式G竖井式S虹吸式X轴伸式Z第三部分为水轮机转轮标称直径D1（cm）3、试述不同类型水轮机的适用范围及其优缺点?

答：

（1）常用的反击式水轮机有：

1）混流式水轮机，可用于15---700m水头范围，由于运行稳定，最高效率大，我国应用普遍，多用于40---150m中等水头水电站，缺点是最高效率区较窄

2）轴流转桨式水轮机，可用于2---90m水头范围，过水能力大，轮叶可以转动，适用于大流量。

2---18m低水头且负荷变化不大的水电站，其运转稳定性好，水轮机的高效率区范围较宽

3）贯流式水轮机，可用于0.5---30m的水头范围，过水能力大，流道通畅，水力损失小，效率高，但对密封止水与绝缘要求高，适用于平原地区低水头（0.5---16m）、大流量的电站和潮汐电站

4）常用的冲击式水轮机，以水斗（冲击）式用的比较多，它可用于80---2000m

水头范围，适用于高水头、小流量的电站，多用于水头100m以上的高水

头水电站，结构较混流式简单。

水轮机最高效率值也低于混流式，但高效率区宽广。

4、什么是反击式水轮机的基本部件？

混流式水轮机主要由那些部件组成？

答：

对能量转换有直接影响的过流部件叫做水轮机的基本部件。

反击式水轮机由引水（蜗壳）、导水（导水机构）、工作（转轮）和泄水（尾水管）四部分组成。

混流式水轮机主要部件有主轴、转轮、导轴承、导水机构、顶盖、座环、基础环、蜗壳、尾水管、止漏装置、减压装置和密封装置等。

5、水轮机蜗壳的主要功用是什么？

常用的有那两种形式？

答：

（1）保证水流以最小的水力损失把水引向导水部件，从而提高水轮机的效率

（2）尽可能保证沿导水部件的周围进水流量均匀，水流对称于轴，以使转轮受力均衡，提高工作的稳定性

（3）使水流在进入导水部件以前具有一定的环流，然后很顺利的进入工作转轮

（4）保证转轮在工作时，始终浸没在水中不会有大量空气进入转轮

按照蜗壳的制造材料，分为金属蜗壳和混凝土蜗壳。

混凝土蜗壳一般用于低水头、大流量的大、中型水轮机上，而金属蜗壳一般用在水头高于40m

的大、中型水轮机上。

6、反击式水轮机导水机构的作用是什么？

由那些部件构成？

答：

主要作用是：

（1）当机组的负荷发生变化时，用来调节进入水轮机转轮的流量，改变水轮机的出力，使其与水轮发电机的电磁功率相适应。

（2）正常和事故停机时，用来截断水流，使机组停止转动

（3）水轮机运行时，使水流按有利的方向均匀地流入转轮

导水机构由导叶、导叶转动机构（包括转臂、连杆和控制环等）、接力器、顶盖、底环及轴承组成。

常用的有圆柱式、圆锥式（应用于灯泡贯流式和斜流式水轮机）和辐（径）向式（主要用于全贯流式水轮机）导水机构

7、反击式水轮机为什么要设置尾水管？

答：

作用是用来回收转轮出口水流中的剩余能量，常用的有直锥型与弯

肘型两种

由于反击式水轮机转轮出口处的水流速度很大，低水头电站约3—6m/s,

而水头较高时，可达8—12m/s。

可见，这部分动能相当可观。

混流式水轮机出口动能占工作水头的5%---10%;轴流转桨式水轮机出口动能约占工作水头的30%---45%。

如果转轮出口水流直接泄入下游，则这部分动能就被损失掉了。

此外，为了方便水轮机安装和检修，常将其安装在下游水位以上，则又有部分位能被损失掉。

为了减少这部分能量损失，收回一部分水轮机转轮出口处的水流动能和位能，以增加水轮机的利用水头，应装设尾水管。

装设尾水管后，可使转轮出口水流通畅引至下游；如果转轮安装在下游水位以上高程，又可利用转轮与下游水位之间水流的位能（指转轮后面的静力真空，又称吸出高度）；还可使转轮出口的水流动能的大部分转换为转轮下部的动力真空，使转轮输入的压能增加。

这些都将提高水轮机工作效率。

&混流式水轮机的转轮由那些部件组成？

各部件的作用是什么？

答：

主要由叶片、上冠、下环、泄水锥、减压装置和止漏装置组成。

他们的作用是：

（1）叶片（也称轮叶）是水轮机转轮实现水能转换的核心，叶片的光洁度、波浪度、尺寸、形状和厚度是否均匀、合理和一致，对水轮机的性能

（如效率、汽蚀）都将产生不同程度的影响

（2）上冠的作用是上部连接主轴，下部支承叶片并与下环一起构成过流通道

（3）下环将转轮的叶片连成整体，以增加转轮的强度和刚度，并与上冠一起形成过流通道

（4）泄水锥的作用是引导经叶片流道出来的水流迅速而又顺利地向下宣泄，防止水流相互撞击，以减少水力损失，提高水轮机的效率

（5）止漏装置的作用是减少转轮上、下转动间隙的漏水量

（6）减压装置的作用是减少作用在转轮上冠上的轴向水推力，以减轻推力轴承的负荷

9、轴流转桨式水轮机的转轮包括那些部件？

各部件起什么作用？

答：

包括转轮体、叶片、泄水锥和密封装置组成

（1）转轮体的四周安放着悬臂式叶片，当水流流经叶片时，将水能转换成机械能

（2）转轮体内有一套操作叶片转动的机构，当导叶开度改变时，它能使叶片相应地也旋转一个角度，以便与导叶开度相适应，从而保证在变工况下，水轮机有较高的效率

（3）转轮体下部连接着泄水锥，它的作用是引导经叶片流出来的水，迅速、顺利地流入尾水管，防止水流相互撞击，以减少水力损失，提高水轮机效率

（4）密封装置安放在叶片的枢轴与转轮体之间，它用来防止转轮体内的压力油向外漏出，同时也防止压力水渗入转轮体内

10、迷宫环的作用？

答：

迷宫环就是水轮机转轮上的止漏环。

它由固定和转动两部分组成。

为防止水流向上和向下漏出，混流式水轮机都装有上、下两道迷宫环，上迷宫环的固定部分装在顶盖上，转动部分装在上冠上；下迷宫环的固定部分装在底环或底环上，转动部分装在下环上。

迷宫环的主要作用是用来减小转动部分与固定部分之间的漏水损失。

迷宫环一般是由一系列忽大忽小的空间或直角转向构成，水流经过迷宫环时，水流时而扩张，时而收缩，增大对水流的局部阻力和沿程阻力，使水流不易通过，从而达到减小漏水损失的目的。

11、水轮机有那些保护装置？

各起什么作用？

答：

一般装设有事故配压阀、主阀（或快速闸门）、剪断销和真空破坏阀等保护装置。

（1）调速器中装设事故配压阀（又叫过速限制器）是防止水轮机长期在

飞逸转速下运行的有效措施。

机组正常运行时，事故配压阀仅作为压力

油的通道，使调速器主配压阀通至接力器的管道接通；当机组甩负荷又遇调速系统故障时，事故配压阀动作，切断主配压阀也接力器的联系，而直接把压力油从油压装置接入接力器，使接力器迅速关闭，实现机组紧急停机，以缩短机组过速时间，起到对水轮机的保护作用

（2）在水轮机前面装设蝴蝶阀或球阀或快速闸门是防飞逸的有效措施。

中、低水头电站一般装设平板快速闸门或蝴蝶阀；高水头电站一般装球阀。

当机组过速达到额定转速的140%时，关闭蝴蝶阀（球阀）或快速闸门，截断水流，使机组停机，以缩短水轮机在过速或飞逸转速下运行的时间，起到对水轮机的保护作用

（3）剪断销保护装置由剪断销及其信号器组成。

水轮机导水机构的传动

机构中，连接板和导叶臂之间是通过剪断销连接在一起的。

正常情况下,

导叶在动作过程中，剪断销有足够的强度带动导叶转动，但当某导叶间有异物卡住时，导叶轴和导叶臂都不能动了，而连接板在叉头带动下转动，

因而对剪断销产生剪切，当该剪切应力增加到正常操作应力的1.5倍时,

剪断销首先被剪断，该导叶脱离控制环，而其他导叶仍可正常转动，避免事故扩大。

同时剪断销剪断后，使剪断销信号器的常开触点闭合，发出信号。

（4）真空破坏阀主要作用是当机组甩负荷或其他故障紧急停机，导叶迅速关闭时，水流由于惯性作用继续向下游流去，在转轮室内产生很大的真空，转轮室内尾水在压差的作用下，尾水水流又反流向转轮室冲击转轮叶片及支持盖。

由于水击的作用，产生很大的冲击力，出现抬机现象，严重的会使机组出现破坏性事故。

真空破坏阀，就是用来补气的，以防止出现上述事故的辅助设施。

以起到对水轮机的保护作用。

大流量、低水头电站这个问题比较突出，一般都装设有真空破坏阀

12、水轮机蜗壳压力表和尾水真空表测量的量值反映了什么？

答；在正常运行时，测量蜗壳进口压力是为了探知压力钢管在不稳定水流作用下的压力波动情况；在机组做甩负荷试验时，可以在蜗壳进口测量水击压力的上升值；在做机组效率试验时在蜗壳进口测量水轮机工作水头中的压力水头部分；还可以比较上、下游水位差，算出过水压力系统的水力损失。

测量尾水管进口断面的真空度及其分布，是为了分析水轮机发生汽蚀和振动的原因，并检验补气装置的工作效果。

13、引起水轮机汽蚀的原因有那些？

汽蚀对水轮机的运行有什么影响？

有那几种汽蚀？

有那些防止和处理汽蚀的措施？

答：

水流流经水轮机部件时，在局部区域因流速增大，导致压力的下降，当压力低于汽化压力时水汽化，形成水流的沸腾，对过流部件发生侵蚀作用，称为汽蚀。

引起汽蚀的主要原因是由于水轮机内部水流压力的降低，当水轮机中某一局部区域的水流压力降低到饱和着蒸汽压力时，水就发生汽化，出现大量的气泡，在汽泡的不断产生和凝结的过程中，水流紊乱，压力波动，高速度的水流质点，想锐利的刀尖一样，周期性地猛烈打击着叶片表面，并发生噪声与嚣叫，轻度汽蚀使水轮机过流部件如转轮叶片表面侵蚀成麻点、掉块。

汽蚀现象不仅使水轮机过流部件损坏，而且使它的效率显著降低。

按汽蚀发生的部位，水轮机汽蚀分为以下四种类型：

（1）叶型汽蚀。

它是指发生在转轮叶片上的汽蚀。

混流式水轮机的叶型汽蚀主要发生在叶片背面靠下环处的泄水边附近；轴流式水轮机则主要发生在泄水边轮？

和周边附近，但有时比较分散，不象混流式机型那样有规律

（2）空腔汽蚀。

它是指尾水管中心空腔处由大的水流涡带产生的汽蚀。

当反击式水轮机偏离设计工况运行时，转轮出口水流具有一定的圆周分速度，旋转的水流汇聚在一起，在尾水管进口处构成带状大涡流。

水流涡带中心真空度很大，当压力降低到低于水的汽化压力时，首先在涡带中心产生汽泡，随着汽泡的溃裂，发生强烈噪音并引起机组振动；当涡带中心周期性地触及或延伸到尾水管管壁时，就会造成尾水管汽蚀破坏。

空腔汽蚀主要发生在叶片出口下环处及尾水管进口处，运行人员可以直接在尾水管直锥段管壁听到空腔汽蚀引起的撞击声，发生空腔汽蚀时，往往伴随着发生机组功率摆动和真空表指针摆动，严重时会使机组不能正常运行。

（3）间隙汽蚀。

它是指水流通过狭窄间隙或饶过固体凹凸表面时，由于流速局部升高引起局部压力降低形成的汽蚀。

常发生在水轮机的某些局部位置，例如轴流式叶片外缘端面与转轮室内壁间隙，导叶立面和端面间隙；混流式转轮和上、下冠止漏间隙；冲击式的针阀和喷嘴口等处，间隙汽蚀的破坏范围一般较小

（4）其他局部脱流引起的汽蚀。

在水轮机导叶叶型头部和尾部、导叶体端部与轴颈结合处的凸肩后面、限位销后面、尾水管补气架后面等部位，由于表面粗糙或已汽蚀部位的恶性发展，都会引起局部脱流而发生汽蚀水电站为防止和处理汽蚀的措施，除在设计时要合理选择机型（包括叶型、叶片数目、选用耐蚀材料）、按不产生叶型汽蚀条件的允许吸出高度来确定水轮机的安装高程外，在运行方面主要有：

（1）合理拟定电站的运行方式，避开可能产生严重汽蚀的运行工况。

一般讲，水轮机在低水头、低出力下运行最容易发生汽蚀。

例如混流式水轮机在某一区域出现汽蚀，可以从水压表，真空表指针摆动情况，尾水管内部的撞击爆炸声，顶盖内部水流炒豆似的杂音等现象摸索出规律，尽量避免长期在这种不利工况下运行。

（2）采用补气装置，向尾水管送入空气，以破坏尾水管中高真空的水流涡带

（3）提高检修工艺水平。

对已汽蚀破坏的叶片，目前一般采用不锈钢堆焊，堆焊时要严格控制叶片型线，防止变形，并要保证检修后表面光洁，

因为粗糙的表面容易产生汽蚀，提高叶片的表面光洁度将减轻汽蚀作用

（4）在叶片上涂刷抗汽蚀涂料。

常用的是环氧树脂，聚酰胺脂等。

14、什么是水轮机的泥沙磨损？

那些部位容易受到泥沙磨损？

影响泥沙磨损的因素有那些？

运行中那些减小泥沙磨损的措施？

答：

当通过水轮机过流部件的水流中含有足够量的悬移泥沙时，坚硬的泥沙颗粒撞击和磨削过流表面，使其材料因疲劳和机械破坏而损坏，这个过程称为水轮机泥沙磨损。

不同类型的水轮机磨损部位不完全一样，对混流式水轮机，磨损部位主要有叶片、上冠、下环内表面、抗磨板、止漏环、导叶和尾水管里衬；对轴流式水轮机，磨损部位主要有叶片、转轮室、轮？

、顶盖、底环、导叶和尾水管里衬；对冲击式水轮机主要磨损部位是水斗、针阀和喷嘴泥沙对水轮机的磨损程度，除了与沙粒特性（即沙粒的几何形状、大小、硬度、密度等），含沙水流特性（指水流含沙的浓度、水流速度、水流方向和冲击角等）和受磨材料特性（指水轮机过流部件金属材料的内部组织，粗糙度、表面尺寸等）有关外，还与运行方式有关，当水轮机在非设计工况下运行时，产生汽蚀会加大磨损，引起汽蚀和磨损对机件的联合作用

水轮机防磨技术措施：

防止水轮机遭受沙粒磨损的最根本措施是拦截泥沙，不使其进入水轮机流道；其次是采取异重流排沙；第三对于在含沙水流中工作的水轮机，应避免用导叶截断水流，而采用水轮机前的主阀来截断水流，以防漏水射流使导叶磨损加剧，长期停机时，应关闭压力水管进水口闸门，以防泥沙堵塞阀轴间隙。

此外，应避免水轮机在汽蚀工况下运行，因汽蚀和磨损联合作用，会加剧泥沙对水轮机的磨损作用，所以水轮机应避免在低负荷工况下运行。

对混流式水轮机，尽量不在50%以下负

荷运行；对轴流转桨式水轮机，应避免在额定出力30%---40%以下负荷的

工况运行

近几年，遭受泥沙磨损的水轮机上采用环氧树脂金刚砂浆抗磨深

层和复合尼龙抗磨涂层，现场试验表明是有效的。

15、水轮机振动的原因是什么？

消除振动的主要措施有那些？

答：

水轮机运行中出现振动是常见的现象，但不允许超过下表规定值：

立式水轮机各部位允许振动值：

序戶

序号

额定转速（r/min）

2、带导轴承支架的

振动水平0.14

0.12

0.10

0.08

0.12

0.10

0.08

水轮机振动是由机械和水力两方面的因素引起的。

（1）机械方面的因素有：

1）由于主轴弯曲或挠曲、推力轴承调整不良、轴承间隙过大、主轴法兰连接不紧和机组中心不准引起空载低转速时的振动。

2）因转轮等旋转件与静止件相碰引起振动激烈并伴有音响。

3）转动部分重量不平衡引起的，随速度上升振动增大而与负荷无关，这是常见的，特别是焊补转轮或更换桨叶后更容易发生，这类振动的特点是振动频率也水轮机转频一致，发电机上、下机架及导轴承横向振动的振幅与转速的平方成正比。

对机械原因引起的的振动，只要查清振动原因，采取相应的措施，如通过动平衡，调整轴线或调整轴瓦间隙等，就能消除。

（2）水力方面的因素有：

1）尾水管中水流涡带所引起的压力水脉动诱发的水轮机振动。

混流式水轮机在偏离最优工况运行时，尾水管中将出现涡带，由此引起水轮机振动，并伴有响声，常发生在30%--60%额定负荷范围内。

强烈的涡带可能引起厂房振动；若由涡带引起的尾水管中的低频压力脉动频率与引水管固有频率接近，则可能引起引水管强烈振动；如果压力脉动频率和水轮机的转频接近，则可能引起功率摆动，如狮子滩等电站军存在涡带引起的振动，常在转轮出口附近的尾水管上部装十字架补气装置，或轴心补气，还有采取加长泄水锥或加同轴扩散形内层水管段；近年来，一些大中型电站在尾水管入口处加装导流瓦和导流翼板等都可使涡带引起的振动减轻或消失。

2）卡门涡列引起的振动。

当水流流经非流线型障碍物时，在其后面尾流中分裂出一系列变态旋涡，即所谓卡门涡列。

这种涡列交替地作顺时针或反时针方向旋转。

在其不断形成与消失过程中，会在垂直于主流方向引起交变的振动力。

当卡门涡列的频率与叶片固有频率接近时，叶片动应力急剧增大，有时发出响声，甚至使叶片根部断裂。

卡门涡列一般发生在50%额定出力以上的某种工况。

采用改变卡门涡列频率或叶片固有频率的办法，可以减轻卡门涡列振动，如将叶片出水边削薄或改型，有可能使正背两面构成的交流旋涡抵消或削弱；同时提高了卡门涡列的振动频率，使其远离叶片自振频率，避免共振，但是叶片削薄改型部分不宜太长，否则会影响翼型的特性，降低效率；尾端圆角应满足强度的要求，不应太小。

3）转轮止漏间隙不均匀引起的振动。

为了减少高水头水轮机转轮的容积损失，通常采用梳齿形之止漏装置，但当结构不合理或间隙过小时，即使主轴很小的偏心或止漏环少量的压力变化和波动。

间隙大处取流速较小而压力较大，间隙下处则相反因而造成间隙内的压力不均匀分布和侧向水推力，引起转轮偏心变大和振动，其振动频率与止漏环偏心运动的频率相同。

实践证明，适当增大外止漏环间隙，可使转轮偏心运动对转轮背压和止漏间隙中压力的影响明显减弱，从而减小振动，如鱼子溪4号机运行半年出现振动过大，后将上下止漏环间隙由1mm增加到2.5mm,振幅减小在规定范围内。

4）冲击式水轮机尾水上涨引起的振动。

正常时，冲击式水轮机的尾水位与转论必须保持一定距离,尾水应无压流动。

如果尾水位渠水回溅到水斗上,扰乱水头与射流的正常流程,也会引起机组效率下降和振动。

此外,运行时处于转轮附近的空气,会被高速射流带走并从尾水渠中排出,机壳上的补气孔太小或冒水就有可能使尾水位抬高甚至淹没转轮,使尾水形成有压流动,不仅产生强烈振动,而且危及机组安全。

引起水轮机振动增大的原因很多,也可能是几种原因同时作用造成的,在未找到原因前,应避开振动区运行。

16、机组振动带来什么样的危害？

答：

（1）引起机组零部件金属和焊缝中疲劳破坏区的形成和扩大,从而使之发生裂纹,甚至断裂损坏而报废

（2）使机组各部位紧密连接部件松动,不仅会导致这些紧固件本身的断裂,而且加剧被其连接部分的振动,促使它们迅速损坏

（3）加速机组转动部分的相互磨损,如大轴的剧烈摆动可使轴与轴瓦的温度升高,使轴承烧毁,发电机转子的过大振动会增加滑环与电刷的磨损程度,并使电刷冒火花

（4）尾水管中的水流脉动压力可使尾水管壁产生裂缝,严重的可使整块钢板剥落

（5）共振所引起的后果更严重,如机组设备和厂房的共振可使整个设备和厂

房损坏。

17、水轮机补气装置起什么作用？

常用的有哪几种补气方式？

答：

混流式水轮机一般在30%--60%额定出力时容易在尾水管内发生水流涡带，引起空腔汽蚀和机组振动。

补气装置的作用，就是在机组出现不稳定工况时，补入空气，可增加水的弹性，改善机组的运行条件。

同时由于补气破坏了真空，还能防止机组突然甩负荷导水机构紧急关闭时，由于尾水管内产生负水击，下

游尾水反冲所产生的强大冲击力或抬机现象。

补气分自然补气和强迫补气两种方式。

一般均应采用自然补气，只有在水轮机吸出高度Hs的负值较大，尾水管内压力较高，很难用自然补气方式补气时，

才采用压缩空气强迫补气方式。

常用的补气装置有轴心补气装置、尾水管十字架补气装置和尾水管补气装置三种。

18、水轮机中机械磨损的主要特征是什么？

答：

（1）水导轴承按润滑剂不同分为水润滑的橡胶瓦导轴承和油润滑的钨金瓦导轴承。

橡胶瓦导轴承最怕轴瓦与轴颈之间出现干摩擦，即使时间短，也会使橡胶轴瓦的耐磨性急剧降低，大大加速轴瓦与轴颈的磨损，瓦面磨损表现为出现横向沟纹，在轴颈上则发生“偏磨”。

对钨金瓦导轴承来说，若润滑油中混入了坚硬杂质，磨损就会大大加剧。

（2）水轮机轴的磨损主要发生在置有盘根密圭寸的地方。

若通过盘根密圭寸的水中含有坚硬颗粒，当盘根压盖拧的过紧，或盘根质量不佳，可能使轴颈的磨损加剧。

（3）导水机构的部分零件，磨损发生于各运动部件处，特别是导叶下部轴颈处，常因坚硬颗粒落入而形成剧烈磨损。

19、为什么反击式水轮机不宜在低水头和低出力下运行？

答：

（1）反击式水轮机在低于设计最小水头下运行时，可能产生以下危害：

1）由于较大的偏离设计工况，因而在转轮叶片入口处产生撞击损失以及在出口处水流的剧烈的旋转，不仅大大地降低水轮机效率，而且会增加水轮机的振动和摆度，使汽蚀情况恶化，水轮机运行工况偏离设计工况越远，这种不良现象就越严重

2）由于水头低，水轮机出力达不到额定值，同时在输出同一出力时，水轮机的引用流量要增加

3）水头低就意味着水位过低，有可能出现使有压水流变为无压水流，容易造成水流带气，甚至形成气团，使过水压力系统不能稳定运行，特别是在甩负荷的过度过程中，容易造成引水建筑物和整个水电站发生振动

4）可能卷起水库底部的淤积泥沙，增加引水系统和水轮机的磨损

（2）水轮机在低出力下运行时，机组的效率（包括水轮机和发电机的效率）会明显地下降，发出同样的出力，水轮机的引用流量增大。

为了减轻水轮机的汽蚀、振动、噪音、泥沙磨损和提高机组效率，反击式水轮机都规定了最小出力限制。

混流式为额定出力的50%;转桨式由于桨叶角度可以随负荷改变，大大改善了工作特性，其最小处理限制为水轮机刚进入协联工况时的出力；定桨式水轮机最好在额定出力附近运行。

20、导水机构中装设剪断销剪断会出现什么现象？

简述被剪断原因、预防措施及处理方法？

答：

在正常关机过程中，当导叶被卡时，剪断销被剪断，同时发出报警信号；在事故停机过程中，当导叶被异物卡住，剪断销剪断时，除发报警信号外，还通过信号装置迅速关闭水轮机前的主阀（蝴蝶阀或球阀）或快速闸门。

剪断销给剪断的原因为：

（1）导叶间有杂物（如石头、木块）卡住

（2）导叶连杆安装时倾斜度较大，造成别劲

（3）导叶上、下端面间隙不合格及上、中、下轴套安装不当，产生别劲或被卡

（4）对使用尼龙轴承套的导叶，在运行中因尼龙轴套吸水膨胀与导叶轴颈“抱死“等

预防措施：

（1）在电站上游装设拦污栅，防止大的漂浮物冲坏拦污栅而进入蜗壳及导叶，进水口处的拦污栅应保持完好

（2）保证检修质量