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小型水輪機現(xiàn)場驗收試驗規(guī)程
小型水輪機現(xiàn)場驗收試驗規(guī)程 已作廢
Code for field acceptance test of small hydro turbines
標準號：GB/T 22140-2008
基本信息
標準號：GB/T 22140-2008
發(fā)布時間：2008-06-27
實施時間：2008-10-01
首發(fā)日期：2008-06-27
出版單位：中國標準出版社查看詳情>
起草人：孟曉超、潘羅平、楊弄玉
作廢日期：2018-12-01
出版機構(gòu)：中國標準出版社
標準分類： 水輪機及其輔助設備
ICS分類：發(fā)電機組
提出單位：中華人民共和國水利部
起草單位：中國水利水電科學研究院
歸口單位：中華人民共和國水利部
發(fā)布部門：中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局 中國國家標準化管理委員會
主管部門：水利部
標準簡介
本標準規(guī)定了小型水輪機進行現(xiàn)場驗收試驗的有關試驗、測量方法，以及合同保證條件的評價方法。本標準適用于單機輸出功率小于（等于）１５ ＭＷ 和轉(zhuǎn)輪直徑小于（等于）３．３ ｍ 的水輪機現(xiàn)場驗收試驗。本標準不涉及水輪機的具體結(jié)構(gòu)和各種部件的機械性能。 本標準修改采用ＩＥＣ６２００６：２００１《小型水輪機驗收試驗》，本標準與ＩＥＣ６２００６：２００１的主要差異如下：———第１０章空蝕和磨損的檢查中對空蝕保證期進行了修改；———１０．１．２空蝕測量方法中，ＩＥＣ 原文中系數(shù)犽的取值較大，根據(jù)ＧＢ／Ｔ１５４６９—１９９５《反擊式水輪機空蝕評定》對表４中犽的取值進行了調(diào)整；———第１０章空蝕和磨損的檢查中補充了磨損檢查和磨損評定的相關內(nèi)容；———第１１章試驗的組織中增加了１１．４試驗報告一節(jié)內(nèi)容；———增加了第１２章數(shù)據(jù)采集的相關內(nèi)容；———附錄Ｅ 流量測量方法中補充了畢托管法和堰測法。此外，還按我國規(guī)定對文字、單位和圖表進行了規(guī)范化處理。
標準目錄
| 前言……………………………………………………………………………………………………………………Ⅶ １ 范圍………………………………………………………………………………………………………………１ ２ 規(guī)范性引用文件…………………………………………………………………………………………………１ ３ 術語、定義、符號及單位………………………………………………………………………………………１ ３．１ 下標…………………………………………………………………………………………………………１ ３．２ 幾何術語……………………………………………………………………………………………………２ ３．３ 主要物理量…………………………………………………………………………………………………３ ３．４ 流量…………………………………………………………………………………………………………３ ３．５ 轉(zhuǎn)速…………………………………………………………………………………………………………３ ３．６ 壓力…………………………………………………………………………………………………………４ ３．７ 水頭…………………………………………………………………………………………………………４ ３．８ 功率…………………………………………………………………………………………………………５ ３．９ 損失…………………………………………………………………………………………………………５ ３．１０ 效率………………………………………………………………………………………………………５ ３．１１ 其他參數(shù)…………………………………………………………………………………………………６ ３．１２ 誤差和其他術語符號……………………………………………………………………………………６ ３．１３ 水輪發(fā)電機組示意圖……………………………………………………………………………………７ ３．１４ 典型小型水輪機水頭的定義……………………………………………………………………………８ ３．１４．１ 概述 …………………………………………………………………………………………………８ ３．１４．２ 上下游均為自由水面的水輪機 …………………………………………………………………１０ ３．１４．３ 上游具有壓力引水管而下游為自由水面的水輪機………………………………………………１０ ３．１４．４ 上下游均為具有壓力引水管和排水管的水輪機…………………………………………………１０ ３．１５ 瞬時轉(zhuǎn)速上升的定義 …………………………………………………………………………………１１ ３．１６ 壓力上升的定義 ………………………………………………………………………………………１１ ４ 保證的性能和范圍 ……………………………………………………………………………………………１２ ４．１ 規(guī)定和要求 ………………………………………………………………………………………………１２ ４．１．１ 合同規(guī)定 ……………………………………………………………………………………………１２ ４．１．２ 電站條件 ……………………………………………………………………………………………１３ ４．１．３ 試驗儀器設備的技術要求 …………………………………………………………………………１３ ４．２ 主要性能保證 ……………………………………………………………………………………………１４ ４．２．１ 最大輸出功率 ………………………………………………………………………………………１４ ４．２．２ 水輪機絕對效率 ……………………………………………………………………………………１４ ４．２．３ 水輪機相對效率 ……………………………………………………………………………………１４ ４．３ 保證的范圍 ………………………………………………………………………………………………１４ ４．３．１ 保證的試驗等級（Ａ、Ｂ、Ｃ 三級）……………………………………………………………１４ ４．３．２ 試驗等級的應用 ……………………………………………………………………………………１４ ４．３．３ 水溫的比尺效應 ……………………………………………………………………………………１５ ４．３．４ 保證期 ………………………………………………………………………………………………１５ ４．３．５ 安全故障、試運行條件和性能試驗 ………………………………………………………………１５ ５ 試運行前的安全驗收試驗 ……………………………………………………………………………………１６ ５．１ 啟動前試驗（無水試驗） ………………………………………………………………………………１６ ５．１．１ 通則 …………………………………………………………………………………………………１６ ５．１．２ 流道充水前的檢查（無水試驗） …………………………………………………………………１６ ５．１．３ 流道充水時的檢查（充水試驗） …………………………………………………………………１６ ５．２ 關閉裝置（無水與充水試驗） …………………………………………………………………………１６ ５．２．１ 一般要求 ……………………………………………………………………………………………１６ ５．２．２ 進水口閘門或閥門 …………………………………………………………………………………１６ ５．２．３ 進水主閥 ……………………………………………………………………………………………１７ ５．２．４ 活動導葉（混流式和軸流轉(zhuǎn)槳式水輪機） ………………………………………………………１７ ５．２．５ 針形閥和折向器（水斗式和斜擊式水輪機） ……………………………………………………１７ ５．３ 試車和控制系統(tǒng) …………………………………………………………………………………………１７ ５．４ 軸承在額定轉(zhuǎn)速下運行 …………………………………………………………………………………１７ ５．５ 緊急停機（空載） ………………………………………………………………………………………１８ ５．６ 電氣保護 …………………………………………………………………………………………………１８ ５．７ 過速試驗 …………………………………………………………………………………………………１８ ５．８ 飛逸試驗 …………………………………………………………………………………………………１８ ５．９ 甩負荷試驗 ………………………………………………………………………………………………１９ ５．９．１ 一般要求 ……………………………………………………………………………………………１９ ５．９．２ 試驗程序 ……………………………………………………………………………………………１９ ５．９．３ 測量值 ………………………………………………………………………………………………１９ ６ 試運行和可靠性試驗 …………………………………………………………………………………………２０ ６．１ 通則 ………………………………………………………………………………………………………２０ ６．２ 旋轉(zhuǎn)部件的溫度穩(wěn)定性 …………………………………………………………………………………２０ ６．２．１ 一般要求 ……………………………………………………………………………………………２０ ６．２．２ 與合同保證值的比較 ………………………………………………………………………………２０ ６．３ 控制系統(tǒng) …………………………………………………………………………………………………２０ ６．３．１ 說明 …………………………………………………………………………………………………２０ ６．３．２ 不帶調(diào)速裝置的機組運行 …………………………………………………………………………２１ ６．３．３ 帶有調(diào)速裝置的機組運行 …………………………………………………………………………２１ ６．３．４ 帶有上游水位控制裝置的機組運行 ………………………………………………………………２１ ６．３．５ 帶有功率控制裝置的機組運行 ……………………………………………………………………２１ ６．３．６ 帶有電子負荷調(diào)節(jié)裝置的機組運行 ………………………………………………………………２２ ６．４ 在試驗控制系統(tǒng)時的測量 ………………………………………………………………………………２２ ６．５ 設置靜壓基準標記 ………………………………………………………………………………………２２ ６．６ 協(xié)聯(lián)關系試驗 ……………………………………………………………………………………………２２ ７ 性能保證和試驗 ………………………………………………………………………………………………２３ ７．１ 一般要求 …………………………………………………………………………………………………２３ ７．２ 在凈水頭下發(fā)電機的最大輸出功率 ……………………………………………………………………２３ ７．２．１ 測量方法 ……………………………………………………………………………………………２３ ７．２．２ 保證的結(jié)果和范圍 …………………………………………………………………………………２３ ７．２．３ 試驗的實施 …………………………………………………………………………………………２３ ７．３ 發(fā)電機輸出功率與凈水頭和水輪機導葉（或噴針）開度的關系 ……………………………………２４ ７．３．１ 測量方法 ……………………………………………………………………………………………２４ ７．３．２ 保證的結(jié)果和范圍 …………………………………………………………………………………２５ ７．３．３ 試驗的實施 …………………………………………………………………………………………２５ ７．４ 指數(shù)試驗 …………………………………………………………………………………………………２５ ７．４．１ 一般要求 ……………………………………………………………………………………………２５ ７．４．２ 定義 …………………………………………………………………………………………………２５ ７．４．３ 保證的應用和范圍 …………………………………………………………………………………２５ ７．４．４ 試驗的實施 …………………………………………………………………………………………２６ ７．５ 根據(jù)流量測量進行的效率試驗 …………………………………………………………………………２６ ７．５．１ 一般要求 ……………………………………………………………………………………………２６ ７．５．２ 流量測量的選擇 ……………………………………………………………………………………２６ ７．５．３ 保證的應用和范圍 …………………………………………………………………………………２６ ７．５．４ 試驗的實施 …………………………………………………………………………………………２７ ７．６ 根據(jù)熱力學法進行的效率試驗 …………………………………………………………………………２７ ７．６．１ 原理 …………………………………………………………………………………………………２７ ７．６．２ 測量方法 ……………………………………………………………………………………………２７ ７．６．３ 適用條件 ……………………………………………………………………………………………２７ ７．６．４ 試驗的實施 …………………………………………………………………………………………２７ ８ 計算、評估和誤差分析 ………………………………………………………………………………………２７ ８．１ 計算和評估 ………………………………………………………………………………………………２７ ８．１．１ 通則 …………………………………………………………………………………………………２７ ８．１．２ 原型水輪機在現(xiàn)場條件下的物理、幾何和靜壓值（常數(shù)） ……………………………………２７ ８．１．３ 測量值（變量） ……………………………………………………………………………………２８ ８．１．４ 發(fā)電機輸出功率（Pｇｅｎ）………………………………………………………………………２８ ８．１．５ 水輪機輸出功率（Pｔ） ………………………………………………………………………… ２８ ８．１．６ 絕對流量（Q）………………………………………………………………………………………２９ ８．１．８ 毛水頭、靜水頭和凈水頭（Ho／Hｓｔａｔ／H） ………………………………………………３０ ８．１．９ 水輪機絕對效率（ηｔ） …………………………………………………………………………３０ ８．１．１０ 水輪機相對效率（ηｔ，ix） …………………………………………………………………３０ ８．１．１１ 水電站裝置效率（ηｐｌａｎｔ） ……………………………………………………………３０ ８．２ 誤差分析 …………………………………………………………………………………………………３０ ８．２．１ 導言 …………………………………………………………………………………………………３０ ８．２．２ 系統(tǒng)誤差評估 ………………………………………………………………………………………３０ ８．２．３ 隨機誤差評估 ………………………………………………………………………………………３２ ８．２．４ 性能測量的不確定度 ………………………………………………………………………………３４ ９ 試驗結(jié)果與保證值的比較 ……………………………………………………………………………………３５ ９．１ 水輪機特性的偏移 ………………………………………………………………………………………３５ ９．２ 輸出功率 …………………………………………………………………………………………………３６ ９．３ 效率 ………………………………………………………………………………………………………３６ ９．３．１ 一般要求 ……………………………………………………………………………………………３６ ９．３．２ 指數(shù)試驗的相對效率 ………………………………………………………………………………３７ ９．３．３ 根據(jù)流量測量或熱力學法得到的絕對效率 ………………………………………………………３８ １０ 其他保證 ……………………………………………………………………………………………………３８ １０．１ 空蝕和磨損的檢查 ……………………………………………………………………………………３８ １０．１．１ 空蝕保證 …………………………………………………………………………………………３８ １０．１．２ 空蝕測量方法 ……………………………………………………………………………………３８ １０．１．３ 空蝕檢查結(jié)果與規(guī)定的保證值比較 ……………………………………………………………３８ １０．１．４ 磨損 ………………………………………………………………………………………………３９ １０．１．５ 磨損檢查 …………………………………………………………………………………………３９ １０．１．６ 磨損的評定 ………………………………………………………………………………………４０ １０．２ 水輪發(fā)電機組噪聲試驗 ………………………………………………………………………………４０ １０．２．１ 測量方法 …………………………………………………………………………………………４０ １０．２．２ 驗收準則 …………………………………………………………………………………………４１ １０．３ 水輪發(fā)電機組振動試驗 ………………………………………………………………………………４１ １０．３．１ 一般要求 …………………………………………………………………………………………４１ １０．３．２ 固定支持部件的振動 ……………………………………………………………………………４２ １０．３．３ 軸的相對振動 ……………………………………………………………………………………４３ １１ 試驗的組織 …………………………………………………………………………………………………４３ １１．１ 試驗步驟 ………………………………………………………………………………………………４３ １１．２ 現(xiàn)場試驗的實施 ………………………………………………………………………………………４４ １１．３ 試驗結(jié)果的評估 ………………………………………………………………………………………４４ １１．４ 試驗報告 ………………………………………………………………………………………………４４ １２ 數(shù)據(jù)采集 ……………………………………………………………………………………………………４５ １２．１ 數(shù)據(jù)采樣 ………………………………………………………………………………………………４５ １２．２ 模擬與數(shù)字（Ａ／Ｄ）的轉(zhuǎn)換 ………………………………………………………………………４５ １２．３ 人工讀數(shù) ………………………………………………………………………………………………４５ 附錄Ａ（資料性附錄）物理數(shù)據(jù) …………………………………………………………………………………４６ Ａ．１ 概述 ………………………………………………………………………………………………………４６ Ａ．２ 重力加速度與緯度和海拔高程的關系 …………………………………………………………………４６ Ａ．３ 水的密度 …………………………………………………………………………………………………４６ Ａ．４ 空氣的密度 ………………………………………………………………………………………………４９ Ａ．５ 水銀的密度 ………………………………………………………………………………………………４９ 附錄Ｂ（規(guī)范性附錄）水頭定義的標示 …………………………………………………………………………５０ 附錄Ｃ（規(guī)范性附錄）轉(zhuǎn)速和水頭測量方法 ……………………………………………………………………５６ Ｃ．１ 轉(zhuǎn)速測量 …………………………………………………………………………………………………５６ Ｃ．１．１ 功率直接測量時轉(zhuǎn)速的測量 ………………………………………………………………………５６ Ｃ．１．２ 間接測量功率時轉(zhuǎn)速的測量 ………………………………………………………………………５６ Ｃ．２ 水頭測量 …………………………………………………………………………………………………５６ Ｃ．２．１ 概述 …………………………………………………………………………………………………５６ Ｃ．２．２ 壓力測量斷面的選擇 ………………………………………………………………………………５６ Ｃ．２．３ 上游測量斷面 ………………………………………………………………………………………５６ Ｃ．２．４ 下游測量斷面 ………………………………………………………………………………………５６ Ｃ．２．５ 測壓孔布置 …………………………………………………………………………………………５６ Ｃ．３ 壓力測量儀器 ……………………………………………………………………………………………５７ Ｃ．３．１ 原級測量儀器 ………………………………………………………………………………………５７ Ｃ．３．２ 壓力傳感器 …………………………………………………………………………………………５７ Ｃ．３．３ 重力壓力計 …………………………………………………………………………………………５７ Ｃ．３．４ 彈簧壓力計 …………………………………………………………………………………………５８ Ｃ．３．５ 液柱壓力計 …………………………………………………………………………………………５８ Ｃ．４ 水位測量儀器 ……………………………………………………………………………………………５８ 附錄Ｄ（規(guī)范性附錄）輸出功率測量 ……………………………………………………………………………５９ Ｄ．１ 概述 ………………………………………………………………………………………………………５９ Ｄ．１．１ 發(fā)電機最大輸出功率（見７．２） ………………………………………………………………５９ Ｄ．１．２ 發(fā)電機輸出功率與水輪機導葉開度之間的關系 …………………………………………………６０ Ｄ．１．３ 指數(shù)試驗（見７．４） ……………………………………………………………………………６０ Ｄ．１．４ 效率試驗 ……………………………………………………………………………………………６０ Ｄ．２ 同步發(fā)電機輸出功率測量的間接法 ……………………………………………………………………６０ Ｄ．２．１ 概述 …………………………………………………………………………………………………６０ Ｄ．２．２ 發(fā)電機損耗的測量 …………………………………………………………………………………６０ Ｄ．２．３ 在發(fā)電機出線端測量的有功功率應保持一致 ……………………………………………………６１ Ｄ．３ 異步發(fā)電機輸出功率測量的間接法 ……………………………………………………………………６２ Ｄ．４ 輸出功率測量的直接法（水輪機軸力矩） ……………………………………………………………６３ Ｄ．５ 發(fā)電機損失 ………………………………………………………………………………………………６３ 附錄Ｅ（規(guī)范性附錄）流量測量方法 ……………………………………………………………………………６５ Ｅ．１ 概述 ………………………………………………………………………………………………………６５ Ｅ．１．１ 選擇測量方法 ………………………………………………………………………………………６５ Ｅ．１．２ 水流的穩(wěn)定性 ………………………………………………………………………………………６５ Ｅ．１．３ 泄漏、滲透和分流 …………………………………………………………………………………６５ Ｅ．２ 流速儀測量法 ……………………………………………………………………………………………６５ Ｅ．２．１ 流速儀 ………………………………………………………………………………………………６５ Ｅ．２．１．１ 使用條件 ………………………………………………………………………………………６５ Ｅ．２．１．２ 流速儀型式 ……………………………………………………………………………………６６ Ｅ．２．１．３ 流速儀安裝 ……………………………………………………………………………………６６ Ｅ．２．１．４ 流速儀率定 ……………………………………………………………………………………６６ Ｅ．２．１．５ 測量采樣時間 …………………………………………………………………………………６６ Ｅ．２．１．６ 流速分布 ………………………………………………………………………………………６６ Ｅ．２．２ 明渠的流量測量 ……………………………………………………………………………………６７ Ｅ．２．２．１ 測量斷面的選擇 ………………………………………………………………………………６７ Ｅ．２．２．２ 測點數(shù)目 ………………………………………………………………………………………６７ Ｅ．２．２．３ 測點布置 ………………………………………………………………………………………６７ Ｅ．２．２．４ 水流穩(wěn)定———水位檢測 ……………………………………………………………………６７ Ｅ．２．３ 圓形封閉管道的流量測量 …………………………………………………………………………６７ Ｅ．２．３．１ 測量斷面的選擇 ………………………………………………………………………………６７ Ｅ．２．３．２ 測點數(shù)目 ………………………………………………………………………………………６７ Ｅ．２．３．３ 測點布置 ………………………………………………………………………………………６８ Ｅ．２．４ 流量計算 ……………………………………………………………………………………………６８ Ｅ．３ 壓力?時間法（Ｇｉｂｓｏｎ法） ……………………………………………………………………６９ Ｅ．３．１ 方法原理 ……………………………………………………………………………………………６９ Ｅ．３．２ 使用條件 ……………………………………………………………………………………………６９ Ｅ．３．３ 方法的實施 …………………………………………………………………………………………７０ Ｅ．４ 堰測法 ……………………………………………………………………………………………………７０ Ｅ．４．１ 測量原理 ……………………………………………………………………………………………７０ Ｅ．４．２ 測量裝置 ……………………………………………………………………………………………７０ Ｅ．４．３ 安裝條件 ……………………………………………………………………………………………７１ Ｅ．４．４ 溢流層高度測量 ……………………………………………………………………………………７１ Ｅ．４．５ 流量計算公式 ………………………………………………………………………………………７２ Ｅ．５ 畢托管法 …………………………………………………………………………………………………７２ Ｅ．５．１ 概述 …………………………………………………………………………………………………７２ Ｅ．５．２ 標準靜壓畢托管 ……………………………………………………………………………………７２ Ｅ．５．３ 非標準畢托管 ………………………………………………………………………………………７２ Ｅ．６ 容積法 ……………………………………………………………………………………………………７２ Ｅ．７ 聲學法 ……………………………………………………………………………………………………７３ Ｅ．７．１ 方法原理 ……………………………………………………………………………………………７３ Ｅ．７．２ 使用條件 ……………………………………………………………………………………………７３ Ｅ．７．３ 圓管中聲學法的實施 ………………………………………………………………………………７４ Ｅ．７．４ 小型水輪機的聲學測流法 …………………………………………………………………………７５ Ｅ．８ 電磁流量計 ………………………………………………………………………………………………７６ Ｅ．８．１ 概述 …………………………………………………………………………………………………７６ Ｅ．８．２ 原理與基本公式 ……………………………………………………………………………………７６ Ｅ．８．３ 使用條件 ……………………………………………………………………………………………７６ 附錄Ｆ (規(guī)范性附錄）效率試驗 …………………………………………………………………………………７７ Ｆ．１ 概述 ………………………………………………………………………………………………………７７ Ｆ．２ 效率試驗（絕對流量法） ………………………………………………………………………………７７ Ｆ．２．１ 概述 …………………………………………………………………………………………………７７ Ｆ．２．２ 試驗過程 ……………………………………………………………………………………………７８ Ｆ．３ 效率測試的熱力學法 ……………………………………………………………………………………７８ Ｆ．３．１ 概述 …………………………………………………………………………………………………７８ Ｆ．３．２ 試驗過程 ……………………………………………………………………………………………７９ |
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