第三节 蜗壳

第三节蜗壳

一、金属蜗壳

1.结构型式

根据金属蜗壳外围混凝土结构的受力情况，可分为三种结构型式。

（1）外围混凝土结构不分担蜗壳内水压力。这种金属蜗壳顶面钢板与外围结构之间用弹性垫层隔开，如图18-5所示。这种结构型式为我国所普遍采用。

外围混凝土结构不分担内水压力的金属蜗壳，在尾水管锥管段钢衬安装和周围混凝土浇筑完成后，安装座环及钢蜗壳，在蜗壳上半部表面铺上弹性垫层，然后浇筑蜗壳的外围混凝土。外围混凝土结构的体积大时应分层分块浇筑。金属蜗壳本身刚度不够时，浇筑外围混凝土期间，在蜗壳内应设撑架。外围混凝土浇筑完毕后，通过水轮机座环上的预留孔或管道浇筑座环下未填实的部分。

图18-5 有弹性垫层的金属蜗壳

在这种金属蜗壳中，弹性垫层的作用是保证蜗壳在内水压力的作用下可自由变形，不会将力传给外围结构。为了保证渗人垫层空隙的水能顺畅排出，在垫层最低处应留有排水设施。此外，还应注意在浇外围混凝土时，或对蜗壳底部压浆充填孔隙时，防止垫层空隙被水泥浆填实而失去弹性。弹性垫层通常用三毡四油构成，或者用软木沥青构成。垫层的厚度应满足金属蜗壳自由变形的需要。某水电站厂房金属蜗壳的垫层为用锯末、麻刀和沥青做成的5cm 厚、50cm×50cm软木板，板的曲面与蜗壳形状贴合。铺好软木板后，再铺二毡三油，这样最后完成的垫层厚度接近6cm。由此可见，弹性垫层对施工质量的要求很高，给施工带来不少麻烦。

采用金属蜗壳与外围结构用垫层分开的这种结构型式时，两者受力明确，外围结构只承受本身自重和从上部传来的荷载。

（2）外围混凝土结构承担少部分蜗壳内水压力。采用这种结构型式的金属蜗壳，在蜗壳安装好之后，采取措施临时封闭蜗壳的进出口，向蜗壳内充水并加压到预定值，然后浇外围混凝土，3-7天后卸除内压，再浇筑蜗壳座环下未填实的部分，施工结束时蜗壳与外围结构之间存在空隙，空隙的大小与预加压力有关。

这种结构型式的金属蜗壳，运行时，蜗壳内水压力未达上述预加压力前，蜗壳单独受力；当内水压力增大，蜗壳变形，钢板与外围结构接触后，蜗壳与外围结构共同承担增加的部分水压力。

这种结构型式的金属蜗壳，施工时所施加的预压力大小视外围结构承担的能力而定。有的电站以正常运一行时蜗壳承受的最大静水压力为预压值，这样蜗壳与外围结构共同承担水

击部分的压力。

采用这种结构方式不必设垫层，也不会出现垫层被水泥浆堵实的问题：运行中蜗壳与外围结构紧密接触共同受力时，蜗壳振动可以减轻。

（3）外围混凝土结构与蜗壳共同承担内水压力。图18-6所示为外围结构与蜗壳共同承担内水压力的金属蜗壳剖面图。外围结构要承担较大的内水压力，在结构内配置了较多的钢筋，这时蜗壳本身承担的压力减小了，因而钢板的厚度可得以减小。

图18-6 外围混凝土结构与蜗壳共同

承担内水压力的金属蜗壳剖面图

以P为蜗壳设计内水压强，D为蜗壳进口直径，PD值很大时，如由蜗壳承受全部内水压万，要求的钢板厚度过大，对钢板的质量要求高，给钢板的弯卷和焊接也带来了很大困难，这时采用蜗壳与外围结构共同承担内水压力，可以减小板厚，同时蜗壳与外围结构共同受力，可以提高整体安全性。

2.蜗壳外围结构设计（外围结构不承担内水压力）

（1）设计荷载和计算情况。外围结构的设计荷载有以下几种。

1）结构自重；

2）由发电机支承结构传来的荷载；

3）水轮机层地面活荷载。

外围结构的计算情况为正常运行情况，荷载组合包括上述三种荷载，属基本组合。

(2)内力计算。金属蜗壳外围结构是指水轮机层以下二期混凝土范围内的钢筋混凝土结构，是一个整体性强的空间结构，其体形复杂，因而，除了可用三维有限元法分析其空间应力状态外，还没有精确的方法可用以计算外围结构的内力。

目前外围结构设计中，一般还是采用平面框架结构力学法计算内力。

从蜗壳进口断面开始选择若干个断面，在每个计算断面上径向切取单位宽度的平面结构，如图18-7所示。按平面变形问题г形框架计算内力，这种方法称为平面框架法。

图18-7 金属蜗壳外围结构计算简图

г形框架的取法有两种：

1)等截面框架。框架由截面不变的横梁和立柱组成。横梁A端取于水轮机座环中心，见图18-7（a)。立柱底端取于蜗壳断面最低点的高程上，或者取于水轮机导叶中心的高程上，见图18-7（b）和（c）。

一般取横梁和立柱杆件中心线组成框架计算简图，A端取铰支，C端或G端取固结。外围结构杆件的截面高度一般均较大，B点附近位于截面高度范围内的杆段往往取为刚性段以考虑结点刚性域的影响。杆件截面的高度与跨度之比较大时，计算中应考虑剪切变形的影响。(SD335-89，试行）《水电站厂房设计规范》建议在下列条件下，应考虑剪切变形和结点刚性域的影响：

两端固结的杆件

一端固结一端铰结杆件

式中l一杆件净跨；

h-截面高度或刚性段长度。

2)变截面框架。图18-7所示蜗壳外围结构计算所取的变截面框架如图中（d)所示，变截面框架比等截面框架更接近结构的体形，但计算比较复杂。

除了以上两种取法外，根据具体条件，还可选取其他计算简图。

不同简图计算所得杆件的内力分布不尽相同。图18-7中所示三种计算简图的计算结果表明，简图(c)和(d)中B点的弯矩比较接近，但简图(c)无法求出c点截面上的弯矩。因而，在工程设计中，有时需按不同简图分别进行计算，综合考虑后进行配筋。

杆件A端的约束条件也不易精确选定，除铰支外，有时也可取固结，约束条件不明确时，也可按不同假定同时进行计算，然后综合分析配筋。

（3）配筋。金属蜗壳外围结构的混凝土拯号应不小于150号（28天龄期）。

通常对整个外围结构选取控制断面进行内力计算和配筋，有经验时也可只计算一个进口断面，其他断面参照配筋。

结点刚性域内的杆段为刚性段时，有时计算所得柔性端的弯矩比刚性端结点处小得多，或者甚至两者符号都不同，这时在配筋时应作适当调整。《水电站厂房设计规范》建议按式(18-45)调整柔性端的弯矩

式中—调整后柔性端弯矩；

—杆件刚性端结点处的弯矩；

l—杆件的净跨；

L-杆件中心线长度。

金属蜗壳的外围结构不承受内水压力，但作为机墩的基础结构，受振动荷载的作用，所以配筋计算时，混凝土允许开裂，裂缝宽度应限制在0.3mm之内。

外围结构按г形框架计算内力时，横梁即蜗壳顶板按受弯构件配筋，立柱即蜗壳边墙按偏心受压配筋。另环向还要布置构造筋。

通常，根据受力计算外围结构往往不需配置钢筋，或者只要按少筋混凝土的要求配筋。某工程对蜗壳外围结构的钢筋进行了规场量测，与常规计算比较，实测应力均较计算值小。目煎有不少工程，根据情况，只在蜗壳顶板和顶板与座环的接头处设置少量钢筋，底部及边墙均不配筋。

二、钢筋混凝土蜗壳

钢筋混凝土蜗壳一般用于水头小于40m的水电站厂房中、水头不大时蜗壳直接承受水流作用；水头较大时蜗壳内壁衬有薄钢板，不过内水压力仍由蜗壳混凝土承受，钢板主要起防渗作用，有的工程采用防渗涂料如环氧树脂等防渗。

钢筋混凝土蜗壳的流道由蜗壳顶板、边墙、尾水锥体和蜗壳底部结构等围成，下伸式钢筋混凝土蜗壳结构立体示意图见图18-8，图上未绘出蜗壳顶板和细部结构。

图18-8 钢筋混凝土蜗壳结构立体示意图

（顶板未示出）

一般的钢筋混凝土蜗壳其底部（即尾水管肘管段的顶板和边墙）为块体混凝土，钢筋混凝土蜗壳结构计算是指顶板和边墙计算。泄流式厂房蜗壳下面布置泄水底孔时，蜗壳底部为泄水孔顶板，这时蜗壳结构应与泄水孔顶板和边墙一起计算分析。

1.设计荷载与计算情况

作用于钢筋混凝土蜗壳结构上的荷载有：

(1）结构自重；

(2)发电机支承结构传来的荷载；

(3)水轮机层地面活荷载；

(4)蜗壳内水压力，包括水击压力在内；

(5)外水压力；

(6）温度影响力。

侧向边墙上是否有外水压力与永久变形缝中止水的布置方式有关，

钢筋混凝土蜗壳的计算情况有：

(1)正常运行。组合荷载包括结构自重、发电机支承结构传来的荷载、水轮机层地面活荷载、内水压力和外水压力。

(2)正常运行＋温度影响力。

(3）蜗壳放空。正常运行的组合荷载中无内水压力。

(4)校核洪水运行。荷载组合同正常运行，其中内、外水压力为校核洪水情况下的内、外水压力。

上述计算情况中，正常运行情况为基本组合，其余为特殊组合。

2.内力计算

钢筋棍凝土蜗壳的尺寸大，直接承受内水压力，同时作为厂房下部结构的主要组成部分，还参与厂房的壅水作用和承受水头，所以，钢筋混凝土蜗壳的安全和抗裂要求较高。

与金属蜗壳外围结构一样，钢筋混凝土蜗壳也是一个整体空间结构，其内力计算方法有两种：平面框架法和环形板墙法。除此之外，对于大中型钢筋混凝土蜗壳，还应用三维有限元法进行应力分析。

(1)平面框架法。与金属蜗壳外围结构一样，选择若干计算断面，径向切取单宽平面结构，按平面框架计算内力，见图18-9(a) 。如边墙很厚，抗弯刚度很大，可以径取顶板按梁计算内力。

图18-9 按平面框架法计算钢筋混凝土

蜗壳的г形框架和分区

按平面框架法计算钢筋混凝土蜗壳时，通常将整个蜗壳结构在平面上分成若干区，如图18-9(b)所示。对每个区选取典型的断面为控制断面，按平面框架或梁计算内力。例如图

18-9(b)中的Ⅳ区，取蜗壳进口断面A为计算断面，按г形框架计算；Ⅵ区以C为计算断面，将顶板作为支承于水轮机座环和进口隔墩上的横梁进行内力分析；Ⅷ区选择B为计算断面，按г形框架计算；Ⅴ区和Ⅶ区则参照相邻区计算结果配筋。Ⅰ、Ⅱ区和Ⅲ区也可按同样情况处理。

平面框架法考虑了顶板与边墙的联合作用，但是没有考虑顶板和边墙本身的环向受力作用。因而，平面框架法一方面使计算得到的顶板径向截面上的弯矩和边墙水平截面弯矩偏大，另一方面无法求得顶板和边墙环向截面上的弯矩。

（2）环形板墙法。环形板墙法中，一般将钢筋混凝土的顶板与边墙分开进行计算，顶板取为环形板，边墙取为环形墙，顶板与边墙的连接缘一般取固结。

1)顶板计算。顶板计算时将顶板分为几块，每块按其尺寸取为环形板，内半径为座环中心半径，外半径因块而异。例如图18-10下块I的环形板取蜗壳进口断面外半径为外半径，图中的虚线即为计算块顶Ⅰ板内力所取的环形板；Ⅱ、Ⅲ两块类推。环形板的约束条件外周取固结内周取铰支或固结。用轴对称荷载作用下环形薄板理论可以求出顶板的环向截面弯矩

Ma,径向截面弯矩和径向截面上的横向剪力Qo。

图18-10 顶板计算分块图

环形板外周固结，内周铰支，荷载为均布垂直力q时，内力计算原理如下：

环形板的外半径为a，内半径为b。

首先计算外周固定的圆形板在均布力q作用下产生的挠度和内力，见图18-11(b)

令r=b处的为Qo，为，则

式中ω—上标q表示荷载为均布力q；

、—径向和环向截面单位长度上的弯矩；

Q一径向截面单位长度上的剪力；

r—半径；

E、μ—混凝土弹性模量和泊桑比。

图18-11 环形板内力计算原理

其次计算外周固定、内周自由的环形板在Qo

和内力，见图18-11(d)和(e)

式中

接着计算外周固定、内周铰支的环形板在r=b处单位长度上的支座反力R，见图18-11(c）。

在力R的作用下，外周固定、内周自由的环形板，其挠度和内力可计算如下

应用迭加原理，环形板内周铰支时，r=b处

从而，R即可由式（18-63）得到。

最后，外边固定、内周铰支的环形板在均布力q

2)边墙计算。钢筋混凝土蜗壳边墙的结构形式有两种，如图18-12(a)和(b)所示。其中(a)在我国水电站厂房中普遍采用。

图18-12 钢筋混凝土蜗壳边墙平面图

对于图18-12(a)所示的边墙，结构计算时可根据其结构特征分为若干部分，如图18-12(a)所示，每一部分选择相应的计算方法。例如：图18-12(a)中的CDHFM部分为一块体结构，作块体墩子考虑，不专门进行内力分析；ABCD部分上、下边分别与顶板和底板连接，两侧边则与相邻块体墩连接，如截面的厚度不大，该部分可简化为四边固结的等厚度矩形板进行内力计算；而HFGI部分则可取上下两边固结，下游边固结而上游边自由的等厚矩形板计算，至于位于HFGI部分上游的蜗壳前室左边墙，则可按上下端固结的竖梁考虑，右边墙计算原理相同。

矩形板的计算见弹性理论有关书籍。不同约束条件、不同荷载分布图形的矩形板内力计算可查有关图表。

对于图18-12(b)所示的边墙，通常将蜗壳进口断面下游的边墙取为半个等厚圆柱形壳进行分析，壳体的高度为蜗壳进口断面的高度，直径为蜗壳前室的宽度，上下缘分别固结于蜗壳的顶板种底板上，壳体内作用梯形分布的轴对称内水压力。此外，边墙上还有竖直力作用。

计算通常用简便的结构力学方法进行。通过计算可求出边墙环向截面单位长度上的弯矩

和轴拉力P，水平截面单位长度上的弯矩,径向剪力和轴压力N。

图18-12(b)中蜗壳前室边墙的计算同图18-12（a）。

按环形板墙法计算，钢筋混凝土蜗壳结构考虑了结构环向的受力作用，因而可以提出供环向钢筋配筋依据的环向内力。但环形板墙法中顶板与边墙是分并计算的，没有考虑两者之间的整体作用。

进一步的方法是将顶板和边墙的连接作刚性考虑，计算中在顶板的外缘和边墙的上缘要进行弯矩平衡计算，这种方法计算的工作量大。

（3）空间有限元法。钢筋混凝土蜗壳的结构体形复杂，无论是用平面框架法还是环形板墙法，都不能充分反映钢筋混凝土蜗壳的受力状态。因此，重要的大中型钢筋混凝土蜗壳应该用空间有限元法进行空间应力分析。

钢筋混凝土蜗壳是厂房下部绪构的一个组成部分，参与下部结构整体受力，因而比较完善的方法是，将它作为下部整体结构的一部分，对整个下部结构进行空间有限元分析。但这样做工作量很大，需要的计算时间也很多。为了减少计算工作量，在工程设计中，也可以仅取钢筋混凝土蜗壳结构进行空间有限元分析，如图18-13所示。

图18-13 钢筋混凝土蜗壳空间有限元

分析单元划分示意图

图18-13所示为某水电站钢筋混凝土蜗壳有限元分析时单元划分的示意图，采用20结点六面体单元，因而单元数较少。计算仅包括蜗壳的顶板和边墙。为了减少单元数和计算工作量，对整体应力状态影响不大、本身应力并不重要的部分，如与进口断面夹角大于120°的蜗壳部分，也可不包括在计算域内。

对钢筋混凝土蜗壳结构单独进行有限元分析时，边界约束条件的确定十分重要。图18-13中所示钢筋混凝土蜗壳的有限元计算中，取各部分边界的约束条件如下：

1)边墙底部为固结；

2)顶板与边墙的上游面结点用顺流向连杆约束水平位移，位于进水口中墩处的结点再附加垂直连杆约束垂直位移，顶板与边墙共有区内的结点固定；

3)顶板与边墙的下游面上与尾水墩连接处的结点用顺流向的连杆约束水平位移；

4)顶板与座环连接处的结点按固结处理。

3.配筋

钢筋混凝土蜗壳的混凝土标号不得小于200 (28天龄期）。

钢筋混凝土蜗壳直接承受内水压力，对裂缝的限制要求较高，裂缝宽度验算不得超过0.15mm。限裂不能满足要求时，蜗壳内壁应设防渗层，用薄钢板或防渗涂料防渗，钢板厚度4-10mm，钢板防渗的缺点是用钢量多，钢板与混凝土容易脱开。

设计钢筋混凝土蜗壳时，内力计算往往是数法并用，配筋计算需要综合分析不同方法得到的结果。通常边墙的竖向筋和顶板的径向筋主要按平面框架法计算得到的内力配置，而环向筋则参照环形板墙法或有限元法的结果确定。如只进行平面框架计算，则环向筋要由经验确定，环向筋的不足是顶板出现径向裂缝的主要原因之一，有建议认为按一般构造要求配置的顶板环向筋过少，环向筋不宜少于径向筋的1/3。

蜗壳边墙应配置竖向和水平钢筋，沿内外壁各布置一层。竖向筋按偏心受拉构件计算，由最大弯矩确定钢筋的直径和间距，上下保持不变。水平钢筋按构造要求配置时，可取直径16mm、间距30cm。

蜗壳顶板配置径向和环向钢筋，沿上下面各布置一层。径向筋按偏心受拉构件计算，根据顶板内缘处的要求配置钢筋的直径和间距，辐向布置到边墙处，中间根据受力需要加密钢筋，在边墙处顶板径向筋的配置应与边墙的竖向筋协调一致。

顶板与边墙的交角处应加置斜筋，其直径和间距也与顶板径向筋保持一致。

内外层钢筋网之间应置连系筋，直径12-16mm，间距50-100cm。

风机蜗壳设计

0 引言 蜗壳的作用是将离开叶轮的气体导向蜗壳出口，并将部分动压转变为静压。蜗壳的结构是复杂的空间曲面体，理论上，蜗壳的型线是螺旋线，但是由于螺旋线结构较复杂，难于手工绘制。因此，在生产中通常用简化的模型来近似。由于蜗壳是离心通风机的关键部件，蜗壳型线的绘制不仅直接关系到蜗壳内的流动损失，还对叶轮的气动性能有很大影响，它直接影响风机的效率及输出流量、压力等性能参数，当工况变化时，需要重新计算并设计 , 使得产品设计周期延长。本文应用三维建模工具CATIA，对蜗壳型线进行精确参数化建模，实现蜗壳的快速设计。 1 蜗壳的型线及结构参数 1. 1 蜗壳的对数螺线型线及结构 蜗壳的型线见图1。图中R为蜗壳处半径，R 2 为叶道出口半径。对于每一个角度φ值都可以得到一个R值，把各点连接起来就是蜗壳的型线。其中：截面a-a 称为终了截面，A称为终了截面的张开度。蜗壳的尺寸与张开度A有关，任意角度φ处的张开度Aφ为

理论上，为了便于分析和计算，假定气流在蜗壳中为定常流动，忽略气体的粘性,气体沿着整个叶轮出口均匀地流出[1]。 图2表示在蜗壳型线起始段气体在蜗壳内的流动。图中：R2为叶轮半径（即叶道出口半径），c为距离轮心R处的气流速度，a为气流角，c u、c m分别为R处的周向速度和径向速度。c′2为叶道出口速度，c′2u、c′2m、a′2分别为叶道出口后的周向速度、径向速度及气流角(叶道出口后速度——刚出口时气流未充满截面，很快即互相混合，混合后的速度也即蜗壳的进口速度)。 蜗壳整个截面充满有效气流，由于忽略空气黏性，蜗壳内的流动满足动量守恒定律，当蜗壳宽度B为常数时，得任意截面处R与φ的函数关系式[1]为

官地蜗壳拼装及安装方案

164蜗壳拼装及安装 蜗壳为瓦片供货，在临建场地2设置蜗壳拼装焊接工位，利用厂内40t龙门吊拼装，焊接成C型节后用50t半拖挂车运至安装间，利用厂房内桥机进行卸车和翻身、吊装。蜗壳安装前在座环上下环板布置封闭钢平台，用于放置蜗壳安装焊接设备和工具间，并配置相应的人行爬梯、通风换气设备等。 蜗壳总重约650.2t，采用钢板焊接结构，材料为B610CF钢板，最大板厚约64mm 蜗壳管节共分35节（含延伸段），设置3段凑合节，每节分1~4块不等，除凑合节外，在电站厂房外由本标承包人完成蜗壳单节拼装。水轮机制造承包人提出蜗壳工地焊接措施，并指导蜗壳的工地焊接，水轮机制造承包人提供蜗壳工地焊接所要求的全部焊条、焊丝等。焊前应预热，焊后应保温处理。蜗壳焊接后应进行水压试验并保温保压浇注混凝土，水压试验压力值为 2.55MPa保压试验压力值 为0.98MPa,水温应高于室温但最低不低于10C,具体温度打压时可调整。水轮机制造承包人提供两套用于蜗壳现场水压试验封堵蜗壳进口用的试验钢闷头及座环密封环（2台机共用一套），在保压浇注混凝土完成后，闷头将被逐次切割，由本标承包人完成蜗壳进口与压力钢管的焊接。 水轮机承包人只提供瓦块或部分分节蜗壳运输支撑，本标承包人提供蜗壳组节、焊接、打压和保压浇混凝土时的内外支撑及其它支撑。在蜗壳拼焊及打压浇混凝 土过程中具备内、外支撑拆除条件后，按监理人的指令及时拆除蜗壳内、外支撑。运输支撑的拆除应尽可能减少切割和分段，以满足水轮机承包人重复利用的要求，拆除运输支撑由承包人负责装车，按发包人工地指定的地点运卸，由承包人提供的支撑的装卸自行负责。水压试验的闷头及密封环的吊装、就位、联接、拆除及运出均由本标承包人完成。蜗壳安装的探伤要求参见水轮机制造承包人的图纸。在浇注蜗壳混凝土时：蜗壳中心线以下混凝土浇注上升速度控制在300mm/h以下, 蜗壳中心线以上混凝土浇注上升速度控制在500mm/h以下。最大液态混凝土高度不超过1.5m。 （1）蜗壳拼装安装施工准备 A、熟悉理解蜗壳拼装、安装施工图纸和相关技术要求，编制并上报蜗壳施工技 术措施和安全措施，经监理工程师审批后下发至施工技术人员和班组，进行施工 前的技术交底。 B、根据蜗壳管节尺寸，在拼装场设置蜗壳瓦片组装平台2个、蜗壳焊接工位2 个，根据蜗壳管节拼装、焊接和安装调整需要，完成所需设备、工器具、加. 固设施和吊索具、施工平台、爬梯的搭设等准备工作。 C、检查校核砼浇筑后座环中心及高程，并清扫打磨座环上下环板、过渡板等位置的杂物等。 D根据蜗壳定位节设置情况，测放各定位节安装边缘位置点和方位线等。 E、座环基础二期砼强度满足要求，发电机层至蜗壳层安全通道已形成。在座环上下环板内搭设施工平台、布置相应的施工设备及安全设施。

离心式压缩机工作原理及结构图介绍

离心式压缩机工作原理及结构图 2016-04-21 zyfznb转自老姚书馆馆 修改分享到微信 一、工作原理 汽轮机(或电动机)带动压缩机主轴叶轮转动，在离心力作用下，气体被甩到工作轮后面的扩压器中去。而在工作轮中间形成稀薄地带，前面的气体从工作轮中间的进汽部份进入叶轮，由于工作轮不断旋转，气体能连续不断地被甩出去，从而保持了气压机中气体的连续流动。气体因离心作用增加了压力，还可以很大的速度离开工作轮，气体经扩压器逐渐降低了速度，动能转变为静压能，进一步增加了压力。如果一个工作叶轮得到的压力还不够，可通过使多级叶轮串联起来工作的办法来达到对出口压力的要求。级间的串联通过弯通，回流器来实现。这就是离心式压缩机的工作原理。二、基本结构 离心式压缩机由转子及定子两大部分组成，结构如图1所示。转子包括转轴，固定在轴上的叶轮、轴套、平衡盘、推力盘及联轴节等零部件。定子则有气缸，定位于缸体上的各种隔板以及轴承等零部件。在转子与定子之间需要密封气体之处还设有密封元件。各个部件的作用介绍如下。

1、叶轮 叶轮是离心式压缩机中最重要的一个部件，驱动机的机械功即通过此高速回转的叶轮对气体作功而使气体获得能量，它是压缩机中唯一的作功部件，亦称工作轮。叶轮一般是由轮盖、轮盘和叶片组成的闭式叶轮，也有没有轮盖的半开式叶轮。 2、主轴 主轴是起支持旋转零件及传递扭矩作用的。根据其结构形式。有阶梯轴及光轴两种，光轴有形状简单，加工方便的特点。 3、平衡盘 在多级离心式压缩机中因每级叶轮两侧的气体作用力大小不等，使转子受到一个指向低压端的合力，这个合力即称为轴向力。轴向力对于压缩机的正常运行是有害的，容易引起止推轴承损坏，使转子向一端窜动，导致动件偏移与固定元件之间失去正确的相对位置，情况严重时，转子可能与固定部件碰撞造成事故。平衡盘是利用它两边气体压力差来平衡轴向力的零件。它的一侧压力是末级叶轮盘侧间隙中的压力，另一侧通向大气或进气管，通常平衡盘只平衡一部分轴向力，剩余轴向力由止推轴承承受，

蜗壳及尾水管的水力计算

第二章 蜗壳及尾水管的水力计算 第1节 蜗壳水力计算 一.蜗壳尺寸确定 水轮机的引水室是水流进入水轮机的第一个部件，是反击式水轮机的重要组成部分。引水室的作用是将水流顺畅且轴对称的引向导水机构。引水室有开敞式、罐式和蜗壳式三种。蜗壳式是反击式水轮机中应用最普遍的一种引水室。它是用钢筋混凝土或者金属制造的封闭式布置，可以适应各种水头和流量的要求。水轮机的蜗壳可分为金属蜗壳和混凝土蜗壳两种。 1.蜗壳形式 蜗壳自鼻端到进口断面所包围的角度称为蜗壳的包角，水头大于40m 时一般采用混凝土蜗壳，包角 ；当水头较高时需要在混凝土中布置大量的钢筋，造价可能 比混凝土蜗壳还要高，同时钢筋布置过密会造成施工困难，因此多采用金属蜗壳，包角 。本电站最高水头为174m ，故采用金属蜗壳。 2.座环参数 根据水轮机转轮直径D 1查[1].P 128页表2—16得： 座环出口直径: ()()mm D b 27252600180019001800 20002600 2850=+---= 座环进口直径: ()()mm D a 32503100180019001800 20003100 3400=+---= 蜗壳常数K =100（mm ）、r =200（mm ） 3.蝶形边锥角ɑ 取 4.蝶形边座环半径 ()m k D r a D 725.11.02 25 .32=+=+= 5.蝶形边高度h ()m k b h 29.055tan 1.02 76.0tan 20=+=+= ? 6.蜗壳圆形断面和椭圆形断面界定值s ()m h s 51.055 cos 29 .055cos == 7.座环蝶形边斜线L ()m h L 354.055sin == 8.座环蝶形边锥角顶点至水轮机轴线的距离

蜗壳断面设计

第五章反击式水轮机的基本结构 第三节：反击式水轮机的引水室 一、简介 一般混流式水轮机的引水室和压力水管联接部分还装有阀门，小型水轮机为闸阀或球阀，大型多为碟阀。阀的作用式在停机时止水，机组检修时或机组紧急事故时导叶又不能关闭时使用，绝不能用来调节流量 水轮机引水室的作用： 1.保证导水机构周围的进水量均匀，水流呈轴对称，使转轮四周受水流的作用力均匀，以便提高运行的稳定性。 2.水流进入导水机构签应具有一定的旋转（环量），以保证在水轮机的主要工况下导叶处在不大的冲角下被绕流。 二、引水室 引水室的应用范围 开敞式引水室1.

罐式引水室2. 蜗壳式引水室3.由于混凝土结构不能承受过大水压以下的机组。混凝土蜗壳一般用于水头在40M 金属蜗壳以上采用或金属钢板与混凝土联合作用的蜗壳力，故在40M蜗壳包角图蜗壳自鼻端至入口断面所包围的角度称为蜗壳的包角

度350度到340的包角金属蜗壳． 和混凝土蜗壳的形状及参数三、金属蜗壳 1.蜗壳的型式和混凝土蜗壳水轮机蜗壳可分为金属蜗壳时采用钢筋混凝土浇制的蜗壳，简称混凝土蜗壳；一般用于大、当水头小于40M 中型低水头水电站。常采用钢板焊接或铸时，由于混凝土不能承受过大的内水压力，当水头大于40M 。金属蜗壳钢蜗壳，统称为蜗壳应力分布图

椭圆断面应力分析图

金属蜗壳按制造方法有焊接铸焊和铸造三种。 ，

其中铸造和铸焊适用于尺寸不大尺寸较大的中、低水头混流一般采用钢板焊接，的高水头混流水轮机蜗壳的断面形状2.当蜗壳尾部用圆断面不能和座金属蜗 壳的断面常作成圆形，以改善其受力条件，。椭圆断面环蝶形边相接时，采用金属蜗壳与有蝶形边座环的连接图

无蜗壳离心风机性能及测试方法的探讨_王顶东

第１２卷　第３ 期２　０　１　 ２年６月ＲＥＦＲＩＧＥＲＡＴＩＯＮ　ＡＮＤ　ＡＩＲ　ＣＯＮＤＩＴＩＯＮＩＮＧ　７７－ ７８收稿日期：２０１１－１２－ １３作者简介：王顶东，本科，工程师，主要研究方向为暖通空调。 无蜗壳离心风机性能及测试方法的探讨 王顶东　张卫军　丁勇 （合肥通用机电产品检测院） 摘　要　试验分析普通离心风机、无蜗壳离心风机和箱式无蜗壳离心风机的性能差异，总结不同测试方法对无蜗壳离心风机性能测试结果的影响。关键词　离心风机；无蜗壳；箱式无蜗壳 Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ａｎｄ　ｉｔｓ　ｔｅｓｔｉｎｇ　 ｍｅｔｈｏｄｓ　ｏｆ　ｖｏｌｕｔｅｌｅｓｓ　ｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｌ　ｆａｎＷａｎｇ　Ｄｉｎｇｄｏｎｇ　Ｚｈａｎｇ　Ｗｅｉｊｕｎ　Ｄｉｎｇ　 Ｙｏｎｇ（Ｈｅｆｅｉ　Ｇｅｎｅｒａｌ　Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ　 ＆Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　Ｐｒｏｄｕｃｔｓ　Ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ）ＡＢＳＴＲＡＣＴ　Ｔｈｅ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ　ａｍｏｎｇ　 ｔｈｒｅｅ　ｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｌ　ｆａｎｓ（ｖｏｌｕｔｅ，ｖｏｌｕｔｅｌｅｓｓａｎｄ　ｃｈａｍｂｅｒ　ｖｏｌｕｔｅｌｅｓｓ）ａｒｅ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｌｙ　ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓ　ｏｆ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｔｅｓｔｉｎｇｍｅｔｈｏｄｓ　ｏｎ　ｐ ｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｔｅｓｔ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ａｒｅ　ｃｏｎｃｌｕｄｅｄ．ＫＥＹ　ＷＯＲＤＳ　ｃｅｎｔｒｉｆｕｇ ａｌ　ｆａｎ；ｖｏｌｕｔｅｌｅｓｓ；ｃｈａｍｂｅｒ　ｖｏｌｕｔｅｌｅｓｓ 无蜗壳离心风机一般多以设备冷却风扇的形 式使用，具有风量大、压力高、噪声低、结构紧凑等 优点， 是普通轴流风机［１］和普通离心风机［２ ］无法替代的产品。鉴于无蜗壳离心风机良好的低噪声性能，目前也有厂家推出箱式无蜗壳风机用于建筑物通风换气。笔者通过对比试验数据，分析普通离心风机、无蜗壳离心风机和箱式无蜗壳离心风 机的性能差异， 同时总结不同测试方法［３ ］对无蜗壳离心风机性能测试结果的影响。 １　三种离心风机的性能对比 试验采用标准出气侧试验风室，风室横截面积为３　０００　ｍｍ×３　０００　ｍｍ，风室中采用孔板测定流量，其结构如图１所示 。 图１　标准出气侧试验风室 在上述风室装置中对 ７００　 ｍｍ后向离心叶轮的３种机型风机进行试验，３种机型的试验安装示意图如图２所示。考虑到３种机型的不同结构有不同的出口面积，采用静压数据作为测试结果进行对比。 由测试结果（见图３）可以看出，普通离心风机的压力要比另外２种机型高，而且随着风量的减小， 其压力的增幅加大。产生这种性能差异的原因：空气从集流器到叶轮出口这一流动过程中３种机型没有区别，但空气离开叶轮出口后就有明显的不同，普通离心风机中，空气在蜗壳引导下沿切向流出蜗壳，这一过程中将无用的旋转动能转化为有用的静压和动压，普通离心风机肯定要比没有蜗壳的机型压力高。当风量减小时， 离心叶轮出口处会产生更高的切向速度，具

蜗壳安装安全技术措施

编号：AQ-JS-00354 ( 安全技术) 单位：_____________________ 审批：_____________________ 日期：_____________________ WORD文档/ A4打印/ 可编辑 蜗壳安装安全技术措施 Safety technical measures for volute installation

蜗壳安装安全技术措施 使用备注：技术安全主要是通过对技术和安全本质性的再认识以提高对技术和安全的理解，进而形成更加科 学的技术安全观，并在新技术安全观指引下改进安全技术和安全措施，最终达到提高安全性的目的。 1.概述 向家坝水电站水轮机蜗壳由进水管、蜗壳各节（26节）、尾端一节（V28）、蜗壳进人门、蜗壳排水阀、排水槽钢、测压管路、基础、支撑、补强板、拦污栅等组成。蜗壳采用B610CF高强度钢板，共分32个管节卷制，其中V28节已与座环焊接成整体，进水管段（Z1、Z2、Z3、Z4、Z5节、）及其余各管节（第2节～第27节）需在工地装配、焊接。蜗壳设有2处凑合节，其中1处在压力钢管段处，凑合余量为200mm；另外2处设在蜗壳V6、V18节上，凑合余量为100mm。蜗壳进水口内径为11400mm，管壁最大厚度为74mm，最小厚度为25mm；蜗壳进水口与机组压力钢管相连接。蜗壳V21段上设有一个Φ800mm的进人门；在其最底处还设有φ800mm排水阀；在蜗壳V7、V6、V13、Z5节上设有测压头及管路；另外，在蜗壳腰线部分设计有总长约110m的排水槽钢。需要在工

地安装的蜗壳管节除凑合节以瓦片形式到货外，其余管节均已拼装成整节后在机电设备库交货。为了保证整体吊装的安全顺利进行，特制定如下吊装安全技术措施： 2.吊装准备技术要求 1)对1200t桥机按规定起吊前进行全面例行检查。特别是大、小车行走制动器，主起升制动器和钢丝绳紧固情况。小车行走限位器要求正常；检查桥机电气一次回路、二次回路工作正常，桥机操控系统各项工作正常。 2)检查吊蜗壳位置是否正确，吊点选择是否合理。 3)准备足够的倒链及钢丝绳、大锤、线坠、钢板尺、钢盘尺、粉线、钢琴线、钢卷尺、角磨机、电焊机、破布、钢支墩、安全网、安全绳、安全带，水准仪、全站仪、茵钢尺。 4)确保安装现场的施工用电，若停电，需至少提前24小时通知安装单位。 5)消防设施：在蜗壳安装现场布置干粉灭火器。 6)蜗壳安装现场设备布置整齐，场地保持清洁，无积水和灰尘，

蜗壳的型式及主要尺寸的确定

蜗壳的型式及主要尺寸的确定 根据设计资料提供，水轮机型号为 HL160—LJ —410及水电站工作水头H=118.5m>40m ，故采用金属蜗壳。金属蜗壳只承受内水压力，而机墩传下的荷载和水轮机层的荷载是由金属蜗壳外围的混凝土承受。为使金属蜗壳与其外围混凝土分开，受力互不传递，我国通常是在金属蜗壳上半部表面铺设沥青、麻刀、锯末或软木沥青、塑料软垫3——5cm 厚的软垫层，靠近座环处不铺。使外压不传到金属蜗壳，内水压力不传到蜗壳外的混凝土上。 蜗壳主要参数的选择 ① 设计资料提供，每台机组的最大引用流量，则蜗壳进口处的 流量s m Q Q 300 max 00 088.117123360 345360=?==? ②、蜗壳进口断面平均流速《水力机械》第二版P99图4—30(b)曲线得s m V c 9= ③、座环内、外径选择 由水轮机的型号 HL160—LJ —410，查到cm D 4101=的座环尺寸， 当H=118.5m<170m 时，其座环内径mm D b 5450=, 115m

i a i r R ρ2+= 蜗壳断面计算表 0 0 0 0 3.23 15 5.13 0.57 0.43 4.08 30 10.25 1.14 0.60 4.43 45 15.38 1.71 0.74 4.70 60 20.50 2.28 0.85 4.93 75 25.63 2.85 0.95 5.13 90 30.75 3.42 1.04 5.31 105 35.88 3.99 1.13 5.48 120 41.00 4.56 1.20 5.63 135 46.13 5.13 1.28 5.78 150 51.25 5.69 1.35 5.92 165 56.38 6.26 1.41 6.05 180 61.50 6.83 1.48 6.18 195 66.63 7.40 1.54 6.30 210 71.75 7.97 1.59 6.41 225 76.88 8.54 1.65 6.52 240 82.00 9.11 1.70 6.63 255 87.13 9.68 1.76 6.74 270 92.25 10.25 1.81 6.84 285 97.38 10.82 1.86 6.94 300 102.50 11.39 1.90 7.03 315 107.63 11.96 1.95 7.13 330 112.75 12.53 2.00 7.22 345 117.88 13.10 2.04 7.31

浅谈无蜗壳风机研发中存在的问题

龙源期刊网 https://www.docsj.com/doc/7a6537057.html, 浅谈无蜗壳风机研发中存在的问题 作者：李友娥 来源：《科技风》2016年第07期 摘要：目前来看，对于无蜗壳风机的使用越来越多，并且对于无蜗壳风机的研究也越来 越深入。但是在对无蜗壳风机进行研究的过程中也发现了相关的问题，主要是：市场上的两种无蜗壳风机之间辨别很难；采取进气实验的方法所得到的出口总压强以及效率的数值偏大；采用旋转无叶的扩压器可以提高机器的性能，但是在使用过程中缺乏定量的数据进行详细的说明。本文主要是通过相关的实验以及调查对上述的问题提出一些看法以及意见。 关键词：无蜗壳风机；研发；问题 现阶段，对于无蜗壳风机的研究时间还很短暂，并且在国内外，对于该项机器的研究都很缺乏，并且在现在的市场上，有关的无蜗壳风机的机器性能还不够完善，因此还有很多地方需要进行进一步的改进与完善。本文主要就国内现今关于无蜗壳风机的发展现状进行研究，对于研究过程中出现的种种问题予以透彻的分析，并且给出了解决这些问题的对应措施，以此为今后的无蜗壳风机的应用提供借鉴，从而使我国的无蜗壳风机研究朝着更深远的方向发展。 一、国内关于无蜗壳风机的研究现状 一般来说，无蜗壳风机在空调以及制冷系统中的使用比较广泛，但这里的其实是离心风机的结构，没有蜗壳。[ 1 ]目前市场上主要有两种类别不同的无蜗壳风机：一种是叶轮出口气流并且在其中没有其他的遮挡，直接流入到大气之中；另一种是将无蜗壳风机放入到一个有进出口的箱体之中，和箱体一体作为一个风机的产品。可以看出来，后者的机器性能是和箱体的质量有关，并且它在和箱体实现统一之后，它的性能与原来相比较差别很大。 另外，对于无蜗壳机器的测试以及评估的问题还不够完善。这是因为它的设计中除去了蜗壳的设计，因此在对其进行性能测试时大多采用的是进气实验，并且按照规定风机的出口气压为大气压的数值，出口的计算速度就取叶轮进行旋转时的平均速度。这种规定的前提是出口的流动速度均匀，并且一般的离心风机从蜗壳出流时是基本符合的。但在无蜗壳风机之中，由于叶片的两侧是压力边以及吸力边，因此这两侧流动的压强以及速度都不相同，并且在吸力边的出口还出现分离，在出口后可能还会引起卷吸的现象，因此，它的出口流动速度是不够均匀的。并且在无蜗壳风机的进口处以及出口处之间需要一个挡板将其进行分开，一般来说，这个挡板的位置是比较靠近叶轮的出口处的，这种设置也势必会使出口流动的不均匀性加强。[ 2 ] 并且，无蜗壳风机还有一个显著问题，即关于无叶扩压器的问题。由于无蜗壳风机缺少蜗壳，因此它的叶轮出口的速度不能被有效的利用，主要是作为损失被处理的，因此，风机的效率以及压强都很低。但是如果将叶轮的出口的前后盘进行延长设置，以此来形成一个不断旋转的无叶扩压器，在这个扩压器的范围之中，流动的面积不断增大并且流动的速度下降、压强提

蜗壳断面设计公式及说明

第三节：反击式水轮机的引水室 一、简介 一般混流式水轮机的引水室和压力水管联接部分还装有阀门，小型水轮机为闸阀或球阀，大型多为碟阀。阀的作用式在停机时止水，机组检修时或机组紧急事故时导叶又不能关闭时使用，绝不能用来调节流量 水轮机引水室的作用： 1.保证导水机构周围的进水量均匀，水流呈轴对称，使转轮四周受水流的作用力均匀，以便提高运行的稳定性。 2.水流进入导水机构签应具有一定的旋转（环量），以保证在水轮机的主要工况下导叶处在不大的冲角下被绕流。 二、引水室 引水室的应用范围 1.开敞式引水室

2.罐式引水室 3.蜗壳式引水室 混凝土蜗壳一般用于水头在40M以下的机组。由于混凝土结构不能承受过大水压力，故在40M以上采用金属蜗壳或金属钢板与混凝土联合作用的蜗壳 蜗壳自鼻端至入口断面所包围的角度称为蜗壳的包角蜗壳包角图 金属蜗壳的包角340度到350度

三、金属蜗壳和混凝土蜗壳的形状及参数 1.蜗壳的型式 水轮机蜗壳可分为金属蜗壳和混凝土蜗壳 当水头小于40M时采用钢筋混凝土浇制的蜗壳，简称混凝土蜗壳；一般用于大、中型低水头水电站。 当水头大于40M时，由于混凝土不能承受过大的内水压力，常采用钢板焊接或铸钢蜗壳，统称为金属蜗壳。 蜗壳应力分布图 椭圆断面应力分析图

金属蜗壳按制造方法有焊接铸焊和铸造三种。 ，

尺寸较大的中、低水头混流一般采用钢板焊接，其中铸造和铸焊适用于尺寸不大的高水头混流水轮机 2.蜗壳的断面形状 金属蜗壳的断面常作成圆形，以改善其受力条件，当蜗壳尾部用圆断面不能和座环蝶形边相接时，采用椭圆断面。 金属蜗壳与有蝶形边座环的连接图 金属蜗壳的断面形状图

无蜗壳风机的特性研究及应用

无蜗壳风机的特性研究及应用 摘要：无蜗壳风机自从出现后，已经在国内外具有多年的发展和使用历史，其 不仅在纺织业、烘箱干燥机内得到使用，在空调行业的应用也比较普遍，常见的 有空气过滤机组、四面出风卡式风机盘机组等。该种风机的优点就是能够让机组 整体结构得到改善，机组个向出风都比较均匀，而且，风机段体积能够缩小，在 箱体内进行配置时，只要考虑到风口的方向，因此，只要根据空调机组的需求在 风机段上任意开设相应的风口，就能够实现快速应用。本文就针对无蜗壳风机的 特性进行研究，并针对其应用措施展开探讨。 关键词：无蜗壳风机；特征；应用措施 最近几年，无蜗壳风机凭借自身出口方向任意、体积小、风量调节范围大、 静压效率高等优势在很多领域都得到普遍的应用。而大量知识密集型产业的发展，例如生物制药、微生物、机密机械加工、航天、新型材料等产业的发展给精密空调、商用空调和净化空调的发展都提供了较为广阔的市场空间。而且，恒温恒湿 场地的要求让无蜗壳风机的使用得到快速发展[1]。为了能够更好地对无我风机选 型进行分析，本文就针对这种风机常见的结构和形式进行探讨，并针对其应用方 法和特点进行研究，以期为今后相关机型的设计和使用提供相应的指导和参考。 一、无蜗壳风机 无蜗壳风机作为一种没有蜗壳、只有风叶的风机，从其构造中不难发现，在 实际设计期间，风机蜗壳一般会被设计成螺旋线的形状，从风机蜗壳蜗舌到出口，蜗壳的截面积呈现出逐渐增大的趋势，其主要作用就是从离心叶轮中流出的高速 气流动压转变成能够对阻力进行克服的静压[2]。经过特殊设计的无蜗壳风机叶轮 和箱体之间是组合，具体如图2所示，从叶轮流出的气体不难发现其和设备箱体 直接形成静压箱，减少气体流动期间的流动损失现象，但是，风机动压会损失掉，因此，在无蜗壳风机样本中对其实施的一般都是静压。 图2 无蜗壳风机和有蜗壳风机对比图 三、无蜗壳风机实际应用探讨 有的领域将是否使用无蜗壳风机当成对空调机机组优劣进行衡量的主要标志，从实际状况来分析无蜗壳风机适用于一定的场合，但是，并非所有的有蜗壳风机 都要改成无蜗壳风机，对于空调机组优劣程度产生决定性的因素较多，包括机组 的噪声、效率、余压、维护方便、密封性的显著特征[4]。 从空调机组风段设计的角度来分析，选择有蜗壳风机的制约因素要低于无蜗 壳风机，根据实际研究发现选择有蜗壳风机的主要制约因素包括进风口和箱体避 免的距离，当其超过叶轮的2/3时，箱体压力损失将近50pa，当使用无蜗壳风机时，根据箱体的结构、尺寸、开设风口面积的大小都会对性能产生直接影响，影 响力度则需要根据实验来进行确定[5-6]。从机组外形的尺寸来分析，选择无蜗壳 风机之后就能够减少空气处理机组风机段的实际长度、宽度尺寸和高度，但是， 一般不会由此改变机组的整体宽度和高度。但是，如果对我国现阶段所使用的风 机设计方法进行改进和完善，则选择同样规格的后倾有蜗壳风机的风机段箱体， 长度尺寸也会逐渐缩短。 结语

座环、蜗壳安装施工技术措施

水电站座环、蜗壳安装技术措施 1、概述 座环在厂内加工，分半到货，现场组装座环，安装调整后，与基础环螺栓连接，基础 环与锥管进行现场焊接；蜗壳共分为21节，一块舌板，其中小头的19、20、21、三节及舌板在厂内与座环及相互之间焊接，蜗壳其余各节（除补偿节外）在厂内预装，其中6、13节为凑合节，加固后分节运至工地进行挂装。蜗壳上半部装设弹性层，外侧中心线装设槽钢排水沟；蜗壳现场不做水压试验，不进行保压砼浇筑。 2、主要技术参数 座环：最大外形尺寸4820X1593;总重量：约21t; 蜗壳：单节最大外形尺寸? 3600X 2070;总重量：约28t; 座环上法兰面安装高程：▽ 1754.878m； 蜗壳中心线安装高程：▽ 1754.05m； 3、座环、蜗壳安装 3.1、安装程序 熟悉图纸一设备清点及尺寸检查一安装基准线放置一基础埋设一基础环吊装座环吊装一座环中心、高程、水平调整一座环加固蜗壳挂装、焊接——蜗壳焊缝探伤一?座环、蜗壳中心、高程、水平复查——?整体加固砼浇筑。 3.2、安装前的准备工作 3.2.1、熟悉厂家的图纸、资料，并作好技术交底工作，在施工中严格按照图纸及有关的 规范进行安装； 3.2.2、按照图纸及到货清单，清点到货的零部件，检查零部件的数量、规格、尺寸是否 符合图纸的要求； 3.2.3、按图纸进行安装基准线的放置，然后进行座环、蜗壳支墩基础埋设。 4、座环及蜗壳瓦块吊装方案 座环单件吊装重量约为11t，根据现场条件，采用25t汽车吊进行座环的吊装就位；蜗壳瓦块也米用汽车吊进行挂装。 5、起重场地布置 根据现场通道的实际情况，25t汽车吊先布置在安装间侧交通道位置，将座环第一半 吊入安装间底板位置，进行座环的第一次倒运，然后将吊车布置在▽1756.95水轮机层，

离心压缩机基础知识

离心压缩机基础知识 分类 （1）按轴的型式分：单轴多级式，一根轴上串联几个叶轮；双轴四级式，四个叶轮分别悬臂地装在两个小齿轮的两端，旋转靠电机通过大齿轮驱动小齿轮。 （2）按气缸的型式分：水平剖分式和垂直剖分式。 （3）按压缩介质分类：空气压缩机、氮气压缩机、氧气压缩机等。 特点与应用 ? 优点 由于是连续旋转式机械，可以大大地提高进入其中的工质量，提高功率。所以，离心式压缩机的第一个特点是：功率大。 由于工质量可以提高，必然导致叶片转速的提高，所以第二个特点是高速性。 无往复运动部件，动平衡特性好，振动小，基础要求简单； 易损部件少，故障少、工作可靠、寿命长； 机组单位功的重量、体积及安装面积小； 机组的运行自动化程度高，调节范围广，且可连续无级调节； 在多级压缩机中容易实现一机多种蒸发温度；

润滑油与介质基本上不接触，从而提高了冷凝器及蒸发器的传热性能；对大型压缩机，可由蒸气动力机或燃气动力机直接带动，能源使用经济合理； ? 缺点 单机容量不能太小，否则会使气流流道太窄，影响流动效率； 因依靠速度能转化成压力能，速度又受到材料强度等因素的限制，故压缩机每级的压力比不大，在压力比较高时，需采用多级压缩； 特别情况下，机器会发生喘振而不能正常工作； 离心压缩机的工作原理分析 ? 常用名词解释 （1）级：每一级叶轮和与之相应配合的固定元件（如扩压器等）构成一个基本的单元，叫一个级。 （2）段：以中间冷却器隔开级的单元，叫段。这样以冷却器的多少可以将压缩机分成很多段。一段可以包括很多级。也可仅有一个级。（4）进气状态：一般指进口处气体当时的温度、压力。 （7）表压（G）：以当地大气为基准所计量的压强。 （8）绝压（A）：以完全真空为基准所计量的压强。 （9）真空度：与当地大气负差值。 （10）压比：出口压力与进口压力的比值。 性能参数

无蜗壳与有蜗壳

离心风机包括有蜗壳离心风机（Housed centrifugal fan）和无蜗壳离心风机（Unhoused centrifugal fan）。一般常用的是有蜗壳离心风机，所以名称中“有蜗壳”就被省略掉了。无蜗壳风机的全称是无蜗壳离心风机，在不同的场合也被称作插入风机（Plug fan）或静压箱风机（Plenum fan）。 图1. 有蜗壳离心风机和无蜗壳离心风机 离心风机罩个蜗壳，是为了增加其静压压头和高压段的风机效率。笼统地说，有蜗壳离心风机拿掉蜗壳后，大部分风量范围（高压区）的静压压头要低于有蜗壳的离心风机，高压区的风机效率也因此低于有蜗壳的离心风机。而一部分风量范围（低压区）的静压压头要高于有蜗壳的离心风机，低压区的风机效率也高于有蜗壳的离心风机。去掉蜗壳后，离心风机的最大风量也有所增大。 鉴于离心风机的这一特性，对离心风机的叶轮进行特殊设计，就获得了高效率的无蜗壳离心风机。 图2. 有蜗壳离心风机的出口风速分布 有蜗壳离心风机的出口风速是有方向且不均匀的。如果在其静压复得尚未完全完成阶段就遇到风道转向，会产生较大的能量损失。如果把无蜗壳离心风机放在这个风向转向处，就可以完全避免这个能量损失。这就是为什么无蜗壳离心风机作为机柜的地板抽风机被大量应用于数据中心的原因。 无蜗壳离心风机的另一个主要应用是组成风机群（Fan wall）。用多台无蜗壳离心风机来取代一台大口径离心风机或轴流风机。

大口径的离心风机和轴流风机的转速不可能很高，因此产生的噪声也往往是低频噪声。低频噪声的消声是十分困难的。影剧院，高级宾馆，高档写字楼都要花费大量的资金来消除这些难以消除的低频噪声。 无蜗壳离心风机群（Fan wall）的出现，使这个空调行业最棘手的问题迎刃而解了。 图3. 无蜗壳离心风机群 无蜗壳离心风机一般采用与电机直连的方式。因此不但避免了皮带传递能耗，也节省了皮带损耗的运行成本。 对于变风量系统，无蜗壳离心风机多采用EC电机（Electronically Commutated Motor）。其中，高效的IPM（Interior Permanent Magnetic）电机的平均效率高达90%以上。 从理论上说，应该是先有无蜗壳离心风机，后出现有蜗壳离心风机的。有蜗壳离心风机应该说是无蜗壳离心风机的升级版。但随着技术的进步，如今在好多应用中，又回到了无蜗壳离心风机，无蜗壳离心风机又成了有蜗壳离心风机额升级版。在好多节能改造工程中，有蜗壳离心风机被撤下，换上了无蜗壳离心风机。 但我们不能就因此而说有蜗壳离心风机过时了。日本最大的AHU（Air Handling Unit）生产商一边号称采用了无蜗壳离心风机，一边又给加上了一个不完整的蜗壳。由此可见，蜗壳的增压作用还是有效的。在一些场合还是不可缺少的。

蜗壳 尾水管设计

蜗壳的型式及主要参数选择 一、蜗壳的作用及型式 (一) 作用 保证把来自压力水管的水流以较小的水流损失，均匀、轴对称地引入导水机构，使转轮四周所受的水流作用力均匀；使水流产生一定的旋转量（环量），以满足转轮的需要。 (二) 型式 1. 混凝土蜗壳 适用于低水头大流量的水轮机。H≦40m, 钢筋混凝土浇筑，“T”形断面。当 H>40m时，可用钢板衬砌防渗(H 达80m)

2. 金属蜗壳 ●当H>40m时采用金属蜗壳。其断面为圆形，适用于中高水头的水轮机。 ●钢板焊接：H=40~200m，钢板拼装焊接。 ●铸钢蜗壳：H>200m时，钢板太厚，不易焊接，与座环一起铸造而成的铸钢 蜗壳，其运输困难。 ●二、蜗壳的主要参数 ● 1.断面型式与断面参数。 ●金属蜗壳：圆形结构参数：座环外径、内径、导叶高度、蜗壳断面半径、蜗壳 外缘半径 ●混凝土蜗壳：“T”形。 (1) m=n时：称为对称型式 (2) m>n：下伸式 (3) m

蜗壳顶点、底角点的变化规律按直线或抛物线确定。 2.蜗壳包角 蜗壳末端(鼻端)到蜗壳进口断面之间的中心角φ0 (1)金属蜗壳：φ0=340°~350°,常取345° (2) 混凝土蜗壳：φ0=180°~270°,一般取180°，一大部分水流直接进入导叶，为非对称入流，对转轮不利） (2) 混凝土蜗壳：φ0=180°~270°,一般取180°，一大部分水流直接进入导叶，为非对称入流，对转轮不利）

尾水管的作用、型式及其主要尺寸确定 一、尾水管的作用 (1) 汇集转轮出口水流，排往下游。 (2) 当H s>0时，利用静力真空。 (3) 利用动力真空H d。 二、尾水管型式及其主要尺寸 ●尾水管的作用是排水、回收能量。其型式、尺寸影响、厂房基础开挖、下部块 体混凝土尺寸。 ●尾水管尺寸越大，η越高，工程量及投资增大。 ●型式： 直锥形——用于小型水轮机 弯锥形——用于卧轴水轮机 弯肘形——（大中型电站） 弯肘型尾水管

无蜗壳离心风机的实验性能对比

无蜗壳离心风机的实验性能对比 无蜗壳离心风机一般多以设备冷却风扇的形式使用，具有风量大、压力高、噪声低、结构紧凑等优点，是普通轴流风机和普通离心风机无法替代的产品。鉴于无蜗壳离心风机良好的低噪声性能，目前也有厂家推出箱式无蜗壳风机用于建筑物通风换气。 蜗壳的作用：机壳的任务是将离开叶轮的气体导向机壳出口,并将气体的一部分动能转变为静压。蜗壳中不同截面处的流量是不同的,在任意截面处,气体的容积流量与位置角φ成正比。一般气流在蜗壳进口处是沿圆周均匀分布，因此在不同φ角截面上的流量q vφ可表示为q vφ=q v4 （φ/360°）。q v4为蜗壳进口处流量，通常蜗壳中速度变化不大，气体密度可认为是定值。若蜗壳的型线能保证气体自由流动，这时蜗壳壁对气流就不会发生作用，那么在不考虑粘性情况下，气体在蜗壳内的运动将遵循动量矩不变定律，即c u R=常数。 经分析得知，气体最多6次被蜗壳碰撞导至出口，蜗壳很好地收集了气体。并且气体在叶轮流向蜗壳时容积变大，一部分动能转变为静压。 离心通风机的主要功能是完成气体的输送，若无机壳就不可能实现这一功能，无蜗壳也不可能很好地实现叶轮的功效。 箱体与叶轮装配见图1和图2。其中箱体均由铝型材框架和夹心面板制成。六面体只有一面敞开，它强制气流从一个方向流出，并有消声作用。它与常规箱体机相比，其制作简单，节约空间，降低了成本。图中1020×1020×880为箱体1；1060×1027×880为箱体2。 试验采用标准出气侧试验风室，风室横截面积为３０００ｍｍ×３０００ｍｍ，风室中采用孔板测定流量，其结构如图１所示。

在上述风室装置中对７００ｍｍ后向离心叶轮的３种机型风机进行试验，３种机型的试验安装示意图如图２所示。考虑到３种机型的不同结构有不同的出口面积，采用静压数据作为测试结果进行对比。由测试结果（见图３）可以看出，普通离心风机的压力要比另外２种机型高，而且随着风量的减小，其压力的增幅加大。

蜗壳施工方案

发电厂房蜗壳二期混凝土施工专项方案 一、 编制依据 1．《新疆吉勒布拉克水电站发电厂房建筑及金属结构安装工程》（[招标/合同编号： XJXH-JLBLK-TJ03-ZB201009-01-040]）。 2．业主提供的设计文件、图纸及工程量。 二、工程概况 主厂房长64.69m,宽27.85m,内布置4台机组，其中1#、2#（均为30MW ）机组中 心间距19.45m ，3#、4#（均为50MW ）机组中心间距21.684m 。机组采用金属蜗壳，外 包弹性垫层，蜗壳外布置了Φ25和Φ20的单层钢筋网，蜗壳混凝土浇筑仓面为 756.873m 2。 三、蜗壳二期混凝土施工工序 根据吉勒布拉克水电站地下厂房混凝土施工的相关技术要求，主厂房蜗壳混凝土 浇筑施工工艺流程为：仓面清理→测量放线→弹性垫层制安→钢筋绑扎→模板及预埋 件安装→冲仓→校模→仓位验收→浇筑混凝土→表面整平→养护→缝面处理。

四、蜗壳二期混凝土专项措施 4.1 施工难度分析 吉勒布拉克水电站机组蜗壳为金属蜗壳，外包弹性垫层，弹性垫层外布置单层钢筋网，根据现场施工环境存在以下问题： ①钢筋安装困难。由于蜗壳钢筋直径大，间距及层间距小，且为弧形异形钢筋，在分层处预留的钢筋头在浇筑时被撞击变形，导致下仓钢筋安装困难，进而影响钢筋的安装质量。 ②模板安装难度大。由于蜗壳二期混凝土浇筑处于检修交通廊道及检修排水交通廊道层，该部分的模板只能进行拼装，而且不易固定，为保证模板之间接缝严密，必须加大支撑材料。同时也直接导致模板拆除困难。 4.2 施工机械的投入 根据本工程的特点，在二期混凝土施工中配置两台混凝土输送泵、一辆臂架式泵车、6根50软轴插入式振捣器、6根70软轴插入式振捣器。 4.3 模板施工及支撑体系 蜗壳层两条1.8m*10.5m检修交通廊道、一条检修排水交通廊道模板均采用φ48钢管脚手架和拱架支撑，拱架间距为0.50m；蜗壳层两条1.8m*10.5m交通廊道排架间距为0.75m，排距为0.75m；检修排水交通廊道排架间距为0.50m，排距为0.50m；主厂房蜗壳层板梁采用φ48钢管搭设满堂脚手架进行浇筑，其中板下部脚手架间排步距分别为：0.75m、0.75m、1.2m；梁下部脚手架间排步距分别为：0.5m、0.5m、1.2m；在模板安装之前，需在模板外侧各布置一排Φ28@1.0m，L=70cm（外露20cm），以便拉筋固定，防止廊道模板在混凝土浇筑过程中发生偏移。蜗壳层外围混凝土模板支撑主要以拉筋为主，辅助φ48钢管斜向支撑，模板背楞采用5×8cm方木，背管采用φ48钢管。模板拉筋（φ16钢筋）间排距为0.6m×0.6m，拉筋固定于边墙锚杆或下层混凝土预埋插筋的根部。 4.4 预埋件施工 土建预埋件按照设计图纸中指定位置与结构钢筋一同进行安装，机电预埋件根据立模及钢筋安装进度及时通知机电安装单位埋设，各类埋件需固定牢固，严禁错埋和漏埋，并在混凝土浇筑工程中和浇筑完成后对预埋件进行保护。接地网由安装公司严格按照设计图纸要求进行安装，其材料采用设计图纸指定的镀锌扁钢进行敷设，安装位置和焊接长度须满足设计要求，并与结构钢筋焊接成网格。混凝土中的各种监测仪器在混凝土浇筑前按照设计图纸要求进行安装，仪器安装后应妥善保护，并及时量测记录，混凝土浇筑过程中，注意对各种埋件进行观察、保护，混凝土下料和振捣时，应避开仪器埋件，防止碰撞埋件变形。

座环与蜗壳分析

概述座环、蜗壳是混流式水轮机埋人部分的两大部件,它们既是机组的基础件,又是机组通流部件的组成部分,它们承受着随机组运行工况改变而变化的水压分布载荷以及从顶盖传导过来的作用力。座环一般为上、下环板和固定导叶等组成的焊接结构。蜗壳采用钢板焊接,其包角一般介于345一360范围以内。蜗壳通过与座环上、下环板的外缘上碟形边或过渡板焊接成一整体,其焊缝需要严格探伤检查,必要时还需要进行水压试验。近年来,随着水轮发电机组单机容量的不断提高,给机组的设计和制造带来一系列技术和工艺方面的问题,仅就水轮机的座环蜗壳来说,若按传… 反击式水轮机的基本结构 第三节：反击式水轮机的引水室 一、简介 一般混流式水轮机的引水室和压力水管联接部分还装有阀门，小型水轮机为闸阀或球阀，大型多为碟阀。阀的作用式在停机时止水，机组检修时或机组紧急事故时导叶又不能关闭时使用，绝不能用来调节流量 水轮机引水室的作用： 1.保证导水机构周围的进水量均匀，水流呈轴对称，使转轮四周 受水流的作用力均匀，以便提高运行的稳定性。

2.水流进入导水机构签应具有一定的旋转（环量），以保证在水 轮机的主要工况下导叶处在不大的冲角下被绕流。 二、引水室 引水室的应用范围 1.开敞式引水室

2.罐式引水室

3.蜗壳式引水室 混凝土蜗壳一般用于水头在40M以下的机组。由于混凝土结构不能承受过大水压力，故在40M以上采用金属蜗壳或金属钢板与混凝土联合作用的蜗壳 蜗壳自鼻端至入口断面所包围的角度称为蜗壳的包角蜗壳包角图

金属蜗壳的包角340度到350度 三、金属蜗壳和混凝土蜗壳的形状及参数 1.蜗壳的型式 水轮机蜗壳可分为金属蜗壳和混凝土蜗壳 当水头小于40M时采用钢筋混凝土浇制的蜗壳，简称混凝土蜗壳； 一般用于大、中型低水头水电站。

蜗壳设计

17．1 进气蜗壳类型 按通道数目划分，向心涡轮进气蜗壳可分为单通道和多通道两种。 图17-3 双通道串列进气蜗壳 在图17-5中示出向心涡轮进气蜗壳常见的截面形状。为今后叙述方便，每一种都取一个象形的名称。 图17-5 进气蜗壳常见截面形状 17．2 蜗壳流动 流动假定：不可压缩流体，稳定，等熵，等环量流动。蜗壳进口处气流马赫数很低，可合理地假定为不可压缩流体。在蜗壳出口处气流马赫数己很高，特别是无叶喷嘴环向心涡轮蜗壳出口，不可压缩流体必然导致较大误差。内燃机出口气流是脉动的，稳定流动假定并不合理。因非稳定流动的求解非常复杂，此假定是不得己而为之。等熵流动假定意昧着计算中不考虑损失系数修正。由于蜗壳中流体遵守动量距守恒规律，故等环量流动是比较符合实际的合理假定。 图17-1 单通道进气蜗壳 图17-2双通道并列进气蜗壳图 17-2 图17-4 双通道串列进气蜗壳周向布置

图17-6 进气蜗壳流动示意图 进口流动：图17-6为进气蜗壳流动示意图。在蜗壳进口处（O-O 截面）有， ?=RC RE i Ui dR b C G ρ0 (1) 式中，0G 蜗壳进气流量。ρ流体密度，不可压缩，故为常数。i U C ,微流管周向分速。i b 微流管宽度。按气流流动是等环量分布的假定，Γ=i i U R C ,，可将上式改写成， ? Γ=RC RE i i dR R b G ρ0 ……………………………………….(2) 令 ?= RC RE i dR b A 0，即蜗壳进口截面面积。若设 = 0R A 0S dR R b RC RE i i =?，则 00S G Γ=ρ=0 R A Γ ρ ……………………………………….(3) 式中，0R 是进口截面当量平均半径，由下式计算， ? = RC RH i i dR R b A R 0 0 ………………………………………. (4) 出口流动：蜗壳出口截面是宽度为b ，半径为h R 的圆柱面。假定蜗壳出口气流沿周向