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学员专用请勿外泄
2025环球网校监理工程师《金属结构及机电设备监理实务》精讲
第七章 机电设备制造
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信
微
系
联
题
押
准
精
第一节 水轮发电机组制造
一、水轮发电机组的分类
（一）水轮机的分类
1.按水流能量转换特征分类
水轮机按水流能量转换的特征可分为两大类：反击式水轮机和冲击式水轮机。
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信
微
系
联
一
唯
反击式水轮机的特点是：转轮位于水流流经的整个通道中，在同一时间内，所有转轮叶片的通道
都有水流通过。水流流经叶片通道后，流速大小和方向都发生了变化，这种变化反映了水流动量的变
化。这个动量的变化是转轮作用于水流产生的，因而水流对转轮有个反作用力，这个反作用力推动转
轮旋转。这种利用水流的反作用力推动转轮旋转的水轮机，称为反击式水轮机。
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冲击式水轮机的特点是：当水流流 经转轮时，只有部分转轮叶片充满了水，其余部分则处在大气
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之中。水流以射流形式冲击转轮。冲9 1击式水轮机实际上是利用水流的动能推动转轮旋转，而且在同一
4
8
时间内水流只冲击着部分水斗。这信 3种利用水流冲击的动能推动转轮旋转的水轮机，称为冲击式水轮机。
微
【例-多选题】反击式水轮系机按转轮区内水流相对于主轴流动方向的不同可分为（ ）等类型。
联
A.双击式 题
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B.混流式 准
精
C.轴流式
D.斜击式
E.贯流式
答案：BCE
（二）水轮机牌号
我国规定水轮机的牌号由三部分组 成，每部分之间用“-”号分开。
第一部分用两个汉语拼音字母和阿拉伯数字组成，前者表示水轮机型式，后者表示转轮型号（即
转轮的比转速）。
第二部分由两个汉语拼音字母组成，前者表 示水轮机主轴布置形式，后者8表示引水室特征。
1
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第三部分是阿拉伯数字，为转轮的标称直径， 单位为 cm。对于水斗式
8
4和斜击式水轮机，该部分
信
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表示为：水轮机转轮标称直径（cm）/作用在每个转轮 上的喷嘴数目×设微计射流直径（cm）；对于双
击式水轮机，该部分表示为：转轮标称直径/转轮宽度（ c m）。在水轮联
系
机型式代号之后加“N”表示可
一
逆式水轮机。 唯
水轮机牌号示例：
（1）HL220-LJ-550：表示转轮型号为220 的混流式水轮机、立轴、金属蜗壳、转轮标称直径为 550cm。
（2）ZZ560-LH-800：表示转轮型号为560的轴流转桨式水轮机、立轴、混凝土蜗壳、转轮标称直径
为800cm。
（3）XLN200-LJ-300：表示转轮型号为200的斜流可逆式水轮机、立轴、金属蜗壳、转轮标称直径为
300cm。
（4）GD600-WP-250：表示转轮型号为600的贯流定桨式水轮机、卧轴、灯泡式引水、转轮标称直径
为250cm。
（5）2CJ30-W-120/2×10：表示转轮型号为 30 的水斗式水轮机，一根轴上有 2 个转轮，卧轴、转
轮节圆直径为120cm，每个转轮有2个喷嘴，射流直径为10cm。
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一
唯
【例-单选题】某水轮机型号为HL220-LJ-200，其中220表示（ ）。
A.转轮标称直径
B.转轮型号
C.主轴型号
D.工作水头
答案：B
（三）水泵水轮机的分类
抽水蓄能电站利用可以兼具水泵和水轮机两种工作方式的蓄能机组，在电力负荷出现低谷时（夜
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间）做水泵运行，用基荷火电机组发出的多余电能将下水库的水抽到上水库储存起来，在电力负荷出
现高峰时（下午及晚间）作为水轮机运行，将水放下来发电。
水泵水轮机是抽水蓄能电站的动力设备。叶片式水力机械具有可逆性，既可做水泵运行亦可作水
轮机运行。在水泵工况下，叶轮将机械能转换为水能，水泵出口的水流能量高于进口的能量，消耗电
动机功率。相反，在水轮机工况下，转轮将水能转换成机械能，水轮机进口处水流能量高于出口能量，
转轮带动发电机做功。
水泵水轮机与反击式水轮机分类相仿，主要有混流式、斜流式、轴流式、贯流式四种类型。
（四）水轮发电机的分类
水轮发电机是将水轮机产生的旋转机械能转变为电能的设备，是旋转电机中的三相同步发电机。
1.水轮发电机的类型
（1）水轮发电机按主轴的布置形式，可分为立式与卧式发电机两种。
（2）立式水轮发电机按推力轴承的位置不同，分为悬吊式与伞式两种。伞式发电机又分为全伞
式和半伞式两种。
（3）按水轮发电机冷却方式的不同可分为三种。
1）空气冷却发电机：又分为密闭式自循环空气冷却、管道式空气冷却，空调冷却。
2）水冷却发电机：使用纯水通入发电机定子及转子线圈进行冷却，称为双水内冷发电机；只对
定子线圈水冷的称为半水内冷发电机。7 8
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3）蒸发冷却发电机：在定子线8 4圈的空心导体中通人冷却介质对定子线圈进行自循环蒸发冷却。
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信
（4）按电机的运行工况可微分为发电机和发电/电动机。发电/电动机用于抽水蓄能电站。
系
2.水轮发电机型号 联
题
水轮发电机型号由型押式、容量、磁极个数和定子铁芯外径四部分组成。
准
3.水轮发电机的构精造
水轮发电机是由定子和转 子两部分组成，定子和转子之间有气隙。定子上有A、B、C三相绕组，它们
在空间上彼此相差120°电 角度。转子磁极装有励磁绕组由直流励磁，使磁极产生恒定的极性，磁通
从转子的 N 极出来，经过气隙 、定子铁芯、气隙进入转子 S 极而构成回路。如果用原动机拖动发电
机旋转，则磁极的磁力线将切割定子绕组的导体，感应出交变电势，带上用电负荷后便输出了电流。
水轮发电机的结构，总体布置形 式为卧式和立式两种。
通常小容量水轮发电机多采用卧式， 大容量水轮发电机则采用立式。
（五）电动发电机的分类
电动发电机的结构方式和常规水轮发电机相近。早期使用的卧式组合式蓄能机组配有横轴的电动
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发电机，但近年抽水蓄能机组更多使用立式结构。 立式电机按推力轴承的位置9 1
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可分为悬式和伞式两大
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类。推力轴承装在转子上方的称为悬式；装在转子下 方的称为伞式；如转信子3上方还有一个导轴承的称
微
为半伞式，如无此轴承的称为全伞式。抽水蓄能机组对于 额定转速高系于400~500r/min的多用悬式结
联
构，而低于此转速的多数用半伞式或全伞式结构。 一
唯
（六）水轮机的组成与结构
（1）立式混流式水轮机主要由底环、蜗壳、座环、导叶、转轮、顶盖、主轴密封、水导轴承、
控制环、接力器、主轴、下机架、上导轴承、补气阀、机坑里衬等组成。
（2）贯流式水轮机主要由底环、座环、导叶、转轮、顶盖、主轴密封、水导轴承、控制环、端
盖、主轴、叶片操作机构、泄水锥、尾水管等组成。
（3）混流式水泵水轮机主要由蜗壳、导水机构、顶盖、导轴承、主轴密封、主轴、转轮、尾水
管、底环、导叶等组成。
第二节 水泵机组制造
一、水泵的类型与构造
泵是一种输送液体或使液体增压的机械。它将原动机的机械能或其他外部能量传送给液体，使液体能
量增加，主要用来输送液体包括水、油、酸碱液、乳化液、悬乳液和液态金属等，也可输送液体、气
体混合物以及含悬浮固体物的液体。水泵站是将水由低处抽提至高处的机电设备和建筑设施的综合体。
机电设备主要为水泵和动力机组（通常为电动机或柴油机），辅助设备包括充水、供水、排水、
通风、压缩空气、供油、起重、照明和防火等设备。建筑设施包括进水建筑物、泵房、出水建筑物、
变电站和管理用房等。
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（一）水泵的类型
1.水泵的分类
泵用途广泛，品种系列繁多，对它的分类方法各不相同。按其工作原理泵一般可分为以下三大类。
（1）叶片泵。通过工作叶轮的高速旋转运动，将能量传递给流经其内部的液体，使液体能量增
加的泵。例如：离心泵、轴流泵和混流泵都属于叶片泵。
（2）容积泵。通过泵体工作室容积的周期性变化，将能量传递给流经其内部的液体，使液体能
量增加的泵。改变泵体工作室容积有往复式运动和旋转式运动两种方式。属干往复式运动方式的有活
塞泵；属于旋转运动方式的有齿轮泵和螺杆泵。
（3）除叶片泵和容积泵以外的其他特殊类型泵。统称为其他类型泵。例如：射流泵、气升泵、
水锤泵等。它们基本上都是利用液流或气流的运动将本身的能量传递给被输送液体的泵类。
叶片泵是应用最广泛的泵类。与其他泵类相比，叶片泵具有启动迅速、驱动方便、出水量均匀、
工作性能可靠、运行状况调节容易和工作效率高等很多优点，特别是叶片泵可划分成各种系列，以满
足不同流量和压力的需要。
（三）泵的性能参数
叶片泵性能是由其性能参数表示的。表征水泵性能的主要参数有 6 个：流量、扬程、功率、效
率、转速和允许吸上真空高度（或必需 气蚀余量）。为了深入研究叶片泵的性能，必须首先掌握叶片
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泵性能参数的物理意义。 9 1
4
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1.流量 信 3
微
水泵的流量是指单位时间系内流出泵出口断面的液体体积或质量，分别称为体积流量和质量流量。
联
2.扬程 题
押
扬程用符号H表示，准是指被输送的单位重量液体流经水泵后所获得的能量增值，即水泵实际传给
精
单位重量液体的总能量，其单位为m（N.m/N=m）。因此，由水泵扬程的定义，扬程也可表示为水泵
进、出口断面的单位能量差。
3.功率
功率是指水泵在单位时间内对 液流所做功的大小，单位是W或kW，水泵的功率包含轴功率、有效
功率、动力机配套功率、水功率和泵内损失功率等五种。
4.效率
水泵传递能量的有效程度称为效率。 由于机械损失、水力损失和容积损失，水泵的输入功率不可
能全部传递给液体，液体经过水泵只能获得有效功率 P。效率是用来反映泵内损失功率的大小及衡量
轴功率P的有效利用程度的参数，即有效功率 P 与轴功P之比的百分数。 8
e 1 7
9
5.转速 n
8
4
信
3
转速是指水泵轴或叶轮每分钟旋转的次数。通常用符号n表示，单位为转每分（r/min）。水泵
微
是按一定转速设计的，因此配套的动力机除功率应满足水 泵运行的工联况
系
要求外，在转速上也应与水泵
一
转速相一致。目前，我国常用的水泵转速为：中、小型离心 泵一般唯730~2950r/min 的范围；中、小型
轴流泵一般在 250~1450r/min 的范围，大型轴流泵的转速则更 低，在 100~250r/min的范围。
6.允许吸上真空高度（或必需气蚀余量）
允许吸上真空高度和必需气蚀余量是表征水泵在标准状态下的气蚀性能（吸入性能）的参数。
水泵工作时，常因装置设计或运行不当，会出现水泵进口处压力过低，导致气蚀发生，造成水泵
性能下降甚至流动间断、振动加剧的现象。泵内出现气蚀现象后，水泵便不能正常工作，严重时造成
水泵的损坏。为了避免水泵气蚀的发生，就必须通过泵的气蚀性能参数来正确确定泵的几何安装高度
和设计水泵装置系统。
（四）电动机分类与构造
电动机是把电能转换成机械能的一种设备。它主要包括一个产生磁场的定子绕组和一个旋转转子。
利用通电线圈产生旋转磁场并作用于转子形成磁电动力旋转扭矩。
（五）机组连接方式
当水泵和动力机的额定转速相等，转向相同，且都为立式或卧式结构时、转速配合问题容易解决。
但是，如果转速不等或转向不同，且一台为立式，另一台为卧式时，就要用传动装置将两者联系起来，
以达到转速配套和传递功率的目的。动力机与水泵之间的传动方式基本上可分为直接传动与间接传动
两种。
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目前水泵机组最常用的传动方式有联轴器传动、齿轮传动和皮带传动等。随着机电排灌和机械工
业的发展，水泵机组液力传动和电磁传动也有应用。
二、水泵制造基本流程
（四）工厂检验和试验
采购商可要求进行检验和试验项目中的任一项或全部，但应在订货单或数据表中规定所要求的检
验和试验项目，并规定这些项目是目睹见证或文件报告见证，工厂检验和试验一般包括：材料试验和
泵的试验和检查，泵的试验和检查一般有静压强度试验、平衡试验、性能试验、检查、最终检查。
（六）铭牌、包装、运输、保管及质量保证期
1.铭牌
铭牌应采用适于环境条件的耐腐蚀材料制成并应牢固地固定在水泵的明显位置上，应包括下列内容：
（1）水泵名称。
（2）制造厂所在国家名称。
（3）制造厂名称。
（4）采用标准编号或技术条件编号。
（5）水泵型号。
（6）水泵主要技术参数，包括：
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1）最高扬程。 1 7
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2）设计扬程。 3 8
信
3）最低扬程。 微
系
4）设计流量。 联
题
5）额定转速。 押
准
6）最大轴功率。精
7）配套电动机功率。
8）必需空化余量或最小 淹没深度要求。
9）反向飞逸转速。
10）水泵质量。
（7〕水泵出厂编号。
（8）出厂日期。
水泵的旋转方向应在明显位置以红色箭头标示。
4.质量保证期
8
产品的质量保证期一般为自投入运行之日起 1年，或从最后一批货物交货1
7
之日起2年，以先到期
9
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4
为准。如有特别要求，可在供需双方签订的合同中规 定。质量保证期内如信因3制造质量引起的设备损坏
微
或不能正常工作，供方应无偿修理或更换。 系
联
【例-单选题】产品的质量保证期一般为自投入运行之日起（ 一 ）年，或从最后一批货物交货之
唯
日起2年，以先到期为准。
A. 1
B. 2
C. 3
D. 4
答案：A
三、水泵机组制造技术要求
（一）原材料检验
（二）制造工艺和质量
1.焊接；2.铸件；3.无损探伤；4.密封件；5.附属管路；6.基础件；7.涂漆和保护镀层；8.防锈
和涂漆；9.油品质量标准；10.铭牌和标志。
（三）水泵质量控制标准
（四）水泵制造质量控制
（五）工厂检验及试验
（六）资料清单
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