水力机组辅助设备复习资料.doc

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1、水力机组辅助设备复习资料主阀作用及设置条件在水轮机过水系统中， 装置在水轮机蜗壳前的阀门称为进水阀， 又称主 阀。主阀的作用(1) 一条输水管道向几台机组 供水时 , 需在每台机组前装 主阀，其中一台机组停机检修 时，关闭进水阀，不影响其它 机组正常运行。(2) 水期停机时 , 可关闭主阀 减少机组漏水量和缩短重新 启动时间， 对于高水头长压力 管道的水电站，意义尤为明 显。(3) 防止飞逸事故的扩大；当 机组和调速系统发生故障时 , 可以迅速关闭主阀 , 截断水 流, 防止机组飞逸时间超过允 许值, 避免事故扩大。(4) 构成安全检修的条件。对主阀的要求因此，对进水阀的结构和性能进水阀是机组

2、和水电站的重要安全保护设备，有较高的要求。主要技术要求如下；(1) 长期关闭时漏水量小，长期使用时，密封装置不易磨损，且便于更换(2) 关闭力矩小，开启时水力损失小，过水能力大。(3) 关闭时间任意调整。(4) 截流装置及传动机构强度足够。(5) 结构简单，造价底，工作可靠。(6) 当机组发生飞逸转速或压力钢管爆破时，应尽快截断水流。主阀的设置条件(1) 当一条输水总管道供给几台水轮机用水时，应在每台水轮机前装设主阀。(2) 对水头高于 120米的单元输水管 ,可以考虑装设进水阀。 因为高水头引水式电 站压力管道长，冲水时间长；此外，水头越高导叶漏水越严重，能量损失越大。(3) 当水头小于 1

3、20 米时输水管道较短的供水电站可不设主阀，装快速闸门。装 置进水阀要有充分论证。主阀型式及主要构件 大中型水轮机进水管道上的阀门， 常用的有蝴蝶阀和球阀两种， 分别介 绍如下： 蝴蝶阀1. 适用条件：适用于水头 200 米以下，转轮直径 1.8 米以上的电站。2. 主要构件：1) 阀体：作用是过水通道的一部分，水流由其中通过，支撑活门重量，承受操作 力和力矩，传递水压力。2) 活门：作用是关闭时截断水流， 要求有足够的强度， 开启时在水流中心水力损 失小，有良好的水力特性。3) 轴及轴承：支持活门的重量。4) 锁锭：蝶阀的活门在全关或全开时需要锁锭。5) 旁通阀、旁通管：主阀开启时减少力矩，

4、消除在动水下的振动。6) 空气阀 ：关闭时向蝶阀后补气， 防止钢管因产生真空而遭致破坏， 开启前向阀 后充水时排气。 此图为空气阀原理示意图， 该阀有一个空心浮筒悬挂在导向活塞 之下，空心浮筒在蜗壳或管中的水面上。此外，通气孔于大气相通，以便对蜗壳 和管道进行补气或排气。 当管道和蜗壳充满水时， 浮筒上浮至极限位置， 蜗壳和 管道于大气隔绝，以防止水流外溢。7) 伸缩节：便于安装及检修，温度变化时钢管有伸缩的余地。8) 密封装置 ：防止活体和阀门之间漏水。 橡胶围带装在阀体或活门上， 当活门关 闭后，围带内冲入压缩空气，围带膨胀，封住周圈间隙。活门开启前应先排气， 围带缩回， 方可进行活门的开

5、启。 围带内的压缩空气压力应大于最高水头 (不包 括水锤升压值)( 2-4 )*105Pa, 在不受气压或水压状态时，围带与活门间隙为 0.5-1mm。球阀1. 适应条件：适用于水头在 200 米以上，转轮直径小于 3米的电站。球阀通常采用卧 轴结构。2. 主要构件：主要由两个半球组成的可拆卸的阀体和圆筒形活门及附属设备(卸压 阀、排污阀、空气阀、止漏装置等)组成。在开启位置时，圆筒形活门的过水断 面与引水管道直通，关闭时活门旋转 90 度，截断水流。球阀的阀体通常采用铸 钢件。阀轴和活门为整体结构时，可采用铸钢整体铸造或分别铸造后焊在一起。 目前多采用 双重止漏装置的球阀 。各种阀门的特点(

6、1) 蝶阀优点：外形尺寸小，重量轻，结构简单，造价低，操作方便； 缺点：影响水流流态，造成一定的水力损失。(2) 球阀 优点：密封严密，漏水量少，这种密封装置不易磨损，全开时水力损失很小，操作规 程力较小，有利于动水紧急事故关闭； 缺点：结构复杂，重量大，体积大，造价高。(3) 闸阀 优点：造价低，维护检修方便，全开时水力损失小，工作可靠 , 密封严密； 缺点：体积大，密封面易磨损。一般常用蝶阀，高水头电站用球阀，小型电站用闸阀。主阀操作方式和操作系统 在本节中，主阀操作方式重点介绍液压操作类型； 操作系统一般均为自动控制。 主阀的操作方式 进水阀的操作系统，按操作力的不同，一般有手动操作、电

7、动操作、液压操作 三种类型。 大型电站有电动操作和液压操作， 小型用手动操作。 液压操作包括水压和油 压操作,水头高于 120 米时可用水压操作，但对水质要求较高，一般不用。通常用油压 操作。油压操作要求用接力器操作。接力器有以下几种型式：1. 导管式接力器 ：导管式接力器是应用较多的一种型式 , 右图为装在立轴阀门 上的导管式接力器， 根据操作力矩的大小， 可以采用一队或单个接力器布置在一个盆状 的控制箱上，控制箱固定在阀体上。 接力器动作时， 连杆可以在导管内摆动， 缸体不动。2. 摇摆式接力器 ：摇摆式接力器应用最为普遍。 对大中型横轴蝶阀或球阀都很 适用。右图为装在卧轴阀门上的摇摆式接

8、力器示意图。 摇摆式接力器下部用铰链和地基 连接，工作时随着转臂摆动，这样就不需要导管，因此在同样的操作力矩下，接力器的 活塞直径比导管式接力器要小。 接力器动作时， 因缸体通过铰链和地基连接， 缸体可以 摆动，连杆不摆动。3. 刮扳式接力器：刮扳式接力器由于零件多， 加工精度要求高， 给制造带来不 少麻烦，故很少用。4. 环形接力器： 环形接力器零件数量少， 但加工精度高和工艺复杂， 外形尺寸 大，漏油量也。以前较少使用。目前常用的是导管式及摇摆式接力器。水电站用油种类及其作用油的种类水电站的机电设备在运行中，由于设备的特性、要求和工作条件不同，需要使 用各种性能的油品，大致有润滑油和绝缘油

9、两大类。前者包括润滑油( H)和润滑脂( Z) 两类。1. 润滑油 ：(1) 透平油：有 HU-22， HU-30，HU-46 三种，在符号后面的数字表示油 50时的运动粘 度，供机组轴承和液压操作用。(2) 机械油：有 HJ-10， HJ-20，HJ-30 等供电动机、水泵和起重机械用。(3) 压缩机油：有 HS-13 和 HS-19 两种，供压缩机润滑用。(4) 润滑脂 ( 黄油) ：供滚动轴承润滑用。2. 绝缘油 ：(1) 变压器油：有 DB-10，DB-25 型，符号后面的数字表示油的凝点(负值)，供变压 器及电流、电压互感器用。(2) 开关油：有 DU-4 型，符号后面的数字表示油的

10、凝点(负值)，供开关用。(3) 电缆油：有 DL-38，DL-66，DL-110 三种，符号后面的数字表示以千伏计的电压，供 电缆用。油的作用一. 透平油的作用 ：润滑、散热和液压操作。1. 润滑作用：在轴承间或滑动部分间形成油膜，以润滑油内部的摩擦代替 固体干摩擦，起到润滑作用。2. 散热作用(冷却作用)：设备转动部件因摩擦产生热量，使它们的温度 升高，润滑油在对流的作用下将热量传出，再经油冷却器将热量传给冷却 水。3. 液压操作：电站的调速器、主阀、调压阀及管路上的液压阀均由高压透 平油来操作。二. 绝缘油的作用 ：绝缘、散热和消弧。1. 绝缘作用：由于绝缘油的绝缘强度比空气大得多，用来作

11、绝缘介质可以 提高电器设备运行的可靠性。2. 散热作用：变压器运行时因线圈通过强大的电流而产生大量的热。用绝 缘油吸收这些热量， 在油流温差作用下利用油的对流作用 ,通过冷却器将热 量传给冷却水。3. 消弧作用：当油开关切断电力负荷时，在触头之间发生电弧，电弧很可 能烧坏设备，此外电弧可能引起电力系统发生振荡，引起过电压，击穿设 备。绝缘油在受到电弧作用时，发生分解，产生约 70%的氢，氢是一种活 泼的消弧气体，同时绝缘油在分解过程中带走大量的热，也可以直接钻进 弧驻地带，使电弧消灭。油的性质和化验分析一. 油的基本性质及其对运行的影响1. 粘度：当液体质点受外力作用而相对运动时，在液体分子间

12、产生的阻力 称为液体的粘度。油的粘度是油的重要特性之一。2. 闪点：在一定条件下加热油品时，油的蒸汽和空气所形成的混合气体， 在接触火源时即呈现蓝色火焰并瞬间行熄灭 (闪光现象 )时的最低温度，称 为闪点。3. 凝固点：油的温度降低到刚刚失去流动性时的温度称为凝固点。4. 酸值：油中游离的有机酸的含量称为油的酸值。5. 抗氧化性：使用过程中油在较高温度下，抵抗和氧发生化学反应的性能 称为抗氧化性。6. 抗乳化度：在一定的条件下， 测试油与水蒸汽形成 乳化液达到完全分层 所需的时间称为抗乳化度。二. 油的质量标准及分析化验1. 运行中的透平油和绝缘油都要符全国家标准。2. 设备中的运行油要定期采

13、样试验，以免油的劣化对设备造成影响。油的劣化1. 油的劣化 ： 油在运行或贮存过程中，经过一段时间后，油会因潮气浸入而产 生水分，或因运行过程中的种种原因而出现杂质，影响了油的物理和化学 性质，称为油的劣化。2. 油劣化的根本原因 ：油和空气中氧气发生反应。3. 油劣化的后果 ：酸价增高，闪点降低，颜色加深，粘度增大，并有胶质 状物和油泥沉淀析出，将影响正常的润滑和散热作用，腐蚀金属和纤维， 使操作系统失灵等危害。4. 促使油加速氧化的因素 ：(1) 水份：水使油乳化，促进油氧化，增加油的酸价和腐蚀性。(2) 温度：油温的升高使吸氧速度加快，即加速油氧化。(3) 空气：空气中的水、氧以及灰尘都

14、能使油劣化。(4) 天然光线：天然光线含有紫外线 , 能促进油的氧化，使油质劣化。(5) 电流：穿过油内部的电流会使油分解，使油劣化。(6) 其它因素：如金属的氧化作用，检修后的清洗不良，油容器用的油漆不 当等因素都能引起油质的劣化油的净化处理油的净化处理方法1. 沉清：让油在油槽内长期处于静止状态，比重较大的水和机械 杂质便沉到底部。此方法简单，对油质没有伤害，但不能除去全部的水分 和杂质。2. 压力过滤：利用压力机把油加压使之通过具有吸收水分阻止脏 物的滤过层 , 来达到净化油的目的。 压力过滤的设备是压滤机。 压力滤油机 能过滤油中的杂质和微量水分。水分较少而杂质较多时，必须先由真空滤

15、油机把油中的水分进行分离，然后再用压力滤油机过滤。 压力滤油机的工 作原理。3. 真空过滤：根据油和水的沸点不同， 而沸点又与压力大小有关， 压力增高，沸点升高；反之则沸点降底。真空滤油机就是把具有一定温度 (5070)的油压向真空罐内，再经过喷嘴扩散成雾状，此时油中的水 分和气体在一定的温度和真空下汽化， 形成减压蒸发， 油与 水分和气体分 离，再用真空泵经油气分离挡扳，将水蒸汽和气体抽吸出来，达到油中去 水脱气的目的。 真空过滤的工作原理 。真空过滤的操作程序(1) 将需要处理的污油通过压力滤油机初步在贮油罐内循环过滤掉油中杂 质；(2) 将油输入加热器，压向真空罐进行喷雾；(3) 待真空

16、罐内的油位表达到 1/2 时的油量时用另一台油泵， 将罐内的油抽 出至贮油罐，如此不断循环，并控制真空罐内进油压力为 2 3 公斤 / 平方 厘米，同时调节出油，达到进出油量平衡；(4) 待加热器出油温度达 5070时，开启真空泵，使罐内真空度逐渐提 高，至额定值为止，油循环趋于 正常运行，直至油中的除水、脱气达到合 格为止。油的再生用化学方法或物理化学方法使油恢复原来的性质，叫做油的再 生。油的再生一般采用吸附剂的方法，如粒状白土过滤法、硅胶过滤 吸附法以及活性氧化铝过滤吸附法等。它们能吸附油劣化后所产生的氧化 物，如酸类、胶质、水分以及油泥沉淀物等。1. 变压器油的再生 通常将吸附剂放置于

17、变压器外的吸附器上，这种方法叫做热虹吸 法。工作原理如下：变压器带负荷时，油因受热密度变小，油自变压器的 上部流入吸附器，油在流动过程中，逐渐冷却密度变大，从吸附器底部流 回变压器。吸附器内装有吸附剂，油在运行中因氧化所生成的氧化物通过 吸附剂时被吸附，从而使运行中的油处于合格状态。2. 透平油的再生 考虑到运行设的安全和吸附器的布置，除强迫油循环系统可采用 连续性再生外，一般采用非连续性再生，即机组检修时，对油进行机械净 化处理，同时进行油的再生。3. 运行油再生应注意几个问题 ：(1) 油的质量很好时，进行油的再生，能使油长期保持良好的质量；(2) 吸附剂的粒子不可过小，吸附剂中的气体清除

18、后方可使用；(3) 油再生之前将水分可以提高油再生的效果；(4) 为了使油系统保证正常循环，吸附器安装尽量减少管道的弯曲。油系统作用、组成和系统图一 . 油系统的任务1. 接受新油：接受新油时一律按标准进行试验；2. 贮备净油：在油处理室贮存合格的、足够的油；3. 给设备充油：新装机组、设备大修后或设备中排出劣化油后，需要充油；4. 向运行设备添油：由于油蒸发、飞溅、漏油、清除沉淀物和水分以及取 油样，需要添油。5. 检修时从设备排出污油：设备检修时，应将设备中的污油通过排油管， 用油泵或自流到油库中的运行油槽中。6. 污油的清净处理：贮存在运行油槽中的污油通过压力滤油机或真空滤油 机进行净化

19、处理。7. 油的监督与维护：对新油进行鉴定是否符合国家标准；对运行油取样化 验，判断运行设备是否安全； 对油系统进行技术管理，提高运行水平。二 . 油系统组成1. 油库：放置各种油槽及油池；2. 油处理室：设有净油及输送设备如油泵、压滤机、烘箱、真空滤油机等；3. 油化验室：设有化验仪器、设备、药物等；4. 油的再生设备：水电站通常只设置吸附器；5. 管网：将用油设备与油处理设备等各部分连接起来组成油系统；6. 测量及控制元件：监视和控制用油设备运行情况。三. 油系统图用管路把用油设备、贮油设备、油处理设备联成一个系统称为油系统。油系统布置及防火要求油系统布置一.辅助设备布置的一般原则1. 满

20、足运行要求；2. 满足施工、安装和检修要求；3. 满足经济要求。主阀接力器充油量根据主阀的直径可直接从有关产品目录及设计手册查得主阀接力器容积，即为充油量。用以上公式计算充油量时，需加上总油量的 5作为管道充油量。一台机组透 平油用油量与机组出力、转速、机型及台数有关。1. 透平油用油量(1) 运行用油量： V1=(Vp+Vh)×1.05( 立方米 )Vp：调速器用油量 , 由调速器、油压装置型号查得；Vh：根据出力 ,转速, 轴承结构按 Vh=q(Pt+Pd)计算。(2) 事故备用油量：是最大机组用油量的 110(10是考虑蒸发、漏损和取样等裕量系 数)。V2=1.1×(

21、Vp+vh)( 立方米 )(3) 补充备用油量：由于蒸发、漏损和取样等需要补充油，它是机组 45 天的添油量：V3=(Vp+Vh)× × 45/365 (立方米)式中 ：一年中需补充油量的百分数，对于 HL、ZD式水轮机 =510，对于 ZZ 式水轮机 =25。 透平油总量： V=V1+V2+V3(为机组台数)2. 绝缘油用油量(1) 一台最大主变压器充油量 1：根据已选定的主变压器型式从有关产品目录中查。(2) 事故备用油量 2：为最大一台变压器充油量的 1.1 倍，对大型变压器系数可取 1.05 倍。2=(1.05 1.1) 1 ( 立方米)(3) 补充备用油量 3：为

22、变压器 45 天的添油量。3=1× ×45/365 (立方米)式中 为一年中需补充油量的百分数，取 =5。 绝缘油总量： = 1+2+ 3(为变压器台数)。压缩空气系统压缩空气系统是由空气压缩装置 ( 空压机及附属设备 ) 、管道系统和测量元件组成。 其任 务是及时给用户供气 , 并满足压缩空气的质量 (气压、干燥、清洁 )的要求。水电站中使用压缩空气的设备有：(1) 油压装置压力油槽充气，水机调节系统和主阀操作系统的能源 , 工作压 2.5MPa；(2) 机组停机时制动装置用气 , 工作压力 0.7MPa；(3) 机组作调相运行时转轮室内压水，工作压力 0.7MPa；(4

23、) 维护维修时风动工具及吹污清扫 , 工作压力 0.7MPa；(5) 水轮机导轴承检修密封围带用气，工作压力 0.7MPa；(6) 蝶阀止水围带 , 工作压力比工作水头大 0.1-0.3MPa ；(7) 配电装置中空气断路器及气动隔离开关的操作和灭弧；断路器工作压力2-2.5MPa；为了干燥目的，要求压缩空气气压为工作压力的 2-4 倍。(8) 寒冷地区水工建筑物闸门、拦污栅及调压井等防冻吹冰工作 压制动闸的作用(1) 缩短 机组 在低速 下运 转的 时间 ；( 2 )长 期停 机时 ，推力 轴承 的油 膜可 能破 坏，故 在机 组 启 动前 顶起 转子； (3)检修 时把 转动部 分的 重量

24、 传到 基础上 。1. 制动操作分 :自动、手动 .(1) 自动制动操作：机组在停机过程中，当转速降底到规定值( 通常为额定 转速的 35%)时, 由转速信号器控制的电磁空气阀 DKF自动打开，压缩空气通过 空气过滤器 , 由阀 1,阀 2,三通阀，再进入制动闸，对机组进行制动 .制动延续时 间由时间继电器整定( 2分钟)，延时后 ,DKF动作复归 ,制动用的压缩空气通过 三通阀,阀 2,DKF的下部, 然后排出 ,制动完毕 .(2) 手动操作： 动作阀门 3, 压缩空气通过三通阀进入制动闸 , 对机组进行制动 ; 制动完毕后 , 动作阀 4, 压缩空气排出 , 制动完毕。 一般自动化元件失灵

25、或检修时 , 可用手动操作。2. 顶起转子：切换三通阀 , 接高压油泵 , 并切换制动系统各元件与动闸的联系 用手动或电动油泵打油到制动闸 ,顶起转子 812 毫米，开机前通过阀门排出动 闸中的油致回油。油压装置供气目的油压装置的压油槽是一种反力式蓄压器，是水轮机调节系统和机组控制系统的能 源，在改变导叶机构开度和转轮浆叶开度时用来推动接力器的活塞； 此外油压装置也用 来操作蝶阀、球阀、调压阀以及技术供水管路上的电磁液压阀。压油槽中的容积 3040%是透平油，其余 6070%为压缩空气，用空气和油共同造 成压力，保证和维持调节系统所需要的工作能力。油压装置供气方式油压装置供气方式包括一级压力供

26、气和二级压力供气：(1) 一级压力供气：空压机的排气压力 Pk 不需要专门减压而直接供气给压力油槽，即空压机的额定排气压力 Pk与压油槽的额定压力 Py 接近相等或稍大。此方式供气空气的干燥度较差。(2) 二级压力供气：空压机的排气压力 Pk 高于压油槽的额定压力 Py，一般取 Pk=(1. 52.0)Py ，压缩 空气自高压贮气罐经减压后供给压油槽，此方式供气空气的干燥度较高。供气对象及供气要求1.供气对象 :(1) 利用压缩空气灭弧和操作的空气断路器 .(2) 具有气动操作机构的隔离开关；(3) 可能有利用压缩空气操作的油断路器及其它型式的开关。2.技术要求 :(1) 对压缩空气的气压要求

27、：要求进入配电网和断路器贮气筒的压缩空气，其压力 值不低于电气设备额定工作压力。(2) 对压缩空气的干燥度要求：一般电气设备要求压缩空气相对湿度不大于80%。(3) 对压缩空气清洁要求：要求压缩空气必须采用过滤措施。风动工具供气水电站机组及其他设备检修时 , 经常使用各种风动工具 , 如风铲, 风钻,风砂轮等 .例 如水轮机装轮气蚀检修时 ,要使用风铲铲掉被气蚀破坏的海绵状的金属表面 , 然后用电 焊补焊, 焊后还需用风砂轮磨光 ; 金属钢管检修时要用风锤打掉钢管壁上的锈垢 , 用风砂轮清除管壁上的附着物 (某种苔, 菌类).此外,检修机组及金属结构时 , 常用压缩空气除尘 ,吹污; 集水井检

28、修或清理时 , 常用 压缩空气将泥水搅混 ,然后用污水泵排除 .在运行期间 ,亦经常使用压缩空气来吹扫电器 设备上的尘埃 , 吹扫水系统的过滤网和取水口的拦污栅 , 以及供排水管道和量测管道等 .风动工聚及其它工业用气的工作压力均为 (5-7)*105Pa. 用气地点是 :主机室, 安装 场,水轮机室 ,机修间,水泵室和闸门室等 .工业用气钢管沿水电站厂房敷设 ,在空气管临 近上述地点处 ,应引出支管 ,支管末端并装有截止阀和软管接头 ,以便用软管连接风动工 具或引至用气地点 .为了加快机组检修进度 , 缩短工期, 应尽可能采用多台风动工具同时工作 .一般按转 轮室工作面积的大小 , 确定同时

29、使用风动工具的数量 .1. 空压机选择计算：空压机容量根据风动工具用气量确定 . 风动工具是连续的，因此由空压机连续工作 来满足,空压机的生产率 Qk=Kl·qi·Zi·P。/Pa 应满足同时工作的风动工具耗气量 . 对于机组容量较小，台数不多的水电站，只需设置一小型移动空压机 (带贮气罐), 就可 满足风动工具和吹扫用气。2. 贮气罐容积： 电站有调相压水系统时，一般和调相贮气罐共用，如设置贮气罐可按下式估算：为了保证气源可靠， 提高设备利用率， 当电站有厂内低压气系统时， 检修维护用气 可与其共用一套装置。3. 管径选择：按经验在 15 50mm范围内选取。当

30、电站设有调相压水供气系统时，检修维护用 气不设置供气干管，从调相干管中引出。空气围带供气水电站水轮机设备常用空气围带止水 , 最常见的有轴承检修密封围带和蝴蝶阀止水 围带.1. 轴承检修密封围带充气 水轮机导轴承检修时 ,近年来多采用空气围带止水 . 充气压力通常采用 7*105Pa, 耗气量很小 , 不许设置专用设备 ,一般从制动钢管或其他供气钢管引来 .2.蝴蝶阀空气围带充气的目的是防止漏水 . 空气围带必须的充气压力应比阀的作用 水头高(1-3)*105Pa. 耗气量很小 ,一般不许设置专用设备 ,可根据电站的具体情况 ,从 主厂房内的各级压力系统直接引取 , 或经减压引取 .如果阀室离

31、主厂房较远 , 为保证供气压力 , 可在阀室设置一个小贮气罐 , 或一台小容 量的空压机 .供气对象及供气要求1. 供气对象 :(1) 机组进水口闸门及拦污栅；(2) 溢流坝闸门；(3) 尾水闸门；(4) 调压井；(5) 水工建筑物。2. 供气要求 :要求喷嘴出口压力一般为 0.15MPa；吹气喷嘴设置在运行水位以下 510 米处；喷 嘴之间的距离选取 23 米；对空气干燥度等均有要求。防冻吹冰供气系统防冻吹冰压缩空气系统一般均单独设置 , 由两台空压机 (1KY和 2KY),一个高压贮气 罐(1QG)及一个工作压力贮气罐 (2QG),管网及喷嘴集管 , 控制元件等组成 . 空压机排出之 压缩

32、空气经油水分离器 , 止回阀后进入高压贮气罐 (1QG),其温度将继续降低 , 并析出水 分.高压贮器罐的压缩空气经减压阀 (1JYF)后其压力由 7*105Pa降到 Pa,进入工作压力 贮气罐(2QG),根据热力干燥原理 ,其相对湿度由 100%降至 50%,然后经电磁阀 3DCF(或减 压阀 2JYF)进入供气管及各支管中 .其要求有 : 贮气管应设在室外 , 并避免日晒 , 应经常排水对于设在露天的贮气管 , 其 排水管应加装电热防冻措施 , 当系统停止吹气时 , 网管中仍需保持一定的压力 . 管道布置 需有 0.5%的坡度, 并在端部设置集水器和放水阀 .空气压缩装置应自动化 .压缩空

33、气综合系统的特点1. 综合气系统的优越性 :(1) 经济合理，减小压气设备容量；(2) 技术可靠，互为备用；(3) 设备布置集中，便于运行维护。2. 综合气系统布置原则 :(1) 空气压缩装置一般布置在安装场下面或水轮机层有空闲的房间里；(2) 容量在 50万 KW以上，机组台数 6 台以上，考虑分组设置专用的空气压缩装置(3) 供配电装置单独设置；(4) 防冻吹冰压缩空气单独设置。给气压水作用过程一般水电站在机组切换为调相运行的给气压水过程中 , 常从尾水管逸失大量的空气 . 正是由于存在这种逸气现象 , 压水往往不能成功 , 转轮始终不能脱水 ,或者需要消耗很多 压缩空气 .据模型试验观察

34、 , 当转轮在水中旋转时 , 一方面搅动水流使其旋转 , 另一方面 也在尾水管中引起竖向回流和尾水管垂直分布与水平分布之间的横向回流 , 这种回流随 转速增高可以达到很强烈的程度 .给气压水作用过程： 当转轮在水中旋转时，一方面搅动水流使其旋转，另外也在尾水管中引起竖向回流 和尾水管垂直部分与水平部分间的横向回流， 这些回流导致了给气压水时从尾水管逸气 的现象。 压缩空气进入转轮室后， 先被水流冲裂成气泡， 然后由竖向回流将其带入尾水 管底部，一部分气泡随着中心的水流回升上去，一部分气泡则随着横向回流带至下游。给气流量：调相压水时，调相压水系统向转轮室内供压缩空气，以压低水位，此供 气流量为给

35、气流量 Va；携气流量：向转轮室充气后，被水流冲散成气泡，这些气泡竖 向回流带至尾水管底部，此流量叫携气流量 Vb；逸气流量：被竖向回流带至尾水管底 部的气泡，一部分随竖向回流上升至转轮室下部， 另一部分被水平回流带至下游而逸失， 逸失的这部分流量叫逸气流量 Vc。压水成功与否直接与以上三个流量有关系。给气压水的控制装置一般采用电极式水位信号器，在 2-2 处装置电极式水位信号 器，压缩空气将水镁压到 1-1 处时, 停止给气 , 水位上升到 2-2 处时, 节点接通 , 水位信 号器发出信号 , 再给气.影响给气流量的因素1. 给气管径和给气压力的影响：加大给气压力和给气管径 , 压水效果好

36、；2. 贮气罐容积的影响：容积大，一次给气量大，压水效果好，反之则压水不成功；3. 给气位置的影响：以混流式机组为例来说明：(1) 在顶盖边缘给气，空气从导叶和转轮室叶片之间进入转轮室；(2) 顶盖上给气，空气从转轮上冠的减压孔进入转轮室 ;(3) 尾水管进口管壁上给气。试验表明:位置(1) 恰好在转轮室的角上， 水流速度小，压水效果最好；位置(2) 处的 水流速度也较小，压水效果较好；位置 (3) 处在水流速度最大的地方，给入的空气容易 被冲散带走，压水效果较差。实际上位置 (1) 处设进气孔比较困难，目前大多数电站采 用顶盖上设置进气孔。4. 导叶漏水影响：调相压水的逸气现象主要由于导叶漏

37、水引起，故导叶漏水严重会 影响压水效果；5. 转速影响：水轮机转速越高，尾水管中的回流越强烈 , 压水效果不好。油压装置供气方式油压装置供气方式包括一级压力供气和二级压力供气：(1) 一级压力供气：空压机的排气压力 Pk 不需要专门减压而直接供气给压力油槽，即空压机的额定排 气压力 Pk与压油槽的额定压力 Py 接近相等或稍大。此方式供气空气的干燥度较差。(2) 二级压力供气：空压机的排气压力 Pk 高于压油槽的额定压力 Py，一般取 Pk=(1. 52.0)Py ，压缩 空气自高压贮气罐经减压后供给压油槽，此方式供气空气的干燥度较高。水电站的供水包括 :技术供水 ,消防供水和生活供水 .本章

38、主要讨论技术供水 .水电站的技 术供水对象是各种机电远行设备 ,其中主要是水轮发电机组 ,水冷式变压器 ,水冷式空压机等 . 技术供水的主要作用是对运行设备进行冷却和润滑,有时水用作操作能源 (如射流泵 ,高水头电站的进水阀操作等 ).发电机一般采用密封通风式冷却， 冷却器中通入水， 靠风扇和离心力作用， 热空气排到冷却 器进行冷却，空气冷却后再重新进入发电机内。空气冷却器是一个热交换器， 它是由许多根黄铜管组成， 冷却水由一端进入空气冷却器， 吸收热空气的热量变成温水，从另一端排出。 空气冷却器大致分为三类：半水内冷式， 双水 内冷式和全水内冷式。空气冷却器的冷却效果与发电机的功率及效率有很

39、大关系： 当进风温度低时， 发电机的 效率高 ,发出的功率大；反之则效率低，功率减小。下面分别讨论各供水对象及起作用 .发电机空气冷却器发电机一般采用密封通风式冷却，冷却器中通入水，靠风扇和离心力作用，热空 气排到冷却器进行冷却，空气冷却后再重新进入发电机内。空气冷却器是一个热交换器，它是由许多根黄铜管组成，冷却水由一端进入空气 冷却器，吸收热空气的热量变成温水，从另一端排出。空气冷却器大致分为三类：半 水内冷式，双水内冷式和全水内冷式。空气冷却器的冷却效果与发电机的功率及效率有很大关系：当进风温度低时，发 电机的效率高 , 发出的功率大；反之则效率低，功率减小。发电机推力轴承和导轴承发电机在

40、运行时的机械摩擦损失以热能的方式存积于轴承中，轴承浸在透平油中， 把热量传给透平油， 故应对油槽内的油及时冷却， 否则会影响轴承的寿命及机组安全运 行，并加速油的劣化 . 油槽内油的冷却方式有两种：(1) 内部冷却：将冷却器放在油槽内，冷却水管通入水流，冷却润滑油使轴承不致 过热；(2) 外部冷却：将润滑油用油泵抽到外面浸于流动的冷却水中的冷却器进行冷却。水轮机导轴承水轮 机导轴承 的润滑 冷却 ：水轮 机导 轴承 型 式很 多， 常用 的有 ：水润 滑的 橡胶 轴承 、稀油 润滑 的筒 式轴 承及 稀油 润滑 分 块瓦 轴承 。介绍 水润 滑的 橡 胶轴 承，橡 胶轴 承在 轴承 体上 镶有

41、 6-12 块橡 胶瓦，用镙 钉把 合，磨损后 可单 独更 换 ，橡胶瓦 有一 定的 吸振 作用 , 可提 高运 行的 稳定 性， 但对 水质 要求 很高 。变压器冷却器变压器的冷却方式有油浸自冷式、油浸风冷式、内部水冷式和外部水冷式等。 内部水冷式是将冷却器装置在变压器的绝缘油箱内；外部水冷式是强迫循环水冷式 , 用油泵抽出变压器油箱中的运行油， 加压送入设置 在变压器外的油冷却器进行冷却。此方法散热能力强，使变压器尺寸缩小，便于布置， 但需设置一套水冷却系统。集油槽冷却及水冷式空压机1. 油压装 置集 油槽冷 却器 ：在油 泵压 油和 油 高速 流动 时产 生热 量，使油 温升 高，会 对

42、 设备 造成 后果， 故在 集油 槽内 装置 冷 却水 管将 油冷 却。2. 水冷式 空气 压 缩机 的冷 却：水冷 式空 气压 缩 机的 冷却 方式 有两 种：机 间冷 却和 机后 冷却用水设备对供水要求各种 用水 设备 对供 水 的水 量, 水温, 水压, 水质 均有 一定 的要 求, 现分 述如 下:对水量的要求1. 水轮发电机总用水量： 是指空气冷却器的用水量加上推力轴承和导轴承冷却器的 用水量，可从教材第 98 页图 4-7 中查得。2. 空气冷却器用水量：可用公式计算也可查表 4-8 得出。3. 推力轴承和导轴承油冷却器用水量：初步估算时可查表 4-8。4. 水轮机导轴承用水量：(

43、1) 稀油润滑的水导轴承，一般都装有冷却装置，其用水量很小，可按推力轴承用 水量的 10-20%考虑；(2) 水润滑的水导轴承从教材 101 页图 4-11 查取一最小用水量，然后乘以 1.5 倍的 安全系数。5. 水冷式变压器用水量：用下面公式计算： Q= Nb / N . q (立方米 / 小时6. 水冷式空压机冷却用水量：查教材 102 页表 4-2 即可。对水温的要求根据我国的具体情况，制造厂按进水温度为 25作为设计依据。如果长年水温超 过 25的地方，与厂家协商订做专门的冷却器，造价较高。冷却水温不低 于 4，避免沿管长方向因温度变化太大造成裂缝。对水压的要求1. 机组冷 却器 对

44、水 压的要 求冷 却器 进口 水压一 般不 超过 0.2MPa。水 压的 上限 不能 超出 冷却 器强度 的要 求， 水压 的下限 只要 满足 克服 冷却器 内部 压降 及排 水管 道的 水头 损失， 保证 通过 必要 的流量 即可 。2. 水冷式 变压 器对水 压的 要求 在水 冷式变 压器 中如 果发 生水管 破裂 或热 交换 器破 裂时 ，就 会使油 水渗 合， 危险 很大， 故对 水压 要求 很严。 要求 进口 处水 压不 超过 (0.05-0.08)MPa ；对 强迫 油循环 体外 冷却 装置 ，水压 不能 超过 油压 ，应 比油 压低 (0.07-0.15)MPa 。3. 水冷式

45、空压 机对水 压的 要求 要求 水压不 超过 30mH2O。对水质的要求1. 冷却水的水质有以下要求 :(1) 不含悬浮物 ;(2) 泥沙含量要求沙粒径在 0.025mm以下，含量在 50g/l 以下 ;(3) 冷却水应为软水，暂时硬度不超过 8° - 12°(4) 冷却水为中性水，力求不含有机物、水生物及微生物 ;(5) 含铁量小于 0.1mg/l ，不含油份 .2. 对水轮机水导轴承润滑水的水质要求(1) 含沙量及悬浮物必须控制在 0.1g/l 以下，泥沙粒径在 0.01mm以下 ;(2) 不含油脂及腐蚀性物质。水的净化河水中含有多种杂质 ,特别是汛期河水浑浊 ,含沙量

46、剧增 .所以需要对河水进行净化 和处理, 以满足各用水部件的要求 .水的净化可分为二大类 , 一为清除污物 , 二为清除泥沙 .清除污物滤水器是清除水中悬浮物的常用设备 .按滤网的形式分为固定式的和转动式两种清除泥沙清除泥沙常用以下几种方法 :(1) 水力旋流器 (如右图所示 ) ：工作原理是根据水与沙的比重不同，利用水流的 离心力分离泥沙，此方法优点是体积小，速度快；缺点是造成一定的水力损失，与水 的比重相差大的泥沙可以排出，相差小的污物排不出去。(2) 平流沉淀池：是一个矩形水池，不由进口缓慢流到出口，流速很小，水中的 悬浮 物和泥沙就在此时间内沉入池底。优点是可就地取材，施工较简单，处理

47、效果 稳定；缺点是占地面积大，需设机械排泥沙装置。(3) 斜流式沉淀池：将水平板改成 斜板，沉泥自动落入池底，易于排污。黄河某 水电站设计建造的一座蜂窝斜管式沉淀池 (如上图所示 ) 。其工作操作程序为 :水流从 取水口进入滤水器先进行过滤， 由水泵将水流抽到蜂窝斜管沉淀池中进行沉淀， 沉淀 之后的水流从沉淀池引出接厂供水管 . 目前水型电站采用水力旋流器，大型电站采用 沉淀器清除污泥。水处理河水中含有多种杂质 ,特别是汛期河水浑浊 ,含沙量剧增 .所以需要对河水进行净化 和处理, 以满足各用水部件的要求 .水的处理包括 : 除垢, 水生物防治 , 离子交换法除盐 .技术供水水源技术供水 水源的选择非常 重要,在技 术上需考 虑水电站 的型式 ,布置 和水 头,满足用 水设备所 需的水量 ,水压 ,水温和水 质的要求 ,力求取水 可靠, 水量 充足,水温适当 ,水质符合 要求,以保 证机组安 全运行,是整个供水 系统设 备操 作维护简 便;在经济 上需考虑 投资和运行费用 最省.如果选择不当 ,不仅 可能 增加 投资 ,还可 能是 电站 在以 后长 期的运 行和 维护 中增 加困难 .技术 供水 系统 除水源 外