水电站机组自动化运行与监控

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1、水电站机组自动化运行与监控学习情境辅助设备的自动控制及运行压缩空气系统辅助设备的自动控制及运行☞压缩空气具有弹性，是储存压能的良好介质。☞压缩空气使用方便、易于储存和输送，在水电站中得到了广泛的应用，在机组的安装、检修与运行过程中都要使用压缩空气。辅助设备的自动控制及运行螺杆式空压机3活塞式空气压缩机2压缩空气的用途及压气系统的组成1机组制动供气4机组调相压水供气5油压装置供气6综合压缩空气系统7辅助设备的自动控制及运行1.1压缩空气的用途及工作压力◆压缩空气具有弹性，是储存压能的良好介质。(1)油压装置压力油槽充气，水

2、机调节系统和主阀操作系统的能源，工作压力2.5～6MPa；(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)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)蝶阀止水围带用气，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用气，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

3、压井等防冻吹冰用气，工作压力0.3～0.4MPa，为了干燥目的，要求压缩空气气压应为工作压力的2倍。1.压缩空气的用途及压气系统的组成辅助设备的自动控制及运行1.2压缩空气系统的任务和组成压缩空气系统的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)要求。压缩空气系统由空气压缩装置(空压机及附属设备)、管道系统、测量控制元件和用气设备四部分组成。1）空气压缩装置空气压缩装置由空气压缩机、电动机、储气罐和油水分离器等组成。2）管道系统管道系统由干管、支管和管件组成，将气源和用气设备联系起来，输送和分配压缩空气

4、。3）测量控制元件测量控制元件包括各种类型的自动化元件，如压力继电器、温度信号器、电磁空气阀等，其主要作用是监测与控制，保证压缩空气系统的正常运行。4）用气设备用气设备主要有油压装置压力油罐、制动闸、风动工具等。1.压缩空气的用途及压气系统的组成辅助设备的自动控制及运行活塞式空压机又称往复活塞式空压机，具有工作压力范围广，热效率高，工作可靠，气量调节时排气压力几乎不受影响，适应性强等优点。存在的主要缺点是，机体大而笨重，结构复杂，易损件多，维修工作量大，工作时产生的震动大等。2.活塞式空气压缩机单作用式空压机原理图1－活

5、塞；2－气缸；3－吸气阀；4－排气阀2.1活塞式空压机工作循环1）吸气过程活塞向右移，吸气阀开启，空气被吸入气缸，其状态保持被吸入前的状态。2）压缩过程活塞向左移，吸气阀关闭，空气被压缩，体积减小，压力升高。3）排气过程活塞达到左端时，排气阀打开，压缩空气排出，其状态保持为压缩终了时的状态。辅助设备的自动控制及运行2.2压缩机的实际工作过程压缩机的实际工作过程与上面讨论的理论工作过程有所不同，这是因为：存在余隙容积，吸气时气缸中压力降低，排气时气缸中压力增高，温度的改变，空气湿度的影响，以及压缩机配合不严密等缘故。压缩机

6、的实际工作过程：气缸与活塞行程终点应留有一定的余隙容积Vo，这样可以避免曲轴连杆受热膨胀延长时，活塞撞击气缸盖而发生捣缸事故。由于余隙容积Vo的存在，空压机在工作过程中要出现膨胀过程，使空压机实际吸入容积Vs’小于活塞的行程容积(理论吸气量)Vs。活塞式空压机气缸中空气状态变化的压容图p1－吸入空气的压力；p2－排气管内压缩空气压力；1-2－理论吸气线；1’-2’－实际吸气线；2-3－理论2.活塞式空气压缩机辅助设备的自动控制及运行2.3多级压缩单极压缩时当压缩比ε提高到一定程度时，达到压缩极限。由于温度的限制，压缩比ε

7、受将大大减小。单级压缩比为3.48～4.22。当ε大于5时，采用多级压缩。多级压缩的优点：（1）降低排气温度（2）节省功率消耗（3）提高气缸容积利用率（4）降低活塞上的最大气体作用力二级压缩原理图2.活塞式空气压缩机辅助设备的自动控制及运行在螺杆式空压机中，有一由机壳构成的呈“∞”字形的气缸，气缸内平行地配置两个按一定传动比相互啮合的螺旋形转子如图所示。节圆外具有凸齿的转子称为阳转子，节圆内具有凹齿的转子称为阴转子。阴阳转子上的螺旋形体分别称作阴螺杆和阳螺杆。螺杆式空压机一般由阳转子(或经增速齿轮组)与原动机连接，并由此

8、输入功率。由阳转子(或经同步齿轮组)带动阴转子转动。3.螺杆式空压机螺杆式空气压缩机辅助设备的自动控制及运行螺杆空压机有如下优点：1）可靠性高。螺杆压缩机零部件少，没有易损件，因而它运转可靠，寿命长。2）动力平衡好。螺杆压缩机没有不平衡惯性力，机器可平稳地高速工作，可实现无基础运转，特别适合作移动式压缩机，体积小、重