水电站工程水力机械辅助设备系统设计与优化分析

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1、水电站工程水力机械辅助设备系统设计与优化分析　　摘要：目前，在我国众多中小型水电站水力机械辅助设备系统的设计与优化中，并未大范围采用新型设备，设备技术陈旧、可靠性差、使用不便等问题较为突出，已经影响到了水电站运行的安全性、可靠性，文章将重点介绍水电站工程水力机械辅助设备系统设计与优化分析，以供同行参考。关键词：水电站工程，水力机械辅助设备系统，设计，优化中图分类号：TV文献标识码：A1前言对于水电站的运行来说，水电站水力机械辅助设备系统的设计方案、产品质量、技术性能等多方面因素将影响水电站安全稳定运行。本文主要结合相关实例，对水电站水系统中所呈现出的机械设

2、计以及优化问题加以探讨。2工程概况某水电站位于河干流的上游，为低坝引水径流式电站，是以发电为主的小型水电站工程。采用2台单机容量为10MW的轴流式水轮发电机组。电站保证出力为4.4MW，多年平均发电量8283万kW・h，年利用小时数4142h。73水电站水力机械辅助设备系统中水系统的设计3.1技术供水、检修排水方式的设计。按照《水力发电厂机电设计规范》，水电站水头为15～120m时宜采用自流(减压)供水方式，水头大于120m时应进行水泵供水与其他供水方式的比较。在以往的技术供水方案比较中，大多没有考虑这样的事实：目前国内生产的水泵由于制造加工工艺不高，质量

3、尚不稳定，很难保证连续稳定运行；有不少类型的水泵达不到其标注的技术性能要求。如：有的自吸泵或离心泵名牌标注的吸出高程为5～7m，而真正可实现的吸出高程只能达到3m；有不少电站的技术供水泵由于制造、技术参数不达标等种种原因不能正常工作，影响到主机设备的安全稳定运行；在方案比较中对水泵故障带来的其他损失、水泵的维护成本、水泵的占地面积以及布置上的困难等往往没有充分考虑。根据电站的实际情况，对排水孔的位置和孔口拦污栅的形式进行了优化改进。位置调整为在水轮机俯视图上，尾水肘管段底部Y方向中心线上距机组X方向中心线2450mm处；在此处把肘段底部钢板割开，于尾水管底

4、板上预留一个长×宽×高为1000mm×500mmm×500mm的排水坑，在排水坑靠上游的一侧埋设排水管至蝶阀层水泵进水口。而割下的钢板做为排水坑的拦污盖板，在钢板上打出190个φ10的排水孔，排水孔的数量根据DN1507水泵吸水管的排水量计算得出。拦污盖板的固定方式采用螺栓螺母进行固定。在盖板四周设计12个φ20的螺栓孔，排水坑四周预埋10mm厚的钢板，在预埋钢板上对应盖板螺栓孔的位置焊接同等数量的M16×40螺栓，将拦污盖板套在螺栓上用螺母进行固定。拦污盖板的这种安装固定方式对于今后的检修维护十分方便，只需把螺母拧开即可把盖板提起。3.2管道阀门的设计。

5、为增加可靠性，减少维护工作量，当技术供水采用自流(减压)供水方式时，供水管中的第1道阀门(靠近取水口端)应选取高一级压力等级的阀门。例如：调保升压值为0.9MPa则最好选用1.6MPa的阀门而不要选1.0MPa的阀门；对不宜检修或检修条件较困难时，宜设2道阀门；此外，检修阀门宜选取不锈钢阀门。4水电站水力机械辅助设备系统中油系统的设计4.1绝缘油系统4.1.1就目前来看，相当一部分水电站所使用的主变压器实际上都是属于20-30年免维护类型的，即便是出现了重大事故需要进行大修，那么在一般情况下都是无需进行绝缘油更换的，所以，在进行中小型水电站绝缘系统设计的过

6、程中，尽可能的省略绝缘油系统；而对于梯级电站来说，只需要在一个合适的站点设置相应的绝缘油系统即可，而其他站点便可以省略掉绝缘油系统的设置。而一些占地相对偏远的独立电站，也同样可以仅设置绝缘油库以及油处理室等对于设备起到保障效果。74.1.2而对于一些大型电站、巨型电站来说，油处理室以及绝缘油便应当要尽可能的靠近用油设备，进而使得设备运行过程中的相关耗能得以节省。4.2透平油系统4.2.1对于中小型的水电站来说，可以通过管路系统简化的设计，来达到更好的运行效果，例如：直接在各个用油设备的附近设置相应的活接头，并且在排油管的总管位置上也设置活接头，那么在这一过

7、程中，便可以直接使用软管进行过渡处理，尽可能的降低了不锈钢管的数量、埋管布置等，达到节能投资、降低材耗的目的。4.2.2对于梯级电站本身来说，可以适当考虑在部分站点位置上，设置上相应的油化验设备、油分析设备、油处理设备等，而在其他站点上则可以省略这方面的布置。4.2.37对于某些大型电站、巨型电站来说，在水力机械辅助设备设计的过程中，则可以直接从检修、维护、运行等方面的角度作为出发点，进而充分考虑到配置的齐全性。除此之外，油系统本身在进行布置的过程中，为了能够尽可能的满足防火规范要求，其中所配置的滤纸就应当要直接设置在相应的房间之内，并且烘箱电源的开关也不

8、能够直接放置在室内空间；油库中事故排油阀的操作务必保证排油阀本身与