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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时间:2018-05-23

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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

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