四川省水利水電勘測設(shè)計研究院規(guī)劃分院 （四川德陽618000）

摘 要：在我國有許多中小型水電站，在水電站的水力機械輔助設(shè)備系統(tǒng)的設(shè)計和優(yōu)化中，大多數(shù)都沒有采用新型的設(shè)備，水電站內(nèi)部的機械設(shè)備比較陳舊，安全性可靠性差，使用起來非常不便捷等問題非常突出，已經(jīng)嚴(yán)重的影響到水電站的安全可靠的運行。本文主要講述了水電站工程水力機械輔助設(shè)備系統(tǒng)的設(shè)計，并且進行了優(yōu)化分析以供大家參考。

關(guān)鍵詞：水電站，水力機械輔助設(shè)備系統(tǒng)，優(yōu)化分析

一、前 言

在水電站的運行使用過程中，水電站水力機械輔助設(shè)備系統(tǒng)的設(shè)計方案、水電站設(shè)備的質(zhì)量和設(shè)備的技術(shù)性能等等，都對水電站的安全可靠的運行有著影響。本文主要講的是水電站中水力機械輔助設(shè)備系統(tǒng)的設(shè)計與其優(yōu)化問題進行討論分析。

二、水電站水力機械輔助設(shè)備系統(tǒng)中水系統(tǒng)的設(shè)計

2.1水電站供水系統(tǒng)設(shè)計

目前我國國內(nèi)水泵的使用性能往往都不是很理想，造成這種現(xiàn)象的主要原因是質(zhì)量不合格，沒有辦法維持系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運行，并且相當(dāng)一部分的水泵的質(zhì)量和強度明顯達不到標(biāo)準(zhǔn)。在對水泵進行檢查過程中，我們發(fā)現(xiàn)相當(dāng)一部分水電站的供水泵，因為制造方法與技術(shù)落后等原因在運行的時候出現(xiàn)異常，機械設(shè)備無法發(fā)揮正常的性能。目前我國的減壓閥技術(shù)發(fā)展勢頭較好其成本也大大降低，水電站凈水頭在120-300m范圍內(nèi)時，我們最好選擇自流供水當(dāng)做機組技術(shù)供水方式。如果是水電站的泥沙比較多的情況下，就需要綜合的去分析，最好選用正、反雙向的供水方式，并且要定期做好切換，進行反沖洗，避免堵塞現(xiàn)象出現(xiàn)。我國有一些中小型的水電站在進行供水設(shè)計的時候會選擇循環(huán)供水的方式，但是這個形式在封河的寒冷地區(qū)就很容易出現(xiàn)異?，F(xiàn)象，這主要的原因就是因為冷卻器在尾水渠的時候，會由于低溫而出現(xiàn)損壞。

2.2水電站排水系統(tǒng)設(shè)計

我們在設(shè)計水電站排水系統(tǒng)的時候，需要依據(jù)不同的情況具體分析，如果是中小型電站或者是尾水位超高的水電站的時候，那么就需要設(shè)計直接排水方式。設(shè)計這種方式，大大的降低了廠房被淹的可能性，同時設(shè)計者的工作也變得比較簡單。這主要是因為在設(shè)計集水井井蓋的時候，如果必須密封的情況下，那么這個設(shè)計就會遇到許多意想不到的困難。滲漏集水井和檢修集水井需要根據(jù)不同的情況來進行設(shè)計，在現(xiàn)代設(shè)計理念中這是最基本的標(biāo)準(zhǔn)。但是在實際的工作中，相當(dāng)一部分的水電站的業(yè)主，都會要求把兩個井打通處理，在設(shè)計的時候要求在對連的通管上安裝常閉閥門來進行調(diào)節(jié)。在進行閥門安裝的時候，一定要非常的穩(wěn)固才行，這樣可以避免廠房被洪水沖垮的危險。

2.3水電站濾水器設(shè)置設(shè)計

我們在設(shè)計自流供水形式的時候，如果想要維持減壓閥的功能，那么在分布裝置的時候，濾水器需要進行合理的設(shè)置，以便技術(shù)供水系統(tǒng)可以正常的運行，我們也可以把濾水器放在減壓閥的前面來確保其性能充分發(fā)揮。雖然濾水器的壓力等級高低會影響投資成本，但是其影響的范圍不是很大，水電站是完全可以接受的，這個設(shè)計方案可以運用的范圍比較廣泛，并且運用的效果也比較理想。

2.4水電站管道閥門的設(shè)計。

水電站的管道閥門設(shè)計要可靠穩(wěn)定，我們在進行設(shè)計的時候要增加管道閥門的可靠性，減少管道閥門維護的工作量，所以我們在技術(shù)供水選用自流供水方式的時候，在供水管道中的第一道閥門，也就是說靠近取水口端的那個閥門，我們要采取高一級的壓力等級閥門。如果檢修或者檢修條件比較困難的情況下，我們應(yīng)該再設(shè)置第2道閥門；進行檢修的閥門應(yīng)該選取不銹鋼的閥門。

三、水電站的水力機械輔助設(shè)備系統(tǒng)中油系統(tǒng)的設(shè)計

3.1絕緣油系統(tǒng)

3.1.1就我國現(xiàn)在水電站的情況來看，我國許多的水電站所用的主變壓器基本上都是二十到三十年不用去維護這樣類型的主變壓器，就算是真的出現(xiàn)了一個重大的安全事故需要進行維修，那在通常的情況下我們的主變壓器的絕緣油也是不需要更換的，因此，我們在對中小型的水電站的絕緣系統(tǒng)來進行設(shè)計的過程中，要盡量不要去管絕緣油系統(tǒng)。然而如果是梯級電站，我們僅僅需要找一個適合的地方安裝絕緣油系統(tǒng)就可以了，在其他的站點我們則可以把絕緣油系統(tǒng)設(shè)置忽略掉。如果地點偏僻的水電站的話，我們只是單單設(shè)置絕緣油庫和油處理室就可以了，這樣也可以起到對設(shè)備的保障效果。

3.1.2但是如果是大型電站或者巨型電站，那么油處理室與絕緣油就應(yīng)當(dāng)盡可能的在用油設(shè)備的附近，主要原因是在設(shè)備運行的過程中可以節(jié)約耗能。

3.2透平油系統(tǒng)

3.2.1中小型水電站可以通過對管路系統(tǒng)進行簡化設(shè)計，這樣來達到比較好的的運行效果，比如，我們在每個用油設(shè)備附近設(shè)相應(yīng)的活接頭，同時還要在排油管總管的位置上面也建設(shè)活接頭，那么在這個過程中我們便可以直接用軟管來進行過渡處理，這樣就做到盡量的降低了不銹鋼管道的數(shù)量、埋管的布置等，來達到降低成本減少投資的目的。

3.2.2對那些大型的水電站和巨型水電站來說，在水力機械輔助設(shè)備設(shè)計的過程中，可以直接的從檢修維護、運行使用等這些方面的角度，來作為設(shè)計的出發(fā)點，來充分的去考慮機械設(shè)備配置是否齊全。油系統(tǒng)在進行設(shè)計布置的過程中，我們?yōu)榱四軌驖M足防火規(guī)范的規(guī)定，那么在設(shè)置所配置的濾紙，就可以直接的設(shè)置到相應(yīng)的房間內(nèi)，需要注意的是烘箱電源的開關(guān)不能夠直接的放置到室內(nèi)的空間。在油庫中，要進行事故排油閥的操作的時候，一定要保證排油閥和油罐之間距離相當(dāng)大，排油閥和油罐這兩個設(shè)備一定不要完全設(shè)置在一個房間之內(nèi)，要分別的放置到其專用的房間。我們在布置室外管路系統(tǒng)的過程中，一定要盡可能的去避免管道會受到熱脹冷縮的影響，需要在管路上設(shè)置相應(yīng)的波紋管的連接段。

四、水電站水力機械輔助設(shè)備系統(tǒng)中氣系統(tǒng)的設(shè)計

4.1 水電站氣系統(tǒng)一般來說包括了低壓氣系統(tǒng)和中壓氣系統(tǒng)，我國現(xiàn)在所經(jīng)常使用的相關(guān)氣體介質(zhì)，其本身所牽扯到的減壓閥技術(shù)并不是十分成熟，我們在對這兩個系統(tǒng)進行設(shè)計的過程中，一定要盡可能的進行分開設(shè)置，來提高水電站氣系統(tǒng)運行的安全性與可靠性。

4.2在水電站低壓氣系統(tǒng)中，所提到的吹掃和檢修供氣單元和機組制動用氣這兩個一定要盡量的進行分開設(shè)計，那么這就一定要再設(shè)置一個容量相同的貯氣罐。除此之外，吹掃和檢修的供氣單元也能用來當(dāng)做制動供氣備用的氣源，來保障機組制動供氣來源的可靠性和供氣的質(zhì)量。制動供氣要盡量清潔干燥，然而吹掃和檢修的供氣，其干燥清潔程度可以適當(dāng)?shù)姆艑挕?/p>

4.3 在實際的工作中，往往供氣管路會比較長，會有相當(dāng)?shù)墓艿罁p失，那么當(dāng)氣體來到供氣設(shè)備的時候，其壓力往往會到不了設(shè)備所額定的操作壓力，因而我們在選擇空壓機的時候，它的額定好的排氣壓力應(yīng)該比設(shè)備規(guī)定好的操作壓力要高一點點，那么貯氣罐的設(shè)計壓力相對也要高一點。

五、結(jié)束語

綜上所述，水電站水力機械輔助設(shè)備系統(tǒng)的設(shè)計與優(yōu)化工作是非常重要的，它主要對水電站自身運行的穩(wěn)定性安全性來說，還是起到了非常重要的作用。我們在設(shè)計的過程中，一定要最大限度來保障，每個不同地方的輔助設(shè)備系統(tǒng)的設(shè)計達到完美狀態(tài)，只有這樣做才能夠促使投資與運行的成本大大的降低，更加重要的是，我們要通過這些措施，可以切實有效的來保障水電站設(shè)備運行的安全可靠，對設(shè)備檢修也簡單化，促使設(shè)備的使用壽命可以大大增加。所以，這個系統(tǒng)所表現(xiàn)出的每個細節(jié)設(shè)計，我們的設(shè)計人員都必須重視起來，然而相對于水電站工程的水力機械輔助設(shè)備系統(tǒng)將來的發(fā)展來看，還是非常重要的。

參考文獻：

[1]錢君青 王源 水電站水力機械優(yōu)化設(shè)計及設(shè)備優(yōu)化分析[J]. 陜西水利水電技術(shù)，2013（6）.

[2]唐家來 水力機械機理研究探討[J]. 武漢大學(xué)學(xué)報（水利工程版）， 2014（8）.

[3]趙敏霞 馮偉 水電站水力機械輔機設(shè)計特點研究[J].，長江水力發(fā)電，2013（7）.