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        淺談水力機(jī)械系統(tǒng)在水電站中的技術(shù)應(yīng)用

        2018-12-31 00:00:00彭筆蘭
        水能經(jīng)濟(jì) 2018年9期

        【摘要】水電站輔助水力機(jī)械系統(tǒng)包括油、氣、水、量測(cè)系統(tǒng),其設(shè)計(jì)涉及各系統(tǒng)組成設(shè)備的技術(shù)性能、選型、布置方式等要素。水電站輔助機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮系統(tǒng)可能的影響因素,含國內(nèi)現(xiàn)有設(shè)備制造能力與水平,適用能力、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)及各設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的技術(shù)性能等,以確保水電站輔助水力機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理。

        【關(guān)鍵詞】油;氣;水系統(tǒng)及量測(cè)系統(tǒng);設(shè)計(jì)方案;水力機(jī)械;技術(shù)經(jīng)濟(jì)性;水電站輔助水力機(jī)械系統(tǒng)

        水電站的水力機(jī)械設(shè)備主要包括水輪發(fā)電機(jī)組及其附屬設(shè)備(主體設(shè)備)。輔助水力機(jī)械系統(tǒng)設(shè)備等,其中輔助水力機(jī)械系統(tǒng)一般由油、氣、水、量測(cè)等幾大系統(tǒng)組成,其主要作用是為主體設(shè)備提供必要的服務(wù),保證主體設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行,勿容置疑,水電站主體設(shè)備的性能、質(zhì)量、配置及設(shè)計(jì)操作流程等對(duì)水電安全穩(wěn)定運(yùn)行起著關(guān)鍵作用,但經(jīng)過眾多電站的運(yùn)行事實(shí)證明,水電站輔助水力機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案,產(chǎn)品質(zhì)量,技術(shù)性能等同樣對(duì)水電站的經(jīng)濟(jì)安全穩(wěn)定運(yùn)行起著不可忽視的作用。本文著重針對(duì)水電站水系統(tǒng)中的供水方式,管道閥門設(shè)計(jì),濾水器設(shè)置部位,減壓閥及安全閥口徑選擇,排水方式及滲漏選擇,油、氣及兩側(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案,設(shè)備布置當(dāng)中的方案考慮的合理性,相互之間的影響等設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的諸項(xiàng)問題,談?wù)勗O(shè)計(jì)中的一些體會(huì)。

        1、水電站輔助水力機(jī)械系統(tǒng)中氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

        1.1水電站氣系統(tǒng)一般包括中壓氣系統(tǒng)和低壓氣系統(tǒng),由于目前氣體介質(zhì)減壓閥尚未達(dá)到成熟階段,因此這2個(gè)系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)不考慮合用,應(yīng)盡可能分開設(shè)置。

        1.2低壓氣系統(tǒng)中吹掃及檢修供氣單元與機(jī)組制動(dòng)供氣單元盡可能分開設(shè)置,并分別設(shè)置相應(yīng)容積的貯氣罐,另外,吹掃及檢修供氣單元可作為制動(dòng)供氣的備用氣源,以保證制動(dòng)供氣的可靠性及供氣質(zhì)量;制動(dòng)供氣應(yīng)盡可能干燥、清潔,而吹掃及檢修供氣干燥,清潔度可適當(dāng)放寬。

        1.3由于供氣管路往往較長有一定的管路損失,使氣體到達(dá)供氣設(shè)備時(shí)壓力達(dá)不到設(shè)備的額定操作壓力,因此在選擇壓機(jī)時(shí)其額定排氣壓力宜比設(shè)備的額定操作壓力略高一些,相應(yīng)的貯氣罐設(shè)計(jì)壓力也要提高。

        2、水電站扶助水力機(jī)械系統(tǒng)中油系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

        2.1絕緣油系統(tǒng)

        (1)目前水電站采用的主變壓器大多是20~30年免維護(hù)型的,除非發(fā)生事故進(jìn)行大修,一般情況下是不需要更換絕緣油的,因此筆者建議設(shè)計(jì)中小型水電站絕緣油系統(tǒng)時(shí)省略總的供排油管路;對(duì)于梯級(jí)電站僅在某一較合適的站點(diǎn)設(shè)置絕緣油系統(tǒng),其他站甚至可以省略絕緣油系統(tǒng),對(duì)地理位置較偏僻的獨(dú)立電站,可僅設(shè)絕緣油及油處理室設(shè)備。

        (2)對(duì)梯級(jí)電站而言,可考慮在某站設(shè)油分析、化驗(yàn)設(shè)備,其他站可省略。

        (3)對(duì)巨型和大型電站,可從有利于運(yùn)行、維護(hù)級(jí)檢修德角度出發(fā),考慮配置齊全一些。

        此外,油系統(tǒng)在設(shè)備布置上,為滿足防火規(guī)范要求,配置德濾紙烘箱應(yīng)布置在專用德房間內(nèi),烘箱電源開關(guān)業(yè)不能放在室內(nèi),油庫中油罐德事故排油操作閥門不能與油罐布置在同一房間,應(yīng)布置在專用德房間內(nèi),對(duì)室外布置德管理系統(tǒng),為防止熱脹冷縮導(dǎo)致管路損壞,應(yīng)考慮設(shè)置玻紋管連接段。

        3、 書店展輔助水力機(jī)械系統(tǒng)中水力測(cè)量系統(tǒng)德設(shè)計(jì)

        3.1為保證集水井液位監(jiān)測(cè)與控制,應(yīng)同時(shí)配置2種不同型式的液位控制器,如:壓力傳感式及浮子式等,兩者互為備用。

        3.2監(jiān)測(cè)尾水管壓力脈動(dòng)德傳感器宜布置在水輪機(jī)德尾水管錐管段,而不宜通過測(cè)壓管后再設(shè)置傳感器,因?yàn)檫@樣會(huì)有衰減影響測(cè)量精度。

        3.3在水位布置上,應(yīng)有防止水倒灌的措施。

        4、水電站輔助水力機(jī)械系統(tǒng)中水系統(tǒng)德設(shè)計(jì)

        4.1技術(shù)供水方式設(shè)計(jì)

        按照《水力發(fā)電廠機(jī)電設(shè)計(jì)規(guī)范》,水電站水頭為15~120米時(shí)宜采用自流(減壓)供水方式,水頭大于120米時(shí)應(yīng)進(jìn)行水泵供水與其他供水方式德比較。在以往的技術(shù)供水方案比較中,大多沒有考慮這樣的事實(shí);目前國內(nèi)生產(chǎn)的水泵由于制造加工工藝不高,質(zhì)量尚不穩(wěn)定,很難保證連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行,有不少類型的水泵達(dá)不到其標(biāo)注的技術(shù)性能要求。如:有的自吸泵或離心泵名牌標(biāo)注的吸出高度為5~7米,而真正可實(shí)現(xiàn)的吸出高度只能達(dá)到3米,有不少電站的技術(shù)供水泵由于制造,技術(shù)參數(shù)不到標(biāo)等種種原因不能正常工作,影響到主設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行;在方案比較中對(duì)由于水泵故障帶來的其他損失,水泵的維護(hù)成本,水泵的占地面積以及布置上的困難等因素往往沒有充分考慮。當(dāng)然,這么高水頭采用的彈簧式減壓閥,若采用隔膜式減壓閥,可考慮采用二級(jí)、三級(jí)減壓供水方式。目前,150~160米水頭段的電站如光照,洪家渡等大多采用二級(jí)減壓供水方式,120米以下水頭段的電站大多采用以及減壓方式如引子渡、索風(fēng)營等,上述電站的技術(shù)供水系統(tǒng)運(yùn)行情況都良好。

        4.2管道閥門設(shè)計(jì)

        為增加可靠性,減少維護(hù)工作量,當(dāng)技術(shù)供水采用自流(減壓)供水方式時(shí),供水管中的第1道閥門(靠近取水口端)應(yīng)選取高一級(jí)壓力等級(jí)的閥門。例如:對(duì)不宜檢修或檢修條件較困難時(shí),宜設(shè)2道閥門,此外,檢修閥門宜選取不銹鋼閥門。

        4.3濾水器設(shè)備部位

        在自流(減壓)供水方式中,為了更好地保護(hù)減壓閥及其福建,保證技術(shù)供水系統(tǒng)正常工作,將濾水器放置在減壓閥前也是較好的選擇。雖然濾水器壓力等級(jí)提高了會(huì)增加一定的成本,但增加數(shù)額不大,一般增加10%~15%,完全可以接收。目前很多水電站均采用這種設(shè)計(jì)。

        4.4排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

        在水電站排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí),對(duì)中小型電站及尾水位較高的電站,宜采用直接排水方式。這樣,既減小了水淹廠房的概率,也減小了設(shè)計(jì)工作量。因?yàn)榧w需要密封,設(shè)計(jì)難度也較大,對(duì)滲漏集水井和檢修集水井也宜分開設(shè)置,這也是規(guī)范所需求的。但是,很多電站的業(yè)主要求將兩井用連通管連通,這就要求設(shè)計(jì)單位必須在連通管上家裝常閉閥門,改閥門由于其重要性,要求應(yīng)相當(dāng)可靠能夠鎖定,以避免誤操作引起水淹廠房事故的發(fā)生。

        5、結(jié)束語

        水電站輔助水力機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)對(duì)水電站安全穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要。確保合理有效的輔機(jī)設(shè)計(jì),不僅可以降低成本,節(jié)約投資,更重要的是可以保證水電站主要設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行,方便設(shè)備運(yùn)行及檢修,延長設(shè)備使用壽命。為此,該系統(tǒng)各個(gè)細(xì)節(jié)的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)引起設(shè)計(jì)者的足夠重視。

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