水力機組輔助設(shè)備課程設(shè)計

1、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　主要符號</b></p><p>　　課程設(shè)計的目的和要求</p><p>　　一、水力機組輔助設(shè)備課程設(shè)計的性質(zhì)、目的與任務(wù)</p><p>　　二、水力機組輔助設(shè)備課程設(shè)計的基本要求</p><p>

2、<b>　　三、設(shè)計內(nèi)容</b></p><p><b>　　四、設(shè)計的原始資料</b></p><p><b>　　水電站油系統(tǒng)的設(shè)計</b></p><p><b>　　一、油系統(tǒng)的作用</b></p><p><b>　　二、用油量的技算&

3、lt;/b></p><p>　　三、油系統(tǒng)設(shè)備的選擇</p><p><b>　　四、油管選擇</b></p><p>　　五、油分析化驗設(shè)備的選擇</p><p>　　六、油系統(tǒng)圖及操作程序表</p><p>　　計算技術(shù)供水系統(tǒng)的設(shè)計計算 </p><p>&l

4、t;b>　　一、水系統(tǒng)的作用</b></p><p>　　二、水電站設(shè)計原始依據(jù)</p><p><b>　　三、供水方式的確定</b></p><p><b>　　四、供水設(shè)備的選擇</b></p><p><b>　　五、技術(shù)供水系統(tǒng)圖</b></p

5、><p><b>　　六、設(shè)備列表</b></p><p><b>　　主要符號</b></p><p>　　V—體積，m3 d—管材直徑，mm</p><p>　　H—水頭，m t—時間，min或

6、 h </p><p>　　Q—生產(chǎn)率，m3/h N—機組出力，KW</p><p>　　下腳標 </p><p>　　j—凈油槽 y—運油槽</p><p>　　一、課程設(shè)計的目的和要求</p>

7、<p>　　一、水力機組輔助設(shè)備課程設(shè)計的性質(zhì)、目的與任務(wù)</p><p>　　水力機組輔助設(shè)備課程設(shè)計的任務(wù)是在完成水力機組設(shè)備課程的學習之后，所進行的一次綜合性課程實訓與檢驗。通過本次設(shè)計綜合掌握水力發(fā)電機組輔助</p><p>　　設(shè)備基本原理和組成，培養(yǎng)獨立工作能力，分析原始資料能力及相應(yīng)的動手能力。要求學生按照設(shè)計指導教師給出的設(shè)計任務(wù)書，依據(jù)所掌握的職業(yè)知識，應(yīng)用

8、各種有效資料，獨立完成計算說明書一份和油、水系統(tǒng)圖。</p><p>　　二、水力機組輔助設(shè)備課程設(shè)計的基本要求</p><p>　　1、設(shè)計指導教師應(yīng)在接受該任務(wù)之后編寫完設(shè)計指導書，在設(shè)計開始時下發(fā)給學生。特別要注意結(jié)合課程的教學和行業(yè)的技術(shù)發(fā)展。</p><p>　　2、每一個學生獨立完成計算說明書一份，油、水系統(tǒng)圖，計算所用方法正確，系統(tǒng)設(shè)計合理，所繪的油、

9、水系統(tǒng)圖要符合生產(chǎn)實際的要求。</p><p><b>　　三、設(shè)計內(nèi)容</b></p><p><b>　　1、設(shè)計地點</b></p><p><b>　　教室</b></p><p><b>　　2、設(shè)計內(nèi)容</b></p><p

10、>　　1）油系統(tǒng)：用油量計算。貯油設(shè)備及油處理設(shè)備的選擇，油系統(tǒng)圖及操作程序。</p><p>　　2）水系統(tǒng)：技術(shù)供水，用水量計算，水源，供水方式及設(shè)備配置，檢修排水，排水方式確定排水泵選擇，集水井設(shè)計，系統(tǒng)圖。</p><p><b>　　四、設(shè)計的原始資料</b></p><p>　　(一)水電站基本情況</p>&l

11、t;p>　　ZX水電站位于長江流域ZX干流，河流水質(zhì)較好，泥沙含量不大，在系統(tǒng)中擔負調(diào)頻、調(diào)峰任務(wù)，該水電站特征值如下：</p><p>　　水電站形式：岸邊式廠房、單元引水</p><p>　　電站水頭：Hmax=73.6m，Hmin=46.8m，Hsj=59.8，Hpj=65.76m</p><p>　　裝機容量：6×7.5=45萬KW，6臺HL

12、220型水輪機</p><p><b>　　（二）用油資料</b></p><p>　　本電站根據(jù)制造廠家給定的資料，油系統(tǒng)用戶及其需油量為：</p><p>　　發(fā)電機推理軸承油槽用油量為5.5m3</p><p>　　發(fā)電機上導軸承油槽用油量為2.0m3</p><p>　　發(fā)電機下導軸承油槽

13、用油量為1.0m3</p><p>　　調(diào)速系統(tǒng)用油量為5.0m3</p><p>　　變壓器單臺用油量為55.0m3</p><p>　?。ㄈ┘夹g(shù)供水系統(tǒng)資料</p><p>　　1、機組：HL220-LJ-410型機組，當HP=60m時，NT=75800KW.</p><p>　　2、水位：上游：最高水位172.

14、2m，正常水位1687.5m，死水位144.00m</p><p>　　下游：最高水位109.30m，正常水位（一臺機流量時）94.6m，最低水位93.00m。3、水頭：Hmax=72.5（近期）；Hmin=47m。</p><p>　　4、根據(jù)廠家資料機組技術(shù)供水量為：</p><p>　　發(fā)電機空氣冷卻器：500m3/h</p><p>

15、　　發(fā)電機推力軸承油冷卻器：40m3/h</p><p>　　發(fā)電機上導軸承油冷卻器：6m3/h</p><p>　　水輪機導軸承：30m3/h</p><p>　　5、各技術(shù)供水用戶水流進口高程</p><p>　　發(fā)電機推力上導軸承，大約為104.573m</p><p>　　發(fā)電機上導軸承，大約為102.856

16、m</p><p>　　發(fā)電機空氣冷卻器，大約為99.350m</p><p>　　水輪機導軸承，大約為94.648m</p><p>　　6、各冷卻器上端高程</p><p>　　發(fā)電機推力軸承冷卻器：105.393m</p><p>　　發(fā)電機上導軸承冷卻器：102.215m</p><p>

17、;　　發(fā)電機空氣冷卻器：101.700m</p><p>　　7、廠內(nèi)生活用水量選用內(nèi)徑為φ=50mm管路供水</p><p>　　8、水庫水溫：估計為28℃</p><p>　　9、水流含砂情況：按庫前資料：最大含砂量0.398kg/m3，平均含砂量0.2kg/m3，最小含砂量0.03kg/m3，泥沙礫徑為0.02mm</p><p>&l

18、t;b>　　四、排水系統(tǒng)資料</b></p><p>　　上游：正常水位：167.50m</p><p>　　最低水位：144.00m</p><p>　　下游：二百年一遇洪水位：108.5m</p><p>　　正常尾水位：96.3m</p><p>　　檢修時尾水位：95.5m</p>

19、<p>　　最低水位：94.6m</p><p>　　二、水電站油系統(tǒng)的設(shè)計計算</p><p><b>　　一、油系統(tǒng)的作用</b></p><p>　　水電站的油系統(tǒng)，分為透平油系統(tǒng)和絕緣油系統(tǒng)兩部分，一般水電站，這兩個系統(tǒng)均分開設(shè)置。油系統(tǒng)的設(shè)計任務(wù)是，根據(jù)電站的規(guī)模、特點，對所服務(wù)的用油設(shè)備進行油量計算，選配油處理及化驗設(shè)

20、備，擬制系統(tǒng)原理圖并進行設(shè)備布置和管網(wǎng)計算，最后繪制施工圖，油系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)滿足電站用油設(shè)備經(jīng)濟安全運行的需要。</p><p><b>　　二、用油量的技算</b></p><p>　　（一）、透平油系統(tǒng)用油量計算</p><p>　　1、水輪機調(diào)速設(shè)備用油Vp</p><p>　　水輪機調(diào)速系統(tǒng)用油包括油壓裝置、導水機

21、構(gòu)接力器及管道的充油量。由任務(wù)書可知Vp=5m3.</p><p>　　2、機組潤滑油系統(tǒng)充油量Vh</p><p>　　機組潤滑油系統(tǒng)用油包括推力軸承和導軸承</p><p>　　發(fā)電機推理軸承油槽用油量為5.5m3</p><p>　　發(fā)電機上導軸承油槽用油量為2.0m3</p><p>　　發(fā)電機下導軸承油槽用油

22、量為1.0m3</p><p><b>　　Vh=8.5m3.</b></p><p><b>　　3、管道用油量Vg</b></p><p>　　Vg=（Va+Vh）×5%【見《水力機組輔助設(shè)備》陳存祖編】</p><p><b>　　=13.5×5%</b&g

23、t;</p><p><b>　　=0.675m3</b></p><p>　　（二）、系統(tǒng)用油量的技算</p><p>　　1）運行用油量V1：對于透平油系統(tǒng)指一臺機組潤滑油量、調(diào)速器的充油量及進水閥接力器的充油量和管道充油量之和，即</p><p>　　V1=Vh+Vp+Vg 【見《水力機組輔助設(shè)

24、備》陳存祖編 （2--10） 】</p><p>　　=14.175 m3</p><p>　　對于絕緣油系指一臺電氣設(shè)備（變壓器和油開關(guān)）的充油量</p><p>　　2）事故備用油量V2：以最大的一臺設(shè)備充油量的110%計算，其中10%是考慮油的蒸發(fā)、漏損和取樣的裕量，即</p><p>　　V2=1.1V1max

25、 </p><p>　　=1.1×14.175</p><p><b>　　=15.6m3</b></p><p>　　3）補充備用油量V3：設(shè)備運行中油的損耗需要補充油，為設(shè)備45天的添油量</p><p><b>　　即</b></p><p>　　V3

26、=V1a×45/365 </p><p>　　=14.175 ×10%×45/365</p><p><b>　　=0.176 m3</b></p><p>　　式中 a---設(shè)備在一年中需要補充油量的百分數(shù)，轉(zhuǎn)漿是水輪機取a=15%~25%;其他機組取a=5%~10%；變壓器取a=5%</p>

27、<p><b>　　4）系統(tǒng)總用油量：</b></p><p>　　V=ΣV1+V2+ΣV3【見《水力機組輔助設(shè)備》陳存祖編 （2--13） 】</p><p>　　=6×14.175+15.6+0.176×6</p><p>　　=101.76 m3</p><p>　?。ㄈ⒔^緣油系

28、統(tǒng)用油量計算</p><p><b>　　供油對象有：變壓器</b></p><p>　　由任務(wù)書可知變壓器單臺用油量為55.0m3</p><p>　　最大一臺變壓器的用油量V1max =57.75 m3。</p><p>　　事故備用油量V2=1.1 V1max =63.525 m3。</p><

29、p>　　補充備用油量ΣV3=ΣV1a×45/365 a=5%</p><p>　　=0.339 m3。</p><p>　　全廠設(shè)備總油量V=ΣV1+V2+ΣVm3?！疽姟端C組輔助設(shè)備》陳存祖編 】</p><p>　　= 118.86m3。</p><p>　　三、油系統(tǒng)設(shè)備的選擇</p>

30、<p>　　設(shè)備的配置原則，按絕緣油和透平油兩系統(tǒng)分別配置，設(shè)備包括貯油設(shè)備、凈油設(shè)備、油的吸附處理設(shè)備、油泵、油管和油化驗設(shè)備。</p><p><b>　?。ㄒ唬┵A油設(shè)備選擇</b></p><p>　?。?）凈油桶：貯備凈油供設(shè)備換油時使用，其容積為</p><p>　　透平油 Vj=1.1V1max +ΣV3&l

31、t;/p><p><b>　　=16.66 m3</b></p><p>　　選用2個Vj=10 m3的油罐；</p><p>　　絕緣油 Vj=1.1V1max +ΣV3</p><p>　　=63.87 .1 m3</p><p>　　選用一個Vj=30 m3和一個Vj=40 m3的油罐&

32、lt;/p><p>　?。?）運行油桶：設(shè)備檢修時排油和凈油用。因為它可以兼做接受新油，并與凈油桶互用，所以運行油桶和凈油桶容積一樣。為了替高效率、凈化方便，通常設(shè)兩個油桶，每個油桶容積為總?cè)莘e的一半。</p><p>　　Vy=Vj=16.66 m3</p><p>　　透平油選用兩個個Vj=10 m3的油罐；</p><p>　　絕緣油選用一

33、個Vj=30 m3和一個Vj=40 m3的油罐。</p><p>　?。?）中間油桶：對于透平油系統(tǒng)，當油庫設(shè)在廠外時，為了檢修方便可在廠內(nèi)設(shè)置中間油桶，其容積等于機組最大用油部件的用油量。</p><p>　?。ǘ┯蛢艋O(shè)備的選擇</p><p>　?。?）壓力慮油機和真空慮油機的選擇：按8小時內(nèi)凈化一臺最大機組用油量或24小時內(nèi)凈化一臺最大變壓器的用油量，同時

34、考慮壓力慮油機更換濾紙所需時間，計算時應(yīng)將其額定生產(chǎn)率減少30%，并考慮到真空慮油機工作時往往與壓力慮油機串聯(lián)使用，故慮油機的生產(chǎn)率為： </p><p>　　透平油 QL=V1max /（1—0.3）t</p><p>　　=14.175/5.6</p><p>　　=2.53（m3/h）</p><p>　　=4

35、1.2（L/min）</p><p>　　絕緣油 QL=V1max /（1—0.3）t</p><p>　　=57.75/16.8</p><p>　　=3.44（m3/h）</p><p>　　= 57.3（L/min） </p>&

36、lt;p>　　式中 V1max —— 最大一臺設(shè)備的沖油量，m3;</p><p>　　t——慮清的時間，透平油取8h,絕緣油取24h。</p><p>　　根據(jù)透平油和絕緣油計算出的Q值，選取壓力濾油機和真空濾油機：所以由以上的生產(chǎn)率可知兩系統(tǒng)各選用LY-50型壓力濾油機一臺和ZLY-50型真空濾油機一臺。 【參考文獻見《水電站機電設(shè)計手冊》水力機械 表9-

37、15和9-16】。 </p><p>　　（2）油泵的選擇：油系統(tǒng)輸油泵生產(chǎn)率按4h內(nèi)充滿一臺機組或6~8h內(nèi)充滿充滿一臺變壓器的用油量計算：</p><p>　　絕緣油系統(tǒng) Q=V1max /t 【見《水力機組輔助設(shè)備》陳存祖編 】</p><p><b>　　=14.175/4</b></p><p>

38、;　　=3.54（m3/h）</p><p>　　=59（L/min）</p><p>　　透平油系統(tǒng) Q= V1max /t（m3/h）t</p><p><b>　　=57.75/7</b></p><p>　　=8.25（m3/h）</p><p>　　=137.5

39、（L/min）</p><p>　　式中 V1max ——一臺機組或最大一臺變壓器的充油量，m3；</p><p>　　t ——充油時間，透平油系統(tǒng)t=4h，絕緣油系統(tǒng)t=6~8h。</p><p>　　由Q值選擇透平油的油泵為KCB—83.3型齒輪泵；絕緣油的油泵為KCB—300型齒輪泵。兩臺變壓器個用一個油吸附器。</p><p>

40、<b>　　四、油管選擇 </b></p><p>　　供油干管選用d=50mm焊接鋼管，排油管選d=80mm焊接鋼管。【參考文獻《水電站機電設(shè)計手冊》表9-19】支管根據(jù)設(shè)備的接口直徑選用焊接鋼管。</p><p><b>　　（一）設(shè)備列表</b></p><p>　　五、油分析化驗設(shè)備的選擇</p>&

41、lt;p>　　為了及時了解油的質(zhì)量，防止因油的劣化而發(fā)生設(shè)備事故所造成的損失，應(yīng)按規(guī)定進行取樣試驗。油化驗設(shè)備見表1。</p><p><b>　　表1</b></p><p>　　六、油系統(tǒng)圖及操作程序表</p><p>　　1、透平油系統(tǒng)操作程序表</p><p>　　注：透平油系統(tǒng)圖見附圖1</p>

42、;<p>　　2、絕緣油系統(tǒng)操作程序表</p><p>　　注：絕緣油系統(tǒng)圖見附圖2</p><p>　　三、技術(shù)供水系統(tǒng)的設(shè)計計算 </p><p><b>　　一、水系統(tǒng)的作用</b></p><p>　　水電站的供水包括：技術(shù)供水、消費供水和生活供水。水電站的技術(shù)用水部門主要是水輪發(fā)電機組，水冷變壓器

43、，水冷式空氣壓縮機及其他采用水冷式的附屬設(shè)備。供水的作用主要是解決用水設(shè)備的冷卻與潤滑。各種用水設(shè)備對水量、水壓及水質(zhì)等都有相應(yīng)的要求。在系統(tǒng)中擔任調(diào)頻調(diào)峰的任務(wù)。水電站的技術(shù)公式應(yīng)滿足各用水設(shè)備的用水標準。</p><p>　　二、水電站設(shè)計原始依據(jù)</p><p><b>　　見設(shè)計的原始資料</b></p><p><b>　　

44、三、供水方式的確定</b></p><p>　　依據(jù)水電站永原始資料，水電站最大水頭為73.6m，根據(jù)《水力機組輔助設(shè)備》第四章第三節(jié)介紹，當水頭為20~80m時采用自流供水，所以該水電站的供水方式為自流供水。由于水電站水頭大于50m，為保證用水安全，應(yīng)有可靠的減壓裝置。</p><p><b>　　四、供水設(shè)備的選擇</b></p><

45、;p><b>　　1、取水口的選擇</b></p><p>　　此水電站可以利用水電站的自由差選擇蝸殼取水。以蝸殼取水做為主水源，再設(shè)一個壩前取水做為備用水源。此水電站的引水方式為單元供水，每臺機組設(shè)一個取水口。</p><p><b>　　2、管道的選擇</b></p><p>　　根據(jù)資料提示，該水電站的機組用水

46、量ΣQ=500+40+30+6=576m3/h=0.16m/s，據(jù)《水電站機電設(shè)計手冊》供水系統(tǒng)計算流速采用2~7m/s，這里選5m/s，則根據(jù)</p><p>　　d=（m） 【見《水力機組輔助設(shè)備》4-25】 </p><p><b>　　d=0.02m 。</b></p><p>　　即管道的管徑取0.02m。【參照參考文獻《水電站機電設(shè)

47、計手冊》】</p><p><b>　　3、濾水器的選擇</b></p><p>　　技術(shù)供水在進入用水設(shè)備前，必須經(jīng)過過濾，因此在靠近取水口的供水管道上，需裝置濾水器，對于水導軸承和主軸密封用水水質(zhì)要求較高，應(yīng)在主、備用供水管道上加裝過濾精度高的濾水器。另外，濾水器的個數(shù)必須滿足在清污時不中斷機組的供水。當采用固定式濾水器時，要在同意管道上并聯(lián)裝設(shè)兩只，或裝設(shè)一臺濾

48、水器另加裝旁路供水管機閥門。應(yīng)濾水器裝有反映賭賽的裝置，所以應(yīng)采用壓差信號器，或在濾水器前后裝壓力表。水導軸承潤滑水道管，要住哪個示流信號器。</p><p><b>　　4、閥門的選擇</b></p><p>　　在管道系統(tǒng)中，凡需截斷和調(diào)節(jié)流量的地方，都應(yīng)設(shè)閘閥或截止閥，凡需防止水倒流的地方，都應(yīng)該裝止回閥，在水頭大于50m的自流供水管道上應(yīng)該裝減壓閥。</