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水轮机工作原理

信息来源:www.sygtsd.com 发布时间:2017-02-17

水轮机进水阀是为了保护机组的安全、减轻导叶间隙磨蚀破坏、缩短引水钢管的充水时间而设置。

蝶阀:用于水头在200m以下的水电站。

球阀:用于水头在200m以上的水电站

闸阀:用于小管径(D<1m)、高水头的水电站 。

筒形阀:装在固定导叶与活动导叶之间。

油系统

1.透平油与绝缘油的功用及其用户

透平油:供给机组轴承的润滑油和操作用的压力油,称为透平油。其作用是润滑、散热及传递能量。

绝缘油:供给变压器、油开关等电气设备的绝缘油,其作用是绝缘、散热及灭弧。两种油的性质不同,应有两套独立的油系统。

2.油系统的作用

接收新油、储备净油、给设备充油、向运行设备添加油、从设备中排出污油、油的监督、维护和取样化验、油的净化处理、废油的收集及处理。

3.油系统的组成

油系统由:油罐、油处理设备、油化验设备、油吸附设备、管网、测量及控制元件。

气系统

1.压气系统的用途

压缩空气分为低压压缩空气和高压压缩空气。

(1) 低压压缩空气系统。机组制动;调相运行压水;蝶阀关闭时,将压缩空气通入阀上的空气围带,使其膨胀而减少漏水;检修时清扫设备,供风动工具使用;通向拦污栅,防冻清污。额定气压为0.5~0.8MPa。

(2) 高压压缩空气系统。厂房中所有调速器油压装置的压力油箱充气,调速器压力油箱中约有2/3的体积为压缩空气,以保证调速器用油时无过大的压力波动,额定气压为2.5MPa及4MPa。配电装置如空气断路器的灭弧和操作的用气,以及开关和少油断路器的操作用气,额定气压为2~5MPa。

2.压缩空气系统主要设备有:空压机、过滤器、储气罐、油水分离器、冷却器

水系统

1.供水系统

水电站厂房内的供水系统包括技术供水、生活供水、消防供水。

技术供水包括冷却及润滑用水,如发电机的空气冷却器、机组导轴承和推力轴承的油冷却器、水润滑导轴承、空气压缩机气缸冷却器、变压器的冷却设备等。

注意不同用户对水压、水温、水质的要求。特别是水冷变压器对水压的要求,空气冷却器对水温的要求,水润滑轴承对水质的要求。

2.水电厂的供水系统由水源、供水设备、水处理设备、管网和测量控制元件组成。

3种供水水源:上游水库、下游尾水与地下水。

5种供水方式:自流供水、水泵供水、混和供水、射流泵供水和循环供水。

3种供水设备配置方式:集中供水、单元供水与分组供水。(注意不要把供水方式与供水设备配置方式混淆。)

3.水电厂排水的内容:生产用水的排水、机组和厂房水下部分的检修排水及渗漏排水。

4.检修排水的两种方式:直接排水和廊道排水。

5.排水系统的主要设备:排水阀和排水泵。

6.水力参数测量的目的是为了保证水电站的安全运行和实现经济运行;考查已投入运行机组的实际性能,为科研、设计提供和积累资料。

水力监测的内容:拦污栅前后的压力差,电站上下游水位,水轮机装置水头,工作水头,引用流量,水轮机引,排水系统的监测、辅助设备系统的监测等。



五、选型设计

1.水轮机选型设计一般有三种基本方法

(1) 水轮机系列型谱方法: 中小型水电站水轮机选多此种方法或套用法。

(2) 套用方法: 用于小型水电站设计。

(3) 统计分析的方法:大型水电站设计,应用较广泛。

2.装机特征设计包括:机组台数、单机容量、水轮机型式与装置方式。

(1) 掌握机组台数选择的原则及机组台数对水电厂运行的影响。

(2) 水轮机型式的选择

依据单机容量和水电站的特征水头(Hmax、Hmin、Ha、Hr)进行选择。

型号的选择主要取决于水头。各种水轮机都有一定的使用范围,根据电站运行水头的范围,直接查系列型谱,确定水轮机的型号。如果两种型号均可采用时,可通过水轮机比转速水平分析和水轮机性能与应用特点比较确定水轮机的型式,保证水轮机较高的动能经济指标和可靠的安全性能。

根据目前国内设计、施工和运行的电站资料,在特征水头相近、单机容量适当,经济技术指标相近时,有限套用已经生产国的机组,这样可以节省设计时间、尽早供货、提前发电。



六、水轮发电机

(1)水轮发电机与汽轮发电机相比,其特点有

转速底:由于水头所限,一般均在750转/分以下,有的每分钟只有几十转/分。

极数多:因为转速底,为了达到50HZ/s的电能要求,就需要增加磁极对数,以使定子线圈的

磁场每分钟仍能变化50次。

结构尺寸和重量都较大:一方面由于转速较底,另一方面当机组发生甩负荷时,为了避免产

生强大的水锤而造成钢管破裂,要求导叶紧急关闭时间较长,但这又会引起转速上升过高,因此

要求转子要具有较大的重量。

水轮发电机一般采用竖轴。为了减少占地,来降低厂房的造价。所以在大中型水轮发电机组中,一般都采用竖轴。

(2)水轮发电机的主要组成部件

水轮发电机主要有定子、转子、推力轴承、上下部导轴承、上部下部机架、通风冷却装置、

制动装置、及励磁装置等组成。

定子:是产生电能的主要部件,它是由线圈、铁芯和本体等组成。由于大中型水轮发电机的

定子直径很大,为了便于运输,一般是分解运输的。

转子:是产生磁场的旋转部件,由支架、轮环、磁极和励磁线圈等组成。

推力轴承:它是承受机组转动部分总重和水轮机轴向水力推力的部件。

冷却系统:

在大中型水轮发电机组中,一般均采用空气冷却,发电机内部的热风通过均布于定子机壳外

的空气冷却器冷却后,再重新送入发电机。但近年来随着机组容量不断的扩大,现在已有定子水

内冷的机组在投入使用。

励磁装置及其发展趋势与火力发电厂基本相同。




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