水力机组辅助设备安装过程

【专家解说】：水力机组辅助设备》教学大纲 发表日期：2006年11月14日 已经有235位读者读过此文 一、课程基本信息 课程名称：水力机组辅助设备 Auxiliary Equipment of Hydraulic Unit 课 程 号：30654930 课程类别：必修课 学 时：48 学 分：3 二、教学目的及要求 本课程是热能与动力工程专业（水电类）主要专业课之一。通过本课程的学习应了解和掌握水电厂主要辅助机械的工作原理和应用，辅助设备系统的设计原理及计算方法，水力监测系统的设计，为今后从事水电站动力设备设计、运行、测试和科学研究打下必要的基础。 基本要求： 1. 了解水电站主要辅助机械（空压机、油泵、水泵、压力滤油机和真空滤油机等）的工作原理及其应用。 2. 了解水电站水力监测系统工作原理及应用。 3. 初步掌握水电站辅助设备系统的设计原理及计算方法。 4. 初步掌握水力监测系统的设计原理。 三、教学内容 第一章 水轮机进水阀及操作系统 第一节 进水阀的作用及设置条件（0.5学时） 一. 作用 安全（检修人员、运行灵活）；减小漏水；防止飞逸。 二. 设置条件* 叉管引水；水头大于120米；引水管路较长。 三. 技术要求 1.结构简单、工作可靠、操作简便。 2.尽可能做到尺寸小重量轻。 3.止水好。 4.结构和强度满足运行要求。 第二节 进水阀的型式及主要构件（1学时） 一. 蝴蝶阀 卧轴蝶阀的特点；立轴蝶阀的特点*。 主要构件：阀体、活门*、阀轴、轴承、密封装置及锁锭装置。 附件：旁通管和旁通阀、空气阀、伸缩节。 蝶阀优缺点 二. 球阀 适合的工作条件 结构特点： 1. 阀体与活门 2. 密封装置*（工作密封、检修密封） 3. 液压阀 球阀优缺点 第三节 进水阀的操作方式和操作系统（0.5学时） 一. 操作方式 手动、电动、液压操作适合的工作条件。 接力器的类型 二. 操作系统 1. 蝶阀操作系统 自动开关蝶阀的动作过程* 2. 球阀操作系统（了解） 第二章 油系统 第一节 水电站用油种类及其作用（0.5学时） 一. 种类 润滑油：透平油、机械油、压缩机油、脂类油 绝缘油：变压器油、开关油、电缆油 二. 作用 透平油：润滑、散热、液压操作 绝缘油：绝缘、散热、消弧 第二节 油的基本性质和分析化验（1.5学时） 一. 有的基本性质及其对运行的影响 1. 油的物理性质 绝对粘度（动力粘度*、运动粘度） A.粘度 相对粘度、恩氏粘度 B.闪点--防火性质 C.凝固点--防冻性质 D.透明度--洁净性质 E.水分--防乳化性质 F.其它（机械杂质、灰分等） 2. 油的化学性质 A.酸值—油中游离的有机酸 B.水溶性酸或碱—油中残存的无机物 C.苛性钠抽出物酸化测定 3. 油的电气性质 A.绝缘强度—击穿电压 B.油的介质损失角正切*—判断绝缘油优劣的定量指标 4. 油的稳定性质 抗氧化性、抗乳化性 二. 油的质量标准和分析化验（了解） 第二节 油的劣化和净化处理*（1学时） 一. 劣化的原因和后果 A.水分（乳化、氧化、增酸价、腐蚀） B.温度（加快氧化） C.空气（其中的氧和水） D.天然光线（紫外线） E.电流（分解劣化） F.其它因素 二. 油的净化处理 1. 沉清 2. 压力过滤*—压力滤油机工作原理，压力滤油机基本结构。 3. 真空过滤*—真空滤油机工作原理，真空滤油机基本结构。 三. 油的再生（了解） 四. 齿轮油泵 1. 齿轮油泵的工作原理 2. CB-B型齿轮油泵的基本结构 第三节 油系统的作用、组成和系统图(1.5学时) 一. 油系统的任务和组成 1. 油系统的任务 接受新油；贮备净油；给设备充油；向运行设备添油；从设备中排出污油；污油的清净处理；油的监督与维护；废油的收集及保存。 2. 油系统的组成 油库；油处理室；油化验室；油再生设备；管网；测量及控制元件。 二. 油系统图** 1. 油系统图的设计原则 系统的连接明了；油的处理设备应可以单独运行或串、并联运行；污油和净油应有各自的独立管道和设备；设备布置尽可能固定。 2. 油系统图示列 要能读懂系统图*** 3. 各类油系统图比较 了解相同点和不同点 第四节 油系统的计算和设备选择（2学时） 一. 用油量估算 1. 水轮机调节系统充油量计算 （1）油压装置的用油量查标准手册 （2）导水机构接力器用油计算 （3）转浆式转轮接力器用油量计算 （4）受油器的充油量 （5）冲击式水轮机接力器充油量 1. 机组润滑油系统充油量计算 发电机推力轴承；发电机上部导轴承；发电机下部导轴承；水轮机导轴承。 2. 进水阀接力器的充油量 3. 透平油系统总用油量 运行用油量；事故备用油量；补充备用油量 4. 绝缘油系统总用油量 一台最大主变充油量；事故备用油量；补充备用油量 二. 油系统设备选择 1. 贮油设备选择 净油槽；运行油槽；中间油槽；事故排油池；重力加油箱 2. 油泵和油净化设备的选择 齿轮油泵；压力滤油机；真空滤油机；管网 三. 油系统管网计算 沿程损失计算；局部损失计算 第三章 压缩空气系统 第一节 水电站压缩空气的用途（0.5学时） 一. 中、高压系统 油压装置供气；变电站用气 二. 低压系统 机组停机；调相压水；风动工具及吹污；空气围带；吹冰 第二节 活塞式空气压缩机**（5学时） 空压机的类型： 速度型—轴流式、离心式、混流式 容积型—回转式（滑片式、螺杆式、转子式）、往复式（膜式、活塞式） 一、活塞式空压机的作用原理与分类 单作用式活塞式空压机工作原理 双作用式活塞式空压机工作原理 分类：按排气量大小分四类（微型、小型、中型、大型） 按排气压力大小分四类（低压、中压、高压、超高压） 二、活塞式空压机的工作过程 （一）气体基本状态参数 压力；温度；比容 （二）理想气体状态方程 （三）活塞式空压机理论工作过程 三点假设 吸气过程；压缩过程（等温、绝热、多变）；排气过程 热力学计算 （四）活塞式空压机实际工作过程 1. 余隙容积影响 2. 吸气时汽缸压力降低的影响 3. 排气时汽缸压力升高的影响 4. 汽缸温度变化的影响 5. 空气湿度的影响 6. 不严密的影响 排气系数定义** 三. 活塞式空压机的压缩极限和多级压缩* 1. 单级压缩时压缩比的限制 2. 多级压缩及其级数选择 3. 多级压缩的优点 四. 活塞式空压机的排气量及其调节 排气量的计算和换算 五. 活塞式空压机的功率和效率 理论功率；指示功率；轴功率；原动机功率；效率 六. 活塞式空压机的基本结构 （参观） 第三节 机组制动供气（1学时） 一. 机组制动概述 为什么制动？ 怎样制动？ 二. 制动装置系统 1. 机组制动系统原理图 2. 制动操作（自动操作、手动操作） 3. 顶转子 四. 设备选择计算 1. 机组制动耗气量计算 按制动过程耗气流量计算；按充气容积计算；初设时估算 2. 贮气罐容积计算 3. 空压机生产率计算 4. 供气管道选择 第四节 机组调相压水供气（1.5学时） 一. 调相压水概述 电力系统为什么要调相；电网中可调相的设备；水轮发电机调相的特点；水轮机调相运行方式。 二. 给气压水作用过程和影响因素* 过程：给气流量、携气流量、逸气流量 因素：1.给气管径和给气压力 2.贮气罐容积 3.给气位置 4.导叶漏水 5.转轮直径和转速 三. 设备选择计算 充气容积计算；贮气罐容积计算；空压机生产率计算；调相给气流量计算 四. 调相压水压缩空气系统及系统图 第五节 风动工具、空气围带、防冻吹冰（1学时） 一. 风动工具 风铲、风钻、风砂轮等 空压机计算选择；贮气罐容积计算；管径选择 二. 空气围带 1. 大轴围带 2. 主阀围带 三. 防冻吹冰 系统图讲解 第六节 油压装置供气（0.5学时） 一. 供气的目的和方式 目的：压力源 方式：一级压力供气和二级压力供气 二. 压油槽充气压缩空气系统 系统组成；系统图 三. 设备选择计算 空压机；贮气罐；管路 第七节 配电装置供气（1.5学时） 一. 供气对象和技术要求 对象：断路器；隔离开关等 要求：压力；干燥；清洁 二. 压缩空气干燥方法 物理法、化学法、降温法、热力法 一. 热力干燥法** 1. 第一干燥过程 加压、升温——恒压、降温——析水 2. 第二干燥过程 恒温、降压——干燥 3. 析水计算 4. 相对湿度计算 第八节 水电站压缩空气综合系统（2学时） 一. 综合系统设计原则 二. 技术安全要求 三. 自动化要求 四. 综合系统图** 第五章 技术供水系统 第一节 供水对象及其作用（0.5学时） 一. 对象：发电机空气冷却器；发电机推力轴承；发电机上、下导轴承；水轮机导轴承；变压器；空压机；油压装置。 二. 作用：冷却、润滑 第二节 用水设备对供水要求（1.5学时） 一. 水量计算 1. 水轮发电机总用水量 2. 空气冷却器用水量 3. 推力轴承及导轴承用水量 4. 水轮机导轴承用水量 5. 水冷式变压器用水量 6. 水冷式空压机用水量 二. 水温 小于30℃ 三. 水压 冷却器对水压要求（管网计算）；变压器对水压要求；空压机对水压要求 四. 水质 冷却水要求（七点） 润滑水要求（三点） 第三节 水的净化与处理（2学时） 一 水的净化 （一）清除污物 滤水器（固定式、转动式）工作原理及结构 （二）清除泥沙** 1. 水力旋流器工作原理、结构、优缺点 2. 平流式沉淀池工作原理、优缺点 3. 斜流式沉淀池工作原理、优缺点 4. 斜管式沉淀池工作原理、结构、优缺点 二. 水的处理 了解 第四节 水源及供水方式（1.5学时） 一. 水源** 原则：满足水量、水压、水温、水质，保证安全（主水源、备用水源）。 1. 上游水库作水源 （1）压力钢管取水或蜗壳取水 （2）坝前取水 2. 下游尾水作水源 注意事项 3. 地下水源 注意事项 二. 供水方式* 1. 自流供水（20~80米水头） 优缺点；注意事项 2. 水泵供水（大于80米水头） 优缺点；注意事项 3. 混合供水（12~20米水头） 注意事项 4. 射流泵供水（80~200米水头） 试验研究 5. 其它供水方式 三. 设备配置方式 6. 集中供水 7. 单元供水 8. 分组供水 第五节 技术供水系统图**（1.5学时） 典型图分析 流程讲解 第六节 技术供水系统设备及管道选择（2学时） 一. 供水泵** 选择原则：1.流量和扬程在任何工况下都能满足用户要求 1. 有较好的空蚀性能，工作稳定，效率高 2. 允许吸上高度较大，比转速较高，价格较低 离心泵的选择计算 流量计算；全扬程计算（上游取水、下游取水）；吸出高度及安装高程的确定**。 二. 取水口 1. 布置原则 2. 取水口个数 3. 拦污栅 三. 排水管出口 四. 滤水器 五. 阀门（闸阀、截止阀、球阀、旋塞阀、节流阀、止回阀、安全阀、减压阀） 六. 减压装置 自动调整式减压阀；固定减压装置；闸阀减压 七. 管道 第八节 技术供水系统水力计算（简介） 第六章 排水系统 第一节 排水内容和方式（0.5学时） 一. 排水内容 生产用水；检修排水；渗漏排水 二. 排水方式 渗漏排水（集水井；廊道） 检修排水（直接；廊道） 第二节 渗漏排水（1.5学时） 一. 渗漏水量的估算 二. 集水井容积的确定** 有效容积；备用容积；安全容积；停泵容积 三. 渗漏排水泵选择 四. 渗漏排水泵的操作方式 第三节 检修排水（1学时） 一. 检修排水量计算 排水容积计算；上下游闸门漏水量计算 二. 检修排水泵选择 泵型；水泵流量；台数；扬程 三. 检修排水方式 四. 检修排水阀 第四节 排水系统图（1学时） 一. 设计原则和要求：技术上可靠；经济上合理；操作上方便 二. 典型系统图** 第五节 离心泵启动充水（0.5学时） 一. 装底阀手动充水 二. 设置真空泵、不装底阀 水环式真空泵工作原理；选型 三. 设置射流泵、不设底阀 第六节 射流泵在供排水系统中的应用（1.5学时） 一. 射流泵工作原理 射流泵基本结构；工作原理 二. 供排水系统应用 供水泵；水轮机顶盖排水泵；渗漏排水泵；检修排水泵；离心泵启动充水泵 三. 射流泵的选择计算 水头比；流量比；面积比；用作排水式的效率；用作供水式的效率 第七章 辅助设备系统的设计 （课程设计的教学计划） 第八章 非电量电测原理与仪表 （《动力工程测试技术》中已学过此内容） 第九章 机组水力参数的测量 第一节 水电站水力测量的目的和内容（0.5学时） 一. 目的：安全运行和经济运行；监测机组运行性能；自动化要求 二. 内容：拦污栅前后压差；上下游水位及装置水头；水轮机工作水头；水轮机引用流量；水轮机气蚀；机组振动和轴向位移；相对效率；综合监控系统。 第二节 上、下游水位和装置水头的测量（1.5学时） 一. 目的和方法 目的（7点） 方法：直读水尺；液位仪 二. UYF-2、XBZ-2型浮标式遥测液位仪 结构与原理；安装要求和接线 三. XBC-2型遥测液位差计 四. USS-51型声波液位计 五. 测量设备的选择和布置 第三节 水轮机工作水头测量（1学时） 一. 水轮机工作水头含义和测量 二. CW型双波纹管差压计 三. 测量水轮机工作水头的仪表 四. 测量仪表的选择 第四节 水轮机引排水系统的监测（2学时） 一. 进水口拦污栅前后压力监测 二. 蜗壳进口压力的测量 三. 水轮机顶盖压力的测量 四. 尾水管进口真空的测量 五. 尾水管水流特性的测量 第五节 水轮机空蚀和机组相对效率的测量（1学时） 一. 水轮机空蚀的测量 声学法*；电阻法 二. 机组相对效率的测量 意义；装置 第六节 机组振动和轴向位移的测量（3学时） 一. 机组振动测量 1. 机组振动测量的目的 2. 机组振动测量的工况** （1）空载无励磁变转速工况 （2）空载变励磁工况 （3）变负荷工况 （4）调相运行工况 3. 机组振动测量的常用方法 二. 机组轴位移的测量 第十章 水轮机流量的测量 第一节 水轮机流量测量概述（1学时） 一. 水轮机流量测量的意义与目的 二. 水轮机流量测量的特点 三. 水轮机流量测量的基本方法 第二节 水轮机蜗壳测流法（2学时） 一. 蜗壳测流的基本原理 二. 测压孔的布置与计算 三. 蜗壳流量系数的率定 四. 测量仪器 第三节 流速仪测流法（1.5学时） 一. 流速仪测流的基本原理 二. 测流段面的选择 三. 流速仪台数及其布置方式的确定 四. 流速仪的选用、安装与信号记录 五. 流速分布图的绘制与流量的计算 第四节 水锤测流法（0.5学时） （简介） 第十一章 水力测量系统的设计 （课程设计内容） 四、教材：《水力机组辅助设备》 范华秀主编 水利电力出版社 1987年 五、参考文献： 1. 哈尔滨电机研究所：水轮机设计手册，机械工业出版社，1976年 2. 华东水利学院：水电站辅助设备，1976年 3. 水电站动力设备设计手册，骆茹蕴主编，水利电力出版社，1990年