小水電站基本知識(shí)

1、5月30日，國(guó)家發(fā)展改革委、水利部、國(guó)家能源局三部門(mén)聯(lián)合發(fā)布關(guān)于開(kāi)展長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶小水電 排查工作的通知，通知稱(chēng)，近期有關(guān)部門(mén)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶部分地區(qū)存在小水電開(kāi)發(fā)管理不規(guī)范造成生態(tài)環(huán)境損害問(wèn)題。此次排查擬進(jìn)一步梳理小水電管理中存在的突出問(wèn)題，研究提出針對(duì)性政策措施，督促相關(guān)省份完善小水電管理制度，對(duì)發(fā)現(xiàn)的造成嚴(yán)重生態(tài)環(huán)境問(wèn)題予以嚴(yán)肅處理。據(jù)悉，我國(guó)多省份，尤其是欠發(fā)達(dá)地區(qū)確實(shí)存在投資低、效益差的小水電站影響生態(tài)環(huán)境的問(wèn)題， 為了在排查工作中更清晰地了解小水電站的施工架構(gòu)以及工作原理，我們不妨先學(xué)習(xí)一下正規(guī)小水電站的工作原理是什么樣的。1 .水輪機(jī)有哪些工作參數(shù)？H表示，單位為m。水輪機(jī)的基本

2、工作參數(shù)有水頭、流量、轉(zhuǎn)速、出力和效率。水輪機(jī)水頭是指水輪機(jī)進(jìn)口斷面與其出口斷面的單位重量水流能量的差值，用水輪機(jī)流量是指單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)水輪機(jī)過(guò)水?dāng)嗝娴乃黧w積。水輪機(jī)轉(zhuǎn)速是指水輪機(jī)主軸每分鐘旋轉(zhuǎn)的次數(shù)。水輪機(jī)出力是指水輪機(jī)軸端輸出的功率。水輪機(jī)效率是指水輪機(jī)出力與水流出力之比。2 .水輪機(jī)有哪幾種類(lèi)型？水輪機(jī)可分為反擊式和沖擊式兩大類(lèi)。反擊式水輪機(jī)包括混流式水輪機(jī)（HL）、軸流定槳式水輪機(jī)（ZD）、軸流轉(zhuǎn)槳式水輪機(jī)（ZZ）、斜流式水輪機(jī)（XL）、貫流定獎(jiǎng)式本輪機(jī)（GD）和貫流轉(zhuǎn)槳式水輪機(jī)（GZ） 六種型式。沖擊式水輪機(jī)包括水斗式（切擊式）水輪機(jī)（CJ）、斜擊式水輪機(jī)（XJ）和雙擊式水輪機(jī)（S

3、J）三種形式。3 .什么是反擊式水輪機(jī)和沖擊式水輪機(jī)？將水流的位能、壓能和動(dòng)能轉(zhuǎn)換成固體機(jī)械能的水輪機(jī)稱(chēng)為反擊式水輪機(jī)。將水流的動(dòng)能轉(zhuǎn)換成固體機(jī)械能的水輪機(jī)稱(chēng)為沖擊式水輪機(jī)。4 .混流式水輪機(jī)的特點(diǎn)及適用范圍？混流式水輪機(jī)又稱(chēng)法蘭斯式水輪機(jī)，水流由徑向進(jìn)入轉(zhuǎn)輪，大體沿軸向流出?；炝魇剿啓C(jī)應(yīng)用水頭范圍較大，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠，效率高。是現(xiàn)代應(yīng)用最廣泛的水輪機(jī)之一。水頭適用范圍50700m。5 .輪流式水輪機(jī)的特點(diǎn)及適用范圍？軸流式水輪機(jī)，轉(zhuǎn)輪區(qū)域內(nèi)水流沿軸向流動(dòng)，水流在導(dǎo)葉與轉(zhuǎn)輪間由徑向轉(zhuǎn)為軸向。定槳式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但它在偏離設(shè)計(jì)工況時(shí)效率會(huì)急劇下降，適用于功率不大及水頭變化幅度較小的電立,一般水

4、頭范圍350m。轉(zhuǎn)槳式結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，它通過(guò)槳葉的轉(zhuǎn)動(dòng)與導(dǎo)葉的轉(zhuǎn)動(dòng)相互配合，實(shí)現(xiàn)導(dǎo) 葉與槳葉的雙重調(diào)節(jié)，擴(kuò)大了高效區(qū)的出力范圍，有較好的運(yùn)行穩(wěn)定性。目前，應(yīng)用水頭范圍從幾 米直到5070m。6 .水斗式水輪機(jī)的特點(diǎn)及適用范圍？水斗式水輪機(jī)又稱(chēng)培爾頓 （Petion）水輪機(jī)，它靠從噴嘴出來(lái)的射流沿轉(zhuǎn)輪圓周切線(xiàn)方向沖擊轉(zhuǎn)輪斗 葉而做功。水斗式水輪機(jī)應(yīng)用水頭較高，小型水斗式用于水頭 40250m,大型水斗式用在水頭 4004500m。7 .斜擊式水輪機(jī)的特點(diǎn)及適用范圍？斜擊式水輪機(jī)，噴嘴出來(lái)的射流，在進(jìn)口與轉(zhuǎn)輪平面成一角（通常為22. 5度）。這種水輪機(jī)用在中小型水電站中，水頭適用范圍在 400m以下。

5、8 .水斗式水輪機(jī)的基本構(gòu)造如何？水斗式水輪機(jī)有以下幾個(gè)過(guò)流部件，它們的主要功用如下：（l）噴嘴由上游壓力水管來(lái)的水流經(jīng)噴嘴后形成一股射流沖擊到轉(zhuǎn)輪上，在噴嘴內(nèi)水流的壓力能被轉(zhuǎn)換成射流的動(dòng)能。(2)噴針借助于噴針的移動(dòng)，改變用噴嘴噴出的射流直徑，因而也改變了水輪機(jī)的進(jìn)水流量。轉(zhuǎn)輪它由圓盤(pán)和固定在它上面的若干個(gè)水斗組成，射流沖向水斗，將自己的動(dòng)能傳給水斗，從 而推動(dòng)轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)作功。(4)折向器它位于噴嘴和轉(zhuǎn)輪之間，當(dāng)水輪機(jī)突減負(fù)荷時(shí)，折向器迅速地使噴向水斗的射流偏轉(zhuǎn)。此時(shí)噴針將緩慢地關(guān)閉到與新負(fù)荷相適應(yīng)位置。當(dāng)噴針?lè)€(wěn)定在新位置后，折向器又回到射流原來(lái)位置，準(zhǔn)備下一次動(dòng)作。(5)機(jī)殼使作完功的水流流

6、暢地排至下游，機(jī)殼內(nèi)壓力與大氣壓相當(dāng)。機(jī)殼也用來(lái)支撐水輪機(jī)軸承。9 .如何讀懂得水輪機(jī)的牌號(hào)？根據(jù)我國(guó)JBB84 74"水輪機(jī)型號(hào)編制規(guī)則"規(guī)定，水輪機(jī)牌號(hào)由三部分組成，每一部分之間用"-分開(kāi)。第一部分的符號(hào)是該水輪機(jī)型式的漢語(yǔ)拼音的第一個(gè)字母，阿拉伯?dāng)?shù)字表示該水輪機(jī)的特征比轉(zhuǎn)速。第二部分由兩個(gè)漢語(yǔ)拼音字母組成，前一個(gè)表示水輪機(jī)主軸的布置型式，后一個(gè)表示引水室特征。第三部分是以厘米為單位的轉(zhuǎn)輪標(biāo)稱(chēng)直徑。10 .各種類(lèi)型水輪機(jī)的標(biāo)稱(chēng)直徑是如何規(guī)定的？混流式水輪機(jī)標(biāo)稱(chēng)直徑是轉(zhuǎn)輪葉片進(jìn)口邊上的最大直徑，即轉(zhuǎn)輪下環(huán)與葉片進(jìn)口邊交點(diǎn)處直徑。軸流式和斜流式水輪機(jī)標(biāo)稱(chēng)直徑是轉(zhuǎn)輪

7、葉片軸線(xiàn)與轉(zhuǎn)輪室相交處的轉(zhuǎn)輪室內(nèi)徑。水斗式水輪機(jī)標(biāo)稱(chēng)直徑是轉(zhuǎn)輪與射流中正線(xiàn)相切的節(jié)圓直徑。11 .水輪機(jī)產(chǎn)生汽蝕的主要原因是什么？水輪機(jī)產(chǎn)生汽蝕的原因比較復(fù)雜，一般認(rèn)為：水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪內(nèi)壓力分布不均勻，如轉(zhuǎn)輪相對(duì)下游水位要裝得過(guò)高，高速水流流經(jīng)低壓區(qū)時(shí)，易于達(dá)到汽化壓力而產(chǎn)生汽泡。當(dāng)水流流到高壓區(qū)時(shí)，由于 壓力增大，汽泡凝結(jié)，水流質(zhì)點(diǎn)以高速度向汽泡中心的撞擊，以填充凝結(jié)所產(chǎn)生的空隙，從而產(chǎn)生 極大的水力沖擊和電化學(xué)作用，使葉片受到剝蝕產(chǎn)生麻點(diǎn)及蜂窩性孔隙，甚至被穿透而形成孔洞。12 .預(yù)防水輪機(jī)產(chǎn)生汽蝕的主要措施有哪些？水輪機(jī)汽蝕的后果是使水輪機(jī)產(chǎn)生噪音、振動(dòng)和效率急劇降低，使葉片受到剝蝕，產(chǎn)生麻

8、點(diǎn)及蜂窩性孔隙，甚至被穿透而形成孔洞，從而使機(jī)組受到損壞不能運(yùn)行。因此在運(yùn)行中應(yīng)力求避免汽蝕。目前，預(yù)防和減輕汽蝕損壞的主要措施有：(l)正確進(jìn)行水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的設(shè)計(jì)，減小水輪機(jī)汽蝕系數(shù)。(2)提高制造質(zhì)量，保證葉片的幾何形狀和相對(duì)位置正確，注意表面平滑光潔。(3)采用抗汽蝕材料，減輕汽蝕破壞如不銹鋼轉(zhuǎn)輪。（4）正確確定水輪機(jī)的安裝高程。（5）改善運(yùn)行條件，不使水輪機(jī)長(zhǎng)期地在低水頭和低負(fù)荷下運(yùn)行。通常不允許水輪機(jī)在低出力（如低于50%額定出力）下運(yùn)行，對(duì)于多機(jī)組的水電站，要避免單機(jī)長(zhǎng)期低負(fù)荷和超負(fù)荷運(yùn)行。（6）及時(shí)檢修，并注意修補(bǔ)焊接的打磨質(zhì)量，避免汽蝕破壞的惡性發(fā)展。（7）采用補(bǔ)氣裝置，向尾水管

9、中送入空氣，消除可能產(chǎn)生汽蝕的過(guò)大真空。13 .大中小型小電站是如何劃分的？按現(xiàn)行部標(biāo)，裝機(jī)容量小于 50000kW的為小型；裝機(jī)容量 50000250000kW的為中型；裝機(jī)容量 大于250000kW為大型。14 .水力發(fā)電的基本原理是什么？水力發(fā)電就是利用水力（具有水頭）推動(dòng)水力機(jī)械（水輪機(jī)）轉(zhuǎn)動(dòng)，將水能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，如果在水輪 機(jī)上接上另一種機(jī)械（發(fā)電機(jī)）隨著水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)便可發(fā)出電來(lái)，這時(shí)機(jī)械能又轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?。水力發(fā)電 在某種意義上講是水的勢(shì)能變成機(jī)械能，又變成電能的轉(zhuǎn)換過(guò)程。15 .水力資源的開(kāi)發(fā)方式和水電站的基本類(lèi)型有哪幾種？水力資源的開(kāi)發(fā)方式是按照集中落差而選定，大致有三種基本方式：即

10、堤壩式、引水式和混合式等。（1）堤壩式水電站是指在河道中建大壩，集中落差，有一定水庫(kù)庫(kù)容，電站就處在壩后附近的水電站。（2）引水式水電站是指完全利用河道的天然落差引水發(fā)電，無(wú)水庫(kù)，無(wú)調(diào)節(jié)能力，電站處在下游較遠(yuǎn)河道上的水電站。（3）混合式水電站是指電站利用的落差，一部分由筑壩形成，一部分是利用河道天然落差，有一定的庫(kù)容，電站處在下游較遠(yuǎn)河道上的水電站。16 .什么是流量、徑流總量、多年平均流量？流量是指單位時(shí)間內(nèi)水流通過(guò)河流（或水工建筑物）過(guò)水?dāng)嗝娴捏w積，以立方米 /秒表示；徑流總量是指在一個(gè)水文年內(nèi)通過(guò)河流該斷面水流總量之和，以104m3或108m3表示；多年平均流量是指河流斷面按已有水文系列

11、計(jì)算的多年流量平均值Q3/S表示。17 .小型水電站樞紐工程主要由哪幾部分組成？主要由擋水建筑物（壩卜泄洪建筑物（溢洪道或閘卜引水建筑物（引水渠或隧洞，包括調(diào)壓井）及電站 廠(chǎng)房（包括尾水渠、升壓站）四大部分組成。18 .什么是徑流式水電站？其特點(diǎn)是什么?無(wú)調(diào)節(jié)水庫(kù)的電站稱(chēng)為徑流式水電站。此種水電站按照河道多年平均流量及所可能獲得的水頭進(jìn)行裝機(jī)容量選擇?？菟诎l(fā)電量急劇下降，小于50%,有時(shí)甚至發(fā)不出電，即受河道天然流量的制約，而豐水期又有大量的棄水。19 .何謂出力？怎樣估算水電站的出力和計(jì)算水電站的發(fā)電量？在水電站(廠(chǎng))中，水輪發(fā)電機(jī)組發(fā)出的電力功率稱(chēng)為出力，河川中某斷面水流的出力則表示該段

12、水能資源。所謂水流的出力就是單位時(shí)間內(nèi)的水能。N=9. 81 rQH式中，Q為流量(m3/S); H為水頭(m); N為水電站出力(W) ; Y為水輪發(fā)電機(jī)的效率系數(shù)。 對(duì)于小型水電站出力近似公式為 N=(6 .0 8. 0)QH。年發(fā)電量公式為 E=NT式中，N為平均出力；T為年利用小時(shí)數(shù)。20 .什么是裝機(jī)年利用小時(shí)？指水輪發(fā)電機(jī)組在年內(nèi)平均滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行的時(shí)間。它是衡量水電站經(jīng)濟(jì)效益的重要指標(biāo)，小水電站年利用小時(shí)要求達(dá)到 3000小時(shí)以上。21 .什么是日調(diào)節(jié)、周調(diào)節(jié)、年調(diào)節(jié)和多年調(diào)節(jié)？(1)日調(diào)節(jié)：是指一晝夜內(nèi)進(jìn)行的徑流重新分配，即調(diào)節(jié)周期為 24小時(shí)。(2)周調(diào)節(jié)：調(diào)節(jié)周期為一周 (7天

13、)的。(3)年調(diào)節(jié)：對(duì)徑流在一年內(nèi)重新分配，當(dāng)汛期洪水到來(lái)發(fā)生棄水，僅能存蓄洪水期部分多余水量的徑流調(diào)節(jié)，稱(chēng)不完全年調(diào)節(jié)(或季調(diào)節(jié))；能將年內(nèi)來(lái)水完全按用水要求重新分配，又不需要棄水的徑流調(diào)節(jié)稱(chēng)完全年調(diào)節(jié)。(4)多年調(diào)節(jié)：當(dāng)水庫(kù)容積足夠大的可把多年期間的多余水量存在水庫(kù)中，然后以豐補(bǔ)欠，分配 在若干枯水年才用的年調(diào)節(jié)，稱(chēng)多年調(diào)節(jié)。22 .什么是河流的落差？所被利用河流段的兩個(gè)斷面水面的高程差稱(chēng)為落差；河源與河口兩個(gè)斷面水面的高程差稱(chēng)為總落 差。23 .什么是降水量、降水歷時(shí)、降水強(qiáng)度、降水面積、暴雨中心？降水量是為一定時(shí)段內(nèi)降落在某一點(diǎn)或某一集而面積上的總水量，以mm表示。降水歷時(shí)是指降水的持續(xù)時(shí)間。降水強(qiáng)度是指單位時(shí)間內(nèi)的降水量：以 mm/h此表示。降水面積是指降水所籠罩的水平面積，以 km2表示。暴雨中心是指暴雨集中的較小的局部區(qū)域。24 .什么是工程投資概算？工程投資估算及工程預(yù)算？工程概算是以貨幣形式編制工程所需全部建設(shè)資金的技術(shù)經(jīng)濟(jì)文件。初步設(shè)計(jì)總概算則是初步設(shè)計(jì)文件的重要組成部分， 是考核經(jīng)濟(jì)合理性的主要依據(jù)。經(jīng)批準(zhǔn)的總概算是國(guó)家承認(rèn)基本建設(shè)投資重要指標(biāo)，也是編制基本建設(shè)計(jì)劃和招投標(biāo)設(shè)計(jì)的依據(jù)。工程投資估算是在可研階段做出的投資數(shù)。工程預(yù)算是在施工階段做出的投資數(shù)。25 .水電站主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有哪些？(l)單位千瓦投