輔助設(shè)備的自動(dòng)控制及運(yùn)行技術(shù)供水系統(tǒng)

1、輔助設(shè)備的自動(dòng)控制及運(yùn)行水電站機(jī)組自動(dòng)化運(yùn)行與監(jiān)控水電站機(jī)組自動(dòng)化運(yùn)行與監(jiān)控學(xué)習(xí)情境 輔助設(shè)備的自動(dòng)控制及運(yùn)行輔助設(shè)備的自動(dòng)控制及運(yùn)行技術(shù)供水系統(tǒng)技術(shù)供水系統(tǒng)輔助設(shè)備的自動(dòng)控制及運(yùn)行1.1.了解技術(shù)供水系統(tǒng)的對(duì)象；了解技術(shù)供水系統(tǒng)的對(duì)象；2.2.熟悉技術(shù)供水系統(tǒng)的組成；熟悉技術(shù)供水系統(tǒng)的組成；3.3.熟悉水的凈化措施與處理方法；熟悉水的凈化措施與處理方法；4.4.了解技術(shù)供水方式；了解技術(shù)供水方式；5.5.能看懂技術(shù)供水系統(tǒng)圖；能看懂技術(shù)供水系統(tǒng)圖；6.6.能在仿真機(jī)上對(duì)技術(shù)供水系統(tǒng)各種工況進(jìn)行操作、處理；能在仿真機(jī)上對(duì)技術(shù)供水系統(tǒng)各種工況進(jìn)行操作、處理；7.7.學(xué)會(huì)供水系統(tǒng)運(yùn)行中的維護(hù)；學(xué)會(huì)

2、供水系統(tǒng)運(yùn)行中的維護(hù)；8.8.掌握技術(shù)供水系統(tǒng)事故處理措施。掌握技術(shù)供水系統(tǒng)事故處理措施。知識(shí)要點(diǎn)知識(shí)要點(diǎn)輔助設(shè)備的自動(dòng)控制及運(yùn)行水的凈化與處理水的凈化與處理技術(shù)供水系統(tǒng)的對(duì)象、系統(tǒng)組成技術(shù)供水系統(tǒng)的對(duì)象、系統(tǒng)組成供水方式供水方式技術(shù)供水系統(tǒng)圖技術(shù)供水系統(tǒng)圖技術(shù)供水系統(tǒng)仿真操作技術(shù)供水系統(tǒng)仿真操作供水系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)及事故處理供水系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)及事故處理輔助設(shè)備的自動(dòng)控制及運(yùn)行 技術(shù)供水又稱生產(chǎn)供水，主要作用技術(shù)供水又稱生產(chǎn)供水，主要作用: : 運(yùn)行設(shè)備的冷卻、潤(rùn)滑、水壓操作運(yùn)行設(shè)備的冷卻、潤(rùn)滑、水壓操作 供水對(duì)象供水對(duì)象: : 發(fā)電機(jī)空氣冷卻器發(fā)電機(jī)空氣冷卻器 發(fā)電機(jī)推力軸承和導(dǎo)軸承發(fā)電機(jī)推力軸承

3、和導(dǎo)軸承 水輪機(jī)導(dǎo)軸承冷卻和潤(rùn)滑水輪機(jī)導(dǎo)軸承冷卻和潤(rùn)滑 水冷式變壓器冷卻器、空壓機(jī)等水冷式變壓器冷卻器、空壓機(jī)等1.1.技術(shù)供水系統(tǒng)的對(duì)象技術(shù)供水系統(tǒng)的對(duì)象 輔助設(shè)備的自動(dòng)控制及運(yùn)行1.1.技術(shù)供水系統(tǒng)的對(duì)象技術(shù)供水系統(tǒng)的對(duì)象 1.1 1.1 發(fā)電機(jī)空氣冷卻器發(fā)電機(jī)空氣冷卻器 原由原由：發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)將產(chǎn)生電磁損失及機(jī)械損失。 后果后果：損耗將最終轉(zhuǎn)化為熱量，如果不及時(shí)散出，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)溫度升高，將會(huì)影響發(fā)電機(jī)出力、效率和壽命，甚至?xí)l(fā)生事故。 設(shè)備限制設(shè)備限制：發(fā)電機(jī)允許的溫度上升值一般為7080。發(fā)電機(jī)密閉通風(fēng)冷卻輔助設(shè)備的自動(dòng)控制及運(yùn)行1.1.技術(shù)供水系統(tǒng)的對(duì)象技術(shù)供水系統(tǒng)的對(duì)象 1.2 1

4、.2 推力軸承及導(dǎo)軸承油冷卻器推力軸承及導(dǎo)軸承油冷卻器 原由原由：機(jī)組運(yùn)行時(shí)軸承的機(jī)械摩擦產(chǎn)生大量的熱量，而軸承是浸在透平油中的，油溫升高將加速油的劣化，影響軸承壽命，甚至可能使軸承燒毀。 措施措施：在軸承油箱內(nèi)設(shè)置油冷卻器，冷卻水不斷在管內(nèi)流過，將油中的熱量帶走。 1.3 1.3 水輪機(jī)導(dǎo)軸承水輪機(jī)導(dǎo)軸承 水輪機(jī)導(dǎo)軸承采用橡膠軸瓦時(shí)，用水來(lái)冷卻和潤(rùn)滑。 輔助設(shè)備的自動(dòng)控制及運(yùn)行1.1.技術(shù)供水系統(tǒng)的對(duì)象技術(shù)供水系統(tǒng)的對(duì)象 1.4 1.4 水冷式變壓器水冷式變壓器 內(nèi)部水冷式變壓器：冷卻器裝在變壓器的絕緣油箱內(nèi)，通過冷卻器的冷卻水將熱量帶走。 由6個(gè)單個(gè)元件組成的水雙管冷卻器是專為高度污染的冷

5、卻水設(shè)計(jì)的。 入口錐度結(jié)合大的冷卻器截面保證了水的合理分布。三峽水電站主變壓器三峽水電站主變壓器輔助設(shè)備的自動(dòng)控制及運(yùn)行 1.5 1.5 水冷式空壓機(jī)水冷式空壓機(jī) 空氣被壓縮時(shí)，將產(chǎn)生大量的熱，并把熱量傳給氣缸。為保證空壓機(jī)正常運(yùn)行，避免潤(rùn)滑油分解和碳化，并提高效率，需要對(duì)空壓機(jī)進(jìn)行冷卻?？諌簷C(jī)的冷卻方式有水冷式和風(fēng)冷式，水冷式是在氣缸體及氣缸蓋周圍包以水套，其中通入冷卻水以帶走熱量。 1.6 1.6 油壓裝置的水冷卻油壓裝置的水冷卻 運(yùn)行油泵壓油及油的高速流動(dòng)克服摩擦產(chǎn)生熱量，特別是當(dāng)主接力器或主配壓閥漏油量大時(shí)，油泵啟動(dòng)頻繁，回油箱的油溫上升，油的粘度下降，不僅對(duì)液壓操作不利、促進(jìn)油的劣化

6、，而且會(huì)使漏油增多，造成惡性循環(huán)。 1.1.技術(shù)供水系統(tǒng)的對(duì)象技術(shù)供水系統(tǒng)的對(duì)象 輔助設(shè)備的自動(dòng)控制及運(yùn)行 技術(shù)供水系統(tǒng)由水源、取水和凈化設(shè)備、用水設(shè)備、管網(wǎng)以及量測(cè)控制元件等組成。 1 1）水源、取水和凈化設(shè)備、用水設(shè)備）水源、取水和凈化設(shè)備、用水設(shè)備 由取水設(shè)備(如水泵)從水源（如水庫(kù)、尾水渠等）取水，經(jīng)水處理設(shè)備(如攔污柵、濾水器等)凈化，使所取的水符合用水設(shè)備對(duì)水量、水壓、水溫和水質(zhì)的要求。 2 2）管網(wǎng)）管網(wǎng) 由取水干管、支管及管路附件等組成。干管直徑較大，把水引到廠內(nèi)用水區(qū)。支管直徑較小，把水從干管引向用水設(shè)備。管路附件包括彎頭、三通、法蘭等，也是管網(wǎng)不可缺少的組成部分。 3 3）

7、量測(cè)控制元件）量測(cè)控制元件 如閥門、壓力表、溫度計(jì)、示流信號(hào)器等。用以監(jiān)視、控制和操作供水系統(tǒng)的有關(guān)設(shè)備，保證供水系統(tǒng)正常運(yùn)行。 2.2.技術(shù)供水系統(tǒng)的組成技術(shù)供水系統(tǒng)的組成輔助設(shè)備的自動(dòng)控制及運(yùn)行 3.1 3.1 除污物除污物 濾水器依靠濾網(wǎng)阻攔水流中的懸浮物。其原理：水由左側(cè)進(jìn)水口進(jìn)入，穿過濾網(wǎng)后由出水口流出，污物被攔在濾網(wǎng)外邊，污物積累一定量時(shí)，會(huì)影響取水，可采用定期反沖法進(jìn)行清掃，即在濾水器進(jìn)出口之間加旁通管或并聯(lián)另濾水器，正常運(yùn)行時(shí)，閥3、閥4關(guān)閉，閥1、閥2打開；反向沖洗時(shí)，閥1、閥2關(guān)閉，閥3、閥4打開。壓力水從濾網(wǎng)內(nèi)部反沖出來(lái)，將污物沖入排污管。 3.3.水的凈化與處理水的凈化

8、與處理 輔助設(shè)備的自動(dòng)控制及運(yùn)行 3.2 3.2 除泥沙除泥沙 河流中的泥沙與流域的多種因素有關(guān)，差異也比較大。有的常年混濁不清，有的雨季含沙量大，有的短時(shí)夾帶泥沙。為保證技術(shù)供水的水質(zhì)要求，必須根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置相應(yīng)的除沙設(shè)施。技術(shù)供水系統(tǒng)常用的除泥沙裝置有水力旋流器。 水力旋流器是利用離心力來(lái)分離泥沙的裝置，如圖所示。當(dāng)水流以812m/s的流速沿切線方向由進(jìn)水管3進(jìn)入水力旋流器時(shí)，在進(jìn)出口水壓差作用下在圓錐體2內(nèi)形成高速螺旋運(yùn)動(dòng)使水流流向下端，在離心力作用下，泥沙顆粒趨向器壁并旋轉(zhuǎn)向下，最后經(jīng)出沙口5排至儲(chǔ)沙器7內(nèi)；清水旋流到一定程度后產(chǎn)生二次渦流向上運(yùn)動(dòng)，而后經(jīng)清水管4流出。 3.3.水的

9、凈化與處理水的凈化與處理 輔助設(shè)備的自動(dòng)控制及運(yùn)行 3.3 3.3 水的處理水的處理 1 1）除垢）除垢 化學(xué)處理。當(dāng)水垢是純粹的碳酸鹽時(shí)，可采用酸使水垢溶解。 物理處理。采用電磁處理或超聲波處理，改變結(jié)垢的結(jié)晶和通流表面吸附條件。電磁處理使形成的水垢呈松散狀，可定期加以排除。超聲波處理使硬水中含鹽晶體發(fā)生附聚和沉淀而不結(jié)垢。 3.3.水的凈化與處理水的凈化與處理 輔助設(shè)備的自動(dòng)控制及運(yùn)行 3.3 3.3 水的處理水的處理 2 2）除鹽）除鹽 水的熱容是相同容積空氣的3500倍，大型的水輪發(fā)電機(jī)組為了提高發(fā)電機(jī)的極限容量，采用雙水內(nèi)冷水輪發(fā)電機(jī)供水系統(tǒng)。它包括一次冷卻水和二次冷卻水。一次冷卻水

10、水質(zhì)好壞直接影響到發(fā)電機(jī)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和線棒的壽命。當(dāng)水的導(dǎo)電率增大時(shí)，泄漏電流也相應(yīng)增加，降低發(fā)電機(jī)效率，線棒被擊穿的可能性增大，對(duì)線棒的電腐蝕也會(huì)加大。因此，對(duì)水質(zhì)的要求高。 為了保證一次水的純度，當(dāng)前廣泛采用離子交換法除鹽。3.3.水的凈化與處理水的凈化與處理 輔助設(shè)備的自動(dòng)控制及運(yùn)行 4.1 4.1 自流供水自流供水 水頭在1580m的電站（小型水電站一般在12m以上），當(dāng)水溫、水質(zhì)符合要求時(shí)，一般采用自流供水。水壓由水電站的自然水頭來(lái)保證。自流供水是利用電站的自然落差將水輸向用水設(shè)備，供水簡(jiǎn)單可靠，操作方便，易于維護(hù)。4.4.供水方式供水方式 輔助設(shè)備的自動(dòng)控制及運(yùn)行 4.1 4.1

11、 自流供水自流供水 對(duì)于電站水頭大于4050m的電站采用自流供水時(shí)，為了保證用水設(shè)備的安全，應(yīng)有可靠的減壓措施。常在取水口后面裝設(shè)減壓閥降低供水壓力，當(dāng)降壓不多時(shí)，也可用截止閥來(lái)調(diào)節(jié)供水壓力。4.4.供水方式供水方式 輔助設(shè)備的自動(dòng)控制及運(yùn)行 4.2 4.2 水泵供水水泵供水 當(dāng)電站水頭低于15m時(shí)，自流供水水壓難以滿足要求。 當(dāng)電站水頭高于8090m(對(duì)于小型水電站，水頭大于120m)時(shí)采用自流減壓供水往往不經(jīng)濟(jì)。 因此，在這兩種情況下，一般采用水泵供水，來(lái)保證所要求的水量和水壓。 4.4.供水方式供水方式 輔助設(shè)備的自動(dòng)控制及運(yùn)行 4.3 4.3 混合供水混合供水 混合供水是由自流供水和水

12、泵供水相混合的供水方式。水頭為1220m的電站，單一供水往往不能滿足要求，需采用混合供水。 （1 1）自流供水與水泵供水交替使用的系統(tǒng)）自流供水與水泵供水交替使用的系統(tǒng) 對(duì)于水頭小于20m，但變化幅度較大的電站，當(dāng)水頭在較高能滿足水壓要求時(shí)，采用自流供水方式；當(dāng)水頭在較低不能滿足水壓要求時(shí)，則改為水泵供水方式。切換水頭由技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。此種供水系統(tǒng)通常是兩種水源，共用一套管道，由于運(yùn)行時(shí)間較少，可以不設(shè)備用水泵。因此，在不降低安全可靠性條件下，可以簡(jiǎn)化系統(tǒng)，且設(shè)備投資和運(yùn)行費(fèi)用減少，運(yùn)行也方便。 （2 2）自流與水泵按用戶同時(shí)供水的系統(tǒng)）自流與水泵按用戶同時(shí)供水的系統(tǒng)對(duì)于水頭為20m左右的立

13、式機(jī)組電站，采用按用水設(shè)備位置和要求水壓分別供水的辦法。對(duì)自流能滿足水要求的設(shè)備，采用自流供水方式；對(duì)于不能滿足水壓要求的設(shè)備，則采用水泵供水方式。 4.4.供水方式供水方式 輔助設(shè)備的自動(dòng)控制及運(yùn)行5.1 5.1 自流單元供水系統(tǒng)圖自流單元供水系統(tǒng)圖 主水源取自蝸殼，經(jīng)濾水器過濾后供機(jī)組冷卻、潤(rùn)滑用水。 壩前取水作為技術(shù)供水的備用水源。壩前取水不受機(jī)組安裝、停機(jī)檢修等的影響，因此與機(jī)組開停狀態(tài)無(wú)關(guān)的用水，如水冷式空壓機(jī)用水，消防、生活用水，都由該水源供水。因水導(dǎo)對(duì)供水可靠性和水質(zhì)要求高，由兩水源經(jīng)二次過濾和自動(dòng)閥門并聯(lián)供水。 5.5.技術(shù)供水系統(tǒng)圖技術(shù)供水系統(tǒng)圖 蝸殼取水壩前取水輔助設(shè)備的自

14、動(dòng)控制及運(yùn)行 5.2 5.2 水泵供水系統(tǒng)水泵供水系統(tǒng) 如圖所示為某大型機(jī)組的水泵單元供水系統(tǒng)圖。每臺(tái)機(jī)組各有一套獨(dú)立的供水系統(tǒng)，兩臺(tái)供水水泵，一臺(tái)工作，一臺(tái)備用。工作水泵隨機(jī)組的開停而開停。該系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于管路系統(tǒng)簡(jiǎn)單可靠，水泵自動(dòng)化接線簡(jiǎn)單，管理方便。 圖中水輪機(jī)導(dǎo)軸承為水潤(rùn)滑，供水可靠性要求高，除原有主水源兩路供水外，另用蝸殼引水作備用水源，并設(shè)有備用水自動(dòng)投入裝置，管路系統(tǒng)中直徑大于250mm的閥門，采用電動(dòng)閘閥，以改善操作條件。 FFFFDN400DN400DN200DN200DN100DN125DN250DN400DN400DN400DN4005.5.技術(shù)供水系統(tǒng)圖技術(shù)供水系統(tǒng)圖

15、輔助設(shè)備的自動(dòng)控制及運(yùn)行 5.3 5.3 混合供水系統(tǒng)混合供水系統(tǒng) 這個(gè)系統(tǒng)的特點(diǎn)是自流供水和水泵供水可以自動(dòng)控制，供排水管可以換向運(yùn)行。 水泵取水和旁管取水切換是由壓力變送器自動(dòng)控制的，當(dāng)上游水位較低時(shí)，壓力變送器發(fā)出信號(hào)使水泵和電磁閥1、2自動(dòng)開啟，而旁管的電磁閥3、4關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)水泵供水；反之，則實(shí)現(xiàn)自流供水。5.5.技術(shù)供水系統(tǒng)圖技術(shù)供水系統(tǒng)圖 輔助設(shè)備的自動(dòng)控制及運(yùn)行 5.3 5.3 混合供水系統(tǒng)混合供水系統(tǒng) 供排水管的換向運(yùn)行是由閥5、6、7和8操作來(lái)實(shí)現(xiàn)的，每組的兩個(gè)閥門交換啟閉，改換進(jìn)排水方向。 這對(duì)于有些電站冷卻水源在夏天水質(zhì)較差，利用換向運(yùn)行，可以實(shí)現(xiàn)反沖，可以將堵塞在供水管

16、路閥門等處的雜物帶走，可以提高冷卻效果。 5.5.技術(shù)供水系統(tǒng)圖技術(shù)供水系統(tǒng)圖 輔助設(shè)備的自動(dòng)控制及運(yùn)行6. 模擬仿真展示模擬仿真展示技術(shù)供水技術(shù)供水（開機(jī)流程中閥門動(dòng)作及水流流向?yàn)槔?） 當(dāng)開機(jī)令中開主供水電動(dòng)閥令開出后，主供水電動(dòng)閥當(dāng)開機(jī)令中開主供水電動(dòng)閥令開出后，主供水電動(dòng)閥42084208閥開啟到全開，接點(diǎn)接通后自動(dòng)停止，閥開啟到全開，接點(diǎn)接通后自動(dòng)停止，保持全開位置，其他閥門一般不動(dòng)。冷卻水從蝸殼取水口經(jīng)保持全開位置，其他閥門一般不動(dòng)。冷卻水從蝸殼取水口經(jīng)42014201閥進(jìn)入水過濾器，一路經(jīng)減壓閥去主閥進(jìn)入水過濾器，一路經(jīng)減壓閥去主供水電動(dòng)閥供水電動(dòng)閥42084208閥，一路經(jīng)閥，

17、一路經(jīng)42054205給消防管道供水，一般減壓閥閥后壓力調(diào)整到給消防管道供水，一般減壓閥閥后壓力調(diào)整到0.55-0.6Mpa0.55-0.6Mpa，冷卻水經(jīng)，冷卻水經(jīng)4224542245閥去水導(dǎo)；閥去水導(dǎo)；42184218、水封過濾器、水封過濾器、42224222去水封；經(jīng)去水封；經(jīng)42164216、42174217閥去空冷器、閥去空冷器、42264226閥去推力，閥去推力，42254225閥閥去上導(dǎo)，各部冷卻水經(jīng)排水管排到尾水。主變冷卻由消防水供給。去上導(dǎo)，各部冷卻水經(jīng)排水管排到尾水。主變冷卻由消防水供給。輔助設(shè)備的自動(dòng)控制及運(yùn)行 7.1 7.1 水泵運(yùn)行中應(yīng)檢查的項(xiàng)目水泵運(yùn)行中應(yīng)檢查的項(xiàng)目 (1) 檢查電氣設(shè)備正常，接地良好。 (2) 電動(dòng)機(jī)及軸承應(yīng)無(wú)異常、不發(fā)熱，無(wú)劇烈振動(dòng)。 (3) 軸承潤(rùn)滑水供水正常，冷卻水供水正常，盤根無(wú)顯著漏水，不發(fā)熱。 (4) 推力軸承油面、油質(zhì)正常。 7.2 7.2 水泵運(yùn)行時(shí)不能超過下列規(guī)定水泵運(yùn)行時(shí)不能超過下列規(guī)定 (1) 水泵振動(dòng)值不能超過0.1mm。 (2) 電動(dòng)機(jī)電壓不能超過380（+5-10）伏，軸承溫度不能超過75。 7.7.供水系