水電站輔助設備設計項目計劃書

水電站協(xié)助設備設計計劃書第一章序言1.1設計的目的和意義水電站除了擁有水力機組及其隸屬設備以外，還應有保證機組安全、經(jīng)濟運行的協(xié)助設備，這些協(xié)助設備包含油的供應與保護系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)、技術供水系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、水力檢測系統(tǒng)以及某些水電站裝設的水輪機進水閥等，這些協(xié)助設備固然不可以直接產(chǎn)生電能，但對保證電站和水利機組安全經(jīng)濟運行有著決定性的作用，所以協(xié)助設備設計是水電站整體設計的一個重要的構(gòu)成部分。油系統(tǒng)在機組設備中主要起潤滑、散熱、液壓、絕緣、消弧等作用。水系統(tǒng)給水電站運行的主機及其余協(xié)助設備進行冷卻、潤滑以及負責廠房的消防任務，有時能夠作為能源使用。氣系統(tǒng)主要用于油壓裝置用氣，機組停機，機組調(diào)相、吹掃清污、寒冷地域吹冰用氣以及蝴蝶閥止水圍帶充氣等。經(jīng)過本設計，我學習了協(xié)助設備和給水排水等專業(yè)理論知識，認識了管道部署的一般方法，增強了閱讀圖紙的能力而且熟習掌握了AutoCAD2007專業(yè)制圖軟件。1.2工程概略丹江是商洛地域最大的河流，起源于秦嶺南麓，經(jīng)商縣、丹鳳、商南流入河南，境內(nèi)流長247公里，流域面積7551平方公里。丹江沿河兩岸河谷寬闊，人口較密、耕地集中、交通方便，是工農(nóng)業(yè)發(fā)展的中心。丹江水力資源豐富，但到當前為止，開發(fā)力度還遠遠不夠。為知足工農(nóng)業(yè)發(fā)展的需要，在丹江上游可修筑水庫，調(diào)理流量，飲水發(fā)電，進而充分利用水力資源，故二龍山川庫工程優(yōu)先開發(fā)。二龍山川庫位于丹江上游，在商縣縣城以北四公里。壩址以上總流域面積965平方公里，流域內(nèi)為土石山區(qū)，被復較好，1-2月多年均勻枯水流量為2.34m3，實測最枯月均勻流量為

3，多年均勻年徑流量0.41m/s

2.86億m3?？紤]到二龍山川庫的工程規(guī)模和水庫所擔當?shù)臐补?、防洪和發(fā)電的各項重要任務，二龍山川庫的工程等級定為三級，洪水頻次采納2.0%（50年一遇），發(fā)電保證率采納80%。商洛地域的氣溫條件，商洛地域最高月均勻氣溫25℃，月最高溫度39.8℃，最低月均勻溫度0℃，月最低氣溫-14.8℃，多年均勻溫度為12.9℃。二龍山川電站的有關特色數(shù)據(jù)以下：水電站保證賣力1375kw保證率80%多年均勻發(fā)電量1839.1kwh裝機年利用小時數(shù)3680小時水量利用系數(shù)84%水電站特色水頭：最大水頭43m最小水頭28.4m加權均勻水頭37.2m計算水頭35.3m最大引用流量19.9m3/s發(fā)電引水隧洞：進口底部高程740m出口底部高程720m洞長165m洞徑3.5m引水方式由隧洞出口用分叉鋼管正向引入廠房。下游水位：下游校核洪水位725.20m下游設計洪水位724.09m正常尾水位723.15m最底尾水位721.90m水電站主要設備和其有關數(shù)據(jù)整理以下：水輪機：型號HL230-LJ-100轉(zhuǎn)速375r/min計算水頭28.0m計算流量5.8m3/s最大水頭41.0m最小水頭16.0m發(fā)電機：型號：TSL215/36-16功率：1250kw調(diào)速器：型號：XT-1000蝴蝶閥：型號：Φ1500設計水頭：58.0m操作方式：電動和手動兩用第二章油系統(tǒng)設計2.1油系統(tǒng)的任務和構(gòu)成油系統(tǒng)的任務水電站油系統(tǒng)的任務是接受新油，儲存凈油，向設備充油，向運行設備添油，從設備中排出污油和廢油，污油凈化，運行油的取樣，化驗剖析及廢油的重生等。因為本電站為小型電站，考慮到運行效益，不擔負油的化驗剖析及廢油的重生，能夠取樣至近來的大型電站或省，地電力中心試驗站進行剖析，化驗將廢油重生。油系統(tǒng)的構(gòu)成油系統(tǒng)是用管網(wǎng)將用油設備、貯油設備（各種油槽、油池）、油辦理設備連成一個油務系統(tǒng)。為了監(jiān)督和控制用油設備的運行狀況，還應裝設有必需的量測元件與控制元件（如示流信號器、溫度計、液位信號器等）。水電站主要用油為絕緣油(變壓器和油開關、作絕緣、散熱,滅弧作用)和透平油(主機設備的潤滑、散熱、液壓操作)兩種。所以，二龍山川電站的油系統(tǒng)設計主要考慮絕緣油系統(tǒng)和透平油系統(tǒng)。因為設計資料未給出變壓器及油開關的資料，所以絕緣油系統(tǒng)不作設計，只考慮透平油系統(tǒng)。本電站的透平油系統(tǒng)主要供油對象為機組推力軸承，上導軸承，下導軸承和調(diào)速器。頂起轉(zhuǎn)子所用高壓油系統(tǒng)由機組自帶，故也不作考慮。常用油系統(tǒng)（工業(yè)上稱汽輪機油）的牌號為HU-20、HU-30,符號后邊的數(shù)字表示油在50℃時的運動粘度的均勻池數(shù)，相應的恩氏粘度為0E和4-4.50E。依據(jù)機組的轉(zhuǎn)速較高及軸承的荷載不大的狀況，采納粘度較小的HU-20透平油。2.2油系統(tǒng)的計算、設備選擇及系統(tǒng)圖設計用油量的估量（1）透平油系統(tǒng)計算透平油系統(tǒng)用油對象包含：機組推力上導軸承、下導軸承及調(diào)速器。依據(jù)發(fā)電機和調(diào)速器型號可初步估量用油量：表2-1透平油系統(tǒng)用油量充油對象機組推力上導軸承下導軸承YT-1000調(diào)速器總量充油量（m3）0.070.020.220.31單臺機組最大充油量V=0.31×（1+5%）=0.33(m3)1max事故備用油量V=1.1V=0.36(m3)21max增補備用油量VV45a(2-1)31365V10.77，關于混流式機組，取a=10%，則：V3450.10.0090.77365全廠設備總充油量VV2V1V31.14m3（2）絕緣油系統(tǒng)在本設計不作考慮，故省略。油系統(tǒng)設備的選擇（1）貯油設備的選擇①凈油槽的選擇：油槽容積V凈VV0.37m3，采納一個V凈0.5m3的油槽。23②運行油槽的選擇：運行油槽的容積與凈油槽的容積同樣，因貯油量不多，故透平油系統(tǒng)采納一個V凈V運0.5m3的運行油槽。③事故排油池的選擇：按所有油槽容積之和考慮。V事3（2）凈油設備的選擇①濾油機的選擇：濾油機生產(chǎn)效率按計算：QLV1（2-2）(10.3)t式中：V1——最大一臺機組的用油量——凈化時間，對凈化機組用油為4-6小時，在這里取t=6小時（時間t減0.3是考慮到壓濾機要改換濾紙和離心計要消除贓物所需時間故在計算時將其生產(chǎn)率減少30%）3透平油系統(tǒng)取t=6h，則QL0.079m/h1(l/min)②油泵的選擇在接受新油、設備充油、排油和油的凈化時使用油泵輸油。因為齒輪泵構(gòu)造簡單、工作靠譜、保護方便、價錢廉價，應采納齒輪泵。油泵的生產(chǎn)率QV1max/t，式中t為充油時間，一般為2-4小時，本電站取t=4h;V1max0.33,則Q0.08m3/h1.33l/min，選擇1臺KCB-18.3型齒輪泵。管道的選擇輸油管，油辦理管一般用水煤氣鋼管，調(diào)速器和自動化元件的油管一般為無縫鋼管和銅管。機組各部軸承的供、排油管由主體制造廠定出，主供、排油和油辦理管路一般選50和40兩種，本電站供、排油干管均采納Dg40mm焊接鋼管，支管依據(jù)設備接口直徑選擇鋼管。油系統(tǒng)圖附：《機組油、氣系統(tǒng)原理圖》2.3油系統(tǒng)的部署及防火要求油系統(tǒng)的部署油系統(tǒng)的部署應當按協(xié)助設備部署的一般原則:油槽部署成一列,油位計要易于察看。油槽間凈距不小于1m，油槽與墻的凈距不小于0.75m，油槽前應有不小于1.5m的交通道。凈油槽部署在油辦理室，運行油槽部署在水輪機層，重力油槽設在吊車機道旁，保證油能自動流入設備。油泵、壓力濾油機、凈油槽都利用軟管與外面油管相連結(jié)，利用油泵將回油箱的油直接送入重力油箱;假如油需要過濾，則將油送入油辦理室經(jīng)過壓力濾油機以后直接送入重力油箱；油辦理室里的凈油直接經(jīng)過油泵送入重力油箱，用來增補油系統(tǒng)的油量。主廠房內(nèi)油管道的部署應依據(jù)油系統(tǒng)圖和水、氣管路部署一致考慮，使廠內(nèi)各系統(tǒng)的管路鋪設齊整、雅觀。供油干管沿廠房縱向部署在下游側(cè)，在各機組段引出支管。管路明設或設置管溝，當管路穿墻或穿樓板時，在墻或樓板上應留有孔洞或埋設套管以便安裝和維修。閥門和油接頭的部署應便于操作、安裝和檢修，地點不宜過高。露天管道不可以沿地面鋪設，應有特意的管溝。管路安裝前應進行酸洗辦理，把管壁的防銹油、鐵銹、熔渣、塵埃所有消除后，用沾汽油的布連擦幾次管內(nèi)壁，再用白布擦凈，直到白布不變色為止，最后在內(nèi)壁涂一層透平油防備生銹。外壁刷一層防銹漆，再刷一層調(diào)解漆或磁漆，一般壓力油管表面涂紅色，回油管涂黃色。油系統(tǒng)部署圖見《機組油、氣、水管路部署圖》油系統(tǒng)的防火安全要求油庫和油辦理室均應切合有關防火規(guī)程要求，主要有以下幾項：油庫與其余建筑物的防火安全距離要切合防火規(guī)定的距離，至周邊房子的距離不下于20m;至生產(chǎn)性建筑應不小于20m；至鐵路中心線的距離不小于50m；至油泵的距離不小于8m。(2)廠內(nèi)油庫不得超出兩個，單個油庫總?cè)莘e不得超出200m3。油庫，油辦理室應設兩個安全出口，出口處設向外開的防火門。油槽及其管路均應接地。油辦理室設有獨立的通風系統(tǒng)。第三章氣系統(tǒng)設計3.1概括因空氣有極好的彈性，使用方便，不會變質(zhì)，易于儲藏，所需設備簡單經(jīng)濟，所以作為貯備能源介質(zhì)的壓縮空氣在水電站被寬泛應用。壓縮空氣系統(tǒng)的任務是實時地按質(zhì)、按量向用戶供氣。為了達成此任務，壓縮空氣系統(tǒng)應由空氣壓縮裝置、供氣官網(wǎng)和丈量控制元件構(gòu)成。水電站的壓縮空氣系統(tǒng)可分為低壓空氣系統(tǒng)和高壓空氣系統(tǒng)兩類。高壓空氣系一致般用于油壓裝置壓力油槽及變電站的高壓用氣設備。低壓空氣系統(tǒng)多用于機組的制動，風動工具，打掃吹風及空氣圍帶充氣。因為變電站的滅弧及斷路器的操作均采納自動滅弧和電磁操控，不會用到高壓氣系統(tǒng)。故本電站不設計高壓空氣系統(tǒng)。3.2低壓氣系統(tǒng)的供氣對象小型水電站的低壓空氣系統(tǒng)的主要對象有：用于停機后的制動用氣；保護和檢修設備用氣，吹掃用氣；機組作調(diào)相機運行時壓低轉(zhuǎn)輪室的水位用氣；檢修時水輪機導軸承及蝴蝶閥的空氣圍帶充氣,用氣；北方寒冷地域的水工閘門和攔污柵的防凍用氣。針對該電站的實質(zhì)狀況，電站不作調(diào)相運行，也不處于北方寒冷地域，故能夠不設調(diào)相用氣和冰凍用氣；同時該電站采納橡皮條止水的蝴蝶閥，且水輪機導軸承檢修時也采納橡皮條止水，不使用空氣止水，不設圍帶充氣，供氣。綜上所述，該電站的低壓空氣系統(tǒng)只須制動用氣和吹掃用氣。詳細有三臺機組的制動用氣，裝置間吹掃用氣，發(fā)電機層用氣，水輪機層用氣。低壓空氣系統(tǒng)的任務是實時按質(zhì)按量的向用戶供送低壓空氣，為達成這一任務，低壓空氣系統(tǒng)可由空壓機，貯氣罐，供氣管網(wǎng)和丈量控制元件構(gòu)成。為了減少壓縮設備的總?cè)萘浚?jié)儉投資，該電站采納兩臺空壓機，能夠互為備用，這樣提升了氣源的靠譜性，同時也集中了設備，便于運行和管理，共用一個儲氣罐同時向低壓氣用戶供氣，達到了互為備用，設備集中，氣源靠譜的目的。3.3低壓氣系統(tǒng)設備確立低壓空氣系統(tǒng)設備確實定低壓空氣系統(tǒng)的工作壓力一般為0.7MPa貯氣罐耐壓值的選用。①機組停機時制動用氣額定壓力，由廠家供應0.7MPa。②為護及檢修時的吹掃用氣，據(jù)國內(nèi)已建成同類電站資料知其工作壓力為0.7MPa。③機組檢修時蝶閥及水輪機導軸承用橡皮條止水無需用氣，故不做考慮。綜合以上各種狀況，且考慮有必定的安全度，應選用較大耐壓值的空氣罐。本電站選用0.8MPa空氣罐。壓氣設備的選擇空壓機的生產(chǎn)效率和臺數(shù)及貯氣罐的體積應按知足幾個用戶同時工作所需要的最大耗肚量來確立。①機組制動用氣機組制動用肚量按水電站機組制動一次耗肚量Q0計算Q0qtP60（m3）（3-1）1000P0式中q——在工作壓力下，制動過程中耗氣流量（L/S）由電機廠家供應——制動時間（min），由電機廠供應，一般為2minp——制動氣壓，一般可取0.7MPaP0——大氣壓力，往常取P0=0.1MPa由電機型號可查得q=1.0(l/s),t=2min故有Q1.027600.84m310001制動用氣貯氣罐體積計算機組制動用氣主要由貯氣罐供應，貯氣罐一定保證在制動用氣后，罐內(nèi)空氣氣壓保持在最低制動氣壓以上，貯氣罐的容積按下式計算：VgQ0Z(m3)（3-2）P式中:Q0——一臺機組制動用肚量（m3）——同時制動機組臺數(shù)，一般取一臺p——制動前后貯氣罐同意壓力降，一般取MPa本電站三臺機組，按一臺機組制動來考慮，且p=0.1MPa，則制動罐的體積為：Q0Z=0.8413）Vg1=0.84（mP3)空壓機生產(chǎn)率計算空壓機的生產(chǎn)率（容量）按在一準時間內(nèi)恢復貯氣罐壓力要求來確立，即：Q0ZQkT(m3/min)（3-3）式中：T——貯氣罐恢復壓力時間，一般取10-15min關于本電站的貯氣罐壓力恢復時間取T=10min,則其空壓機的生產(chǎn)率為：Q0Z1=0.084（m3/min）QkT=0.8410②風動工具用氣風動工具用肚量水電站在機組及其余設備檢修時，常常用到各種風動工具。當前國內(nèi)外小型電站普遍采納電弧氣刨來辦理水輪機轉(zhuǎn)輪氣蝕表面，其耗肚量一般為1m3/min?？諌簷C生產(chǎn)率計算空壓機容量主要依據(jù)風動工具耗肚量來確立。風動工具的用氣是連續(xù)的。所以，空壓機的生產(chǎn)率應知足同時工作的風動工具耗肚量。合計算公式以下：3QKKlqiZi（m/min）（3-4）3式中Qk——空壓機的生產(chǎn)率，m/minqi——某個風動工具的耗肚量，m3/minZi——同型號的風動工具臺數(shù)Kl

——漏氣系數(shù)，一般取

Kl

該電站檢修時采納一電弧刨來工作，其耗肚量為

qi=1m3

/min

，取管道的漏氣系數(shù)為1.2，則空壓機生產(chǎn)率為:QK

Kl

qiZi=1.211=1.2

m3

/min3）貯氣罐體積計算因為Qk=1.2

m3

/min

<6m3

/min

,故按估量公式得貯氣罐體積為Vg

0.2Qk=0.2

1.2=0.24(

m3)②空氣圍帶充氣1）水輪機導軸承空氣圍帶充氣，其耗肚量很小，不需設置特意設備，一般暫時從制動干管或其余供氣干管引來即可。2）本電站進水閥為1500蝴蝶閥，該閥采納橡皮條止水，不須用圍帶充氣。③壓氣設備確實定1）空壓機綜合以上三種狀況，制動用氣空壓機生產(chǎn)率0.084（m3/min），風動工具用氣的空壓機生產(chǎn)率為1.2m3/min，空氣圍帶充氣及吹掃用氣的用肚量不作選用要素?？紤]到風動工具不過在機組檢修時才用到，故在一臺空壓機工作能保證制動用氣及兩臺空壓機同時工作保證風動工具的前提下選空壓機，由此查閱《小型水電站機電設計手冊》（水利機械）中空壓機技術規(guī)格表，選用型號為11ZA—1.5/8固定式空壓機。2）貯氣罐依據(jù)制動耗氣所需貯氣罐體積為0.84m3，風動工具用氣時所需貯氣罐體積為0.24m3，考慮到二者同時用氣的可能，再加上必定的安全裕量，同時也保證風動工具能連續(xù)工作，應選用一體積偏大的貯氣罐，取體積為1.5m3.詳細尺寸由《小型水電站機電設計手冊》（水力機械）查得。3）氣系統(tǒng)管道確立低壓空氣系統(tǒng)的供氣干管按經(jīng)驗往常選用40，支管選用15，用于風動工具的管路應與風動工具的接頭相適應取15。低壓氣系統(tǒng)管路附件及其余設備確立（1）由《小型水電站設計手冊》（水利機械）中空壓機配套表查得與11ZA—15/8空壓機配套使用的電機為JO2424,故本電站選用兩臺JO2424型號的電動機。（2）在空壓機出口，為分別壓縮空氣中的水和油，使壓縮空氣獲得初步凈化，以減少污染和管道腐化，需在空壓機出口裝設氣水分別器。在本電站中依據(jù)空壓機型號，查取《小型水電站機電設計手冊》（水利機械）。采納兩個YSF—50/8GX型號的氣水分別器。（3）當空壓機出氣口溫度過高時，空壓機應停止運行，同時發(fā)出信號給值班人員，故應在空壓機出口裝設溫度信號器，在本電站，依據(jù)空壓機型號及出口管徑查《小型水電站發(fā)電設備手冊》采納WTZ-280型溫度信號器兩個，測溫范圍為20—120℃，精準度為1.5級，耐壓值16kg/cm2。（4）在空壓機出氣管裝設靠介質(zhì)壓力自動開啟或封閉的止回閥，能有效的防備灌內(nèi)空氣體倒流回空壓機。依據(jù)本水電站供氣狀況，查閱《小型水電站機電設計手冊》，宜采納起落止回閥兩個，分別安裝于氣水分別器后的出氣管路中。（5）氣水分別器應當自動把水排到外界，故應在氣水分別器的排水管上裝設電磁閥，在本電站中，依據(jù)氣水分別器型號及排水管管徑，查取《小型水電站機電設計手冊》（水力機械）知DF1系列電磁閥體積小，耗功小，合用于該電站狀況。故在該電站選兩個DF1型Dg=20電磁閥來控制氣水分別器自動排水。（6）當貯氣罐內(nèi)氣壓大于其耐壓值時，此時氣罐應能自動清除節(jié)余的氣體，免得事故發(fā)生，也保證設備安全運行，故應在氣罐上裝設安全閥。依據(jù)各項指標，查閱《小型水電站機電設計手冊》（水力機械），在本電站采納A21H16C彈簧封閉微啟式安全閥一個。3.4低壓空氣系統(tǒng)圖低壓空氣系統(tǒng)圖見《油、氣系統(tǒng)部署圖》3.5低壓氣系統(tǒng)設備管路部署空壓機及貯氣罐的部署狀況見《空壓機管路部署圖》管路部署圖見《油、氣管路平面部署圖》3.6低壓氣系統(tǒng)機械操作空壓機運行操作在實現(xiàn)自動化的水電站，對空壓機推行自動控制是十分必需的，空壓機的自動控制可實現(xiàn)以下操作：（1）自動向貯氣罐內(nèi)充氣，使其氣壓在工作范圍內(nèi)；（2）在空壓機啟停過程中，自動封閉或翻開空壓機的無負荷啟動閥；（3）當貯氣罐內(nèi)氣壓將至工作壓力之下時，備用壓氣機自動投入，并發(fā)出報警信號；（4）當壓力過高或壓氣機出氣口溫度過高時，發(fā)出報警信號。自動操作①當貯氣罐內(nèi)壓力降至6kg/cm2時，壓力信號器動作，使工作空壓機啟動，同時負氣水分別器上電磁閥封閉，工作空壓機向貯氣罐內(nèi)充氣，當氣壓生至7kg/cm2時，壓力信號器動作，使空壓機停止工作，同時使電磁閥翻開。②當貯氣罐內(nèi)壓力降至5kg/cm2時，壓力信號器動作，使備用空壓機啟動，同事使相應的電磁閥封閉，備用空壓機向貯氣罐內(nèi)充氣，當空壓機升至7kg/cm2時，壓力信號器動作，，使備用空壓機停止工作，同時使電磁閥翻開。③當貯氣罐內(nèi)氣壓高于7kg/cm2時，壓力信號器動作發(fā)出警報給值班人員。④當空壓機出口溫度過高時，溫度信號器動作，使空壓機停止工作，并發(fā)出溫升信號給值班人員。手動操作將空壓機切換開關切換得手動地點，在自動系統(tǒng)檢修或失靈時，值班人員依據(jù)壓力表及溫度計的指示，人工進行操作。機組制動用氣操作機組制動一般均采納自動操作，但當自動系統(tǒng)檢修或無效時，需要采納手動操作。機組制動操作系統(tǒng)見以下圖：圖3-1機組制動操作氣系統(tǒng)圖（1）自動操作當機組轉(zhuǎn)速降低到規(guī)定值（往常為額定轉(zhuǎn)速的35%）時，由轉(zhuǎn)速信號器控制的電磁空氣閥翻開，又因為1、2為常開閥門，故氣自動進入制動器，經(jīng)一準時間后，電磁空氣閥復歸，制動閘與大氣相通，壓縮空氣排出，制動達成。（2）手動操作機組停機時，降到額定轉(zhuǎn)速的35%時、封閉1、2閥門，翻開閥門3，氣流進入制動器，完成后，封閉閥門3，翻開閥門4，使其與大氣相通，排出制動器中的空氣，制動達成。第四章供水系統(tǒng)設計水電站的供水包含：技術供水、消防供水和生活供水。中、小型水電站常以技術供水為主，兼?zhèn)湎兰吧罟┧?，?gòu)成一致的供水系統(tǒng)。技術供水主假如對運行的主機及協(xié)助設備進行冷卻和潤滑，有時亦可作為操作能源。消防供水是為廠房、發(fā)電機、變壓器及油庫等供應消防用水，以便在發(fā)生火災時及時進行滅火。水電站的技術供水，應知足各用水設備的用水標準。4.1技術供水系統(tǒng)設計技術供水對象水電站的用水設備隨電站規(guī)模和機組型式不一樣而不一樣，二龍山川電站為一小型水電站，其主要用水對象：（1）推力軸承冷卻用水機組穩(wěn)固運行時，軸承達到熱均衡狀態(tài)，所有摩擦損失都變?yōu)闊崃?，并被冷卻水帶走。（2）水輪機導軸承水輪機導軸承有兩種潤滑方式油潤滑，水潤滑。本電站采納水潤滑。技術供水的基本要求用水設備對水量、水壓、水溫、水質(zhì)的要求以下。水量用水設備所需的水量由制造廠給出。在初步設計時可參照近似的電站機組或用經(jīng)驗公式、曲線圖標等進行估量，待技施設計時，再按廠家資料校核。水壓軸承冷卻器進口水壓的上限由其強度條件決定。其試驗水壓不超出0.35MPa。工作水壓不超出0.2MPa，進口水壓的下限取決于冷卻器及排水管的流動阻力，一定保證通過所需要的流量。冷卻器的水力損失一般為（40-75）103Pa。對橡膠瓦軸承，水既是潤滑劑又是冷卻介質(zhì)。進口水壓的高低主要由潤滑條件決定，應保證在軸頸與軸瓦之間形成足夠的承力水膜。小型機組進口水壓值（）MPa，水壓過高可能使水箱損壞。水溫冷卻器熱量互換多少，不單與經(jīng)過的冷卻水量有關，還受冷卻水溫的影響。聯(lián)合我國詳細狀況，各種冷卻器的進口水溫均按25℃作為設計標準。冷卻水溫高升3℃，冷卻器高度增添5%，還會使發(fā)電機賣力降低，所以進水溫度最高不得超出30℃。冷卻水溫度也不宜過低，它會使冷卻器水管外面凝固水珠。一般要求冷卻器進口水溫不低于4℃，出進口水的溫差也不可以太大，規(guī)定保持在3-4℃，以防止沿管長方向因溫度變化過大而產(chǎn)生裂痕。水質(zhì)技術供水的水質(zhì)要求，主假如限制水內(nèi)的機械雜質(zhì)、生物雜質(zhì)和化學雜質(zhì)的含量。技術供水的凈化與辦理技術供水的凈化對水中所含懸浮物、泥沙等機械雜質(zhì)的消除稱為水的凈化。主要方法有設置攔污柵、裝設濾水器、修筑沉沙池、裝設水力旋流器。水生物的防治因為淡水殼菜生殖速度很快，在管壁上附著密切，質(zhì)地堅硬，用機械方法很難消除，應側(cè)重于阻擋它的生成，往常采納用藥物毒殺、提升管內(nèi)流速和水溫等方法防治。技術供水的辦理對水中化學雜質(zhì)的消除稱為水的辦理。因為化學雜質(zhì)的消除比較困難，需要好多的設備和花費，小型水電站一般不考慮，不過在確立水源時，采納化學雜質(zhì)切合要求的水。技術供水的水源及供水方式水源，技術供水水源的選擇特別重要，不單要知足用水設備對水的基本要求，還要使整個系統(tǒng)運行保護簡單，技術經(jīng)濟合理。一般狀況下，均采納水電站所在的河流作為技術供水水源，本電站水頭適合，水質(zhì)好，直接采納壓力管道取水，在2號，3號機組閘前壓力管道設取水口，兩水源互為備用。此取水方式管道短，設備簡單，占地面積小，便于集中部署和操作。供水方式水頭為20～80m的水電站（小型水電站為水頭在12m以上時），當水質(zhì)，水溫均切合要求，或水質(zhì)經(jīng)簡單凈化能知足要求時，一般都采納從上游取水的自流供水方式。本電站水頭，水文，水質(zhì)都知足要求，應選擇自流供水。最大水頭小于50m，二龍山川電站水頭在28.4-43m之間，故不用采納減壓舉措。供水設備的選擇和部署取水口及攔污柵取水口分別設在二號和三號壓力鋼管上，兩個取水口互為備用。取水口詳細地點在0壓力干管的側(cè)壁上，一般沿與水平方向夾角45方向上，這樣有益于清除懸浮物和泥沙。0本設計中采納45方向夾角，取水口設置攔污柵，加設吹掃設備。濾水器為了知足水質(zhì)要求，技術供水一定經(jīng)過濾后才能進入用水設備，故在取水口周邊加設濾水器。因為技術供水對水質(zhì)要求較高，所以在這里采納展轉(zhuǎn)式濾水器，它能夠在運行中沖刷，運行方便靈巧。閥門的選擇和部署水電協(xié)助設備中的閥門，應依據(jù)其使用條件，工作環(huán)境來選擇其型號、規(guī)格，確立它的主要性能指標和各技術參數(shù)。在管路系統(tǒng)中，凡需截斷和調(diào)理流量的地方，均應裝設閘閥和截止閥；凡需防備水倒流的地方，應裝設止回閥，水頭大于50m時要加減壓閥。管路的選擇及部署技術供水系統(tǒng)管道采納鍍鋅鋼管，它能受較大內(nèi)壓和動荷，施工方便。管道部署時，應保持以下原則：①盡量能夠靠墻部署，利于固定和交通;②盡量使彎頭減少，以便減少水頭損失;③在知足上述原則的前提下適合注意部署的雅觀性;④管道還應采納必定的舉措加以防銹蝕，這樣才能保證管道有足夠的使用壽命，充散發(fā)揮其作用。技術供水系統(tǒng)設計設計原則①供水靠譜，保證各用水設備對水量、水壓、水平和水質(zhì)的要求，在機組運行時期，不可以中止供水；②便于安裝、保護和操控，系統(tǒng)應力力爭簡單、明確、防止誤操作;③部署應合理，使安裝、檢修和運行互不擾亂；④擁有適應電站水平的自動化操作；⑤節(jié)儉投資和運行花費?；疽螈龠m合考慮備用，本電站采納兩路供水;②合理配置自動化元件：各機組總供水管設自動啟閉閥門、各軸承冷卻器排水管設示流信號器;③合理設置儀表和閥門:機組冷卻用水進水管及潤滑用水進水管裝設壓力表和閥門;濾水器出水管上裝壓力表和閥門;取水口設攔污柵及吹氣清污的管接頭。技術供水系統(tǒng)圖技術供水系統(tǒng)圖見：《水電站工程水系統(tǒng)圖》設備用水量計算嚴格的說設備用水量應以制造廠家供應的資料為準，但這里沒有足夠的資料，只好采納逐漸設計階段估量或經(jīng)驗計算法加以計算。推力軸承冷卻器用水量QT

0.75Pn（L/h）

（4-1）P----推力軸承負荷包含軸向水推力和轉(zhuǎn)動部分重量n----機組額定轉(zhuǎn)速(r/min)

(單位

T)查《小型水電站機電設計手冊》（水利機械）可得：HL230-LJ-100P=7.7+1.845(T),n=375（r/min）QT(7.71.845)0.753752687.06(L/h)水導軸承用水量這里采納水潤滑方式，水潤滑系統(tǒng)由機組自帶，故不作計算。4.2消防供水系統(tǒng)設計水電站中有各種各種的易燃物，如木構(gòu)造、油類及電氣設備，擁有著火的可能性。所以，除在運行中增強消防監(jiān)察外，還一定依據(jù)設備特色，采納有效的滅火舉措，以便一旦發(fā)生火災時將火息滅。水滅火擁有成效好、花費低、方便、量足得等長處。所以，水電站都設有消防供水系統(tǒng)，特意供廠區(qū)、廠房、發(fā)電機及油系統(tǒng)等的消防用水。消防供水的水源及供水方式電站設計時，消防供水水源應與技術供水水源同時考慮。至于消防供水的方式則取決于各消火對象對供水的要求、電站水頭和選定水源，也有自流供水、水泵供水和混淆供水方式。依據(jù)二龍山川電站的詳細狀況，電站的計算水頭為35.3m，水頭大于30m，所以消防供水水源與技術供水同水源，直接從供水干管上引用，而且采納自流供水方式。廠房消防計算水電站廠房的消防，多以消火栓經(jīng)軟管、噴嘴射出的水柱為主，化學滅火器為輔。消火栓及軟管、噴嘴均為標準化產(chǎn)品，中小型電站常用5065mm的消防軟管，配用1319mm的噴嘴，國內(nèi)生產(chǎn)的消防軟管，工作壓力為0.75MPa，最大試驗壓力達1.5MPa。消火栓的地點和數(shù)目應經(jīng)過計算水柱射程決定，一定保證兩相鄰消火栓的充分水柱能在廠房內(nèi)最高最遠的可能著火點相遇。二龍山川電站廠房長度小于50m時，可只設兩個消火栓，嵌在廠房側(cè)墻內(nèi)，活接頭高度距發(fā)電機層地面1.2m。①消防用水量的計算消防用水量依據(jù)消火栓噴嘴射流量計算，依據(jù)《建筑設計防火規(guī)范（GBJ16-87）》規(guī)定，廠房室內(nèi)消防用水量為兩股水柱，每股水量為2.5L/S。Q=22.5=5L/S②消火栓的選用消火栓的選用包含消火栓、水龍帶和水槍三部分。消火栓一般有50和65兩種，本設計中采納65。依據(jù)消防要求，廠房消火栓水龍帶的長度應使兩股充分水柱的有效半徑能保護所有的生產(chǎn)設備。發(fā)射水柱的有效半徑為：式中：

R----

Rldls（m）消火栓的保護半徑（m）

（4-2）ld----

水龍帶長度（

m）考慮到水龍帶的曲折，應乘以必定的折減系取折減系數(shù)為0.8ls----水槍充分水柱在水平面內(nèi)的投影長度（m）水槍的上傾一般按450夾角計算，則ls=0.71Sk.Sk為充分水柱的實質(zhì)長度（m）依據(jù)《給水排水設計手冊》關于低于四層的建筑物，室內(nèi)消火栓充分水柱長度不小于7m，該電站的最大高度8m，在考慮必定的裕度7m，則：Rldls=0.8200.711526.65(m)③消火栓水力計算為了保證足夠的水柱射程，消火栓水頭應知足:H=h1h2h3H0（4-3）h1--取水口最低水位至小火龍頭的高程差,mh2---消火管網(wǎng)的水頭損失h3---消火軟管的水頭損失，h3=AQ2L經(jīng)計算：h1=4m，h2=2.76m，h3=1.41mH0---水槍出口的壓力水頭，此處決定了水柱射程Hk因為水流噴入空氣時要戰(zhàn)勝大氣阻力，Hk<H0且其大于發(fā)電機廠房地面到消火最高點的距離，因為消火時不可以垂直向上，所以再加上6-8m余量。主廠房高度8m，加上6.5m余量,HB=8+6.5=14.5m查得：0.825Hk=0.82514.5=11.96m0.00025取水槍噴嘴直徑為d=22mm，則0.00771000d3dH0HB14.516.32m1HB1H=h2h3H0=4+2.76+1.41+16.32=24.5mh1下文會對這一水頭進行校核。4.3生活供水系統(tǒng)設計生活供水主假如指電站中生產(chǎn)人員的用水，鑒于二龍山川電站的詳細狀況，在發(fā)電機層、裝置間各設一個洗手池。生活用水量的計算主要取決于洗手池個數(shù)、部署水龍頭個數(shù)。依據(jù)《給排水設計手冊》單個水龍頭流量采納0.2L/S，每個洗手池一個水龍頭，則：Qsh20.20.4(L/S)生活供水水源依據(jù)二龍山川電站的詳細狀況，技術供水、消防供水和生活供水共用一個水源，從干管上直接引水，引水管道直徑為d=15mm。生活供水系統(tǒng)的部署生活供水系統(tǒng)見《水系統(tǒng)部署圖》4.4供水系統(tǒng)管徑選擇與水力計算圖（4-1）水力計算表示圖表（4-2）各管段的水頭損失管段1-66-76-B7-A7-CA-D管線h1(mH2O)1-A2.750.000.4063.167291-B2.750.0112.76321-C2.750.003.1265.88729A-D1.46h2=1.46由上表可知生活供水最大水頭損失為6.887m技術供水最大水頭損失為3.167m，消防供水最大水頭損失為3.763m。消防水頭校核消火栓節(jié)余壓力為H760.00-729.00-5.887=25.13mH2O，知足消火栓24.5m水頭要求。技術供水水頭校核節(jié)余壓力為H760-727-3.167=29.83m，知足供水要求。表（4-1）水力損失計算表管管徑流量流管長沿管路長度的局部阻力系數(shù)0.025Lv2V2DQ速LLD2gh徑(mm)(m3/h)(m/s)(m)2g(m)(m)12345678910111213141516171-28030.3811.682.20.798.020.699.780.1411.3790.152-38030.3811.68111.51.1533.446.960.1410.9810.293-48025.5341.413.81.151.192.340.10.2344-58016.5340.913.21.1512.150.0420.095-68013.8470.773.81.151.192.340.0290.0686-7804.8470.273.81.151.192.340.0040.0096-B659.00.75120.380.380.0280.0110.297-A252.6871.523.533.53.50.1160.4060.297-C152.163.470.15577.150.5773.1260.29A-D252.6871.5211.51411.512.660.1161.460.29第五章排水系統(tǒng)設計水電站除了設置供水系統(tǒng)外，還需要設置排水系統(tǒng)，供排聯(lián)合才能使電站更好地發(fā)揮出應有的效益。排水的目的就是清除生產(chǎn)廢水，檢修積水和生活污水，保證水電站設備的正常運行和檢修。5.1排水系統(tǒng)的分類和排水方式水電站的排水可分為生產(chǎn)用排水、滲漏排水和檢修排水三大類。生產(chǎn)用水排水生產(chǎn)用水排水包含：發(fā)電機冷卻器的冷卻水，發(fā)電機推力軸承和上下導軸承油冷卻器的冷卻、水導軸承潤滑冷卻用水等。生產(chǎn)用水排水量較大，設備地點較高，一般能靠自流排至下游，習慣上把其列入技術供水系統(tǒng)。所以主要考慮檢修排水和滲漏排水。滲漏排水①機械設備的漏水主要有：水輪機頂蓋與大軸密封漏水、蝸殼及尾水管進人孔蓋的漏水；②下部設備的生產(chǎn)排水，當不可以靠自壓排至廠外時，納入浸透排水系統(tǒng)，包含濾水器污水、空氣冷卻器的冷凝水、汽水分別器及貯氣罐排水等；③地面排水；④廠房下部生活用水排水。滲漏排水水量較小，不集中難以用計算方法加以確立，在廠房內(nèi)散布廣，地點底，靠自壓不可以排至下游，所以設置一集水井，將其采集起來，利用特意的排水泵排至下游。檢修排水當檢修，維修機組時，一定將水輪機蝸殼、尾水管和壓力鋼管內(nèi)的水清除。檢修排水量大，高程很底，只好利用排水設備加以清除。為加快機組檢修，排水時間盡量要短。排水方式①滲漏排水方式二龍山川電站采納集水井排水方式，將水電站廠房內(nèi)的滲漏排水經(jīng)排水管道聚集到集水井中，用臥式離心泵排至下游，因為廠內(nèi)設置集水井易實現(xiàn)，臥式離心泵的安裝、保護方便，價錢底，在這里優(yōu)先采納。②檢修排水方式二龍山川電站采納直接排水，先用一管道將積水經(jīng)一深孔排走，而后利用一個活動水泵將水排至下游本設計水電站詳細排水方案：滲漏排水和工作室內(nèi)陸板沖刷水經(jīng)管道或排水渠排至集水井后，利用水泵排到下游，檢修排水利用活動泵排至下游。5.2排水系統(tǒng)的設計與部署排水系統(tǒng)的制定依據(jù)二龍山川電站土建圖紙基本狀況，初步制定采納廠房滲漏排水和機組檢修排水分開的排水系統(tǒng)。廠房滲漏排水集于集水井后，采納兩臺離心泵，由集水井液位信號器依據(jù)其水位變化自動控制工作泵和備用泵的啟動與停止，兩臺水泵無為備用。機組檢修排水采納一臺活動離心泵，哪臺機組檢修時用挪動式離心泵把檢修積水排至下游。滲漏排水設計計算集水井有效容積確實定因為影響滲漏排水量的要素好多，在電站設計時，很難估計電站建成后廠房和設備的漏水狀況。所以不計算滲漏水量，而是參照同型水電站有關數(shù)據(jù)的方法，直接確立集水井有效容積。依據(jù)二龍山川電站的詳細狀況，參照已運行的同型水電站滲漏排水數(shù)據(jù)，確立集水井有效容積V有效20m3，集水井個控制水位及底部高程見水泵部署圖。滲漏排水泵的選擇：依據(jù)二龍山川電站基本資料可知:下游校核水位為725.20m，正常尾水位為723.15m，最低尾水位為721.90m，取停泵水位為719.40m，則滲漏排水泵凈揚程為：校核凈揚程：H=725.20-719.40=5.80(m)設計凈揚程：H=723.15-719.40=3.75(m)最小凈揚程：H=721.90-719.40=2.50(m)滲漏排水泵的生產(chǎn)率按水泵20min排完集水井有效容積V來選擇：QB60V602060(m3/h)(5-1)2020依據(jù)HB和QB,初選兩臺3BA-6臥式離心泵，其技術參數(shù)表以下：表（5-1）3BA-6臥式離心泵技術參數(shù)表流量Q(m3/h)揚程H(m)效率同意吸上真空高度（m）306255.47.7455763.56.7605066.35.67044.5644.73BA-6水泵的出入水口直徑均為80mm（3）滲漏排水泵揚程及吸出高度校核①水泵吸、壓水管水力損失計算：1）吸水管水力損失流量m3/h,管長，管徑，計算出流速，流速水L1v12.12m/s=2.6md1=100mm頭v12/2g=0.14m。L1v12沿程水力損失為hy10.0250.19（m）(5-2)d12g吸水管設有：底閥一個，17.0900焊接彎頭一