淺談水力機(jī)械系統(tǒng)在水電站中的技術(shù)應(yīng)用

【摘要】水電站輔助水力機(jī)械系統(tǒng)包括油、氣、水、量測系統(tǒng)，其設(shè)計(jì)涉及各系統(tǒng)組成設(shè)備的技術(shù)性能、選型、布置方式等要素。水電站輔助機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮系統(tǒng)可能的影響因素，含國內(nèi)現(xiàn)有設(shè)備制造能力與水平，適用能力、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)及各設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的技術(shù)性能等，以確保水電站輔助水力機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理。

【關(guān)鍵詞】油；氣；水系統(tǒng)及量測系統(tǒng)；設(shè)計(jì)方案；水力機(jī)械；技術(shù)經(jīng)濟(jì)性；水電站輔助水力機(jī)械系統(tǒng)

水電站的水力機(jī)械設(shè)備主要包括水輪發(fā)電機(jī)組及其附屬設(shè)備（主體設(shè)備）。輔助水力機(jī)械系統(tǒng)設(shè)備等，其中輔助水力機(jī)械系統(tǒng)一般由油、氣、水、量測等幾大系統(tǒng)組成，其主要作用是為主體設(shè)備提供必要的服務(wù)，保證主體設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行，勿容置疑，水電站主體設(shè)備的性能、質(zhì)量、配置及設(shè)計(jì)操作流程等對水電安全穩(wěn)定運(yùn)行起著關(guān)鍵作用，但經(jīng)過眾多電站的運(yùn)行事實(shí)證明，水電站輔助水力機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，產(chǎn)品質(zhì)量，技術(shù)性能等同樣對水電站的經(jīng)濟(jì)安全穩(wěn)定運(yùn)行起著不可忽視的作用。本文著重針對水電站水系統(tǒng)中的供水方式，管道閥門設(shè)計(jì)，濾水器設(shè)置部位，減壓閥及安全閥口徑選擇，排水方式及滲漏選擇，油、氣及兩側(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，設(shè)備布置當(dāng)中的方案考慮的合理性，相互之間的影響等設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的諸項(xiàng)問題，談?wù)勗O(shè)計(jì)中的一些體會。

1、水電站輔助水力機(jī)械系統(tǒng)中氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1.1水電站氣系統(tǒng)一般包括中壓氣系統(tǒng)和低壓氣系統(tǒng)，由于目前氣體介質(zhì)減壓閥尚未達(dá)到成熟階段，因此這2個(gè)系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)不考慮合用，應(yīng)盡可能分開設(shè)置。

1.2低壓氣系統(tǒng)中吹掃及檢修供氣單元與機(jī)組制動供氣單元盡可能分開設(shè)置，并分別設(shè)置相應(yīng)容積的貯氣罐，另外，吹掃及檢修供氣單元可作為制動供氣的備用氣源，以保證制動供氣的可靠性及供氣質(zhì)量；制動供氣應(yīng)盡可能干燥、清潔，而吹掃及檢修供氣干燥，清潔度可適當(dāng)放寬。

1.3由于供氣管路往往較長有一定的管路損失，使氣體到達(dá)供氣設(shè)備時(shí)壓力達(dá)不到設(shè)備的額定操作壓力，因此在選擇壓機(jī)時(shí)其額定排氣壓力宜比設(shè)備的額定操作壓力略高一些，相應(yīng)的貯氣罐設(shè)計(jì)壓力也要提高。

2、水電站扶助水力機(jī)械系統(tǒng)中油系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

2.1絕緣油系統(tǒng)

（1）目前水電站采用的主變壓器大多是20～30年免維護(hù)型的，除非發(fā)生事故進(jìn)行大修，一般情況下是不需要更換絕緣油的，因此筆者建議設(shè)計(jì)中小型水電站絕緣油系統(tǒng)時(shí)省略總的供排油管路；對于梯級電站僅在某一較合適的站點(diǎn)設(shè)置絕緣油系統(tǒng)，其他站甚至可以省略絕緣油系統(tǒng)，對地理位置較偏僻的獨(dú)立電站，可僅設(shè)絕緣油及油處理室設(shè)備。

（2）對梯級電站而言，可考慮在某站設(shè)油分析、化驗(yàn)設(shè)備，其他站可省略。

（3）對巨型和大型電站，可從有利于運(yùn)行、維護(hù)級檢修德角度出發(fā)，考慮配置齊全一些。

此外，油系統(tǒng)在設(shè)備布置上，為滿足防火規(guī)范要求，配置德濾紙烘箱應(yīng)布置在專用德房間內(nèi)，烘箱電源開關(guān)業(yè)不能放在室內(nèi)，油庫中油罐德事故排油操作閥門不能與油罐布置在同一房間，應(yīng)布置在專用德房間內(nèi)，對室外布置德管理系統(tǒng)，為防止熱脹冷縮導(dǎo)致管路損壞，應(yīng)考慮設(shè)置玻紋管連接段。

3、 書店展輔助水力機(jī)械系統(tǒng)中水力測量系統(tǒng)德設(shè)計(jì)

3.1為保證集水井液位監(jiān)測與控制，應(yīng)同時(shí)配置2種不同型式的液位控制器，如：壓力傳感式及浮子式等，兩者互為備用。

3.2監(jiān)測尾水管壓力脈動德傳感器宜布置在水輪機(jī)德尾水管錐管段，而不宜通過測壓管后再設(shè)置傳感器，因?yàn)檫@樣會有衰減影響測量精度。

3.3在水位布置上，應(yīng)有防止水倒灌的措施。

4、水電站輔助水力機(jī)械系統(tǒng)中水系統(tǒng)德設(shè)計(jì)

4.1技術(shù)供水方式設(shè)計(jì)

按照《水力發(fā)電廠機(jī)電設(shè)計(jì)規(guī)范》，水電站水頭為15～120米時(shí)宜采用自流（減壓）供水方式，水頭大于120米時(shí)應(yīng)進(jìn)行水泵供水與其他供水方式德比較。在以往的技術(shù)供水方案比較中，大多沒有考慮這樣的事實(shí)；目前國內(nèi)生產(chǎn)的水泵由于制造加工工藝不高，質(zhì)量尚不穩(wěn)定，很難保證連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，有不少類型的水泵達(dá)不到其標(biāo)注的技術(shù)性能要求。如：有的自吸泵或離心泵名牌標(biāo)注的吸出高度為5～7米，而真正可實(shí)現(xiàn)的吸出高度只能達(dá)到3米，有不少電站的技術(shù)供水泵由于制造，技術(shù)參數(shù)不到標(biāo)等種種原因不能正常工作，影響到主設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行；在方案比較中對由于水泵故障帶來的其他損失，水泵的維護(hù)成本，水泵的占地面積以及布置上的困難等因素往往沒有充分考慮。當(dāng)然，這么高水頭采用的彈簧式減壓閥，若采用隔膜式減壓閥，可考慮采用二級、三級減壓供水方式。目前，150～160米水頭段的電站如光照，洪家渡等大多采用二級減壓供水方式，120米以下水頭段的電站大多采用以及減壓方式如引子渡、索風(fēng)營等，上述電站的技術(shù)供水系統(tǒng)運(yùn)行情況都良好。

4.2管道閥門設(shè)計(jì)

為增加可靠性，減少維護(hù)工作量，當(dāng)技術(shù)供水采用自流（減壓）供水方式時(shí)，供水管中的第1道閥門（靠近取水口端）應(yīng)選取高一級壓力等級的閥門。例如：對不宜檢修或檢修條件較困難時(shí)，宜設(shè)2道閥門，此外，檢修閥門宜選取不銹鋼閥門。

4.3濾水器設(shè)備部位

在自流（減壓）供水方式中，為了更好地保護(hù)減壓閥及其福建，保證技術(shù)供水系統(tǒng)正常工作，將濾水器放置在減壓閥前也是較好的選擇。雖然濾水器壓力等級提高了會增加一定的成本，但增加數(shù)額不大，一般增加10%～15%，完全可以接收。目前很多水電站均采用這種設(shè)計(jì)。

4.4排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在水電站排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，對中小型電站及尾水位較高的電站，宜采用直接排水方式。這樣，既減小了水淹廠房的概率，也減小了設(shè)計(jì)工作量。因?yàn)榧w需要密封，設(shè)計(jì)難度也較大，對滲漏集水井和檢修集水井也宜分開設(shè)置，這也是規(guī)范所需求的。但是，很多電站的業(yè)主要求將兩井用連通管連通，這就要求設(shè)計(jì)單位必須在連通管上家裝常閉閥門，改閥門由于其重要性，要求應(yīng)相當(dāng)可靠能夠鎖定，以避免誤操作引起水淹廠房事故的發(fā)生。

5、結(jié)束語

水電站輔助水力機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)對水電站安全穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要。確保合理有效的輔機(jī)設(shè)計(jì)，不僅可以降低成本，節(jié)約投資，更重要的是可以保證水電站主要設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行，方便設(shè)備運(yùn)行及檢修，延長設(shè)備使用壽命。為此，該系統(tǒng)各個(gè)細(xì)節(jié)的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)引起設(shè)計(jì)者的足夠重視。