水力机组辅助设备课程设计.doc

学习资料收集于网络，仅供参考水电站辅助设备课程设计水力机组辅助设备课程设计发题日期： 2015 年 12 月 07 日完成日期： 2015 年 12 月 18 日专业名称： 水电站动力设备与管理班 级： 水动1311 学生姓名： 指导教师： 组 别： 第四组 目录一、故县水电站基本资料1 一、电站主要参数2 二、机组技术参数2 三、其他资料 2一、 水电站油系统的设计计算2 一、油系统的作用2 二、用油量的计算2三、油系统设备的选择5四、油系统图 7四、气系统的设计计算 7 一、供气对象和供气类型 7 二、用气量的计算7 三、气系统设备表10 四、气系统图 10五、供水技术系统的设计计算 11一、水源的确定11二、水温、水压、水质 11三、供水方式12四、设备的配备方式12五、水量的计算12六、水系统图14五、参考文献15一、故县水电站基本资料一、电站主要参数最大水头： 设计水头： 平均水头：最小水头： 装机容量：二、机组技术参数水轮机型号：HL220LJ200 发电机型号：SF-20-20/425额定出力： 额定转速：调速器型号：SKWT-100 油压装置型号：YS-1三、其他资料配电装置采用油断路器，主接线为扩大单元接线。无调相任务。 二、水电站油系统的设计计算一、油系统的作用水电站的油系统，分为透平油系统和绝缘油系统两部分，一般水电站，这两个系统均分开设置。油系统的设计任务是，根据电站的规模、特点，对所服务的用油设备进行油量计算，选配油处理及化验设备，拟制系统原理图并进行设备布置和管网计算，最后绘制施工图，油系统的设计应满足电站用油设备经济安全运行的需要。二、用油量的计算1、水轮机调速设备用油 水轮机调速系统用油量包括油压装置用油、导水机构接力器用油及管道的充油量。油压装置用油量，查水电站机电设计手册水力机械表6-14-;导水机构接力器用油量(两个)查水轮发电机组辅助设备P14公式1-3 取油压装置额定压力为2.5Mpa，采用标准导水机构并用两个单缸接力器操作时，每个接力器的直径可近似按下式计算： 由水电站机电设计手册P254公式6-4其中导叶数z由水轮机原理与运行p123表7-1得z=16，再由水电站机电设计手册P254表6-4得：=0.032，由水轮机原理与运行P328,附表2取0.2。 当油压装置的额定油压为4.0MPa，则接力器直径为：故导叶接力器直径选取230mm。由水轮发电机组辅助设备P14： ，由于转轮直径小于5m，则由水轮机原理与运行P120，所以 。2、机组润滑油系统充油量机组润滑油系统用油包括推力轴承和导轴承的用油量。其用油量可按下式进行估算，即 ，式中是轴承损耗单位kW所需油量，查水电站机电设计手册水力机械表9-4， ，式中是推力轴承损耗:，查水轮发电机组辅助设备 图1-7，知A=3.5，查水电站机电设计手册水力机械表3-11，得出F=210t，查任务书可得：所以： 用经验公式计算导轴承损耗， ，取15%。 则综上可得，机组润滑油系统用油量： 3、 主阀接力器充油量 由于应用水头小于200m，所以进水阀选择胡蝶阀。查水电站机电设计手册水力机械P175表4-1可得。由于没有HL220-LJ-200，出力为20MW的水轮机型号，故参考水电站机电设计手册水力机械P83,HL250-LJ-200。查水电站机电设计手册水力机械P463表9-7可得：，为阀门直径。查水电站机电设计手册水力机械P176，公式（4-1）胡蝶阀直径： ，在系列直径取2.8m，取接力器油量，查水轮发电机组辅助设备P15，表1-10。4、管道充油量，查水轮发电机组辅助设备P16 （二）、汽轮机系统用油量的计算1、运行用油量V1 对于透平油系统指一台机组润滑油量、调速器的充油量及进水阀接力器的充油量和管道充油量之和，即 2、事故备用油量V2 以最大的一台设备充油量的110%计算，其中10%是考虑油的蒸发、漏损和取样的裕量，即 3、补充备用油量V3 设备运行中油的损耗需要补充油，以机组运行4590天后的添油量为准，则 式中a-设备在一年中需要补充油量的百分数，混流式水轮机取a=5%10%;转浆式机组取a=15%25%；变压器取a=5%；油开关取a=10%4、系统总用油量： 三、油系统设备的选择 油系统的设备配置原则：按绝缘油和透平油两个独立系统分别配置。对油系统设备的选择主要有：贮油设备（净油槽和运行油槽）、净化油设备（压力滤油机和真空滤油机）和油泵等。该设计将绝缘油系统省略。1、贮油设备的选择：（1） 净油槽的选择：贮备净油以便机组或电气设备换油时使用。容积为一台最大机组（或变压器）充油量的，加上全部运行设备45天的补充用油量。通常透平油和绝缘油（省略）各设置一个。但容量大于60m3时，应考虑设置两个或两个以上。透平油： 可设置1个净油槽，查水电站机电设计手册水力机械表9-29选择的标准油槽。 （2）运行油槽的选择：当机组（或变压器）检修时排油或净油用。容积为最大机组（或变压器）油量的。但考虑到兼作接受新油，并与净油槽互用，其容积宜与净油槽相同。为了提高污油净化效果，通常设置2个，每个为其总容积的。 则： 故。因此，选择2个的标准油槽。（3）中间油槽：当油库布置位置较高时，检修机组充油量部件时排油用。其容积为最大充油设备的充油量。数量为一个，当油库布置在厂内时，水轮机层以下可不需设置，可待厂房部分设计后再进行设计。（4）事故排油池：接受事故排油用，一般设置在油库底层或其他合适的位置，容积为所有油槽容积之和。新设计规程可不设置。2、油泵和净化设备的选择（1）压力滤油机及真空滤油机的选择： 透平油系统： 式中：对于机组的透平油系统，取8小时。查水电站机电设计手册水力机械表915及表916，透平油的压力滤油机的型号为：LY50，台数为1台；真空滤油机的型号为：ZLY50为1台，每台滤油机选用一台滤油纸烘箱。（2）油泵的选择：透平油系统： 查水电站机电设计手册水力机械第466页表98，选取KCB4.5型齿轮油泵，2台，一台移动式油泵用以接受新油或排除污油，一台固定式油泵提供设备充油。3、 设备明细表：表 1设备名称型号及规格数量备注透平油系统净油槽1台运行油槽2台压力滤油机LY501台配备一个滤油纸烘箱真空滤油机ZLY1001台配备一个滤油纸烘箱油泵KCB4.52台一台移动式油泵用以接受新油和排除污油，一台固定式油泵提供设备充油四、油系统图1、油系统图的绘制绘制油系统图：透平油系统图，见附图一。3、 气系统的设计计算一、供气对象和供气类型1、供气对象（一）厂内高压用气 （1）压油槽充气，额定压力为。（二）厂内低压用气 （1）机组停机制动用气，额定压力为； 二、用气量的计算 1、高压用气（一）空压机的选择 主要是油压装置的用气量，压油装置的型式为YS-1，由水轮发电机组辅助设备空压机的总生产率：式中 压油槽的额定压力，为； 压油槽的容积，为1.65； t充气时间，一般取24h,取2h; 压油槽中压缩空气所占容积，m； 大气压力，为。所以 空压机选两台，充气时同时工作，故每台生产率为总生产率的1/2，即0.01185。查水轮发电机组辅助设备表2-2，选V-1/40型空压机。（二）储气罐容积的确定 查水轮发电机组辅助设备式（2-10）得式中 储气罐额定压力，其值为； 额定绝对压力，其值为； 由于右面上升后所需的补气的容积其中 D压油槽内径（m），查水电站机电设计手册水力机械表9-29得，D=1400mm。 右面上升高度，去0.10.15，此处取0.15。则 （三）管道选择查水轮发电机组辅助设备，一般按经验选取: 空气压缩机至高压储气罐之间管道的防锈钢管2、低压用气（一）机组制动用气（1）机组制动耗气量计算 制动耗气量取决于发电机所需的制动力矩，由电机制造厂提供。在初步设计制动供气系统时可根据水电站机电设计手册水力机械式（10-1）估算为式中再一次制动所需的总空气量，L/S。查水电站机电设计手册水力机械表10-1，得出：=4L/S 制动时间（s），一般取。制动气压，一般取。大气压，一般取（2）储气罐容积计算 机组制动用气主要由储气罐供给，储气罐容积必须保证制动用气后，罐内气压保持在最低制动气压以上。查水电站机电设计手册水力机械公式10-2，储气罐容积：式中 Z同时制动的机组台数，取1台； 制动前后储气罐允许压力降，一般为0.10.2MPa，取0.15MPa。根据水电站机电设计手册水力机械表10-18选择1台标准的2储气罐。（3）空压机生产率计算 空压机生产率按在一定时间内恢复储气罐压力的要求来确定，根据根据水电站机电设计手册水力机械式（10-3）得式中 储气罐恢复压力时间，一般取1015min，取15min。根据水电站机电设计手册水力机械表10-24选11ZA-1.5/8型空压机。（4）供气管道选择查水轮发电机组辅助设备P47，按照经验选取，供气干管取，环管，支管。自三通阀以后的制动供气管，须采用耐高压的无缝钢管。三、气系统设备（见表2） 表5类别设备名称型号及规格数量备注高压系统空压机V-1/402水冷储气罐11干管直径1高压供气管低压系统空压机11ZA-1.5/82水冷各种句式的掌握储气罐非和飞 气和汽 以和已 请和情 玩和完 很和得 跳和桃2雨越下越大。 天越来越黑。1飞机越飞越高。 我越长越高。机组制动、检修xng（兴盛） f（头发） zh?ng（种子） hun（还书）干管直径60mm1机组制动（11）（小鸟）在前面带路，（风儿）吹向我们，我们像（春天）一样，来到（花园）里，来到（草地）上。四、气系统图 （见附图2） 厂内气系统包括高压气系统和低压气系统。高压气系统供气对象主要是油压装置，根据本电站的实际情况设置2台型号为V-1/40的空压机，互为备用。低压气系统供气对象主要包括机组制动用气，空气围带用气和检修维护用气(本设计中省略)，设置2台空压机，实现电站的运行。（14）自己学会（生活）的本领，才能成为（真正）的狮子。 四、技术供水系统的设计计算一、水源的确定一（块）稻田 一（面）队旗 一（场）球赛 一（把）铜号水电站供水系统的对象是各种机电运行设备，其中主要是水轮发电机组，水冷式变压器，水冷式空压机等。技术供水的主要作用是对设备起润滑和冷却，有时水还用作操作能源（如射流泵，高水头电站的进水阀操作等）。技术供水的水源选择非常重要，在技术上必须考虑水电站的型式，布置及水头，满足用水设备所需的水量、水质、水温及水压的要求，力求取水可靠，水量充足，水温适当，水质符合要求，以保证机组的安全运行，使整个供水系统设备操作维护方便。根据故县水电站的实际情况，把上游水库作为水源是比较理想的。所以，从压力钢管取水作为主水源，坝前取水作为备用水源。氵三点水（江 河 沙） 日 日字旁（明 暗 晚）二、水温、水压、水质1、水温 由水电站机电设计手册水力机械知技术供水水温是供水系统设计中的一个重要条件，一般按夏季经常出现的最高水温考虑，一般取25C。 2、水压（一）机组冷却器对水压的要求 进入冷却器的冷却水，应有一定的水压，以保证必要的流速和所需的水量。国产冷却器一般压力降为47.5m,进口水压一般不超过20m。（二）水冷式变压器对水压的要求 对水冷式变压器冷却水的水压控制较严，要求冷却水进口水压不得超过变压器中的油压。根据制造厂家的要求，冷却水进口处水压不得超过8m，变压器中的油压必须大于水压8m，这样就可以保证即使在冷却水管破裂时，只能是油进入水中而水不能进入油中。（三）水冷式空压机对水压的要求 水冷式空压机的水压可不限于20m，可以略为加大，但不宜超过30m。3、水质 为保证冷却器的安全经济运行，冷却水一般应满足一下几点要求。1） 水中不含悬浮物 2）含沙量少且颗粒小 3）硬度就小 4）pH值反应为中性 5）力求不含有机物、水生物及微生物 6）含铁量小 7）不含油份三、供水方式根据水轮发电机组辅助设备介绍的供水方式，由于故县电站水头范围为，水头介于80m,因此为了达到经济合理性，采用自流供水。四、设备的配备方式因故县水电站的装机台数是4台，台数较多，因此采用单元供水，每台机组设置一套独立取水和供水设备，并独立运行，运行灵活可靠性高，方便了系统的运行。五、水量的计算 1、发电机空气冷却器的用水量查水电站机电设计手册水力机械式（8-1）得式中 发电机空气冷却期用水量，（） 发电机额定功率，为20000kW； 发电机效率，=0.96。则 2、推力轴承和导轴承油冷却器用水量查水电站机电设计手册水力机械式（8-3)和式（8-4)得式中 推力轴承损耗（kW），前面已经经过计算，； 推力轴承冷却器用水量（）； C冷却水比热，去1000kcal/(t.C)； 冷却器进出口水温差，可取24C，则取C。则 根据水电站机电设计手册水力机械可知，导轴承油冷却器用水量按推力轴承的10%20%，则：取15% 3、水轮机轴承用水量 查水电站机电设计手册水力机械表1-27得HL250-LJ-200型号水轮机轴承采用油润滑，一般都装有冷却装置，其冷却水用量很小，可按推力轴承用水量的57%考虑，而不另行估算，即。 4、水冷式空压机冷却用水量 由气系统部分算出低压空气压缩机型号为11ZA-1.5/8，其生产率为1.5，查水轮发电机组辅助设备表3-2得冷却用水量为=0.5。 5、设备选择 查水电站机电设计手册水力机械表8-13.技术供水系统管道常采用钢管，取水管径400mm，自动给水阀为，滤水器为转动式。6、计算总用水量表6 水系统明细表序号设备名称数量单位1滤水器4只2空气冷却器6台3电磁阀2个4电磁配压阀1个5减压阀1个6压力表44个7截止阀1个8流量计24个9示流信号器1台