DL T 5066-1996水力发电厂水利机械辅助设备系统设计技术规定

水力发电厂水力机械辅助设备系统设计技术规定页码，1/37水力发电厂水力机械辅助设备系统设计技术规定Designruleofhydraulicmechanicalauxiliaryequipmentsystemofhydraulicpowerplant主编部门：原能源部水利水电规划设计总院北京勘测设计研究院批准部门：中华人民共和国电力工业部施行日期：1997年9月1日本标准是根据原能源部、水利部批复的《水利水电勘测设计技术标准体系》编写的，属水利水电工程建设标准。为了使水力发电厂水力机械辅助设备系统的设计有章可循，做好设计工作，原能源部、水利部水利水电规划设计总院、北京勘测设计研究院编写了本标准。实施本标准有利于提高工程设计质量，提高工程建本标准由电力工业部水电水利规划设计总院归口。本标准起草单位：原能源部水利部水利水电规划设计总院、北京勘测设计研究院。本标准主要起草人：刘书秋、端润生、吴秀茹、张定洪、王明坦、孙殿湖、周益、刘顺。本标准由电力工业部水电水利规划设计总院负责解释。1.0.1为使水力发电厂水力机械辅助设备系统设计有所依据，并统一设计标准，特制订本规定。1.0.2本规定适用于大中型水力发电厂和抽水蓄能电厂。1.0.3本规定为SDJ173—85《水力发电厂机电设计规范》技术供排水系统、油系统、压缩空气系统、水力监视测量系统的子规定。设计时，除必须执行本规定外，还应符合现行国家标准和行业标准中的有关规2技术供排水系统2.1技术供水系统2.1.1技术供水系统的设计应包括如下内容：1)为发电机(发电电动机，下同)的空气冷却器、轴承冷却器、水轮机(水泵水轮机，下同)的轴承冷却器、水冷式变压器冷却器、水冷式空气压缩机的冷却器、压油装置集油箱冷却器、水冷式变频器等提供冷却水，为水内冷发电机组提供二次冷却水。2)为水轮机的橡胶导轴承、水轮机主轴和止漏环密封提供润滑冷却水，为深井泵轴承提供润滑水等。3)为发电机、变压器、油罐室、油处理室等机电设备提供消防用水。4)为空调设备冷却、空气降温、洗尘提供水源，为厂内生活用水提供水源。2.1.2技术供水系统的组成应包括水源，水的净化，供水泵(水泵供水时)、管网和控制阀件，供水的监视和保护等。2.1.3水源的选择应根据用水设备对水量、水压、水温及水质的要求，结合电厂的具体条件合理选定。可供选择的水源有：水库、尾水渠、顶盖取水、地下水，靠近水电厂的小溪水。并应满足下列要求：1)技术供水系统应满足设备用水量的要求。在未获得制造厂提供的数据时，可按投入运行的、水头和容量相近的设备用水量初定；也可按经验公式或统计曲线初步估算；最后应以设备制造厂提供的数字核2)技术供水系统的水压应由冷却器的水力压降、管路系统水力压降和管路出口背压(尾水反压)三部分水轮发电机组的空气冷却器和各轴承冷却器进口的最大工作压力应按实际设计条件确定。宜采用0.15MPa～0.3MPa,如要求加大工作压力，应向制造厂提出要求。水冷式变压器进水最高压力，应按变压器油冷却器内油压高于水压确定。3)水轮发电机组的空气冷却器和各轴承冷却器、水冷式变压器的冷却器等的进水温度宜按25℃设计，如超过25℃,应向制造厂提出要求；如长年低于25℃,可按经验曲线折减冷却水量。4)冷却水源水质中应尽量不含有漂浮物。冷却水源存在水生物时，应考虑相应的措施。2006-9-18水力发电厂水力机械辅助设备系统设计技术规定页码，2/37在冷却水中，悬浮物颗粒粒径宜小于0.15mm,粒径在0.025mm以上的泥沙含量应小于总含沙量的5%,总含沙量宜小于5kg/m³。对多泥沙河流，在采取清除水草、杂物及管路水流换向运行等有效措施后，冷却器内流速不低于1.5m/s时，允许总含沙量不大于20kg/m³。碳酸盐硬度在冷却水水温为20℃~25℃,游离二氧化碳为10mg/L～100mg/L时，应为2mg当量/L～7mg冷却水的pH值宜为6～8。如果冷却水经处理后仍达不到本条所述要求，在设备订货时，应向设备制造厂提出相应要求。2.1.4水的净化设施的设计应满足下列技术要求：1)拦污栅(网)。拦污栅(网)栅条的间距(或孔目大小),应根据水中漂浮物的大小确定，其净间距宜为30mm～40mm。过栅流速与供水管经济流速有关，过栅流速相应为0.5m/s～2m/s;不宜超过3m/s。2)滤水器。滤水器的滤网宜用不锈钢制作。滤网用钢板钻孔制作时，其孔径宜为2.5mm～6mm,滤水器内水的过网流速不宜大于0.5m/s。3)对多泥沙河流电站，可考虑水力旋流器、沉淀池、坝前斜管取水口等除沙方案，经技术经济分析选2.1.5供水泵、管网和阀件应符合如下要求：1)应保证在各种运行水头、尾水位变动幅度范围内，满足各项设备总用水量和水压的要求。2)技术供水管网、阀件的配置，应使各分支管路流量的分配符合系统设计的要求，各管路节点的压力分布合理，最高部位不出现真空，最低部位不出现超过规定的水压。2.1.6供水方案有如下几种可供选择，应做技术经济比较后选定：1)水泵供水(包括射流泵供水):分单元供水、分组供水和集中供水三种供水方式。2)自流供水(包括自流减压方式):分单元自流供水和集中自流供水两种方式。3)水泵和自流混合供水方式。4)水泵加中间水池的供水方式。5)自流加中间水池的供水方式。6)顶盖取水供水方式。2.1.7水电厂工作水头为15m～80m时，宜采用自流供水方式；工作水头小于15m时，宜采用水泵供水方2.1.8水电厂工作水头在70m～120m时，宜采用自流减压或射流泵以及顶盖取水的供水方式。减压阀(装置)应具有随着背压波动而浮动压力的特性。2.1.9水电厂工作水头大于100m,选用供水方式时应进行技术经济比较。宜优先考虑水泵供水，射流泵供水或水轮机顶盖取水供水方式。2.1.10水电厂工作水头变化范围较大，单一的供水方式不能满足水压力和水量的要求或不经济时，宜采用水泵和自流、自流和自流减压等两种方式结合的供水方案。2.1.11有下列情况之一的，经过技术经济论证应采用中间水池的供水方式。1)水库水位变化较大，不易得到稳定的供水压力；3)水中含沙量过大，需进行沉沙处理(沉沙池兼作中间水池);4)向水冷变压器提供安全、稳定水压；5)设置小水轮机作能量回收减压后，需对流量进行调节；6)水轮机主轴密封和橡胶轴承润滑水水质不能满足要求需要配置水池时；8)设有消防水池可兼作中间水池的。2.1.12技术供水系统管网组成应简单、可靠、便于运行和维护。2.1.13冷却和润滑供水，宜组成同一个技术供水系统。当冷却水的水质达不到润滑水水质要求时，可单独设置润滑水的供水系统。2.1.14取水口应设置拦污栅(网),可设有压缩空气吹污管或其他清污设施。2.1.15坝前取水口不设检修闸门时，对取水管路上的第一道工作阀门应有检修和更换的措施，例如增加一个可以封堵取水口的法兰或检修阀门。2.1.16布置于水库或前池最低水位以下的取水口其顶部应低于最低水位至少0.5m。对冰冻地区，取水口应布置在最厚冰层以下，并采取破冰防冻措施。布置在前池边的取水口，应注意防冰问题。2.1.17对坝前取水口的供水系统，兼作消防水源且又无其他消防水源时，水库最低水位以下的全厂取水口应有两个。2.1.18对坝前取水的供水系统，其取水口除应满足2.1.14～2.1.17的要求外，取水口高程还应考虑初期发电的要求。2.1.19对河流含沙量较高和工作深度又较大的水库，坝前取水口应按水库的水温、含沙量及运行水位等情况分层布置。2.1.20设在蜗壳进口处或机组压力钢管上的取水口，不应放在流道断面的底部和顶部。2.1.21设置中间水池的供水方式，宜采用集中供水系统。2.1.22水泵供水方式，宜优先采用单元供水系统。每单元可设1台～2台工作水泵，一台备用水泵。2006-9-18水力发电厂水力机械辅助设备系统设计技术规定页码，3/37当采用水泵集中供水系统时，工作水泵的配置数量，对大型水电厂宜为机组台数的倍数(包括一倍),对中型水电厂宜不少于两台。备用水泵台数可为工作水泵台数的1/2～1/3,但不少于一台。2.1.23供水系统应有可靠的备用水源。常用的备用形式有：1)对单元自流供水系统，可设联络总管，起互为备用作用。当厂房距主坝较近时，可用坝前取水作备2)对坝前取水的自流集中供水方式，可用压力钢管取水作为备用。2.1.24贯穿全厂的供水管路应有分段检修措施。2.1.25每台机组的主供水管上应装能自动操作的工作阀门，并应装设手动旁路切换检修阀门。2.1.26机组主供水管路上应装设滤水器，并应符合如下要求：1)当采用旋转式滤水器时，可装设1个；当过水量大于1000m³/h时，为使滤水器尺寸不致过大，宜装设2个。当采用固定式滤水器时，宜装设2个。2)滤水器应装设冲污排水管路。对大容量机组，多泥沙水电厂滤水器的冲污水应排至下游尾水。中型水电厂往下游排污有困难，且滤水器的排污水量不大时，可排至集水井。2.1.27自流减压供水系统采用的自动减压阀(装置),应动作准确，稳定可靠，其流量恒定特性和压力稳定特性应符合设计要求。对水头变幅较小的水电厂，可装设固定式(或手动调节式)减压装置。2.1.28装有自动减压阀、顶盖取水或射流泵的供水系统，在减压阀、顶盖取水或射流泵后应装设安全阀或其他排至下游的安全泄水设施，以保证用水设备的安全。安全泄水阀的口径，应按阀后允许升高的压力值和泄水阀出口压力值及泄放的最大流量等条件核算。2.1.29供水系统的中间水池应有排污管、排水阀、溢流道，冰冻地区还应设有保温设施。中间水池的有效容积，作为机组冷却供水时，应保证至少连续供水10min～15min。兼作消防储水池时，其有效容积应符合SDJ278—90《水利水电工程设计防火规范》的要求。2.1.30对水流含沙量较大或有防止水生物要求和存在少量漂浮物不易滤除时，冷却器管路宜设计成正、反向运行方式。管路上选用的示流信号器(示流器)亦应为双向工作式。2.1.31采用水泵供水方式时，水泵设备的最小工作流量不少于总用水量的105%～110%。2.1.32供水管内的经济流速，宜在1.0m/s～3.0m/s范围内选用。当有防止水生物要求或防泥沙淤积时，可适当加大流速至3m/s～7m/s。2.1.33供水管路系统有需排空积水或积气的部位应装检修排水或排气阀门。2.1.34水轮发电机冷却器排水，应排至下游尾水渠或尾水管，总排水管出口高程，可按地区环境布置在正常尾水位以上或以下。如需防止钻鼠、进蛇、做雀巢时，宜布置在水下。对有冰冻影响的，为防止排水管口结冰，出水口高程应在最低尾水位及最大可能冰厚以下。2.1.35自尾水管或尾水洞取水的水泵供水或射流泵供水系统，取水管上宜设有排出气体和检修用阀门。2.1.36从蜗壳、压力钢管或长尾水管中取水的供水系统，应考虑机组过渡过程压力上升对设备的影响。2.2排水系统2.2.1检修排水与渗漏排水系统，对于大型水电厂应分开设置；对于中型水电厂，宜分开设置，但通过技术论证后也可共用一套排水设备。当共用一套排水设备时，应考虑安全措施，严防尾水倒灌淹厂房，如设置止回阀、隔离阀和规定严格操作程序等。2.2.2机组检修排水设计应在水轮机进水管或蜗壳底部设通向尾水管的排水管和阀门，使引水钢管中尾水位以上部分的积水自流排出。2.2.3检修排水泵的扬程应按一台机组检修其他机组满负荷运行时的尾水位确定。当经常存在与其他下泄流量重叠(泄水闸、船闸、渔道等)时，宜按相应尾水位确定。2.2.4机组检修排水泵的设计流量，应按排除一台机组检修排水量及所需排水时间确定。1)检修排水量由尾水位以下的进水管、蜗壳和尾水管内积水容积和进口闸门(阀)与尾水闸门的漏水量组成。2)闸门和阀的漏水量应由闸门设计者提供。钢制密封平板闸门的漏水量，上游约为0.5L/ms～1L/ms,下游约为1L/ms～3L/ms,含沙量大的水电厂宜取大值。3)排水时间宜取4h～6h。对于有长尾水洞的电厂，如需排除洞内的积水时，排水时间可适当加长。2.2.5检修排水泵的台数不应少于两台，不设备用泵，其中至少应有一台泵的流量大于上、下游闸门总的漏水量。2.2.6对于冲击式机组，若检修时不要求排水，可不设机组检修排水系统，但应考虑尾水道检修时的排水措施。2.2.7机组检修排水宜采用直接排水或间接排水方式，并应符合如下要求：1)直接排水宜采用离心泵、射流泵或潜水泵。采用卧式离心泵时，不宜设置底阀。如水泵位置高于最低排水位时，应设真空泵或射流泵满足启动充水要求，其吸水时间宜取5min～15min。2)间接排水宜采用深井泵、潜水泵、离心泵或射流泵。深井泵底座高程宜高于最高尾水位，不能满足时，井口宜密封并设通气管或采取其他防淹措施。2.2.8检修排水集水廊道断面尺寸不宜小于2.0m×1.5m;廊道的一端或中间应布置水泵集水井，其面积和2006-9-18水力发电厂水力机械辅助设备系统设计技术规定页码，4/37容积宜按满足水泵布置和集水井清污要求确定。同时埋设清扫淤泥的供水、供气管路接口。2.2.9当集水廊道中工作地点至出口的距离超过60m时，应至少增设一个出口，其中一个可兼作清污吊物井用。对于尾水位特别高的水电厂，安全出口布置高程，应根据具体情况考虑。2.2.10检修排水采用连通各台机组尾水管的排水管道方案时，连通管道的直径应满足水泵排水量的要求，并有冲淤措施。集水井的容积应满足一台排水泵工作10min～15min排水量。2.2.11为了排干尾水管内的积水，在尾水管侧壁最低处应设有排水口，排水口应设拦污栅(网)。2.2.12水轮机蜗壳排水阀的直径宜按蜗壳进口直径的1/10～1/15估算，尾水管排水阀的直径应按满足排出流量的要求确定。2.2.13有长尾水隧洞的地下式水电厂(包括抽水蓄能电厂)的机组检修排水(直接式或间接式)应直接排至下游。如有两条以上的长尾水隧洞且尾水隧洞和尾水管之间设有闸门时，可相互交叉地将一台机组检修排水排到另一尾水隧洞内。2.2.14厂房渗漏水量应计入下列项4)供排水管道上的阀门漏水；5)空气冷却器的冷凝水和检修放水；6)水冷式空气压缩机的冷却排水；7)水冷式变频器的冷却排水；8)气水分离器和贮气罐排污水；9)厂房及发电机消防排水；10)水泵和管路漏水、结露水；12)其他必须排入集水井的水。2.2.15厂房水工建筑物的渗漏水量应由厂房设计专业提供。其他渗漏水量可参照已建条件相似的水电厂和厂家资料估算。2.2.16渗漏排水集水井的设计应符合如下要求：1)集水井汇集不能自流排出的厂内渗漏水，用泵自动地排至厂外。2)厂房围岩渗漏水有条件直接排往下游时，不应排至厂内集水井。但允许地下厂房围岩渗漏水排至集水井。3)集水井应布置在厂房最低处。集水井的报警水位应低于最低层的交通廊道、操作廊道及布置有永久设备场地的地面高程。4)应规定集水井工作泵启动水位、停泵水位、备用泵启动水位和报警水位等。5)集水井的有效容积，宜按汇集30min～60min厂内总渗漏水量确定，有条件时，宜选大些。6)集水井底部应设集水坑，坑深应能淹没水泵吸水管底阀。集水井底部地面应有倾向集水坑的坡度。7)应设集水井的清污通道与清污措施。对多泥沙水电厂的集水井，其排水泵底阀附近应设冲淤设施。2.2.17渗漏排水泵(包括备用泵)的扬程应按最高尾水位，或出水口高程与集水井最低水位之差加上管道水2.2.18渗漏排水工作泵的流量应按集水井的有效容积、渗漏水量和排水时间确定。排水时间宜取20min~30min。工作泵的台数应按排水量确定。除工作泵外，至少应设置一台备用泵，其流量宜与工作泵相等。如有特殊原因，允许加大备用泵的流量或选用多台备用泵。2.2.19对于汛期尾水位变幅较大且持续时间较长的水电厂和多泥沙水电厂，可增设汛期专用渗漏排水泵和加大渗漏排水集水井容积。2.2.20渗漏排水泵宜选用深井泵、射流泵或潜水泵。有条件时，也可选用离心泵。2.2.21对于轴流式水轮机，厂家应为每台机组配置专用的顶盖排水设备。大型机组的排水设备宜双重备用。备用设备的驱动方式或电源宜与主用设备不同。顶盖排水泵应采用单独的吸水管，不得共用。顶盖排水宜直接排至下游。2.2.22对于具有长尾水洞的地下式水电厂(包括抽水蓄能电厂),渗漏排水宜直接排至下游最高尾水位以上。经过技术经济论证，渗漏水也可排往尾水隧洞，但应保证尾水隧洞检修时渗漏排水能正常运行。2.3水泵、阀门和管路设计2.3.1在选择水泵参数时(特别对并联运行的水泵)应考虑管路特性的影响。水泵的流量和扬程均应满足使用条件，水泵的工作流量应有5%～10%的裕量。对高尾水位的水电厂，供水泵的水源取自下游或排往下游时，应校核水泵强度是否满足要求。2.3.2对并联运行的水泵，型号、参数和特性曲线应尽量相同，应使汇合点前各台泵的管路特性一致。不同型号参数的水泵不宜并联运行，否则必须进行运行稳定性的分析和绘制并联运行曲线。2.3.3离心泵的几何安装高度应满足空蚀余量或允许吸上真空高度的要求。卧式离心泵的几何安装高度等于叶轮轴线的高程和进水最低水位之差。立式离心泵(深井泵)的几何安装高度等于第一级叶轮进水边最高点高程和进水最低水位之差。2006-9-18水力发电厂水力机械辅助设备系统设计技术规定页码，5/372.3.4离心水泵吸出高度为正时，有底阀，可在水泵上部注水启动，无底阀，可用抽真空设备在水泵的顶部抽真空启动。2.3.5应根据所需要的抽气速率和真空度选用真空泵。水泵抽气时间宜为5min～15min。2.3.6深井泵在启动前必须向橡胶轴承内灌注润滑清水，防止烧坏橡胶瓦。水泵启动运转正常后2min方能切断润滑水。2.3.7为抽取多泥沙水，应选用在橡胶轴承结构上装有防泥沙护套的深井泵。2.3.8应根据工作特性、介质条件、工作压力、重要程度及工作环境等因素选用各种阀门。2.3.9阀门的直径应满足供水或排水流量的要求。阀门的水力损失应尽可能小，阀门的公称直径宜与管路的公称直径一致。2.3.10阀门的公称压力应大于或等于阀门使用时可能承受的最大水压力。2.3.11自动操作阀采用油压操作的液压阀时，压力油源可取自调速系统。当液压阀数量较多时，为避免影响调速系统的油质，宜设置单独的公用压力油源。2.3.12安全阀和减压阀的直径应按工作压力、工作压差、泄放最大流量及设计流量要求计算选定。2.3.13止回阀用在长出水管上时，应考虑正常停泵或事故断电时产生的水击压力。必要时应选用缓闭型止回阀或液控蝶阀。2.3.14管路的强度与直径应满足介质压力和流量的要求。2.3.15管壁厚度应满足介质压力与材料许用应力的要求，还应考虑1mm～3mm的腐蚀和磨损裕度，对于埋设管路应取大值。2.3.16管径宜按供排水经济流速确定。供排水管的经济流速按照2.1.32条确定。排水管径宜比供水管径加2.3.17埋设钢管应采用焊接方式连接。根据压力、直径宜选用电焊钢管或无缝钢管。2.3.18大容量机组空气冷却器较多，在管路系统设计中应考虑各冷却器水量分配的均衡性，宜采用环管双路对称供水方式。2.4自动化及元件配置基本要求2.4.1技术供水和排水自动化设计应包括如下内容：1)实现技术供水和排水系统自动化；2)对技术供水系统的水压、水温、水量、水流和水位进行自动监测；3)对排水系统的水位、水压和水流进行自动监控；4)为技术供水和排水系统的安全运行提供保护、报警信号。2.4.2技术供水系统和机组供水自动化应符合如下基本要求：1)技术供水系统机组段的控制，应随同机组的启动同步投入运行，随机组的停机而退出；备用水源自动投入时，应同时发出报警信号。2)水泵集中技术供水系统的控制，应随启动机组的台数，对应投入供水泵的台数，并能随机组的停机而退出运行；备用供水泵与主供水泵应能任意互换，备用泵自动投入时，应同时发出报警信号。当水泵集中供水系统的控制按压力控制方式设计时，应随任意一台机组启动而投入任一台供水泵以建立控制水压；以后按供水压力的升降自动投入或退出任意给定顺序的供水泵。全厂机组停机后，技术供水系统应全部退出。3)采用顶盖取水方式的供水系统，因取水能随机组启动而投入，已能符合技术供水系统机组段自动化的要求；但其为调相运行设置的备用水源，其自动化应符合本条1)要求。4)当油压装置集油箱有冷却供水要求时，宜随同机组自动控制设计，人工调节冷却水量。2.4.3总供水管路应设有压力和温度监测仪表。2.4.4滤水器前后宜配置差压监视信号。2.4.5需要监测冷却耗水量的机组，其流量监测装置宜布置在机组段排水总管上。当测流装置要求水流不能含有气泡时，宜布置在进水总管上。推力轴承冷却器管路上应根据需要装设流量仪表。2.4.6供水系统的中间水池应设有水位信号器；进水管路应装设随水位变化而自动调节的阀门和断水保护信号装置。2.4.7对水温需要监测的冷却器，其进出口应设置冷却水温度计或温度信号计。2.4.8推力轴承、空气冷却器，上下导轴承，水导轴承各自的排水管路上宜设置水流监视仪表或示流信号2.4.9水轮机主轴密封润滑主供水，应能随机组启停自动投入和停止。当主供水源发生故障时，密封备用水源应能自动投入，并同时发出故障信号，供水中断时应有报警信号。2.4.10橡胶水导轴承的润滑供水应随机组启、停自动投入和停止，并应设示流信号器，当主供水源故障断水时，应能自动投入备用水源，同时发信号；供水中断超过规定时间，应发出紧急事故信号。2.4.11自流减压，顶盖取水和射流泵供水系统中，可能过压时，应能自动发出压力过高、过低信号。2.4.12水冷变压器冷却水的投入应与变压器运行同步，进水管上应装有监视压力的信号装置，排水管路上应装设示流信号器。2.4.13水冷式空压机供水应能随空压机启停自动投入和停止，排水管路上宜设示流器或示流信号器。2.4.14排水系统自动化设计应符合如下要求：2006-9-18水力发电厂水力机械辅助设备系统设计技术规定页码，6/371)厂内渗漏排水设备应自动操作，集水井应设置水位信号装置2)集水井水位信号器应远离水泵进口处，防止水泵工作时水位波动影响信号器，并应布置在便于维修3)渗漏排水泵采用深井泵时，深井泵的轴承润滑水管上宜设自动控制供水阀和示流信号器。4)水轮机顶盖应设置水位监视信号装置，顶盖排水设备应能自动运行。5)检修排水应按手动控制设计，检修排水第一次抽空后，渗漏积水的排出宜按自动运行方式设计。2.5.2卧式离心泵的布置位置应满足几何安装高度的要求，尽量减少吸水管路的水力损失，并考虑防潮、2.5.3卧式离心泵应安装水平，水泵吸水管路要有顺排气方向的2.5.7采用集中供水方式时，应将水泵集中布置，并从运行检修方便等条件，选定水泵房位置。2.5.11相邻两泵组突出部位的净距或与墙壁的净距，应能满足拆、装泵轴或电动机转子的需要。电动机容量小于55kW时，其净距不应小于0.8m;电动机容量大于52.5.12水泵房内应有运行巡回、维护通道；其净宽不应小于1.2m;出入水泵房交通应顺畅方便。水位线以下的水泵房须考虑防淹措施和安全出口。2.5.13泵房内应有检修场地，泵房顶部应埋设吊环。当水泵台数较多，且部件重量较大时，应设置简单2.5.14对布置在下层的水泵房，应留有足够尺寸的吊物孔，宜利用主厂房吊车吊运泵组设备。2.5.15水泵吸水管口距集水井底的距离宜为(0管口的最小淹没深度应大于0.5m;吸水管口外缘距墙的距离应大于(1.0～1.5)d;两相邻吸水管口外缘之间2.5.16阀门应设在便于操作和拆修的地方。阀门的直径较大，操作轮高于地面2m以上时，宜设置固定式或移动式操作平台。对电动操作阀门应考虑防潮问题；对液压操作阀门应尽量缩短操作管路的长度。2.5.17闸阀不应倒装，操作手轮上应标明开关方向。公称直径300mm以上的闸阀或长柄阀附近应有足够的操作和拆装场地，顶部宜埋设检修拆装用吊环。2.5.18旋启式止回阀可水平或垂直安装。水平安装时，阀盖朝上；垂直安装时水流方向应自下而上。升2.5.20滤水器应布置在便于检修、操作的位置。对大尺寸滤水器，有吊芯检修需要时还应留有足够的空2.5.22排水系统管路的出水口宜在正常尾水位以上。对于有冰冻的水电厂，排水管出水口宜设在最低尾水位和最大冰层厚度以下，但应防止检修排水管尾水倒灌进厂问题。2.5.24供水总管宜采取明敷方式布置，明敷管路应力求整齐美观。有条件应将管路设在管沟内或专设的管路廊道内。管沟的宽度和深度应满足检修需要，管路与沟底的净距不宜小于300mm,管沟底面应有1‰~5%的排水坡度，坡向排水地漏口，管沟应有活动盖板。2.5.25平行敷设的管路应紧凑和满足检修要求。沿墙布置的管路，管件和墙间的净距不宜小于100mm,管与管之间的净距不应小于25mm。采用法兰联接时，相邻管子的法兰，应错开布置。当管壁外包有隔热2.5.26明敷管路应以结构合理的支架或吊架支承，水泵附近的管路、管件、阀门等的重量不应由泵体承2.5.27管路敷设安装后，在浇筑混凝土前应进行严密性耐压试验。2.5.28埋设在混凝土中的钢管，应多布置成直管，少用弯头，巡边布置；焊接接头应焊牢固。跨越伸缩缝的埋设管路，在伸缩缝处应作套管或包扎弹性垫层等过缝处理。水力发电厂水力机械辅助设备系统设计技术规定页码，7/373.1油系统的任务和组成3.1.1油系统的设计应包括下列主要任务：5)油的监督、维护和取样化验；7)废油的收集及处理。2)油处理设备：油泵、压力滤油机、真空净油机、真空泵、滤纸烘箱及油过滤器等；3)油化验设备：化验仪器、设备、药物等；4)油吸附设备：硅胶吸附器；5)管网：油系统设备及用户连接起来的管道系统；6)测量及控制元件：温度信号器、压力控制器、油位信号器、油混水信号器等。2)系统连接简明，操作程序清楚，应尽量减少管路及阀门；3)净油和污油宜有各自独立的油泵、油罐及管路等；4)通过全厂供、排油管对各用油设备供排油和添油，个别部位可借助油泵和临时管路供排油；5)能方便地接受新油和排出污油；6)油处理系统宜为手动操作，宜在机组各用油部位设有油位信号器、油温信号器和油混水信号器。3.2油系统的设置及油的选用3.2.1透平油系统主要供机组轴承润滑用油和调速系统、进水阀和液压阀等操作用油；绝缘油系统主要供变压器、油断路器等电气设备用油。两系统应分开设置。3.2.2应按粘度选用透平油，压力大和转速低的设备宜选用粘度大的透平油；反之选用粘度小的透平油。机组润滑用油和调速系统等操作用油宜选用同一牌号透平油。3.2.3应考虑当地气温和绝缘油的凝固点选用绝缘油。3.3设备用油量的计算3.3.1机组用油量应按制造厂资料确定。无制造厂资料时，宜按容量和尺寸相近的同型机组或经验公式进行估算。3.3.2电器设备的用油量应根据变压器和油开关等设备的厂家资料确定。3.3.3管网充油量应根据管网的大小和长短计算确定。3.3.4备用油量，对于透平油系统应取最大一台机组用油量的1.1倍；对于绝缘油系统应取最大一台变压器充油量的1.1倍，对于容量大于125MVA的大型变压器宜取1.05倍。3.3.5补充备用油量，宜按贮备全部运行设备45天～90天的补充油量考虑。3.4油罐容积和数量的确定3.4.1用于贮备净油的净油罐，容积应按最大一台机组(或变压器)用油量的110%确定。净油罐宜设置一个。当油罐容积较大不易布置时，宜设置两个或两个以上的净油罐，其总容积不变。3.4.2用于接受新油、检修时设备排油或油的净化处理的运行油罐，其容积应按最大一台机组(或变压器)用油量的110%确定。运行油罐宜设置两个，每个运行油罐的容积为总容积的一半(当油罐容积较大不易布置时，宜设置两个以上的运行油罐，其总容积不变)。3.4.3中间油罐：对于透平油系统，油罐室不设在厂房内或油罐室在厂房内布置位置较高时，为了检修方便，可在厂内设置中间油罐。其容积应根据机组最大用油部件的充油量确定。3.4.4贮存净油作为设备自流添油用的重力加油箱，其容积应视设备的添油量而定，宜取0.5m³~1.0m³。3.4.5当不设置重力加油箱时，可设置设备添加油用的移动式添油罐，其容积应满足添油量的需要。3.4.6收集液压操作元件漏油的集油箱，应由机组制造厂成套供货。需自行设计时，其容积应根据实际情况确定。3.4.7可适当设置若干小油桶以便存放空气压缩机油、中等技术油、润滑脂(黄油)及废油等。3.4.8总厂设有中心油务所的，其分厂只设置中间油罐和添油罐，不宜再设置净油罐和运行油罐。2006-9-18水力发电厂水力机械辅助设备系统设计技术规定页码，8/373.5油处理设备的选择3.5.1透平油和绝缘油的净化处理设备应按两个独立系统分别设置。3.5.2油泵应满足输油量及扬程的要求，对于排油油泵，应校核其吸程。透平油(或绝缘油)系统的油泵不宜少于2台。向设备充排油使用的油泵，其容量宜保证在4h～6h内充满最大一个用油部件或在6h～8h内充满最大一台变压器。接受新油的油泵，其容量应保证在油罐车允许的停车时间内将油卸完，20t以下的油罐车停车时间宜取2h,20t～40t的油罐车停车时间宜取4h。3.5.3滤油机宜选用压力滤油机和真空净油机，其生产率按8h内能过滤最大一台机组的用油量或在24h内过滤最大一台变压器的用油量确定。计入压力滤油机更换滤纸时间，应将其生产率减小30%。装机4台及4台以上时，透平油系统压力滤油机不宜少于2台，并应配滤纸烘箱一台。2)高真空净油机的选择原则与真空净油机选择原则相同，见3.5.3规定；3)变压器真空注油用真空泵可由变压器制造厂配套供货，或根据主变厂的要求选择。3.5.5变压器宜设置硅胶吸附装置。3.5.6设有中心油务所的水电总厂，其分厂的油处理设备宜不设置或简化设置。3.6.1油系统供、排油管和油处理室中的油管宜选用低压液体输送钢管，不宜选用镀锌管和硬塑管；调速系统和自动化元件的操作油管宜选用无缝钢管和紫铜管或不锈钢管。3.6.2采用软管连接时，可选用金属软管、耐油橡胶管和软塑料管。3.6.3供、排油总管管径可根据油的粘度和所推荐的油管中平均流速计算确定。支管可根据设备的接头尺寸确定。应核算操作油管壁厚。3.6.4应对最远一台机组或变压器，计算管道中的压力损失，并校核油泵的扬程、吸程和设备的充、排油时间。3.7油系统布置设计3.7.1油系统布置设计应符合SDJ278—90《水利水电工程设计防火规范》的规定。3.7.2油罐室和油处理室的采暖、通风的要求暂按照SDJQ1—84《水力发电厂厂房采暖通风和空气调节设计技术规定》有关规定。1)油罐室可布置在厂房内或厂房外。油罐室的面积宜留有适当裕度，在进人门处应设置挡油坎，挡油坎内的有效容积应不小于最大油罐的容积与灭火水量之和。2)厂内透平油油罐室宜布置在水轮机层，且在安装场设供、排油管的接头。3)厂外绝缘油油罐宜布置在变电站附近、交通方便和安全处，油罐可布置在室内或露天场地。布置在露天场地时，其周围应设有不低于1.8m的围墙，并有良好的排水措施。露天油罐不应布置在高压输电线路4)油罐宜成列布置，应使油位易于观察，进人孔出入方便，阀门便于操作。3.7.4油处理室布置应符合如下要求：1)油处理室应靠近油罐室布置，其面积视油处理设备的数量和尺寸而定。2)油处理室内应有足够的维护和运行通道，两台设备之间净距应不小于1.5m,设备与墙之间的净距应3)油处理室宜设计成固定式设备和固定管路系统或移动式设备及用软管连接的管路系统。4)滤纸烘箱应布置在专用房间内，烘箱的电源开关不应放在室内，否则应采用防爆电器。5)油处理室地面应易清洗，并设有排污沟。1)主厂房内油管路应与水、气管路的布置统一考虑，应便于操作维护且整齐美观。2)油管宜尽量明敷，如布置在管沟内，管沟应有排水设施。当管路穿墙柱或穿楼板时，应留有孔洞或埋设套管。3)管路敷设应有一定的坡度，在最低部位应装设排油接头。4)在油处理室和其他临时需连接油净化处理设备和油泵处，应装设连接软管用的接头。5)露天油管路应敷设在专门管沟内。6)油管路宜采用法兰连接。7)变压器和油开关的固定供、排油管宜分别设置。8)油管路应避开长期积水处。布置集油箱处应有排水措施。3.8中心油务所的设置水力发电厂水力机械辅助设备系统设计技术规定页码，9/373.8.2中心油务所内应设置贮油和油净化处理设备。应按梯级水电厂或总厂中最大一台机组(或变压器)的3.9.1油化验的主要任务应是：对新油进行分析化验，按国家标准进行鉴定；对运行油进行定期取样化3.9.3应选择远离振动源和自然采光条件较好的位置布置油化验室，可布置在厂房内或厂房外。4压缩空气系统4.1压缩空气的用途及设置压缩空气系统的原则4.1.2压缩空气系统按照其最高工作压力，宜划分为高压、中压和低压3个压力范围：10MPa以上为高1)按照压缩空气各用户所需的工作压力和供气质量及所处的位置，对某用户单独设置供气系统或对若2)设置压缩空气系统，应保证主机等设备的正常运行及操作需要，并尽量使压缩空气系统简化。3)宜设置至少一台移动式低压空气压缩机，以利厂区各处临时性用气。4.2压缩空气系统的组成4.2.1压缩空气系统由空气压缩机和贮气罐及附属设备(有时统称空气压缩装置)、供气管网、测量及控制1)满足用户对供气量、供气压力、清洁度和相对湿度等要求。2)当采用综合供气系统时，空气压缩机的总生产率、贮气罐的总容积应按几个用户可能同时工作时所需的最大耗气量确定。选择空气压缩机台数和贮气罐个数时，应便于布置。3)在一个压缩空气系统中，至少应设2台空气压缩机，其中1台备用。但对机组压水调相和检修用压缩空气系统，宜不设备用空气压缩机。4)在选择空气压缩机时，应考虑当地海拔高度对空气压缩机生产率的影响。5)当空气压缩机吸气的空气湿度较大时，应计及因压缩和冷却作用使空气中的水蒸气大部分凝结成水分，从而降低了排气量的影响。6)空气压缩机上应有监视和保护元件，应能自动操作和控制。7)在贮气罐上应装设与空气压缩机容量、排气压力相适应的安全阀和压力过高、过低信号装置。1)应结合厂房布置及厂区布置统筹考虑。供气管网的设计，应选择合适的管径和阻力较小的管件。应2)供气管道的管径经计算确定，或参考已运行电站的统计资料确定。管壁厚度应按承受内压所需壁厚加腐蚀裕量决定，当采用螺纹连接时，壁厚附加值应包括螺纹深度。3)当采用较高减压比的减压阀减压供气时，例如中压压水调相供气，在减压阀的低压侧应加装一段能2006-9-18水力发电厂水力机械辅助设备系统设计技术规定页码，10/37适应低温条件的钢管。4)为防止空气压缩机运行时振动，使刚性连接管断裂或连接处漏气，在空气压缩机和贮气罐之间的管段应具有减振作用。5)当空气压缩机与贮气罐之间装有切断阀时，应分别在空气压缩机和贮气罐上安装安全阀。安全阀全开时的通流量应不小于空气压缩机的排气量。6)除对配电装置的供气管网外，可不设备用管道，但在布置上应便于检修。7)机组制动管道，同时也供顶转子时充高压油用，管段应能承受高压。4.2.4压缩空气系统的测量和控制宜通过装在贮气罐或供气总干管上的压力信号器的监测信号来实现。在下述部位应根据需要装设有关的自动化元件和表计。1)在空气压缩机出口装设温度继电器，监视空气压缩机的排气温度。在空气压缩机出口气水分离器上装设自动阀，空气压缩机启动时延时关阀，使其无负荷启动；空气压缩机停机时打开，起卸荷作用，气水分离器自动排污。2)在贮气罐上装设安全阀，压力表和排污阀。3)在机组制动管道上装设自动给、排气用的电磁空气阀和监测管内气压用的压力信号器(压力控制器)4)在进水阀围带给气管道上装设自动给、排气用的电磁空气阀以及监测用的压力信号器。5)机组的压水调相充气，应是自动控制的，应装设自动阀门和相应的监测表计。6)在自动运行的水冷式空气压缩机冷却进水管道上，应装设自动阀门，在排水管道上应装设示流信号4.3压缩空气系统的布置4.3.1空气压缩机室的设计应符合如下要求：1)空气压缩机室宜远离中央控制室。空气压缩机、贮气罐宜集中布置在专用房间内。2)室内面积和高度应满足运行、维护和检修要求。3)宜根据需要采取隔音措施。4)室内宜采用水磨石地板。5)空气压缩机室的地板载荷，应考虑贮气罐水压试验的要求。6)室内顶部宜埋设吊钩，供安装和检修设备使用。7)室内地面应有一定坡度，并设排水沟，便于排水。8)空气压缩机室门和窗应向外开，应有良好的通风、防潮、防尘和防冻设施。1)固定式空气压缩机应有牢固的基础，且不与其它基础相接，以防震动。2)空气压缩机的吸风口，应布置在比较阴凉、空气比较清洁和干燥处，应防止吸入易爆气体。3)室外贮气罐宜布置在环境温度变化较小处，避免直接日晒。在寒冷地区，贮气罐的排污管和排污阀应有防冻措施。4)空气压缩机与墙之间的净距应不小于1m,空气压缩机之间的净距应不小于1.5m,配电盘到空气压缩机的净距应不小于1.5m。为敷设管道方便，贮气罐应装在离墙0.7m以外处。1)厂内供气主管道宜与水、油系统之管道沿厂房排列布设，在各机组段引出到机组的支管。2)贮气罐的进气管应装在其下部，排气管应装在其上部。3)供气管道的敷设应有0.3%～0.5%的坡度，并在管道的最低处装设集水器和放水阀。4)管道长度超过40m时，应装设伸缩节。4.4提高压缩空气质量的措施4.4.1宜采用如下措施提高压缩空气清洁度：2)使空气压缩机在开、停机时能自动排污，在运行中能按照要求排污。3)采用高压或中压贮气罐串联运行方式，贮气罐下部进气，上部排气。4)在贮气罐内壁涂防锈漆。4.4.2宜采用如下措施提高压缩空气干燥度：1)采用热力法、物理法及化学法等方法干燥压缩空气。2)在水电厂宜采用热力干燥法。为保证减压阀正常工作，应在高、中压减压阀前设置相应压力的空气过滤器。3)宜加强空气压缩机排气、冷却和气水分离环节。4)在减压阀后应设置气水分离器，分离出压缩空气所析出的水分和油分。5)在高、中压压缩空气系统中设自动干燥器。4.5油压装置用气水力发电厂水力机械辅助设备系统设计技术规定页码，11/374.5.1供油压装置用气的空气压缩机总容量宜按单独供气系统要求计算，即按全部空气压缩机都投入运行，在2h～4h内，使1台机组压力油罐内的标准空气容积的气压达到额定值来确定。4.5.2供油压装置用气的空气压缩机至少应设2台，其中有1台备用。在首次向贮气罐充气时，备用空气压4.5.4为提高空气干燥度，空气压缩机和贮气罐的额定工作压力宜高于压力油罐内的额定油压，其减压比4.5.5当电站有高压压缩空气系统且距厂房较近时，应论证利用高压压缩空气系统经减压后作为压力油罐4.5.6为避免压力油罐中的湿气凝结，从而锈蚀配压阀和接力器，在油压装置检修后，不宜用低压气系统4.6.1机组制动用气，可由厂内低压气系统供给；或设置单独的供气系统。前一种情况，应具有备用气源；后一种情况，应设2台空气压缩机，其中1台工作，1台备用。应设置制动专用贮气罐及专用供气管4.6.2机组制动用空气压缩机的容量，应按可能同时制动的机组总耗气量和恢复贮气罐工作压力的时间确定。恢复贮气罐工作压力时间宜取10min～15min。4.6.3机组制动用贮气罐的总容积，应按同时制动的机组总耗气量及允许的最低制动压力值确定。即贮气罐的总容积应保证在空气压缩机不启动，可能同时制动机组制动总耗气后，罐内气压保持在最低制动气压4.6.4当供气管道的输气能力不能满足远离气源的机组制动要求时，为了稳压和减少气压损失，在远离气源的机组段应设置制动用贮气罐。4.7机组压水调相用气4.7.2压水调相用贮气罐的总容积，应按一台机组首次压水过程的耗气量和压水后贮气罐内的剩余压力值确定。此剩余压力值应比压水至规定的下限水位时尾水管内可能最大压力至少高0.1MPa。4.7.3压水调相过程应在短时间内供给足够的气量，使水迅速脱离转轮，压水至规定的下限水位。宜仅由4.7.4空气压缩机的总容量，应按一台机组首次压水后恢复贮气罐工作压力并同时补给已经调相运行机组的漏气量确定。恢复贮气罐工作压力的时间宜取15min～45min。对于调相运行机组台数较少或调相运行机会不多的水电厂，恢复贮气罐工作压力的时间可适当延长，但不宜超过60min。4.7.5调相用空气压缩机，不应少于2台。空气压缩机容量选定后，应核算贮气罐压力恢复实际所用时间。调相给气压水后，调相用空气压缩机宜同时工作。4.8风动工具、维护检修及其他工业用气4.8.1当使用风动工具检修机组、金属结构及其它设备和用压缩空气除尘、吹污时，应按同时使用的风动工具耗气量计算。应不考虑维护吹扫与其它用户同时用气。4.8.2维护检修用气是持续的，宜由空气压缩机的连续工作来满足。空气压缩机的生产率应满足可能同时工作的风动工具等需气量。4.8.4当水轮机强迫补气采用压缩空气时，因耗量大，应根据制造厂提供的资料单独设置压缩空气系统。4.8.5当灯泡贯流式水轮发电机组发电机舱采用密封增压通风冷却方式时，宜由设置在外部的专用压缩空气系统经过减压后供给，并应能自动补气。4.9.2进水阀空气围带用气，不宜设置专用空气压缩装置。充气压力应比阀门承受的水压高出0.2MPa~0.4MPa。压缩空气宜从主厂房的压缩空气系统直接引取，经减压引取；或在阀室设置小型贮气罐、小容量水力发电厂水力机械辅助设备系统设计技术规定页码，12/374.10.1以水轮机或水泵转向作同步调相运行时，为减少机组的功率损耗，在水泵启动工况时，为减小启动力矩，宜利用压缩空气将水泵水轮机转轮室中的水压离转轮，使转轮在空气中运转。4.10.2压水用压缩空气系统，宜由空气压缩机、贮气罐及配管、阀门等组成单独系统。其配置方式宜分31)单元方式：对1台水泵水轮机设置一套压缩空气系统。3)组合方式：对N台(N≥2)水泵水轮机，空气压缩机是共用的，而贮气罐则是每台水泵水轮机单独设置。贮气罐之间可以各自独立，也可以装设连通阀门。4.10.3要压低水面，应有足够的给气量，使水尽量迅速脱离转轮。从压水开始至尾水管内的水面降到规定水位为止的1次压水操作过程，宜仅由贮气罐供气。此后的漏气补给和在一定时间内恢复贮气罐压力，3)压低水面到规定水位时，尾水管内的最大压力pa(MPa),应按可能最高尾水位确定。5)贮气罐的总容积应是在空气压缩机不启动，贮气罐的压力保持在正常工作压力下限值到允许最低压力值之间能够完成规定的压水操作次数时的容积。1)空气压缩机的总容量，应按照压缩空气系统的配置方式比较下列两种情况取大值：1台(单元方式)或全部水泵水轮机完成1次压水操作后，在规定时间内，能够使贮气罐压力恢复到正常工作压力下限值时所2)贮气罐的压力恢复时间宜取60min～120min。对单元方式取小值，对共用方式取大值。表4.10.6主轴密封漏气量表密式漏气量平均值(m³/min)(大气压下)盘根箱取压水充气容积的(1～2)%V₄(Pa+0.1)填料箱取压水充气容积的(4～5)%V(Pa+0.1)2)共用方式，对于全部N台(N≥2)水泵水轮机，压水操作次数取(N+a)次，α≤1。当到再次压水操作的允许间隔时间短时，宜取α=1;允许间隔时间长时，宜取a<1。3)组合方式中，贮气罐间没有装设连通阀门的，同单元方式；装设有连通阀门的，同共用方式。4.10.8应根据压缩空气系统的装置方式和选用的空气压缩机台数，设置备用空气压缩机。对单元方式，宜设置备用空气压缩机；对共用方式或组合方式，宜省去备用空气压缩机。1)进入配气管网和断路器贮气罐内的压缩空气，其压力值应不低于用气设备额定工作压力。2)在最大日内温差下，供给电气设备的压缩空气含湿量应不达到饱和状态，压缩空气的相对湿度宜不大于80%。1)在配电装置供气中宜采用热力法对压缩空气进行干燥。2)压缩空气系统宜具有两级压力，高压力为空气压缩机和高压贮气罐的压力，低压力为适合电气设备的工作压力。3)高压力与低压力之差应根据当地日内气温变化来确定。1)高压贮气罐的容积及压力应满足配电装置在正常工作状态及事故情况下，空气断路器的操作、灭弧2006-9-18水力发电厂水力机械辅助设备系统设计技术规定页码，13/37通风及漏泄损失的总耗气量。2)可能同时操作的断路器数目应在分析电厂主接线可能发生的最严重事故的基础上确定。3)断路器的连续操作，宜按一个操作周期(跳-合-跳)考虑。4)高压贮气罐不宜少于两个，并应能串联运行。5)贮气罐清洗及其配件检修时需暂时退出，应另设一个备用贮气罐。4.11.4工作压力贮气罐应按如下原则设置：1)在高压贮气罐后的减压阀低压侧与空气断路器之间宜设置工作压力贮气罐。2)当空气断路器组数较少、空气管道有足够的管径及减压阀工作能力满足要求时，也可不设工作压力贮气罐。4.11.5空压机总生产率应按如下原则选择：1)应按配电装置正常工作状态下，补充高压贮气罐在空压机一个运行周期内(从启动开始到停机，再到下次开始启动为一个运行周期)消耗的空气量计算。2)空压机在一个运行周期中的停机时间，宜按2h计。3)空压机一个运行周期的工作时间宜取0.5h。4)根据计算的空压机总生产率，确定空压机容量和台数。宜选用两台工作空压机，每台的容量为总容5)应设一台备用空压机，其容量应与一台工作空压机容量相同。6)应校核配电装置事故后，恢复高压贮气罐中的压力所需空压机连续运行的总时间，该时间不宜超过1)宜选用不锈钢管和紫铜管。2)管径应经过计算确定。管路系统的通流能力，应保证在最大事故操作后3min内，使断路器贮气罐压力恢复到大于最低允许工作压力值。3)从空压机到配气网的干管应采用双回路或环形母管。4)应在高压贮气罐之间装有联络管。空压机、高压贮气罐和减压阀应能切换，并便于在系统正常工作的情况下，进行设备的清洗和检修。5)供气管路系统应采用多点安全接地。4.11.7压气系统的自动化应满足下列要求：1)工作及备用空压机应能自动投入与切除。2)高压贮气罐及配气网压力不正常时应发出报警信号。3)当空压机中间级压力超过正常压力，排气管中空气温度过高或冷却系统发生故障时，空压机应自动紧急停机并发出报警信号。5水力监视测量系统5.1水力监视测量系统设计的基本要求5.1.1应根据电站规模、输水系统特性、机组机型、自动化程度以及某种特殊需要，选定水力监视测量项5.1.2应配置水力监测系统所需的各种仪器仪表装置及选定其量程和精度等级。5.1.4应选择水力监视测量仪器仪表的布置地点及管路配置。5.2水力监视测量系统的项目及配置原则5.2.1大、中型水电厂应设置的测量项目如下：7)拦污栅前、后压差；5.2.2大、中型水电厂宜设置的选择性测量项目如下：水力发电厂水力机械辅助设备系统设计技术规定页码，14/3711)固定导叶与活动导叶之间的压力；13)水环压力(水泵水轮机底环处);15)主轴密封磨损监视。5.2.3机组有现场效率试验要求时，应配置测量机组过流量的设施。5.2.4抽水蓄能机组应设尾水管测流，并配置主轴摆度、机组振动及轴位移监测装置。5.3水力监视测量系统的布置及监测设备选择5.3.1水位测量的布置应符合如下要求：1)上游水位测量部位应选在上游进水口附近水流较平稳且便于观测处，其测量范围应低于死水位和高于校核水位。调压室水位的测量范围应能满足过渡过程最低水位及最大涌浪高的测量要求。2)下游水位测量部位宜选在尾水出口水面较稳定处，其测量范围应能满足最低尾水及最高尾水测量要1)直读水尺刻度可按实际高程标注，最小刻度为1cm。2)采用计算机监控或要求对上、下游水位实现遥测时，应选用数字式水位测量装置、电容式压力传感水位计或其他类型的水位传感器。宜同时设置上、下游调压室水位传感器。1)常规水库水温测量可选用移动式温度计，量程宜为0℃~50℃。2)抽水蓄能电厂宜分别在上、下库设置深水温度计(传感器),量程宜为0℃~50℃。3)温度测量误差宜不大于±0.5℃。5.3.4拦污栅前后压差监测应符合如下要求：1)根据自动化程度和现场布置条件，可分别选用浮子式遥测液位计、双波纹管差压计和差压变送器等水位传感器。对污物较多的，宜选用差压变送器。2)抽水蓄能电厂宜在上、下库拦污栅后分别设置水位传感器。3)选用差压仪表时，仪表应布置在上游最低水位以下。对于坝后式、河床式电厂，差压发送器可布置在坝内廊道或主厂房水轮机层，二次仪表可布置在中控室。4)压差信号整定应分故障信号和停机信号。其中故障信号的整定值宜为0.8m～4m水头压差，对于低水头灯泡贯流式机组，其整定值可适当降低。事故信号的整定值应以拦污栅的设计最大荷载为上限。5.3.5蜗壳进口压力监测应按如下要求设置：1)测点应布置在蜗壳进口直段适当断面上，并按45°方向对称布置4点。2)压力表或压力变送器宜布置在水轮机层。5.3.6蜗壳末端压力监测应按如下要求设置：1)测点应布置在靠近蜗壳尾部最小断面处，可布置3点。2)压力表计宜布置在水轮机层。5.3.7水轮机顶盖压力监测应按如下要求设置：1)测点位置宜由制造厂家提供。2)测量表计宜选用压力真空表。3)仪表宜布置在水轮机层。5.3.8水轮机止漏环进、出口压力监测应按如下要求设置：1)测点位置宜由制造厂家提供。2)表计宜选用压力表或压力真空表。3)仪表宜布置在水轮机层。5.3.9尾水管进口压力监测应按如下要求设置：1)测点宜布置在锥管距转轮出口(0.3～0.7)D₁(D₁为水轮机转轮直径)处，应对称布置4个测点。2)测量表计宜选用压力真空表，其量程上限应根据可能产生的压力确定。对于可逆式水泵水轮机组，应考虑水泵突然断电时最大压力升高值。水力发电厂水力机械辅助设备系统设计技术规定页码，15/371)对于可逆式水泵水轮机组，应对肘管压力进行监测，宜在进口、中间和出口选取3个测量断面，进口断面应对称布置4点，其它断面宜对称布置2～3个测点。2)表计宜选用压力表。3)仪表宜布置在水轮机层。5.3.11尾水管出口压力监测装置设置要求如下：1)尾水管出口断面上的测点宜不少于5点；2)表计宜布置在水轮机层或尾水廊道。5.3.12蜗壳测流装置设置要求如下：1)蜗壳测流断面宜在45°处选取。宜取3个测点，应分别布置在蜗壳顶部、外侧和下部45°处。2)表计宜选用差压计，或差压变送器。3)仪表宜布置在水轮机层。4)对水锤法、超声波法、流速仪法以及热力学法等蜗壳测流的率定方法，应经技术经济比较后确定。1)采用水锤法测流时，其测点应布置在压力钢管的直管段部分，两测量断面的距离不宜小于管道断面最大尺寸的2倍。每个断面上应对称布置4个测点。2)水锤测流装置接口宜布置在廊道内。5.3.14超声波测流应按如下要求设置：1)在压力钢管直管段适当部位预埋探头，直管段长度不宜小于10D(D为钢管直径)。当探头布置在有压长尾水洞上时，其直管段长度不宜小于3D(D为管径)。2)移动式超声波测流装置，宜靠近测量部位施测。1)对于抽水蓄能电厂，除应设置压力钢管测流及蜗壳测流外，水泵工况宜采用尾水管测流。2)宜选用差压法。3)宜在尾水管进、出口之间选取2个测流断面，每个断面宜布置3个～4个测点。4)表计宜选用差压计及差压变送器。5)仪表装置宜布置在水轮机层。5.3.16对于水头大于100m的水电厂，可采用热力学法测流。5.3.17当精度要求不高时，可采用流速仪法测流。5.4测量仪表及管路系统1)所用仪器仪表应经计量部门校验率定合格，并注明检验日期。2)仪表的量程应能满足可能承受的最大压力，此压力应是最大工作水头(扬程)与水锤上升值之和。3)在稳定负荷(指所测压力每秒变化不大于仪表满刻度1%的)下，被测压力的最大值不宜超过仪表满量4)在波动负荷(指所测压力每秒变化大于仪表满刻度1%的)下，被测压力的最大值不宜超过仪表满量程5)差压计、压力变送器、差压变送器量程的上限应按被测压力最大值选定。5.4.2水力监测仪表宜集中布置在被测对象附近。5.4.3直读式表计安装高度应便于观察和有足够的照明。5.4.4所有仪表均应标明其用途。5.4.5管路系统的管材与管径应按如下原则选择：1)测压管宜选用不锈钢管、镀锌钢管、铜管或具有其他抗锈蚀涂层的无缝钢管等。2)测压管管径随机组容量及尺寸大小有所不同。水头低，尺寸大时，管径可适当增大；水头高、尺寸小时管径可适当减少。但对于镀锌管，不宜小于D,15;对于不锈钢管，不宜小于φ10mm,壁厚应不小于3)当水质腐蚀性较强、含泥沙较多时，管径应适当加大，管壁应适当加厚。4)埋管管径宜比明管适当加大。5.4.6管线布置应符合如下要求：1)测量系统预埋管路宜直线布置，避免倒坡。2)宜尽量减少测压管路接头，被测部位宜采取补强措施。3)所有测压管路安装完毕应按规定作水压试验。4)在施工过程中所有测点及管口均应临时封堵严密。5)水中含泥沙较多的，应采取防止泥沙淤堵措施。6)管路系统应有良好的排气措施。水力发电厂水力机械辅助设备系统设计技术规定水力发电厂水力机械辅助设备系统设计技术规定页码，16/371.0.2本条中增加了“抽水蓄能电站”的内容。因目前国内已有较多的电力系统，在兴建抽水蓄能电站，“规定”尽可能扩大适用性，以满足设计需要。2技术供排水系统2.1.11)、2)以明确主要的冷却供水对象为主，其他次要的、用水量不大的，均由设计者确定。对射流泵压力水源因其压力较高，且为专供对象而设，未予列入，可作为“水源”设计的内容和条件处理。3)、4)主要明确任务为机电设备提供消防水源，对水电厂的消防供水，应由设计人员作统一的、全面的规划分析而定，还应符合SDJ27890《水利水电工程设计防火规范》的有关规定。2.1.2和2.1.3说明技术供水系统的组成和要求，并对组成的各个环节，明确基本内容和要求，以利开展设2.1.31)提出水源选择应满足的条件，介绍了常用的引用水源。对高水头水电厂常规、蓄能机组冷却水源取自尾水渠和从小溪取水的冷却水源，强调其流量必须满足要求。2)明确水压是冷却供水的间接要求，主要是在机组运行的动态过程中，应以满足流量要求为主。当实际电站的工作水头最小值不小于15m时，多数设计院仍能选用自流供水方式，葛洲坝电站最小水头12m时仍用自流供水，结合管路的水力损失和电站水头的一般波动范围。本条规定冷却供水冷却器进口工作压力一般在0.15MPa～0.3MPa,按实际条件选用，但当尾水位变动幅度大时，冷却器进口形成的水压也将相应增加，要符合产品规定的要求，否则要在定货时与制造厂提出冷却器的强度要求。现将一些发电设备厂生产的空气冷却器工作压力列于表1,供设计时参考。对于水冷式变压器进水最高压力通常不高于0.05MPa,本条没有规定，对地下变电站的水电厂由于尾水位波动难以满足要求。设计时可与变压器制造厂商定提高冷却器的耐压强度，以便简化设计，便于运行管理和提高安全可靠性，减少误、漏操作的事故因素。4)提请设计人员注意对水生物的防治措施。水质问题主要是泥沙问题，因各地的泥沙结构、粒径、温度、流速等情况千差万别，试验工作又很少开展，近几年没有做过水电站技术供水水质的专题调查，故很难提出一个明确的泥沙标准。我们规定中的水质标准仍参考建筑工业的《给水排水设计手册》第二册中工业用水水质标准，其中对冷却水水质的要求；对悬浮物的含量一般为100mg/L～200mg/L,在原水浊度很高时，可高达1000mg/L～2000mg/L,为减少设备和堵塞，规定悬浮物颗粒粒径宜小于0.15mm;但对于箱式冷凝器，板式换热器等应为30mg/L～60mg/L,相应含沙量和《水电站机电设计手册》要求总含沙量“宜小于5kg/m³”比较仍小些，所以仍采用5kg/m³。对泥沙粒径参考东北勘测设计研究院1981年关于水电站技术供水水质的专题调查报告，刘家峡做的“冷却器泥沙淤积试验”中，得出的冷却器中不淤流速与含沙量、粒径的关系，规定中同时结合机电设计手册中泥沙界限要求提出了推荐参数值。东北勘测设计研究院编制的水电站机组技术供水水质的调查报告的部分内容摘抄如下，供各设计院参1.三门峡水电厂位于黄河中游河南省陕县境内，改造后装设五台60MW的轴流机组，河流含沙量大，通过坝址的年输沙量14.8亿t,年平均含沙量为37.5kg/m³,最高沙峰时超过620kg/m³,泥沙粒径一般为0.005mm～0.05mm的粉沙。电厂和有关单位在1970年～1974年期间，曾对单回路的上进下排式空气冷却器进行过通水试验，从黄河取水经φ5mm网孔过滤后向冷却器供水，当流速保持在1m/s～2m/s情况下，通过水流的含沙量可达600kg/m³而不淤堵，但当含有大于或等于5mm长的杂草时，则产生淤堵。2.石咀山火电厂位于青铜峡下游，用除去大的石子和水草的黄河水供凝汽器冷却用，西北电力设计院表1发电机空冷器产品工作压力汇总表工作水压MPa试验水压MPa允许最大强度压力MPa内部水压降mH₂O哈尔滨电机0.2～0.60.4～0.93东方电机厂一般≤0.3少数0.4～0.6一般0.15～0.20.4～0.52006-9-18水力发电厂水力机械辅助设备系统设计技术规定页码，17/37天津发电设备厂少数0.2～0.6杭州发电设备J富春江水工机械厂陵零水电设备J0.15～0.25为保证运行可靠，西北电力设计院曾于1960年与西安交通大学合作试验，认为铜管中流速在1.5m/s~2m/s范围内，水中不含杂物时，循环水中的最大允许含沙量可以达150kg/m³,而当铜管流速在1.5m/s以上，水中含有1kg/m³杂物时，含沙量达30kg/m³就有淤积的可能。1967年西北电力设计院再次进行循环水最大含沙量试验，配制的高浊度泥浆粒径小于0.05mm的占90%以上，试验结果表明，在没有石子和水草的条件下，铜管内流速不低于1.5m/s,循环水中的泥沙含量允许达到300kg/m³,而不致发生淤堵现象。3.西固火电厂装机200MW,供水水源取自黄河，前苏联设计要求含沙量不大于3kg/m³,国内设计放宽到不大于8kg/m³。兰州站实测日平均含沙量最大约20kg/m³以上，电站供水是先经辐射式沉淀池再引入管路系统内。1964年沙峰期间，沉淀池出水含沙量在40kg/m³左右，泥沙颗粒d₅o<0.01mm,凝汽器并未严重堵塞而影响机组出力。1971年7月17日沉淀池事故，循环水系统含沙量曾达到400kg/m³,连续50h,对凝汽4.青铜峡水电厂位于宁夏境内，1967年开始蓄水发电，共装容量为36MW的转桨式机组7台和20MW的一台。河水多年平均含沙量5.24kg/m³,泥沙大部分来自汛期(约69%),泥沙中值粒径(d₅o),汛期平均为西北勘测设计研究院为青铜峡设计时曾进行过水力旋流器净化河水的试验，保持冷却器内流速1.45m/s和1.2m/s,试验结果认为当粒径小于或等于0.04mm时，冷却系统中水的含沙量允许不大于30kg/m³,当超过时，应采用水力旋流器进行处理。电厂工业用水取水口布置在闸墩侧面，没经旋流器或沉淀处理，运行以来，冷却器没有发生淤堵现象，管路系统设计有正反冲措施。5.刘家峡水电厂：位于甘肃省永靖县境内，装机5台，1969年第1台投产发电。为寻求对付泥沙的办法，原北京勘测设计院在1965年曾对工业用水的泥沙淤积等问题进行过阶段性试b)试验中流速与含沙量关系见表2。粒径：泥沙级配d<0.01mm占15%表2含沙水流速度与含量试验参数表流速流速m/s含沙量kg/m³淤堵情况1流量稳定5.79～6.21流量降3.3%流量降5.5%22.60～28.60流量降33.5%25.20～26.70流量稳定30.40～31.10流量降1.6%流量降3.1%82.90～91.00流量降12.30%108.00～122.60255.30～85.60流量稳定流量降21.6%表3流速与含沙量关系表流速m/s12允许含沙量kg/m³42006-9-182006-9-18试验认为：在1m/s～2m/s流速下，d<0.01mm的泥沙不可能沉积。手册根据上述试验资料，制定了冷却器用水的水质标准。对于水质的处理，黄河水利委员会设计院推荐四川省乐山环保科研所竹根机械厂生产的JJC型系列取水头部，防草除沙效果很好，对0.1mm以上沙粒去除率可达75%以上，取水能力50t/h～500t/h,但取水能力还需加大。供水管流速v而定，即本条规定系参考水力机械通用图册推荐。2)滤水器的过网流速，我们对过水量1000m³/h的滤水器进行了核算，过水面积按0.4～0.5滤网筒表面积3)对多泥沙河流电站采用水力旋流器除沙，有专门的设计计算规定，要做技术上的论证。对沉沙池需要增加投资和占地面积，故也要求设计进行技术经济比较。对自流供水水头范围，因在许多水电厂设计中，对自流供水(包括自流减压)的经济比较中均涉及计算效益方法问题。以往曾对部分水电厂供水水头分界意见调查，集中反映出分界水头应该提高到100m,甚至到120m以上。水电厂的同志认为水泵供水(不包括射流泵和水轮机顶盖供水方式)能量的比较方式，应包括水泵效率、电动机效率、变压器效率、发电机效率、水轮机效率等等，推算到同等流量不减压供水时的相应水头，才是减压的分界水头。即使如此，也还存在水泵供水系统设备增加带来控制系统能量消耗的增加，运行管理上工作量的增加及故障率的增加等问题。因此希望自流减压供水分界水头应予提高。按上述原则分析，其能量分界条件应是即H₁En=H式中：Zn——从水泵效率开始至水轮机效率的总乘积，各部效率初步按表4估算；Q₀——机组总冷却用水量K——能量计算综合系数。表4水泵供水方案计算效率估算表供水泵电动机操回作路线路母线电缆降压变发电机水轮机当水泵供水扬程以25m、30m、35m、40m计算时，相应的额定水头(分界水头)为：82、99、115和132m。为此本条上限暂取120m。自流供水水头的下限(即水电厂的最低工作水头),我国机电设计手册推荐20m;前苏联以往介绍过12m~14m,