水电站水系统.doc

水轮机及辅助设备情景9 PAGE PAGE 6 情景9 水电站水系统 9.1 技术供水系统 9.1.1 技术供水的作用及要求 1. 技术供水的作用 水电站的供水包括：技术供水、消防供水和生活供水。本节主要讨论技术供水。 技术供水又称生产供水，其主要作用是对运行设备进行冷却，有时也用来进行润滑（如水轮机橡胶瓦导轴承）及水压操作（如射流泵、高水头电站用的主阀）。 需要技术供水进行冷却的设备有以下几个方面： （1）发电机的冷却——发电机空气冷却器。发电机运行时将产生电磁损失及机械损失，这些损耗会转化为热量。这些热量如不及时散发出去，不但会降低发电机的效率和出力，而且还会因局部过热破坏线圈绝缘，影响使用寿命，甚至引起事故。因此，运转中的发电机必须加以冷却。水轮发电机大多采用空气作为冷却介质，用流动的空气带走发电机产生的热量。除小型发电机可采用开敞式或管道式通风外，大中型发电机普遍采用密闭式通风，即发电机周围被封闭着一定体积的空气，利用发电机转子上装设的风扇（有的不带风扇，利用轮辐的风扇作用），强迫空气通过转子线圈，再经定子的通风沟排出。吸收了热量的热空气再经设置在发电机定子外围的空气冷却器，将热量传给冷却器中的冷却水并带走，然后冷空气又重新进入发电机内循环工作。空气冷却器的冷却效果对发电机的出力及效率有很大影响：当进风温度为35°时，发电机允许发出额定出力；当进风温度较低时，发电机的效率较高，允许出力可提高；当进风温度升高时发电机的效率显著下降，允许出力降低。 （2）发电机推力轴承及导轴承油的冷却——油冷却器。机组运行时轴承处产生的机械摩擦损失，以热能形式聚积在轴承中。由于轴承是浸在透平油中的，油温高将影响轴承寿命及机组安全，并加速油的劣化。因此，应将油加以冷却并带走热量。轴承油槽内油的冷却方式有两种：一种是内部冷却，即将冷却器浸在油槽内；另一种是外部冷却，即将润滑油用油泵抽到外面的专用油槽内，再利用冷却器进行冷却。无论哪种方式，都要通过冷却器的冷却水将热量带走。还有的将冷却水直接通入导轴承瓦背进行冷却，这样可以提高冷却效果，但制造及安装质量要求比较严格。 （3）水冷式变压器油的冷却。由于水冷却器具有良好的冷却效果和较低的运行成本，所以容量较大的变压器通常用内部水冷却和外部水冷却的冷却方式。内部水冷式变压器，其冷却器装在变压器的绝缘油箱内，而外部水冷式（即强迫油循环水冷式），是利用油泵将变压器油箱内的油送至特殊的且浸入冷却水中的油冷却器进行冷却，这种方式提高了散热能力，使变压器尺寸缩小，便于布置。为防止冷却水进入变压器油中，应使冷却器中的油压大于水压0.15～0.7MPa。 （4）水冷式空压机的冷却。空气被压缩时，将产生大量的热。为了降低气温，提高效率，防止气缸内活塞产生积炭及润滑油分解，通常在气缸体及气缸盖周围包上水套，通入冷却水以带走热量。在两级或多级压缩时，空气经第一级压缩后，要用中间冷却器进行冷却，然后再进人第二级气缸做第二次压缩。 （5）其它冷却。如油压装置回油箱、贯流式机组顶起油箱等有时也设置冷却器，以带走回油在工作中因磨擦阻力而产生的热量；有些变压器直接以水淋的方式散热等。 有的水轮机导轴承采用橡胶轴瓦，需要用清洁水来润滑。此外，深井泵的导轴承也是橡胶轴瓦的，同样需要清洁水润滑。 水头较高的电站，有的用高压水来操作主阀及其它液压阀，这样可以节省油压设备或使油系统简化（应注意工作部件的防锈防蚀问题）。此外，射流泵的工作也是靠技术供水来传递能量的。除上述各项外，水轮机主轴工作密封普遍用水压起作用。 2. 用水设备对技术供水的要求 各种用水设备对供水的水量、水压、水质、水温均有一定的要求，其总的原则是：水量足够、水压合适、水质良好、水温适宜。现分述如下： 图9-1 水轮发电机容量与总冷却水量关系曲线（1）水量。用水设备对供水水量的要求，一般由制造厂经设计计算后提出。但在初步设计阶段，往往需要电站设计单位参考相类似的电站种类，用经验公式或曲线图表估算，以求得近似的数值作为设计依据。在技术设计阶段，再按制造厂提供的资料作修改与校核。 SHAPE \* MERGEFORMAT 图9-1 水轮发电机容量与总冷却水量关系曲线 根据我国已运行的大中型水电站机电设备用水情况分析，水量分配比例大致为：发电机空气冷却器为70％，推力与导轴承的油冷却器为10％，水轮机导轴承（水润滑）为5％，水冷式变压器为6％，其余用水设备：1％。所以，发电机的用水对电站技术供水系统的规模起着决定性的作用。因此，常用发电机的用水量来代替总用水量。粗略估算时，可由图9-1查取。 对于不设发电机空气冷却器的小型机组水电站，其用水量最大的设备是机组推力轴承油箱中的油冷却器，由此可见，水电站发电机的用水对技术供水系统的