2022年水力机组辅助设备课程设计 .pdf

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1、1 目主要符号一、 课程设计的目的和要求一、水力机组辅助设备课程设计的性质、目的与任务二、水力机组辅助设备课程设计的基本要求三、设计内容四、设计的原始资料二、 水电站油系统的设计一、油系统的作用二、用油量的技算三、油系统设备的选择四、油管选择五、油分析化验设备的选择六、油系统图及操作程序表三、计算技术供水系统的设计计算一、水系统的作用二、水电站设计原始依据三、供水方式的确定四、供水设备的选择五、技术供水系统图六、设备列表名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 14

2、 页 - - - - - - - - - 2 主要符号V体积， m3d管材直径， mm H水头， m t时间， min 或 h Q生产率， m3/h N机组出力， KW 下脚标j净油槽y运油槽一、课程设计的目的和要求一、水力机组辅助设备课程设计的性质、目的与任务水力机组辅助设备课程设计的任务是在完成水力机组设备课程的学习之后，所进行的一次综合性课程实训与检验。通过本次设计综合掌握水力发电机组辅助设备基本原理和组成， 培养独立工作能力，分析原始资料能力及相应的动手能力。要求学生按照设计指导教师给出的设计任务书，依据所掌握的职业知识， 应用各种有效资料，独立完成计算说明书一份和油、水系统图。二、水

3、力机组辅助设备课程设计的基本要求1、设计指导教师应在接受该任务之后编写完设计指导书，在设计开始时下发给学生。特别要注意结合课程的教学和行业的技术发展。2、每一个学生独立完成计算说明书一份，油、水系统图，计算所用方法正确，系统设计合理，所绘的油、水系统图要符合生产实际的要求。三、设计内容1、设计地点教室2、设计内容1）油系统：用油量计算。贮油设备及油处理设备的选择，油系统图及操作程序。2）水系统：技术供水，用水量计算，水源，供水方式及设备配置，检修排水，排水方式确定排水泵选择，集水井设计，系统图。四、设计的原始资料( 一) 水电站基本情况名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - -

4、- - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 14 页 - - - - - - - - - 3 ZX水电站位于长江流域ZX干流，河流水质较好，泥沙含量不大，在系统中担负调频、调峰任务，该水电站特征值如下：水电站形式：岸边式厂房、单元引水电站水头： Hmax=73.6m，Hmin=46.8m，Hsj=59.8，Hpj=65.76m 装机容量： 67.5=45 万 KW ，6 台 HL220型水轮机（二）用油资料本电站根据制造厂家给定的资料，油系统用户及其需油量为：发电机推理轴承油槽用油量为5.5m3发电机上导轴承油槽用油量为2.

5、0m3发电机下导轴承油槽用油量为1.0m3 调速系统用油量为5.0m3 变压器单台用油量为55.0m3（三）技术供水系统资料1、机组： HL220-LJ-410 型机组，当 HP=60m时，NT=75800KW. 2、水位：上游：最高水位172.2m，正常水位 1687.5m，死水位 144.00m 下游：最高水位 109.30m，正常水位（一台机流量时） 94.6m，最低水位 93.00m。3、水头： Hmax=72.5（近期） ；Hmin=47m 。4、根据厂家资料机组技术供水量为：发电机空气冷却器： 500m3/h 发电机推力轴承油冷却器：40m3/h 发电机上导轴承油冷却器：6m3/h

6、 水轮机导轴承： 30m3/h 5、各技术供水用户水流进口高程发电机推力上导轴承，大约为104.573m 发电机上导轴承，大约为102.856m 发电机空气冷却器，大约为99.350m 水轮机导轴承，大约为94.648m 6、各冷却器上端高程发电机推力轴承冷却器：105.393m 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 14 页 - - - - - - - - - 4 发电机上导轴承冷却器：102.215m 发电机空气冷却器： 101.700m 7、厂内生活用水量

7、选用内径为=50mm 管路供水8、水库水温：估计为289、水流含砂情况：按库前资料：最大含砂量0.398kg/m3，平均含砂量 0.2kg/m3，最小含砂量 0.03kg/m3，泥沙砾径为 0.02mm 四、排水系统资料上游：正常水位： 167.50m 最低水位： 144.00m 下游：二百年一遇洪水位：108.5m 正常尾水位： 96.3m 检修时尾水位： 95.5m 最低水位： 94.6m 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

8、， 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、用油量的技算（一） 、透平油系统用油量计算1、水轮机调速设备用油Vp 水轮机调速系统用油包括油压装置、导水机构接力器及管道的充油量。由任务书可知 Vp=5m3. 2、机组润滑油系统充油量Vh 机组润滑油系统用油包括推力轴承和导轴承发电机推理轴承油槽用油量为5.5m3发电机上导轴承油槽用油量为2.0m3名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - -

9、第 4 页，共 14 页 - - - - - - - - - 5 发电机下导轴承油槽用油量为1.0m3 Vh=8.5m3. 3、管道用油量 Vg Vg=（Va+Vh）5%【见水力机组辅助设备陈存祖编】=13.55% =0.675m3（二） 、系统用油量的技算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V1=Vh+Vp+Vg 【见水力机组辅助设备陈存祖编（2-10）】=14.175 m3对于绝缘油系指一台电气设备（变压器和油开关）的充油量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

10、和取样的裕量，即V2=1.1V1max =1.114.175 =15.6m33）补充备用油量 V3：设备运行中油的损耗需要补充油，为设备45 天的添油量即V3=V1a45/365 =14.175 10%45/365 =0.176 m3式中a-设备在一年中需要补充油量的百分数，转浆是水轮机取a=15%25%;其他机组取 a=5%10%；变压器取 a=5% 4）系统总用油量：V=V1+V2+V3【见 水力机组辅助设备 陈存祖编 （2-13） 】=614.175+15.6+0.176 6 =101.76 m3名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - -

11、 - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 14 页 - - - - - - - - - 6 （三） 、绝缘油系统用油量计算供油对象有：变压器由任务书可知变压器单台用油量为55.0m3最大一台变压器的用油量V1max =57.75 m3。事故备用油量 V2=1.1 V1max =63.525 m3。补充备用油量 V3=V1a45/365 a=5% =0.339 m3。全厂设备总油量 V=V1+V2+Vm3。 【见水力机组辅助设备陈存祖编】= 118.86m3。三、油系统设备的选择设备的配置原则， 按绝缘油和透平油两系统分别配置，设备包括贮油设备、 净油设备、

12、油的吸附处理设备、油泵、油管和油化验设备。（一）贮油设备选择（1）净油桶：贮备净油供设备换油时使用，其容积为透平油 Vj=1.1V1max +V3 =16.66 m3选用 2 个 Vj=10 m3的油罐；绝缘油 Vj=1.1V1max +V3 =63.87 .1 m3 选用一个 Vj=30 m3和一个 Vj=40 m3的油罐（2）运行油桶：设备检修时排油和净油用。因为它可以兼做接受新油，并与净油桶互用，所以运行油桶和净油桶容积一样。为了替高效率、净化方便，通常设两个油桶，每个油桶容积为总容积的一半。 Vy=Vj=16.66 m3透平油选用两个个Vj=10 m3的油罐；绝缘油选用一个 Vj=30

13、 m3和一个 Vj=40 m3的油罐。（3）中间油桶：对于透平油系统，当油库设在厂外时，为了检修方便可在厂内设置中间油桶，其容积等于机组最大用油部件的用油量。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 14 页 - - - - - - - - - 7 （二）油净化设备的选择（1）压力虑油机和真空虑油机的选择：按8 小时内净化一台最大机组用油量或24 小时内净化一台最大变压器的用油量，同时考虑压力虑油机更换滤纸所需时间，计算时应将其额定生产率减少30% ，并考虑到真空虑

14、油机工作时往往与压力虑油机串联使用，故虑油机的生产率为：透平油 QL=V1max / （10.3 ）t =14.175/5.6 =2.53（m3/h ） =41.2（L/min ）绝缘油 QL=V1max / （10.3 ）t =57.75/16.8 =3.44（m3/h ） = 57.3（L/min ）式中 V1max 最大一台设备的冲油量， m3; t虑清的时间，透平油取8h, 绝缘油取 24h。根据透平油和绝缘油计算出的Q值，选取压力滤油机和真空滤油机：所以由以上的生产率可知两系统各选用LY-50 型压力滤油机一台和ZLY-50型真空滤油机一台。【参考文献见 水电站机电设计手册 水力机械

15、表 9-15 和 9-16】 。（2）油泵的选择：油系统输油泵生产率按4h 内充满一台机组或68h内充满充满一台变压器的用油量计算：绝缘油系统 Q=V1max /t 【见水力机组辅助设备陈存祖编】 =14.175/4 =3.54（m3/h ） =59（L/min ）透平油系统Q= V1max /t （m3/h ）t =57.75/7 =8.25（m3/h ）名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 14 页 - - - - - - - - - 8 =137.5（L/

16、min ）式中 V1max 一台机组或最大一台变压器的充油量，m3； t充油时间，透平油系统t=4h，绝缘油系统 t=68h。由 Q值选择透平油的油泵为KCB 83.3 型齿轮泵；绝缘油的油泵为KCB 300 型齿轮泵。两台变压器个用一个油吸附器。四、油管选择供油干管选用 d=50mm 焊接钢管，排油管选 d=80mm 焊接钢管。 【参考文献水电站机电设计手册表9-19】支管根据设备的接口直径选用焊接钢管。（一）设备列表序号设备名称数量单位1 净油槽4 个2 运行油槽4 个3 中间油槽1 个4 - 压力滤油机2 台5 - 真空滤油机2 台6 KCB 83.3 型齿轮泵1 台7 KCB-300型

17、齿轮泵1 台8 油管五、油分析化验设备的选择为了及时了解油的质量， 防止因油的劣化而发生设备事故所造成的损失，应按规定进行取样试验。油化验设备见表1。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 14 页 - - - - - - - - - 9 表 1 序号设备名称规格型号单位数量1 久保斯克比色计套1 2 密度计或韦氏天平套1 3 pH值酸度计PHS-2 DK-1 个1 4 开口闪点测定计GB267-64 3609 型个1 5 闭口闪点测定器GB261-64 3205

18、 型个1 6 恩施粘度计GB266-64 3608 型个7 水浴锅4 孔 40100 个1 8 架盘天平台称式药物天平个1 9 电光分析天平TG328B 个1 10 电热恒温干燥箱202-1 型套1 11 绝缘油耐压试验IJJ-60 kV/2kVA 套1 12 万用电炉5001000W 个1 13 残碳测定计个1 六、油系统图及操作程序表1、透平油系统操作程序表序号工作名称操作内容1 接受新油油槽车，阀 3，LY-50，阀 33,（16,17,18,19 ） ，净油槽（运行油槽）2 向设备供油净油槽，阀 12（13,14,15 ） ，阀 3，KCB-83.3，阀 2,20（21,25,26 ）

19、 ，3 运行油循环过滤阀 22（23,27,29 ）,31 ，LY-50，阀 33, （16,17,18,19 ）4 运行油排入油槽阀 22（23,27,29 ）,31 ，KCB-83.3，阀 33,18,19 ，运行油槽5 污油过滤运行油槽， 32，10（11） ，LY-50（ZLY-50）, 阀 33,16 （17） ，净油槽6 废油排除运行油槽，阀 32,10（11）KCB-50 ，阀 3，油槽车7 事故排油阀 4（5,6,7 ） ，事故排油名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - -

20、- - 第 9 页，共 14 页 - - - - - - - - - 10 注：透平油系统图见附图1 2、绝缘油系统操作程序表序号工作名称操作内容1 接受新油油槽车，阀 23，LY-50，阀 22,13（14,15,16 ） ，净油槽（运行油槽）2 向设备供油净油槽，阀 9（10）,21 ，KCB-300 ，阀 24,27 3 运 行 油 循 环 过滤阀 26,25，LY-50，阀 24,27 4 运 行 油 排 入 油槽阀 26,25，KCB-300 ，阀 22，15（16） ，运行油槽5 污油过滤运行油槽，阀 7（8） ，21，LY-50（KCB-300 ） ，阀 22, 13（14） ，

21、净油槽名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 14 页 - - - - - - - - - 11 6 废油排出运行油槽，阀 7（8） ，21，油槽车7 事故排油阀 1（2,3,4 ） ，事故排油池注：绝缘油系统图见附图2 三、技术供水系统的设计计算一、水系统的作用水电站的供水包括： 技术供水、 消费供水和生活供水。 水电站的技术用水部门主要是水轮发电机组， 水冷变压器，水冷式空气压缩机及其他采用水冷式的附属设备。供水的作用主要是解决用水设备的冷却与润滑。各种用水

22、设备对水量、 水压名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 14 页 - - - - - - - - - 12 及水质等都有相应的要求。 在系统中担任调频调峰的任务。 水电站的技术公式应满足各用水设备的用水标准。二、水电站设计原始依据见设计的原始资料三、供水方式的确定依据水电站永原始资料，水电站最大水头为73.6m，根据水力机组辅助设备第四章第三节介绍，当水头为2080m时采用自流供水，所以该水电站的供水方式为自流供水。 由于水电站水头大于50m，为保证用水安全，

23、 应有可靠的减压装置。四、供水设备的选择1、取水口的选择此水电站可以利用水电站的自由差选择蜗壳取水。以蜗壳取水做为主水源， 再设一个坝前取水做为备用水源。 此水电站的引水方式为单元供水，每台机组设一个取水口。2、管道的选择根据资料提示，该水电站的机组用水量 Q=500+40+30+6=576m3/h=0.16m/s，据水电站机电设计手册供水系统计算流速采用27m/s，这里选 5m/s，则根据d=VQ4（m） 【见水力机组辅助设备4-25】d=0.02m 。即管道的管径取 0.02m。 【参照参考文献水电站机电设计手册 】3、滤水器的选择技术供水在进入用水设备前，必须经过过滤，因此在靠近取水口的

24、供水管道上，需装置滤水器， 对于水导轴承和主轴密封用水水质要求较高，应在主、备用供水管道上加装过滤精度高的滤水器。另外，滤水器的个数必须满足在清污时不中断机组的供水。 当采用固定式滤水器时， 要在同意管道上并联装设两只，或装设一台滤水器另加装旁路供水管机阀门。应滤水器装有反映赌赛的装置， 所以应采用压差信号器， 或在滤水器前后装压力表。 水导轴承润滑水道管， 要住哪个示流信号器。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页，共 14 页 - - - - - - - - -

25、 13 4、阀门的选择在管道系统中， 凡需截断和调节流量的地方，都应设闸阀或截止阀， 凡需防止水倒流的地方，都应该装止回阀，在水头大于50m 的自流供水管道上应该装减压阀。五、技术供水系统图（见附图3）六、设备列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 个名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 13 页，共 14 页 - - - - - - - - - 14 6 压力表16 个7 截止阀1 个8 示流器2 台9 示流信号器1 台10 常开阀15 个11 常闭阀6 个12 拦污栅4 个13 三通阀16 个名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 14 页，共 14 页 - - - - - - - - -