辅助设备的自动控制及运行技术供水系统

1、辅助设备的自动控制及运行水电站机组自动化运行与监控水电站机组自动化运行与监控学习情境 辅助设备的自动控制及运行辅助设备的自动控制及运行技术供水系统技术供水系统辅助设备的自动控制及运行1.1.了解技术供水系统的对象；了解技术供水系统的对象；2.2.熟悉技术供水系统的组成；熟悉技术供水系统的组成；3.3.熟悉水的净化措施与处理方法；熟悉水的净化措施与处理方法；4.4.了解技术供水方式；了解技术供水方式；5.5.能看懂技术供水系统图；能看懂技术供水系统图；6.6.能在仿真机上对技术供水系统各种工况进行操作、处理；能在仿真机上对技术供水系统各种工况进行操作、处理；7.7.学会供水系统运行中的维护；学会

2、供水系统运行中的维护；8.8.掌握技术供水系统事故处理措施。掌握技术供水系统事故处理措施。知识要点知识要点辅助设备的自动控制及运行水的净化与处理水的净化与处理技术供水系统的对象、系统组成技术供水系统的对象、系统组成供水方式供水方式技术供水系统图技术供水系统图技术供水系统仿真操作技术供水系统仿真操作供水系统运行维护及事故处理供水系统运行维护及事故处理辅助设备的自动控制及运行 技术供水又称生产供水，主要作用技术供水又称生产供水，主要作用: : 运行设备的冷却、润滑、水压操作运行设备的冷却、润滑、水压操作 供水对象供水对象: : 发电机空气冷却器发电机空气冷却器 发电机推力轴承和导轴承发电机推力轴承

3、和导轴承 水轮机导轴承冷却和润滑水轮机导轴承冷却和润滑 水冷式变压器冷却器、空压机等水冷式变压器冷却器、空压机等1.1.技术供水系统的对象技术供水系统的对象 辅助设备的自动控制及运行1.1.技术供水系统的对象技术供水系统的对象 1.1 1.1 发电机空气冷却器发电机空气冷却器 原由原由：发电机运行时将产生电磁损失及机械损失。 后果后果：损耗将最终转化为热量，如果不及时散出，导致发电机温度升高，将会影响发电机出力、效率和寿命，甚至会发生事故。 设备限制设备限制：发电机允许的温度上升值一般为7080。发电机密闭通风冷却辅助设备的自动控制及运行1.1.技术供水系统的对象技术供水系统的对象 1.2 1

4、.2 推力轴承及导轴承油冷却器推力轴承及导轴承油冷却器 原由原由：机组运行时轴承的机械摩擦产生大量的热量，而轴承是浸在透平油中的，油温升高将加速油的劣化，影响轴承寿命，甚至可能使轴承烧毁。 措施措施：在轴承油箱内设置油冷却器，冷却水不断在管内流过，将油中的热量带走。 1.3 1.3 水轮机导轴承水轮机导轴承 水轮机导轴承采用橡胶轴瓦时，用水来冷却和润滑。 辅助设备的自动控制及运行1.1.技术供水系统的对象技术供水系统的对象 1.4 1.4 水冷式变压器水冷式变压器 内部水冷式变压器：冷却器装在变压器的绝缘油箱内，通过冷却器的冷却水将热量带走。 由6个单个元件组成的水双管冷却器是专为高度污染的冷

5、却水设计的。 入口锥度结合大的冷却器截面保证了水的合理分布。三峡水电站主变压器三峡水电站主变压器辅助设备的自动控制及运行 1.5 1.5 水冷式空压机水冷式空压机 空气被压缩时，将产生大量的热，并把热量传给气缸。为保证空压机正常运行，避免润滑油分解和碳化，并提高效率，需要对空压机进行冷却。空压机的冷却方式有水冷式和风冷式，水冷式是在气缸体及气缸盖周围包以水套，其中通入冷却水以带走热量。 1.6 1.6 油压装置的水冷却油压装置的水冷却 运行油泵压油及油的高速流动克服摩擦产生热量，特别是当主接力器或主配压阀漏油量大时，油泵启动频繁，回油箱的油温上升，油的粘度下降，不仅对液压操作不利、促进油的劣化

6、，而且会使漏油增多，造成恶性循环。 1.1.技术供水系统的对象技术供水系统的对象 辅助设备的自动控制及运行 技术供水系统由水源、取水和净化设备、用水设备、管网以及量测控制元件等组成。 1 1）水源、取水和净化设备、用水设备）水源、取水和净化设备、用水设备 由取水设备(如水泵)从水源（如水库、尾水渠等）取水，经水处理设备(如拦污栅、滤水器等)净化，使所取的水符合用水设备对水量、水压、水温和水质的要求。 2 2）管网）管网 由取水干管、支管及管路附件等组成。干管直径较大，把水引到厂内用水区。支管直径较小，把水从干管引向用水设备。管路附件包括弯头、三通、法兰等，也是管网不可缺少的组成部分。 3 3）

7、量测控制元件）量测控制元件 如阀门、压力表、温度计、示流信号器等。用以监视、控制和操作供水系统的有关设备，保证供水系统正常运行。 2.2.技术供水系统的组成技术供水系统的组成辅助设备的自动控制及运行 3.1 3.1 除污物除污物 滤水器依靠滤网阻拦水流中的悬浮物。其原理：水由左侧进水口进入，穿过滤网后由出水口流出，污物被拦在滤网外边，污物积累一定量时，会影响取水，可采用定期反冲法进行清扫，即在滤水器进出口之间加旁通管或并联另滤水器，正常运行时，阀3、阀4关闭，阀1、阀2打开；反向冲洗时，阀1、阀2关闭，阀3、阀4打开。压力水从滤网内部反冲出来，将污物冲入排污管。 3.3.水的净化与处理水的净化

8、与处理 辅助设备的自动控制及运行 3.2 3.2 除泥沙除泥沙 河流中的泥沙与流域的多种因素有关，差异也比较大。有的常年混浊不清，有的雨季含沙量大，有的短时夹带泥沙。为保证技术供水的水质要求，必须根据实际情况设置相应的除沙设施。技术供水系统常用的除泥沙装置有水力旋流器。 水力旋流器是利用离心力来分离泥沙的装置，如图所示。当水流以812m/s的流速沿切线方向由进水管3进入水力旋流器时，在进出口水压差作用下在圆锥体2内形成高速螺旋运动使水流流向下端，在离心力作用下，泥沙颗粒趋向器壁并旋转向下，最后经出沙口5排至储沙器7内；清水旋流到一定程度后产生二次涡流向上运动，而后经清水管4流出。 3.3.水的

9、净化与处理水的净化与处理 辅助设备的自动控制及运行 3.3 3.3 水的处理水的处理 1 1）除垢）除垢 化学处理。当水垢是纯粹的碳酸盐时，可采用酸使水垢溶解。 物理处理。采用电磁处理或超声波处理，改变结垢的结晶和通流表面吸附条件。电磁处理使形成的水垢呈松散状，可定期加以排除。超声波处理使硬水中含盐晶体发生附聚和沉淀而不结垢。 3.3.水的净化与处理水的净化与处理 辅助设备的自动控制及运行 3.3 3.3 水的处理水的处理 2 2）除盐）除盐 水的热容是相同容积空气的3500倍，大型的水轮发电机组为了提高发电机的极限容量，采用双水内冷水轮发电机供水系统。它包括一次冷却水和二次冷却水。一次冷却水

10、水质好坏直接影响到发电机的安全经济运行和线棒的寿命。当水的导电率增大时，泄漏电流也相应增加，降低发电机效率，线棒被击穿的可能性增大，对线棒的电腐蚀也会加大。因此，对水质的要求高。 为了保证一次水的纯度，当前广泛采用离子交换法除盐。3.3.水的净化与处理水的净化与处理 辅助设备的自动控制及运行 4.1 4.1 自流供水自流供水 水头在1580m的电站（小型水电站一般在12m以上），当水温、水质符合要求时，一般采用自流供水。水压由水电站的自然水头来保证。自流供水是利用电站的自然落差将水输向用水设备，供水简单可靠，操作方便，易于维护。4.4.供水方式供水方式 辅助设备的自动控制及运行 4.1 4.1

11、 自流供水自流供水 对于电站水头大于4050m的电站采用自流供水时，为了保证用水设备的安全，应有可靠的减压措施。常在取水口后面装设减压阀降低供水压力，当降压不多时，也可用截止阀来调节供水压力。4.4.供水方式供水方式 辅助设备的自动控制及运行 4.2 4.2 水泵供水水泵供水 当电站水头低于15m时，自流供水水压难以满足要求。 当电站水头高于8090m(对于小型水电站，水头大于120m)时采用自流减压供水往往不经济。 因此，在这两种情况下，一般采用水泵供水，来保证所要求的水量和水压。 4.4.供水方式供水方式 辅助设备的自动控制及运行 4.3 4.3 混合供水混合供水 混合供水是由自流供水和水

12、泵供水相混合的供水方式。水头为1220m的电站，单一供水往往不能满足要求，需采用混合供水。 （1 1）自流供水与水泵供水交替使用的系统）自流供水与水泵供水交替使用的系统 对于水头小于20m，但变化幅度较大的电站，当水头在较高能满足水压要求时，采用自流供水方式；当水头在较低不能满足水压要求时，则改为水泵供水方式。切换水头由技术经济比较确定。此种供水系统通常是两种水源，共用一套管道，由于运行时间较少，可以不设备用水泵。因此，在不降低安全可靠性条件下，可以简化系统，且设备投资和运行费用减少，运行也方便。 （2 2）自流与水泵按用户同时供水的系统）自流与水泵按用户同时供水的系统对于水头为20m左右的立

13、式机组电站，采用按用水设备位置和要求水压分别供水的办法。对自流能满足水要求的设备，采用自流供水方式；对于不能满足水压要求的设备，则采用水泵供水方式。 4.4.供水方式供水方式 辅助设备的自动控制及运行5.1 5.1 自流单元供水系统图自流单元供水系统图 主水源取自蜗壳，经滤水器过滤后供机组冷却、润滑用水。 坝前取水作为技术供水的备用水源。坝前取水不受机组安装、停机检修等的影响，因此与机组开停状态无关的用水，如水冷式空压机用水，消防、生活用水，都由该水源供水。因水导对供水可靠性和水质要求高，由两水源经二次过滤和自动阀门并联供水。 5.5.技术供水系统图技术供水系统图 蜗壳取水坝前取水辅助设备的自

14、动控制及运行 5.2 5.2 水泵供水系统水泵供水系统 如图所示为某大型机组的水泵单元供水系统图。每台机组各有一套独立的供水系统，两台供水水泵，一台工作，一台备用。工作水泵随机组的开停而开停。该系统的优点在于管路系统简单可靠，水泵自动化接线简单，管理方便。 图中水轮机导轴承为水润滑，供水可靠性要求高，除原有主水源两路供水外，另用蜗壳引水作备用水源，并设有备用水自动投入装置，管路系统中直径大于250mm的阀门，采用电动闸阀，以改善操作条件。 FFFFDN400DN400DN200DN200DN100DN125DN250DN400DN400DN400DN4005.5.技术供水系统图技术供水系统图

15、辅助设备的自动控制及运行 5.3 5.3 混合供水系统混合供水系统 这个系统的特点是自流供水和水泵供水可以自动控制，供排水管可以换向运行。 水泵取水和旁管取水切换是由压力变送器自动控制的，当上游水位较低时，压力变送器发出信号使水泵和电磁阀1、2自动开启，而旁管的电磁阀3、4关闭，实现水泵供水；反之，则实现自流供水。5.5.技术供水系统图技术供水系统图 辅助设备的自动控制及运行 5.3 5.3 混合供水系统混合供水系统 供排水管的换向运行是由阀5、6、7和8操作来实现的，每组的两个阀门交换启闭，改换进排水方向。 这对于有些电站冷却水源在夏天水质较差，利用换向运行，可以实现反冲，可以将堵塞在供水管

16、路阀门等处的杂物带走，可以提高冷却效果。 5.5.技术供水系统图技术供水系统图 辅助设备的自动控制及运行6. 模拟仿真展示模拟仿真展示技术供水技术供水（开机流程中阀门动作及水流流向为例 ） 当开机令中开主供水电动阀令开出后，主供水电动阀当开机令中开主供水电动阀令开出后，主供水电动阀42084208阀开启到全开，接点接通后自动停止，阀开启到全开，接点接通后自动停止，保持全开位置，其他阀门一般不动。冷却水从蜗壳取水口经保持全开位置，其他阀门一般不动。冷却水从蜗壳取水口经42014201阀进入水过滤器，一路经减压阀去主阀进入水过滤器，一路经减压阀去主供水电动阀供水电动阀42084208阀，一路经阀，

17、一路经42054205给消防管道供水，一般减压阀阀后压力调整到给消防管道供水，一般减压阀阀后压力调整到0.55-0.6Mpa0.55-0.6Mpa，冷却水经，冷却水经4224542245阀去水导；阀去水导；42184218、水封过滤器、水封过滤器、42224222去水封；经去水封；经42164216、42174217阀去空冷器、阀去空冷器、42264226阀去推力，阀去推力，42254225阀阀去上导，各部冷却水经排水管排到尾水。主变冷却由消防水供给。去上导，各部冷却水经排水管排到尾水。主变冷却由消防水供给。辅助设备的自动控制及运行 7.1 7.1 水泵运行中应检查的项目水泵运行中应检查的项目 (1) 检查电气设备正常，接地良好。 (2) 电动机及轴承应无异常、不发热，无剧烈振动。 (3) 轴承润滑水供水正常，冷却水供水正常，盘根无显著漏水，不发热。 (4) 推力轴承油面、油质正常。 7.2 7.2 水泵运行时不能超过下列规定水泵运行时不能超过下列规定 (1) 水泵振动值不能超过0.1mm。 (2) 电动机电压不能超过380（+5-10）伏，轴承温度不能超过75。 7.7.供水系