水力发电机组辅助设备复习考试知识点中国水利水电出版社李郁侠主编

第一章绪论水电站里承担电能生产的设备称为水电站动力设备，包括水轮发电机组、调速系统、辅助设备系统（主阀、油气水系统、水力监测系统）。第二章主阀及阀门进水阀（又称主阀）:指安装在水轮机进口处的阀门，多位于压力引水钢管的末端与蜗壳进口之间。⑴作用:①作为机组过速的后备保护，防止机组过速的时间超过允许值，避免事故扩大，防止飞逸事故的扩大②减少停机时的漏水量和缩短重新启动的时间③提高水轮机运行的灵活性和速动性④构成检修机组的安全工作条件。⑵设置条件:①当一根输水总管供给几台水轮机用水时，应在每台水轮机前设置进水阀。②管道较短的单元压力输水管，水轮机不宜设置进水阀。③对水头大于150m的单元输水管，在水轮机前设置进水阀，同时在进水口装置快速闸门。对于最大水头小于150m，压力管道长度较短的单元式机组，一般只在进水口装置快速闸门。⑶分类:大中型水轮机：蝴蝶阀、球阀（、筒形阀）中小型水轮机：闸阀（、转筒阀）（其中闸阀可作为主阀以及其他常用阀门/可调节流量）⑷进水阀（蝶阀、球阀...）按操作动力的不同，操作方式分类：手动操作、电动操作、液压操作（油压操作、水压操作）。一些不要求远方操作的小型阀门，采用手动操作；低水头和小直径，检修用的阀门采用电动操作；事故用的阀门用液压通过配压阀，接力器的液压操作。⑸蝶阀、球阀区别：①蝶阀优点：外形尺寸小，重量轻，结构简单，造价低，操作方便。缺点：影响水流流态，造成一定的水力损失；密封性差，漏水量大。②球阀优点：密封严密，漏水量少，不易磨损，全开时水力损失很小，操作规程力较小，有利于动水紧急事故关闭。缺点：结构复杂，重量大，体积大，造价高。⑹适用范围：①蝶阀：水头在250m以下，管道直径1～6m的水电站。②球阀：管道直径2～3m以下,水头高于200m的机组。③闸阀：输水管直径相对较小而工作水头较高的小型水电站。

2.蝴蝶阀（简称蝶阀）⑴组成：①阀体②活门③阀轴和轴承④密封装置⑤锁定装置（附属装置：⑥旁通管和旁通阀⑦空气阀⑧伸缩节）/①阀体②活门③阀轴、轴承④密封装置及操作机构。⑵旁通管(阀)：制造静水开启条件。主阀开启时减少力矩，消除在动水下的振动。空气阀：关闭时向蝶阀后补气，防止钢管因产生真空而遭致破坏，开启前向阀后充水时排气。伸缩节：便于安装及检修，温度变化时钢管有伸缩的余地。⑶布置型式：立式：泥沙多，结构紧凑占地面积少，拆装方便。卧式：泥沙少。⑷蝶阀活门分类：菱形（低水头）、铁饼形（高水头）、平斜形、双平板形（d<4m蝶阀）⑴主阀开启条件：①进水阀上、下两侧的水压基本相等（打开旁通阀）②密封装置退出工作位置（空气围带放气）③锁锭退出（打开）⑵关闭条件：①水轮机导叶完全关闭（旁通阀关上）②锁锭退出（锁锭复位，油阀关闭，切断油路）阀门⑴一般分类：闸阀Z、截止阀J、节流阀、减压阀Y、球阀Q、蝶阀D、安全阀A、止回阀H、旋塞阀X、底阀.....⑵按是否需要外力分为：截断阀：由手动、电动、液压或气压等驱动（蝶阀、球阀、闸阀、截止阀、旋塞阀、针型阀）自动阀（止回阀、安全阀、减压阀）油系统油（润滑油、绝缘油）分类：⑴润滑油：①透平油（汽轮机油）：供机组轴承和液压操作用。②机械油：供电动机、水泵和起重机械用。③压缩机油：供压缩机润滑用。④润滑脂(黄油)：供滚动轴承润滑用。⑵绝缘油：①变压器油：供变压器及电流、电压互感器用②断路器油：供断路器用③电缆油：供电缆用。⑴透平油作用：润滑、散热、液压⑵绝缘油作用：绝缘、散热、消弧油的基本性质：⑴物理性质：粘度（动力黏度、运动黏度、相对黏度或比黏度、恩氏黏度），闪点（高好），凝固点（低好），透明度（清洁油为橙黄色透明体），水分（测定方法：定性、定量）（状态：游离水/外界入侵、溶解水/空气中进入、结合水/油初期老化的象征、乳化水/危害最大），机械杂质，灰分含量。⑵化学性质：酸值，水溶性酸或碱，苛性钠抽出物。⑶电气性质：绝缘强度，介质损耗因数。⑷安定性：抗氧化性，破乳化时间（破乳化度）。油（新油或运行油）分析化验的周期：运行一个月内，十天一次；一个月后，15天一次.5.油的劣化：油在贮存或使用一段时间后，原有性质发生变化，影响其使用的现象。6.污，废油区别：两者被污染的程度不同，污油经机械净化仍可使用，废油只能通过油的再生。7.油劣化根本原因（氧化、进入水、进入杂质）：油和空气中的氧气起了作用，油被氧化了。8.促使油加速氧化的因素：(1)水份（密封）(2)温度（不过热）(3)空气(4)天然光线（放在阴凉处）(5)电流（防止电流作用）(6)其它因素如金属的氧化作用等。9.油的（“净化处理:机械净化处理、再生处理”。污油：机械净化处理废油：再生处理）机械净化处理⑴定义：通过简单的物理方法（如沉降、过滤等）除去油中的污染物，使油品的某些指标达到要求。⑵方法：①沉清：让油在油槽内长期处于静止状态，比重较大的水和机械杂质便沉到底部。此方法简单，对油质没有伤害，但不能除去全部的水分和杂质。②压力过滤：利用压力机把油加压使之通过具有吸收水分阻止脏物的滤纸,来达到净化油的目的。压力过滤的设备是压力滤油机。压力滤油机能过滤油中的杂质和微量水分。水分较少而杂质较多时，必须先由真空滤油机（真空过滤设备）把油中的水分进行分离，然后再用压力滤油机（压力过滤的设备）过滤。③真空过滤：根据油和水的沸点不同，而沸点又与压力大小有关，压力增高，沸点升高；反之则沸点降底。真空滤油机就是把具有一定温度的油压向真空罐内，再经过喷嘴扩散成雾状，此时油中的水分和气体在一定的温度和真空下汽化，形成减压蒸发，油与水分和气体分离，再用真空泵经油气分离挡扳，将水蒸汽和气体抽吸出来，达到油中去水脱气的目的。10.油再生的方法，工作原理及设备？用物理法、化学法或物理—化学法使油恢复原来的物理、和化学性质，叫做油的再生。油的再生一般采用吸附剂的方法。它们能吸附油劣化后所产生的氧化物。⑴.变压器油的再生（吸附器）通常将吸附剂放置于变压器外的吸附器上，这种方法叫做热虹吸法。工作原理如下：变压器带负荷时，油因受热密度变小，油自变压器的上部流入吸附器，油在流动过程中，逐渐冷却密度变大，从吸附器底部流回变压器。吸附器内装有吸附剂，油在运行中因氧化所生成的氧化物通过吸附剂时被吸附，从而使运行中的油处于合格状态。⑵.透平油的再生（吸附器、压力滤油机）考虑到运行设的安全和吸附器的布置，除强迫油循环系统可采用连续性再生外，一般采用非连续性再生，即机组检修时，对油进行机械净化处理，同时进行油的再生。油系统：用管路把用油设备、贮油设备、油处理设备联成一个系统称为油系统（润滑油系统、绝缘油系统）。⑴.组成：油库（透平油库、绝缘油库/变压器油库）、油处理室、油化验室、油再生设备、管网、测量及控制元件。⑵.作用：①接受新油②贮备净油③给设备充油④向运行设备添油⑤检修时排出污油⑥污油的净化处理⑦油的监督与维护⑧废油的收集及保存⑶.油系统设计要求：使系统连接简明，操作程序清楚尽量减少管路及阀门。满足油务处理全部工艺要求。可通过全厂供、排油管对各用油设备供排油和添油。能方便的接受新油和排出污油。系统为手动操作。⑷.设备布置应注意防火防爆防水水轮机四部分用油：润滑、散热（轴承），液压（调速器、主阀接力器、管网）用油设备：⑴储油设备（①净油槽：储备净油以便机组或电气设备换油时使用②运行油槽：机组或变压器检修时排油和净油用③中间油槽：油库位置高，检修机组充油部件时排油用④事故排油池：接受事故排油用⑤重力加油箱：设在电站厂房内起重机轨道旁高处，储存一定数量的净油，靠油的自重向机组添油。）⑵净油设备⑶油泵⑷油管⑸油再生设备（运行油槽中的污油，经净化后泵入净油槽。两者都在透平油库中）油系统防火要求:1)油系统应有防火防爆措施，墙壁为防火防爆墙(2)厂内油库不得跨越两个。2)油库、油处置室宜设有两个平安出口，平安出口应设置向外开的防火门。3)油库、油处置室之间及与其他房间之间运用防火墙离隔，油库的平安出口运用20～30cm高的门坎。4)油库、油处置室运用自力的透风系统，并安装有每小时换气次数多于6次的防爆透风装备。5)油槽的顶部和油处置室的天花板上应设有防火水喷雾头，其操作阀应放在室外平安的地方。6）油库内应有油、水排出措施。油库宜采用水喷雾灭火装配，也可同时采用其他灭火举措措施。7)照明采用防爆灯具。压缩空气系统1.压缩空气用途：①压力油槽充气，提供能源（2.5MPA）②机组停机制动③机组调相运行时转轮室内压水④检修维护风动工具及吹污清扫⑤水轮机导轴承检修密封围带充气（2、3、4、5都为0.7MPA）⑥蝴蝶阀止水围带充气⑦水工建筑闸门，拦污栅，调压井防冻吹冰2.压缩空气系统任务和要求：及时给用户供气，并满足压缩空气的质量（气压、干燥度、清洁）的要求。3.压缩空气系统组成：①空气压缩装置②供气管网③测量和控制组件④用气设备4.理想气体状态方程：PV/T=RP压力paV比容m3/NT温度KR气体常数J/(N*K)5..空压机分类：容积型（往复式：膜式、活塞式。回转式：滑片式、螺杆式、转子式）、速度型（轴流式、离心式、混流式）6.压缩级数：单级、多级7.动作方式：单动式（活塞一侧工作，往返两个步骤只有一次吸气、排气过程）、复动式（...二侧....一直...）8.双作用式（活塞式）空压机组成：活塞、气缸、进气阀、排气阀9.空压机按中间冷却器分类：风冷式、水冷式10.排气压力：低压0.2MPA中压1MPA高压10MPA超高压100MPA11.空压机其他设备:空气过滤器、气水(或油水)分离器、储气罐、冷却器、止回阀、减压阀、电磁排污阀12.机组制动方法：机械制动、电气制动、混合制动13.机组制动作用：①缩短机组在低速下运行的时间（制动）②长期停机时,推力轴承的油膜可能破坏，故在机组启动前顶起转子（千斤顶）③检修时把转动部分的重量传到基础上14.两种制动过程：自由制动、强迫制动（利用制动装置）15.制动操作：自动操作、手动操作16.调相压水目的：为了减小转轮在水中旋转的阻力钜，减小调相运行的电能损耗，同时也可相应减轻机组的震动。17.调相压水作用过程：机组由发电转为调相运行时利用压缩空气强制压低转轮室水位，使转轮在空气中旋转。18.调相压水影响因素（即影响三种流量的因素）：①给气管径和给气压力的影响②储气罐容积的影响③给气位置④导叶漏水⑤转速19.三种流量：给气、携气、逸气20.尾水管中的回流（旋转回流、竖向回流、水平/横向回流）导致了压水时的逸气现象21.风动工具：风铲、风钻、风砂轮、风动扳手22.检修维护（工作压力：0.5～0.7MPA）用气地点：主机室、安装场、水轮机室、机修间、尾水管进人走廊、水泵室、闸门室、尾水平台23.防冻吹冰供气对象：水电站（①机组进水口闸门及拦污栅防冻吹冰②溢流坝闸门...③尾水闸门....④调压井....⑤水工建筑物....）、水泵站、拦河坝、以及其他水工建筑物24.油压装置供气方式：一级压力供气（空压机额定排气压力和储气罐的气压与压油槽的额定油压接近相等或稍大。优缺点：设备投资省，但压缩空气的干燥度较差）、二级压力供气（空压机的排气压力高于压油槽的额定油压，一般取1.5到2.0倍，压缩空气自高压储气罐经减压后供给压油槽。优点：可提高压缩空气的干燥度）25.压缩空气干燥：物理法、化学法、降温法、热力法第五章供水系统1.水电站的供水包括：技术供水消防供水生活供水2.技术供水的对象（各种冷却器占90%左右）：发电机空气冷却器发电机推力轴承和导轴承油冷却水轮机导轴承的水润滑变压器冷却器集油槽冷却及水冷式空压机3.作用：冷却、润滑、液压操作用水4.技术供水的基本要求：水量充足水压适合（0.2MPA～0.35MPA/20～35mH2O水头）水质良好水温适宜5.水的净化（物理方法）：清除污物（拦污栅，滤水器：固定式、转动式）、清除泥沙（水力旋转器，沉淀池：平流式、斜流式(斜板式、斜管式)）6.水的处理：除垢（采用人工或机械的方法清除。化学处理、物理处理（超声波处理、电磁处理））除盐（采用离子交换法除盐）水生物防治7.技术供水水源（主水源、备用水源）：上游水库做水源下游尾水做水源地下水源顶盖取水做水源8.（1）技术供水方式：自流供水（≧20m水头，大于40m时应设减压装置/自流减压供水）、水泵供水（≦12m或≧80m）、混合供水（自流不经济时，15m≦H≦80m）、射流泵供水（100m≦H≦170m）、其他方式供水（高水头电站小机组尾水供水、中间水池供水、冷却水循环供水）（2）技术供水系统的任务：供水系统所提供的技术用水，应当满足各种用水设备对水压、水量、水温和水质的技术要求，安全可靠地供水，并符合经济性要求（3）技术供水的组成：水源、水处理设备、管道系统、测量和控制元件及用水设备9.设备配置方式（根据机组的单机容量和电站的装机台数确定）：集中供水（中小型）单元供水（大型）分组供水（中型）10.消防供水水源：上游水库下游尾水生活用水12.消防供水方式：自流供水水泵供水混合供水消防水池供水13.发电机消火装置操作方法：自动方式（无人值班电站）手动方式（有人值班电站，尽可能采用此种）14.常用的技术供水设备：供水泵取水口排水管出口及管道滤水器阀门15.供水泵分类：离心泵（卧式，单级单吸，使用前必须充满水否则无法正常工作）深井泵（立式，自动化程度高）潜水泵（立式）射流泵16.水流过程：拦污栅-取水口-供水泵-管道-闸门-滤水器-用水设备/对象第六章水电站的排水系统1.分为：检修排水系统、渗漏排水系统2.任务：保证机组和厂房水