水力机组辅助设备课程设计报告书Word下载.docx

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四、油系统图………………………………………………………………7

四、气系统的设计计算………………………………………………………7

一、供气对象和供气类型………………………………………………7

二、用气量的计算…………………………………………………………7

三、气系统设备表…………………………………………………………10

四、气系统图………………………………………………………………10

五、供水技术系统的设计计算………………………………………………11

一、水源的确定……………………………………………………………11

二、水温、水压、水质…………………………………………………11

三、供水方式………………………………………………………………12

四、设备的配备方式………………………………………………………12

五、水量的计算……………………………………………………………12

六、水系统图………………………………………………………………14

五、参考文献………………………………………………………………15

一、故县水电站基本资料

一、电站主要参数

最大水头：

设计水头：

平均水头：

最小水头：

装机容量：

二、机组技术参数

水轮机型号：

HL220—LJ—200发电机型号：

SF-20-20/425

额定出力：

额定转速：

调速器型号：

SKWT-100油压装置型号：

YS-1

三、其他资料

配电装置采用油断路器，主接线为扩大单元接线。

无调相任务。

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，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、用油量的计算

1、水轮机调速设备用油

水轮机调速系统用油量包括油压装置用油、导水机构接力器用油及管道的充油量。

油压装置用油量，查《水电站机电设计手册—水力机械》表6-14---;

导水机构接力器用油量（两个）

查《水轮发电机组辅助设备》P14公式1-3

取油压装置额定压力为2.5Mpa，采用标准导水机构并用两个单缸接力器操作时，每个接力器的直径可近似按下式计算：

由《水电站机电设计手册》P254公式6-4

其中导叶数z由《水轮机原理与运行》p123表7-1得z=16，再由《水电站机电设计手册》P254表6-4得：

=0.032，由《水轮机原理与运行》P328,附表2取0.2。

当油压装置的额定油压为4.0MPa，则接力器直径为：

故导叶接力器直径选取230mm。

由《水轮发电机组辅助设备》P14：

，由于转轮直径小于5m，则

由《水轮机原理与运行》P120，

所以。

2、机组润滑油系统充油量

机组润滑油系统用油包括推力轴承和导轴承的用油量。

其用油量可按下式进行估算，即，式中是轴承损耗单位kW所需油量，查《水电站机电设计手册—水力机械》表9-4，，式中是推力轴承损耗:

，查《水轮发电机组辅助设备》图1-7，知A=3.5，查《水电站机电设计手册—水力机械》表3-11，得出F=210t，查任务书可得：

所以：

用经验公式计算导轴承损耗，，取15%。

则

综上可得，机组润滑油系统用油量：

3、主阀接力器充油量

由于应用水头小于200m，所以进水阀选择胡蝶阀。

查《水电站机电设计手册—水力机械》P175表4-1可得。

由于没有HL220-LJ-200，出力为20MW的水轮机型号，故参考《水电站机电设计手册—水力机械》P83,HL250-LJ-200。

查《水电站机电设计手册—水力机械》P463表9-7可得：

，为阀门直径。

查《水电站机电设计手册—水力机械》P176，公式（4-1）胡蝶阀直径：

，，，在系列直径取2.8m，取接力器油量，查《水轮发电机组辅助设备》P15，表1-10。

4、管道充油量，查《水轮发电机组辅助设备》P16

（二）、汽轮机系统用油量的计算

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

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、漏损和取样的裕量，即

3、补充备用油量V3

设备运行中油的损耗需要补充油，以机组运行45~90天后的添油量为准，则

式中a---设备在一年中需要补充油量的百分数，混流式水轮机取a=5%~10%;

转浆式机组取a=15%~25%；

变压器取a=5%；

油开关取a=10%

4、系统总用油量：

三、油系统设备的选择

油系统的设备配置原则：

按绝缘油和透平油两个独立系统分别配置。

对油系统设备的选择主要有：

贮油设备（净油槽和运行油槽）、净化油设备（压力滤油机和真空滤油机）和油泵等。

该设计将绝缘油系统省略。

1、贮油设备的选择：

（1）净油槽的选择：

贮备净油以便机组或电气设备换油时使用。

容积为一台最大机组（或变压器）充油量的，加上全部运行设备45天的补充用油量。

通常透平油和绝缘油（省略）各设置一个。

但容量大于60m3时，应考虑设置两个或两个以上。

透平油：

可设置1个净油槽，查《水电站机电设计手册—水力机械》表9-29选择的标准油槽。

（2）运行油槽的选择：

当机组（或变压器）检修时排油或净油用。

容积为最大机组（或变压器）油量的。

但考虑到兼作接受新油，并与净油槽互用，其容积宜与净油槽相同。

为了提高污油净化效果，通常设置2个，每个为其总容积的。

则：

故。

因此，选择2个的标准油槽。

（3）中间油槽：

当油库布置位置较高时，检修机组充油量部件时排油用。

其容积为最大充油设备的充油量。

数量为一个，当油库布置在厂内时，水轮机层以下可不需设置，可待厂房部分设计后再进行设计。

（4）事故排油池：

接受事故排油用，一般设置在油库底层或其他合适的位置，容积为所有油槽容积之和。

新设计规程可不设置。

2、油泵和净化设备的选择

（1）压力滤油机及真空滤油机的选择：

透平油系统：

式中：

对于机组的透平油系统，取8小时。

查《水电站机电设计手册—水力机械》表9—15及表9—16，透平油的压力滤油机的型号为：

LY—50，台数为1台；

真空滤油机的型号为：

ZLY—50为1台，每台滤油机选用一台滤油纸烘箱。

（2）油泵的选择：

透平油系统：

查《水电站机电设计手册—水力机械》第466页表9—8，选取KCB—4.5型齿轮油泵，2台，一台移动式油泵用以接受新油或排除污油，一台固定式油泵提供设备充油。

3、设备明细表：

表1

设备名称

型号及规格

数量

备注

透

平

油

系

统

净油槽

1台

运行油槽

2台

压力滤油机

LY—50

配备一个滤油纸烘箱

真空滤油机

ZLY—100

油泵

KCB—4.5

一台移动式油泵用以接受新油和排除污油，一台固定式油泵提供设备充油

四、油系统图

1、油系统图的绘制

绘制油系统图：

透平油系统图，见附图一。

3、气系统的设计计算

一、供气对象和供气类型

1、供气对象

（一）厂内高压用气

（1）压油槽充气，额定压力为。

（二）厂内低压用气

（1）机组停机制动用气，额定压力为；

二、用气量的计算

1、高压用气

（一）空压机的选择

主要是油压装置的用气量，压油装置的型式为YS-1，由《水轮发电机组辅助设备》空压机的总生产率：

式中——压油槽的额定压力，为；

——压油槽的容积，为1.65；

t——充气时间，一般取2~4h,取2h;

——压油槽中压缩空气所占容积，m³

；

——大气压力，为。

所以

空压机选两台，充气时同时工作，故每台生产率为总生产率的1/2，

即0.01185。

查《水轮发电机组辅助设备》表2-2，选V-1/40型空压机。

（二）储气罐容积的确定

查《水轮发电机组辅助设备》式（2-10）得

式中——储气罐额定压力，其值为；

——额定绝对压力，其值为；

——由于右面上升后所需的补气的容积

其中D——压油槽内径（m），查《水电站机电设计手册—水力机械》表9-29得，D=1400mm。

——右面上升高度，去0.1~0.15，此处取0.15。

（三）管道选择

查《水轮发电机组辅助设备》，一般按经验选取:

空气压缩机至高压储气罐之间管道的防锈钢管

2、低压用气

（一）机组制动用气

（1）机组制动耗气量计算

制动耗气量取决于发电机所需的制动力矩，由电机制造厂提供。

在初步设计制动供气系统时可根据《水电站机电设计手册—水力机械》式（10-1）估算为

式中——再一次制动所需的总空气量，L/S。

查《水电站机电设计手册—水力机械》表10-1，得出：

=4L/S

——制动时间（s），一般取。

——制动气压，，一般取。

——大气压，一般取

（2）储气罐容积计算

机组制动用气主要由储气罐供给，储气罐容积必须保证制动用气后，罐内气压保持在最低制动气压以上。

查《水电站机电设计手册—水力机械》公式10-2，储气罐容积：

式中Z——同时制动的机组台数，取1台；

——制动前后储气罐允许压力降，一般为0.1~0.2MPa，取0.15MPa。

根据《水电站机电设计手册—水力机械》表10-18选择1台标准的2储气罐。

（3）空压机生产率计算

空压机生产率按在一定时间内恢复储气罐压力的要求来确定，根据根据《水电站机电设计手册—水力机械》式（10-3）得

式中——储气罐恢复压力时间，一般取10~15min，取15min。

根据《水电站机电设计手册—水力机械》表10-24选11ZA-1.5/8型空压机。

（4）供气管道选择

查《水轮发电机组辅助设备》P47，按照经验选取，供气干管取，环管，支管。

自三通阀以后的制动供气管，须采用耐高压的无缝钢管。

三、气系统设备（见表2）

表5

类别

高压系统

空压机

V-1/40

2

水冷

储气罐

1

干管直径

高压供气管

低压系统

11ZA-1.5/8

机组制动、检修

60mm

机组制动

四、气系统图（见附图2）

厂内气系统包括高压气系统和低压气系统。

高压气系统供气对象主要是油压装置