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