13水力机组辅助设备课程设计

1《水电站辅助设备》课程设计水力机组辅助设备课程设计发题日期：2015年12月07日完成日期：2015年12月18日专业名称：水电站动力设备与管理班级：水动1311学生姓名：指导教师：组别：第四组2目录一、故县水电站基本资料………………………………………………………1一、电站主要参数…………………………………………………………2二、机组技术参数…………………………………………………………2三、其他资料………………………………………………………………2一、水电站油系统的设计计算………………………………………………2一、油系统的作用…………………………………………………………2二、用油量的计算…………………………………………………………2三、油系统设备的选择……………………………………………………5四、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………………………………………………………………153一、故县水电站基本资料一、电站主要参数最大水头：max90Hm设计水头：65rHm平均水头：71pjHm最小水头：min44Hm装机容量：420PMW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：20rPMW额定转速：300/minrnr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pV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30.351.31.65yVm，查《水电站机电设计手册—水力机械》表6-14---293P;导水机构接力器用油量(两个)dV42..2ddddSV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dd可近似按下式计算：01max10.03220.2900.272dbdDHmD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：=0.032，10Db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'dd为：'2.51.050.2214ddddm故导叶接力器直径选取230mm。由《水轮发电机组辅助设备》P14：0max(1.4)dSa，由于转轮直径小于5m，则0max1.4dSa由《水轮机原理与运行》P120，0max0100=ZZrDa（D-2L）11(0.060.08)0.08*2.00.16mDL011.161.16*2.02.32mDD0max=0.393ma1.5*0.3930.589dSm所以30.068dVm。31.650.0681.718pydVVVm2、机组润滑油系统充油量hV5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))((3mPPqVdth，式中q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9-4，30.05/qmkW，式中tP是推力轴承损耗:6232310etnAFP，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：300/minenr所以：55.35tPKW用经验公式计算导轴承损耗，(10%20%)()dtPPKW，取15%。则15%*8.3()dtPPkW综上可得，机组润滑油系统用油量：3()0.05*(55.358.3)3.1825htdVqPPm3、主阀接力器充油量aV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：02.0Dm，0D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：0()fDDm，310.0687900.692，2.4fDm，在系列直径取2.8m，取接力器油量30.34aVm，查《水轮发电机组辅助设备》P15，表1-10。4、管道充油量gV，查《水轮发电机组辅助设备》P163()5%0.26()gdhayVVVVVm（二）、汽轮机系统用油量的计算1、运行用油量V16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315.5()phagVVVVVm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3211.11.15.56.05VVm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3314545*5.5*5%*0.034365365VVam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：31234445.56.0540.03428.186VVVVm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：31max31.11.15.2440.0345.9VVVm净可设置1个净油槽，查《水电站机电设计手册—水力机械》表9-29选择36Vm净的标准油槽。7（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%100。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12。则：31100%5.5VVm透故312.752Vm透。因此，选择2个33Vm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：3331max5.245.24(/)(/)/15.6/min(10.3)(10.3)80.7LVQmhmhmhLtt式中t：对于机组的透平油系统，t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：315.241.31/4VQmht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。83、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36m1台运行油槽33m2台压力滤油机LY—501台配备一个滤油纸烘箱真空滤油机ZLY—1001台配备一个滤油纸烘箱油泵KCB—4.52台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。三、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2.5MPa。（二）厂内低压用气（1）机组停机制动用气，额定压力为MPa7.0；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》53P空压机的总生产率：akykpVpQt60y)7.0~6.0(VVk9式中yp——压油槽的额定压力，为2.5MPa；yV——压油槽的容积，为1.653m；t——充气时间，一般取2~4h,取2h;kV——压油槽中压缩空气所占容积，m³；ap——大气压力，为Pa51001.1。所以5352.5100.71.650.0237/min6021.0110kQm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0.01185min/3m。查《水轮发电机组辅助设备》54P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》54P式（2-10）得21yyg-PPVPV式中1P——储气罐额定压力，其值为a5.2MP；2P——额定绝对压力，其值为a1001.15P；yV——由于右面上升后所需的补气的容积22y0.785h0.7851.40.150.23VD其中D——压油槽内径（m），查《水电站机电设计手册—水力机械》493P表9-29得，D=1400mm。h——右面上升高度，去0.1~0.15，此处取0.15。则5yy3g551225100.230.386m-2510-1.0110PVVPP10（三）管道选择查《水轮发电机组辅助设备》56P，一般按经验选取:空气压缩机至高压储气罐之间管道mm5.232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》497P式（10-1）估算为1000zzzzaqtpQP式中zq——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》497P表10-1，得出：zq=4L/Szt——制动时间（s），一般取zt=120s。zp——制动气压，KPa，一般取600KPa。aP——大气压，一般取