绿色水轮机PPT

绿色水轮机及低水头水轮机的绿化技术主讲人：郑程遥绿色水轮机——时代的呼唤1当代水电建设面临着环境和生态可持续发展的严峻挑战，因此绿色水电站作为相关的重要概念引入到了水电站建设的评价体系中。而水轮机是水电站的核心部件，与水工建筑物和水流介质及水生物是紧密耦合的，因此其对环境的影响也是较大的。所以绿色水轮机是绿色水电站的重要组成部分，应该进行深入细致的研究。绿色水轮机——绿色水电站的重要组成部分水轮机振动和噪声对人体的危害当代水轮机设计应该关注的环保问题水轮机发展的必然趋势2目前，国际上生态水轮机的研究已取得显著的进展。例如，在美国的瓦纳普姆坝，一台设计先进的水轮机使发电容量增加14%，水的利用效率提高了3%，鱼类通过水轮机的生存率达97.82%。法国罗纳河开发后，记录到的鱼种约有25类，与开发前基本相同。其中4种鲤鱼占生物总量的90%，这4种鱼在自然状态下占有的优势，在开发后仍然保持这种状态，鱼类平衡方面变化很小。因此，借鉴国际上生态水轮机成功经验和研究成果，开发利于生态环境的水轮机，对中国社会的可持续发展具有积极的战略意义。绿色水轮机——水轮机发展的趋势绿色水轮机3第一代第三代20世纪70年代第四代第二代暂引系列型谱中的水轮机，如HL240,HL110等“六五”、“七五”期间列入1999年颁布的《中小型轴流式，混流式水轮机转轮分列型谱》（JB/T6310-1992）中的水轮机，如A224、D41等“绿色水轮机”针对国内一些大型水电站（包括三峡）开发的具有世界领先水平的水轮机，有A551、D261等如田树棠先生等《水轮机的环保与防腐》、李海峰等《新式环保型上流式水轮机的实验研究》绿色水轮机在水轮机的全寿命周期，充分考虑了生态环境及可持续发展的要求，具有人——机——鱼——水多目标交互最优化的生态水轮机。水轮机的振动和噪声对人体有不良的影响，使人心律不适。长期承受振动会使人脊柱变形，长期噪声会使人耳聋。在振动和噪声环境下工作的人员，容易疲劳，注意力分散，意外事故率升高。在此特别指出，0.1—0.63HZ的超低频振动，它常引起人们一连串病症，如从脸色苍白、头昏眼花开始，经呕心呕吐到完全失去工作能力。因此，绿色水轮机应当避开上述振动频率。总之，绿色水轮机的亲人性要求保护人的身心健康，最大限度的做到人——机和谐。绿色水轮机——亲人性鱼与水轮机的摩擦和相撞可使鱼损伤甚至直接死亡；当鱼类通过水轮机流道，将经受快速的压力改变，有些鱼当压力降至环境压力的40%时会导致鱼体破裂。空蚀发生时，汽泡爆裂，引起噪声、振动、压力波动，造成一定的冲击力，会伤害鱼类。当鱼进入水轮机系统剪切应力“伤害”区域时，鱼就会受伤甚至致命。在尾水管中，大规模的紊流可使鱼迷失方向，容易被其他鱼类和鸟类所捕食。绿色水轮机——亲鱼性亲鱼性水轮机国外研究较早，1994年，美国能源部与美国水电企业合作，制订了高级水轮机系统计划（AHTS），其目标是开发新型水轮机，使鱼受到的伤害或死亡率最低，，同时高效地发电。英国碳基金开发了一个项目，采用流体三维流动的数值模拟的CFD技术计算水轮机转轮及其流道的各类参数，然后将此参数输入到STRISER模型预测鱼类的伤亡状况，反复改进，得出亲鱼型水轮机的设计参数。我们应积极的借鉴国外的成功经验，开发亲鱼类水轮机。绿色水轮机——亲鱼性水轮机主要工作部件用油润滑与操作，如导水机构、各类轴承、导叶接力器、桨叶接力器等，由于磨损或老化，密封失效，油水混合，进入水中，污染河流。尤其是转桨式水轮机，其桨叶接力器置于转轮轮毂体内，压力油自然也进入转轮体，桨叶根部转轴与其衬套，在叶片承受较大的水压力而不断转动时，会磨损变形而使密封失效，从而使压力油注入河流。绿色水轮机——亲水性例如某水电站，4台转桨式机组漏油量达数十吨/年，可见其对生态的不良影响。此外，为了防止某些微生物寄生在水轮机的一些部件上，将这些部件涂上有毒的漆，虽然消除了寄生物，但却污染了河流。也有为了使水轮机部件上坚硬附着生物剥落而使用特别的化学药物，同样造成了对河流造成了污染。上述水轮机，对各种生态都会产生不利影响，而绿色水轮机，不污染水，有“亲水性”。绿色水轮机——亲水性水轮机的高效率意味着振动小、汽蚀小、水流平稳、噪声小，过机鱼类的生存率高，具有绿色性能。将定桨式水轮机改造为转桨式水轮机，是一种较好的水轮机的绿化技术。绿色水轮机——高效性绿色水轮机，不是单纯指使个别企业经济效益最优的水轮机，而是指人——机——鱼——水多目标平衡，全局效益最优的水轮机。研发、设计和制造及使用绿色水轮机，是水力发电行业的一项新的挑战。绿色水轮机的内涵低水头水轮机的绿化技术4低水头水轮机的绿化技术绿化技术高油压KAPLAN型水轮机改善材料与工艺优化水轮机结构和几何参数采用高油压KAPLAN型水轮机可将桨叶接力器外置于发电机轴端，从而杜绝油对河流的污染。1、尽量减少导叶数和叶片数。2、选择最优的叶栅稠密度。3、选择合理的转速。采用无油轴套，桨叶也可用水作介质操作来代替透平油，如德国Voith公司。高油压KAPLAN型绿色水轮机——ENT-16H-v（h）5ENT-16H-v（h）型高油压桨叶电液自动双调节水轮机，是由我国自主研发的一种中低水头绿色水轮机。ENT-16H-v（h）型绿色水轮机及应用导叶、桨叶采用16MPa高油压控制桨叶接力器外置采用油旋转接头，由新式受油器取代旧式受油器采用桨叶推拉杆而取消操作油管ENT-16H-v（h）型结构及运行案例红桥电站采用高油压调桨装置后，取消了高压气机及压力油罐，导致水工建筑物结构简化，工期缩短，投资节省。广东英德红桥水电站位于滃江中游段，是滃江干流的第10个梯级，坝址以集水面积3121Km2,电站装设2台灯泡贯流式水轮发电机组，其参数如下：水轮机：发电机：型号GZ1250B-WP-356型号SFWG3500-48/4000最大水头5.38米额定容量3500KW设计水头4.48米额定电压6.3KV最小水头3.00米额定功率因数0.9额定出力3667KW额定转速125r/min额定出力3667KW额定流量91.2m3/s转轮直径3.56米ENT-16H-v（h）型的典型应用甘溪水电站位于洣水河下游段，是一座以灌溉为主，兼顾发电、防洪、通航功能的综合水利枢纽。电站原装有10台单机1250KW轴流定桨式机组。甘溪电站轴流定桨式机组加装EN-16H高油压电液全自动桨叶调节装置改造成轴流转桨式机组，机组效率提高10%。ENT-16H-v用户运行报告ENT-16H-h用户运行报告EN16H-h的成果及鉴定高油压调桨装置发明专利授权书国际上从九十年代研究绿色水轮机，从管理和技术上，理论和实践上，都取得了较大的进展，值得借鉴，我们要迎头赶上。第四代水轮机即绿色水轮机的研制，对我国经济、社会可持续发展，对环境保护，具有重要的战略意义。目前，绿色水轮机的研究已初见成效。继续深入研究和开发，是水轮发电机行业新的机遇与挑战。能促进行业的产品升级。ENT-16H-v（h）型高油压桨叶电液自动调节水轮机已开始应用，创造性的绿化了低水头水轮机，应积极推广。结语