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1、水电厂生产流程及基本设备简介 2007年10月25日 1 引入 水电厂像其他工厂一样 要完成生产 需要原料 加工设备 并通过对加工设备的操作控制 使之加工出所需要的产品 对水电厂而言 其原料是水能 基本加工设备是水能发电机组 输出产品是电能 下面就让我们一起来了解一下水电厂是如何实现由水变电这一生产工程的 2 水电厂生产流程 水轮机 3 生产原料 水能 水能的基本要素是流量 水头 当水流具有一定的流量 水头以后 我们说水流具有了一定的能量 但是水流的水头沿天然河流沿程分布时 我们无法使用 需要将水头集中以后才利于我们使用 按集中水头的方法 可以将水电厂分为三种类型 1 坝式水电厂 简图 就是拦
2、河筑坝集中水头 又可以分为河床式和坝后式 优点 有调节能力和可以综合利用 缺点 水淹面积大 泥沙淤积 2 引水式水电厂 简图 引水方式 明渠 无压遂洞 有压遂洞缺点 无调节能力 属径流式 破坏生态 3 混合式将上两种形式相结合 4 水电厂的水工建筑 取水建筑 5 水流的控制 流道中水流的控制依赖闸门 根据闸门的工作方式 可以将其分为以下四种 1 工作闸门可以用于调节流量 可以动水操作 2 事故闸门防止事故扩大 动水关闭 静水平压开启 3 检修闸门以上两种闸门检修时的安全措施 4 施工导流闸门施工时用连续水流在突然通 断 时产生水击 惯性使然 像紧急刹车 水流漂浮物用拦污栅拦截栅差大则引用流量不
3、足 压差大 故需加以限制事例 耿站的水工枢纽 6 水能转化为机械能 水能的三种表现形式 位能 动能 压能将水能转化为机械能的设备叫水轮机 水力原动机 根据水流对水轮的水力作用方式可以将水轮机分为 冲击式水轮机 利用水流的动能来做功 喷嘴 切击 反击式水轮机 利用水流的压能和部分动能来做功 叶片正反面的压力差 轴流 2 90 混流 15 700 斜流 可逆式电厂 3 水轮机型号的含义 反击式 转轮形式 型号 大轴 蜗壳形式 标称直径 7 水能转化为机械能 进入水轮机的水能的控制水能N 9 81QH 根据能量守恒 要调节机组的负荷 必须调整进入水轮机的水能 水头调节范围小 一般通过调节进水量来调节
4、水能通过改变搭接在水轮机水轮机周围的导叶的开度这一途径来调节进水量或切断水流导叶的操作力来自液压接力器液压接力器的动作由调速器来控制所以流量的调节过程为 调节命令 调速器 自身可以产生调节信号以保证F一定 液压接力器 导叶传动机构 导叶开度改别 进水量改别 这是水电厂生产非常重要的一个调节过程 当上述过程发生故障时 由安装在水轮机进水端的主阀来切断水流 主阀只有全开 全关两种工作状态 不能用于流量调节 主阀作用 岔管引水一机检修其他机可以运行 缩短开机时间 作为水机的保护装置 减少漏水 主阀形式 蝶阀 球阀 快速闸门 桶阀 8 水能转化为机械能 水轮机运行中的主要问题气蚀连续水流满足能量守恒
5、动能增加则压能减少 达空化压力 0 24M20 产生气泡 其溃灭产生高频冲击 金属疲劳剥落 磨损泥沙特性大小 形状 硬度 水流特性流速 流向 受磨物特性硬度 光洁度 运行方式气蚀 冲角 效率容积水力机械振动形成水力振动的几个原因 水力不对称 卡门涡列 尾水涡带从运行上解决以上问题的措施 补气 避开振动区 停机关闭主阀 9 水电厂生产的特点 水电厂火电厂1 一次能源储备水量储存 燃料储存2 机组启动速度快 慢3 负荷增减速度快 慢4 系统中的作用调频 调峰 调压 基荷 电压支撑5 运行成本低 建设成本高 高6 距离负荷中心远 一般较近7 季节的影响大 小 10 水电厂生产过程中的重大事故 水库跨
6、坝 引水隧洞坍塌 压力隧洞进气 水位翻坝 水淹没厂房 电气设备事故 11 机械能转变为电能 水流驱动水轮机转动 水轮机带动同轴发电机转动 由发电机将水轮机传来的旋转机械能转化为电能1 发电机工作的基本原理 电磁感应原理导线切割磁力线将感生电势 闭合导线将感生电流 电枢绕组庞大 故工程上采用磁力线移动去切割固定不动的电枢绕组 简图 磁力线由电磁铁产生 为了得到电磁铁 必先得到直流电源2 怎样得到直流电源直流发电机 交流电通过变压 整流获得3 发电机的电压调整过程由电磁感应定律E L d dt可知改别等式右侧任意一个参数 都可以改变感应电势E 但L不可改别 同步电机磁力线的切割速度不可改别 所以一
7、般通过改别磁通强度 磁力线密度 来调电压 要改别磁通强度必先改别电磁铁的电流强度 进一步需要改别直流发电机的转子回路电阻或整流可控硅的导通角 即 电压调整命令 励磁调节器 可控硅导通角 转子电压 转子电流 磁通 感应电势改变 12 机械能转化为电能 当定子绕组流过三相交流电以后产生一个旋转磁极 该磁极的转速称为同步转速 发电机的频率及磁极对P数确定后 同步转速即已确定N 60f p 这个磁极与转子磁极产生相互作用力 二者之间的角度决定了力的大小 发出有功负荷的大小 和性质 发电机或电动机 我厂机组为136 4r min 有多少对磁极 13 机械能转变为电能 水轮发电机的分类同步 异步立轴 横轴悬式 伞式 14 水轮发电机特点 1 大中型发电机采用立式布置 2 转速低 结构庞大 3 冷却方式一般采用风冷却4 转子磁极凸极布置 凸极附加功率5 可以作为调相运行 15
