論文關鍵詞： 水電站輔助水力機械系統設計技術

論文摘要： 對于水電運行過程而言，輔助機械系統是十分重要的組成結構，其在設計過程中要把會對系統性能帶來影響的方面積極考慮在內，這樣才能維持水電站輔助水力機械系統設計方案發揮應有的作用。針對這一點，結合實際情況分析水電站輔助水力機械系統的相關問題。

如果將水電站輔助水力機械系統詳細劃分，其主要包括了油、氣、水、量測等不同的結構形式組成，整個系統最大的功能則是向主體設備創新良好的運行服務，維持整個電力設備的正常運行，提高水電站的使用效率。從長時間的運行情況分析，水電站輔助水力機械系統在設計過程中，其方案形式、產品好壞、技術高低對于水電站的經濟效益有很大的影響。

1 中水系統的設計

1.1 供水方式部分

我國國內當前的水泵使用性能常常達不到理想狀況，其主要是因為制造加工工藝達不到標準，產品質量不合格，無法維持系統的穩定運行，且大部分的水泵在質量、強度上與標準明顯不符。檢查中則發現了大部分電站的技術供水泵因制造方法、技術落后等各類因素造成其運行出現異常，對于設備的正常性能發揮起到阻礙作用。鑒于我國的減壓閥技術運用廣泛，其成本消耗也大大降低，在電站凈水頭處于120-300m范圍內時最好選擇自流(減壓)供水當成機組技術供水方式。遇到泥沙較多的電站時，需綜合分析運用正、反向的雙向供水方式，且做好定期切換實現反沖洗，避免出現堵塞。對于部分中小型的水電站在設計時可選擇循環供水方式，此形式運用在封河的寒冷地區時則會出現異常，這是由于冷卻器處于尾水渠時將會受到低溫影響而出現損壞。

1.2 排水系統部分

開始設計水電站排水系統時需根據不同的情況針對處理，若遇到中小型電站或尾水位過高的電站時，則要設計直接的排水方式。通過這種設計，不僅降低了水淹廠房的可能性，還能給設計者的工作帶來方便。這是由于集水井井蓋若要求密封時，其設計將會遇到不同的困難。而滲漏集水井、檢修集水井則需結合不同情況布置，這是現代設計理念中必須的標準。然而實際情況卻是，大部分電站的業主都提出把兩井之間進行打通處理，設計時則要求對連通管上添加常閉閥門進行調節，閥門安裝時必須具備較強的穩固性，這樣則能避免造成洪水沖垮廠房的危險。

1.3 管道閥門部分

考慮到全面增強電力系統的可靠性，避免系統運用中工作量過大，在設計方案時要對每個部位合理規劃，以此來降低操作人員的工作量。對于技術供水選擇自流供水的形式時，供水管中的第1道閥門的壓力承載要更強一級。例：當調保升壓值達0.9MPa則需要采取1.6MPa的閥門，若依舊選擇1.0MPa的閥門則壓力承載上達不到要求；當技術維修操作的難度較大時，最好可采取2道閥門，其材質最好選用不銹鋼閥門。

1.4 蝸殼排水部分

設計時需要注意的包括：1）尺寸的選擇，對于相關機械設備的尺寸大小要嚴格把握，特別是對于蝸殼排水及尾水管排水閥口徑要嚴格參照標準，一般控制在壓力鋼管及蝸殼進口公稱直徑9%為最佳。2）閥門設置。國內很多的設計者對每套機組設置了1個尾水管排水閥，由于閥門在使用時極為關鍵，可以對每套機組添加2個水閥，從而大大增強設備的使用性能。

1.5 濾水器設置部分

設計自流供水形式時，要想維持減壓閥的有效性能，在分布裝置時則需要對濾水器進行合理設置，以使得技術供水系統在常規狀態下運行，也可把濾水器放置在減壓閥前來保證性能發揮。盡管濾水器壓力的等級上升會加大投資成本，但其增加的范圍最多在15%，水電站完全能夠接受，此方案的運用范圍甚廣，且運用起來效果理想。

1.6 滲漏排水泵部分

選擇滲漏排水泵需根據具體的情況而定，水電站尾水位變化較大時，選用的滲漏排水泵要符合揚程的要求，這些要依據水泵自身的性能而定。若水位達不到理想狀態則會造成水泵長期無法正常工作，其必將導致水泵效率低、軸承溫度過高，軸承容易燒壞掉。處理該故障時要結合水泵的揚程情況，根據具體水位的高低加以處理，或者運用變頻的方式操作即可。 2 中氣系統的設計

1）水電站氣系統一般包括中壓氣系統和低壓氣系統，由于目前氣體介質減壓閥尚未達到成熟階段，因此這2個系統在設計時不考慮合用，應盡可能分開設置。2）由于供氣管路往往較長有一定的管路損失，使氣體到達供氣設備時壓力達不到設備的額定操作壓力，因此在選擇空壓機時其額定排氣壓力宜比設備的額定操作壓力略高一些，相應的貯氣罐設計壓力也要提高。3）低壓氣系統中吹掃及檢修供氣單元與機組制動供氣單元盡可能分開設置，并分別設置相應容積的貯氣罐；另外，吹掃及檢修供氣單元可作為制動供氣的備用氣源，以保證制動供氣的可靠性及供氣質量；制動供氣應盡可能干燥、清潔，而吹掃及檢修供氣干燥、清潔度可適當放寬。

3 中油系統的設計

3.1 透平油系統

1）中小水電站。對于管路系統結構調整，盡量簡化系統內部組織，例：對用油部位周圍、供排油總管適當添加活接頭，需要時結合軟管過渡等，盡可能采取少量的不銹鋼管、埋管進行布置。2）梯級電站。其透平油的設計需根據水電站的組成判斷，如：用油分析、化驗設備等等。

3.2 絕緣油系統

水電站的主變壓器基本上達到20～30年免維護要求，沒有大型事故則基本不要修理，通常無需更換絕緣油。對中小型水電站的絕緣油系統時可把供排油管路去掉。而梯級電站只要找到合適的站點對絕緣油系統設置，則能把絕緣油系統去除。

4 中水力量測系統的設計

1）為了實現對集水井液位的實時監控，設計時要添加2種不同類型的液位控制器，可采取壓力傳感式及浮子式等以互相轉換作用。2）對用于監測尾水管壓力脈動的傳感器，不得經過測壓管后再設置傳感器，以避免精度受到影響。3）對水位計部位采取防止水倒灌的裝置。

5 結束語

水電站輔助水力機械系統在水電站中占有重要地位，其直接影響了水電站的正常運行。設計者必須結合具體的性能需要、維修要求、成本消耗等因素，采取正確的設計方法來保證輔助水利機械系統作用的發揮。

[1]陳東、何文才，廣蓄二期工程水力機械輔助系統設計[J].水力發電，2001，(11).

[2]劉艷，大坳水電站全計算機監控系統水力機械自動化設計，江西水利科技，2001（2）.