一、技术供水对象及作用
技术供水系统提供各种设备的冷却水、润滑水和消防水等,各种供水对象对水质要求不同。
1、冷却水供水对象主要有:
①发电机空气冷却器;
发电机一般采用密封通风式冷却,冷却器中通入水,靠风扇和离心力作用,热空气排到冷却器进行冷却,空气冷却后再重新进入发电机内。
空气冷却器是一个热交换器,它是由许多根黄铜管组成,冷却水由一端进入空气冷却器,吸收热空气的热量变成温水,从另一端排出。空气冷却器大致分为三类:半水内冷式,双水内冷式和全水内冷式。
空气冷却器的冷却效果与发电机的功率及效率有很大关系:当进风温度低时,发电机的效率高,发出的功率大;反之则效率低,功率减小。
②机组的各轴承油冷却器,
发电机在运行时的机械摩擦损失以热能的方式存积于轴承中,轴承浸在透平油中,把热量传给透平油,故应对油槽内的油及时冷却,否则会影响轴承的寿命及机组安全运行,并加速油的劣化.油槽内油的冷却方式有两种:
(1)内部冷却:将冷却器放在油槽内,冷却水管通入水流,冷却润滑油使轴承不致过热;
(2)外部冷却:将润滑油用油泵抽到外面浸于流动的冷却水中的冷却器进行冷却。
③调速器油压装置的回油箱.
在油泵压油和油高速流动时产生热量,使油温升高,会对设备造成后果,故在集油槽内装置冷却水管将油冷却。
④变压器油冷却器;
变压器的冷却方式有油浸自冷式、油浸风冷式、内部水冷式和外部水冷式等。 内部水冷式是将冷却器装置在变压器的绝缘油箱内;
外部水冷式是强迫循环水冷式,用油泵抽出变压器油箱中的运行油,加压送入设置在变压器外的油冷却器进行冷却。此方法散热能力强,使变压器尺寸缩小,便于布置,但需设置一套水冷却系统
⑤水内冷发电机的二次水冷却器;
⑧水冷式空气压缩机;
水冷式空气压缩机的冷却方式有两种:机间冷却和机后冷却。
⑦空调喷水装工等。
一般要求冷却供水水压为0.15~0.3MPa,水温低于25℃,含沙量小于skg/m3。
2、润滑水供水对象主要有水轮机橡胶轴承、水轮机主抽密封、转枪密封间隙以及深井泵轴承等。润滑水水质要求高,一般水中含泥沙量要求在0.05kg/m,以下,泥沙粒径在0.025 mm以下.
3、水压操作用水
如射流泵,高水头电站的进水阀操作等。
二、技术供水的要求
(一)、对水量的要求
1.水轮发电机总用水量:是指空气冷却器的用水量加上推力轴承和导轴承冷却器的用水量,可从教材第98页图4-7中查得。
2.空气冷却器用水量:可用公式计算也可查表4-8得出。
3.推力轴承和导轴承油冷却器用水量:初步估算时可查表4-8。
4.水轮机导轴承用水量:
(1)稀油润滑的水导轴承,一般都装有冷却装置,其用水量很小,可按推力轴承用水量的10--20%考虑;
(2)水润滑的水导轴承从教材101页图4-11查取一最小用水量,然后乘以1.5倍的安全系数。
5.水冷式变压器用水量:用下面公式计算: Q= Nb / N . q (立方米/小时
6.水冷式空压机冷却用水量:查教材102页表4-2即可。
(二)对水温的要求
根据我国的具体情况,制造厂按进水温度为25℃作为设计依据。如果长年水温超过25℃的地方,与厂家协商订做专门的冷却器,造价较高。冷却水温不低于4℃,避免沿管长方向因温度变化太大造成裂缝。
(三)对水压的要求
1.机组冷却器对水压的要求冷却器进口水压一般不超过0.2MPa。水压的上限不能超出冷却器强度的要求,水压的下限只要满足克服冷却器内部压降及排水管道的水头损失,保证通过必要的流量即可。
2.水冷式变压器对水压的要求在水冷式变压器中如果发生水管破裂或热交换器破裂时,就会使油水渗合,危险很大,故对水压要求很严。要求进口处水压不超过(0.05-0.08)MPa;对强迫油循环体外冷却装置,水压不能超过油压,应比油压低(0.07-0.15)MPa。
3.水冷式空压机对水压的要求要求水压不超过30mH2O。
(四)对水质的要求
1.冷却水的水质有以下要求:
(1)不含悬浮物;
(2)泥沙含量要求沙粒径在0.025mm以下,含量在50g/l以下;
(3)冷却水应为软水,暂时硬度不超过8°-12°;
(4)冷却水为中性水,力求不含有机物、水生物及微生物;
(5)含铁量小于0.1mg/l,不含油份.
2.对水轮机水导轴承润滑水的水质要求
(1)含沙量及悬浮物必须控制在0.1g/l以下,泥沙粒径在0.01mm以下;
(2)不含油脂及腐蚀性物质。
三、水的净化
河水中含有多种杂质,特别是汛期河水浑浊,含沙量剧增.所以需要对河水进行净化和处理,以满足各用水部件的要求.
水的净化可分为二大类,一为清除污物,二为清除泥沙.
1、清除污物
滤水器是清除水中悬浮物的常用设备.按滤网的形式分为固定式的和转动式两种.
滤水器的网孔尺寸视悬浮物的大小而定,一般采用孔径为2-6mm的钻孔钢板,外面包有防锈滤网,水流通过滤网孔的流速一般为0.10-0.25m/s.滤水器的尺寸取决于通过的流量.滤网孔的过流有效面积至少应等于进出水管面积的二倍,考虑到即使有二分之一面积受堵,仍能保证足够的水量通过.
2、清除泥沙
清除泥沙常用以下几种方法:
(1)水力旋流器:工作原理是根据水与沙的比重不同,利用水流的离心力分离泥沙,此方法优点是体积小,速度快;缺点是造成一定的水力损失,与水的比重相差大的泥沙可以排出,相差小的污物排不出去。
(2)平流沉淀池:是一个矩形水池,不由进口缓慢流到出口,流速很小,水中的悬浮 物和泥沙就在此时间内沉入池底。优点是可就地取材,施工较简单,处理效果稳定;缺点是占地面积大,需设机械排泥沙装置。
(3)斜流式沉淀池:将水平板改成 斜板,沉泥自动落入池底,易于排污。黄河某水电站设计建造的一座蜂窝斜管式沉淀池(如上图所示)。其工作操作程序为:水流从取水口进入滤水器先进行过滤,由水泵将水流抽到蜂窝斜管沉淀池中进行沉淀,沉淀之后的水流从沉淀池引出接厂供水管.目前水型电站采用水力旋流器,大型电站采用沉淀器清除污泥。
四、水处理
河水中含有多种杂质,特别是汛期河水浑浊,含沙量剧增.所以需要对河水进行净化和处理,以满足各用水部件的要求.
水的处理包括:除垢,水生物防治,离子交换法除盐.
1、除垢
水垢是一些不易溶解于水的物质,它的形成是若干物理-化学过程的结果.除去水垢的方法有:
(1).化学方法:
水中含有不溶于水的水垢,用有机酸或盐与之发生化学反应,使水垢溶解或形成不易溶解的钙盐沉淀出来。
(2).物理方法:
有磁性处理和超声波处理两种方法。
2、水生物防治
水库中有大量的水生物,一般采用氯气杀死水生物。另外设计时取水口,供排水管要定期切换,防止水生物给供排水带来麻烦,影响给水能力。
3、离子交换除盐
影响水轮发电机极限容量的因素很多,如转子磁轭的机械强度和绝缘条件,但首先是受到绕组温度的限制,故在水轮发电机组空心导线内通入循环水,但对冷却水质要求很高,必须对水进行化学处理
双水内冷式水轮发电机组的供水系统,包括一次水和二次水两部分。一次水系统包括原水预处理系统,化学除盐系统,发电机冷却水循环系统,由于一次水经过严格的化学处理,价值较高,必须循环使用,故用二次冷却水通过热交换器进行热交换后将热量带走。二次水系一般的工业用水,取自技术供水系统,只用来对一次水进行冷却,不循环使用.
五、技术供水水源
技术供水水源的选择非常重要,在技术上需考虑水电站的型式,布置和水头,满足用水设备所需的水量,水压,水温和水质的要求,力求取水可靠,水量充足,水温适当,水质符合要求,以保证机组安全运行,是整个供水系统设备操作维护简便;在经济上需考虑投资和运行费用最省.如果选择不当,不仅可能增加投资,还可能是电站在以后长期的运行和维护中增加困难.
技术供水系统除水源外,还应有可靠的备用水源,防止因供水中断而停机.对水轮机导轴承的润滑水和对水冷推力瓦的冷却水,要求备用水能自动投入,因供水稍有中断,轴瓦就又被烧毁的可能.
一般情况下,均采用水电站所在的河流(电站上游水库或下游尾水)作为供水系统的主水源和备用水源,只有在河水不能满足用水设备的要求时,才考虑其他水源(例如地下水源),作为主水源,或补充水源,或备用水源.
一般可作为技术供水水源的有:
1、上游水库做水源
2、下游尾水做水源
3、地下水源
4、顶盖取水做水源
六、技术供水方式

