RS水電站設(shè)計(jì)

1、 RS水電站設(shè)計(jì) 摘要為保證RS境內(nèi)的防洪，減淤，防凌，供水與發(fā)電的樞紐任務(wù)，計(jì)劃在此境內(nèi)設(shè)計(jì)一岸邊引水式地下產(chǎn)房的電站。本設(shè)計(jì)依據(jù)豐富的原始資料和嚴(yán)格的設(shè)計(jì)程序，通過詳細(xì)地計(jì)算充分論證了電站在經(jīng)濟(jì)上的合理性和技術(shù)上的安全、可靠性及實(shí)際操作的可行性。在RS水電站設(shè)計(jì)過程中，我參考許多的文獻(xiàn)和資料，廣泛的征求了各位指導(dǎo)老師的意見，致力于對電站的主要設(shè)備、選型和布置得出合理的結(jié)論。實(shí)際上，在此之后建設(shè)速度就減慢，與其說潛能可開發(fā)完了，不如說熱電廠和其它電站的建設(shè)有優(yōu)勢。為了處理徑流年季間的不平衡，要求建大的水庫。庫容相當(dāng)于每年可以發(fā)18000GWh，不但滿足干旱時(shí)的電能生產(chǎn)，而且要滿足負(fù)荷突然增加

2、的要求，即在負(fù)荷突然增加或其它電站出現(xiàn)故障?；痣姀S在高負(fù)荷系數(shù)下運(yùn)行，水電場提供調(diào)節(jié)庫容。盡管有40%以上的水利資源已經(jīng)被開發(fā)，水利開發(fā)仍處在一定的水平。一個(gè)原因是水電的生產(chǎn)價(jià)格要比熱電低。新項(xiàng)目的建設(shè)還有其它的困難，一個(gè)是與其它耗水部門的沖突，另一個(gè)是所建水庫所用土地的征用問題?？紤]到環(huán)境影響的復(fù)雜因素。第二個(gè)因素阻礙了水利項(xiàng)目開發(fā)，盡管它的污染比熱電廠小。本設(shè)計(jì)遵循嚴(yán)格的設(shè)計(jì)程序，資料較全，圖文并茂。其主要內(nèi)容包括：廠房部分的設(shè)計(jì)以及輔助設(shè)備的選擇與計(jì)算等內(nèi)容。關(guān)鍵詞：水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、變壓器、調(diào)速器。 Status and trend in Spanish hydropower produ

3、ction abstract To ensure flood control within the territory of the RS, sedimentation reduction, ice, water and electricity hub of tasks, plan on the Banks of the design in a diversion type hydropower station underground room. This design on the basis of abundant raw materials and strict design proce

4、dures, through detailed calculation fully demonstrated the rationality of the power station on the economic and technical safety, reliability and practical feasibility of the operation. In the process of RS design of hydropower stations, I refer to a lot of documents and materials, widely sought the

5、 guidance of teachers, dedicated to the power stations main equipment, selection and arrangement, reasonable conclusions. In fact, after the construction speed is slow, not so much potential can be developed, as the construction of thermal power plants and other power plant have the edge. In order t

6、o deal with runoff in season, the imbalance between demand kenda reservoir. Capacity equivalent to can send 18000 GWH each year, not only meet the electricity production of drought, and to meet the requirements of load suddenly increases, the sudden increase in load or other power station malfunctio

7、n. Coal-fired power plants running under high load factor, provide regulating capacity of hydropower field. Although there are more than 40% of the water resources have been development, water conservancy development is still in a certain level. One reason is that water and electricity production pr

8、ice is cheaper than heat. The construction of new projects and other difficulties, one is a conflict with other water consumption departments, the other a reservoir is built by using the land expropriation problem. Considering the complicated environmental impact factors. The second factor hindered

9、the water conservancy project development, despite its pollution than thermal power plant. This design follows the strict design programs, with complete data, illustrated. Its main contents include: plant part of the design and selection and calculation of the auxiliary equipment, etc. Keywords: wat

10、er turbine, generator, transformer, governor. 目 錄摘要.1Abstract.2設(shè)計(jì)說明書第一部分 廠房1.1水電站廠房布置.61.2機(jī)組附屬設(shè)備的布置.91.3主廠房主要尺寸的確定.101.4安裝場的布置以及尺寸確定.111.5副廠房的布置.121.6廠房的通風(fēng)、空調(diào)、采暖與采光.16第二部分 水利機(jī)組輔助設(shè)備部分2.1起重設(shè)備的選擇.202.2起重設(shè)備的主要參數(shù).212.3起升高度.212.4主要附屬裝置.21第三部分 調(diào)速器系統(tǒng)的選擇與主閥3.1調(diào)速器系統(tǒng)的選擇.223.2主閥的選擇與外形尺寸.233.3油系統(tǒng).253.4氣系統(tǒng).283.5技

11、術(shù)供水系統(tǒng).303.6消防供水系統(tǒng).313.7排水系統(tǒng).32 水電站設(shè)計(jì)說明書 第一部分 廠房部分1.1廠房布置的基本要求：（1） 由于RS電站開發(fā)的方式、裝機(jī)的容量、廠房的形式以及地形、水文地質(zhì)等條件的不同，廠區(qū)樞紐布置設(shè)計(jì)要綜合考慮水電站樞紐總體布置、地形地質(zhì)條件、運(yùn)行管理、環(huán)境設(shè)計(jì)等各方面因素。（2） 需要滿足設(shè)備運(yùn)行安全并且便于安裝檢修以及管理運(yùn)行廠區(qū)內(nèi)的設(shè)備布置協(xié)調(diào)，還需考慮水工結(jié)構(gòu)上的要求。（3） 也要考慮到水電站在初期運(yùn)行的要求，要盡可能不要臨時(shí)設(shè)施，對于分期建設(shè)的電站，應(yīng)考慮遠(yuǎn)近期結(jié)合。（4） 還有就是在滿足電站運(yùn)行以及安裝檢修要求的前提下，盡量減少土建工程，節(jié)約資金。（5）

12、要考慮到設(shè)備進(jìn)場以及場內(nèi)吊裝、運(yùn)輸要求。（6） 還要考慮防潮、防淹、防火等方面要求，布置要整齊美觀。水電站的主廠房是設(shè)置水輪機(jī)發(fā)電機(jī)組和主要設(shè)備的場所，包括有廠房的上層構(gòu)架以及下部塊體結(jié)構(gòu)形成的建筑物。對于主廠房的布置和尺寸就是機(jī)組段和安裝場的布置和尺寸，但是機(jī)組段的尺寸主要取決于水輪機(jī)的蝸殼、發(fā)電機(jī)以及尾水管等設(shè)備的尺寸。1.1.1尾水管層的布置1、 為了減少土建工程量，可以采用彎肘型尾水管。其由直錐段、肘管段以及擴(kuò)散段組成。機(jī)組要采用標(biāo)準(zhǔn)的尾水管，因此尾水管底板高程為161米，厚度要達(dá)到1.5米，基礎(chǔ)開挖高程160米，出口底板高程167米。為了減小擴(kuò)散段的結(jié)構(gòu)跨度，應(yīng)設(shè)有兩個(gè)隔墩，場內(nèi)應(yīng)設(shè)

13、有通往尾水管的通道和進(jìn)人孔，進(jìn)人孔的尺寸為800 * 600 毫米，并且將進(jìn)人孔設(shè)置在尾水管圓錐段。當(dāng)停機(jī)放空尾水管的水后，檢修人員從水輪機(jī)沿進(jìn)水閥坑的爬梯下去，隨后水平進(jìn)入廊道，打開設(shè)置在尾水管直錐段的金屬蓋，利用扶梯進(jìn)入尾水管內(nèi)。1.1.2蝸殼層的布置蝸殼層是水輪機(jī)的引水設(shè)備以及周圍的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)塊體和空間部分。本電站采用單元供水，場內(nèi)不設(shè)置蝴蝶閥，而是在調(diào)壓處設(shè)一個(gè)控制閥門。設(shè)計(jì)機(jī)組的轉(zhuǎn)輪直徑為4.5米，蝸殼為混凝土蝸殼，蝸殼的包角為180，蝸殼內(nèi)還應(yīng)設(shè)置進(jìn)人孔，布置在進(jìn)口的上部進(jìn)人孔的大小為650毫米。1.1.3水輪機(jī)層的布置 1、 運(yùn)行人員要經(jīng)常進(jìn)入內(nèi)腔進(jìn)行巡視和檢修工作，機(jī)墩要有

14、進(jìn)人孔，機(jī)墩高度適中，且采用圓筒式機(jī)墩，抗震抗壓性能好，一般為少筋混凝土。機(jī)墩內(nèi)徑應(yīng)大于水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪直徑，小于發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子直徑，還要考慮下機(jī)架承重等要求。1.1.4水輪機(jī)機(jī)坑的布置 進(jìn)入水輪機(jī)機(jī)坑的門應(yīng)設(shè)置為寬為1.6米，門高為2米。應(yīng)滿足便于在水輪機(jī)機(jī)坑內(nèi)檢修、安裝、維護(hù)導(dǎo)軸承和機(jī)組的推力軸承。 當(dāng)機(jī)組采用不吊發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子而拆出水輪機(jī)進(jìn)行檢修時(shí)，應(yīng)考慮轉(zhuǎn)輪運(yùn)出的通道，并設(shè)置必要的吊運(yùn)裝置。1.1.5發(fā)電機(jī)層的布置1、 發(fā)電機(jī)：此電站采用埋入式定子。定子埋入式和上機(jī)架使發(fā)電機(jī)層寬敞，同時(shí)由于提高了發(fā)電機(jī)層高程而增加了水輪機(jī)層的高程，可增設(shè)一層出現(xiàn)層。2、 勵(lì)磁機(jī)和勵(lì)磁盤：勵(lì)磁機(jī)的設(shè)置因發(fā)電機(jī)容量而不

15、同，有的直接布置在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子軸頂，有的與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子軸相連。勵(lì)磁盤最好布置在發(fā)電機(jī)層。3、 機(jī)組盤：包括機(jī)組自動(dòng)操作盤、機(jī)組動(dòng)力盤、機(jī)組測溫盤和機(jī)組繼電保護(hù)盤。每臺機(jī)組的機(jī)組盤為三塊，尺寸為0.8m*0.5m*3.1m。4、 樓梯：運(yùn)行人員經(jīng)常從發(fā)電機(jī)層到水輪機(jī)層檢查巡視，在每兩臺機(jī)組之間設(shè)置鋼筋混凝土樓梯。樓梯凈寬1.4米，坡度為35左右。5、 交通道：在水輪機(jī)的上下兩側(cè)應(yīng)該留有2.2米左右的交通道，各種設(shè)備級間必需保持運(yùn)行巡視和檢修需要的足夠距離。 第二節(jié) 機(jī)組附屬設(shè)備的布置由于廠房內(nèi)蝸殼的結(jié)構(gòu)以及蝸殼進(jìn)水口與調(diào)壓室的連接，這次設(shè)計(jì)并未有進(jìn)水閥的設(shè)計(jì)，因此機(jī)組附屬設(shè)備的布置主要針對調(diào)速設(shè)備的

16、布置。1.2.1接力器的布置：1、 直缸接力器布置在基坑內(nèi)和頂蓋上；2、 環(huán)形接力器布置在頂蓋上；3、 每一個(gè)導(dǎo)水翼采用一個(gè)接力器；4、 搖擺式接力器布置在機(jī)坑內(nèi)。本設(shè)計(jì)采用的是直缸式接力器布置在機(jī)坑內(nèi)壁上。當(dāng)采用混凝土蝸殼時(shí)，接力器的布置與蝸殼的斷面形狀有關(guān)系。采用梯形斷面混凝土蝸殼時(shí)，接力器和調(diào)速器的布置缺點(diǎn)是油壓裝置和調(diào)速器要跨機(jī)組段布置，因此在前期工程中有可能要增加臨時(shí)設(shè)施。1.2.2調(diào)速器和油壓裝置的布置：調(diào)速器和油壓裝置的布置應(yīng)與接力器布置位置相適應(yīng)，并盡量靠近。調(diào)速器、油壓 裝置均布置在發(fā)電機(jī)層，它們之間的距離要滿足操作、維護(hù)、檢修方便的前提下，越小越好。電液調(diào)節(jié)器速器的電氣柜，

17、一般都和機(jī)旁盤布置在一起。 第三節(jié) 主廠房輪廓尺寸的確定主廠房輪廓尺寸是指主廠房長度、寬度和高度。1.3.1主廠房的輪廓尺寸總長度為了確定主廠房的總長度，需要先確定機(jī)組段的長度。為此，一般根據(jù)所選擇的機(jī)型先決定廠房下部塊體結(jié)構(gòu)的布置，對于高水頭電站或需要不知樓梯通道等時(shí)，應(yīng)同時(shí)考慮廠房上部塊體結(jié)構(gòu)所需尺寸，從而確定機(jī)組段的長度。對于整個(gè)主廠房的長度，應(yīng)由機(jī)組段長度，乘以臺數(shù)，再加上裝配廠長度，并加邊端長度來確定。1.3.2主廠房的結(jié)構(gòu)布置 水電站廠房為現(xiàn)澆的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)形式。廠房水上的結(jié)構(gòu)布置采用磚墻。水電站廠房的結(jié)構(gòu)布置應(yīng)該和廠房內(nèi)部布置接合在一起，它包括了廠房伸縮縫的設(shè)置，一、二期混凝土

18、的劃分以及廠房水下和水上結(jié)構(gòu)部分。 第四節(jié) 安裝場的布置及尺寸的確定1.4裝配廠的面積為了與廠房共用吊橋，裝配廠的跨度應(yīng)與主廠房相同。水電站在初期安裝過程中，一般都從臨時(shí)倉庫中逐臺將機(jī)組的部件運(yùn)送到裝配廠進(jìn)行組裝。因此，裝配廠的面積一般按照一臺機(jī)解體大修時(shí)能放置4個(gè)大部件的要求考慮，較小的及較輕的部件可臨時(shí)堆放在發(fā)電機(jī)層。4個(gè)大部件為：發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子、上機(jī)架、水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪及水輪機(jī)頂蓋。此四大件應(yīng)布置在起重機(jī)吊鉤范圍內(nèi)，其四周還應(yīng)該留有約0.52.0m左右的檢修安裝場地。為了使大軸直立，在裝配廠樓下的位置設(shè)置軸承臺，預(yù)埋地腳螺栓用來固定大軸。一般裝配廠的長度約為機(jī)組段長度的1.01.5倍。對裝配廠設(shè)計(jì)

19、的其他要求（1） 吊橋的試驗(yàn)問題。主廠房內(nèi)起重機(jī)在安裝或大修后，需進(jìn)行靜、動(dòng)負(fù)荷試驗(yàn)，靜荷試驗(yàn)按照1.25倍額定起重量加荷。對于雙小車橋吊允許兩車分別進(jìn)行動(dòng)荷試驗(yàn)。在裝配廠下層設(shè)置錨鉤，利用大軸支樂臺的底腳螺栓，事先按照承受1.1倍橋吊起重的拉力設(shè)計(jì)。（2） 主變壓器的檢修問題。為了便于工作，主變應(yīng)盡可能地在裝配廠檢修，為此，必須考慮主變運(yùn)入裝配廠的方式以及停放地點(diǎn)。為吊蕊檢修主變可能需加高廠房，或在裝配廠內(nèi)設(shè)置變壓器坑，先將主變調(diào)入坑內(nèi)，然后抽蕊檢查。 第五節(jié) 副廠房的布置 1.5.1副廠房的分類 副廠房是指與主廠房毗鄰的為布置各種輔助機(jī)電設(shè)備及生活用房的建筑物，按其用途，一般將副廠房分為：

20、1、直接生產(chǎn)用房 2、機(jī)修試驗(yàn)用房3、輔助用房。1.5.2副廠房的位置方案1:副廠房應(yīng)布置在主廠房的上游一側(cè)其優(yōu)點(diǎn)是：布置合理，電纜短省錢，監(jiān)視機(jī)組也方便，主廠房下游側(cè)采光和通風(fēng)都良好。但缺點(diǎn)是電氣設(shè)備的線路與進(jìn)水系統(tǒng)設(shè)備又互相交叉干擾，從而使引水管道貌岸然可能需增長，不能適應(yīng)電站分 期建設(shè)、提前發(fā)電的要求，施工、運(yùn)行干擾比較大，易受機(jī)組振動(dòng)和噪音的影響。這適用于引水道式、壩后式和混合式水電站。方案2:副廠房設(shè)在主廠房的下游側(cè)其優(yōu)點(diǎn)是：電氣設(shè)備的線路都集中在下游一側(cè)，與水輪機(jī)進(jìn)水系統(tǒng)設(shè)備互不干擾， 監(jiān)視機(jī)組方便。而缺點(diǎn)是：主廠房的采光、通風(fēng)和外觀受到影響，由于發(fā)電機(jī)組引出母線和變壓器布置在主廠

21、房下游一側(cè)，尾水管的振動(dòng)影響較嚴(yán)重，容易引起電氣設(shè)備的誤操作。然而要延長尾水管的長度，會相應(yīng)增加廠房下部結(jié)構(gòu)尺寸和工程量，電氣出線較復(fù)雜。適用于河床式水電站。方案3:副廠房設(shè)在主廠房靠對外交通的一端其優(yōu)點(diǎn)是：主、副廠房的總寬度較小，采光通風(fēng)良好，也給運(yùn)行人員值班創(chuàng)造良好的工作 條件，能適應(yīng)電站分期建設(shè)、初期發(fā)電的特點(diǎn)，運(yùn)行與機(jī)電設(shè)備安裝干擾較小，能減輕機(jī) 組振動(dòng)與噪聲對中央控制室的影響。缺點(diǎn)是母線與電纜線路較長，增加了投資，大型電站 當(dāng)機(jī)組臺數(shù)較多時(shí)，監(jiān)視、維護(hù)距離較長，檢修、試驗(yàn)時(shí)的聯(lián)系不如前兩種位置方便。 綜合分析后，選用方案一，使得工程量少，主副廠房布置緊湊，聯(lián)系方便，廠區(qū)布置合理， 雖

22、有一些不足之處，但比方案二、方案三仍然是利多弊少。 1.5.3 副廠房的結(jié)構(gòu)布置 1、中央控制室 中央控制室是整個(gè)水電站廠房運(yùn)行控制、監(jiān)視、保護(hù)以調(diào)度的中樞，與主廠房鄰近,可以縮短臨近長度，有利于主機(jī)室與中控室的聯(lián)系;室內(nèi)要求通風(fēng)良好，光度和陽光強(qiáng)度也應(yīng)適中，避免陽光直射儀表，并設(shè)置防曬的隔熱措施。無噪音干擾，室內(nèi)的溫度和濕度適中，以保證儀表的靈敏度。室內(nèi)凈高4.5m,長為10m，寬為8m，面積為80平米。2、集纜室應(yīng)布置在中控室，繼電保護(hù)盤室的下層，面積應(yīng)小于中 央控制室。長9米，寬8米， 面積為72米。并且室內(nèi)只有 電纜和電纜吊架，布置應(yīng)簡單，室內(nèi)凈高2.5米；以工作人 員能站立工作為宜。

23、該層是匯集來自主廠房和變電站的各種 操作電纜，然后通往中控室的控制盤和操作盤。集纜室安全 出口設(shè)置為兩個(gè)，并要做好防潮設(shè)計(jì)。3、繼電保護(hù)盤室應(yīng)布置在中控室的附近，長為9米，寬為8米，面積72 平方米。4、通訊室及遠(yuǎn)動(dòng)裝置室當(dāng)輸電線的電壓在110KV以上時(shí)，為了電站和系統(tǒng)調(diào)度 中心可以聯(lián)系，由系統(tǒng)調(diào)度中心指揮電站運(yùn)行，設(shè)置載波電 話通訊室、自動(dòng)電話交換機(jī)室、微波或者其他無線電通訊室 以及遠(yuǎn)動(dòng)裝置室等。這些房間臨近于中控室且是同一高程， 室內(nèi)的最小高度為3.5米。要求是可以防塵、防震，避免過 大的噪聲，不要與蓄電池室或者強(qiáng)電設(shè)備靠近。微波或其他 無線電通訊室，應(yīng)在其屋頂或者附近設(shè)置天線或微波發(fā)射

24、塔。長為8米，寬為4米，面積32平方米。5、開關(guān)室應(yīng)布置在靠近機(jī)組的副廠房內(nèi)，從而發(fā)電機(jī)引出線較短，減少 電能的損耗。通向防爆間隔的通道凈寬是2米，高為3米，通道上 不應(yīng)有裸露的電氣設(shè)備、導(dǎo)體以及電纜封端等。要采用成套的配電 裝置，最小凈距尺寸要按規(guī)范規(guī)定。開關(guān)室的長度為25米，設(shè)兩個(gè) 出口。門朝外開，兩個(gè)出口端相距為5米。采用自然通風(fēng)。6、母線廊道、母線室或母線豎井發(fā)電機(jī)和主變壓器之間的母線一般要經(jīng)過母線的廊道、母線室或者母線豎井引到主變壓器位置。布置應(yīng)該死滿足安裝、維修的要求，母線豎井應(yīng)設(shè)有巡視、檢修用的電梯和樓梯，每隔4 米設(shè)維修平臺，平臺和樓梯寬度為0.8米。7、直流系統(tǒng)用房主要包括蓄

25、電池室、儲酸室、套間（前室）、通風(fēng)機(jī)室和充電機(jī) 室等。這幾個(gè)相鄰設(shè)備布置在與地面同高的第一層。不應(yīng)該布置在 中控室、配電裝置室（開關(guān)室）和通訊室的上方的原因是因?yàn)橐?免酸性液體滲到下部房間。蓄電池室要防止酸氣外溢，避免硫酸氣 氧化產(chǎn)生的氫氣在陽光直曬下引起爆炸。除了用人工照明外，還要 有防爆措施。室內(nèi)不設(shè)窗戶或者在窗戶上涂漆 遮光。門窗、墻壁、 頂棚、蓄電池臺架和調(diào)配池應(yīng)該用耐酸材料鋪設(shè)，地面用白色 瓷磚 或者耐酸性瀝青地面，并設(shè)有適當(dāng)?shù)呐潘露?。設(shè)單獨(dú)出入口和單 獨(dú)排風(fēng)系統(tǒng)。以上部分各間的門均須朝外開，來保證安全。充電機(jī) 室內(nèi)裝有充電機(jī)，用來使交流電轉(zhuǎn)化成直流電，送入蓄電池中儲存 起來，充

26、電機(jī)室要遠(yuǎn)離中控室，以避免因振動(dòng)和噪聲影響中控室的 操作。通風(fēng)機(jī)室與蓄電池室要相鄰，通風(fēng)用的電動(dòng)機(jī)應(yīng)為全封閉式 或防爆式得。8、廠用電設(shè)備房間廠用的變壓器布置應(yīng)設(shè)置在廠外主變壓器旁。每一臺廠用變壓 器要布置防火、防爆的單獨(dú)小間， 并要與水輪機(jī)層同層，并且設(shè)專 門的走廊。廠變壓器一般是就地檢修，門朝外開，地面有2%坡度傾 向 集油槽。而廠用高壓的成套開關(guān)柜通常是布置在水輪機(jī)層母線室附 近，而不適合布置在發(fā)電機(jī)層或者距中控室太近。按照搬運(yùn)最大設(shè) 備的外形尺寸再加0.4米的距離來確定門的寬度和高度。廠用 400V 的低壓配電裝置，即動(dòng)力盤，應(yīng)該集中布置在單獨(dú)的房間，400V的 主盤不應(yīng)該靠墻布置，主

27、盤室距離中控室不要過遠(yuǎn)，分盤室可分散 布置在裝配場、水輪機(jī)層、水泵室、空壓機(jī)室、機(jī)修間、油處理室 等負(fù)荷點(diǎn)附近。9、電子計(jì)算機(jī)室應(yīng)布置在中控室附近的同一高程上的單獨(dú)的房間里，室內(nèi)要求基本保持恒溫、恒濕，要求裝設(shè)自動(dòng)空調(diào)等裝置。進(jìn)入電子計(jì)算機(jī)室內(nèi)應(yīng)通過一個(gè)套間，防止振動(dòng)和腐蝕性氣體。10、巡回檢測裝置室為了及時(shí)的發(fā)現(xiàn)故障，減輕運(yùn)行人員巡視和抄表的工作要設(shè)巡 回檢測裝置，布置在中控室和繼電保護(hù)盤室內(nèi)。即要使主機(jī)械、變 換器柜、電動(dòng)發(fā)電機(jī)組等布置在繼電保護(hù)盤室內(nèi)，將遠(yuǎn)距離操作臺 以及打字機(jī)臺布置在中控室內(nèi)。 第六節(jié) 廠房的通風(fēng)、空調(diào)。采暖與采光 1.6.1通風(fēng)水電站廠房獲取的熱量，一方面是夏季由于廠

28、房內(nèi)外空氣的溫差 和太陽輻射，通過屋頂、墻、窗等傳入熱量；另一方面是廠風(fēng)機(jī)電 設(shè)備、照明燈具和人體散發(fā)的熱量。其中以水輪發(fā) 電機(jī)發(fā)出的熱 量為主要熱源。1、水輪發(fā)電機(jī)組的通風(fēng)與冷卻水輪發(fā)電機(jī)在運(yùn)行時(shí)，內(nèi)部會發(fā)出大量的熱，如果不及時(shí)將熱散 發(fā)出去，則將會引起轉(zhuǎn)子、定子線圈的溫度超過高，加速導(dǎo)線外部 絕緣層的老化，甚至?xí)斐啥搪范鵁龎陌l(fā)電機(jī)。因此對水輪發(fā)電機(jī) 必須采取冷卻措施。2、主廠房的通風(fēng)在水電站主廠房中，水輪發(fā)電機(jī)所產(chǎn)生的熱量，對運(yùn)行人員的身 體是有害的，所以必須注意通風(fēng)換氣。方式通常有兩種，即自然通 風(fēng)和機(jī)械通風(fēng)。本電站在考慮經(jīng)濟(jì)問題，采用自然通風(fēng)，利用廠內(nèi) 外氣溫差形成氣流循環(huán)進(jìn)通風(fēng)換氣

29、。3、副廠房的通風(fēng)需要通風(fēng)的副廠房房間有：（1）精密儀表集中的房間例如中央控制室、載波機(jī)室、微波機(jī)室、儀表室等，要采用自然 通風(fēng)與機(jī)械通風(fēng)相結(jié)合的方式，其中在中央控室中采用空調(diào)。（2）散發(fā)有害物質(zhì)房間針對蓄電室、酸室應(yīng)該設(shè)單獨(dú)房間，要采用防爆式或者電動(dòng)機(jī)或 著采用塑料風(fēng)機(jī)。酸室每小時(shí)應(yīng)不少于5次換氣，設(shè)置在室內(nèi)地面 開口式蓄電池每小時(shí)不應(yīng)少于12次換氣，而設(shè)在地下每小時(shí)不少于 15次換氣。對于油庫和油處理室。設(shè)在地面，采用自然通風(fēng)。（3）布置輸變電設(shè)備的房間對于主變壓器室，主變壓器應(yīng)采用風(fēng)冷式，變壓器室要采用自然 通風(fēng)。對于母線室，要采用機(jī)械排風(fēng)。對于戶內(nèi)開關(guān)室、配電室。由于戶內(nèi)開關(guān)室和配電室

30、的空間小， 發(fā)熱量小，但存在爆炸或者火災(zāi)的可能性，應(yīng)設(shè)置排風(fēng)系統(tǒng)兼事故 排煙之用，并且保證每小時(shí)不少于6次的換氣。對于電纜廊道，應(yīng)采用機(jī)械排風(fēng)，每小時(shí)不少于6次換氣，要單 獨(dú)設(shè)置排風(fēng)系統(tǒng)。（4）布置機(jī)械設(shè)備的房間例如空壓機(jī)室則可采用頂部機(jī)械排風(fēng)，下部從廠房內(nèi)機(jī)械進(jìn)風(fēng)， 風(fēng)機(jī)可與空壓機(jī)聯(lián)動(dòng)。供水設(shè)備室由于在廠房水下部分，所以較為 潮濕，則可將散熱部位的熱空氣送入。（5）發(fā)電機(jī)層以下或地下辦公室和值班室 主要利用主廠房的通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行通風(fēng)換氣。要在人員集中部位設(shè)置空調(diào)系統(tǒng)。4、檢修通風(fēng)在尾水管的直錐段水輪機(jī)的轉(zhuǎn)輪室、水輪機(jī)室和發(fā)電機(jī)坑等部位，是檢修條件較差的地方，所以搞好檢修通風(fēng)是十分必要，一般采用

31、 機(jī)械通風(fēng)。 1.6.2空氣調(diào)節(jié) 如果通風(fēng)不能滿足廠內(nèi)的生產(chǎn)和衛(wèi)生條件時(shí)則可采用通過對送入空調(diào)的房間空氣進(jìn)行人工處理和控制調(diào)節(jié)，使溫度、濕度、氣流的速度控制在預(yù)定的范圍內(nèi)。按布置方式分為集中式空調(diào)系統(tǒng)、分散式空調(diào)系統(tǒng)以及混合式空 調(diào)系統(tǒng)?？照{(diào)的冷源系統(tǒng)一般是利用水庫深層低溫的水，它是空調(diào) 工程最經(jīng)濟(jì)、簡便、豐富、和可靠的天然冷源。水電站廠房空調(diào)的房間送風(fēng)，必須要求合適風(fēng)速，來使廠房內(nèi)部 形成良好氣流。而空氣溫度和濕度分布均勻性，也與氣流有密切關(guān) 系。通常送風(fēng)的方式有：頂送、平送、側(cè)送、 地面送、縱向?qū)ι浜?橫向勻射等方式。這些送風(fēng)方式則有效地利用主廠房機(jī)組的余熱， 對送風(fēng)射流進(jìn)行升溫降濕等措施

32、。1.6.3采暖、防潮和除濕 1、采暖的方式有： （1）電熱風(fēng)采暖方式。由管狀電熱元件組成的電加熱器，裝在風(fēng)管內(nèi)或者空調(diào)內(nèi)，可用于防爆、防腐要求的房間、中央控制室、電算室和通訊室等房間的采暖。 （2）電爐采暖。要求在靜止的空氣中開啟。密閉電爐則用于防爆和防腐要求的蓄電池室以及油系統(tǒng)的采暖。明火電爐則可用暗室采暖。 （3）電輻射板采暖。利用電能通過的高溫表面，以表面方式散發(fā)熱量。用于廠房內(nèi)部有防爆要求的房間采暖。2、防潮除濕除濕方法有：供熱降濕法、通風(fēng)降濕法、供熱通風(fēng)除濕法和空調(diào) 除濕法。1.6.4采光白天和夜晚主廠房天然采光，當(dāng)廠房采用單 側(cè)采光時(shí)，窗戶上沿離地 高度應(yīng)大于進(jìn)深的1/2;采用兩

33、側(cè)采光時(shí)，窗戶上沿離地高度不應(yīng)小 于進(jìn)深的1/4。窗的下部沿離地面不宜高出1-2米，以保證近窗點(diǎn) 有足夠的光線，以便于通風(fēng)。夜間，要設(shè)計(jì)人工照明。它可分為工作照明、事故照明、檢修照 明和警衛(wèi)照明。而天然采光和人工照明均都必須注意，不使太陽光 照射儀表盤面上。陽光不能使儀表盤面上產(chǎn)生眩光，以免運(yùn)行人員 誤讀數(shù)據(jù)和發(fā)生視覺疲勞。 第二部分 主廠房起重設(shè)備選擇水電站起重設(shè)備一般采用橋式起重機(jī)或者門式起重機(jī)。橋式起重 機(jī)有單小車和雙小車兩種形式。雙小車橋式起重機(jī)與單小車起重機(jī)的不同之處是在于橋架上設(shè)置有兩臺可以單獨(dú)或者聯(lián)合運(yùn)行的車，每臺小車只有一個(gè)起重吊鉤，手動(dòng)變速作主鉤或副鉤使用，當(dāng)?shù)踹\(yùn)最重件時(shí)，兩

34、臺小車借助平衡梁聯(lián)合起吊。2.1.1吊車型式的選擇 最重的吊運(yùn)件為105噸，而且機(jī)組臺數(shù)小于四臺，故可以選 用一臺單小車橋式起重機(jī)。 2.1.2主要工作參數(shù)的選擇 1、起重量 查表7-1（水輪機(jī)設(shè)計(jì)手冊），額定起重量是110噸2、 跨度 起重機(jī)的大車軌道中心線之間的垂直距離稱為跨度，以米表 示根據(jù)廠房寬度起重機(jī)跨度為22米。 2.1.3起升高度 兩個(gè)小車起重機(jī)每臺小車只有一套起重機(jī)構(gòu)，而吊鉤的下限 位置應(yīng)保證發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子或者水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪從機(jī)組坑里吊出，并且還 應(yīng)該滿足調(diào)運(yùn)進(jìn)水閥以及水輪機(jī)埋設(shè)部件以及安裝要求。 2.1.4主要附屬裝置 （1）吊鉤 對于主廠房每臺單小車橋式起重機(jī)一般都設(shè)置主、副鉤各一

35、個(gè)。主鉤各一個(gè)，還應(yīng)滿足起吊額定起重量的要求，副鉤則按照產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)配置。 第三部分 調(diào)速系統(tǒng)的選擇與主閥 3.1調(diào)速器的選擇 水輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的任務(wù)是讓水輪機(jī)的發(fā)電機(jī)組平穩(wěn)地以額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行，當(dāng)機(jī)組負(fù)荷變化時(shí)或者其他外界因素干擾下，必須保證機(jī)組的轉(zhuǎn)速不超過一定范圍，并且能夠迅速的穩(wěn)定新工況，保證發(fā)電機(jī)輸出的交流電設(shè)備滿足要求。水輪機(jī)調(diào)節(jié)是通過調(diào)速系統(tǒng)根據(jù)機(jī)組轉(zhuǎn)速的變化不斷的改變水輪機(jī)的過流量來實(shí)現(xiàn)的。調(diào)速系統(tǒng)的主要設(shè)備有調(diào)速器、油壓裝置以及漏油裝置。 3.1.1調(diào)速器的形式以及工作容量的選擇 1、調(diào)速器形式的選擇 （1）、如果電站和機(jī)組容量過大，在系統(tǒng)中承擔(dān)調(diào)頻任務(wù)，就應(yīng)該選擇調(diào)劑性能好、自動(dòng)化程度

36、高的機(jī)器。如果機(jī)組容量過小，在系統(tǒng)中所站占的位置不重要，而且經(jīng)常承擔(dān)基荷時(shí)，也可以選擇機(jī)械調(diào)速器。 （2）、選擇調(diào)速器還因該考慮到某些節(jié)日對其他設(shè)備的要求和影響 3.1.2調(diào)速器容量工作的選擇 調(diào)速器的工作容量是指一定的工作油壓情況下，調(diào)速器所具有的最大可能輸出功率，該輸出功率不止取決于調(diào)速功的大小，也取決于關(guān)機(jī)時(shí)間的長短。但是主配壓閥直徑并不能完全地反映調(diào)速器的工作容量，對于直徑相同但結(jié)構(gòu)卻不同的主配壓閥來說，具有不同的最大行程， 窗口尺寸和開、關(guān)機(jī)時(shí)間調(diào)整方式都有關(guān)系，所以其摩阻系數(shù)和可能最大輸出功率也不相同。所以只有同一類型的主配壓閥才能按照其活塞直徑表征調(diào)速器的容量。當(dāng)選擇調(diào)速器工作容

37、量時(shí)，應(yīng)該留有一定的余量來保證機(jī)組可靠地開關(guān)導(dǎo)葉，關(guān)機(jī)時(shí)間要滿足調(diào)節(jié)保證的要求。 第二節(jié) 主閥的選擇與外形尺寸 3.2.1主閥設(shè)置的理由 （1） 作為機(jī)組過速的后備保護(hù)。當(dāng)機(jī)組甩負(fù)荷又恰逢調(diào)速器發(fā)生故障不能動(dòng)作時(shí)，進(jìn)水閥可以迅速在動(dòng)水情況下關(guān)閉，切斷水流，防止機(jī)組過速的時(shí)間超過允許值，避免事故擴(kuò)大。（2）減少停機(jī)時(shí)間的漏水量和縮短重新啟動(dòng)的時(shí)間。進(jìn)水閥的密封性能比導(dǎo)葉要優(yōu)越得多。水輪發(fā)電機(jī)在停機(jī)時(shí)，如果僅僅關(guān)閉水輪機(jī)導(dǎo)葉而通過導(dǎo)葉而引起的漏水是不可避免的，而且漏水的流量還隨著機(jī)組投產(chǎn)時(shí)間的延續(xù)會逐漸增大，如果導(dǎo)葉發(fā)生空蝕則漏水更加嚴(yán)重。通過設(shè)置進(jìn)水閥后，在機(jī)組長時(shí)間停機(jī)時(shí)關(guān)閉進(jìn)水閥可有效的減少

38、漏水，而對于導(dǎo)葉漏水量過大的機(jī)組，停機(jī)時(shí)關(guān)閉進(jìn)水閥，有利于機(jī)組停機(jī)過程的順利完成，并使停機(jī)后的機(jī)組能保持穩(wěn)定狀態(tài)。（3）提高水輪機(jī)運(yùn)行的靈活性和速動(dòng)性。對于裝置水頭高、引水管道長的電站，如果機(jī)組未設(shè)置進(jìn)水閥，則在機(jī)組停機(jī)后，為減少因?qū)~漏水而造成的水量流失，必須關(guān)閉引水管道進(jìn)行充水這將延長機(jī)組啟動(dòng)時(shí)間，設(shè)置進(jìn)水閥后能夠使機(jī)組快速啟動(dòng)并且?guī)辖o定負(fù)荷。（4）對于岔管引水的電站，可截?cái)嗨啓C(jī)上游的水流，構(gòu)成檢修機(jī)組的安全工作條件。3.2.2主閥的型式及操作方式 大中型水輪機(jī)的進(jìn)水閥，常用的有蝴蝶閥。球閥和筒形閥等；中小型水輪機(jī)的進(jìn)水閥也有采用閘閥和轉(zhuǎn)筒法。 進(jìn)水閥的操作系統(tǒng)，按操作動(dòng)力的不同，一般

39、有手動(dòng)操作、電動(dòng)操作、液壓操作三種方式。大直徑的進(jìn)水閥以及事故用閥門，為保證其關(guān)閉速度，均采用液壓通過接力器來操作；低水頭小直徑以及用作檢修的閥門，可采用電動(dòng)操作，同時(shí)設(shè)置手動(dòng)操作機(jī)構(gòu)，以保證操作的可靠性，不要求遠(yuǎn)方操作的小型閥門，因所需操作力矩小，為節(jié)省投資也可采用手動(dòng)操作。 第三節(jié) 油系統(tǒng) 3.3.1確定油系統(tǒng)類型 根據(jù)有系統(tǒng)的服務(wù)對象可分為兩類: (1) 廠用油系統(tǒng)為本電站的油系統(tǒng)設(shè)備服務(wù) （2）中心油務(wù)所為河流的梯級或者相鄰的水電站用油設(shè)備服務(wù)根據(jù)本設(shè)計(jì)電站是獨(dú)立的水電工程，所以采取廠用油系統(tǒng)。 3.3.2油的型號 根據(jù)RS水電站的具體情況，查水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊第460頁，在小型水電站

40、中絕緣油和透平油通常分開設(shè)置，對于透平油一般選用HU-30型，絕緣油一般選25#。 3.3.3油壓裝置的選擇 1、油壓裝置的組成油壓裝置是為水輪機(jī)發(fā)電機(jī)制調(diào)速系統(tǒng)供壓力油的能源設(shè)備，也是調(diào)速系統(tǒng)的重要組成部分。而且也可以作為進(jìn)水閥、調(diào)壓閥以及液壓操作元件的壓力油源。油壓裝置有兩種：分離式和組合式。分離式油壓裝置的壓力油罐與回油箱分開；組合式油壓裝置的壓力油罐裝在回油箱上面的框架上。前者容量范圍較大，適用于大中型水輪機(jī)。后者結(jié)構(gòu)緊湊，但是容量較小，只適用于中小型水輪機(jī)。本電站采用組合式油壓裝置。油壓裝置的主要部件有：（1）壓力油罐：其中油量占總?cè)莘e的30-40%，其余70-60%為壓縮的空氣。（

41、2）回油箱：其容積約為壓力油罐容積的1.2-1.5倍。（3）油泵：一般為螺旋油泵，有立式和臥式兩種形式。（4）油泵附件：包括安全閥、逆止閥以及節(jié)流閥。（5）壓力油罐的附件：包括壓力表、油位信號及自動(dòng)補(bǔ)氣裝置、壓力信號器、空氣閥等。3.3.4油系統(tǒng)的設(shè)備選擇 油系統(tǒng)的設(shè)備配置原則：按照絕緣油和透平油兩個(gè)獨(dú)立系統(tǒng)分別裝置。對于油系統(tǒng)設(shè)備的選擇主要有：儲油設(shè)備、凈油設(shè)備和油泵等。 設(shè)備明細(xì)表：設(shè)備名稱型號及規(guī)格數(shù)量設(shè)備備注透平油系統(tǒng)凈油槽 20 m 1臺運(yùn)行油槽 8 m 2臺壓力濾油機(jī) LY-50 1臺配備一個(gè)濾油紙烘箱真空濾油機(jī) ZLY-100 1臺配備一個(gè)濾油紙烘箱油泵KCB-7.5 2臺一臺移

42、動(dòng)式油泵和固定式油泵絕緣油系統(tǒng) 凈油槽40 m1臺運(yùn)行油槽20 m2臺壓力濾油機(jī)LY-501臺配備一個(gè)濾油紙烘箱真空濾油機(jī)ZLY-501臺配備一個(gè)濾油紙烘箱油泵KCB-300-22臺一臺移動(dòng)式油泵和固定式油泵 第四節(jié) 氣系統(tǒng) 3.4.1確定供氣對象以及供氣系統(tǒng)1、供氣對象： 高壓用氣：（1）、壓油槽用氣，壓力值2.5MPa; (2)、配電裝置用氣。 低壓用氣：（1）機(jī)組停機(jī)制動(dòng)用氣; (2)風(fēng)動(dòng)工具用氣； （3）水輪機(jī)導(dǎo)軸承檢修密封用氣； （4）防凍吹冰用氣。 3.4.2供氣系統(tǒng)類型： 采用高、低聯(lián)合供氣系統(tǒng)類型。高壓用氣 空 氣 壓 縮 機(jī)儲 氣 罐型號排氣量轉(zhuǎn)速軸功率冷卻方式臺數(shù)容積臺數(shù)C

43、Z-20/30S20m/h1000rpm5KW水冷24m1低壓用氣 空 氣 壓 縮 機(jī)儲 氣 罐型號排氣量轉(zhuǎn)速軸功率冷卻方式臺數(shù)容積臺數(shù)3L-10/810m/min480rpm60KW水冷25m2 第五節(jié) 供水系統(tǒng) 3.5.1水源： 選擇技術(shù)供水水源時(shí)，在技術(shù)上必須考慮水電站的形式、布置與水頭，滿足用水設(shè)備所需的水量、水壓、水溫和水質(zhì)的要求，力求取水可靠。水量充足、水量適當(dāng)、水質(zhì)符合要求、飲水管路段，以保證機(jī)組安全運(yùn)行，并使整個(gè)供水系統(tǒng)設(shè)備操作簡單、維護(hù)方便，在經(jīng)濟(jì)上投資和運(yùn)行費(fèi)用最省。 技術(shù)供水系統(tǒng)除了主水源外，還應(yīng)該有可靠的備用水源，防止因供水中斷而停機(jī)。對水輪機(jī)導(dǎo)軸承的潤滑水和水冷式推力

44、瓦的冷卻水，要求備用水源能夠自動(dòng)投入，因?yàn)檫@些設(shè)備的供水稍有中斷，軸瓦就有可能損壞。 3.5.2供水方式： 當(dāng)電站的平均水頭在15-80m的范圍內(nèi)，水溫、水質(zhì)符合要求時(shí)，一般采用自流供水。水頭小于15m時(shí)，采用自流供水將不能保證一定的水壓，而水頭大于80m時(shí)，采用自流供水一方面浪費(fèi)水能，另一方面又使減壓實(shí)現(xiàn)起來較為困難。 3.5.3設(shè)備的配備方式 供水系統(tǒng)的配備方式根據(jù)機(jī)組的單機(jī)容量和電站的裝機(jī)容量臺數(shù)確定，一般有集中供水、單元供水、分組供水等。此電站為小型電站因此采用集中供水。 3.5.4設(shè)備的選擇： 因?yàn)楣┧绞綖樽粤鞴┧?，所以不進(jìn)行設(shè)備選擇。 第六節(jié) 消防供水 3.6.1消防水源 要有充

45、足而可靠的水源作為消防水源，保證有足夠的水量和水壓。電站設(shè)計(jì)時(shí)，消防供水水源應(yīng)與技術(shù)供水水源同時(shí)考慮。水電站的生產(chǎn)、生活供水的技術(shù)要求基本上能夠滿足消防給水的要求時(shí)，可以合用一個(gè)水源。消防供水的水源可以是上游水庫或者下游尾水。當(dāng)生活水池有足夠的水壓時(shí)，也可以選作消防水源。對于消防給水壓力高于生產(chǎn)、生活供水壓力時(shí)，可以利用供水水源加壓后供給消防供水，或者單獨(dú)設(shè)置高壓消防供水系統(tǒng)。 3.6.2消防供水方式消防供水的方式是根據(jù)消防設(shè)備所需要的水壓以及水電站的水頭，它同電站的技術(shù)供水方式一樣，亦可分為自流供水、水泵供水、混合供水以及消防池供水等。 第七節(jié) 排水系統(tǒng) 3.7.1滲漏排水： 1、滲漏排水量

46、的估算： 在混流式水電站，廠內(nèi)滲漏排水量主要來源是水輪機(jī)頂蓋和大軸密封漏水，但是大軸密封漏水占其中的大部分。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，并結(jié)合相近水電站的數(shù)據(jù)，初步設(shè)計(jì)估算取q = 25m/h。 2、確定集水井的有效容積V集 ，一般按照容納10-20 min 的滲漏水量來考慮。即：V集 = 20.8m。 3、滲漏排水泵的選擇： 水泵的流量可以按照10-20min排干集水井有效容積中的滲漏排水來選擇。水泵所需的揚(yáng)程，應(yīng)按照集水井最低工作水位與水電站機(jī)組滿發(fā)時(shí)的尾水位之差，并還要考慮克服管道阻力等，要按照高尾水位校核。 根據(jù)以上計(jì)算的水泵流量和揚(yáng)程Q=82.3m/s，H揚(yáng) = 27.9m，選擇兩臺滲漏排水泵，其中一臺工作，一臺備用。查水電站和泵站，選擇雙吸式離心泵，其參數(shù)如下： 型號轉(zhuǎn)速流量揚(yáng)程質(zhì)量臺數(shù)150-S50B2950r/min108m/h38m130kg2 2、檢修排水： 1、排水方式：考慮到RS水電站的機(jī)組容量不是很大，如果采用廊道排水方式，會很大程度上增加開挖量和投資。所以本電站采用直接排水系統(tǒng)。 3.7.2排水量計(jì)算：檢修排水量的大小是一臺水輪機(jī)通流