水電廠生產(chǎn)過(guò)程及基本設(shè)備課件

水電廠生產(chǎn)流程

及基本設(shè)備簡(jiǎn)介2007年10月25日水電廠生產(chǎn)流程

及基本設(shè)備簡(jiǎn)介2007年10月25日1引入水電廠像其他工廠一樣，要完成生產(chǎn)，需要原料，加工設(shè)備，并通過(guò)對(duì)加工設(shè)備的操作控制，使之加工出所需要的產(chǎn)品。對(duì)水電廠而言，其原料是水能，基本加工設(shè)備是水能發(fā)電機(jī)組，輸出產(chǎn)品是電能，下面就讓我們一起來(lái)了解一下水電廠是如何實(shí)現(xiàn)由水變電這一生產(chǎn)工程的。引入水電廠像其他工廠一樣，要完成生產(chǎn)2水電廠生產(chǎn)流程水輪機(jī)水能電網(wǎng)發(fā)電機(jī)主閥河流：攔河筑壩、引水潮汐：筑壩快速閘門(mén)、蝶閥、球閥水能轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)機(jī)械能旋轉(zhuǎn)機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔茈娔芩腿胧袌?chǎng)水電廠生產(chǎn)流程水輪機(jī)水能電網(wǎng)發(fā)電機(jī)主閥河流：攔河筑壩、引3生產(chǎn)原料——水能水能的基本要素是流量、水頭。當(dāng)水流具有一定的流量、水頭以后，我們說(shuō)水流具有了一定的能量。但是水流的水頭沿天然河流沿程分布時(shí)，我們無(wú)法使用，需要將水頭集中以后才利于我們使用。按集中水頭的方法，可以將水電廠分為三種類型：1、壩式水電廠（簡(jiǎn)圖）就是攔河筑壩集中水頭。又可以分為河床式和壩后式。優(yōu)點(diǎn)：有調(diào)節(jié)能力和可以綜合利用。缺點(diǎn)：水淹面積大；泥沙淤積。2、引水式水電廠（簡(jiǎn)圖）引水方式：明渠、無(wú)壓遂洞、有壓遂洞缺點(diǎn)：無(wú)調(diào)節(jié)能力，屬?gòu)搅魇?；破壞生態(tài)。3、混合式將上兩種形式相結(jié)合。生產(chǎn)原料——水能水能的基本要素是流量、水頭。當(dāng)水流具有一定的4水電廠的水工建筑取水建筑河道整治泄水建筑擋水建筑平水建筑水電廠的水工建筑取水建筑河道整治泄水建筑擋水建筑平水建筑5水流的控制流道中水流的控制依賴閘門(mén)，根據(jù)閘門(mén)的工作方式，可以將其分為以下四種：1、

工作閘門(mén)可以用于調(diào)節(jié)流量，可以動(dòng)水操作。2、

事故閘門(mén)防止事故擴(kuò)大，動(dòng)水關(guān)閉，靜水平壓開(kāi)啟。3、

檢修閘門(mén)以上兩種閘門(mén)檢修時(shí)的安全措施。4、

施工導(dǎo)流閘門(mén)施工時(shí)用連續(xù)水流在突然通（斷）時(shí)產(chǎn)生水擊（慣性使然，像緊急剎車(chē)）水流漂浮物用攔污柵攔截柵差大則引用流量不足，壓差大，故需加以限制事例：耿站的水工樞紐.水流的控制流道中水流的控制依賴閘門(mén)，根據(jù)閘門(mén)的工作方式，可6水能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能水能的三種表現(xiàn)形式：位能、動(dòng)能、壓能

將水能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的設(shè)備叫水輪機(jī)（水力原動(dòng)機(jī)），根據(jù)水流對(duì)水輪的水力作用方式可以將水輪機(jī)分為：沖擊式水輪機(jī)（利用水流的動(dòng)能來(lái)做功）；噴嘴、切擊。反擊式水輪機(jī)（利用水流的壓能和部分動(dòng)能來(lái)做功）。葉片正反面的壓力差。軸流（2－90）、混流（15－700）、斜流（可逆式電廠）。3、水輪機(jī)型號(hào)的含義（反擊式）轉(zhuǎn)輪形式、型號(hào)－大軸、蝸殼形式－標(biāo)稱直徑.水能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能水能的三種表現(xiàn)形式：位能、動(dòng)能、壓能7水能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能進(jìn)入水輪機(jī)的水能的控制水能N=9.81QHη根據(jù)能量守恒，要調(diào)節(jié)機(jī)組的負(fù)荷，必須調(diào)整進(jìn)入水輪機(jī)的水能。水頭調(diào)節(jié)范圍小，一般通過(guò)調(diào)節(jié)進(jìn)水量來(lái)調(diào)節(jié)水能通過(guò)改變搭接在水輪機(jī)水輪機(jī)周?chē)膶?dǎo)葉的開(kāi)度這一途徑來(lái)調(diào)節(jié)進(jìn)水量或切斷水流導(dǎo)葉的操作力來(lái)自液壓接力器液壓接力器的動(dòng)作由調(diào)速器來(lái)控制所以流量的調(diào)節(jié)過(guò)程為：調(diào)節(jié)命令――調(diào)速器（自身可以產(chǎn)生調(diào)節(jié)信號(hào)以保證F一定）――液壓接力器――導(dǎo)葉傳動(dòng)機(jī)構(gòu)――導(dǎo)葉開(kāi)度改別――進(jìn)水量改別（這是水電廠生產(chǎn)非常重要的一個(gè)調(diào)節(jié)過(guò)程）

當(dāng)上述過(guò)程發(fā)生故障時(shí)，由安裝在水輪機(jī)進(jìn)水端的主閥來(lái)切斷水流，主閥只有全開(kāi)、全關(guān)兩種工作狀態(tài)，不能用于流量調(diào)節(jié)。主閥作用：岔管引水一機(jī)檢修其他機(jī)可以運(yùn)行；縮短開(kāi)機(jī)時(shí)間；作為水機(jī)的保護(hù)裝置；減少漏水。主閥形式：蝶閥；球閥；快速閘門(mén)，桶閥。水能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能進(jìn)入水輪機(jī)的水能的控制水能N=9.81Q8水能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能

水輪機(jī)運(yùn)行中的主要問(wèn)題氣蝕連續(xù)水流滿足能量守恒，動(dòng)能增加則壓能減少，達(dá)空化壓力（0.24M20℃）產(chǎn)生氣泡，其潰滅產(chǎn)生高頻沖擊，金屬疲勞剝落。磨損泥沙特性大小、形狀、硬度；水流特性流速、流向；受磨物特性硬度、光潔度；運(yùn)行方式氣蝕、沖角。效率容積水力機(jī)械振動(dòng)形成水力振動(dòng)的幾個(gè)原因：水力不對(duì)稱、卡門(mén)渦列、尾水渦帶從運(yùn)行上解決以上問(wèn)題的措施：補(bǔ)氣、避開(kāi)振動(dòng)區(qū)、停機(jī)關(guān)閉主閥。水能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能

水輪機(jī)運(yùn)行中的主要問(wèn)題9水電廠生產(chǎn)的特點(diǎn)

水電廠

火電廠1、一次能源儲(chǔ)備水量?jī)?chǔ)存——————燃料儲(chǔ)存2、機(jī)組啟動(dòng)速度快——————————慢3、負(fù)荷增減速度快——————————慢4、系統(tǒng)中的作用調(diào)頻、調(diào)峰、調(diào)壓——基荷、電壓支撐5、運(yùn)行成本低（建設(shè)成本高）————高6、距離負(fù)荷中心遠(yuǎn)——————————一般較近7、季節(jié)的影響大——————————小水電廠生產(chǎn)的特點(diǎn)10水電廠生產(chǎn)過(guò)程中的重大事故水庫(kù)跨壩、引水隧洞坍塌；壓力隧洞進(jìn)氣；水位翻壩；水淹沒(méi)廠房；電氣設(shè)備事故；水電廠生產(chǎn)過(guò)程中的重大事故水庫(kù)跨壩、引水隧洞坍塌；11機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芩黩?qū)動(dòng)水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，水輪機(jī)帶動(dòng)同軸發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，由發(fā)電機(jī)將水輪機(jī)傳來(lái)的旋轉(zhuǎn)機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能1、發(fā)電機(jī)工作的基本原理――電磁感應(yīng)原理導(dǎo)線切割磁力線將感生電勢(shì)，閉合導(dǎo)線將感生電流。電樞繞組龐大，故工程上采用磁力線移動(dòng)去切割固定不動(dòng)的電樞繞組（簡(jiǎn)圖）；磁力線由電磁鐵產(chǎn)生，為了得到電磁鐵，必先得到直流電源2、怎樣得到直流電源直流發(fā)電機(jī)；交流電通過(guò)變壓、整流獲得3、發(fā)電機(jī)的電壓調(diào)整過(guò)程由電磁感應(yīng)定律E=L*dΦ/dt可知改別等式右側(cè)任意一個(gè)參數(shù)，都可以改變感應(yīng)電勢(shì)E，但L不可改別；同步電機(jī)磁力線的切割速度不可改別，所以一般通過(guò)改別磁通強(qiáng)度（磁力線密度）來(lái)調(diào)電壓。要改別磁通強(qiáng)度必先改別電磁鐵的電流強(qiáng)度，進(jìn)一步需要改別直流發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子回路電阻或整流可控硅的導(dǎo)通角。即：電壓調(diào)整命令――勵(lì)磁調(diào)節(jié)器－可控硅導(dǎo)通角－轉(zhuǎn)子電壓－轉(zhuǎn)子電流－磁通－感應(yīng)電勢(shì)改變機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芩黩?qū)動(dòng)水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，水輪機(jī)帶動(dòng)同軸發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)12機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能

當(dāng)定子繞組流過(guò)三相交流電以后產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁極，該磁極的轉(zhuǎn)速稱為同步轉(zhuǎn)速（發(fā)電機(jī)的頻率及磁極對(duì)P數(shù)確定后，同步轉(zhuǎn)速即已確定N=60f/p），這個(gè)磁極與轉(zhuǎn)子磁極產(chǎn)生相互作用力，二者之間的角度決定了力的大?。òl(fā)出有功負(fù)荷的大?。┖托再|(zhì)（發(fā)電機(jī)或電動(dòng)機(jī)）我廠機(jī)組為136.4r/min，有多少對(duì)磁極？機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能當(dāng)定子繞組流過(guò)三相交13機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芩啺l(fā)電機(jī)的分類同步－異步立軸－橫軸懸式－傘式機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芩啺l(fā)電機(jī)的分類14水輪發(fā)電機(jī)特點(diǎn)1、大中型發(fā)電機(jī)采用立式布置；2、轉(zhuǎn)速低、結(jié)構(gòu)龐大；3、冷卻方式一般采用風(fēng)冷卻4、轉(zhuǎn)子磁極凸極布置—凸極附加功率5、可以作為調(diào)相運(yùn)行水輪發(fā)電機(jī)特點(diǎn)1、大中型發(fā)電機(jī)采用立式布置；15水電廠生產(chǎn)流程

及基本設(shè)備簡(jiǎn)介2007年10月25日水電廠生產(chǎn)流程

及基本設(shè)備簡(jiǎn)介2007年10月25日16引入水電廠像其他工廠一樣，要完成生產(chǎn)，需要原料，加工設(shè)備，并通過(guò)對(duì)加工設(shè)備的操作控制，使之加工出所需要的產(chǎn)品。對(duì)水電廠而言，其原料是水能，基本加工設(shè)備是水能發(fā)電機(jī)組，輸出產(chǎn)品是電能，下面就讓我們一起來(lái)了解一下水電廠是如何實(shí)現(xiàn)由水變電這一生產(chǎn)工程的。引入水電廠像其他工廠一樣，要完成生產(chǎn)17水電廠生產(chǎn)流程水輪機(jī)水能電網(wǎng)發(fā)電機(jī)主閥河流：攔河筑壩、引水潮汐：筑壩快速閘門(mén)、蝶閥、球閥水能轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)機(jī)械能旋轉(zhuǎn)機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔茈娔芩腿胧袌?chǎng)水電廠生產(chǎn)流程水輪機(jī)水能電網(wǎng)發(fā)電機(jī)主閥河流：攔河筑壩、引18生產(chǎn)原料——水能水能的基本要素是流量、水頭。當(dāng)水流具有一定的流量、水頭以后，我們說(shuō)水流具有了一定的能量。但是水流的水頭沿天然河流沿程分布時(shí)，我們無(wú)法使用，需要將水頭集中以后才利于我們使用。按集中水頭的方法，可以將水電廠分為三種類型：1、壩式水電廠（簡(jiǎn)圖）就是攔河筑壩集中水頭。又可以分為河床式和壩后式。優(yōu)點(diǎn)：有調(diào)節(jié)能力和可以綜合利用。缺點(diǎn)：水淹面積大；泥沙淤積。2、引水式水電廠（簡(jiǎn)圖）引水方式：明渠、無(wú)壓遂洞、有壓遂洞缺點(diǎn)：無(wú)調(diào)節(jié)能力，屬?gòu)搅魇?；破壞生態(tài)。3、混合式將上兩種形式相結(jié)合。生產(chǎn)原料——水能水能的基本要素是流量、水頭。當(dāng)水流具有一定的19水電廠的水工建筑取水建筑河道整治泄水建筑擋水建筑平水建筑水電廠的水工建筑取水建筑河道整治泄水建筑擋水建筑平水建筑20水流的控制流道中水流的控制依賴閘門(mén)，根據(jù)閘門(mén)的工作方式，可以將其分為以下四種：1、

工作閘門(mén)可以用于調(diào)節(jié)流量，可以動(dòng)水操作。2、

事故閘門(mén)防止事故擴(kuò)大，動(dòng)水關(guān)閉，靜水平壓開(kāi)啟。3、

檢修閘門(mén)以上兩種閘門(mén)檢修時(shí)的安全措施。4、

施工導(dǎo)流閘門(mén)施工時(shí)用連續(xù)水流在突然通（斷）時(shí)產(chǎn)生水擊（慣性使然，像緊急剎車(chē)）水流漂浮物用攔污柵攔截柵差大則引用流量不足，壓差大，故需加以限制事例：耿站的水工樞紐.水流的控制流道中水流的控制依賴閘門(mén)，根據(jù)閘門(mén)的工作方式，可21水能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能水能的三種表現(xiàn)形式：位能、動(dòng)能、壓能

將水能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的設(shè)備叫水輪機(jī)（水力原動(dòng)機(jī)），根據(jù)水流對(duì)水輪的水力作用方式可以將水輪機(jī)分為：沖擊式水輪機(jī)（利用水流的動(dòng)能來(lái)做功）；噴嘴、切擊。反擊式水輪機(jī)（利用水流的壓能和部分動(dòng)能來(lái)做功）。葉片正反面的壓力差。軸流（2－90）、混流（15－700）、斜流（可逆式電廠）。3、水輪機(jī)型號(hào)的含義（反擊式）轉(zhuǎn)輪形式、型號(hào)－大軸、蝸殼形式－標(biāo)稱直徑.水能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能水能的三種表現(xiàn)形式：位能、動(dòng)能、壓能22水能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能進(jìn)入水輪機(jī)的水能的控制水能N=9.81QHη根據(jù)能量守恒，要調(diào)節(jié)機(jī)組的負(fù)荷，必須調(diào)整進(jìn)入水輪機(jī)的水能。水頭調(diào)節(jié)范圍小，一般通過(guò)調(diào)節(jié)進(jìn)水量來(lái)調(diào)節(jié)水能通過(guò)改變搭接在水輪機(jī)水輪機(jī)周?chē)膶?dǎo)葉的開(kāi)度這一途徑來(lái)調(diào)節(jié)進(jìn)水量或切斷水流導(dǎo)葉的操作力來(lái)自液壓接力器液壓接力器的動(dòng)作由調(diào)速器來(lái)控制所以流量的調(diào)節(jié)過(guò)程為：調(diào)節(jié)命令――調(diào)速器（自身可以產(chǎn)生調(diào)節(jié)信號(hào)以保證F一定）――液壓接力器――導(dǎo)葉傳動(dòng)機(jī)構(gòu)――導(dǎo)葉開(kāi)度改別――進(jìn)水量改別（這是水電廠生產(chǎn)非常重要的一個(gè)調(diào)節(jié)過(guò)程）

當(dāng)上述過(guò)程發(fā)生故障時(shí)，由安裝在水輪機(jī)進(jìn)水端的主閥來(lái)切斷水流，主閥只有全開(kāi)、全關(guān)兩種工作狀態(tài)，不能用于流量調(diào)節(jié)。主閥作用：岔管引水一機(jī)檢修其他機(jī)可以運(yùn)行；縮短開(kāi)機(jī)時(shí)間；作為水機(jī)的保護(hù)裝置；減少漏水。主閥形式：蝶閥；球閥；快速閘門(mén)，桶閥。水能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能進(jìn)入水輪機(jī)的水能的控制水能N=9.81Q23水能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能

水輪機(jī)運(yùn)行中的主要問(wèn)題氣蝕連續(xù)水流滿足能量守恒，動(dòng)能增加則壓能減少，達(dá)空化壓力（0.24M20℃）產(chǎn)生氣泡，其潰滅產(chǎn)生高頻沖擊，金屬疲勞剝落。磨損泥沙特性大小、形狀、硬度；水流特性流速、流向；受磨物特性硬度、光潔度；運(yùn)行方式氣蝕、沖角。效率容積水力機(jī)械振動(dòng)形成水力振動(dòng)的幾個(gè)原因：水力不對(duì)稱、卡門(mén)渦列、尾水渦帶從運(yùn)行上解決以上問(wèn)題的措施：補(bǔ)氣、避開(kāi)振動(dòng)區(qū)、停機(jī)關(guān)閉主閥。水能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能

水輪機(jī)運(yùn)行中的主要問(wèn)題24水電廠生產(chǎn)的特點(diǎn)

水電廠

火電廠1、一次能源儲(chǔ)備水量?jī)?chǔ)存——————燃料儲(chǔ)存2、機(jī)組啟動(dòng)速度快——————————慢3、負(fù)荷增減速度快——————————慢4、系統(tǒng)中的作用調(diào)頻、調(diào)峰、調(diào)壓——基荷、電壓支撐5、運(yùn)行成本低（建設(shè)成本高）————高6、距離負(fù)荷中心遠(yuǎn)——————————一般較近7、季節(jié)的影響大——————————小水電廠生產(chǎn)的特點(diǎn)25水電廠生產(chǎn)過(guò)程中的重大事故水庫(kù)跨壩、引水隧洞坍塌；壓力隧洞進(jìn)氣；水位翻壩；水淹沒(méi)廠房；電氣設(shè)備事故；水電廠生產(chǎn)過(guò)程中的重大事故水庫(kù)跨壩、引水隧洞坍塌；26機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芩黩?qū)動(dòng)水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，水輪機(jī)帶動(dòng)同軸發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，由發(fā)電機(jī)將水輪機(jī)傳來(lái)的旋轉(zhuǎn)機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能1、發(fā)電機(jī)工作的基本原理――電磁感應(yīng)原理導(dǎo)線切割磁力線將感生電勢(shì)，閉合導(dǎo)線將感生電流。電樞繞組龐大，故工程上采用磁力線移動(dòng)去切割固定不動(dòng)的電樞繞組（簡(jiǎn)圖）；磁力線由電磁鐵產(chǎn)生，為了得到電磁鐵，必先得到直流電源2、怎樣