水电站的技术供水系统讲课讲稿

水电站的技术供水系统

水电站的供水包括技术供水、消防供水及生活供水。

技术供水又称生产供水，主要对象是各种机电运行设备，主要有发电机空气冷却器、发电机推力轴承和导轴承、水轮机导轴承冷却和润滑、水冷式变压器冷却器、水冷式空气压缩机等；主要作用是对运行设备进行冷却，有时也用来进行润滑（如水轮机橡胶瓦导轴承）及水压操作（如高水头电站主阀）。

3.1.2 技术供水系统的组成

（1）水源、取水和净化设备、用水设备由取水设备（如水泵）从水源（如水库、尾水渠等）取水，经水处理设备（如拦污栅、滤水器等）净化，使所取的水符合用水设备对水量、水压、水温和水质的要求。

（2）管网由取水干管、支管、管路附件等组成。干管直径较大，把水引到厂内用水区。支管直径较小，把水从干管引向用水设备。管路附件包括弯头、三通、法兰等，也是管网不可缺少的组成部分。

（3）量测控制元件用以监视、控制和操作供水系统的有关设备，保证供水系统正常运行，如阀门、压力表、温度计、示流信号器等。

3.2 用水设备对供水的要求

用水设备对水量、水质、水压、水温有一定要求，总的原则是：水量足够，水压合适，水质良好，水温适宜。

3.3.1 水的净化

（一）除污物

（1）拦污栅。拦污栅用以阻拦较大的悬浮物。

（2）滤水器。滤水器用来清除水中的悬浮物。按滤网的形式分固定式和旋转式两种。

（二）除泥沙

（1）水力旋流器。水力旋流器是利用离心力来分离泥沙的装置。

（2）沉淀池。沉淀池用以分离水中颗粒和密度较大的沙等物体。

3.3.2 水生物的防治

（1）用药物毒杀。

（2）提高管内水温和流速。

3.4.1 水源

（一）上游取水

（1）坝前取水。从坝前水库直接取水，地域广，水量丰富，取水设备简单且可靠，布置方式也最灵活。

（2）压力钢管取水。取水口通常在进水阀前面（当装设进水阀时），它由两种不同的运用条件。

1）各机组均设置取水口。

2）全站设置统一的取水口。

（3）蜗壳取水。在每台机组的蜗壳设取水口，各机组供水可以自成体系。也可以将各取水口用干管联系起来，组成全站的技术供水系统。

（二）下游取水

当电站上游水头过低不能满足水压要求，或水头很高取水不经济时，可考虑从下游尾水抽水作为技术供水水源。（三）地下取水

如果电站附近有可利用的地下水源时，在水量和水质能够满足要求的条件下，也可以用来作为技术供水水源。

3.4.2 供水方式

通常，供水方式按水电站水头、水源类型、机组容量等条件确定。

（一）自流供水

水头在15~80m的电站（小型水电站一般在12m以上），当水温、水质符合要求时，一般采用自流供水。

（二）水泵供水

当电站水头低于15m时，自流供水水压难以满足要求；当电站水头高于80~90m（对于小型水电站，水头大于120m）时采用自流减压供水往往不经济。因此，在这两种情况下，一般采用水泵供水，来保证所要求的水量和水压。

（三）混合供水

混合供水是由自流供水和水泵供水相混合的供水方式。水头为12~20m的电站，单一供水往往不能满足要求，需采用混合供水。一般由以下三种方式：

（1）自流供水与水泵供水交替使用的系统。

（2）自流与水泵按用户同时供水的系统。

（3）水塔（中间水池）供水系统。用水泵抽水至水塔（中间水池），再由水塔（中间水池）向设备自流供水的系统。（四）其他供水方式

（1）射流泵供水。当水电站水头为80~160m时，可考虑射流泵供水。

（2）水轮机顶盖供水。对中高水头混流式机组，还可以从水轮机顶盖排水管上取水。

3.4.3 设备配置方式

（1）集中供水。全站所有用水设备都由一个或几个共用的取水设备取水，再经共用的干管供给各用水设备。

（2）单元供水。全站没有共用的供水设备和管道，每台机组自设取水口、设备和管道，自成体系，独立运行。

（3）分组供水。当电站机组台数较多时，可将机组分成若干组，每组构成一个完整的供水系统。

3.5.1 泵的类型

（1）叶片式泵。叶片式泵是利用叶片的旋转运动来输送液体的。按叶轮旋转时使水产生的力的不同，又可分为离心泵、轴流泵和混流泵三种。

（2）容积式泵。容积式泵依靠工作室容积周期性变化输送液体。容积式泵根据工作室容积改变的方式又分为往复泵和回转泵两种。

（3）其它类型泵。除叶片式和容积式泵以外，在灌排泵站中有射流泵、水锤泵、气升泵（又称空气扬水机）、螺旋泵、内燃泵等。

3.5.2 离心泵的工作原理和基本参数

（一）离心泵的工作原理

由物理学可知，若一物体绕轴旋转时会产生一定的离心力，旋转速度越快，离心力就越大，离心泵就是基于这个原理工作的。这种由旋转的离心力作用得到压力能的水泵，称为离心泵。水泵启动之前，泵壳内和吸水管内都要充满水。（二）离心泵工作的基本参数

离心泵工作的基本参数主要有扬程、流量、转速、功率、效率和允许吸上真空高度。

（1）扬程。扬程是指单位质量的水从水泵进口到泵出口所增加的能量，用H表示，单位是m。

（2）流量。流量是指水泵在单位时间内抽出的液体体积，以Q表示，单位m3/s或m3/h。

（3）转速。转速是指泵轴每分钟旋转的次数，用n表示，单位是r/min。

（4）功率。功率是指泵在单位时间内所做功的大小，用P表示，单位是kW。

1）有效功率。有效功率又称输出功率，是指泵传递给输出液体的功率，用Pu表示，计算式：Pu=ρgQH/1000

式中ρ——液体的密度，kg/m3

2）轴功率。轴功率又称输入功率，是指泵轴所接受的功率，用P表示。

（5）效率。泵有效功率与轴功率之比称为水泵的效率，用η表示。η=Pu/P*100%。

（6）几何安装高度。

1）允许吸上真空高度[Hs]。

水泵允许吸上真空度表示水泵不发生汽蚀时能够吸上水的最大吸上真空度。

2）空蚀余量（NPSH）。

3.5.3 离心泵启动前的充水

离心泵有空气存在不能正常工作，甚至发生空转，因此水泵启动前必须充水排气。

3.5.4 常用水泵

（1）离心式水泵

（2）深井泵

（3）潜水泵

3.7.2 水电站消防对象

（1）厂房消防

（2）发电机灭火

（3）油系统消防