水电厂生产过程及基本设备.ppt

单击此处编辑母版标题样式,,单击此处编辑母版文本样式,,第二级,,第三级,,第四级,,第五级,,,,*,水电厂生产流程及基本设备简介,2007年10月25日,1,,引入,水电厂,像其他工厂一样，要完成生产，需要原料，加工设备，并通过对加工设备的操作控制，使之加工出所需要的产品对水电厂而言，其原料是,水能,，基本加工设备是,水能发电机组,，输出产品是,电能,，下面就让我们一起来了解一下水电厂是如何实现由水变电这一生产工程的2,,水电厂生产流程,水轮机,水 能,电网,发电机,主阀,河流：拦河筑坝、引水,,潮汐：筑坝,快速闸门、蝶阀、球阀,水能转变为旋转机械能,旋转机械能转变为电能,电能送入市场,3,,生产原料——水能,水能的基本要素是,流量、水头,当水流具有一定的流量、水头以后，我们说水流具有了一定的能量但是水流的水头沿天然河流沿程分布时，我们无法使用，需要将水头集中以后才利于我们使用按集中水头的方法，可以将水电厂分为三种类型：,,1、坝式水电厂（简图） 就是拦河筑坝集中水头又可以分为河床式和坝后式优点：有调节能力和可以综合利用缺点：水淹面积大；泥沙淤积2、引水式水电厂（简图）,,引水方式：明渠、无压遂洞、有压遂洞,,缺点：无调节能力，属径流式；破坏生态。

3、混合式 将上两种形式相结合4,,水电厂的水工建筑,取水建筑,河道整治,泄水建筑,挡水建筑,平水建筑,5,,水流的控制,流道中水流的控制依赖闸门，根据闸门的工作方式，可以将其分为以下四种：,,1、,工作闸门,可以用于调节流量，可以动水操作2、,事故闸门,防止事故扩大，动水关闭，静水平压开启3、,检修闸门,以上两种闸门检修时的安全措施4、,施工导流闸门,施工时用,,连续水流在突然通（断）时产生水击,,（惯性使然，像紧急刹车）,,水流漂浮物用拦污栅拦截,,栅差大则引用流量不足，压差大，故需加以限制,,事例：耿站的水工枢纽.,6,,水能转化为机械能,水能的三种表现形式： 位能、动能、压能,,,,将水能转化为机械能的设备叫水轮机（水力原动机），根据水流对水轮的水力作用方式可以将水轮机分为：,,冲击式水轮机（利用水流的动能来做功）；喷嘴、切击反击式水轮机（利用水流的压能和部分动能来做功）叶片正反面的压力差轴流（2－90）、混流（15－700）、斜流（可逆式电厂）3、水轮机型号的含义（反击式）转轮形式、型号－大轴、蜗壳形式－标称直径.,7,,水能转化为机械能,进入水轮机的水能的控制,水能,N=9.81QHη,根据能量守恒，要调节机组的负荷，必须调整进入水轮机的水能。

水头调节范围小,，,一般通过调节进水量来调节水能,,通过改变搭接在水轮机水轮机周围的导叶的开度这一途径来调节进水量或切断水流,,导叶的操作力来自液压接力器,,液压接力器的动作由调速器来控制,,所以流量的调节过程为：,调节命令――调速器（自身可以产生调节信号以保证,F,一定）――液压接力器――导叶传动机构――导叶开度改别――进水量改别（这是水电厂生产非常重要的一个调节过程）,,,当上述过程发生故障时，由安装在水轮机进水端的主阀来切断水流，主阀只有全开、全关两种工作状态，不能用于流量调节主阀作用,：岔管引水一机检修其他机可以运行；缩短开机时间；作为水机的保护装置；减少漏水主阀形式,：蝶阀；球阀；快速闸门，桶阀8,,水能转化为机械能,,水轮机运行中的主要问题,,气蚀,,连续水流满足能量守恒，动能增加则压能减少，达空化压力 （,0.24,M20℃,）,产生气泡，其溃灭产生高频冲击，金属疲劳剥落磨损,,泥沙特性大小、形状、硬度；水流特性流速、流向；受磨物特性硬度、光洁度；运行方式气蚀、冲角效率,,容积,,水力,,机械,,振动 形成水力振动的几个原因：水力不对称、卡门涡列、尾水涡带,,从运行上解决以上问题的措施：补气、避开振动区、停机关闭主阀。

9,,水电厂生产的特点,,水电厂,,火电厂,,1、一次能源储备 水量储存——————燃料储存,,2、机组启动速度 快——————————慢,,3、负荷增减速度 快——————————慢,,4、系统中的作用 调频、调峰、调压——基荷、电压支撑,,5、运行成本 低（建设成本高）————高,,6,、距离负荷中心 远,——————————,一般较近,,7,、季节的影响 大,——————————,小,,10,,水电厂生产过程中的重大事故,水库跨坝、引水隧洞坍塌；,,压力隧洞进气；,,水位翻坝；,,水淹没厂房；,,电气设备事故；,11,,机械能转变为电能,水流驱动水轮机转动，水轮机带动同轴发电机转动，由发电机将水轮机传来的旋转机械能转化为电能,,1、发电机工作的基本原理――电磁感应原理 导线切割磁力线将感生电势，闭合导线将感生电流电枢绕组庞大，故工程上采用磁力线移动去切割固定不动的电枢绕组（简图）；,,磁力线由电磁铁产生，为了得到电磁铁，必先得到直流电源,,2、怎样得到直流电源 直流发电机；交流电通过变压、整流获得,,3、发电机的电压调整过程 由电磁感应定律,E=L*dΦ/dt,可知改别等式右侧任意一个参数，都可以改变感应电势,E，,但,L,不可改别；同步电机磁力线的切割速度不可改别，所以一般通过改别磁通强度（磁力线密度）来调电压。

要改别磁通强度必先改别电磁铁的电流强度，进一步需要改别直流发电机的转子回路电阻或整流可控硅的导通角即：电压调整命令――励磁调节器－可控硅导通角－转子电压－转子电流－磁通－感应电势改变,12,,机械能转化为电能,,当定子绕组流过三相交流电以后产生一个旋转磁极，该磁极的转速称为同步转速（发电机的频率及磁极对,P,数确定后，同步转速即已确定,N=60f/p），,这个磁极与转子磁极产生相互作用力，二者之间的角度决定了力的大小（发出有功负荷的大小）和性质（发电机或电动机）,我厂机组为,136.4r/min,，有多少对磁极？,13,,机械能转变为电能,水轮发电机的分类,,同步－异步,,立轴－横轴,,悬式－伞式,,14,,水轮发电机特点,1、大中型发电机采用立式布置；,,2、转速低、结构庞大；,,3、冷却方式 一般采用风冷却,,4、转子磁极凸极布置—凸极附加功率,,5、可以作为调相运行,,15,,。