水利工程：中小型水电站水力机械新技术应用研究.doc

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1、简介：本课题结合桃林口水电站的实际情况和中小型水电站水力机械新技术的发展趋势，针对水力机械技术的应用现状，立足于研发创新。主要研究成果有：微机调速器、新型不等高桥式起重机、高压二级压力供气系统、水轮机流量监测装置，以及供排水系统、油系统新技术、新设备、新型自动化监测元件的应用研究等。　　关键字：中小型水电站，水力机械，新技术，新设备，应用研究　　1工程概况　　桃林口水库位于河北省秦皇岛市青龙县三道河村北的滦河支流青龙河上，是一座具有供水、灌溉、发电等综合效益的大型水利枢纽工程。　　桃林口水库工程分两期建设，一期工程坝顶高程146.5m，最大坝高74.5m，坝顶长500m，

2、正常蓄水位143.4m，总库容8.95亿m3。二期工程坝顶高程163.6m，最大坝高91.3m，坝顶长526.64m，正常蓄水位158.8m，总库容17.8亿m3。　　桃林口水电站一期工程装机容量为2×10MW，多年平均发电量6275万kW·h。二期工程水电站装机容量为3×10MW，多年平均发电量9330万kW·h。水轮机型号为HLA208－LJ－180，设计水头45.0m，设计流量25.62m3/s。发电机型号SF10－20/3250，额定电压6.3kV。桃林口水电站采用微机监控系统。　　2专题研究成果　　2．1微机调速器　　桃林口水电站微机调速器型号为SKYWT－75

3、00AF/4.0，调速功为75000kN·m，油压装置额定油压4.0MPa。　　SKYWT－7500AF/4.0型调速器是专门为满足桃林口水电站特殊需要而研制开发的新产品。其容量介于大型和中型调速器之间，其自动化程度和用于事故保护的装置与大型调速器相同，而结构布置与中型调速器相同。该调速器装设有事故配压阀，这是其他任何一种中型调速器所不具备的功能。　　SKYWT－7500AF/4.0型调速器系采用高性能芯片作为主控制器，以电液压随动系统为执行机构的PID型调速器。正常情况下，可对机组进行转速调整、负荷调整、负荷自动分配、频率的自动控制等，并可满足跟踪并网的要求。在非正常情

4、况下，具有自动保护功能，如当电源或测频信号消失时，通过事故电磁阀动作保持原开度并发出信号。在事故情况下，紧急停机电磁阀动作，保证机组安全。　　2．2新型不等高桥式起重机　　长期以来，水电站起重设备一直选用传统的等高式起重机，近来出现了一种技术含量高、性能优良的不等高式起重机，更适合于机组的安装及检修。　　桃林口水电站起重设备选择中，经技术经济比较，采用了这种新型不等高桥式起重机，它和传统的等高式起重机相比具有以下优势：　　（1）起升速度慢，主钩起升速度为0.7m/min，副钩起升速度为1.0m/min，更适宜水电站机组安装、检修要求。　　（2）大车和小车运行均采用硬齿面驱

5、动装置，使大修由传统的3～4年延期到8～10年，可增加使用寿命，并减少检修费用。　　（3）大车和小车车轮组的装配，均采用机械镗孔工艺，且确保了大、小车四车轮水平着轨，并采用车轮箱45°剖分法兰连接及小车轨道无接头技术，更换车轮极为方便。因此，新型不等高起崐重机解决了传统起重机的“啃轨”及小车的“三角落地”问题，从而也消除了因车轮“啃轨”摩擦增加负荷而烧毁电机的事故隐患。　　（4）桥架采用四梁式分体不等高连接法，主端梁拼接不采用焊接而是用法兰螺栓联接，运输安装方便，如果在使用过程中主梁或端梁不能修复，可单独更换，不至于整台起重机报废。　　2．34.0MPa油压装置和6.0M

6、Pa高压供气系统　　2．3.1高压供气系统设计模式及优点　　高压供气系统的作用是向调速器油压装置充气或补气。《小型水力发电站设计规范》（GBJ71－84）第4.4.2条规定：“供油压装置压力油罐的高压空气压缩系统的压力，应为20～30kg/cm2”。目前小型水电站调速器油压装置额定油压一般为2.5MPa。因此，对于小型水电站高压供气系统，规范规定应为一级压力供气方式。　　桃林口水电站如采用调速器与油压装置合为一体的布置方式，由于调速器体积较大，不仅给主厂房内机电设备布置带来困难，而且接力器布置于水轮机层的机墩内，加之采用油压操作，使控制系统变得复杂，将给今后的运行、检修增

7、加困难。因此，高压供气系统采用二级压力供气方式。　　在高压供气系统设计中，采用6.0MPa减压至4.0MPa的二级压力供气方式。油压装置的油压从2.5MPa提高到4.0MPa，从而使调速器体积减小，造价降低，并省掉了复杂的控制系统和附属设备（漏油箱），给主厂房布置带来方便，同时有效地减少了压缩空气中的水分，提高了供气质量。使配压阀和接力器的锈蚀减少，更有利于调速器的安全、可靠运行，同时也给今后的运行、检修带来了方便。　　2．3.2空压机运行方式　　长期以来，对于中小型水电站高压供气系统，一般均采用手动操作。为满足全厂微机监控的