水电站的排水系统
水电站排水系统
排水量小，不集中且很难用计算方法确定；在厂房内分布广，位置低， 不能靠自流排至下游。因此，水电站都设有集中贮存漏水的集水井或 排水廊道，利用管、沟将它们收集起来，然后用设备排至下游。
2、检修排水
当检查、维修机组或厂房水工建筑物的水下部分时，必须将水轮机蜗 壳、尾水管和压力钢管内的积水排除。检修排水的特征是排水量大， 高程低，只能采用排水设备排除。为了加快机组检修，排水时间要短。
9-5 水电站常用的消防设施有哪些？消防供水主要用于哪 些部位的供水？ 9-6 结合图9-8简述水泵单元供水系统的原理。 9-7 水电站主要消防对象有哪些？发电机消防要注意什么 问题？ 9-8 渗漏、检修排水方式有哪两种？各采用什么型式水泵 ？ 9-9 渗漏排水和检修排水的特点各是什么？ 9-10结合图9-17简述水电站排水系统的原理。
9.3.1 排水系统的作用与组成
一. 排水系统的作用
排水系统的作用是排除生产废水、检修积水和生活污水，避免厂房内 部积水和潮湿,保证水电站设备的正常运行和检修。
二. 排水系统的组成 1、渗漏排水
①漏水 ②生产排水 ③厂房水工建筑物的渗水，低洼处积水和地面排水。 ④厂房下部生活用水的排水。 渗漏排水的特点
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
9.3.2 排水方式
一. 渗漏水排水方式 （1）集水井排水 （2）廊道排水 二. 检修排水方式 1、直接排水 2、廊道排水
复习思考题 9-1 水电站供水有哪三大类？其各有何作用？技术供水的 对象有哪些？ 9-2 供水设备对技术供水的基本要求是什么？机组轴承冷 却器进口对水压，水温、水质有何要求？供水设备对水的 硬度和PH值有何要求？ 9-3 技术供水水源有哪三种？上游取水位置有哪几种？钢 管取水口如何布置？ 9-4 技术供水方式有哪几种？各适用于哪些水头范围？设 备配置方式有哪几种？
电站排水系统构成、日常维护、检修项目及标准、深井泵结构、工作原理介绍
1. 支臂无裂纹。
轴承
3
2. 轴套无松动。
支架
3. 支臂与上、下扬水管接触面平整无毛刺,装配时涂平面密封胶。
检修项目及检修质量标准
水垫塘内。
一、水电站排水系统构成
4 水垫塘渗漏排水系统：3台潜水深井泵 ◆ 水垫塘渗漏水； ◆ 山体渗漏水； ◆ 地下水。
5 水垫塘检修排水系统： ◆
二、深井泵工作原理
深井泵的工作原理
从电动机传来的动力，通过传动轴驱动水泵 叶轮旋转，因叶轮在水下，叶轮内的水被甩出后 在其进口处形成真空，吸入井水，叶轮的旋转使 水的压力和速度同时增加，然后通过导流壳流入 下级叶轮入口，这样逐次流过所有的叶轮和导流 壳，水获得的能量越来越多，水流的压力也就逐 级增加，再经扬水管引到地面。
一、水电站排水系统构成
2 厂房渗漏排水系统
◆厂•房。渗漏排水包括地下主副厂房洞室群渗漏水、母线及
主变洞群室渗漏水、尾水调压洞室群渗漏水、水轮机顶盖 渗漏水、主轴密封润滑水、水冷空压机的冷却排水、发电 机消防排水及各种辅助设备、阀门漏水等 ◆厂房渗漏排水出口管高程按20年一遇洪水水位确定，渗 漏排水管出口中心高程设置在1655.50 m高程。 ◆渗漏排水管路设置了两条独立的排水管路。一条排至1# 尾水调压室，另一条排至2#尾水调压室。两条渗漏排水管 仅在渗漏泵房用一根总管和一个分隔阀门相连。正常工作 时分隔阀门关闭，使两条排水管路相互独立，避免水泵并 联运行。仅在1#或2#尾水调压室检修或水泵检修时才可 能开启该阀门。
电站排水系统构成，日常维护、检修项 目及标准；深井泵结构、工作原理
思林水电站地下厂房防渗和排水系统设计
４号尾 水隧洞 边坡 高程 ３２ｒ ８ ｎ出露 于地 表。该喀斯 特 管 道发育 高程较高 ，在厂区分布于高程 ３５ｒ ９ ｎ以上 。
（ ） ｊ 斯 特 管 道 系 统 。该 系 统 顺 层 发 育 于 ４ｓ 喀 Ｔ ｙ－－层 ，分布于 ｓ 下游侧 ３ ２３ｅ ｊ ３ｒ ｎ左右 ，与 ｓ： ｊ 属同
（ ）￥４ 斯特 管道 系 统 。该 系 统发育 于 ＴＹ ２ ６ 喀
层 ，其补 给 区 在 后 缘 铜 鼓 坨 一 带 ，上 游 分 支 管 道
南 县城 上游 ２ ｍ。思林水 电站 工 程 枢纽 为 Ｉ 大 ３ｋ 等
（） １ 型工 程 ，水 库 正 常 蓄 水 位 ４ ０ｒ ，相 应 库 容 为 ４ ｎ ｌ． ５亿 ｒ ，调节 库容 为 ３ １ ２０ ｎ ． ７亿 ｍ ，防洪库 容 为 １８ ． ４亿 ｒ ，电站装 机 １ ６ ｎ ０ＭＷ。枢纽 由拦水 建 筑 ０ 物 、泄 洪建筑 物 、引水 发 电系统 、通 航 建筑 物等 组
收 稿 日期 ：２ ０ — ６ ０ ０８ ０—２
（ ）Ｋ １ 四落 水 洞 系统 。该 系 统 为 独 立 的 竖 井 状
１ 工程 地 质 条 件
思林 水 电站地 下 厂房处 于 塘头 向斜 倒 转翼 ，属
单斜 构造 ，岩层 产 状 为 Ｎ ６ ４ 。 ３ 。～ ５ Ｅ／Ｎ ／７ 。 Ｗ ４ ～
８。 ３ ，无 断层 活动 ，发 育有 ３组 裂 隙 和 ｆ 、ｆ 两个 ｊ ｊ ：
层 间错动 ；地 层 主要 有 Ｔ Ｙ 、Ｔ Ｙ Ｉ 、Ｔ Ｙ ～、 。。 。
２ 防渗 和排 水 系统设 计
２ １ 防渗 排 水设 计原 则 ．
Ｔ Ｙ ～、Ｔ Ｙ １ １
、Ｔ Ｙ 。地 下 厂 房 洞 室 所 处 的 １
小型水电站排水设计中的几个问题
第14卷 第4期1998年12月陕西水力发电JOURNAL OF SHAANXI WATER POWERVo l.14 No.4Dec.1998小型水电站排水设计中的几个问题李 凯 王培斌西北农业大学(陕西杨陵 712100)摘 要 水电站排水系统的设计优化是降低工程造价和运行费用的重要途径。
从排水系统的选择、布置等方面总结了小型水电站排水设计的一些经验。
关键词 小型水电站 排水系统 优化设计分类号 TV735水电站排水系统设计是辅机设计的重要内容。
排水系统包括生产用水排水(发电机空气冷却器排水,发电机推力轴承和上、下导轴承油冷却器的冷却排水,稀释润滑的水轮机导轴承冷却器的冷却排水等)、渗漏排水、检修排水及厂区排水。
排水系统设计合理与否,对保证机组正常运行、保证机组水下部分及时检修和避免厂内积水和潮湿至关重要。
小型水电站排水设计不仅要满足技术先进、经济合理、运行可靠的要求,而且要针对不同电站的具体条件简化管道和系统。
然而,由于辅机部分投资占总投资的比例较小,该部分的设计优化问题往往被忽视。
一些电站系统复杂,设备重复或容量过大,浪费资金;一些电站由于设计考虑不周留有隐患,使运行效率低下,故障率高。
因此,应重视小电站的排水系统优化问题。
本文拟结合自己的设计实践,对小型水电站排水系统设计中的几个问题进行一些探讨。
1 渗漏排水和检修排水合并问题水电站规范要求,机组检修排水和渗漏排水尽量分开设置,各设专用排水泵。
渗漏排水量小时,设两台互为备用的小容量水泵排水;检修排水量大且集中,设一台较大容量水泵排水。
渗漏排水要求自动控制泵的启动和关机;检修排水则可手动操作,自动化要求较低。
大多数小型水电站渗漏排水量较小,厂房内空间小,若将渗漏与检修排水分开设置,平面上难于布置,设备和管路繁多,浪费投资。
因此,规范提出,装机容量较小的电站,排水系统可适当简化。
按照这一要求,将渗漏排水和检修排水合并为一个系统则是简化的主要途径。
水电站的油和供排水系统
水电站供、排水和油系统第一节供水系统的分类和作用一、概述：水电站的供水系统包括技术供水、消防供水及生活供水。
消防供水作用是主厂房、发电机、变压器、油库等处的灭火.生活供水主要为正常生活用水提供水源，如饮用、厕所用水。
二、技术供水的主要作用1.冷却:主要有发电机的推力轴承、导轴承、空气冷却器、水轮机导轴承、主变压器的冷却.(1）推力轴承及导轴承油冷却：机组运行时轴承处产生的机械摩擦损失，以热能形式聚集在轴承中。
由于轴承是浸在透平油中的，油温升高将影响轴承寿命及机组安全，并加速油的劣化.因此,将冷却器浸在油槽内，通过冷却器内的冷水将热量带走，达到将油加以冷却并带走热量的目的.（2）变压器油的冷却：一些水电厂主变压器采用外部水冷式（即强迫油循环水冷式），是利用油泵将变压器油箱内的油送至通入冷却水的油冷却器进行冷却，为防止冷却水进入变压器油中，应使冷却器中的油压大于水压。
（3）发电机冷却：发电机运行时产生电磁损失及机械损失，这些损失转化为热量，影响发电机出力，甚至发生事故，需要及时进行冷却将热量散发出去.大型水轮发电机采用全封闭双闭路自循环空气冷却，利用发电机转子上装设的风扇,强迫空气通过转子线圈，并经定子的通风沟排出.吸收了热量的热空气再经设置在发电机定子外围的空气冷却器,将热量传给冷却器中的冷却水并带走，然后冷空气又重新进入发电机内循环工作，保持定子线圈、转子线圈温度在正常范围，一些小容量的发电机(汉坪咀水电站）转子上没有装设的风扇，但装设上、下挡风板，使冷、热风在密闭的空间内进行交换,热量由空气冷却器带走。
2.润滑:如深井泵橡胶瓦导轴承。
深井泵采用橡胶导轴承,用清洁水来润滑,以防止橡胶导轴承与泵轴形成干摩擦引起磨损甚至烧坏橡胶导轴承。
3.操作：如射流泵工作.4.密封：水轮机的主轴密封包括工作密封和检修密封。
工作密封采用引进一定压力的清洁水源到密封面，保持密封面的稳定接触以封水，同时形成液膜润滑，避免密封胶皮干摩擦引起的磨损.检修密封采用空气围带内通入低压风而使围带膨胀，从四周贴紧旋转部件圆柱面，达到封水的目的.第二节技术供水组成及其供水方式一、技术供水系统的组成技术供水系统由水源（包括取水和水处理设备)、管网、用水设备以及测量控制元件组成。
水电站厂房内的辅助设备
• 6.屋顶高程▽屋 • 屋顶高程应根据屋顶结构尺寸和形式确定，
并应满足起重机部件安装与检修、厂房吊 顶和照 明设施布置等要求。 • ▽屋=▽C+h12+h13+屋面系统厚度 • h12小车高度；h13为检修吊车需要在小车上 方留有的距离，一般取 0.5m左右。 • 屋面系统厚度（梁、屋面板、保温层、隔热 层、防水层等等）
• (4) 吊车标准宽度Lk: 当宽度基本确定后，最后要根据尺寸相近的吊车标准 宽度Lk验证，厂房宽度必须满足吊车安装的要求。
(三) 主厂房的高度 及各层高程的确定
• 水轮机安装高程是水电站厂房的控制高程， 首先要确定水轮机的安装高程▽T（在第二章 已径讲过）。
• 水轮机的安装高程确定以后，就可以依据结 构和设备的布置要求确定各层高程了。
• 2．尾水管地板高程: ▽F • ▽F= ▽T-b0/2-h • b0:导叶高度；h: 尾水管高度
• 尾水管地板高程减去尾水管底板混凝土厚度得主厂房基础开挖高程 • 3. 水轮机层地面高程 ▽1 • ▽1= ▽T+h4 • h4:蜗壳进口半径+蜗壳顶部混凝土层厚度。金属蜗壳顶部混凝土一般
不低于1.0m，混 凝土蜗壳顶板厚根据结构计算决定。
第四节 水电站厂房内的辅助设备
辅助设备主要有：调速系统、技术 供水系统、排水系统、油压系统、
气系统和起重设备。
一、调速系统
• 一、调速系统 • 作用: 根据电力系统要求自动调整机组的出力
，同时使机组保持一定的额定转速。 • 组成: 调速器柜、作用筒(接力器)、油压装置
。三部分之间用管路联系。 • 1．调速器柜。调速柜的外形尺寸一般为方形
• L0尾 =B+ 2△2
（3）发电机外形尺寸
万家口子水电站碾压混凝土双曲拱坝排水系统设计
稳定安全度。
该工程在 １ ３１５ ｍ、 １ ３４０ ｍ 及 １ ３９０ ｍ 高程布
置了两岸抗力体排水洞。
１ ３１５ ｍ 层左右岸排水洞各有 ４ 条， 共 ８ 条，
左右岸 均 为 两 纵 两 横 布 置。 １ ３４０ ｍ 层 排 水 洞 与
１ ３１５ ｍ 层排水洞布置相同， 左右岸排水洞各有 ４
１ ３４０ ｍ、 １ ３９０ ｍ 高程设 ３ 层帷幕灌浆、 排水、 检
查廊道， 不设爬坡廊道， 在两岸山体内设灌浆平
洞。 两岸帷幕灌浆平洞、 排水平洞高程分别与帷幕
灌浆廊道高程相同且贯通。 帷幕灌浆平洞及帷幕灌
径 １１０ ｍｍ， 采用 垂 直 水 平 双 向 布 置， 为 单 排 孔，
平向管与竖直向管连通， 增强排水效果。
万家口子水电站大坝为碾压混凝土拱坝， 最大坝
高 １６７．５０ ｍ。 该工程以发电为主， 电站装机容量 １８０
ＭＷ， 水库正常蓄水位 １ ４５０．００ ｍ， 死水位 １ ４１５．００
浆廊道尺寸均为 ３．０ ｍ × ３．５ ｍ ［３］ 。 帷幕灌浆平洞及
坝内廊道尺寸能够满足施工及运行要求， 坝内廊道上
游壁与大坝上游面的距离能够满足防渗及施工要求。
拱坝区主要分布有第四系及石炭系、 泥盆系地
Ｓ 形平缓扭曲。 前期工作揭露的断层共 ９ 条， 主要
为 ＮＷ 向、 ＮＥ 向和近 ＥＷ 向 ３ 组。 施工期间坝区
揭露对坝址建筑有较大影响的断层共 ２６ 条。 坝址
区岩溶裂隙发育。
该工程的排水分为坝体排水和基础排水。
２ 坝体排水
坝体渗漏水会使坝体增加渗透水压力， 促使裂
１ ３４０ ｍ 高程之间的坝基岩体及坝体的排水均排到
水电站排水系统
（3）盘形阀操作方式 当排水阀口径为Φ 400 mm 或大于Φ 400 mm 时， 应尽量采用液压、电动或机械传动等操作方式。 当全厂液压操作阀门数量较多时，可考虑单独设 立一台油压装置作为液压阀门的操作油源，以避免 干扰主机调速系统和影响调速系统油质。
三、 渗漏排水
1、渗漏水量的估计
混流式机组的水电站，厂内渗漏水量主要来源于 水轮机顶盖和大轴密封漏水，其中大轴密封又占 绝大部分，由制造厂提供。橡胶平板密封一般为 0. 5- 1L/ min ，端面密封一般为 5-7 L/ min 。 轴流式水轮机的顶盖排水，由厂家配置专门的顶 盖排水泵排除，厂内渗漏水量主要是厂房的渗漏 水，其中以混凝土蜗壳的渗漏水为主。 对于生产中排出的污水，如空气冷却器的冷凝水、 滤水器的冲洗污水排水等，因水量很小，估计时 可略去不计。
B、卧式离心泵控制： 检修排水泵由于不经常运转，所以其操作一般 不实行自动化。但当排除闸门漏水时，可按水位 进行自动操作，防止因疏忽忘记起动水泵而造成 事故。 C、淤泥的排除
对于多泥沙河流的水电站，常增设泥浆泵来排 除蜗壳、尾水管、排水廊道、集水井内的淤泥 （先用高压水冲洗，再起动泥浆泵排除），以缩 短清扫时间和减轻劳动强度。
不装底阀，而装置一套抽气泵，水泵起动前用抽气泵 把水泵吸水管的空气排出，使水淹没泵轮。
采用卧式离心泵作为检修排水泵，一般需要考虑设置 起动充水设施，原因如下：
虽因吸出高度限制，离心泵安装高程很低，一般都在 检修时的下游尾水位以下，检修开始第一次起动水泵 并不需要充水，但应考虑水泵在检修过程中随时都可 能起停；排完积水后，水泵需承担排除上、下游闸门 漏水的任务，往往是断续运行或交替运行，起停频繁， 此时只要水泵安装高程高于尾水管底板高程，起动时 就应该有充水设施。 过去不少电站装设底阀，由于长期浸泡于水中，容易 锈蚀损坏，常发生锈死，使用时打不开；或在开启使 用时被木块、石头等杂物卡住，而失去逆止作用，水 泵无法再次启动。
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水电站的排水系统
（一）生产用水的排水水电厂的生产用水主要是技术供水，主要包括：发电机空气冷却器的冷却水；发电机推力轴承和上、下导轴承油冷却器的冷却水；稀油润滑的水轮机导轴承冷却器的冷却水等。
它的特点是排水量较大，设备位置较高，一般都不设置排水泵，而靠自流的形式排至下游河道或尾水管内。
（二）渗漏排水（1）机械设备的漏水。
水轮机顶盖与大轴密封的漏水；压力钢管伸缩节、管道法兰、蜗壳、尾水管进入孔盖板等处漏水。
（2）下部设备的生产排水。
例如，冲洗滤水器的污水，气水分离器及储气罐的排水，水冷空气压缩机的冷却水，空气冷却器壁外的冷凝水和空调用水的排水等，当不能靠自流排至厂外时，归入渗漏排水系统。
（3）厂房水工建筑物的渗水，低洼处积水和地面排水。
（4）厂房下部生活用水的排水。
（三）检修排水当检查、维修机组或厂房水工建筑物的水下部分时，必须将水轮机蜗壳、尾水管和压力钢管内的积水排除。
检修排水的特征是排水量大，高程很低，只能采用排水设备排除。
为了加快机组检修，排水时间要短。
属临时性工作，通常采用手动控制。
4、1、2 排水方式
（一）渗漏水排水方式（1）集水井排水：此种排水方式是将水电站厂房内的渗漏水经排水管、沟汇集到集水井中，用卧式离心泵、深井泵或潜水泵排到厂外。
（2）廊道排水：这种排水
方式是把厂内各处的渗漏水通过管道汇集到专门的集水廊道内，再由排水设备排到厂外。
（二）检修排水方式（1）直接排水：此种排水方式是将各台机组的尾水管与水泵吸水管用管道和阀门连接起来。
机组检修时，由水泵直接将积水排除。
其排水设备亦多采用卧式离心泵。
（2）廊道排水：这种排水方式是把各台机组的尾水管经管道与集水廊道连接。
机组检修时，先将积水排入集水廊道，再由水泵排到厂外。
采用此种方式时，渗漏排水也多采用廊道排水，两者可共用一条集水廊道。