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1.提升水泵的揚(yáng)程
在設(shè)計(jì)中,從熱水池把水提升到冷卻塔配水系統(tǒng)所需要的揚(yáng)程,是按計(jì)算所得理論值再加4~6m的富余水頭確定的。常用的富余水頭為4m左右。按表8-4的計(jì)算,此水頭做功是達(dá)不到水輪機(jī)所需要的軸功率的,則轉(zhuǎn)速、風(fēng)量、冷卻都無(wú)法達(dá)到設(shè)計(jì)的要求。構(gòu)件之間全部采用螺栓連接,安裝時(shí)避免了由于焊接對(duì)構(gòu)件防腐層的破壞。因此提升水泵的揚(yáng)程必須滿足水輪機(jī)所需要的水頭(H)值,那么水泵的揚(yáng)程如何確定,可分以下兩種情況討論:
(1)不考慮設(shè)計(jì)需要的富余水頭
不考慮設(shè)計(jì)需要的富余水頭就是不另增加4~6m的水壓,對(duì)水輪機(jī)來(lái)說(shuō),這4~6m的水頭也用來(lái)推動(dòng)水輪機(jī)做功了,則水泵需要的揚(yáng)程用公式表示為:H揚(yáng)=h凈 Σh1 Σhf h機(jī)(m)(8-23)
式中H揚(yáng)———水泵揚(yáng)程(m);
h凈———水泵吸水池水位到冷卻塔配水系統(tǒng)高度(m);
Σh1———從水泵吸水管到塔配水系統(tǒng)管道中的沿程水頭損失總和(m);
Σhf———從水泵吸水管到塔配水系統(tǒng)的喇叭口、閥門、彎頭等局部水頭損失之和(m);
h機(jī)———水輪機(jī)軸功率所需要的水頭H(m)。
設(shè)計(jì)考慮的4~6m富余水頭是因考慮可能產(chǎn)生的計(jì)算誤差和今后管道粗糙度增加與沉淀物結(jié)垢,水頭損失增加而設(shè)的安全系數(shù)?,F(xiàn)選泵揚(yáng)程中未考慮該因素(注:改造塔中原有多余水頭全部利用了,也未考慮該因素)。從能量消耗來(lái)說(shuō),雖是節(jié)能了,但從運(yùn)行、長(zhǎng)期保持設(shè)計(jì)風(fēng)量和水冷卻效果來(lái)說(shuō),欠較安全。65重量的空氣與1重量的水進(jìn)行熱交換,溫降能達(dá)到理論上的5℃,一般實(shí)際是4℃左右。
(2)考慮設(shè)計(jì)需要的富余水頭
考慮設(shè)計(jì)的富余水頭是指水泵揚(yáng)程達(dá)到水輪機(jī)軸功率所需要的水頭之后,還需增加4~6m揚(yáng)程。用公式表示為:H揚(yáng)=h凈 Σh1 Σhf h機(jī) (4~6)(m)(8-24)
水泵揚(yáng)程比式(8-23)多了4~6m,考慮了可能產(chǎn)生的計(jì)算誤差和今后的阻力增加,故是偏安全的。
以上兩種選泵揚(yáng)程方式中采用哪種方式為妥,要視具體情況而定。例如,基本不大會(huì)產(chǎn)生多大誤差的情況下,如果水泵提升系統(tǒng)的管道和配件采用的是塑料管和配件(PVC、UPVC、PE、ABS等)、鋼塑、鋁塑等復(fù)合管、玻璃鋼管等,這可考慮采用前一種選擇水泵揚(yáng)程的方式。原因是上述水管內(nèi)壁非常光滑,光潔度好,阻力很小,而且耐酸堿腐蝕、不易粗糙,也不易沉淀結(jié)垢而縮小過(guò)水?dāng)嗝?,故基本上可不考慮富余水頭或略考慮些即可。但如果管道系統(tǒng)采用的是鑄鐵管、鋼管,甚至鋼筋混凝管等,則要考慮今后阻力增大而消耗的水頭損失,選擇第二種水泵揚(yáng)程的方式為妥。6、導(dǎo)水機(jī)構(gòu)已安裝完工檢驗(yàn)合格并處于關(guān)閉狀態(tài),接力器鎖定投入。
圖1是發(fā)電機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子置于雙軸水輪機(jī)兩側(cè)的雙軸水輪發(fā)電機(jī)的原理結(jié)構(gòu)圖。舊式發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子與發(fā)電機(jī)軸固聯(lián),此種雙軸水輪發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子B與鏈索(聯(lián)軸帶)D固聯(lián),并且使用隔水材料C密封。E為此種雙軸水輪發(fā)電機(jī)的定子,A為此種水輪發(fā)電機(jī)的動(dòng)力軸。此種雙軸水輪發(fā)電機(jī)的定子E也可以使用隔水材料C密封。81×進(jìn)塔水流量Q(立方米/秒)×進(jìn)塔水壓即水頭H(米)Q——流量,循環(huán)冷卻水流量,多少噸位的循環(huán)冷卻水即有多少立方米/秒的水量。
毫無(wú)疑問(wèn),雙軸水輪發(fā)電機(jī)的雙軸可以脫離水面,用來(lái)帶動(dòng)雙軸發(fā)電機(jī)。圖2是雙軸發(fā)電機(jī)的原理結(jié)構(gòu)圖。虛線框內(nèi)是雙軸水輪機(jī)W,它向虛線框外的雙軸發(fā)電機(jī)提供雙軸動(dòng)力。此雙軸發(fā)電機(jī)可使用1動(dòng)力軸或2動(dòng)力軸G,它的轉(zhuǎn)子B固定在雙軸發(fā)電機(jī)的鏈索(聯(lián)軸帶)F上,它的定子E可以另外使用機(jī)架。H是此種雙軸發(fā)電機(jī)的密封層。水輪機(jī)的導(dǎo)水機(jī)構(gòu)一般由控制環(huán)、導(dǎo)葉臂、頂蓋、活動(dòng)導(dǎo)葉(見圖2)和底環(huán)等組成。
水輪發(fā)電機(jī)作為水輪機(jī)和發(fā)電機(jī)的組合,轉(zhuǎn)子和定子的密封技術(shù)較為復(fù)雜,雙軸水輪發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子和定子的密封,顯然不需要復(fù)雜的技術(shù)。關(guān)鍵在于,使用雙軸電動(dòng)機(jī)和雙軸水輪發(fā)電機(jī),不需要很高的成本,就能制造組合成具有超級(jí)發(fā)電能力的水輪發(fā)電機(jī)。我國(guó)長(zhǎng)江上游有很多流水急深的地方,在那些地方建造千米級(jí)長(zhǎng)度的雙軸水輪發(fā)電機(jī),應(yīng)該能得到數(shù)倍甚至數(shù)十倍于葛洲壩發(fā)電站的電量。(4)系統(tǒng)外過(guò)濾是由單獨(dú)的液壓泵對(duì)油箱內(nèi)的油液進(jìn)行循環(huán)過(guò)濾,它可有效地保護(hù)調(diào)速系統(tǒng)內(nèi)的各主要液壓元件。
水輪機(jī)及大型水泵安裝過(guò)程中的安全注意事項(xiàng)有哪些
(1)設(shè)備使用脫漆劑或清掃時(shí),工作人員應(yīng)戴口罩和皮手套;清掃現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)配備滅火器,不準(zhǔn)抽煙,與火種保持安全距離;
?。?)組合分瓣大件時(shí),作業(yè)人員手腳不得伸入組合面內(nèi)以防擠傷;
?。?)設(shè)備翻身時(shí),下方應(yīng)設(shè)置方木或墊層予以保護(hù),設(shè)備下方不得有人逗留;
(4)高處作業(yè)時(shí),應(yīng)有牢固的工作平臺(tái),作業(yè)人員要系安全帶;
?。?)進(jìn)入鋼管(流道)、蝸殼、轉(zhuǎn)輪室和尾水管等封閉部位作業(yè)時(shí),應(yīng)有兩人以上,必須戴安全帽,要有足夠照明并備帶手電。同時(shí)做好防止鋼管蝸殼充水的安全措施;
(6)吊裝設(shè)備時(shí),設(shè)備上不得站人,其下方不得有人工作或停留。設(shè)備就位穩(wěn)固后,方能在其上進(jìn)行工作;
(7)軸流式機(jī)組安裝時(shí),轉(zhuǎn)輪室內(nèi)應(yīng)有安全防護(hù)平臺(tái),混流式機(jī)組應(yīng)在基礎(chǔ)下搭設(shè)平臺(tái),防止作業(yè)人員墜落;
?。?)水輪機(jī)、水泵過(guò)水部分的進(jìn)入門封堵前應(yīng)由兩名工作人員進(jìn)入內(nèi)部檢查,確認(rèn)無(wú)人后才能封閉。
水輪機(jī)是把水流的能量轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)機(jī)械能的動(dòng)力機(jī)械,它屬于流體機(jī)械中的透平機(jī)械。
早在公元前100年前后,中國(guó)就出現(xiàn)了水輪機(jī)的雛形——水輪,用于提灌和驅(qū)動(dòng)糧食加工器械。
現(xiàn)代水輪機(jī)則大多數(shù)安裝在水電站內(nèi),用來(lái)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。在水電站中,上游水庫(kù)中的水經(jīng)引水管引向水輪機(jī),推動(dòng)水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn),帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。作完功的水則通過(guò)尾水管道排向下游。水頭越高、流量越大,水輪機(jī)的輸出功率也就越大。