第三章　压缩空气系统

第一节　水电站压缩空气的用途

一、空气的使用特性

空气具有良好的弹性(可压缩性),是储存压能的良好介质。压缩空气使用方便,安全环保,易于储存和输送,所需设备简单经济。在水电站中,压缩空气广泛应用于机组的安装、检修和运行中。

二、水电站压缩空气的用气对象

水电站中压缩空气的用气对象主要有下列几种:

(1)油压装置的压油槽用气:作为水轮机调节、进水阀和液压控制元件的操作能源,额定压力以前常用2.5MPa,现在多用4.0MPa、6.3MPa及以上。为了达到干燥目的,供气压力更高。

(2)机组停机时的制动装置用气:额定压力为0.7MPa。

(3)机组作调相运行时向转轮室压水用气:额定压力一般为0.7MPa,目前有少量大中型机组采用4～6MPa。

(4)安装、检修时风动工具及吹污清扫用气:额定压力为0.7MPa。

(5)水轮机导轴承检修密封围带用气:额定压力为0.7MPa。

(6)蝶阀止水围带用气:额定压力比作用水压力大0.2～0.4MPa。

(7)寒冷地区的水工闸门、拦污栅及调压井等的防冻吹冰用气:工作压力为0.3～0.4MPa,为了防止供气管凝水结冰,供气压力一般为0.7MPa。

(8)气垫式调压室用气:额定压力一般为1～5MPa,用气量大。

(9)配电装置用气:作为操作能源,六氟化硫等断路器的额定压力一般为2.5MPa及以上,空气断路器已淘汰,为了达到干燥目的,供气压力通常在10MPa以上,随着大量新型断路器的应用,配电装置用气逐步减少。

(10)其他用气:发电机封闭母线微正压用气(0.7MPa)、灯泡式机组发电机舱密闭增压散热用气(0.7MPa)、高水头电站的水轮机强迫补气(0.7MPa)、小型电站的橡胶坝用气、可逆式机组水泵工况的压水启动用气等。

压缩空气系统常简称气系统。在水电站中,按照其最高压力,一般划分为高压、中压和低压3个压力范围:压力在10～100MPa为高压;压力在1.6～10MPa为中压;1.6MPa以下为低压。配电装置一般布置在厂外,气压要求高,称为厂外高压气系统;油压装置设在厂内,气压要求较高,称为厂内中压气系统;气垫式调压室多布置在厂外,气压要求较高,称为厂外中压气系统;机组制动、调相压水、空气围带和风动工具及吹扫等都设在厂内,气压要求较低,称为厂内低压气系统;水工闸门、拦污栅及调压井等都在厂外,其防冻吹冰气压要求低,称为厂外低压气系统。

三、压缩空气系统的任务和组成

1.气系统的任务

水电站气系统的任务就是随时满足用气设备对压缩空气的气量要求,并且保证压缩空气的质量(气压、干燥程度和清洁程度)。为此,必须正确地选择压缩空气设备,设计合理的气系统,并且实行自动控制。

2.气系统的组成

水电站气系统一般由空气压缩装置、供气管网、用气设备和测量控制元件组成。

(1)空气压缩装置:包括空气压缩机(简称空压机)及其附属设备,水电站中常用活塞式空压机,其附属设备主要有储气罐、气水分离器和冷却器等。

(2)供气管网:由干管、支管和各种管件组成,把压缩空气按要求输送给用气设备,管道表面涂成白色。

(3)用气设备:油压装置压油槽、制动风闸、风动工具等。

(4)测量控制元件:包括各种自动化测量和控制元件,如温度信号器、压力信号器和电磁阀等,用以实现气系统的自动监控,保证压缩空气的气量和质量要求,确保设备安全运行。