Курсовая работа: Энергоаудит на гидроэлектростанции

Сервомотор, установленный со стороны правого берега, соединен с валом выключателя колонки регулятора и командоаппаратом НА стальными тягами, которые выполняют роль обратной связи.

На одном из сервомоторов установлен стопор для фиксации НА в закрытом положении, имеющий малый сервомотор и золотник, управляемый из колонки регулятора. Поршень стопора связан с вилкой, которая, опускаясь, препятствует движению поршня сервомотора турбины на открытие.

Стопор сервомотора связан блокировочным устройством с гидроклапаном и механизмами регулятора так, что обеспечивается очередность их включения и выключения.

Протечки масла через сальниковые уплотнения и масло из полостей цилиндров сервомоторов отводятся по трубопроводам в сливной бак МНУ.

Гидрогенератор(рисунок 1.3) выполнен в зонтичном исполнении с подпятником, опирающимся на крышку турбины, и с одним направляющим подшипником, установленным в верхней крестовине[2]. На вал-надставке, крепящейся к втулке ротора гидрогенератора, размещены кольца контактные и генератор регуляторный.

Рисунок 1.3 – Гидрогенератор (СВ 1210/122–60)

Статор разъемный состоит из пяти секторов. Сердечник статора набран из сегментов электротехнической стали толщиной 0,5 мм, лакированных с обеих сторон. Сердечник статора по высоте состоит из пакетов, между которыми по каналам проходит охлаждающий воздух. Нажимные элементы сердечника выполнены из немагнитной стали.

Обмотка статора стержневая, волновая, двухслойная. Корпусная изоляция стержней обмотки, перемычек и шин – термореактивная по нагревостойкости соответствует классу F по ГОСТ 8865–87, при нагреве по классу В.

Конструкция ротора – разъемная, допускает выем остова ротора без обода и полюсов. Ротор гидрогенератора состоит из остова, обода и полюсов.

Остов ротора состоит из вал-надставки, втулки ротора и шести отъемных спиц коробчатого сечения. Обод ротора нашихтован из стальных сегментов толщиной 4 мм, смещенных по окружности на полюсное деление. По высоте обод ротора разделен на пакеты, а на торцах обода ротора встроены центробежные вентиляторы. Образованные пакетами каналы и центробежные вентиляторы обеспечивают эффективное охлаждение активных частей гидрогенератора.

Полюса крепятся к ободу ротора с помощью двух Т-образных хвостов каждый. Сердечники полюсов нашихтованы из стали толщиной 1 мм. Катушки полюсов выполнены из голой шинной меди специального профиля. Полюса ротора снабжены продольно-поперечной демпферной обмоткой.

Подпятник – однорядный на четырнадцати гидравлических опорах с автоматическим выравниванием нагрузки на сегменты. Поверхность трения сегментов облицована эластичным металлопластмассовым покрытием. Масло охлаждается при помощи встроенных в масляную ванну четырнадцати маслоохладителей V-образного типа. Крестовина выполнена лучевого типа и состоит из центральной части и десяти отъемных лап двутаврового сечения. В центральную часть крестовины встроен направляющий подшипник с маслоохладителями. Подшипник имеет десять самоустанавливающихся вкладышей, облицованных баббитом. Самоустановка вкладышей осуществляется за счет сочетания опорных поверхностей «цилиндр-плоскость», позволяющих вкладышу поворачиваться на некоторый угол вокруг продольной оси. Система смазки подшипника – переливная. Масло охлаждается при помощи встроенных в масляную ванну подшипника десяти секционированных маслоохладителей V‑образного типа.

Система вентиляции гидрогенератора радиальная, замкнутая с охлаждением воздуха в десяти воздухоохладителях, размещенных на обшивке корпуса статора.

Торможение и подъем вращающихся частей гидроагрегата осуществляется двадцатью тормозами домкратами, установленными под ротором гидрогенератора на фундаментных опорах. Гидрогенератор снабжен водяной системой пожаротушения.

Автоматика и контроль. Гидрогенератор оснащен системами водо- и маслоснабжения, пожаротушения, теплового контроля защиты подпятника и подшипника.

Регуляторный синхронный генератор трехфазного тока с возбуждением от постоянных магнитов предназначен для питания электрогидравлического регулятора скорости вращения гидроагрегата.

1.3 Технические требования к работе гидротурбины

По данным, полученным при испытаниях модели турбины в гидравлической лаборатории, завод-изготовитель дает гарантии коэффициента полезного действия (кпд) и мощности поставляемой турбины для определенных режимов работы гидроэлектростанции. Однако вследствие неизбежного различия условий работы модели в лаборатории и действительной турбины на месте установки, а также вследствие отсутствия точных формул пересчета кпд модели на действительную турбину, фактические данные несколько отличаются от гарантийных. Поэтому необходимы испытания турбины на месте ее установки. Такие испытания дают верное представление о кпд, мощности и пропускной способности турбины в рабочих условиях и позволяют наиболее правильно использовать ее в эксплуатации.

Иногда бывает желательно провести испытания по определению кпд турбины после длительной ее эксплуатации, чтобы узнать, насколько изменились значения кпд вследствие износа элементов проточной части турбины. Знать это необходимо, так как заменой изношенных частей новыми или сменой всего рабочего колеса можно значительно повысить кпд турбины и выработку энергии.

Испытания по определению кпд поворотнолопастных турбин занимают значительно больше времени, чем испытания радиально-осевых турбин. Объясняется это тем, что для получения оптимальных условий работы поворотнолопастной турбины требуется снимать несколько пропеллерных характеристик, определяя зависимость для ряда углов установки лопастей рабочего колеса турбины, закрепленных неподвижно на время испытаний.

После построения пропеллерных характеристик строят рабочую характеристику турбины, огибающую вершины пропеллерных характеристик и дающую зависимость максимальных значений кпд от нагрузки (рисунок 1.5). Определенная такими испытаниями рабочая характеристика поворотнолопастной турбины одновременно решает вопрос о наилучшей комбинаторной связи для данного напора. Поэтому профиль клина комбинатора, в случае обнаруженных отклонений, должен быть прокорректирован в соответствии с полученными данными испытаний.

Рисунок 1.4 – Эксплуатационная характеристика

Рабочая характеристика турбины служит для проверки гарантий кпд, выданных заводом-изготовителем. Результатом нарушений данных условий может привести к ненормальным режимам работы гидротурбины в целом. Следствием может являться кавитация.

Под кавитацией понимают динамический процесс, характеризующийся местным разрывом сплошности жидкости с образованием парогазовых полостей и последующим их смыканием.

Развитая кавитация приводит к падению кпд турбины, пульсациям давления, в потоке, к опасным вибрациям всего гидроагрегата. Следствие кавитации – кавитационная эрозия, которая разрушает детали проточной

Рисунок 1.5 – Рабочие характеристики различных типов гидротурбин