正規(guī)小水電站施工架構(gòu)及工作原理詳解
目前 ,，我國(guó)多省份，尤其是欠發(fā)達(dá)地區(qū)確實(shí)存在投資低,、效益差的小水電站影響生態(tài)環(huán)境的問(wèn)題,，為了在排查工作中更清晰地了解小水電站的施工架構(gòu)以及工作原理,，我們不妨先學(xué)習(xí)一下正規(guī)小水電站的工作原理是什么樣的。
1．水輪機(jī)有哪些工作參數(shù),？
水輪機(jī)的基本工作參數(shù)有水頭,、流量、轉(zhuǎn)速,、出力和效率,。
水輪機(jī)水頭是指水輪機(jī)進(jìn)口斷面與其出口斷面的單位重量水流能量的差值，用H表示,，單位為m,。
水輪機(jī)流量是指單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)水輪機(jī)過(guò)水?dāng)嗝娴乃黧w積。
水輪機(jī)轉(zhuǎn)速是指水輪機(jī)主軸每分鐘旋轉(zhuǎn)的次數(shù)。
水輪機(jī)出力是指水輪機(jī)軸端輸出的功率,。
水輪機(jī)效率是指水輪機(jī)出力與水流出力之比,。
2．水輪機(jī)有哪幾種類型？
水輪機(jī)可分為反擊式和沖擊式兩大類,。反擊式水輪機(jī)包括混流式水輪機(jī)(HL),、軸流定槳式水輪機(jī)(ZD)、軸流轉(zhuǎn)槳式水輪機(jī)(ZZ),、斜流式水輪機(jī)(XL),、貫流定獎(jiǎng)式本輪機(jī)(GD)和貫流轉(zhuǎn)槳式水輪機(jī)(GZ)六種型式,。
沖擊式水輪機(jī)包括水斗式(切擊式)水輪機(jī)(CJ),、斜擊式水輪機(jī)(XJ)和雙擊式水輪機(jī)(SJ)三種形式。
3．什么是反擊式水輪機(jī)和沖擊式水輪機(jī),？
將水流的位能,、壓能和動(dòng)能轉(zhuǎn)換成固體機(jī)械能的水輪機(jī)稱為反擊式水輪機(jī)。
將水流的動(dòng)能轉(zhuǎn)換成固體機(jī)械能的水輪機(jī)稱為沖擊式水輪機(jī),。
4．混流式水輪機(jī)的特點(diǎn)及適用范圍,？
混流式水輪機(jī)又稱法蘭斯式水輪機(jī)，水流由徑向進(jìn)入轉(zhuǎn)輪,，大體沿軸向流出,。混流式水輪機(jī)應(yīng)用水頭范圍較大,，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,，運(yùn)行可靠，效率高,。是現(xiàn)代應(yīng)用最廣泛的水輪機(jī)之一,。水頭適用范圍50～700m。
5．輪流式水輪機(jī)的特點(diǎn)及適用范圍,？
軸流式水輪機(jī),，轉(zhuǎn)輪區(qū)域內(nèi)水流沿軸向流動(dòng)，水流在導(dǎo)葉與轉(zhuǎn)輪間由徑向轉(zhuǎn)為軸向,。
定槳式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,但它在偏離設(shè)計(jì)工況時(shí)效率會(huì)急劇下降,適用于功率不大及水頭變化幅度較小的電站,一般水頭范圍3～50m,。轉(zhuǎn)槳式結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，它通過(guò)槳葉的轉(zhuǎn)動(dòng)與導(dǎo)葉的轉(zhuǎn)動(dòng)相互配合,，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)葉與槳葉的雙重調(diào)節(jié),，擴(kuò)大了高效區(qū)的出力范圍，有較好的運(yùn)行穩(wěn)定性,。目前,，應(yīng)用水頭范圍從幾米直到50～70m。
6．水斗式水輪機(jī)的特點(diǎn)及適用范圍？
水斗式水輪機(jī)又稱培爾頓(Petion)水輪機(jī),，它靠從噴嘴出來(lái)的射流沿轉(zhuǎn)輪圓周切線方向沖擊轉(zhuǎn)輪斗葉而做功,。水斗式水輪機(jī)應(yīng)用水頭較高，小型水斗式用于水頭40～250m,，大型水斗式用在水頭400～4500m,。
7．斜擊式水輪機(jī)的特點(diǎn)及適用范圍？
斜擊式水輪機(jī),，噴嘴出來(lái)的射流,，在進(jìn)口與轉(zhuǎn)輪平面成一角(通常為22．5度)。這種水輪機(jī)用在中小型水電站中,，水頭適用范圍在400m以下,。
8．水斗式水輪機(jī)的基本構(gòu)造如何？
水斗式水輪機(jī)有以下幾個(gè)過(guò)流部件,，它們的主要功用如下：
(1)噴嘴由上游壓力水管來(lái)的水流經(jīng)噴嘴后形成一股射流沖擊到轉(zhuǎn)輪上,，在噴嘴內(nèi)水流的壓力能被轉(zhuǎn)換成射流的動(dòng)能。
(2)噴針借助于噴針的移動(dòng),，改變用噴嘴噴出的射流直徑,，因而也改變了水輪機(jī)的進(jìn)水流量。
(3)轉(zhuǎn)輪它由圓盤和固定在它上面的若干個(gè)水斗組成,，射流沖向水斗,，將自己的動(dòng)能傳給水斗，從而推動(dòng)轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)作功,。
(4)折向器它位于噴嘴和轉(zhuǎn)輪之間,，當(dāng)水輪機(jī)突減負(fù)荷時(shí)，折向器迅速地使噴向水斗的射流偏轉(zhuǎn),。此時(shí)噴針將緩慢地關(guān)閉到與新負(fù)荷相適應(yīng)位置,。當(dāng)噴針?lè)€(wěn)定在新位置后，折向器又回到射流原來(lái)位置,，準(zhǔn)備下一次動(dòng)作,。
(5)機(jī)殼使作完功的水流流暢地排至下游，機(jī)殼內(nèi)壓力與大氣壓相當(dāng),。機(jī)殼也用來(lái)支撐水輪機(jī)軸承,。
9．如何讀懂得水輪機(jī)的牌號(hào)？
根據(jù)我國(guó)JBB84－74"水輪機(jī)型號(hào)編制規(guī)則"規(guī)定,，水輪機(jī)牌號(hào)由三部分組成,，每一部分之間用"－"分開(kāi)。第一部分的符號(hào)是該水輪機(jī)型式的漢語(yǔ)拼音的第一個(gè)字母,，阿拉伯?dāng)?shù)字表示該水輪機(jī)的特征比轉(zhuǎn)速,。第二部分由兩個(gè)漢語(yǔ)拼音字母組成,，前一個(gè)表示水輪機(jī)主軸的布置型式，后一個(gè)表示引水室特征,。第三部分是以厘米為單位的轉(zhuǎn)輪標(biāo)稱直徑,。
10．各種類型水輪機(jī)的標(biāo)稱直徑是如何規(guī)定的？
混流式水輪機(jī)標(biāo)稱直徑是轉(zhuǎn)輪葉片進(jìn)口邊上的最大直徑,，即轉(zhuǎn)輪下環(huán)與葉片進(jìn)口邊交點(diǎn)處直徑,。
軸流式和斜流式水輪機(jī)標(biāo)稱直徑是轉(zhuǎn)輪葉片軸線與轉(zhuǎn)輪室相交處的轉(zhuǎn)輪室內(nèi)徑。
水斗式水輪機(jī)標(biāo)稱直徑是轉(zhuǎn)輪與射流中正線相切的節(jié)圓直徑,。
11．水輪機(jī)產(chǎn)生汽蝕的主要原因是什么,？
水輪機(jī)產(chǎn)生汽蝕的原因比較復(fù)雜，一般認(rèn)為：水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪內(nèi)壓力分布不均勻,，如轉(zhuǎn)輪相對(duì)下游水位要裝得過(guò)高,，高速水流流經(jīng)低壓區(qū)時(shí)，易于達(dá)到汽化壓力而產(chǎn)生汽泡,。當(dāng)水流流到高壓區(qū)時(shí),，由于壓力增大,，汽泡凝結(jié),，水流質(zhì)點(diǎn)以高速度向汽泡中心的撞擊，以填充凝結(jié)所產(chǎn)生的空隙,，從而產(chǎn)生極大的水力沖擊和電化學(xué)作用,，使葉片受到剝蝕產(chǎn)生麻點(diǎn)及蜂窩性孔隙，甚至被穿透而形成孔洞,。
12．預(yù)防水輪機(jī)產(chǎn)生汽蝕的主要措施有哪些,？
水輪機(jī)汽蝕的后果是使水輪機(jī)產(chǎn)生噪音、振動(dòng)和效率急劇降低,，使葉片受到剝蝕,，產(chǎn)生麻點(diǎn)及蜂窩性孔隙，甚至被穿透而形成孔洞,，選自.投標(biāo)書代寫網(wǎng) yipai178.com 從而使機(jī)組受到損壞不能運(yùn)行,。因此在運(yùn)行中應(yīng)力求避免汽蝕。目前,，預(yù)防和減輕汽蝕損壞的主要措施有：
(1)正確進(jìn)行水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的設(shè)計(jì),，減小水輪機(jī)汽蝕系數(shù)。
(2)提高制造質(zhì)量,，保證葉片的幾何形狀和相對(duì)位置正確,，注意表面平滑光潔。
(3)采用抗汽蝕材料,，減輕汽蝕破壞如不銹鋼轉(zhuǎn)輪,。
(4)正確確定水輪機(jī)的安裝高程,。
(5)改善運(yùn)行條件，不使水輪機(jī)長(zhǎng)期地在低水頭和低負(fù)荷下運(yùn)行,。通常不允許水輪機(jī)在低出力(如低于50％額定出力)下運(yùn)行,，對(duì)于多機(jī)組的水電站，要避免單機(jī)長(zhǎng)期低負(fù)荷和超負(fù)荷運(yùn)行,。
(6)及時(shí)檢修,，并注意修補(bǔ)焊接的打磨質(zhì)量，避免汽蝕破壞的惡性發(fā)展,。
(7)采用補(bǔ)氣裝置,，向尾水管中送入空氣，消除可能產(chǎn)生汽蝕的過(guò)大真空,。
13.大中小型小電站是如何劃分的,？
按現(xiàn)行部標(biāo)，裝機(jī)容量小于50000kW的為小型,；裝機(jī)容量50000～250000kW的為中型,；裝機(jī)容量大于250000kW為大型。
14.水力發(fā)電的基本原理是什么,？
水力發(fā)電就是利用水力(具有水頭)推動(dòng)水力機(jī)械(水輪機(jī))轉(zhuǎn)動(dòng),，將水能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，如果在水輪機(jī)上接上另一種機(jī)械(發(fā)電機(jī))隨著水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)便可發(fā)出電來(lái),，這時(shí)機(jī)械能又轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?。水力發(fā)電在某種意義上講是水的勢(shì)能變成機(jī)械能，又變成電能的轉(zhuǎn)換過(guò)程,。
15.水力資源的開(kāi)發(fā)方式和水電站的基本類型有哪幾種,？
水力資源的開(kāi)發(fā)方式是按照集中落差而選定，大致有三種基本方式：即堤壩式,、引水式和混合式等,。
（1）堤壩式水電站是指在河道中建大壩，集中落差,，有一定水庫(kù)庫(kù)容,，電站就處在壩后附近的水電站。
（2）引水式水電站是指完全利用河道的天然落差引水發(fā)電,，無(wú)水庫(kù),，無(wú)調(diào)節(jié)能力，電站處在下游較遠(yuǎn)河道上的水電站,。
（3）混合式水電站是指電站利用的落差,，一部分由筑壩形成，一部分是利用河道天然落差,，有一定的庫(kù)容,，電站處在下游較遠(yuǎn)河道上的水電站,。
16.什么是流量、徑流總量,、多年平均流量,？
流量是指單位時(shí)間內(nèi)水流通過(guò)河流(或水工建筑物)過(guò)水?dāng)嗝娴捏w積，以立方米/秒表示,；
徑流總量是指在一個(gè)水文年內(nèi)通過(guò)河流該斷面水流總量之和,，以104m3或108m3表示；
多年平均流量是指河流斷面按已有水文系列計(jì)算的多年流量平均值Q3/S表示,。
17.小型水電站樞紐工程主要由哪幾部分組成,？
主要由擋水建筑物(壩)、泄洪建筑物(溢洪道或閘),、引水建筑物(引水渠或隧洞,，包括調(diào)壓井)及電站廠房(包括尾水渠、升壓站)四大部分組成,。
18.什么是徑流式水電站,？其特點(diǎn)是什么？
無(wú)調(diào)節(jié)水庫(kù)的電站稱為徑流式水電站,。此種水電站按照河道多年平均流量及所可能獲得的水頭進(jìn)行裝機(jī)容量選擇,。枯水期發(fā)電量急劇下降,，小于50％,，有時(shí)甚至發(fā)不出電,，即受河道天然流量的制約,，而豐水期又有大量的棄水。
19.何謂出力,？怎樣估算水電站的出力和計(jì)算水電站的發(fā)電量,？
在水電站(廠)中，水輪發(fā)電機(jī)組發(fā)出的電力功率稱為出力,，河川中某斷面水流的出力則表示該段水能資源,。所謂水流的出力就是單位時(shí)間內(nèi)的水能。N=9．81ηQH式中,，Q為流量(m3/S),；H為水頭(m)；N為水電站出力(W),；η為水輪發(fā)電機(jī)的效率系數(shù),。對(duì)于小型水電站出力近似公式為N=(6．0～8．0)QH。年發(fā)電量公式為E=NT式中,，N為平均出力,；T為年利用小時(shí)數(shù),。
20.什么是裝機(jī)年利用小時(shí)？
指水輪發(fā)電機(jī)組在年內(nèi)平均滿負(fù)荷運(yùn)行的時(shí)間,。它是衡量水電站經(jīng)濟(jì)效益的重要指標(biāo),，小水電站年利用小時(shí)要求達(dá)到3000小時(shí)以上。
21.什么是日調(diào)節(jié),、周調(diào)節(jié),、年調(diào)節(jié)和多年調(diào)節(jié)？
（1）日調(diào)節(jié)：是指一晝夜內(nèi)進(jìn)行的徑流重新分配,，即調(diào)節(jié)周期為24小時(shí),。
（2）周調(diào)節(jié)：調(diào)節(jié)周期為一周(7天)的。
（3）年調(diào)節(jié)：對(duì)徑流在一年內(nèi)重新分配,，當(dāng)汛期洪水到來(lái)發(fā)生棄水,，僅能存蓄洪水期部分多余水量的徑流調(diào)節(jié)，稱不完全年調(diào)節(jié)(或季調(diào)節(jié)),；能將年內(nèi)來(lái)水完全按用水要求重新分配,，又不需要棄水的徑流調(diào)節(jié)稱完全年調(diào)節(jié)。
（4）多年調(diào)節(jié)：當(dāng)水庫(kù)容積足夠大的可把多年期間的多余水量存在水庫(kù)中,，然后以豐補(bǔ)欠,，分配在若干枯水年才用的年調(diào)節(jié)，稱多年調(diào)節(jié),。
22.什么是河流的落差,？
所被利用河流段的兩個(gè)斷面水面的高程差稱為落差；河源與河口兩個(gè)斷面水面的高程差稱為總落差,。
23.什么是降水量,、降水歷時(shí)、降水強(qiáng)度,、降水面積,、暴雨中心？
降水量是為一定時(shí)段內(nèi)降落在某一點(diǎn)或某一集而面積上的總水量,，以mm表示,。
降水歷時(shí)是指降水的持續(xù)時(shí)間。
降水強(qiáng)度是指單位時(shí)間內(nèi)的降水量：以mm/h此表示,。
降水面積是指降水所籠罩的水平面積,，以km2表示。
暴雨中心是指暴雨集中的較小的局部區(qū)域,。
24.什么是工程投資概算,？工程投資估算及工程預(yù)算？
工程概算是以貨幣形式編制工程所需全部建設(shè)資金的技術(shù)經(jīng)濟(jì)文件,。初步設(shè)計(jì)總概算則是初步設(shè)計(jì)文件的重要組成部分,，是考核經(jīng)濟(jì)合理性的主要依據(jù),。經(jīng)批準(zhǔn)的總概算是國(guó)家承認(rèn)基本建設(shè)投資重要指標(biāo)，也是編制基本建設(shè)計(jì)劃和招投標(biāo)設(shè)計(jì)的依據(jù),。工程投資估算是在可研階段做出的投資數(shù),。工程預(yù)算是在施工階段做出的投資數(shù)。
25.水電站主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有哪些,？
(1)單位千瓦投資,，是每千瓦裝機(jī)需要的投資。
(2)單位電能投資,，是每千瓦時(shí)電量需要的投資,。
(3)電能成本，是每千瓦時(shí)電量支付的費(fèi)用,。
(4)裝機(jī)年利用小時(shí)數(shù),，是衡量水電站設(shè)備利用程度。
(5)電能售價(jià),，是每千瓦時(shí)電量售給電網(wǎng)的價(jià)格,。
26.水電站主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)如何計(jì)算？
水電站主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)按下列公式計(jì)算：
（1）單位千瓦投資=水電站建設(shè)總投資/水電站總裝機(jī)容量
（2）單位電能投資=水電站建設(shè)總投資/水電站多年平均發(fā)電量
（3）裝機(jī)年利用小時(shí)數(shù)=多年平均發(fā)電量/總裝機(jī)容量
