10431

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

А. В.Февралев

ПОДБОР ОБОРУДОВАНИЯ СИСТЕМЫ ОСУШЕНИЯ ПРОТОЧНОЙ ЧАСТИ ГИДРОАГРЕГАТА

Учебно-методическое пособие по выполнению расчетно-графической работы как раздела комплексного кур-

сового проекта для обучающихся по дисциплине «Оборудование гидросооружений и гидроэлектростанций» направления подготовки 08.05.01 «Строительство уникальных зданий и сооружений», специализации «Строительство гидротехнических сооружений повышенной ответственности»

Нижний Новгород ННГАСУ

2018

2

УДК 621.311

Февралев, А. В. Подбор оборудования системы осушения проточной части гидроагрегата. [Электронный ресурс]: учеб.-метод. пос. /А. В. Февралев; Нижегор. гос. архитектур.-строит. ун-т. – Н. Новгород: ННГАСУ, 2017. – 25 с.–

1электрон.опт. диск (CD-RW).

Впособиирассматривается система осушения проточной части здания ГЭС; дается методика подбора оборудования этой системы; предлагается компоновка и размещение оборудования осушения.

Ключевые слова: здание ГЭС; осушение; насосное оборудование; насосная станция.

Предназначено для обучающихся в ННГАСУ по дисциплине «Оборудование гидросооружений и гидроэлектростанций» направления подготовки 08.05.01 «Строительство уникальных зданий и сооружений», специализации «Строительство гидротехнических сооружений повышенной ответственности»

© А. В. Февралев, 2018

© ННГАСУ, 2018

3

СОДЕРЖАНИЕ

1.Система осушения проточной части гидроагрегата…………………….. 5

1.1.Схемы систем осушения……………………………………………... 5

1.2.Необходимость осушения проточной части………………………... 7

1.3.Объем и время осушения…………………………………………….. 7

2.1.Определение параметров насоса…………………………………….. 9

2.2.Определение диаметра и длины напорного трубопровода………... 11

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК………………………………………. 24

4

ВВЕДЕНИЕ

Студенты, обучающиеся по специальности 08.05.01 «Строительство уникальных зданий и сооружений», специализация «Строительство гидротехнических сооружений повышенной ответственности», изучают дисциплину «Проектирование гидротехнических и энергетических сооружений». В рамках дисциплины предусматривается выполнение комплексного курсового проекта (ККП), раздела 3 «Проектирование гидротехнических и энергетических сооружений», в котором выполняется проектирование здания ГЭС.

Настоящее пособие обеспечивает методическое сопровождение выполнения названного проекта.

Выполнение Раздела 3 ККП основывается на результатах Раздела 1 ККП, в котором разработана компоновка здания ГЭС в гидроузле, и Раздела 2 ККП – подбора гидроэнергетического оборудования.

5

1.СИСТЕМА ОСУШЕНИЯ ПРОТОЧНОЙ ЧАСТИ ГИДРОАГРЕГАТА

1.1.Схемы систем осушения

Основные схемы осушения проточной части представлены на рис. 1[1].

Рисунок 1.

На русловых и приплотинных ГЭС, расположенных на мягких грунтах, где есть фундаментная плита значительной толщины, рекомендуется рассматривать применение схемы опорожнения с двумя потернами – рис. 2 (в этом случае арматура размещается в "сухой" потерне); где фундаментная плита имеет незначительную толщину, рекомендуется располагать сливной коллектор из отсасывающих труб под отсасывающими трубами, сливной коллектор соединить с отсасывающей трубой с помощью сливного клапана, а дистанционный привод клапана выводить в ближайшее помещение над отсасывающими трубами (рис. 3).

7

1.2. Необходимость осушения проточной части

Необходимость осушения проточноготракта гидротурбины возникает при ремонтах и осмотрах элементов гидротурбины [1].

При перекрытии водоприемного отверстия со стороны верхнего бьефа затвором часть воды, находящейся выше УНБ, сливается самотеком до уровня нижнего кольца статора турбины. Однако, если УНБ превышает этот уровень, то слив самотеком возможен только до УНБ. Вода из остальной части должна удаляться принудительно.

После слива самотеком необходимо перекрыть выход отсасывающей трубы затвором, отделив тем самым проточный тракт от нижнего бьефа. Следует иметь в виду, что нормальная работа уплотнений затворов начинается лишь после образования некоторого перепада давления воды на затворе отсасывающей трубы. Поэтому необходимо, чтобы этот перепад возник как можно быстрее. Это может быть достигнуто или откачкой сравнительно мощным насосом, или сливом воды в дополнительную емкость; емкость обычно располагается под монтажной площадкой. В дальнейшем из емкости производится откачка воды насосами в нижний бьеф под минимальный УНБ.

1.3. Объем и время осушения

Объем осушения Wосуш(после слива самотеком) складывается из объема водыV1, оставшейся в турбинном водоводе, в турбинной камере и в отсасывающей трубе. Кроме того, к объемуV1следует добавить объем протечек через неплотности затвора отсасывающей трубы. Этот объем определяется расходом, равным q=0,5 л/с на 1 м периметра затвора [1].

Система осушения рассчитывается таким образом, чтобы длительность откачки составляла Тосуш=4-8 ч.

Ориентировочно объем оставшейся воды можно оценить по рис. 4.

8

Рисунок 4 – Объем осушения в зависимости от диаметра рабочего колеса:

1 – для ПЛ турбин; 2 – для РО-турбин; D1 – диаметр рабочего колеса; V1 - объем оставшейся воды в проточной части

9

2.ПОДБОР НАСОСОВ

2.1.О пределение параметров насоса

Для подбора насоса необходимо знать его подачу (расход воды) Qосуш и напор, который должен развивать насос Носуш.

Требуемая подача на соса, м3/с, может быть определена п о формуле [2]:

Qосуш=V1/Тосуш+ qРзатв,

где Рзатв – периметр затвора отсасывающей трубы, м. Требуемый напор насоса вычисляется по зависимости:

Носуш=Нст+hc,

где Нст – статический напо р, т. е. напор при нулевой подаче насоса; hc – потери напора в трубопроводе или сети трубопроводов (местные и по длине во всасывающем и напорном трубопроводах), т. е. hc= hл+ hм.

Статический напор можно рассчитать как:

Нст=УНБмакс – УОТ,

где УНБмакс – максимальный уровень нижнего бьефа; УОТ – минимальная отметка дна отсасывающей трубы.

Потери напора по длине определяются формулой [3]:

здесь λ – коэффициент сопротивления по длине(табл. 1) или [3 ]; l – длина трубопровода; d – его диамет р; v – скорость воды в трубопроводе.

Скорость воды вычисляется по зависимости:

v=Qосуш/ω,

где ω – площадь живого се чения трубопровода.

Скорость не должна превышать 3,5-6 м/с.

10

Таблица 1 - Значение коэффициента сопротивления λ [3]

Местные потери напора определяются по формуле [3]:

где ζ – коэффициент местного сопротивления.

Таблица 2 - Коэффициент ζ для всасывающих и обратны х клапанов

Следует учесть следующие сопротивления: всасывающий клапан насоса, обратный клапан (на напорном трубопроводе, препятствует поступлению воды из НБ в неработающий насос) – табл. 2, три-четыре плавных поворота под углом 900, выход из трубопровода в НБ. Коэффициенты сопротивления можно определить по [3].