3压缩空气系统.pptx

LOGO3 压缩空气系统压缩空气系统 23 压缩空气系统压缩空气系统3 1概述 2空气压缩装置 3 3机组制动供气4机组调相压水供气3 5风动工具、空气围带和防冻吹冰供气 3 6油压装置供气 3 7水电站压缩空气的综合系统33.1 概述概述3.1.1压缩空气的用途压缩空气的用途3.1.2压缩空气系统的组成压缩空气系统的组成3.1.3压缩空气系统的分类压缩空气系统的分类43.1.1压缩空气的用途压缩空气的用途1、压缩空气的优点、压缩空气的优点 空气具有极好的弹性，可压缩性，是储存压能的良好介质，压力稳定。而且它既容易获得，又便于贮存和输送，并且使用方便，因此得到广泛应用。2、压缩空气的用途、压缩空气的用途(1)油压装置压力油槽充气(2)机组停机制动装置用气(3)机组作调相运行时转轮室的充气压水(4)检修维护时风动工具及吹扫用气(5)水导轴承检修密封围带充气(6)进水阀围带充气(7)变电站配电装置的操作及灭弧用气(8)寒冷地区的水工闸门，拦污栅等的防冻吹冰53.1.2压缩空气系统的组成压缩空气系统的组成 压缩空气系统，简称气系统，由空气压缩装置、供气管网、测量控制元件和用气设备等组成。气系统的任务是随时满足用户对气量、气压、清洁和干燥等方面的要求。u空气压缩装置空气压缩装置：将自由空气压缩后，获得具有一定压力的压缩空气。u供气管网供气管网：将气源和用气设备联系起来，输送和分配压缩空气。u测量和控制元件测量和控制元件：用于保证设备的安全运行和向用气设备提供满足质量合格的压缩空气。u用气设备用气设备：气系统用途中所提及的设备。气系统的任务是随时满足用户对气量、气压、清洁度和干燥气系统的任务是随时满足用户对气量、气压、清洁度和干燥度的要求。度的要求。63.1.3压缩空气系统的分类压缩空气系统的分类 水电厂将水轮机调速系统的油压装置用气称为厂内高压气厂内高压气系统系统；机组刹车制动、调相充气压水、风动工具、吹扫和空气围带等用气称为厂内低压气系统厂内低压气系统；而配电装置用气则称为厂外厂外高压气系统高压气系统；水工闸门、拦污栅、调压井等用气称厂外低压气厂外低压气系统系统。73.2 空气压缩装置空气压缩装置3.2.2 往复活塞式往复活塞式空压机空压机3.2.3 回转螺杆式空压机回转螺杆式空压机3.2.4 滑片式空压机滑片式空压机3.2.5 空压机比较空压机比较3.2.1 空气压缩装置的基本结构空气压缩装置的基本结构 83.2.1空气压缩装置的基本结构空气压缩装置的基本结构 1、结构 空气压缩装置的结构原理如图所示，包括电动机、空气压缩机、空气过滤器、贮气罐、气液分离器、冷却器和冷干机等。(1)电动机：为空气压缩机提供原动力。(2)空气压缩机：简称为空压机，是以电动机为动力，将自由空气加以压缩的机械。按工作原理可分为速度型和容积型两大类。目前水电厂所采用的空气压缩机多为容积型。图3-1空气压缩装置结构原理图压缩机速度型轴流式离心式混流式容积型回转式滑片式螺杆式转子式往复式膜式活塞式9(3)空气过滤器：用来过滤空气中所含的尘埃。(4)气液分离器：用来分离压缩空气中所含的油和水分，使压缩空气得到净化，以减少污染，降低管道及用户设备的腐蚀。(5)冷却器：用来冷却压缩后的高温气体和空压机油，以减少功耗、降低压缩空气的温度以及延长空压机油的使用寿命。图3-1空气压缩装置结构原理图10(6)储气罐：作为压力调节器和气能储存器。可用来减弱空压机排出的气流脉动和断续动作所产生的压力波动，提高输出气流的连续性及压力稳定性；在设备耗气量大于空压机排气量时保证连续供给足够的气量；进一步沉淀分离压缩空气中的油和水分。(7)冷干机：将压缩空气冷却降温，使其中的水份凝结成液滴。(8)汽水分离器：把水分、油、尘埃从压缩空气中分离出来，使用户能获得干燥、清洁的压缩空气图3-1空气压缩装置结构原理图113.2.2 活塞式空压机活塞式空压机1、结构 S75型空压机，为往复活塞式压缩机，属容积型，其外型结构如图所示。1-排气阀2-接头3-接管螺母4-电机轮5-单向阀6-压缩机主机7-三角皮带8-钢丝网防护罩9-电机10-气压开关11-压力表12-储气罐13-橡胶轮14-排水阀15-安全阀122、工作原理v吸气过程吸气过程：当活塞向右移动时，气缸左腔容积增大，压力降低，形成真空，吸气阀克服弹簧阻力自行打开，空气在大气压力的作用下进入气缸左腔v压缩过程压缩过程：当活塞返行时，气缸左腔压力增高，吸气阀自动关闭，吸人的空气在气缸内被活塞压缩v排气过程排气过程：当活塞继续向左移动，气缸内的气体压力增高到排气管中的压力时，排气阀自动打开，压缩空气被排出 至此，就完成了一个工作循环。活塞继续运动，则上述工作循环将周而复始地进行，以完成压缩气体的任务。单作用式空压机的工作原理图l活塞；2气缸；3进气阀；4排气阀133、特点v优点优点：压力范围广、热效率高、可维修性强、对材料要求低、技术较为成熟和适应性强广泛应用。v缺点缺点：转速不高、机器大而重且结构复杂，另外因其排气不连续而造成气流脉动，导致运转时有较大的振动应用受限，有被其他形式取代的趋势。4、说明 为了获得高压力的压缩空气，可将几个气缸串联起来工作，连续对空气进行多次压缩，这种空压机称为二级、三级或多级空压机。两级单作用式空气压缩机工作原理图1曲轴；2连杆；3一级气缸；4二级气缸；5空气过滤器；6冷却器143.2.3 螺杆式空压机螺杆式空压机1、分类 螺杆空气压缩机按螺杆的数目分为双螺杆空压机和单螺杆空压机。在欧、美、日等西方经济发达地区的占有率已经接近100，几乎完全取代活塞式空气压缩机，而其中的99以上是双螺杆空气压缩机。152、双螺杆式压缩机结构 双螺杆空压机无进气与排气阀组，由一对平行布置、相互啮合的转子组成。工作时，一个转子按顺时针转动，一个转子按逆时针转动，在相互啮合的过程中，空气被压缩到所需要的压力。双螺杆压缩机具有极高的机械可靠性和优良的动力平衡性，运行效率高，操作及维修也十分方便，是目前市场中的主导产品。双螺杆式空压机的工作原理如图所示。螺杆式压缩机结构示意图1同步齿轮；2气缸；3阳转子；4阴转子；5轴密封；6轴承163、双螺杆式压缩机工作原理 螺杆式压缩机工作分如下四个过程：吸气过程吸气过程：当转子转动时，主副转子的齿沟空间在转至进气端壁开口时，其空间最大，此时转子的齿沟空间与进气口的自由空气相通。外界空气即被吸入，沿轴向流入主副转子的齿沟内。封闭及输送过程封闭及输送过程：吸气结束时，转子的进气侧端面转离了进气口，空气充满整个齿沟，并被主副转子的齿峰与机壳封闭。两转子继续转动，其齿峰与齿沟的啮合面逐渐向排气端移动。173、双螺杆式压缩机工作原理压缩过程压缩过程：啮合面逐渐向排气端移动，使封闭空间不断减小，封闭空间中的气体逐渐被压缩，压力得到提高。排气过程排气过程：当转子的啮合端面转到与机壳排气相通时，气体的压力达到最高。被压缩的气体开始排出，直至齿峰与齿沟的啮合面移至排气端面，此时两转子啮合面与机壳排气口之间的空间为零，即完成排气过程。184、特点优点优点：结构简单、工作可靠、动力平衡好、适应性强、操作方便。缺点缺点：造价高，不能制成微型和压缩空气的压力受到限制。193.2.4 滑片式空压机滑片式空压机1、结构 滑片式压缩机的结构如图所示，主要由定子外壳、转子和滑片等组成。滑片式压缩机的转子以偏心方式放置于定子中,转子径向开有滑槽，滑片可以在滑槽中做往复运动。202、工作原理 随着转子的旋转，安装在转子槽中的滑片，在离心力作用下被推至气缸壁，通过油膜与定子紧密接触，形成了一系列体积不同的压缩腔。随着转子的转动，压缩机转子的滑片与气缸之间压缩腔的容积不断减少，空气被压缩压力不断提高。压缩后的油气混合气经机械分离和过滤分离，将压缩空气中含油量降低到规定值。212、工作原理 经净化后的压缩空气进入后冷却器中进行冷却，冷却后被输送到用户系统。冷却中所形成的凝结水经由一排水电磁阀而排出。在空压机运转中需不断地注入空压机油，以便在气缸壁上形成的一层薄薄的油膜防止滑片与气缸壁的直接接触而造成磨损。空压机油的注入，还具有冷却散热和气室密封的作用。223、特点 滑片式空压机技术含量较高，在全球领域具备生产能力的厂家较少，因此进入国内市场较晚，仍然处在概念传播的阶段。但由于其超长的寿命、良好的可靠性、优异的排气质量、最高的效率和最少的维护正在迅速赶超其它同类产品，必将成为新型压缩机的市场主流。23滑片机主机滑片机主机双螺杆机主机双螺杆机主机单螺杆机主机单螺杆机主机运动部件运动部件1个转子个转子1对阴阳转子对阴阳转子1个螺杆，个螺杆，2个星形轮个星形轮运动速度运动速度1000-1500rpm1500-3000rpm运动形式运动形式单纯回转运动单纯回转运动阳转子驱动阴转子进行啮阳转子驱动阴转子进行啮螺杆驱动螺杆驱动2个星形轮进行啮合个星形轮进行啮合加工装配加工装配加工要求很高，但不需要专用设备加工要求很高，但不需要专用设备装配简单易行装配简单易行必须使用专用设备加工，要求十分严格；必须使用专用设备加工，要求十分严格；装配复杂，要求装配复杂，要求十分严格十分严格材质寿命材质寿命所所有有运运动动部部件件使使用用寿寿命命都都在在10万万小小时时以上以上轴承寿命轴承寿命2-4万小时万小时轴轴承承寿寿命命5 5万万小小时时星星形形轮轮寿寿命命5百到百到2千小时千小时受力种类受力种类只受径向力只受径向力轴向力与径向力均存在轴向力与径向力均存在效率效率基本消除各种内泄漏，容积效率高基本消除各种内泄漏，容积效率高传动效率最高传动效率最高效率永不下降效率永不下降各种内泄漏普遍存在，容积效率低下各种内泄漏普遍存在，容积效率低下皮带传动或齿轮传动效率低下皮带传动或齿轮传动效率低下随磨损量增加效率下降，单螺杆尤其明显随磨损量增加效率下降，单螺杆尤其明显维护维护主机终生免维护主机终生免维护轴承终生免维护轴承终生免维护油气管路内置，基本免维护油气管路内置，基本免维护日常维护量最少日常维护量最少维护容易进行维护容易进行单螺杆主机需定期更换星型轮单螺杆主机需定期更换星型轮轴承需定期更换轴承需定期更换油气管路外置，维护量很大油气管路外置，维护量很大日常维护量较大日常维护量较大维护难度大，不易进行日常维护维护难度大，不易进行日常维护3.2.5 空压机比较空压机比较 目前活塞式正逐渐淡出市场，螺杆式为市场的主旋律，滑片式正越来越多地受到重视。243.33.3机组制动供气机组制动供气 1机组制动概述 机组在低速运转时，会引起推力轴承及导轴承中润滑油膜变薄或遭受破坏，使润滑条件出现恶化，致使轴瓦磨损，严重时会烧坏轴瓦。因此，在机组停机过程中当转速下降到一定程度时必须进行强迫制动，以便机组能在很短的一段时间内停下来。图3-5为机组在不同条件下的制动过程曲线。图3-5机组制动过程曲线251自自由由制制动动：机组运转时的动能全部消耗在克服自由制动力矩（即机组的推力轴承和导轴承的摩擦力矩、发电机转子对空气的摩擦力矩与水轮机转轮对水或空气的摩擦力矩）上，根据这种动能的消耗程度，机组转速逐渐下降，经过一段时间后机组停止转动。采用这种方式时，机组停机时间较长，可能长达30分钟至1个小时。这对机组是非常不利的。2强迫制动强迫制动（有如下几种）：w风闸制动：该方式采用压缩空气作为强迫制动的能源来推动制动闸，一般用于立式水轮发电机组的制动；w水力制动：用于冲击式机组，即停机时打开专用的制动喷嘴，将水流射到水斗的背面，从而在机组轴上产生制动力矩进行制动；w电气制动：即停机时通过专设的开关将与系统解列的发电机接入制动用的三相短路电阻上实现电气制动。该方式需要设置机械制动作为备用。262机组机械制动装置系统 机组顶起转子装置与机组制动装置采用同一设备布置在发电机风洞内。机组在解列需要制动时，千斤顶用气操作以强制机组停转；机组长时间不运转或检修推力轴承时，千斤顶用油操作以顶起转子。图3-6为机组制动装置系统原理图。另外，机组顶起转子装置与机组制动装置也可分开设置。转子顶起装置用油压操作，其动力源布置在发电机风洞内，机组制动装置用气压操作，气源布置在发电机顶部。图3-6机组制动装置系统原理图动画演示动画演示27u机械制动的自动操作 机组解列后，当转速降至额定转速的35%左右时，由转速继电器控制的电磁空气阀DKF自动开启，压缩空气经常开阀1和2进入制动闸，对机组进行制动。经过一定时限（由时间继电器整定的时间）后，使电磁空气阀DKF关闭，制动闸内的压缩空气与大气相通，压缩空气排出，制动过程结束，制动装置自动退出。图3-6机组制动装置系统原理图28u机械制动的手动操作 当水轮发电机组在停机过程中出现机械制动装置失灵时或机组停机检修时，需手动投入机械制动。即先将常开阀门1和2关闭，在机组停机时，当机组转速下降到规定值时，打开阀门3，使压缩空气进入制动闸对机组进行制动。待机组转速下降到零时，再关闭阀门3，打开阀门4，使制动闸排气，制动完毕后，关闭阀门4，为下次手动操作做好准备。图3-6机组制动装置系统原理图29u顶起转子 按规程规定，第一次停机24小时，第二次停机36小时，第三次停机48小时，以后为72小时以上需要顶转子。当然有时为了检修的需要也需要顶转子。切断制动系统与制动闸的联系，切换三通阀接通高压油泵，向制动闸打油，使发电机转子抬高812mm。开机前排出制动闸中的油，此时需打开阀门5，使制动闸中的油排至回油箱，最后用压缩空气吹扫制动闸中的残油。图3-6机组制动装置系统原理图303 3、机组电气制动装置系统（1）机械制动缺点v制动功率与机组转速成正比，导致投制动的转速较低；v大容量机组制动块磨损快，更换频繁；v制动措施的大量粉尘对机组运行不利（散热及绝缘等）；v制动时因摩擦生热升温，易热变形和龟裂。（2）电气制动原理 电气制动是一种非接触式制动方法,它是基于同步电机电磁感应的原理,将机组的剩余动能转变为热能而实现制动停机的。电气制动装置目前主要分为发电机定子三相短路电气制动、发电机-变压器单元高压侧短路电气制动、反接制动停机三种方式。31v发电机定子三相短路电气制动 在发电机出线端设置三相制动开关ZDK，当水轮发电机组与电网解列并将发电机转子线圈灭磁后,合上三相制动开关ZDK将发电机定子绕组短路,采用厂用电源整流后供给转子绕组励磁电流,这样在定子绕组中就会通过三相对称的短路电流。调节励磁电流使定子短路电流达额定值，该电流在定子绕组中产生铜损耗，使转子的剩余动能以热量的形式进行消耗，并对转子感生制动力矩,其方向与机组的惯性力矩方向相反。电磁制动力矩与机组的其它阻力矩一起作用，使机组快速停机，从而保证机组推力轴承的安全。32v发电机发电机-变压器单元高压侧短路电气制动 这种电气制动方式相当于在发电机定子三相绕组外接了一个附加电阻。制动装置投入后，由于变压器的感应电势与频率成正比，变压器的电抗也与频率成正比，故变压器的短路电流和损耗基本上不随频率而变化，而这时电气制动的短路损耗不但有发电机定子绕组的铜损耗，还包括了变压器的铜损耗。发电机-变压器单元接线中发电机和变压器的容量是匹配的,有关数据表明，同容量的发电机和变压器的等效电阻大致相同，因而在相同的短路电流下可以使发电机的制动力矩成倍增加，制动时间缩短。33v反接制动停机 发电机与系统解列灭磁后,将励磁绕组通过灭磁电阻或直接短接,在定子绕组中通以负序低电压的三相交流电,负序电流在定子侧形成了一个与发电机转子旋转方向相反的旋转磁场,这一磁场与转子有n0+n的相对运动（n0为外加电源的同步转速；n为发电机转子转速）,就会在励磁绕组、阻尼绕组、转子本体和磁极铁心上感生相应频率的感应电势。由于励磁绕组和阻尼绕组是闭合的,感应电势在绕组内形成电流并产生铜损耗，同时在转子铁心上产生磁滞涡流损耗。转子损耗形成与转动方向相反的力矩,对发电机起制动作用。反接制动力矩随转速的降低迅速升高,这对发电机低速下的制动十分有利。在定子电流相同的条件下,反接制动力矩要比定子短路制动大得多。34v反接制动停机 以上3种电气制动方式适用于不同的场合。对于有发电机母线或采用发电机-三绕组变压器单元接线的大容量发电机,适合采用发电机端定子短路的制动方法；当电气主接线采用发电机-双绕组变压器单元接线时,可以在升压变压器高压侧进行短路制动,它比定子短路制动产生的制动力矩大,且可以利用接地隔离开关兼作短路开关用；对中小型机组可用厂用电源直接接入发电机进行反接制动,制动效果好于定子短路制动，且接线简单，经济、实用。354、关于机组制动的探讨、关于机组制动的探讨 从近年来某些立式机组和水泵机组的运行经验来看，在自由制动时其推力轴承的温度并无升高的趋势，这就为我们提供了取消强迫自动从而简化机组的自动控制系统的可能性。因此对机组制动做进一步探讨有着非常现实的意义。5、设备选择计算、设备选择计算 1机组制动耗气量计算制动耗气量取决于发电机所需要的制动力矩，由电机制造厂提供。在设计制动供气系统时可根据制动耗气流量来计算，也可按充气容积来计算。相对来说按充气容积来计算更为合理。因为制动过程并非持续耗气过程。362贮气罐容积计算机组制动用气主要由贮气罐供给。因此贮气罐容积必须保证制动用气后，贮气罐内气压保持在最低制动气压以上。该容积与机组制动耗气量、制动前后贮气罐允许的压力降等有关。3空气压缩机生产率计算空气压缩机生产率按在一定时间内恢复贮气罐压力的要求来确定。如机组制动为一个独立的气系统，则应设置两台空压机，一台工作一台备用。4供气管道选择通常按经验选择，供气干管20-100，环管15-32，支管15。自三通阀以后的制动供气管，须采用耐高压的无缝钢管。373.43.4机组调相供气机组调相供气1、机组调相的目的、机组调相的目的 为了提高电力系统的功率因素和保持电压水平，常常需要装设调相机（同期补偿器）向系统输送无功功率或从系统吸收无功功率，以补偿输电线路和异步电机的感性或容性电流。在电力系统中，水电站是否承担调相任务，取决于电力系统的要求和本电站的具体条件，需由多方面来论证。如果电站距离负荷中心比较近，系统又缺乏无功功率，而该电站的年利用小时数又不高，则利用水轮发电机组在不发电期间作同期调相方式运行是可行的。2、机组调相的特点、机组调相的特点1比装设专门的同期调相机经济、不需要一次投资；2运行工况切换灵活方便，由调相机转为发电机只需要1020s，易于承担电力系统事故备用容量。3对能源的消耗比其他方式多。383、机组调相的方式、机组调相的方式1水轮机转轮与发电机解离，其缺点是短期内无法转为发电工况，而且拆卸和安装工作复杂；2关闭进水口闸门和尾水闸门，抽空尾水管的存水，其缺点是转为发电运行前需较长时间充水，而且其运行操作复杂；3开启导叶使水轮机空转，带动发电机做调相运行，其缺点是效率低，耗水大，极不经济；4利用压缩空气强制压低转轮室水位，使转轮在空气中旋转，这种方式操作简便，转换迅速，能量消耗少。水轮发电机组以同期调相方式运行时，大多是利用压缩空气强制压低转轮室水位，使转轮在空气中旋转的方式。这种方式具有操作简便，转换迅速，能量消耗少等优点，同时对机组振动也可相应减轻。394、调相压水的目的、调相压水的目的 减少阻力，即减少能耗，同时对机组的振动也相应减轻。另外该方式操作简便，转换迅速。5、给气压水过程、给气压水过程 机组由发电转为调相运行时，利用压缩空气强制压低转轮室水位，使转轮在空气中旋转。动画演示动画演示406、压水过程的影响因素、压水过程的影响因素 当转轮在水中旋转时，一方面搅动水流使其旋转，另一方面也在尾水管中引起竖向回流和横向回流。当空气进入转轮室后，先被水流冲裂成气泡然后由竖向回流将其带至尾水管底部。其中一部分气泡会随着中心的水流回升上去，另一部分气泡则随着横向回流带至下游。造成压缩空气从尾水管大量逸失，导致压水不成功，即转轮始终不能脱水，或者需要消耗很多压缩空气。动画演示动画演示41 压水成败和效果的三个指标参数：给给气气流流量量、携携气气流流量量和逸逸气气流流量量。凡是影响这三个参数的因素，就必然对压水过程产生影响。w给气管径及给气压力的影响w贮气罐容积的影响w给气位置的影响w导叶漏水的影响w转速的影响w转轮的型号和尺寸w下游水位和尾水管高度等。427、设备选择计算、设备选择计算1充气容积计算充气容积包括转轮室空间、尾水管的部分容积，以及可能与这两部分相连通的管道。2贮气罐容积计算给气压水时，需短时间内由贮气罐供给大量的压缩空气。贮气罐的容积必须满足首次压水过程总耗气量的要求，除了转轮室必要充气外，还应补偿压水过程中不可避免的漏气量。计算时可按压水过程的空气有效利用系数计算，也可按转轮脱水以前转轮室的漏气率计算。3空压机生产率计算4调相给气流量计算5管道选择计算43443.53.5检修维护空气围带防冻吹冰检修维护空气围带防冻吹冰供气供气1、检修维护供气 水电站机组及其它设备检修时，经常使用各种风动工具，如风铲、风钻、风砂轮等。例如水轮机转轮发生汽蚀后，在检修时要使用风铲铲掉被汽蚀破坏的海绵状的金属表面，然后用电焊补焊，焊补后还须用风砂轮磨光。又例如金属钢管检修时要用风锤打掉钢管壁上的锈垢，用风砂枪清除钢管壁上的附着物(某种苔、菌类等)。此外，检修机组及金属结构时，常用压缩空气除尘、吹污，吹扫水系统的过滤网和取水口拦污栅，以及供排水管道和量测管道等；集水井检修或清理时，常用压缩空气将泥水搅混，然后用污水泵排除。在机组运行期间，亦经常使用压缩空气来吹扫电气设备上的尘埃等。检修维护用气的工作压力均为0.50.7MPa。用气地点包括主机室、安装场、水轮机室、机修间、尾水管进人廊道、水泵室、转轮室、闸门室和尾水平台等。45名称名称型号型号工件尺寸（工件尺寸（mm）工作压力工作压力（MPa）耗气量耗气量（m3/min）风管直径风管直径（mm）风砂轮风砂轮S-40最大砂轮直径400.50.46.35风砂轮风砂轮S-60最大砂轮直径600.50.713风铲风铲C-5冲击行程720.50.50.6风铲风铲C-6A冲击行程1000.50.613风钻风钻ZQ-6最大钻孔直径60.50.358风钻风钻ZL-8最大钻孔直径80.50.3510除锈机除锈机XH-63002202000.61.319打锈机打锈机17-20.50.213表4.2水电厂常用风动工具规格462、空气围带供气水轮机常用空气围带止水，最常见的有轴承检修密封围带和蝴蝶阀止水围带。（1）轴承检修密封围带用气 水轮机导轴承检修时，近年来多采用空气围带止水。充气压力通常采用0.7MPa。因耗气量很小，气源一般取自制动供气干管或其它供气干管。（2）蝴蝶阀止水围带用气 蝴蝶阀空气围带充气的目的是防止漏水。空气围带必须的充气压力应比蝴蝶阀的作用水头高0.20.4MPa。因耗气量很小，一般从主厂房内的各级压气系统直接引取，或经减压引取。如果阀室离主厂房较远，为保证供气压力，可在阀室设置一个小贮气罐，或一台小容量的空压机。473、防冻吹冰供气处于严寒地区的水电站、水泵站、拦河坝以及其他水工建筑物，在冰冻期间，为了防止冰压力对水工建筑物和闸门造成的危害，影响闸门投入工作，堵塞进水口拦污栅等，通常采用压缩空气吹气防冻。水电站防冻吹冰的用户通常有：v（1）机组进水口闸门及拦污栅防冻吹冰；v（2）溢流坝闸门防冻吹冰v（3）尾水闸门防冻吹冰；v（4）调压井防冻吹冰；v（5）水工建筑物防冻吹冰。防冻吹冰对供气压力和干燥度有一定的要求。喷嘴出口压力一般为0.15MPa左右，当喷嘴在水下较深时宜采用较高的压力，但压力不宜过高，防止气体流速高而引起喷嘴局部降温以致结冰封塞；用于防冻吹冰的压缩空气必须采取干燥措施来提高其干燥度，以防压缩空气流过管道后受外界气温影响达到露点，致使喷嘴口或管内结冰堵塞。483.6 3.6 油压装置供气油压装置供气 3.3.6 6.1.1油压装置给气的目的和技术要求油压装置给气的目的和技术要求 3.3.6 6.2.2压缩空气的干燥压缩空气的干燥 3.3.6 6.3.3油压装置供气系统油压装置供气系统 493.6.1油压装置给气的目的和技术要求油压装置给气的目的和技术要求1、供气目的 油压装置是水轮机调节系统和机组控制系统的能源。压油槽中的容积约有1/3是透平油，2/3是压缩空气，由透平油和压缩空气共同保证和维持调节系统所需要的工作压力。2、供气方式压油槽供气有两种方式：一级压力供气一级压力供气：空压机额定排气压力和储气罐的气压与压油槽的额定油压接近相等或稍大。设备投资省，但压缩空气的干燥度较差，对调节系统运行不利。此种供气方式必须采取有效的冷却与排水措施才能提高空气的干燥度。二级压力供气二级压力供气：空压机的压力和储气罐的气压高于压油槽的额定油压，一般取空压机额定排气压力为压油槽的额定油压的1.52.0倍。压缩空气自高压贮气罐经减压后供给压力油槽。这种供气方式对减少压油槽中空气的水分是有利的，是高压供气方式的发展方向。503.6.1油压装置给气的目的和技术要求油压装置给气的目的和技术要求3、技术要求（1）压缩空气的气压要求进入油压装置的压缩空气，其压力值应不低于调节系统或液压操作系统的额定工作压力。国内额定油压多为2.54.0MPa，随着机组容量的增加和制造水平的提高，额定压力有提高的趋势，目前已开始生产Py=7.0MPa及以上压力的油压装置。（2）压缩空气的干燥要求随着环境温度的下降，压缩空气的湿容量减小，油压装置中的压缩空气可能形成水汽凝结，产生严重后果（锈蚀；堵塞；油的劣化），因此要求供入压油槽中的压缩空气必须是干燥的，在最大日温差下，压缩空气的含湿量不可达到饱和状态。（3）压缩空气的清洁要求如果压缩空气中混有尘埃、油垢和机械杂质等，对调节系统各个元件的正常运行有影响，如可能使阀件动作不灵或密封不良，造成意外事故。因此，必须采取过滤措施提高压缩空气的纯净度。513.6.23.6.2压缩空气的干燥压缩空气的干燥空气的干燥程度通常用相对湿度来衡量。相对湿度是用空气的实际湿含量与同温度下空气的饱和湿含量的比值来表示式中空气的相对湿度，%；空气的实际湿含量，g/m3；H同温度下空气的饱和湿含量，g/m3。为了获得干燥的空气，常采用物理法、化学法、降温法及热力法对压缩空气进行干燥。523.6.23.6.2压缩空气的干燥压缩空气的干燥物物理理法法是利用某些多孔性干燥剂（铝胶、硅胶和活性氧化铝等）的吸附性能，吸收空气中的水分，吸附后干燥剂的化学性能不变，经烘干还原后可重复使用。化化学学法法是利用善于从空气中吸收水分的化学物质作为干燥剂（如氯化钙、氯化镁、苛性钠和苛性钾等），吸收空气中的水分生成化合物，提高空气的干燥度。降降温温法法也是利用湿空气性质的一种物理干燥法。降温干燥法有多种，一般在空压机与高压贮气罐之间设置冷却器（又称机后冷却器），降低压缩空气的温度使其析出水分，提高干燥程度。热热力力法法又称降压干燥法或二级压力供气，是利用在等温下压缩空气膨胀后其相对湿度降低的原理，先将空气压缩到某一高压，然后经减压阀降低到电气设备所使用的工作压力的方法来实现的。533.6.33.6.3油压装置油压装置供气系统供气系统图为油压装置供气压缩空气系统。该系统设有1KY和2KY两台空气压缩机，为了热力干燥的目的，采用二级压力供气，油压装置的额定工作压力为2.5MPa，空压机的额定压力选用4.0Mpa。空气机的起动和停机由压力信号器1YX和2YX自动控制，贮气罐的压力过高和过低时，由压力信号器3YX发出信号。为了防止空压机排气温度过高，在空压机排气管上装设温度信号器1WX和2WX，温度过高时作用于停机，并同时发出信号。在油水分离器排污管上装设电磁阀，作用于空压机空载起动和自动排污。压油槽为自动补气，由压油槽上的油位信号器和压力信号器控制电磁阀3DCF自动操作。543.3.7 7 水电站压缩空气的综合系统水电站压缩空气的综合系统 根据压缩空气各用户所需工作压力的不同，水电站的压缩空气系统大致可分为高压和低压两个系统。属于高压系统的有压油槽充气和配电装置用气，属于低压系统的有机组制动用气、调相压水用气、防冻吹冰用气、风动工具和其他工业用气。高压系统和低压系统可组合成高低压综合系统。综合系统具有如下优点：w经济上较合理，可减小压气设备总容量，节省投资；w技术上较可靠，可互为备用，提高气源的可靠性；w设备布置集中，便于维护。55图3-7低压气系统图 某电站的低压气系统（机组无调相任务）如图所示，将机组制动与检修维护用气合用一套供气装置，配置三台排气压力为0.8MPa、排气量为3.3m3/min的空压机，选用两个6.0m3制动用储气罐和一个3.0m3检修用储气罐。正常情况下，两台空压机工作，一台备用，工作空压机和备用空压机需定期自动轮换。空压机的起停由气管上的电接点压力表自动控制。为提高制动用气的可靠性，检修贮气罐可向制动贮气罐单向补气。为便于日常的维护吹扫及取水口吹扫，电站另外配置两台2台移动式空压机。56 某电站为一级压力供气的油压装置充气压缩空气系统，如图3-8所示。空压机为三台1KY3KY，采用3台排气压力为7MPa、排气量为1.0m3/min的空气压缩机，中压储气罐为2个，每个3m3，额定压力为7MPa，经冷干机进行空气干燥后用于压力油罐用气。空压机的起停由气管上的电接点压力表自动控制，为了防止过热，在空压机排气管上装设温度信号器WX。为了空载起动和自动排污，在油水分离器排污管上装设电磁排污阀。油压装置型号为YZ-8.0-6.3，额定工作压力为6.3MPa，油压装置压力油罐内的气体体积大约为4m3。图3-8油压装置充气压缩空气系统图57某水电站卧式机组厂内低压综合气系统图。该系统设有两台低压空压机，供给机组制动用气、空气围带密封用气和风动工具与吹扫用气。两台空压机一台工作、一台备用，由贮气罐上的电接点压力表1YX3YX自动控制。58某水电站立式机组综合气系统图。高压气系统向油压装置供气，设两台高压空压机自动向高压贮气罐充气。为保证压缩空气干燥度，油压装置供气采用二级压力供气，运行补气由干管引入各机组压油槽。低压气系统供给机组制动、调相压水、风动工具与吹扫和蝶阀空气围带用气，设两台低压空压机，一台工作，一台备用，由压力信号器自动控制空压机的运行。为保证制动供气的可靠性，设有单独的制动贮气罐，并从调相供气干管引气作为机组制动的备用气源。蝶阀空气围带用气量很小，直接从制动供气干管引气。调相用气量大，设有两个贮气罐并联供气，风动工具与吹扫用气直接从调相供气干管引气。59图4.35为某水电站压缩空气综合系统图。高压气系统的用户为油压装置供气，采用二级压力供气，设有两台高压空压机，自动向高压贮气罐充气，经减压后引入油压装置供气干管，再引入各机组压油槽。低压气系统的用户为机组制动用气和风动工具与吹扫用气，设有两台低压空压机，一台工作，一台备用，由压力信号器自动控制空压机的运行。制动供气设有单独的贮气罐，并由油压装置供气经减压后作为机组制动的备用气源。风动工具与吹扫用气设一贮气罐，供安装间及厂内各层用气。60ZLH61FS62636465