四川省水利水电勘测设计研究院规划分院 （四川德阳618000）
摘 要：在我国有许多中小型水电站，在水电站的水力机械辅助设备系统的设计和优化中，大多数都没有采用新型的设备，水电站内部的机械设备比较陈旧，安全性可靠性差，使用起来非常不便捷等问题非常突出，已经严重的影响到水电站的安全可靠的运行。本文主要讲述了水电站工程水力机械辅助设备系统的设计，并且进行了优化分析以供大家参考。
关键词：水电站，水力机械辅助设备系统，优化分析
一、前 言
在水电站的运行使用过程中，水电站水力机械辅助设备系统的设计方案、水电站设备的质量和设备的技术性能等等，都对水电站的安全可靠的运行有着影响。本文主要讲的是水电站中水力机械辅助设备系统的设计与其优化问题进行讨论分析。
二、水电站水力机械辅助设备系统中水系统的设计
2.1水电站供水系统设计
目前我国国内水泵的使用性能往往都不是很理想，造成这种现象的主要原因是质量不合格，没有办法维持系统安全稳定的运行，并且相当一部分的水泵的质量和强度明显达不到标准。在对水泵进行检查过程中，我们发现相当一部分水电站的供水泵，因为制造方法与技术落后等原因在运行的时候出现异常，机械设备无法发挥正常的性能。目前我国的减压阀技术发展势头较好其成本也大大降低，水电站净水头在120-300m范围内时，我们最好选择自流供水当做机组技术供水方式。如果是水电站的泥沙比较多的情况下，就需要综合的去分析，最好选用正、反双向的供水方式，并且要定期做好切换，进行反冲洗，避免堵塞现象出现。我国有一些中小型的水电站在进行供水设计的时候会选择循环供水的方式，但是这个形式在封河的寒冷地区就很容易出现异常现象，这主要的原因就是因为冷却器在尾水渠的时候，会由于低温而出现损坏。
2.2水电站排水系统设计
我们在设计水电站排水系统的时候，需要依据不同的情况具体分析，如果是中小型电站或者是尾水位超高的水电站的时候，那么就需要设计直接排水方式。设计这种方式，大大的降低了厂房被淹的可能性，同时设计者的工作也变得比较简单。这主要是因为在设计集水井井盖的时候，如果必须密封的情况下，那么这个设计就会遇到许多意想不到的困难。渗漏集水井和检修集水井需要根据不同的情况来进行设计，在现代设计理念中这是最基本的标准。但是在实际的工作中，相当一部分的水电站的业主，都会要求把两个井打通处理，在设计的时候要求在对连的通管上安装常闭阀门来进行调节。在进行阀门安装的时候，一定要非常的稳固才行，这样可以避免厂房被洪水冲垮的危险。
2.3水电站滤水器设置设计
我们在设计自流供水形式的时候，如果想要维持减压阀的功能，那么在分布装置的时候，滤水器需要进行合理的设置，以便技术供水系统可以正常的运行，我们也可以把滤水器放在减压阀的前面来确保其性能充分发挥。虽然滤水器的压力等级高低会影响投资成本，但是其影响的范围不是很大，水电站是完全可以接受的，这个设计方案可以运用的范围比较广泛，并且运用的效果也比较理想。
2.4水电站管道阀门的设计。
水电站的管道阀门设计要可靠稳定，我们在进行设计的时候要增加管道阀门的可靠性，减少管道阀门维护的工作量，所以我们在技术供水选用自流供水方式的时候，在供水管道中的第一道阀门，也就是说靠近取水口端的那个阀门，我们要采取高一级的压力等级阀门。如果检修或者检修条件比较困难的情况下，我们应该再设置第2道阀门；进行检修的阀门应该选取不锈钢的阀门。
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三、水电站的水力机械辅助设备系统中油系统的设计
3.1绝缘油系统
3.1.1就我国现在水电站的情况来看，我国许多的水电站所用的主变压器基本上都是二十到三十年不用去维护这样类型的主变压器，就算是真的出现了一个重大的安全事故需要进行维修，那在通常的情况下我们的主变压器的绝缘油也是不需要更换的，因此，我们在对中小型的水电站的绝缘系统来进行设计的过程中，要尽量不要去管绝缘油系统。然而如果是梯级电站，我们仅仅需要找一个适合的地方安装绝缘油系统就可以了，在其他的站点我们则可以把绝缘油系统设置忽略掉。如果地点偏僻的水电站的话，我们只是单单设置绝缘油库和油处理室就可以了，这样也可以起到对设备的保障效果。
3.1.2但是如果是大型电站或者巨型电站，那么油处理室与绝缘油就应当尽可能的在用油设备的附近，主要原因是在设备运行的过程中可以节约耗能。
3.2透平油系统
3.2.1中小型水电站可以通过对管路系统进行简化设计，这样来达到比较好的的运行效果，比如，我们在每个用油设备附近设相应的活接头，同时还要在排油管总管的位置上面也建设活接头，那么在这个过程中我们便可以直接用软管来进行过渡处理，这样就做到尽量的降低了不锈钢管道的数量、埋管的布置等，来达到降低成本减少投资的目的。
3.2.2对那些大型的水电站和巨型水电站来说，在水力机械辅助设备设计的过程中，可以直接的从检修维护、运行使用等这些方面的角度，来作为设计的出发点，来充分的去考虑机械设备配置是否齐全。油系统在进行设计布置的过程中，我们为了能够满足防火规范的规定，那么在设置所配置的滤纸，就可以直接的设置到相应的房间内，需要注意的是烘箱电源的开关不能够直接的放置到室内的空间。在油库中，要进行事故排油阀的操作的时候，一定要保证排油阀和油罐之间距离相当大，排油阀和油罐这两个设备一定不要完全设置在一个房间之内，要分别的放置到其专用的房间。我们在布置室外管路系统的过程中，一定要尽可能的去避免管道会受到热胀冷缩的影响，需要在管路上设置相应的波纹管的连接段。
四、水电站水力机械辅助设备系统中气系统的设计
4.1 水电站气系统一般来说包括了低压气系统和中压气系统，我国现在所经常使用的相关气体介质，其本身所牵扯到的减压阀技术并不是十分成熟，我们在对这两个系统进行设计的过程中，一定要尽可能的进行分开设置，来提高水电站气系统运行的安全性与可靠性。
4.2在水电站低压气系统中，所提到的吹扫和检修供气单元和机组制动用气这两个一定要尽量的进行分开设计，那么这就一定要再设置一个容量相同的贮气罐。除此之外，吹扫和检修的供气单元也能用来当做制动供气备用的气源，来保障机组制动供气来源的可靠性和供气的质量。制动供气要尽量清洁干燥，然而吹扫和检修的供气，其干燥清洁程度可以适当的放宽。
4.3 在实际的工作中，往往供气管路会比较长，会有相当的管道损失，那么当气体来到供气设备的时候，其压力往往会到不了设备所额定的操作压力，因而我们在选择空压机的时候，它的额定好的排气压力应该比设备规定好的操作压力要高一点点，那么贮气罐的设计压力相对也要高一点。
五、结束语
综上所述，水电站水力机械辅助设备系统的设计与优化工作是非常重要的，它主要对水电站自身运行的稳定性安全性来说，还是起到了非常重要的作用。我们在设计的过程中，一定要最大限度来保障，每个不同地方的辅助设备系统的设计达到完美状态，只有这样做才能够促使投资与运行的成本大大的降低，更加重要的是，我们要通过这些措施，可以切实有效的来保障水电站设备运行的安全可靠，对设备检修也简单化，促使设备的使用寿命可以大大增加。所以，这个系统所表现出的每个细节设计，我们的设计人员都必须重视起来，然而相对于水电站工程的水力机械辅助设备系统将来的发展来看，还是非常重要的。
参考文献：
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论文作者:张正芳
论文发表刊物:《基层建设》2015年17期
论文发表时间:2015/11/6
标签：水电站论文; 系统论文; 水力论文; 阀门论文; 设备论文; 辅助设备论文; 机械论文; 《基层建设》2015年17期论文;