ГЛАВА 15
ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ И ХОЗЯЙСТВА ЗДАНИЙ ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ
МАСЛЯНОЕ ХОЗЯЙСТВО
Масляное хозяйство предназначено для приемки поступающего масла («свежего» масла), хранения подготовленного к эксплуатации масла, периодической проверки качества масла (на крупных станциях также и восстановления его физико-механических свойств) и хранения отработанного масла. На гидроэлектростанциях используются два сорта масел: смазочное («турбинное») и изоляционное («трансформаторное»), смешивание которых недопустимо. Поэтому предусматриваются раздельные емкости для хранения и маслопроводы для транспортировки этих масел [47].
Общий объем масла, используемого в системах регулирования гидротурбин, для смазки подпятников и направляющих подшипников, для охлаждения главных трансформаторов, может достигать нескольких тысяч тонн. Наибольшее количество масла используется в системе регулирования гидроагрегатов.
Ориентировочно количество масла на один агрегат, кг, можно определить по формуле
(15.1)
где N — номинальная мощность гидроагрегата, кВт; D\—диаметр рабочего колеса гидромашины, м; Н — напор, м, равный разности отметок НПУ и УНБ при прохождении среднемноголетнего расхода; k — коэффициент, равный для поворотно-лопастной гидромашины 0,9 — 1,1, для радиально-осевой гидромашины 0,45 — 0,65 и для ковшовой турбины 1,35 — 1,8.
Количество масла в системах смазки агрегата составляет 25 — 35% его количества в системе регулирования. Кроме того, в здании станции необходимо иметь запас турбинного масла, равный его объему для заполнения системы регулирования и смазки одного агрегата и требующийся на восполнение 45-дневных утечек турбинного масла. Запас трансформаторного масла должен составлять объем, требующийся для заливки одного масляного выключателя, плюс 1 % общего объема изоляционного масла, залитого в трансформаторы и выключатели. Количество заливаемого в трансформаторы масла составляет около 3 кг на каждые 1000 кВ-А его мощности.
Срок службы масел в среднем составляет: в системе регулирования — до 12 — 15 тыс. ч, в системе смазки — до 500 — 1000 ч, после чего необходимо его заменять.
Рис. 15.1. Принципиальная схема масляного хозяйства и маслопроводов в здании ГЭС большой мощности: а — общая схема; б — часть схемы, обеспечивающая регулирование агрегата в смазку подпятников и направляющих подшипников; 1 — сливная линия маслопроводов; 2 — напорная ливня маслопроводов; 3 — бачок для доливки масла; 4 — масляная ванна подпитки агрегата; 5 — то же нижнего подшипника; 6- сервомотор рабочего колеса турбины; 7 — маслонапорная установка; 8 — емкость эксплуатационного масла; 9 — емкость чистого масла; 10 — насосная установка; 11 — фильтр-прессы; 12 — регенерационная установка; 13 — сепараторы; 14 — емкости свежего масла; 15 — сливная емкость; 16 — транспортное устройство доставки масла; 17 — задвижки; 18 — места присоединения (тройники); 19 — помещение регенерации масла; 20 — маслопровод системы смазки агрегатов; 21 — маслопроводы трансформаторного масла
Хранение больших количеств масла непосредственно в здании станции по противопожарным соображениям недопустимо. Существующими в настоящее время нормами на территории станции разрешается хранить в наземных резервуарах не более 300 т масла, а в подземных — до 500 т. В резервуарах масляного хозяйства здания станции (станционное хозяйство) может храниться не более 100 т масла. Хранение больших запасов масла должно производиться в специальных емкостях, расположенных на отгороженных и безопасных в пожарном отношении площадках (центральное хозяйство).
Принципиальная схема масляного хозяйства крупной ГЭС приведена на рис. 15.1,а. Там же показана схема маслопроводов в здании станции, оборудованном поворотно-лопастными турбинами. На схеме изображена часть масляной системы, обеспечивающая регулирование агрегата и смазку подпятника гидрогенератора и направляющего подшипника (рис. 15.1,б).
Для хранения изоляционного масла, используемого для заливки трансформаторов, имеются специальные резервуары. Таким образом, масляное хозяйство станции включает несколько изолированных друг от друга систем, каждая из которых предназначена для одного сорта масла.
В состав всех масляных систем входят маслоочистительные устройства (сеператоры и фильтр-прессы), предназначенные для удаления механических примесей и воды. На станциях большой мощности имеются также передвижные регенерационные установки, предназначенные для восстановления физикомеханических свойств масла (вязкости, кислотности, допустимого количества серы). Регенерация масла на малых и средних гидроэлектростанциях осуществляется на районных стационарных регенерационных установках, куда доставляется отработанное масло.
Маслоочистительная аппаратура после промывки может использоваться для всех сортов масел. При перекачке различных сортов масел маслопроводы предварительно должны быть промыты чистым маслом того сорта, который предназначается для транспортировки. В состав масляного хозяйства входят также специальные лаборатории, предназначенные для проверки качества масла.
Схема масляного хозяйства должна быть, составлена таким образом, чтобы при наименьших длине маслопроводов и числе установленных задвижек обеспечить удобство обслуживания, надежность подачи масла как в машинный зал, так и на распределительное устройство, а также в емкости для хранения отработанного масла. Диаметр маслопроводов, как правило, не превышает 200 мм.
Маслохранилище центрального и станционного масляного хозяйства в зависимости от района расположения гидроэлектростанции, климатических условий, а также компоновки здания может выполняться открытым или закрытым. Во втором случае маслохранилище может быть встроено в здание станции или располагаться в специальном помещении. В открытых маслохранилищах рекомендуется устанавливать резервуары вместимостью по 25 — 63 м3. Для закрытых маслохранилищ резервуары могут выполняться по специальным проектам.
Обычно вся система масляного хозяйства крупных станций, за исключением емкостей хранения масла, располагается в подвальных этажах блока монтажной площадки. Из-за повышенной пожарной опасности ко всем помещениям масляного хозяйства предъявляются специальные требования: повышенная огнестойкость, хорошая изоляция от других помещений, наличие мощной системы вентиляции, надежных и безопасных основных и запасных входов и выходов.
Маслохранилища, расположенные в здании станции, рассчитываются на хранение следующих предельно допустимых количеств масла: при расположении маслохранилища в подвальных помещениях — до 300 м3, при расположении маслохранилища выше подвальных помещений — до 150 м3.
Применение специальных закрытых маслохранилищ, расположенных в отдельных зданиях, должно быть экономически обосновано.
Резервуары, устанавливаемые на открытом воздухе, должны располагаться не ближе 20 м от здания станции и иметь специальные противопожарные средства защиты.
