水电站水系统.doc

水电站水系统技术供水系统一 技术供水的作用及要求1. 技术供水的作用水电站的供水包括：技术供水、消防供水和生活供水。本节主要讨论技术供水。 技术供水又称生产供水，其主要作用是对运行设备进行冷却，有时也用来进行润滑（如主轴密封润滑用水、水轮机橡胶瓦导轴承）及水压操作（如射流泵、高水头电站用的主阀）。需要技术供水进行冷却的设备有以下几个方面：（1）发电机的冷却发电机空气冷却器。发电机运行时将产生电磁损失及机械损失，这些损耗会转化为热量。这些热量如不及时散发出去，不但会降低发电机的效率和出力，而且还会因局部过热破坏线圈绝缘，影响使用寿命，甚至引起事故。因此，运转中的发电机必须加以冷却。水轮发电机大多采用空气作为冷却介质，用流动的空气带走发电机产生的热量。除小型发电机可采用开敞式或管道式通风外，大中型发电机普遍采用密闭式通风，即发电机周围被封闭着一定体积的空气，利用发电机转子上装设的风扇（有的不带风扇，利用轮辐的风扇作用），强迫空气通过转子线圈，再经定子的通风沟排出。吸收了热量的热空气再经设置在发电机定子外围的空气冷却器，将热量传给冷却器中的冷却水并带走，然后冷空气又重新进入发电机内循环工作。空气冷却器的冷却效果对发电机的出力及效率有很大影响：当进风温度为35时，发电机允许发出额定出力；当进风温度较低时，发电机的效率较高，允许出力可提高；当进风温度升高时发电机的效率显著下降，允许出力降低。（2）发电机推力轴承及导轴承油的冷却油冷却器。机组运行时轴承处产生的机械摩擦损失，以热能形式聚积在轴承中。由于轴承是浸在透平油中的，油温高将影响轴承寿命及机组安全，并加速油的劣化。因此，应将油加以冷却并带走热量。轴承油槽内油的冷却方式有两种：一种是内部冷却，即将冷却器浸在油槽内；另一种是外部冷却，即将润滑油用油泵抽到外面的专用油槽内，再利用冷却器进行冷却。无论哪种方式，都要通过冷却器的冷却水将热量带走。还有的将冷却水直接通入导轴承瓦背进行冷却，这样可以提高冷却效果，但制造及安装质量要求比较严格。（3）水冷式变压器油的冷却。由于水冷却器具有良好的冷却效果和较低的运行成本，所以容量较大的变压器通常用内部水冷却和外部水冷却的冷却方式。内部水冷式变压器，其冷却器装在变压器的绝缘油箱内，而外部水冷式（即强迫油循环水冷式），是利用油泵将变压器油箱内的油送至特殊的且浸入冷却水中的油冷却器进行冷却，这种方式提高了散热能力，使变压器尺寸缩小，便于布置。为防止冷却水进入变压器油中，应使冷却器中的油压大于水压0.150.7MPa。（4）水冷式空压机的冷却。空气被压缩时，将产生大量的热。为了降低气温，提高效率，防止气缸内活塞产生积炭及润滑油分解，通常在气缸体及气缸盖周围包上水套，通入冷却水以带走热量。在两级或多级压缩时，空气经第一级压缩后，要用中间冷却器进行冷却，然后再进人第二级气缸做第二次压缩。（5）其它冷却。如油压装置回油箱、贯流式机组顶起油箱等有时也设置冷却器，以带走回油在工作中因磨擦阻力而产生的热量；有些变压器直接以水淋的方式散热等。 有的水轮机导轴承采用橡胶轴瓦，需要用清洁水来润滑。此外，集水井深井泵的导轴承也是橡胶轴瓦的，同样需要清洁水润滑。 水头较高的电站，有的用高压水来操作主阀及其它液压阀，这样可以节省油压设备或使油系统简化（应注意工作部件的防锈防蚀问题）。此外，射流泵的工作也是靠技术供水来传递能量的。除上述各项外，水轮机主轴工作密封普遍用水压起作用。2. 用水设备对技术供水的要求各种用水设备对供水的水量、水压、水质、水温均有一定的要求，其总的原则是：水量足够、水压合适、水质良好、水温适宜。现分述如下：图1 水轮发电机容量与总冷却水量关系曲线（1）水量。用水设备对供水水量的要求，一般由设计院经设计计算后提出。 根据我国已运行的大中型水电站机电设备用水情况分析，水量分配比例大致为：发电机空气冷却器为70，推力与导轴承的油冷却器为10，水轮机导轴承（水润滑）为5，水冷式变压器为6，其余用水设备：1。所以，发电机的用水对电站技术供水系统的规模起着决定性的作用。因此，常用发电机的用水量来代替总用水量。粗略估算时，可由图1查取。对于不设发电机空气冷却器的小型机组水电站，其用水量最大的设备是机组推力轴承油箱中的油冷却器，由此可见，水电站发电机的用水对技术供水系统的规模起着决定性的作用。 （2）水压。进入机组轴承冷却器的冷却水，应有一定的水压，以保持必要的流速和所需的流量。机组各轴承冷却器进口水压受强度限制，一般不超过0.25MPa，如有特殊需要，可提高水压。在满足冷却器水量的前提下，进口水压的下限取决于冷却器内部压降及排水管路水头损失。水冷式变压器如果发生水管破裂（内部冷却）或热交换器破裂（强迫油循环外部冷却），就会使油水渗合，危及变压器安全运行。因此，对水压要求较严。通常，制造厂要求冷却器进口处水压不超过0.05MPa，油压必须大于水压0.08MPa。这样，冷却水管破裂时，只能使油进入水中，而水不能进入油内。水冷式空压机的供水水压一般为0.150.3MPa。（3）对水质的要求。水电站用水设备对水质有一定要求。水电站的技术供水，不论是取自河水或是地下水，对水质的要求可按以下标准掌握：要求水中不含悬浮物（如杂草、碎木等），以免堵塞冷却器等设备。泥沙含量应尽量少。为避免形成水垢，冷却水应是软水（水的硬度是指溶解在水中的钙盐与镁盐含量的多少，钙镁离子的总合相当于10毫克氯化钙称之为1“度”，8度以下为软水，816度为中水，16度以上为硬水，30度以上为极硬水）。硬度大的水易形成水垢和析出物易腐蚀金属，降低传热性能和水管的过水能力并难以清除。为了防止管道与用水设备的腐蚀，要求水的酸碱度值为中性（=7），水的过大或过小都会腐蚀金属，产生沉淀物堵塞管道。大多数的天然水的值为78。水中力求不含有机物、水生物及微生物。水中应不含油分。总之，应以管道的腐蚀、结垢和堵塞等来检查水质。此外，水导轴承密封润滑水的水质要求为：含沙量及悬浮物必须控制在0.lg/L以下，泥沙粒径应小于0.0lmm；润滑水中不允许含有油脂及其它对轴承和主轴有腐蚀性的杂质。（4）水温。供水水温是供水系统设计中的一个重要条件，一般按夏季经常出现的最高水温考虑。水温与水源、取水深度及当地气温等因素有关。制造厂通常以25（进水温度）作为设计依据。水温超过25的地区，制造厂需另设计特殊的冷却器。水温对冷却器的影响很大，由于进水温度增高，冷却器金属的消耗增加。冷却水温过低也是不适宜的，这会使冷却器黄铜管外凝结水珠。一般要求进口处水温不低于4，冷却器进出口水的温差不能太大，一般要求保持24，避免沿管长方向因温度变化太大而造成裂缝。二 技术供水的水源及供水方式 1. 水源选择的原则技术供水水源的选择非常重要，在技术上必须考虑水电站的型式、机组设备的布置、电站的水头等因素；满足用水设备所需的水量、水压、水质和水温的要求，力求取水可靠、水量充足、水温适宜、水质符合要求，以保证机组安全运行，整个供水系统管路简单且操作维护方便；在经济上还必须考虑投资和运行费用最省。如果选择不当,不仅可能增加投资，还可能给电站以后的运行和维护增加困难。因此，应根据电站具体情况，进行详细的分析论证，从所有可能的方案中，选出技术先进，运行维护方便可靠、经济合理的方案。技术供水系统除主水源外，还应有可靠的备用水源，防止因供水中断而停机。对水轮机导轴承的润滑水和推力瓦的冷却水，要求备用水能自动投入，否则，若供水稍有中断，轴瓦就有被烧毁的可能。一般情况下，均采用水电站所在的河流（电站上游水库或下游尾水）作为供水系统的主水源和备用水源，只有在河水不能满足用水设备的要求时，才考虑其它水源（例如地下水源）作为主水源、补充水源或备用水源。2. 水源种类一般可作为技术供水水源的有：河流水源和地下水源。河流水源又可分为上游水库和下游尾水。（1）上游水库作水源。上游水库，是一个丰富的水源。从水质方面看，水库调节容量越大，水就越深。水中除含有一些悬浮的落枝、飘草等需要进水口拦污栅和管路中滤水器加以清除的杂质外，平时泥沙含量不多，不致于阻塞部件；从水温方面着，上游水库的底层水温比自然径流或低坝浅库的水温要低，有利于提高冷却效果。取水位置有以下几种：压力钢管取水或蜗壳取水，如图2。此种取水位置的优点是引水管道短，投资较省，管道阀门等可以集中布置，便于操作。压力钢管取水一般是从进水阀（如有的话）的前面取水。取水口的位置最好布置在钢管或蜗壳断面的两侧，一般在45方向上，避免布置在底部和顶部，因为取水口布置在顶部易被悬浮物堵塞，如布置在底部又容易积存泥沙。坝前取水，如图3。直接从坝前取水的优点是：取水口可以设置数个，装设在不同的高程上，随着上游水位的变化，可以选择合适的水温及水质（含砂量和杂质少）；某个引水口遭到堵塞或损坏时，不致影响技术供水；在机组及供水系统检修情况下，供水仍不中断，供水可靠性较高；当河流水质较差时，便于布置水处理设备。其缺点是引水管道长，特别当电站进水口距厂房较远时此缺点尤其突出。所以这种取水方式一般在河床式、坝内式和坝后式电站用得较多。由于坝前取水方式水源可靠，常用它作为备用水源。为了防止水库悬浮物进入管道以及便于取水口的选择使用，一般坝前取水口处均装设拦污栅和小型闸门。 图2压力钢管和蜗壳取水 图3 坝前取水1-压力钢管（或蜗壳）；2-取水口；3-滤水器 1-上游水库；2-取水口；3-取水口阀门；4-滤水器（2）下游尾水作水源。如果上游水库形成的水头过高或过低，常用下游尾水作水源，通过水泵将水送到用水部件。自下游尾水取水时，要注意取水口不要设置在机组冷却水排水口附近，以免取水的水温过高，影响机组冷却效果。同时应注意机组尾水冲起的泥沙及引起的水压脉动，以及下游水位因机组负荷变化而升降等情况给水泵运行带来的影响。从尾水取水作为主水源或备用水源时，要考虑在电站安装或检修后，首次投入运行时供机组起动的用水。尾水管内或尾水管出口附近，由于水轮机补气使水中含有气泡，这些气泡带入冷却器中影响冷却效果，必须设置除气设施。（3）地下水源。为了取得经济、可靠和较高质量的清洁水，以满足技术供水特别是水轮机导轴承润滑用水的要求，电站附近有地下水源时，可考虑加以利用。地下水源一般比较清洁，水质较好，某些地下水源还具有较高的水压力，有时可能获得经济实用的水源。为了获得这种水源，在电站勘测初期需提出任务，要求勘测部门详细了解该地区地下水分布情况，如地下水流量、水质、水量、水温、静水位及动水位等的数据及变化情况。若地下水水压不足，可通过水泵抽水增压，以满足技术供水的需要。总之，水源的选择是决定供水系统是否经济合理、安全可靠的关键。在选择水源时必须全面考虑，根据电站具体条件进行详细的分析论证。3. 供水方式水电站技术供水方式因电站水头范围等不同而不同，常用的供水方式有：自流供水、水泵供水、混合供水和其它供水方式。本站为自流供水方式。（1）自流供水。水头在1540m的电站，当水温、水质符合要求时，一般采用自流供水。水压由水电站的自然水头来保证。这种方式简单可靠，操作方便，易于维护。水头大于40m的电站采用自流供水时，为了保证各冷却器进口水压符合制造厂的规定，应通过减压装置减压。削减掉一部分多余水压，实际上是能量的浪费。当水头大于80m时，由于减压，过多地增加了水能的损耗，这就需要把浪费的水能和装设水泵供水时耗用的电能及设备费用等进行比较，以确定经济合理的供水方式。（2）水泵供水。当水电站水头高于80m时，用自流供水方式已不经济，而当水头小于12m时，技术上又不可能用自流供水方式，此时通常采用水泵供水方式。对低水头电站取水口可设置在上游水库或下游尾水，视其体情况而定；对于高水头电站，一般均采用水泵从下游取水，如图4。水泵供水系统由水泵来保证所需水压和水量；水质不良时，布置水处理设备也较容易。水泵供水的主要缺点是供水可靠性差，当水泵动力中断时供水也会中断，此外设备投资和运行费用一般较大。（3）混合供水。水电站水头为1220m,不宜采用单一供水方式时，一般设置混合供水系统，即自流供水和水泵供水的混合系统。当水头比较高时采用自流供水，水头不足时采用水泵供水，经过技术经济比较确定操作分界水头。因为水泵使用时间不多，可不设置备用水泵，主管道只设一条，这样可以在不降低安全可靠性的条件下，减少设备投资，简化系统。也有一些混合供水的水电站，根据用水设备位置及水压、水量要求的不同，采用一部分设备用水泵供水，另一部分设备用自流供水的方式。 图4 水泵供水 图5 射流泵供水1-下游尾水；2-取水口；3-供水泵； 1-上游水库；2-供水总阀；3-射流泵； 4-单向阀；5-滤水器 4-下游尾水，5-至供水用户（4）其他供水方式。除以上常用几种供水方式外，一些电站根据本身的具体条件，采用一些其它的供水方式。射流泵供水，当水电站水头为80160m时，宜采用射流泵供水，由上游水库取水作为高压工作液流，在射流泵内形成射流，抽吸下游尾水，两股液流相互混合，形成一股压力居中的混合液流，作为机组的技术供水，如图5。上游压力水经射流泵后，水压减小，不需再进行减压，原减压所消耗的能量被利用来抽吸下游尾水，增大了水量，供水量是上、下游取水量之和。射流泵供水是一种兼有自流供水和水泵供水特点的供水方式，它运行可靠，维护简单，设备和运行费用较低，无需动力电源，但运行效率较低。顶盖供水方式，对于中、高水头的水电站可从水轮机顶盖取水，利用转轮密封漏水作为机组的技术供水。顶盖取水方式的特点是间隙对漏水起到良好的减压和过滤作用，保证了水质清洁，水压稳定，对机组正常运行未发现有不良影响；同时操作控制简单，能随机组启、停而自动供、停水；能随机组出力增减而自动增减供水流量。但当机组作调相运行时，需另有其他水源供水。由于电站所在地区不同，具体条件不同，因而经济指标也不一样。因此，设计时供水方式的选用应分析电站的具体情况，并进行技术经济比较后确定。4. 设备配置方式供水系统的设备配置方式，根据机组的单机容量和电站的装机台数确定，一般有以下几种类型：（1）集中供水。全电站所有机组的用水设备，都用一个或几个公共取水设备取水，通过全电站公共的供水干管供给各机组用水。这种设备配置便于集中，运行、维护比较方便，适用于中、小型水电站。（2）单元供水。全电站没有公共的供水干管，每台机组各自设置独立的取、供水设备。这种设备配置方式适用于大中型机组，或水电站只装机一台的情况，其特点是：机组间互不干扰，可靠性高，容易实现自动化，便于运行。 （3）分组供水。机组台数较多时，采用集中供水，管道过长可能造成供水不匀；或管道直径过大给设备布置带来困难。采用单元供水，设备数量又过多。此时，将机组分成若干组，每组构成一个完整的供水系统。其特点是：既减少了设备，又方便了运行。三 技术供水系统图以上我们讨论了水电站各供水对象对于水量、水压、水温和水质的要求，各种可能采用的水源、供水方式和设备配置方式。由于各水电站的具体条件、特点、机组型式和供水要求不同，就产生了适于各个具体情况的各式各样的技术供水系统图。供水系统图的优劣应根据系统运行安全可靠，操作维护方便简单等条件来衡量。图6为自流供水系统图（图中未示供水用户部分）。该系统在每台机的蜗壳或压力钢管上取水，并且全厂联接成一供水干管6，蜗壳或压力钢管上的取水口1按1.52台机组的用水量设计，同时可作为另外机组技术供水的备用水源。取水口后装有单向阀4，以免输水系统故障时冷却水倒流。此外，全厂设23个坝前取水口5作为总技术供水的备用水源和生活用水及消防用水水源。在洪水季节坝前取表层水，水中含沙量较小；夏季水温较高时取深层水，提高冷却效果。此种系统具有布置简单，运行可靠的优点。大型水电站当水头适合，水质条件好时，一般都采用这种系统。图6中每台机组均装有供水总阀，以实现开机前自动投入供水，停机后自动切断供水的操作。其他阀门的开度都调节好，开停机时一般不再进行操作。供水总阀常采用电磁液压阀或电动闸阀等型式。图6自流供水系统图1-蜗壳或压力钢管取水口；2-压缩空气吹扫接头；3-转动式滤水器；4-单向阀；5-坝前取水口；6-供水干管；7-放气阀；8-管道清洗时通向下游的排水管；9-机组供水电动总阀图7为某电站采用的自流单元供水系统图。主水源取自蜗壳，经滤水器过滤后供机组冷却、润滑用水。坝前取水作为技术供水的备用水源。两种水源之间设有联络管道及阀门。坝前取水不受机组安装、停机检修等的影响，因此与机组开停状态无关的用水，如水冷式空压机用水，消防、生活用水，都由该水源供水。图7某电站自流单元供水系统图1-滤水器；2-消防栓；3-推力、上导冷却器；4-消防环管；5-空气冷却器；6-下导轴承冷却器； 7-水润滑导轴承；8-总阀门。消防供水系统一 消防供水的水源和供水方式电站设计时，消防供水水源应与技术供水水源同时考虑。消防供水方式取决于各消防对象对供水的要求、电站的水头和选定的水源。一般有自流供水、水泵供水和混合供水等方式。1. 自流供水当水头高于30m时，可采用自流供水。水源和取水口与技术供水合用，但应设单独的消防供水总管，用两根联络管与技术供水总管连接，形成环形供水。2. 水泵供水水头低于30m的电站，供水压力达不到消防用水要求，宜设置专用的消防水泵供水。一般只设一台，手动操作，且从下游取水，取水口位置应使水泵在任何运行工况下都能自行引水。保证水泵随时处于完好备用状态，电路应绝对可靠，无备用电源时，应设内燃机动力源。当技术供水也采用水泵供水方式时，可考虑将两者结合的供水系统。 3. 混合供水当水头在30m左右，但其变幅较大时，消防供水亦可采用混合供水方式，即水头高时，采用自流供水；水头低时，采用水泵供水。 三 水电站消防对象和消防措施水电站中有各种各样的易燃物，如木结构、油类及电气设备等，具有着火的可能性。一旦发生火灾时，应当将火及时扑灭，防止对生命和财产造成危害。水、沙和化学灭火剂等都是常用的灭火材料。水灭火具有效果好、费用低、方便、量足和易得等优点。所以，水电站都设有消防供水系统，专门供厂区、厂房、发电机及油系统等的消防用水。1. 厂房消防 水电站厂房的消防，多以消防栓经软管、喷嘴射出的水柱为主，化学灭火器为辅。 消防栓及软管、喷嘴均为标准化产品，中小型电站常用5065mm的消防软管，配用13 19mm的喷嘴。国内生产的消防软管，工作压力为0.75MPa，最大试验压力达1.5MPa。 消防栓的位置和数量应通过计算水柱射程决定，必须保证两相邻消防栓的充实水柱能在厂房内最高最远的可能着火点处相遇。当厂房长度小于50m时，可只设两个消防栓。对于中小型电站，由于厂房宽度较小，其布置一般为与发电机消防相结合的单列式，且最好嵌在厂房侧墙内，活接头高度控制在距发电机层地面1.35m左右。当厂房较宽时，可采用双列式。消防用水量根据消防栓喷射流量计算，一般按两股水柱同时工作，每股耗水量2.5L/S以上作为计算依据。2. 发电机消防图8发电机灭火管道1-灭火环管；2-进水管道运行中的发电机可能由于定子线圈发生匝间短路，或焊缝接头开裂等事故而着火，为防止事故扩大应设置灭火装置。制造厂一般都在发电机定子线圈上下方布置灭火环管，如图8所示。在环管对着线圈一侧交错钻有两排直径为25mm呈一定角度的喷射小孔，孔的间距为30l00mm。灭火时便均匀地向线圈端部喷水，水吸收热量并气化成蒸汽，阻隔空气使火窒息。设计发电机消防水管时，应采取有效措施，防止平时有水漏入发电机而造成事故。对有人值班的电站，可手动操作供水，供水管道如图9所示。平时活接头断开，需要灭火时，利用软管快速接头与消防水源接通，再开启阀门。给灭火环管供水的消防栓，各机组可单独设置，也可与厂房消防栓合并，后者必须采用双水柱式消防栓。对无人值班的电站，可采用自动灭火装置，如图9-12所示。在发电机风罩内装设电离式烟探测器，感温式火灾探测器等。探知火情后，立即将信号送至中控室报警、记录、并使消防自动控制装置中的电磁阀2开启，压力水进入环管来灭火。排水电磁阀6平时开启，将电磁阀2的漏水排入排水系统。集水罐3中有水位信号器4，排水管堵塞或漏水量过大时，发出信号。在发电机着火时，由火灾报警装置的信号将电磁阀6关闭。 图9 灭火环管供水快速接头 图10发电机消防自动控制装置1-引自消防泵管 ；2-消防软管；3-快速接头； 1-引自消防水源；2、6-电磁阀；3-集水罐4-压力表；5-至灭火环管 4-水位信号器；5-至灭火环管引至发电机灭火环管的断面积与环管供水方式有关，当环管从一端供水时，其断面积应比1/2环管上喷水孔总面积大1.251.5倍，当从两端供水时，其断面积应比1/4环管上喷水孔总面积大1.251.5倍。灭火环管的入口水压应不小于0.20.25MPa。其消防水流量取决于供水压力和环管直径及长度。 3油系统消防水电站中油库、油处理室、油化验室等都是消防的重点，均需要设置消防设备。 油处理室及油化验室一般采用化学灭火器及沙土灭火。当接受新油或排出废油时，为了防止油或干燥的空气沿管道流动与管壁摩擦产生静电引起火灾,在管道出口及管道每隔l00m处都应装接地线，并且铜导线将所有的接头、阀门及油罐良好接地。 油库采用的消防设施，还应在贮油罐上方加装消防喷头，下部装设事故排油管。发生火灾时，将存油全部经事故排油管排至事故油池。同时消防喷头喷出水雾包围油罐，既降低油罐表面温度，又阻隔空气，从而使明火窒息，防止火灾蔓延和油罐爆炸，从多方面达到灭火的目的。小型水电站可只设置化学灭火器及沙箱。 油罐消防喷头的供水水源与油库的布置位置有关，当油库布置在厂房内时，从厂房消防总管引取；布置在厂房外且与厂房相距较远时，应设置单独的消防水管，阀门则采用手动控制。供水压力应保证喷水雾化，实验证明，常用的消防喷头入口水压为0.50.6MPa时，喷水雾化较好，灭火效果显著。排水系统一 排水系统的作用与组成1. 排水系统的作用水电站除了需要设置供水系统外，还必须设置排水系统，排水系统的作用是排除生产废水、检修积水和生活污水，避免厂房内部积水和潮湿,保证水电站设备的正常运行和检修。2. 排水系统的组成 水电站的排水可分为生产用水排水、渗漏排水和检修排水三大类。但只有渗漏排水和检修排水列入排水系统。 （1）生产用水的排水。包括发电机空气冷却器的冷却水；发电机推力轴承和上、下导轴承油冷却器的冷却水等。这类排水对象的特征是排水量较大，设备位置较高，一般都能靠自压直排下游。因此，习惯上都把它们列入技术供水系统组成部分，不再列入排水系统范围。（2）渗漏排水。漏水：水轮机顶盖与主轴密封的漏水，压力钢管伸缩节、管道法兰、蜗壳及尾水管进人孔盖板等处的漏水。生产排水：冲洗滤水器的污水、气水分离器及贮气罐的排水、空气冷却器壁外的冷凝水、水冷空压机的冷却水等，当不能靠自压排至厂外时，归入渗漏排水系统。厂房水工建筑物的渗水，低洼处积水和地面排水。厂房下部生活用水的排水。渗漏排水的特征是排水量小，不集中且很难用计算方法确定；在厂房内分布广，位置低，不能靠自流排至下游。因此，水电站都设有集中贮存漏水的集水井或排水廊道，利用管、沟将它们收集起来，然后用设备排至下游。（3）检修排水。当检查、维修机组或厂房水工建筑物的水下部分时，必须将水轮机蜗壳、尾水管和压力钢管内的积水排除。检修排水的特征是排水量大，高程低，只能采用排水设备排除。为了加快机组检修，排水时间要短。二 排水方式1. 渗漏水排水方式（1）集水井排水：此种排水方式是将水电站厂房内的渗漏水经排水管、排水沟汇集到集水井中，再用离心泵排至厂房外。由于厂内设置集水井容易实现，离心泵安装、维护方便，价格低廉。所以，目前中小型水电站渗漏排水多采用这种方式。（2）廊道排水：这种排水方式是把厂内各处的渗漏水通过管道汇集到专门的排水廊道内，再由排水设备排至厂外。此种方式多采用立式深井泵，且水泵布置在厂房一端。由于设置排水廊道受地质条件、厂房结构和工程量的限制，仅在装有立式机组的坝后式和河床式水电站中应用，加之立式深井泵的安装，维护复杂，价格昂贵，因此目前中小型水电站中采用较少。2. 检修排水方式 （1）直接排水：此种排水方式是将各台机组尾水管与水泵吸水管用管道和阀门连接起来，机组检修时，由水泵直接将积水排除。其排水设备亦多采用离心泵。水泵可以和渗漏排水泵集中布置或分散布置。直接排水方式运行安全可靠，是防止水淹泵房的有效措施，目前，在中小型水电站中采用较多。（2）廊道排水：这种排水方式是把各台机组的尾水管经管道与排水廊道连接，机组检修时，先将积水排入廊道，再由水泵排至厂外。采用此种方式时，渗漏排水也多采用廊道排水，两者可共用一条排水廊道，条件许可时，渗漏水泵亦可集中布置在同一泵房内。因廊道排水方式的限制条件较多，所以它在中小型水电站中采用较少。三 排水系统图水电站的排水系统应能安全、可靠、有效地完成排水任务。因此，一般应由吸水口、排水设备、控制设备、监测设备、输水设备和保护设备等组成。但对不同的水电站，具体构成需根据电站型式、水文地质地形条件、厂房型式、结构及机组类型等因素来决定。图9-14 渗漏排水与检修排水不完全合一的排水系统1-阀1；2-阀2；3-阀3；4-1#水泵；5-2#水泵；6-水环式真空泵；7-水箱按照排水任务的要求，将排水系统的组成元件和设备，进行合理的连接和配备，使其能够反映排水系统的规模、表达排水过程的程序，实现排水设备和运行方式的切换，完成渗漏排水和检修排水的任务，这样的图形就称为排水系统图。绘制排水系统图时，要考虑厂房水下部分实际结构，排水设备的布置位置，根据系统要求进行连接，一般是将渗漏排水和检修排水绘制在一张图上。对于小型水电站，由于系统简单，亦有将油、气、水系统图绘在一起的，这样可以示出全厂辅助设备的配置和相互联系，给出清晰的总体概念。 下面介绍几种在中小型水电站中比较典型的排水系统图。1. 渗漏排水和检修排水不完全合一的排水系统如图9-14所示。该系统设置两台卧式离心泵，作渗漏和检修排水之用。正常运行时，两台泵作渗漏排水用，平时一台工作，一台备用，运行方式可定期切换，互为备用。由液位信号器根据整定的集水井水位控制其启、停。机组检修时，先关闭阀1，打开阀2，由两台水泵一起排除检修积水。待积水排除后，再关闭阀2，打开阀1，由1水泵自动排除厂内渗漏水，2水泵手动排除进水口闸门和尾水管闸门的漏水。这种排水系统只要集水井中水泵的吸水管底阀正常，就可以避免水淹泵房和厂房的事故。但是在两台泵同时排除尾水管积水时，会影响厂房内渗漏水的排除，如用一台水泵进行渗漏排水，又会延长检修排水时间。且因排水泵的安装高程不可能低于尾水管底板高程，尾水管排水管口也不能安装底阀，因此处底阀长期不工作，极易产生锈损或被杂物卡塞等故障，又很难进行维修。为了满足检修排水泵在低水位时能启动引水，增设了一台真空泵。2. 渗漏排水和检修排水不分开的改进系统如图9-15所示。为了改进渗漏排水和检修排水不分开排水系统的不足，仅在该系统上增设一台检修排水泵，其排水量按检修排水量选择。原来两台水泵排水量则按渗漏排水量选择。正常运行时，两台渗漏排水泵（1, 2）互为备用，自动排除厂房内渗漏水。机组检修时，1水泵仍自动排除厂内渗漏水，2水泵切换为手动，与3水泵共同排除机组检修积水，待积水排干后，再由3水泵单独排除进水口闸门和尾水管闸门漏水，而2水泵则又恢复为1水泵的备用泵。这种排水系统运行方式灵活，不间断厂内渗漏排水，小型电站采用较多。4. 漏排水和检修排水分开的排水系统图9-17所示是渗漏排水和检修排水分开的排水系统。该系统采用两台渗漏排水泵和两台检修排水泵。整个设备可以集中布置在同一水泵房内。渗漏排水采用集水井排水方式，两台水泵互为备用，由集水井液位信号器自动控制。检修排水采用直接排水方式，水泵经主排水管道与各机组尾水管排水管相连。机组检修时，打开该机组尾水管排水管上的阀门，水泵即可启动排水。由于该水泵仅在机组检修时才使用，故多为手动控制。这种排水系统运行安全可靠，中小型电站常采用该种排水系统。13