水电站工程培训课件

水电站工程培训课件第一章水电站概述与行业背景水电站的意义与发展清洁能源的核心优势世界级工程典范水电是最重要的可再生清洁能源,具有零碳排放、三峡水电站装机容量2250万可再生、调节灵活等显著优势在全球碳中和进程千瓦,年发电量超1000亿千瓦时中,水电承担着基础性调节电源的重要角色,能够有效平衡风电、光伏等波动性新能源,保障电网安全白鹤滩水电站装机容量1600稳定运行万千瓦,单机容量100万千瓦居世界第一据国际能源署统计,水电占全球可再生能源发电量的60%以上,是实现气候目标不可或缺的重要力量水电站的分类与基本类型根据不同的分类标准,水电站可以划分为多种类型科学的分类体系有助于我们理解不同水电站的特点、适用条件和技术要求按调节能力分类按建筑物特征分类径流式水电站无或很小调节库容,随天然来水发电,适用于水量丰富稳坝式水电站厂房建在大坝下游,利用坝体拦蓄水位差发电定的河流河床式水电站厂房位于河床上,与挡水建筑物结合蓄水式水电站具有年调节或多年调节库容,可灵活调配水量,提高发电效益世界最大水电站的奇迹万亿米22501000185装机容量年发电量大坝高度千瓦总装机规模千瓦时清洁电能混凝土重力坝第二章水电站基本原理与构造水力发电原理水能机械能电能高位水体蕴含的势能和动能,是发电的原始能水流冲击水轮机叶片旋转,将水能转化为机械发电机转子旋转切割磁力线,将机械能转化为量来源旋转能电能输出能量转换效率水轮机的核心作用现代水电站的综合能量转换效率可达85%-90%,远高于火电35%-45%和核电30%-35%,是效率最高的发电方式之一水轮机类型与选型水轮机的选型是水电站设计的关键环节,需要综合考虑水头、流量、地质条件、经济性等多方面因素不同类型的水轮机适用于不同的水力条件弗朗西斯式水轮机卡布兰式水轮机适用水头40-700米适用水头2-80米特点应用最广泛的混流式水轮机,效特点轴流转桨式,叶片角度可调,适应率高、运行稳定,适应性强水头变化能力强典型应用三峡、葛洲坝等大中型水典型应用低水头径流式电站电站冲击式水轮机适用水头200米以上特点水流以射流形式冲击转轮,适用于高水头小流量水电站主要建筑物介绍水电站是一个复杂的工程系统,由多个功能各异的建筑物组成各建筑物相互配合,共同完成水能的高效转换和电力的安全输出010203进水建筑物引水建筑物压力水管控制进入发电系统的水流,包括进水口、拦污栅、将上游水库的水引至发电厂房,包括引水隧洞、引承受高压水流的管道系统,将水流引导至水轮机,闸门等,确保水质和流量满足发电要求水渠道、前池等,最小化水头损失需具备足够强度和刚度04调压室主厂房调节水流压力波动,防止水锤效应对管道系统造成破坏,保护设备安全核心动力装置揭秘水轮机主要部件精密制造要求转轮直接承受水流冲击的核心部件大型水轮机转轮直径可达10米以上,重量导水机构控制进入转轮的水流方向和超过400吨,制造精度要求极高叶片表面光洁度、几何形状误差都直接影响效流量率和空化性能主轴传递转轮旋转力矩至发电机蜗壳均匀分配水流至导水机构白鹤滩水电站采用的百万千瓦级水轮机,代表了当今世界水轮机制造的最高水平第三章水电站设计基础科学合理的设计是水电站安全高效运行的前提本章将介绍水电站设计的基本原则、主要建筑物的设计要点以及典型设计案例,帮助您建立系统的设计思维水电站结构布置原则安全可靠性原则技术先进性原则结构设计必须满足各种工况下的强度、稳定性和耐久性要求,确保大采用成熟可靠的先进技术,优化水力设计,提高机组效率,降低能量损坝和厂房在地震、洪水等极端条件下的安全失,实现技术经济最优经济合理性原则环境友好性原则在满足功能和安全前提下,合理控制工程投资,缩短建设周期,降低运行充分考虑生态环保要求,减少对河流生态、鱼类洄游、水质等的不利维护成本影响,实现可持续发展主厂房尺寸确定方法主厂房的尺寸设计需综合考虑机组台数、单机容量、设备尺寸、吊装要求、检修空间等因素通常采用模数化设计,便于标准化施工和设备安装厂房跨度、柱距、层高都有相应的技术规范要求进水及引水建筑物设计要点进水口设计引水隧洞设计主要功能平稳引水、拦截污物、控制流量断面选择圆形、城门洞形等,根据地质条件和水力要求确定结构形式岸塔式、坝塔式、竖井式等尺寸确定按经济流速计算,一般为3-6m/s设计要点衬砌设计根据围岩类别确定衬砌类型和厚度•进水口底坎高程的确定特殊要求洞身转弯半径、纵坡变化、通气孔设置等•拦污栅的设计与布置•闸门的选型与启闭•体型优化减少水头损失压力水管与调压室设计压力水管设计调压室设计材料选择钢管、钢筋混凝土管或钢衬钢筋混凝土管作用机理吸收和释放水量,平衡水力过渡过程中的压力波动壁厚计算按内水压力、外荷载、温度应力等综合确定类型选择简单调压室、差动调压室、气垫式调压室等支墩布置合理设置支墩和镇墩,确保管道稳定设计计算稳定断面、阻抗系数、涌浪高度等参数确定典型案例锦屏二级水电站引水隧洞总长

16.7公里,是世界上最长的引水隧洞系统,压力水管最大内水压力达

5.5MPa,设计难度极大,采用了多项创新技术科学规划保障高效运行总体布置厂区规划枢纽建筑物整体规划,包括挡水建筑物、泄水主副厂房、开关站、变压器场、升压站等功能建筑物、引水发电系统的合理布局分区,满足生产和管理需要环境协调交通组织建筑景观与周边环境协调,绿化美化,打造生态场内外交通道路、设备运输通道、人员疏散通友好型水电站道的合理设计第四章水电站施工技术与流程水电站工程规模宏大、技术复杂、工期紧张,施工管理水平直接关系到工程质量、进度和投资本章将系统介绍水电站施工的全过程管理和关键技术厂房施工流程总览施工准备阶段1场地平整、施工道路修建、临时设施搭建、施工用水用电布置、测量控制网建立2基础开挖与处理基坑开挖、边坡支护、基础验收、地基处理如有必要、排水降水措施主体结构施工3混凝土浇筑分层分块、钢筋绑扎、模板安装拆除、预埋件安装、养护与质量检测4设备安装水轮机、发电机、变压器等主设备安装,管路、阀门、电气设备安装,调试运行装饰与验收5建筑装修、防水防腐、消防安防系统安装、竣工验收、投产运行施工质量控制标准严格执行《水电水利工程施工质量验收规范》《混凝土工程施工质量验收规范》等国家和行业标准,建立完善的质量保证体系,实行全过程质量监控,确保工程质量优良施工布置与现场管理施工现场组织设计安全管理措施平面布置合理规划加工场、堆料场、•建立安全生产责任制,落实安全管理办公生活区、道路等人员•定期安全教育培训和应急演练垂直运输塔吊、龙门吊、施工电梯等设备选型与布置•高处作业、受限空间作业等危险作业许可制度临时设施混凝土拌和系统、钢筋加工•个人防护用品配备与使用监督厂、木工房等•安全隐患排查与整改闭环管理供水供电施工用水管网、供电线路、变配电设施环保措施严格控制施工扬尘、噪音、废水排放,做好水土保持,保护周边生态环境混凝土拌和站设置除尘装置,施工废水经处理后排放,建筑垃圾分类处置,实现绿色文明施工施工难点与解决方案123大体积混凝土浇筑大型设备吊装地下洞室开挖难点水化热引起温度裂缝,浇筑质量难控难点设备重量大、精度要求高、吊装空间难点地质条件复杂,涌水、塌方风险高制受限解决方案解决方案解决方案•超前地质预报,及时调整开挖方法•优化配合比,掺加粉煤灰降低水化热•编制详细吊装方案并进行专家论证•采用锚杆、喷混凝土等支护措施•分层分块浇筑,控制浇筑层厚度•选用大吨位起重设备,精确计算吊点•加强排水系统,降低地下水位•埋设冷却水管,进行温度控制•采用BIM技术进行三维模拟•监测围岩变形,确保施工安全•加强养护,控制内外温差•安装高精度测量定位系统严谨施工保障工程质量质量管理体系材料质量控制过程质量监控建立完善的质量管理体系,明确各级质量责严格材料进场检验,水泥、钢筋、骨料等主要关键工序旁站监理,重要部位隐蔽工程验收,任实行三检制自检、互检、专检,确保材料必须有出厂合格证和检验报告,不合格材混凝土试块留置与试验,施工记录完整准确每道工序质量合格料严禁使用第五章水电站运行与维护基础科学的运行管理和精心的设备维护是保障水电站长期安全稳定运行的关键本章将介绍主机组运行管理、辅助设备维护以及安全生产管理的基本知识和技能要求主机组运行管理水轮机调速系统运行监控要点基本功能保持机组转速恒定,响应负荷变化,确保电能质量•机组振动、摆度监测,及早发现异常•轴承温度、油压监测,确保润滑系统正常工作原理通过调节导叶开度控制进入水轮机的水流量,实现功率调节•水导轴承、推力轴承运行状态检查•冷却水系统、制动系统功能检查控制方式PID调节、频率调节、功率调节等多种控制模式•发电机定子温度、转子温度监控常见故障及排除方法机组振动异常油温升高导叶开度异常可能原因水力不平衡、机械磨损、动平衡可能原因冷却器堵塞、油质劣化、轴承磨可能原因调速系统故障、接力器漏油、传失调等处理方法检查转轮叶片、平衡块,损等处理方法清洗冷却器,检查油质,更换感器失灵等处理方法检查液压系统,校验必要时停机检修磨损部件传感器,调整控制参数辅助设备维护辅助设备虽然不直接参与发电,但对保障主机组安全稳定运行起着重要支撑作用必须建立完善的维护保养制度,确保辅助设备始终处于良好状态水泵维护阀门维护电气设备维护日常检查运行声音、振动、温升、密封泄检查项目启闭灵活性、密封性能、填料密变压器油位、油温、油质监测,绝缘电阻漏情况封情况测试定期保养轴承清洗加油、叶轮检查、联轴维护内容定期加注润滑脂、更换密封件、开关柜触头检查、绝缘测试、保护定值核器对中清除锈蚀对常见问题汽蚀、轴承过热、密封失效的预注意事项高压阀门操作安全、应急闸门定蓄电池电压监测、容量试验、电解液补充防与处理期试验设备检修周期与标准按照《水电厂运行规程》要求,制定设备检修计划小修月度、中修年度、大修3-5年分级管理,A级检修、B级检修、C级检修分类实施,确保设备始终保持良好技术状态安全生产与应急预案01安全规范体系建立健全安全生产责任制,严格执行《电力安全工作规程》《防止电力生产事故的二十五项重点要求》等规范标准02日常安全管理开展安全教育培训,落实岗位安全责任,定期安全检查和隐患排查治理,严格执行操作票、工作票制度03应急预案编制编制综合应急预案、专项应急预案如洪水、地震、火灾等和现场处置方案,明确组织机构、职责分工、响应程序04应急演练实施定期组织应急演练,检验预案可行性,提高应急处置能力,演练后总结评估,持续改进完善智能化管理提升运行效率自动化控制系统状态监测与诊断远程集控运行采用先进的计算机监控系统,实现机组启停、负利用在线监测装置,实时采集设备运行数据,通过建立区域集控中心,实现多座电站的远程监控和荷调节、故障保护等自动控制,减少人工干预,提大数据分析和人工智能算法,实现故障预测和健集中调度,优化人员配置,提高管理水平和经济效高运行效率康诊断益第六章职业素养与行业规范优秀的水电技术人才不仅要具备扎实的专业知识和技能,更要树立正确的职业观念,培养良好的职业素养,遵守行业规范,传承水利精神水电站技术人员岗位职责岗位认知能力要求运行岗位负责机组及设备运行操作、监视、记录,保障安全稳定运行专业知识掌握电气、机械、水工、自动化等专业知识操作技能熟练掌握设备操作、维护、故障处理技能检修岗位负责设备维护保养、故障检修、技术改造,确保设备健康安全意识树立安全第一思想,严格遵守安全规程试验岗位负责继电保护、自动装置、测量仪表的试验校验学习能力持续学习新技术新知识,不断提升能力技术岗位负责技术管理、技术攻关、标准制定、培训指导创新意识善于发现问题、分析问题、解决问题团队协作与职业精神水电站运行管理是一项系统工程,需要运行、检修、技术等各岗位密切配合要树立大局意识,加强沟通协调,互相支持配合要培养敬业奉献、精益求精的职业精神,以高度的责任感做好本职工作,为水电事业发展贡献力量行业标准与技术规范水电行业建立了完善的标准规范体系,涵盖设计、施工、运行、检修等各个环节掌握和正确应用这些标准规范,是做好水电工作的基本要求国家标准行业标准GB DL/NB《水电站基本术语》《混凝土重力坝设计规范》《水电站厂房设计规《水电厂运行规程》《水轮发电机组安装技术规范》《水电站机电设计范》等规范》等地方标准企业标准各省市根据实际制定的地方性技术标准和管理规范各电力集团、电站根据自身特点制定的企业标准和作业指导书技术规范查阅与应用要养成查阅标准规范的习惯,在设计、施工、运行中严格执行相关标准可通过国家标准网、行业协会网站、专业数据库等渠道获取最新标准要注意标准的版本更新,及时学习新标准新要求,确保工作符合规范要求工匠精神与水利文化精益求精的工匠精神水利造福人民的使命感水电工程建设与运行管理需要极高的精度和质量要发扬精益求水利万物而不争水电事业承载着为人民谋幸福、为国家创效益精、追求卓越的工匠精神,在每一个细节上精雕细琢,在每一道工序的重要使命要树立人民电业为人民的服务宗旨,以高度的责任感上严格把关,打造精品工程,创造一流业绩和使命感投身水电事业,为经济社会发展提供清洁能源保障传承创新绿色发展新中国水电事业走过了辉煌历程,涌现出无数可歌可泣的水电建设者要水电是清洁可再生能源,在双碳目标下承担重要责任要牢固树立绿色学习前辈们艰苦奋斗、无私奉献的精神,传承水电优良传统,同时要与时俱发展理念,在工程建设和运行中注重生态保护,实现经济效益、社会效益、进,勇于创新,用新技术新方法推动水电行业高质量发展生态效益的有机统一,为建设美丽中国贡献水电力量成为新时代水电工程技术人才扎实理论基础系统掌握水力学、工程力学、电气工程、自动控制等专业理论知识,为实践应用打下坚实基础过硬实践技能通过现场实习、技能培训、岗位锻炼,熟练掌握设备操作、维护检修、故障处理等实际技能持续学习进步紧跟技术发展趋势,学习新知识新技术,考取相关职业资格证书,不断提升综合能力和职业素养投身绿色能源助力国家可持续发展,我国正在加快构建清洁低碳、安全高效的能源体系,水电作为技术最成熟、经济性最好的可再生能源,发展前景广阔期待你们掌握精湛技能,传承工匠精神,成为新时代水电行业的中坚力量,为实现双碳目标、建设美丽中国贡献青春力量!亿万亿

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91.327%装机容量年发电量占比中国水电总装机千瓦2023千瓦时清洁电能2023全国电力装机比重。