[发明专利]水力发电机组的改造技术

说明书

所属技术领域

本发明涉及利用现有的水力发电机组进行改造的技术方案。 

背景技术

目前，水力发电机组是利用天然的水资源及高低落差的地理位置，利用水压使水轮机转动带动发电机而发电的。但是这种发电方式受到水资源的限制，没有水就不能正常运转，从而影响发电效率。 

发明内容

为了珍惜水资源，节约用水，充分利用水资源使发电机产生最大的效益。本发明提供一种水力发电机组的改造技术，提高水的利用率，使现有的水力发电机组产生更大的效益。 

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：在水轮机的进水管最高处安装一台管道加压水泵，加压范围0.3-1.5MPa(其功率及加压大小根据各水轮机的功率、及水头高度而定)，并用一台变频器控制加压泵的转速，(即控制水轮机的进水压力)。 

本发明的有益效果是：能够利用现有的水资源，节约用水5％-50％，提高发电效率40％-10倍。(即发电效率越高，节约用水越少) 

下面结合实施例对本发明作进一步说明。 

现有一个小型水力发电站，装机容量125KW(发电机额定功率)，额定电压400V，额定转速750转/分，水头高度65米，进水管直径40Cm，水轮机功率50-300KW,转速673-952转/分，压力0.5-1.0Mpa， 流量0.236-0.334立方米/秒。在进水管最高处安装一台管道加压水泵，进水管直径30Cm，出水管直径30Cm，水泵流量0.259立方米/秒，加压范围为0.1-1.0MPa，水泵电动机额定功率为18KW，额定电压380V，额定转速1400转/分。水泵传动轮(齿轮)直径为55Cm，电动机传动轮(齿轮)直径为35Cm。同时用一台变频器，额定功率为22KW，额定电压380V，其输入接线柱与电网开关K连接，输出接线柱与加压泵电动机接线柱连接。接通电网开关K，按下变频器的启动按钮，并用手动开关慢慢将频率提高，这时，加压泵电动机转速逐渐提高，水压同样逐渐增加，当水轮机进水管压力达到0.68MPa(即在安装加压水泵前的水压偏高一点)时，打开水轮机进水阀门，水轮机开始转动带动了发电机，当达到发电机额定转速时开始发电，当水轮机进水阀门开度为3刻(最大为10刻，满发时为6刻)时，发电机的发电量为70KW。这时，如果将变频器的频率再提高，使水轮机进水管压力达到0.75-0.8MPa，发电机的发电量为125KW。 

结合上述实施例对本发明作进一步分析。 

一、根据万有引力定律，自由落体运动的合力为重力，下落过程是匀加速运动，加速度g＝2h/t2次方，作用力F＝mg＝2hm/t2次方，可见，在质量和高度相同的情况下，速度越快，达到的时间越短，其作用力越大。因此，在水力发电站中，要使水轮机的作用力增大，必须利用水泵加快进水速度，提高水的作用力，才能使水轮机的功率提高而产生更大的效率。 

二、由于水轮机进水阀门只开了一半，因此经过水轮机的水只有一半的流量，即节约用水50％；如果在进水管最高处安装一台管道加 压水泵，增加水轮机的压力0.15Mpa，使它达到发电机最大发电量所需压力。这时，发电机发出的发电量达到了最大的额定功率，那么，发电机的发电量比原来增加了125-70＝50KW，50÷70＝71.4％，即提高了发电效率71.4％。如果利用现有的水轮机，更换一台发电机额定功率为250KW，额定电压为400V，额定转速为750转/分，当水轮机的压力达到1.0-1.1Mpa时(比原来0.65Mpa增加0.45Mpa)，发电量为250KW。同理，如果在65米处加压1.5MPa(水泵的扬程及电动机功率跟前面用的不同，要匹配)，水轮机处的压力将达到2.15MPa，这时，这台水轮机就能够带动一台发电机发电600-800KW(更换水轮机和发电机)。那么，发电机的发电量可以提高发电效率8-10倍。