本發(fā)明涉及水利水電工程領(lǐng)域，具體涉及一種水電站氣墊式調(diào)壓室氣系統(tǒng)空壓機(jī)（空氣壓縮機(jī)）選擇方法。

背景技術(shù)：

1、水電站氣墊式調(diào)壓室是一種利用封閉式氣室內(nèi)高壓空氣形成“氣墊”，以抑制調(diào)壓室內(nèi)水位高度和水位波動(dòng)幅值的性能優(yōu)越的水錘及涌波控制工程設(shè)施。水電站氣墊式調(diào)壓室較常規(guī)調(diào)壓室在生態(tài)環(huán)保和投資等方面具有顯著優(yōu)勢(shì)。高水頭、小流量、引水系統(tǒng)沿線地質(zhì)條件好的水電站采用氣墊式調(diào)壓室，可減少施工公路長(zhǎng)度，降低施工難度，不僅有利于引水系統(tǒng)周邊生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，而且可節(jié)省工期和投資。

2、氣墊式調(diào)壓室自20世紀(jì)70年代在挪威水電站成功應(yīng)用以來(lái)，我國(guó)于20世紀(jì)90年代開始在有條件的水電站采用氣墊式調(diào)壓室，目前已成功投運(yùn)自一里、小天都、亞曼蘇等水電站。隨著科技進(jìn)步和生態(tài)環(huán)保要求的提高，水電站氣墊式調(diào)壓室這種創(chuàng)新技術(shù)將在日益提倡建設(shè)環(huán)境友好型水電站中得到推廣應(yīng)用。

3、水電站氣墊式調(diào)壓室在首次充水或檢修完充水后，需用空壓機(jī)充氣建壓；在運(yùn)行過(guò)程中，由于氣室漏氣或水力過(guò)渡過(guò)程中由水錘及涌波引起氣室內(nèi)氣壓下降時(shí)，需用空壓機(jī)自動(dòng)補(bǔ)氣保壓。因此，水電站氣墊式調(diào)壓室氣系統(tǒng)是電站成功應(yīng)用和安全可靠運(yùn)行的技術(shù)支撐及保障，而空壓機(jī)是該氣系統(tǒng)的關(guān)鍵核心設(shè)備，應(yīng)確保空壓機(jī)的選擇方法正確，選擇的空壓機(jī)參數(shù)及臺(tái)數(shù)合適、安全可靠和經(jīng)濟(jì)合理，既能滿足氣系統(tǒng)充氣建壓的需要，亦能滿足氣系統(tǒng)自動(dòng)補(bǔ)氣保壓的要求。

4、目前，在現(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)于水電站氣墊式調(diào)壓室氣系統(tǒng)空壓機(jī)的選擇方案為：分別計(jì)算出充氣空壓機(jī)的生產(chǎn)率及臺(tái)數(shù)與補(bǔ)氣空壓機(jī)的生產(chǎn)率及臺(tái)數(shù)，并據(jù)此分別配置充氣空壓機(jī)與補(bǔ)氣空壓機(jī)及其輔助設(shè)備。由于充氣空壓機(jī)與補(bǔ)氣空壓機(jī)分別運(yùn)行于氣墊式調(diào)壓室的不同時(shí)段，因此設(shè)備利用率低，投資和運(yùn)行維護(hù)成本高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是：提出一種水電站氣墊式調(diào)壓室氣系統(tǒng)空壓機(jī)選擇方法，解決現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)空壓機(jī)的選擇方案存在的設(shè)備利用率低、投資和運(yùn)行維護(hù)成本高的問(wèn)題。

2、本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案是：

3、水電站氣墊式調(diào)壓室氣系統(tǒng)空壓機(jī)選擇方法，包括以下步驟：

4、s1、計(jì)算出期望的充氣空壓機(jī)總生產(chǎn)率；

5、s2、根據(jù)所述期望的充氣空壓機(jī)總生產(chǎn)率和單臺(tái)充氣空壓機(jī)生產(chǎn)率，計(jì)算出期望的充氣空壓機(jī)數(shù)量；

6、s3、計(jì)算出期望的補(bǔ)氣空壓機(jī)工作時(shí)總生產(chǎn)率；

7、s4、根據(jù)所述期望的補(bǔ)氣空壓機(jī)工作時(shí)總生產(chǎn)率和單臺(tái)補(bǔ)氣空壓機(jī)生產(chǎn)率，計(jì)算出期望的補(bǔ)氣空壓機(jī)工作臺(tái)數(shù)；

8、s5、根據(jù)所述期望的補(bǔ)氣空壓機(jī)工作臺(tái)數(shù)，選擇補(bǔ)氣空壓機(jī)備用臺(tái)數(shù)；

9、s6、根據(jù)所述期望的充氣空壓機(jī)數(shù)量、所述期望的補(bǔ)氣空壓機(jī)工作臺(tái)數(shù)和所述補(bǔ)氣空壓機(jī)備用臺(tái)數(shù)，確定出最終選用的空壓機(jī)臺(tái)數(shù)：最終選用的空壓機(jī)臺(tái)數(shù)=max（期望的充氣空壓機(jī)數(shù)量，期望的補(bǔ)氣空壓機(jī)工作臺(tái)數(shù)+補(bǔ)氣空壓機(jī)備用臺(tái)數(shù)）；

10、s7、考慮供氣管路氣壓損失，選擇空壓機(jī)額定排氣壓力。

11、進(jìn)一步的，步驟s1中，所述期望的充氣空壓機(jī)總生產(chǎn)率的計(jì)算方式為：

12、；

13、；

14、；

15、；

16、其中，為期望的充氣空壓機(jī)總生產(chǎn)率，單位為，自由空氣；為氣室控制常數(shù)，單位為；為當(dāng)?shù)卮髿鈮毫?，單位為m水柱；為氣室充氣時(shí)間，單位為min，不宜超過(guò)21600min；q為氣室漏氣量，單位為，自由空氣；為當(dāng)?shù)睾０胃叱虒?duì)空壓機(jī)生產(chǎn)率的修正系數(shù)，從預(yù)設(shè)的不同海拔高程與修正系數(shù)對(duì)應(yīng)關(guān)系表中選取；為氣室設(shè)計(jì)靜態(tài)工況的室內(nèi)氣體絕對(duì)壓力，單位為m水柱；為氣室設(shè)計(jì)靜態(tài)工況的室內(nèi)氣體體積，單位為；為水電站正常發(fā)電運(yùn)行的最高水庫(kù)水位，單位為m；為氣室設(shè)計(jì)靜態(tài)工況的室內(nèi)水位，單位為m；為當(dāng)?shù)睾０胃叱?，單位為m。

17、進(jìn)一步的，所述預(yù)設(shè)的不同海拔高程與修正系數(shù)對(duì)應(yīng)關(guān)系表如下表1所示：

18、表1?不同海拔高程與修正系數(shù)對(duì)應(yīng)關(guān)系表

19、。

20、進(jìn)一步的，步驟s2中，所述期望的充氣空壓機(jī)數(shù)量的計(jì)算方式為：

21、；

22、其中，為期望的充氣空壓機(jī)數(shù)量，單位為臺(tái)；為期望的充氣空壓機(jī)總生產(chǎn)率，單位為，自由空氣；為單臺(tái)充氣空壓機(jī)生產(chǎn)率，單位為，自由空氣；表示向上取整。

23、進(jìn)一步的，步驟s3中，所述期望的補(bǔ)氣空壓機(jī)工作時(shí)總生產(chǎn)率的計(jì)算方式為：

24、；

25、其中，為期望的補(bǔ)氣空壓機(jī)工作時(shí)總生產(chǎn)率，單位為，自由空氣；為氣室控制閾值，單位為，為補(bǔ)氣時(shí)氣室內(nèi)氣體絕對(duì)壓力與氣體體積的乘積，的單位為m水柱，的單位為；為氣室補(bǔ)氣時(shí)間，單位為min，一般取1440min～4320min。

26、進(jìn)一步的，步驟s4中，所述期望的補(bǔ)氣空壓機(jī)工作臺(tái)數(shù)的計(jì)算方式為：

27、；

28、其中，為期望的補(bǔ)氣空壓機(jī)工作臺(tái)數(shù)，單位為臺(tái)；為期望的補(bǔ)氣空壓機(jī)工作時(shí)總生產(chǎn)率，單位為，自由空氣；為單臺(tái)補(bǔ)氣空壓機(jī)生產(chǎn)率，單位為，自由空氣；表示向上取整。

29、進(jìn)一步的，步驟s5中，根據(jù)所述期望的補(bǔ)氣空壓機(jī)工作臺(tái)數(shù)，選擇補(bǔ)氣空壓機(jī)備用臺(tái)數(shù)，包括：

30、若所述期望的補(bǔ)氣空壓機(jī)工作臺(tái)數(shù)為1臺(tái)～3臺(tái)，則選擇補(bǔ)氣空壓機(jī)備用臺(tái)數(shù)為1臺(tái)；

31、若所述期望的補(bǔ)氣空壓機(jī)工作臺(tái)數(shù)為4臺(tái)～5臺(tái)，則選擇補(bǔ)氣空壓機(jī)備用臺(tái)數(shù)為2臺(tái)；

32、若所述期望的補(bǔ)氣空壓機(jī)工作臺(tái)數(shù)為6臺(tái)及以上時(shí)，則選擇補(bǔ)氣空壓機(jī)備用臺(tái)數(shù)為3臺(tái)。

33、進(jìn)一步的，步驟s6中，設(shè)確定出的最終選用的空壓機(jī)臺(tái)數(shù)為，則臺(tái)型號(hào)參數(shù)相同的空壓機(jī)既可用于充氣，也可用于補(bǔ)氣。

34、進(jìn)一步的，步驟s7中，選擇的空壓機(jī)額定排氣壓力比水電站輸水發(fā)電系統(tǒng)水力過(guò)渡過(guò)程中氣室內(nèi)最大氣壓高1.0?mpa～2.0?mpa。

35、本發(fā)明的有益效果是：

36、本發(fā)明根據(jù)氣墊式調(diào)壓室的充氣與補(bǔ)氣分別處于水電站不同運(yùn)行時(shí)段的特點(diǎn)，將氣系統(tǒng)充氣、補(bǔ)氣的空壓機(jī)選擇配置有機(jī)統(tǒng)一起來(lái)綜合考慮，優(yōu)選出既能作充氣用的空壓機(jī)，滿足氣系統(tǒng)充氣建壓的需要，又能作補(bǔ)氣用的空壓機(jī)，滿足氣系統(tǒng)自動(dòng)補(bǔ)氣保壓的要求，從而減少了氣系統(tǒng)空壓機(jī)及其附屬設(shè)備的配置，簡(jiǎn)化了設(shè)備布置及所需空間，提高了設(shè)備利用率，節(jié)省了空壓機(jī)及其附屬設(shè)備的投資和運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用，為水電站氣墊式調(diào)壓室這種創(chuàng)新技術(shù)的成功應(yīng)用和安全可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。

技術(shù)特征：

1.水電站氣墊式調(diào)壓室氣系統(tǒng)空壓機(jī)選擇方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.如權(quán)利要求1所述的水電站氣墊式調(diào)壓室氣系統(tǒng)空壓機(jī)選擇方法，其特征在于，

3.如權(quán)利要求1所述的水電站氣墊式調(diào)壓室氣系統(tǒng)空壓機(jī)選擇方法，其特征在于，

4.如權(quán)利要求2所述的水電站氣墊式調(diào)壓室氣系統(tǒng)空壓機(jī)選擇方法，其特征在于，

5.如權(quán)利要求4所述的水電站氣墊式調(diào)壓室氣系統(tǒng)空壓機(jī)選擇方法，其特征在于，

6.如權(quán)利要求5所述的水電站氣墊式調(diào)壓室氣系統(tǒng)空壓機(jī)選擇方法，其特征在于，

7.如權(quán)利要求1所述的水電站氣墊式調(diào)壓室氣系統(tǒng)空壓機(jī)選擇方法，其特征在于，

8.如權(quán)利要求1-7任意一項(xiàng)所述的水電站氣墊式調(diào)壓室氣系統(tǒng)空壓機(jī)選擇方法，其特征在于，步驟s7中，選擇的空壓機(jī)額定排氣壓力比水電站輸水發(fā)電系統(tǒng)水力過(guò)渡過(guò)程中氣室內(nèi)最大氣壓高1.0?mpa～2.0?mpa。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及水利水電工程領(lǐng)域，其公開了一種水電站氣墊式調(diào)壓室氣系統(tǒng)空壓機(jī)選擇方法，解決現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)空壓機(jī)的選擇方案存在的設(shè)備利用率低、投資和運(yùn)行維護(hù)成本高的問(wèn)題。本發(fā)明方案中，在計(jì)算出期望的充氣空壓機(jī)數(shù)量、期望的補(bǔ)氣空壓機(jī)工作臺(tái)數(shù)，并選擇補(bǔ)氣空壓機(jī)備用臺(tái)數(shù)后；根據(jù)所述期望的充氣空壓機(jī)數(shù)量、所述期望的補(bǔ)氣空壓機(jī)工作臺(tái)數(shù)和所述補(bǔ)氣空壓機(jī)備用臺(tái)數(shù)，確定出最終選用的空壓機(jī)臺(tái)數(shù)，并考慮供氣管路氣壓損失，選擇空壓機(jī)額定排氣壓力。這些被選擇的空壓機(jī)既可作為充氣建壓使用，也可作為補(bǔ)氣保壓使用，以此來(lái)簡(jiǎn)化氣系統(tǒng)空壓機(jī)及其附屬設(shè)備的配置，簡(jiǎn)化設(shè)備布置及所需空間，提高設(shè)備利用率，進(jìn)而降低投資和運(yùn)維成本。

技術(shù)研發(fā)人員：夏勇,董志浩,唐忠敏,楊晨光,陳祖嘉,韓永,郎蓉
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)電建集團(tuán)成都勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30