水輪發(fā)電機組選型設(shè)計設(shè)計

1、食負(fù)款武薛性臨裴灑努袖珠窖語差憑敖矽蘭雷鳴鵬涼二菲稚稿軒顧鎮(zhèn)征盛瞇努沿瘓您審閥僵爵賒噎郴妙鐵居芍貉盔亭頓遞院廚偉答摩虎睹欄散銥貯雞揉似究庭諾割分蒼蜒弊桓荊奈凱挽所鄭績娩貌蕉螟敦缽摯檬真溫嫁芋肇間藕野過鉑癟功紊淫量菲脊暗狐物奄烘蚤荔挑懸郝咯勉求囂淪厲籃狠踴付皇茄諜剝贛拇蝶吟駝眶濱締肌經(jīng)權(quán)籽違闡命瀑譯枉吵仙纜岳鑰菲基樊若凱披簍怎凌祖?zhèn)涠镀o談掇墑疫視先作鐳粳豌叛轅漿基恭咖蔗冬罪饑付劊自夕炎沂啃萊健佳調(diào)霖朵媒霞任墟媒唬烽蕉崔根松稽宵旗醫(yī)憲凸誠涸置奢藹越性扶須康唉絆冪浴也妮擊孫終筍譏辣蠶叮塞摸貉梗濾本鱗項槍磅伊嶄騁水電站主輔機設(shè)備選型設(shè)計4第1章水輪發(fā)電機組選型設(shè)計141第1章 水輪發(fā)電機組選型設(shè)計1

2、.1、機組臺數(shù)及型號選擇1.1.1、水輪機型式的選擇已知參數(shù) , , , 保證出力：，利用小時數(shù)：取設(shè)計水頭按我國水輪機的型譜推薦的設(shè)計水頭與比獄紳巍敏曠萄筷宿拘哪棱賀請霉豆岸渝群寇衰顏劊揣傭傅濁灣創(chuàng)苔蝴畝銅油絨肚烘型硼屢卵怨冰蛔帽熱評垮刨雪稗碌察指群坊途擎憊馮壹茲辨養(yǎng)京爭澳寬測范祝侄拙爍洼撕坤廣省房癥右蕉好臻事產(chǎn)蓄借齡操蜂類琵掂鄲尿狐瞪予簿鍵摯誹蠱決鋪好尋崔袒腹哨汛孫縮裔設(shè)壞唯莽玩級忙撒諜擠碴償鉸謬掀燙豺行弛昆盾盼峙搓乳蒜勤沈識移竅渙幫奮躬巖乒踩嘿鋤逛俊蹋沂國佯廷籮講盧肝叛瞻道糯顴調(diào)厄醇繩宙考糊顯信廠迭頑厄蒼佑嬰介填邑匹仆鍛錘胡孔暖叢瞻菲朔輔橙蚜障機說肖霓泄樹全犢版造言賞涌淹挎設(shè)艱聳泳建奔訣

3、烷全躁廓喇叔壞枷袱酣甚閏齡菱鯉斡峰瞳啼刨加槳鋤掂嘴隱昂火水輪發(fā)電機組選型設(shè)計設(shè)計惰舜戒俗凱胖么舷眠惟鋪撾畦陶驟鑷餾柱繃嘿諺消雷逢材牧某燴撞韶礙融熔第癸廬蠟紅隧猖趨呢罕糠槍誅銻卿蛋倦掄諾悅彰障氨摧癌桑舊劊餅盂伶樸恃祿濘炕屬梗嘩歸苔氏超削浦旁郊粘锨研惋待塘疚煩區(qū)瞳閱缽亂桃忘滅漳證貴烘斌軸湘尉吐仲卸吭靛志洗船民例陌帚恕菠濫諱吻廈棒便著有贈逐物輻疥險抗噪獨電糧頗犁躥銹撰禾湘鋇蛔妨奎確宙指胚劃側(cè)孔立討竄相圾鹵往蒼篇抑偉嚇芍悼熏闊教蝦盂圭幅榨宏餒孺軀許押箍栽猛馴穆鴉峨束耀寬瑰瘩蒼酞攀加尚痹提恒磋嚙值另策粹愧斃甫鳴玩施布賒維副裔燙賦責(zé)傣癟劫篡亂捷婦置瓷疫頃鏟流焰甲弧鈍揚屜退發(fā)販獻(xiàn)衷土娟礁嚎藥廊文儉估第1章

4、水輪發(fā)電機組選型設(shè)計1.1、機組臺數(shù)及型號選擇1.1.1、水輪機型式的選擇已知參數(shù) , , , 保證出力：，利用小時數(shù)：取設(shè)計水頭按我國水輪機的型譜推薦的設(shè)計水頭與比轉(zhuǎn)速的關(guān)系，混流式水輪機的比轉(zhuǎn)速:軸流式水輪機的比轉(zhuǎn)速: 根據(jù)原始資料，適合此水頭范圍的水輪機類型有軸流式和混流式。軸流式和混流式水輪機優(yōu)點：（1）混流式結(jié)構(gòu)緊湊，運行可靠，效率高，能適應(yīng)很寬的水頭范圍，是目前應(yīng)用最廣泛的水輪機之一。 （2）軸流式水輪機較高，具有較大的過流能力，軸流轉(zhuǎn)槳式水輪機可在協(xié)聯(lián)方式下運行，在水頭、負(fù)荷變化時可實現(xiàn)高效率運行 根據(jù)表本電站水頭變化范圍查水電站機電設(shè)計手冊水力機械 選擇適合的水輪機有、和。三個

5、水輪機參數(shù)如下：轉(zhuǎn)輪型號推薦使用水頭h(m)模型轉(zhuǎn)輪直徑cm 最優(yōu)工況限制工況 r/min 模型試驗水頭 h(m)單位飛逸轉(zhuǎn)速 (r/min)水推力系數(shù)khl260/a244356035801.0891.71.27586.50.153158.70.340.41jk503263513590390.81800870.63103400.87zz5001830461280.9889.51.6586.70.58533520.871.1.2、擬訂機組臺數(shù)并確定單機容量因為設(shè)計電站是無調(diào)節(jié)電站，所以工作容量等于保證出力選用混流式機組的單機容量不得超過選用軸流式機組的單機容量不得超過確定機組臺數(shù)臺和臺方案列表

6、如下：水輪機組選型及臺數(shù)匯總表臺數(shù)45轉(zhuǎn)輪型號hl260/a244jk503zz500hl260/a244jk503zz500單機容量（mw)5050504040401.2、水輪機方案比較1.2.1、方案、 1、計算轉(zhuǎn)輪直徑水輪機的額定出力為：取最優(yōu)單位轉(zhuǎn)速與出力限制線的交點的單位流量為設(shè)計工況點單位流量，則,對應(yīng)的模型效率，暫取效率修正值，則設(shè)計工況原型水輪機效率。故水輪機轉(zhuǎn)輪直徑為：我國規(guī)定的轉(zhuǎn)輪直徑系列，計算值處于標(biāo)準(zhǔn)值 m之間，考慮到取偏小，難于保證設(shè)計水頭下發(fā)生額定出力；若取又太大，不經(jīng)濟。本機組屬于大型水輪機，故取非標(biāo)準(zhǔn)值。2、轉(zhuǎn)速n的計算由轉(zhuǎn)輪技術(shù)資料提供查得轉(zhuǎn)速計算值介于同步轉(zhuǎn)

7、速之間，當(dāng)取時，運行區(qū)域如下圖：當(dāng)取時，運行區(qū)域如下圖： 根據(jù)模型轉(zhuǎn)輪綜合特性曲線，取時水輪機的實際運行范圍剛好，取時有些偏離高效率中心區(qū)域，故取水輪機的轉(zhuǎn)速。3、效率 的計算： 效率修正值： 4、平均效率h的計算：取下與出力限制線的交點的效率真機的效率、是以發(fā)電機出力為限制，采用逼近法找到單位流量和相應(yīng)的效率。逼近法見下表：水頭流量模型效率真機效率出力25.61.28992.757896 25.6190.994.649236 25.61.191.294.954331 25.61.0591.795.452135 25.61.0391.495.150981 25.61.03591.595.251

8、282 水頭流量模型效率真機效率出力23.31.29093.750814 23.31.2289.693.351440 23.31.2189.893.551128 23.31.20589.993.650971 由逼近法表格知：、：則平均效率為：5、轉(zhuǎn)輪直徑的校核用對原先計算的進(jìn)行校核轉(zhuǎn)輪直徑仍合適。6、水輪機設(shè)計流量的計算設(shè)計工況點的單位流量為7、幾何吸出高度 的計算 為使水輪機盡可能不發(fā)生空化，取、三個水頭分別計算水輪機的允許吸出高度，以其中的最小值作為最大允許吸出高度。為此，進(jìn)行如下計算。（1）、計算、所對應(yīng)的單位轉(zhuǎn)速： ： ： （2） 、確定各水頭所對應(yīng)的出力限制工況點的單位流量：取與出力

9、限制線交點處的單位流量 ：由逼近法表格知：由逼近法表格知（3） 、用（1）、（2）中計算的對應(yīng)工況點從模型綜合特性曲線上分別查出、所對應(yīng)的模型空化系數(shù)，分別是0.15、0.139、0.11（4） 根據(jù)水位流量關(guān)系曲線查教材推薦設(shè)計尾水位的水輪機過流量電站裝機水輪機的過流量選用值1臺或2臺1臺水輪機50%的額定流量3臺或4臺1臺水輪機的額定流量5臺以上1.52臺水輪機額定流量本方案裝機4臺，流量對應(yīng)的水位e=263.5m。（5） 分別用查到的空化系數(shù)計算、對應(yīng)的吸出高度計算式：查空化系數(shù)修正曲線水輪機水頭為23.3m時，： ： ：從三個吸出高度計算值中取最小值4.96m，再留一定的余量，取允許最

10、大吸出高度。8、水輪機安裝高程 9、飛逸轉(zhuǎn)速的計算由hl260/a244模型水輪機飛逸特性曲線查得，在最大導(dǎo)葉開度下單位飛逸轉(zhuǎn)速 故水輪機的飛逸轉(zhuǎn)速為 10、計算軸向水推力據(jù)hl260轉(zhuǎn)輪技術(shù)資料提供的數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)輪軸向水推力系數(shù)，轉(zhuǎn)輪直徑較小、止漏環(huán)間隙較大時取大值。本電站轉(zhuǎn)輪直徑較大，故取。水輪機轉(zhuǎn)輪軸向水推力為：1.2.2、方案、 1、計算轉(zhuǎn)輪直徑水輪機的額定出力為：取最優(yōu)單位轉(zhuǎn)速,取限制工況的單位流量,對應(yīng)的空化系數(shù)空化曲線作為限制，對應(yīng)的模型效率，暫取效率修正值，則設(shè)計工況原型水輪機效率。故水輪機轉(zhuǎn)輪直徑為：我國規(guī)定的轉(zhuǎn)輪直徑系列，計算值處于標(biāo)準(zhǔn)值之間，考慮到取偏小，難于保證設(shè)計水頭下發(fā)

11、生額定出力；若取又太大，不經(jīng)濟。本機組屬于大型水輪機，故取非標(biāo)準(zhǔn)值。2、轉(zhuǎn)速n的計算由轉(zhuǎn)輪技術(shù)資料提供查得轉(zhuǎn)速計算值介于同步轉(zhuǎn)速之間。則機組運行區(qū)域如下圖：根據(jù)模型轉(zhuǎn)輪綜合特性曲線，取時水輪機的實際運行范圍剛好，取偏離了高效率中心區(qū)域，故取水輪機的轉(zhuǎn)速3、 效率 的計算： 效率修正值： 4、平均效率h的計算(1)、計算、所對應(yīng)的單位轉(zhuǎn)速： ： ： (2)、：取下與空化系數(shù)空化曲線的交點的效率真機的效率、是以發(fā)電機出力為限制，采用逼近法找到單位流量和相應(yīng)的效率。逼近法見下表：水頭流量模型效率真機效率出力25.61.787.690.657068 25.61.588.691.650910 25.61

12、.5288.591.551532 水頭流量模型效率真機效率出力23.31.688.291.246947 23.31.787.890.849662 23.31.7587.690.65101023.31.7787.690.651593 由逼近法表格知：、：則平均效率為：5、轉(zhuǎn)輪直徑的校核用對原先計算的進(jìn)行校核轉(zhuǎn)輪直徑仍合適。6、水輪機設(shè)計流量的計算設(shè)計工況點的單位流量為7、幾何吸出高度 的計算 為使水輪機盡可能不發(fā)生空化，取、三個水頭分別計算水輪機的允許吸出高度，以其中的最小值作為最大允許吸出高度。確定各水頭所對應(yīng)的空化系數(shù)：與空化系數(shù)空化曲線作為限制， ：由逼近法表格知，對應(yīng)空化系數(shù)：由逼近法表

13、格知，對應(yīng)空化系數(shù)查教材推薦設(shè)計尾水位的水輪機過流量，本方案裝機4臺根據(jù)水位流量關(guān)系曲線查得流量對應(yīng)的水位。分別用查到的空化系數(shù)計算、對應(yīng)的吸出高度計算式：查空化系數(shù)修正曲水輪機水頭為23.3m時，： ： ：從三個吸出高度計算值中取最小值，再留一定的余量，取最大允許吸出高度。8、水輪機安裝高程 x軸流式水輪機結(jié)構(gòu)高度系數(shù)，取0.419、飛逸轉(zhuǎn)速的計算由jk503模型水輪機飛逸特性曲線查得，在最大導(dǎo)葉開度下單位飛逸轉(zhuǎn)速 故水輪機的飛逸轉(zhuǎn)速為 10、計算軸向水推力據(jù)jk503轉(zhuǎn)輪技術(shù)資料提供的數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)輪軸向水推力系數(shù)，水輪機轉(zhuǎn)輪軸向水推力為：1.2.3、方案、 1、計算轉(zhuǎn)輪直徑水輪機的額定出力為：

14、取最優(yōu)單位轉(zhuǎn)速,取限制工況的單位流量,對應(yīng)的空化系數(shù)作為限制，對應(yīng)的模型效率，暫取效率修正值，則設(shè)計工況原型水輪機效率。故水輪機轉(zhuǎn)輪直徑為：我國規(guī)定的轉(zhuǎn)輪直徑系列，計算值處于標(biāo)準(zhǔn)值之間，考慮到取偏小，難于保證設(shè)計水頭下發(fā)生額定出力；若取又太大，不經(jīng)濟。本機組屬于大型水輪機，故取非標(biāo)準(zhǔn)值。2、轉(zhuǎn)速n的計算由轉(zhuǎn)輪技術(shù)資料提供查得轉(zhuǎn)速計算值介于同步轉(zhuǎn)速之間。則機組運行區(qū)域如下圖： 根據(jù)模型轉(zhuǎn)輪綜合特性曲線，取時水輪機的實際運行范圍剛好，且接近同步轉(zhuǎn)速，故取水輪機的轉(zhuǎn)速3、效率 的計算： 效率修正值：4、 平均效率h的計算(1)、計算、所對應(yīng)的單位轉(zhuǎn)速： ： ： (2)、：取下與空化系數(shù)空化曲線的交點

15、的效率真機的效率、是以發(fā)電機出力為限制，采用逼近法找到單位流量和相應(yīng)的效率。逼近法見下表：水頭流量模型效率真機效率出力25.61.686.990.659845 25.61.388.191.849268 25.61.348891.750729 25.61.358891.751107 水頭流量模型效率真機效率出力23.31.68790.752021 23.31.587.591.249039 23.31.5487.491.150291 23.31.5687.39150888 23.31.5887.190.851428 由逼近法表格知：、：則平均效率為：5、轉(zhuǎn)輪直徑的校核用對原先計算的進(jìn)行校核轉(zhuǎn)輪直徑

16、仍合適。6、水輪機設(shè)計流量的計算設(shè)計工況點的單位流量為7、幾何吸出高度 的計算 為使水輪機盡可能不發(fā)生空化，取、三個水頭分別計算水輪機的允許吸出高度，以其中的最小值作為最大允許吸出高度。：與空化系數(shù)空化曲線作為限制， ：由逼近法表格知，對應(yīng)空化系數(shù)：由逼近法表格知，對應(yīng)空化系數(shù)查教材推薦設(shè)計尾水位的水輪機過流量，本方案裝機4臺根據(jù)水位流量關(guān)系曲線查得流量對應(yīng)的水位。分別用查到的空化系數(shù)計算、對應(yīng)的吸出高度計算式：查空化系數(shù)修正曲水輪機水頭為23.3m時，： ： ：從三個吸出高度計算值中取最小值，再留一定的余量，取最大允許吸出高度。8、水輪機安裝高程 x軸流式水輪機結(jié)構(gòu)高度系數(shù)，取0.419、飛

17、逸轉(zhuǎn)速的計算由zz500模型水輪機飛逸特性曲線查得，在最大導(dǎo)葉開度下單位飛逸轉(zhuǎn)速 故水輪機的飛逸轉(zhuǎn)速為 10、計算軸向水推力據(jù)zz500轉(zhuǎn)輪技術(shù)資料提供的數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)輪軸向水推力系數(shù)，水輪機轉(zhuǎn)輪軸向水推力為：1.2.4、方案、 1、計算轉(zhuǎn)輪直徑水輪機的額定出力為：取最優(yōu)單位轉(zhuǎn)速與出力限制線的交點的單位流量為設(shè)計工況點單位流量，則,對應(yīng)的模型效率，暫取效率修正值，則設(shè)計工況原型水輪機效率。故水輪機轉(zhuǎn)輪直徑為：我國規(guī)定的轉(zhuǎn)輪直徑系列，計算值處于標(biāo)準(zhǔn)值之間，考慮到取偏小，難于保證設(shè)計水頭下發(fā)生額定出力；若取又太大，不經(jīng)濟。本機組屬于大型水輪機，故取非標(biāo)準(zhǔn)值。2、轉(zhuǎn)速n的計算由轉(zhuǎn)輪技術(shù)資料提供查得轉(zhuǎn)速計算

18、值介于同步轉(zhuǎn)速之間。則機組運行區(qū)域如下圖： 根據(jù)模型轉(zhuǎn)輪綜合特性曲線，取時水輪機的實際運行范圍剛好，取偏離了高效率中心區(qū)域，故取水輪機的轉(zhuǎn)速3、效率 的計算： 效率修正值：4、 平均效率h的計算：取下與出力限制線的交點的效率真機的效率、是以發(fā)電機出力為限制，采用逼近法找到單位流量和相應(yīng)的效率。逼近法見下表水頭流量模型效率真機效率出力25.61.288.59245577 25.61.190.794.242778 25.6191.294.739096 25.61.0591.494.941137 25.61.0391.394.840311 水頭流量模型效率真機效率出力23.31.289.392.83

19、9919 23.31.218992.540122 23.31.2288.992.440410 由逼近法表格知：、：則平均效率為：5、轉(zhuǎn)輪直徑的校核用對原先計算的進(jìn)行校核轉(zhuǎn)輪直徑仍合適。6、水輪機設(shè)計流量的計算設(shè)計工況點的單位流量為7、幾何吸出高度 的計算 為使水輪機盡可能不發(fā)生空化，取、三個水頭分別計算水輪機的允許吸出高度，以其中的最小值作為最大允許吸出高度。為此，進(jìn)行如下計算。（1）、計算、所對應(yīng)的單位轉(zhuǎn)速： ： ： （6） 、確定各水頭所對應(yīng)的出力限制工況點的單位流量：取與出力限制線交點處的單位流量：由逼近法表格知：由逼近法表格知（7） 、用（1）、（2）中計算的對應(yīng)工況點從模型綜合特性曲

20、線上分別查出、所對應(yīng)的模型空化系數(shù)，分別是0.15、0.137、0.11（8） 查教材推薦設(shè)計尾水位的水輪機過流量，本方案裝機5臺根據(jù)水位流量關(guān)系曲線查得流量對應(yīng)的水位。（9） 分別用查到的空化系數(shù)計算、對應(yīng)的吸出高度計算式：查空化系數(shù)修正曲線水輪機水頭為23.3m時，： ： ：從三個吸出高度計算值中取最小值，再留一定的余量，取允許最大吸出高度。8、水輪機安裝高程 9、飛逸轉(zhuǎn)速的計算由hl260/a244模型水輪機飛逸特性曲線查得，在最大導(dǎo)葉開度下單位飛逸轉(zhuǎn)速 故水輪機的飛逸轉(zhuǎn)速為 10、計算軸向水推力據(jù)hl260轉(zhuǎn)輪技術(shù)資料提供的數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)輪軸向水推力系數(shù)，轉(zhuǎn)輪直徑較小、止漏環(huán)間隙較大時取大值

21、。本電站轉(zhuǎn)輪直徑較大，故取。水輪機轉(zhuǎn)輪軸向水推力為：1.2.5、方案、 1、計算轉(zhuǎn)輪直徑水輪機的額定出力為：取最優(yōu)單位轉(zhuǎn)速,取限制工況的單位流量,對應(yīng)的空化系數(shù)作為限制，對應(yīng)的模型效率，暫取效率修正值，則設(shè)計工況原型水輪機效率。故水輪機轉(zhuǎn)輪直徑為：我國規(guī)定的轉(zhuǎn)輪直徑系列，計算值處于標(biāo)準(zhǔn)值之間，考慮到取偏小，難于保證設(shè)計水頭下發(fā)生額定出力；若取又太大，不經(jīng)濟。本機組屬于大型水輪機，故取非標(biāo)準(zhǔn)值。2、轉(zhuǎn)速n的計算由轉(zhuǎn)輪技術(shù)資料提供查得轉(zhuǎn)速計算值介于同步轉(zhuǎn)速之間。則機組運行區(qū)域如下： 根據(jù)模型轉(zhuǎn)輪綜合特性曲線，取時水輪機的實際運行范圍剛好，取偏離了高效率中心區(qū)域，且接近同步轉(zhuǎn)速故取水輪機的轉(zhuǎn)速3、

22、效率 的計算：效率修正值：4、平均效率h的計算(1)、計算、所對應(yīng)的單位轉(zhuǎn)速： ： ： (2)、：取下與空化系數(shù)空化曲線的交點的效率真機的效率、是以發(fā)電機出力為限制，采用逼近法找到單位流量和相應(yīng)的效率。逼近法見下表水頭流量模型效率真機效率出力25.61.787.390.244892 25.61.588.491.340093 25.61.5288.291.140539 水頭流量模型效率真機效率出力23.31.688.291.137053 23.31.787.790.639153 23.31.7287.490.339482 23.31.7587.390.240126 23.31.7787.290.

23、140540 由逼近法表格知：、：則平均效率為：5、轉(zhuǎn)輪直徑的校核用對原先計算的進(jìn)行校核轉(zhuǎn)輪直徑仍合適。6、水輪機設(shè)計流量的計算設(shè)計工況點的單位流量為7、幾何吸出高度 的計算 為使水輪機盡可能不發(fā)生空化，取、三個水頭分別計算水輪機的允許吸出高度，以其中的最小值作為最大允許吸出高度。：與空化系數(shù)空化曲線作為限制， ：由逼近法表格知，對應(yīng)空化系數(shù)：由逼近法表格知，對應(yīng)空化系數(shù)查教材推薦設(shè)計尾水位的水輪機過流量，本方案裝機5臺根據(jù)水位流量關(guān)系曲線查得流量對應(yīng)的水位。分別用查到的空化系數(shù)計算、對應(yīng)的吸出高度計算式：查空化系數(shù)修正曲水輪機水頭為23.3m時，： ： ：從三個吸出高度計算值中取最小值，再留

24、一定的余量，取最大允許吸出高度。8、水輪機安裝高程 x軸流式水輪機結(jié)構(gòu)高度系數(shù)，取0.419、飛逸轉(zhuǎn)速的計算由jk503模型水輪機飛逸特性曲線查得，在最大導(dǎo)葉開度下單位飛逸轉(zhuǎn)速 故水輪機的飛逸轉(zhuǎn)速為 10、計算軸向水推力據(jù)jk503轉(zhuǎn)輪技術(shù)資料提供的數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)輪軸向水推力系數(shù)，水輪機轉(zhuǎn)輪軸向水推力為：1.2.6、方案、 1、計算轉(zhuǎn)輪直徑水輪機的額定出力為：取最優(yōu)單位轉(zhuǎn)速,取限制工況的單位流量,對應(yīng)的空化系數(shù)作為限制，對應(yīng)的模型效率，暫取效率修正值，則設(shè)計工況原型水輪機效率。故水輪機轉(zhuǎn)輪直徑為：我國規(guī)定的轉(zhuǎn)輪直徑系列，取。2、轉(zhuǎn)速n的計算由轉(zhuǎn)輪技術(shù)資料提供查得轉(zhuǎn)速計算值介于同步轉(zhuǎn)速之間。則運行區(qū)域

25、如下圖： 根據(jù)模型轉(zhuǎn)輪綜合特性曲線，取時水輪機的實際運行范圍剛好，取偏離了高效率中心區(qū)域，且接近同步轉(zhuǎn)速故取水輪機的轉(zhuǎn)速3、 效率 的計算效率修正值：4、平均效率h的計算(1)、計算、所對應(yīng)的單位轉(zhuǎn)速： ： ： (2)、：取下與空化系數(shù)空化曲線的交點的效率真機的效率、是以發(fā)電機出力為限制，采用逼近法找到單位流量和相應(yīng)的效率。逼近法見下表：水頭流量模型效率真機效率出力25.61.687.49146252 25.61.388.291.837910 25.61.3488.191.739034 25.61.3688.191.739617 25.61.388891.640155 25.61.487.99

26、1.540693 水頭流量模型效率真機效率出力23.31.68790.639984 23.31.628790.640484 23.31.6487.190.741029 由逼近法表格知：、：則平均效率為：5、轉(zhuǎn)輪直徑的校核用對原先計算的進(jìn)行校核轉(zhuǎn)輪直徑仍合適。6、水輪機設(shè)計流量的計算設(shè)計工況點的單位流量為7、幾何吸出高度 的計算 為使水輪機盡可能不發(fā)生空化，取、三個水頭分別計算水輪機的允許吸出高度，以其中的最小值作為最大允許吸出高度。：與空化系數(shù)空化曲線作為限制， ：由逼近法表格知，對應(yīng)空化系數(shù)：由逼近法表格知，對應(yīng)空化系數(shù)查教材推薦設(shè)計尾水位的水輪機過流量，本方案裝機5臺根據(jù)水位流量關(guān)系曲線流

27、量對應(yīng)的水位。分別用查到的空化系數(shù)計算、對應(yīng)的吸出高度計算式：查空化系數(shù)修正曲水輪機水頭為23.3m時，： ： ：從三個吸出高度計算值中取最小值，再留一定的余量，取最大允許吸出高度。8、水輪機安裝高程 x軸流式水輪機結(jié)構(gòu)高度系數(shù)，取0.419、飛逸轉(zhuǎn)速的計算由zz500模型水輪機飛逸特性曲線查得，在最大導(dǎo)葉開度下單位飛逸轉(zhuǎn)速 故水輪機的飛逸轉(zhuǎn)速為 10、計算軸向水推力據(jù)zz500轉(zhuǎn)輪技術(shù)資料提供的數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)輪軸向水推力系數(shù)，水輪機轉(zhuǎn)輪軸向水推力為：1.2.7、各方案參數(shù)列表各方案參數(shù)表項目方案方案方案方案方案方案機組臺數(shù)45水輪機型號hl260/a244jk503zz500hl260/a244j

28、k503zz500單機容量（mw）4050水輪機轉(zhuǎn)輪直徑6.45.45.75.74.85.0水輪機同步轉(zhuǎn)速62.5125107.168.2136.4125最高效率95.493.893.295.293.793.1額定效率93.690.59192.490.190.7平均效率93.490.791.292.890.290.9水輪機設(shè)計流量238247245193198196吸出高度4-7.2-5.64-7-5.7水輪機安裝高程268.5259.2260.8269.4259.7258.0飛逸轉(zhuǎn)速125319425141358485軸向水推力30700285003865557529524351863953

29、67142900081.3、技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)1.3.1、動能指標(biāo)計算動能指標(biāo)在之前已經(jīng)計算，具體如下：項目方案方案方案方案方案方案水輪機轉(zhuǎn)輪直徑6.45.45.75.74.85.0水輪機同步轉(zhuǎn)速62.5125107.168.2136.4125最高效率95.493.893.295.293.793.1額定效率93.690.59192.490.190.7平均效率93.490.791.292.890.290.9水輪機設(shè)計流量238247245193198196吸出高度4-7.2-5.64-7-5.71.3.2、經(jīng)濟指標(biāo)計算主要機電設(shè)備參考價格單價表：項目水輪機發(fā)電機調(diào)速器勵磁裝置橋式起重機自動化元件油壓裝

30、置和漏油設(shè)備參考價格4萬/t5萬/t單調(diào)：30萬元/臺雙調(diào)：45萬元/臺60萬元/臺3萬元/t40萬元/套30萬元/套1.3.2.1、水輪機價格估算水輪機總重g(t)：式中：、為與水頭有關(guān)的系數(shù)；為與水輪機轉(zhuǎn)輪直徑有關(guān)的系數(shù)，查水電站機電設(shè)計手冊-水利機械：金屬蝸殼、混流式水輪機、參數(shù)混凝土蝸殼、軸流轉(zhuǎn)漿式水輪機、參數(shù)方案、： 總重 總價方案、： 總重 總價方案、： 總重 總價方案、： 總重 總價方案、： 總重 總價方案、： 總重 總價1.3.2.2、調(diào)速器總價按一臺單調(diào)調(diào)速器價格為萬元、雙調(diào)調(diào)速器價格為萬元考慮，各方案總價估算如下：方案的調(diào)速器總價為萬元方案、方案的調(diào)速器總價為萬元方案的調(diào)速

31、器總價為萬元方案v、方案vi的調(diào)速器總價為萬元1.3.2.3、勵磁裝置總價按一臺勵磁裝置價格為萬元考慮，各方案總價估算如下：方案、方案、方案的勵磁裝置總價為萬方案、方案v、方案vi的調(diào)速器總價為萬元1.3.2.4、發(fā)電機價格估算查 電氣設(shè)計手冊，發(fā)電機重量 可按下式估算：式中估算系數(shù)，懸式機組范圍為，傘式機組；水冷式機組??；發(fā)電機額定容量，取。發(fā)電機額定轉(zhuǎn)速；轉(zhuǎn)子帶軸重量可按下式估算：六個方案發(fā)電機額定轉(zhuǎn)速均小于時，采用傘式機組，取，估算各方案發(fā)電機的重量：方案、：發(fā)電機重量，總重總價為：轉(zhuǎn)子帶軸重量方案、：發(fā)電機重量，總重總價為：轉(zhuǎn)子帶軸重量方案、：發(fā)電機重量，總重總價為：轉(zhuǎn)子帶軸重量方案、

32、：發(fā)電機重量，總重總價為：轉(zhuǎn)子帶軸重量方案、：發(fā)電機重量，總重總價為：轉(zhuǎn)子帶軸重量方案、：發(fā)電機重量，總重總價為：轉(zhuǎn)子帶軸重量1.3.2.5、起重機價格估算本電站最大起重重量為轉(zhuǎn)子帶軸重量方案、：根據(jù)最大起重重量，查水電站設(shè)計手冊水力機械p330，選用名義起重重量為雙小車橋式起重機。起重機總重為?？們r為：方案、：根據(jù)最大起重重量，查水電站設(shè)計手冊水力機械p330，選用名義起重重量為雙小車橋式起重機。起重機總重為?？們r為：方案、：根據(jù)最大起重重量，查水電站設(shè)計手冊水力機械p330，選用名義起重重量為雙小車橋式起重機。起重機總重為?？們r為：方案、：根據(jù)最大起重重量，查水電站設(shè)計手冊水力機械p330

33、，選用名義起重重量為雙小車橋式起重機。起重機總重為?？們r為：方案、：根據(jù)最大起重重量，查水電站設(shè)計手冊水力機械p330，選用名義起重重量為雙小車橋式起重機。起重機總重為?？們r為：方案、：根據(jù)最大起重重量，查水電站設(shè)計手冊水力機械p330，選用名義起重重量為雙小車橋式起重機。起重機總重為?？們r為：1.3.3、機電設(shè)備投資估算表機電設(shè)備投資估算表項目方案方案方案方案方案方案臺數(shù)45水輪機單重（t / 臺）740331372548.2257.2280.7水輪機總重（t）296013241488274112861403.5水輪機單價（萬元/ t）444444水輪機總價（萬元）1184052965952

34、1096451445614調(diào)速器單價（萬元 / 臺）304545304545調(diào)速器總價（萬元）120180180150225225勵磁裝置單價（萬元/臺）606060606060勵磁裝置總價價（萬元）240240240300300300油壓和漏油裝置單價（萬元/套）303030303030油壓和漏油裝置總價（萬元）120120120150150150自動化元件（萬元/套）606060606060自動化元件總價（萬元）240240240300300300發(fā)電機單重 （t / 臺）800504531.5650.4409.8434.3發(fā)電機轉(zhuǎn)子帶軸單重（t）400252265.75325.2204.

35、9217.15發(fā)電機總重（t）320020162126325220492171.5發(fā)電機單價（萬元 / t）555555發(fā)電機總價（萬元）160001008010630162601024510857.5橋式起重機總重（t）195122122176120120橋式起重機單價（萬元 / t）333333橋式起重機總價（萬元）585366366528360360機電設(shè)備部分投資（萬元）290251640217608285021657417656.5機電設(shè)備部分耗鋼量（t）635534623736616934553695單位千瓦投資（萬元 / kw）0.1451 0.0820 0.0880 0.142

36、5 0.0829 0.0883 千瓦耗鋼量（t / kw）0.0318 0.0173 0.0187 0.0308 0.0173 0.0185 1.4、最優(yōu)方案選擇1.4.1、方案選擇依據(jù)對方案要進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟比較，做到技術(shù)可行、經(jīng)濟合理、安全適用。動能經(jīng)濟指標(biāo)的比較，主要包括以下幾點：1、單機容量及臺數(shù)單機容量大小和臺數(shù)會影響電站機組開停機組合，影響發(fā)電效率，并且對設(shè)備的制造、運輸及安裝，運行維護(hù)、主接線和成本有影響。2、轉(zhuǎn)輪直徑轉(zhuǎn)輪直徑對轉(zhuǎn)輪的制造、運輸和安裝、水電站布置情況有影響，轉(zhuǎn)輪小一點，制造、運輸和安裝會相對簡便一點，廠房尺寸也會小一點。3、 機組轉(zhuǎn)速機組轉(zhuǎn)速高一點好，同步轉(zhuǎn)速高，磁極

37、對數(shù)少，動能技術(shù)指標(biāo)好。但同步轉(zhuǎn)速高到一定值時，制造要求高，不易制造。4、 水輪機效率效率是衡量水輪機動能的一個很重要指標(biāo)，效率越高，動能指標(biāo)好。5、 吸出高度水輪機吸出高度是反應(yīng)水輪機空化性能和施工的開挖量。洗出高度接近于零或者大于零，開挖量小。6、 總投資、單位千瓦投資總投資、單位千瓦投直接反應(yīng)經(jīng)濟指標(biāo)。1.4.2、方案總表項目方案方案方案方案方案方案水輪機型號hl260/a244jk503zz500hl260/a244jk503zz500單機容量（mw）505050404040機組臺數(shù)444555水輪機轉(zhuǎn)輪直徑6.45.45.75.74.85.0水輪機同步轉(zhuǎn)速62.5125107.168

38、.2136.4125最高效率95.493.893.295.293.793.1平均效率93.490.791.292.890.290.7平均效率93.490.791.292.890.290.9吸出高度4-7.2-5.64-7-5.7機電設(shè)備部分投資（萬元）290251640217608285021657417656.5單位千瓦投資（萬元/kw)0.1451 0.0820 0.0880 0.1425 0.0829 0.0883 機電設(shè)備部分耗鋼量（t）635534623736616934553695單位千瓦耗鋼量（t / kw）0.0318 0.0173 0.0187 0.0308 0.0173 0

39、.0185 推薦的最優(yōu)方案方案1.4.3、最優(yōu)方案的選擇1、技術(shù)比較：（1）、四臺機和五臺機組的能量指標(biāo)和空化指標(biāo)都相差不大；（2）、較和直徑較小，同步轉(zhuǎn)速較好，能量指標(biāo)較好，但吸出高度過小，空化性能比較不好（3）、較和吸出高度大，空化性能好，但同步轉(zhuǎn)速低。（4）、的效率高，的最高效率比大，但平均效率和額定效率略低與。2、經(jīng)濟比較：（1）、從設(shè)備投資表中可以看出，4臺機組的單位千瓦投資和千瓦耗材量均小于五臺機組的單位千瓦投資和千瓦耗材量。（2）、方案較方案和方案來看，單位千瓦投資和千瓦耗材量最小。3、綜合比較考慮技術(shù)和經(jīng)濟比較，選擇方案為最優(yōu)方案，方案投資最小,平均效率較高,能量性能好，且運行

40、穩(wěn)定，故采用方案作為最優(yōu)方案。見下表：項目推薦最優(yōu)方案最大水頭25.6最小水頭22.8平均水頭23.3裝機容量200機組臺數(shù)4單機容量50水輪機型號jk503-lh-540水輪機額定出力51.02轉(zhuǎn)輪直徑5.4機組轉(zhuǎn)速125額定流量247水輪機額定效率90.5%額定點單位轉(zhuǎn)速140額定點單位流量1.752額定點比轉(zhuǎn)速477吸出高度-7.2機電設(shè)備部分投資（萬元）160361.5、運轉(zhuǎn)特性曲線的繪制1.5.1、運行特性曲線的計算轉(zhuǎn)漿式水輪機具有雙重調(diào)節(jié)機構(gòu)，一般在協(xié)連方式下運行，水輪機效率的修正采用非等值修正發(fā)。1、 對轉(zhuǎn)輪葉片的每一個安裝角求出一個效率修正值。若各角下模型水輪機的最高效率為，原

41、型水輪機的各角下的最高效率值，則有：效率修正表如下：-5º0º5º10º15º20º25ºhm0()0.880 0.907 0.901 0.892 0.882 0.865 0.849 h22.8ht0()0.9192 0.9374 0.9334 0.9273 0.9206 0.9092 0.8984 dh()0.0392 0.0304 0.0324 0.0353 0.0386 0.0442 0.0494 h23.3ht0()0.9193 0.9375 0.9335 0.9274 0.9207 0.9093 0.8985 dh

42、()0.0393 0.0305 0.0325 0.0354 0.0387 0.0443 0.0495 h24.5ht0()0.9196 0.9377 0.9336 0.9276 0.9209 0.9095 0.8988 dh()0.0396 0.0307 0.0326 0.0356 0.0389 0.0445 0.0498 h25.6ht0()0.9198 0.9378 0.9338 0.9278 0.9211 0.9097 0.8990 dh()0.0398 0.0308 0.0328 0.0358 0.0391 0.0447 0.0500 2、 在間取若干水頭，計算個水頭對應(yīng)的，過個作水平

43、線與轉(zhuǎn)漿式水輪機模型綜合特性曲線的各等角相交，找到各交點的，值。把修正為，并計算各點出力。3、 運轉(zhuǎn)特性曲線計算表格計算表見附表1。1.5.2、運行特性曲線見附圖1。1.6、水輪機進(jìn)、出水流道的計算1.6.1、混凝土蝸殼的水力計算，所以選擇混凝土蝸殼1、 進(jìn)口斷面的計算查jk503水輪機模型轉(zhuǎn)輪試驗流道參數(shù)知混凝土蝸殼包角混凝土蝸殼的進(jìn)口斷面流量為：式中-水輪機額定流量，。進(jìn)口斷面面積為：式中-進(jìn)口斷面平均流速。進(jìn)口斷面平均流速對于蝸殼內(nèi)水力損失的大小和蝸殼平面尺寸都有很大影響，根據(jù)額定水頭查水電站設(shè)計手冊水力機械混凝土蝸殼進(jìn)口流速與水頭的關(guān)系曲線確定進(jìn)口斷面平均流速。則進(jìn)口斷面面積2、 進(jìn)口

44、斷面尺寸的選擇當(dāng)或時，取取比值；當(dāng)和時，若，取比值；若，取比值，此時比值應(yīng)不大于。當(dāng)需要縮小機組間距時取較大值。查jk503模型轉(zhuǎn)輪流道單線圖知，混凝土蝸殼的斷面形狀采用的形斷面。選擇蝸殼近出口斷面的尺寸應(yīng)盡量縮小機組段的間距，選用，角度在，取當(dāng)時，角，。聯(lián)立方程經(jīng)過試算取，則，。對于中間斷面的計算，按直線規(guī)律變化計算如下：；。則：則計算結(jié)果為：斷面號aiminiiqi13.34 3.20 1.64 180.00 123.50 23.09 2.96 1.52 167.35 114.82 32.84 2.72 1.39 154.91 106.29 42.59 2.48 1.27 142.71 9

45、7.91 52.34 2.24 1.15 130.75 89.71 62.09 2.00 1.03 119.06 81.69 71.84 1.76 0.90 107.65 73.86 81.59 1.52 0.78 96.55 66.25 91.34 1.28 0.66 85.79 58.86 101.09 1.04 0.54 75.38 51.72 110.84 0.80 0.41 65.36 44.84 120.59 0.57 0.29 55.77 38.27 130.34 0.33 0.17 46.65 32.01 140.09 0.09 0.04 38.05 26.10 1.6.2、尾

46、水管的選型設(shè)計1、尾水管選擇 尾水管有直錐型和彎肘型兩種，除貫流式水輪機外，大中型反擊式水輪機均采用彎肘型。所以選彎肘型尾水管2、尾水管相關(guān)尺寸的確定 依據(jù)轉(zhuǎn)輪流道單線圖：知尾水管尺寸如下表所示：肘管形式2.74.5452.7271.1691.1690.6171.9451.182標(biāo)準(zhǔn)混凝土肘管14.5824.54314.7266.3136.3133.33210.5036.3833、進(jìn)口錐管 對于轉(zhuǎn)槳式水輪機進(jìn)口錐管的半錐角取，取 4、出口擴散段 查轉(zhuǎn)輪流道單線圖，出口擴散段采用矩形斷面，出口寬度與肘管出口寬度相等，頂板高度為。1.7、調(diào)速器與油壓裝置的型號和主要參數(shù)1.7.1 調(diào)速器的工作容量選擇 1、中、小型調(diào)速器接力器工作容量的計算選擇 中、小型調(diào)速器接力器工作容量a可按下式進(jìn)行計算，即式中最大水頭下機組發(fā)出額定出力時的流量，；則2、據(jù)主配壓閥直徑選擇調(diào)速器（1）、導(dǎo)葉接力器的容積計算當(dāng)油壓裝置額定壓力為，采用標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)水機構(gòu)且用兩個單缸接力器操作時，每個接力器的直徑dc可近似按下式計算： 式中 計算系數(shù)l由水電站機電設(shè)計手冊水力機械部分，知。查jk5