水輪發(fā)電機(jī)組系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、水輪發(fā)電機(jī)組系統(tǒng)設(shè)計(jì)目 錄第一章.水輪發(fā)電機(jī)組選型3第一節(jié) 水輪機(jī)機(jī)組臺(tái)數(shù)與型號(hào)選擇3原始資料 3機(jī)組臺(tái)數(shù)的選擇 3機(jī)組型號(hào)的選擇 3第二節(jié) 水輪機(jī)基本參數(shù)的計(jì)算 4方案一 4方案二 9方案三 13方案四 17方案五 21方案六 25第三節(jié) 最優(yōu)方案的選擇與比較 29六種方案比較表 29水力機(jī)械部分 31水輪發(fā)電機(jī)比較 32方案經(jīng)濟(jì)比較34最優(yōu)方案的選擇 35第四節(jié) 配套發(fā)電機(jī)的選擇37水輪發(fā)電機(jī)尺寸參數(shù)的計(jì)算 37水輪發(fā)電機(jī)外形尺寸計(jì)算 38水輪發(fā)電機(jī)軸向尺寸計(jì)算39水輪發(fā)電機(jī)重量計(jì)算 40第五節(jié) 尾水管的選擇與計(jì)算42蝸殼 42尾水管選擇計(jì)算 44第二章 調(diào)速設(shè)備的選擇46第一節(jié) 調(diào)速器的

2、選擇原則46第二節(jié) 調(diào)速器工作容量的選擇計(jì)算46第三節(jié) 調(diào)速器選擇47第四節(jié) 油壓裝置選擇計(jì)算 48第三章 輔助設(shè)備設(shè)計(jì)49第一節(jié) 主閥的選擇 49進(jìn)水閥形式的選擇49第二節(jié) 油系統(tǒng)設(shè)計(jì)51供油對(duì)象與其油量計(jì)算51第三節(jié) 壓縮氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)55供氣對(duì)象 55供氣方式55高壓氣系統(tǒng)的設(shè)備選擇56低壓氣系統(tǒng)設(shè)備選擇56第四節(jié) 供排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)60技術(shù)供水系統(tǒng) 60排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)62第四章 水電廠房的布置設(shè)計(jì)66第一節(jié) 廠房長(zhǎng)度的計(jì)算66第二節(jié) 廠房寬度的計(jì)算67第三節(jié) 廠房各高程的計(jì)算 68第五章 結(jié)語70參考資料與文獻(xiàn) 71第一章.水輪發(fā)電機(jī)組選型第一節(jié)：水輪機(jī)機(jī)組臺(tái)數(shù)與型號(hào)的選擇1.1.1 原始資料

3、最大水頭=58m，平均水頭=55m，設(shè)計(jì)水頭=54m，最小水頭=52m,電站總裝機(jī)容量22萬kW，年利用小時(shí)數(shù)4500h，保證出力6.5萬kW。電站建成后將承擔(dān)峰荷部分基荷，本電站有調(diào)相任務(wù)。1.1.2 機(jī)組臺(tái)數(shù)的選擇我國的建成的中型水電站一般采用4-6臺(tái)機(jī)，為保證運(yùn)行的可靠性和靈活性，保障電站的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行與考慮機(jī)組臺(tái)數(shù)對(duì)電站各方面的影響，暫選機(jī)組臺(tái)數(shù)為四臺(tái)和五臺(tái)。電站總裝機(jī)容量22萬kW，裝機(jī)臺(tái)數(shù)若為四臺(tái)，單機(jī)容量為5.5萬kW，裝機(jī)臺(tái)數(shù)若為五臺(tái)，單機(jī)容量為4.4萬kW。1.1.3 機(jī)組型號(hào)的選擇已知水電站的運(yùn)行水頭為52m58m，故可選的機(jī)型主要為混流式和軸流式，考慮到經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和動(dòng)能指標(biāo)，混

4、流式優(yōu)先考慮，根據(jù)水頭可供選擇的型號(hào)有：HL260/A244，HL260/D74，HLA511-35.2。單機(jī)容量水輪機(jī)型號(hào)HL260/A244HL260/D74HLA511-35.24臺(tái)/5.5萬kW方案一方案二方案三5臺(tái)/4.4萬kW方案四方案五方案六75 / 75第二節(jié)：水輪機(jī)基本參數(shù)的計(jì)算1.2.1 方案一機(jī)組臺(tái)數(shù)為四臺(tái)，單機(jī)容量為5.5萬kW，水輪機(jī)的型號(hào)HL260/A244。（1）計(jì)算轉(zhuǎn)輪直徑D1。水輪機(jī)的額定出力為 （1-1）式中：發(fā)電機(jī)額定功率，；發(fā)電機(jī)效率。 取最優(yōu)單位轉(zhuǎn)速與出力限制線的交點(diǎn)的單位流量作為設(shè)計(jì)工況單位流量，則，對(duì)應(yīng)的模型效率，暫取效率修正值，則設(shè)計(jì)工況原型水輪

5、機(jī)效率，.故水輪機(jī)的直徑為 （1-2） 按我國規(guī)定的轉(zhuǎn)輪直徑系類值，計(jì)算值處于之間，考慮經(jīng)濟(jì)效益，故取非標(biāo)準(zhǔn)值。（2）效率的計(jì)算： （1-3）效率修正值限制工況原型水輪機(jī)的效率為（3） 的校核計(jì)算：用對(duì)原先計(jì)算的進(jìn)行校核故轉(zhuǎn)輪直徑取3.6(m)滿足要求。（4）轉(zhuǎn)速n的計(jì)算。由模型綜合特性曲線上查得轉(zhuǎn)速計(jì)算值介于同步轉(zhuǎn)速之間，故取水輪機(jī)轉(zhuǎn)速n為。（5）水輪機(jī)設(shè)計(jì)流量的計(jì)算設(shè)計(jì)工況點(diǎn)的單位流量為（6）水輪機(jī)出力校核：校核值大于水輪機(jī)額定出力，滿足要求。（7）幾何吸出高度的計(jì)算 為使水輪機(jī)盡可能不發(fā)生空化，取三個(gè)水頭分別計(jì)算水輪機(jī)的允許吸出高度，以其中最小值作為最大允許吸出高度。 計(jì)算所對(duì)應(yīng)的單位轉(zhuǎn)

6、速確定各水頭所對(duì)應(yīng)的出力限制工況點(diǎn)的單位流量:取與出力限制線交點(diǎn)處單位流量， 用、中計(jì)算的對(duì)應(yīng)工況點(diǎn)從模型綜合特性曲線上分別查出所對(duì)應(yīng)的模型空化系數(shù)，分別為0.123、0.143、0.15。 分別用查到的空化系數(shù)計(jì)算對(duì)應(yīng)的吸出高度計(jì)算式：式中：水輪機(jī)安裝位置的海拔高程，取下游平均水位的海拔高程，；模型空化系數(shù)；空化系數(shù)的修正值。查空化系數(shù)修正值曲線當(dāng)水輪機(jī)水頭為54m時(shí)，查電站下游水位曲線可得下游平均水位海拔高程為。 從三個(gè)吸出高度計(jì)算值中取最小值0.489，再留一定余量，取最大允許吸出高度=0。（8）平均效率的計(jì)算取各個(gè)水頭對(duì)應(yīng)的單位轉(zhuǎn)速，以發(fā)電機(jī)出力為限制，采用逼近法找到單位流量和相應(yīng)的效

7、率。設(shè)計(jì)水頭對(duì)應(yīng)的效率為0.896，計(jì)算見下表。水頭(m)流量模型效率（%）真機(jī)效率（%)出力（kW）581.288689.164045.57581.191.194.258189.55581.0591.394.455662.50521.2787.290.354676521.2588.591.654589.71521.29093.153264.30由逼近表格可求的對(duì)應(yīng)的效率為0.944，對(duì)應(yīng)的效率為0.903，則平均效率為（9）安裝高程的計(jì)算水輪機(jī)的布置設(shè)計(jì)為立軸式，故其安裝高程公式為式中：下游尾水位，；導(dǎo)葉高度，,。即（10）飛逸轉(zhuǎn)速的計(jì)算 由HL260/A244的模型飛逸特性曲線上查的在最大

8、導(dǎo)葉開度下單位飛逸轉(zhuǎn)速，故水輪機(jī)的飛逸轉(zhuǎn)速為 （11）轉(zhuǎn)輪軸向水推力的計(jì)算 由HL260/A244參數(shù)表可知其轉(zhuǎn)輪軸向水推力系數(shù),轉(zhuǎn)輪直徑較小時(shí)止漏環(huán)相對(duì)間隙較大時(shí)取大值，故取,水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的軸向水推力為（12）水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪重量計(jì)算1.2.2方案二機(jī)組臺(tái)數(shù)為四臺(tái)，單機(jī)容量為5.5萬kW，水輪機(jī)的型號(hào)HL260/D74。（1）計(jì)算轉(zhuǎn)輪直徑D1。水輪機(jī)的額定出力為式中：發(fā)電機(jī)額定功率，；發(fā)電機(jī)效率。 取最優(yōu)單位轉(zhuǎn)速與出力限制線的交點(diǎn)的單位流量作為設(shè)計(jì)工況單位流量，則，對(duì)應(yīng)的模型效率，暫取效率修正值，則設(shè)計(jì)工況原型水輪機(jī)效率，故水輪機(jī)的直徑為 按我國規(guī)定的轉(zhuǎn)輪直徑系類值，計(jì)算值處于之間，考慮經(jīng)濟(jì)效益，故

9、取非標(biāo)準(zhǔn)值。 效率的計(jì)算：效率修正值 限制工況原型水輪機(jī)的效率為的校核計(jì)算：用對(duì)原先計(jì)算的進(jìn)行校核轉(zhuǎn)輪直徑取3.6(m)滿足要求。 轉(zhuǎn)速n的計(jì)算。由模型綜合特性曲線上查得轉(zhuǎn)速計(jì)算值介于同步轉(zhuǎn)速之間，故取水輪機(jī)轉(zhuǎn)速n為。 水輪機(jī)設(shè)計(jì)流量的計(jì)算設(shè)計(jì)工況點(diǎn)的單位流量為水輪機(jī)出力校核：校核值大于水輪機(jī)額定出力，滿足要求。幾何吸出高度的計(jì)算 為使水輪機(jī)盡可能不發(fā)生空化，取三個(gè)水頭分別計(jì)算水輪機(jī)的允許吸出高度，以其中最小值作為最大允許吸出高度。 計(jì)算所對(duì)應(yīng)的單位轉(zhuǎn)速確定各水頭所對(duì)應(yīng)的出力限制工況點(diǎn)的單位流量:取與出力限制線交點(diǎn)處單位流量， 用、中計(jì)算的對(duì)應(yīng)工況點(diǎn)從模型綜合特性曲線上分別查出所對(duì)應(yīng)的模型空化

10、系數(shù)，分別為0.118、0.138、0.142。分別用查到的空化系數(shù)計(jì)算對(duì)應(yīng)的吸出高度計(jì)算式：式中：水輪機(jī)安裝位置的海拔高程，取下游平均水位的海拔高程；模型空化系數(shù)；空化系數(shù)的修正值。 查空化系數(shù)修正值曲線當(dāng)水輪機(jī)水頭為54m時(shí)， 查電站下游水位曲線可得下游平均水位海拔高程為 從三個(gè)吸出高度計(jì)算值中取最小值1.053，再留一定余量，取最大允許吸出高度=0.5。 平均效率的計(jì)算 取各個(gè)水頭對(duì)應(yīng)的單位轉(zhuǎn)速，以發(fā)電機(jī)出力為限制，采用逼近法找到單位流量和相應(yīng)的效率。設(shè)計(jì)水頭對(duì)應(yīng)的效率為0.919，計(jì)算見下表。水頭(m)流量模型效率（%）真機(jī)效率（%)出力（kW）581.2589.291.964509.

11、98581.192.39558683.73581.0592.39556016.29521.2490.693.355158.01521.291.293.953721.99由逼近表格可求的對(duì)應(yīng)的效率為0.95，對(duì)應(yīng)的效率為0.933，則平均效率為 安裝高程的計(jì)算水輪機(jī)的布置設(shè)計(jì)為立軸式，故其安裝高程公式為式中：下游尾水位，；導(dǎo)葉高度，,。即 飛逸轉(zhuǎn)速的計(jì)算由HL260/A244的模型飛逸特性曲線上查的在最大導(dǎo)葉開度下單位飛逸轉(zhuǎn)速，故水輪機(jī)的飛逸轉(zhuǎn)速為 轉(zhuǎn)輪軸向水推力的計(jì)算 由HL260/A244參數(shù)表可知其轉(zhuǎn)輪軸向水推力系數(shù),轉(zhuǎn)輪直徑較小時(shí)止漏環(huán)相對(duì)間隙較大時(shí)取大值，故取,水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的軸向水推力為

12、 水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪重量計(jì)算1.2.3方案三機(jī)組臺(tái)數(shù)為四臺(tái)，單機(jī)容量為5.5萬kW，水輪機(jī)的型號(hào)HLA511-35.2。 計(jì)算轉(zhuǎn)輪直徑D1。水輪機(jī)的額定出力為式中：發(fā)電機(jī)額定功率，；發(fā)電機(jī)效率。 取最優(yōu)單位轉(zhuǎn)速與出力限制線的交點(diǎn)的單位流量作為設(shè)計(jì)工況單位流量，則，對(duì)應(yīng)的模型效率，暫取效率修正值，則設(shè)計(jì)工況原型水輪機(jī)效率，故水輪機(jī)的直徑為 按我國規(guī)定的轉(zhuǎn)輪直徑系類值，計(jì)算值處于之間，考慮經(jīng)濟(jì)效益，故取非標(biāo)準(zhǔn)值。 效率的計(jì)算：效率修正值限制工況原型水輪機(jī)的效率為的校核計(jì)算：用對(duì)原先計(jì)算的進(jìn)行校核故轉(zhuǎn)輪直徑取3.5(m)滿足要求。 轉(zhuǎn)速n的計(jì)算。由模型綜合特性曲線上查得 轉(zhuǎn)速計(jì)算值介于同步轉(zhuǎn)速之間，考慮最優(yōu)

13、效率區(qū)圍故取水輪機(jī)轉(zhuǎn)速n為。 水輪機(jī)設(shè)計(jì)流量的計(jì)算設(shè)計(jì)工況點(diǎn)的單位流量為 水輪機(jī)出力校核：校核值大于水輪機(jī)額定出力，滿足要求。 幾何吸出高度的計(jì)算 為使水輪機(jī)盡可能不發(fā)生空化，取三個(gè)水頭分別計(jì)算水輪機(jī)的允許吸出高度，以其中最小值作為最大允許吸出高度。 計(jì)算所對(duì)應(yīng)的單位轉(zhuǎn)速確定各水頭所對(duì)應(yīng)的出力限制工況點(diǎn)的單位流量:取與出力限制線交點(diǎn)處單位流量， 用、中計(jì)算的對(duì)應(yīng)工況點(diǎn)從模型綜合特性曲線上分別查出所對(duì)應(yīng)的模型空化系數(shù)，分別為0.108、0.13、0.144。分別用查到的空化系數(shù)計(jì)算對(duì)應(yīng)的吸出高度計(jì)算式：式中：水輪機(jī)安裝位置的海拔高程，取下游平均水位的海拔高程；模型空化系數(shù)；空化系數(shù)的修正值。查空

14、化系數(shù)修正值曲線當(dāng)水輪機(jī)水頭為54m時(shí)，查電站下游水位曲線可得下游平均水位海拔高程為。 從三個(gè)吸出高度計(jì)算值中取最小值1.061，再留一定余量，取最大允許吸出高度=0.5。 平均效率的計(jì)算 取各個(gè)水頭對(duì)應(yīng)的單位轉(zhuǎn)速，以發(fā)電機(jī)出力為限制，采用逼近法找到單位流量和相應(yīng)的效率。設(shè)計(jì)水頭對(duì)應(yīng)的效率為0.922，計(jì)算見下表。水頭(m)流量模型效率（%）真機(jī)效率（%)出力（kW）581.3389.491.864807.73581.291.794.163412.12581.192.895.258807.2758192.69553348.84521.33889.892.258815.57521.390.693

15、57641521.2691.593.956408.09521.2591.69456020 由逼近表格可求的對(duì)應(yīng)的效率為0.951，對(duì)應(yīng)的效率為0.94，則平均效率為 安裝高程的計(jì)算水輪機(jī)的布置設(shè)計(jì)為立軸式，故其安裝高程公式為式中：下游尾水位，;導(dǎo)葉高度，,。即 飛逸轉(zhuǎn)速的計(jì)算 由HLA511-35.2的模型飛逸特性曲線上查的在最大導(dǎo)葉開度下單位飛逸轉(zhuǎn)速，故水輪機(jī)的飛逸轉(zhuǎn)速為 轉(zhuǎn)輪軸向水推力的計(jì)算 由HLA511-35.2參數(shù)表可知其轉(zhuǎn)輪軸向水推力系數(shù),轉(zhuǎn)輪直徑較小時(shí)止漏環(huán)相對(duì)間隙較大時(shí)取大值，故取,水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的軸向水推力為 水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪重量計(jì)算1.2.4 方案四機(jī)組臺(tái)數(shù)為五臺(tái)，單機(jī)容量為4.4萬

16、kW，水輪機(jī)的型號(hào)HL260/A244。 計(jì)算轉(zhuǎn)輪直徑D1。水輪機(jī)的額定出力為式中：發(fā)電機(jī)額定功率，；發(fā)電機(jī)效率。 取最優(yōu)單位轉(zhuǎn)速與出力限制線的交點(diǎn)的單位流量作為設(shè)計(jì)工況單位流量，則，對(duì)應(yīng)的模型效率，暫取效率修正值，則設(shè)計(jì)工況原型水輪機(jī)效率，故水輪機(jī)的直徑為 按我國規(guī)定的轉(zhuǎn)輪直徑系類值，計(jì)算值處于之間，考慮經(jīng)濟(jì)效益，故取非標(biāo)準(zhǔn)值。 效率的計(jì)算：效率修正值限制工況原型水輪機(jī)的效率為的校核計(jì)算：用對(duì)原先計(jì)算的進(jìn)行校核故轉(zhuǎn)輪直徑仍取3.2(m)。 轉(zhuǎn)速n的計(jì)算。由模型綜合特性曲線上查得轉(zhuǎn)速計(jì)算值介于同步轉(zhuǎn)速之間，故取水輪機(jī)轉(zhuǎn)速n為。 水輪機(jī)設(shè)計(jì)流量的計(jì)算設(shè)計(jì)工況點(diǎn)的單位流量為 水輪機(jī)出力校核：校核值

17、大于水輪機(jī)額定出力，滿足要求。 幾何吸出高度的計(jì)算 為使水輪機(jī)盡可能不發(fā)生空化，取三個(gè)水頭分別計(jì)算水輪機(jī)的允許吸出高度，以其中最小值作為最大允許吸出高度。 計(jì)算所對(duì)應(yīng)的單位轉(zhuǎn)速確定各水頭所對(duì)應(yīng)的出力限制工況點(diǎn)的單位流量:取與出力限制線交點(diǎn)處單位流量， 用、中計(jì)算的對(duì)應(yīng)工況點(diǎn)從模型綜合特性曲線上分別查出所對(duì)應(yīng)的模型空化系數(shù)，分別為0.125、0.146、0.15。分別用查到的空化系數(shù)計(jì)算對(duì)應(yīng)的吸出高度計(jì)算式：式中：水輪機(jī)安裝位置的海拔高程，取下游平均水位的海拔高程；模型空化系數(shù)；空化系數(shù)的修正值。查空化系數(shù)修正值曲線當(dāng)水輪機(jī)水頭為54m時(shí)，查電站下游水位曲線可得下游平均水位海拔高程為 從三個(gè)吸出

18、高度計(jì)算值中取最小值0.489，再留一定余量，取最大允許吸出高度=0。平均效率的計(jì)算 取各個(gè)水頭對(duì)應(yīng)的單位轉(zhuǎn)速，以發(fā)電機(jī)出力為限制，采用逼近法找到單位流量和相應(yīng)的效率。設(shè)計(jì)水頭對(duì)應(yīng)的效率為0.895，計(jì)算見下表。水頭(m)流量模型效率（%）真機(jī)效率（%)出力（kW）581.28868950547.11581.191.194.145928.12581.0591.394.343933.65521.2787.290.243466.93521.2588.591.543085.52 由逼近表格可求的對(duì)應(yīng)的效率為0.942，對(duì)應(yīng)的效率為0.902，則平均效率為 安裝高程的計(jì)算水輪機(jī)的布置設(shè)計(jì)為立軸式，故其

19、安裝高程公式為式中：下游尾水位，；導(dǎo)葉高度，,。即 飛逸轉(zhuǎn)速的計(jì)算 由HL260/A244的模型飛逸特性曲線上查的在最大導(dǎo)葉開度下單位飛逸轉(zhuǎn)速，故水輪機(jī)的飛逸轉(zhuǎn)速為 轉(zhuǎn)輪軸向水推力的計(jì)算 由HL260/A244參數(shù)表可知其轉(zhuǎn)輪軸向水推力系數(shù),轉(zhuǎn)輪直徑較小時(shí)止漏環(huán)相對(duì)間隙較大時(shí)取大值，故取,水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的軸向水推力 水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪重量計(jì)算1.2.5 方案五機(jī)組臺(tái)數(shù)為五臺(tái)，單機(jī)容量為4.4萬kW，水輪機(jī)的型號(hào)HL260/D74。 計(jì)算轉(zhuǎn)輪直徑D1。水輪機(jī)的額定出力為式中：發(fā)電機(jī)額定功率，；發(fā)電機(jī)效率。 取最優(yōu)單位轉(zhuǎn)速與出力限制線的交點(diǎn)的單位流量作為設(shè)計(jì)工況單位流量，則，對(duì)應(yīng)的模型效率，暫取效率修正值，則

20、設(shè)計(jì)工況原型水輪機(jī)效率，故水輪機(jī)的直徑為 按我國規(guī)定的轉(zhuǎn)輪直徑系類值，計(jì)算值處于之間，考慮經(jīng)濟(jì)效益，故取非標(biāo)準(zhǔn)值。 效率的計(jì)算：效率修正值限制工況原型水輪機(jī)的效率為的校核計(jì)算：用對(duì)原先計(jì)算的進(jìn)行校核故轉(zhuǎn)輪直徑仍取3.2(m)。 轉(zhuǎn)速n的計(jì)算。由模型綜合特性曲線上查得轉(zhuǎn)速計(jì)算值介于同步轉(zhuǎn)速之間，故取水輪機(jī)轉(zhuǎn)速n為。 水輪機(jī)設(shè)計(jì)流量的計(jì)算設(shè)計(jì)工況點(diǎn)的單位流量為水輪機(jī)出力校核：校核值大于水輪機(jī)額定出力，滿足要求。幾何吸出高度的計(jì)算 為使水輪機(jī)盡可能不發(fā)生空化，取三個(gè)水頭分別計(jì)算水輪機(jī)的允許吸出高度，以其中最小值作為最大允許吸出高度。 計(jì)算所對(duì)應(yīng)的單位轉(zhuǎn)速確定各水頭所對(duì)應(yīng)的出力限制工況點(diǎn)的單位流量:取

21、與出力限制線交點(diǎn)處單位流量， 用、中計(jì)算的對(duì)應(yīng)工況點(diǎn)從模型綜合特性曲線上分別查出所對(duì)應(yīng)的模型空化系數(shù)，分別為0.121、0.139、0.143。分別用查到的空化系數(shù)計(jì)算對(duì)應(yīng)的吸出高度計(jì)算式：式中：水輪機(jī)安裝位置的海拔高程，取下游平均水位的海拔高程；模型空化系數(shù)；空化系數(shù)的修正值。查空化系數(shù)修正值曲線當(dāng)水輪機(jī)水頭為54m時(shí)，查電站下游水位曲線可得下游平均水位海拔高程為從三個(gè)吸出高度計(jì)算值中取最小值，再留一定余量，取最大允許吸出高度=0.5。 平均效率的計(jì)算 取各個(gè)水頭對(duì)應(yīng)的單位轉(zhuǎn)速，以發(fā)電機(jī)出力為限制，采用逼近法找到單位流量和相應(yīng)的效率。設(shè)計(jì)水頭對(duì)應(yīng)的效率為0.918，計(jì)算見下表。水頭(m)流量

22、模型效率（%）真機(jī)效率（%)出力（kW）581.2589.291.850915.38581.192.394.946318.58581.0592.394.944213.19521.2490.693.243534.93521.291.293.842401.80 由逼近表格可求的對(duì)應(yīng)的效率為0.949，對(duì)應(yīng)的效率為0.932，則平均效率為 安裝高程的計(jì)算水輪機(jī)的布置設(shè)計(jì)為立軸式，故其安裝高程公式為式中：下游尾水位，；導(dǎo)葉高度，,。即飛逸轉(zhuǎn)速的計(jì)算 由HL260/A244的模型飛逸特性曲線上查的在最大導(dǎo)葉開度下單位飛逸轉(zhuǎn)速，故水輪機(jī)的飛逸轉(zhuǎn)速為 轉(zhuǎn)輪軸向水推力的計(jì)算 由HL260/A244參數(shù)表可知其

23、轉(zhuǎn)輪軸向水推力系數(shù),轉(zhuǎn)輪直徑較小時(shí)止漏環(huán)相對(duì)間隙較大時(shí)取大值，故取,水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的軸向水推力為 水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪重量計(jì)算1.2.6 方案六機(jī)組臺(tái)數(shù)為五臺(tái)，單機(jī)容量為4.4萬kW，水輪機(jī)的型號(hào)HLA511-35.2。 計(jì)算轉(zhuǎn)輪直徑D1。水輪機(jī)的額定出力為式中：發(fā)電機(jī)額定功率，；發(fā)電機(jī)效率。 取最優(yōu)單位轉(zhuǎn)速與出力限制線的交點(diǎn)的單位流量作為設(shè)計(jì)工況單位流量，則，對(duì)應(yīng)的模型效率，暫取效率修正值，則設(shè)計(jì)工況原型水輪機(jī)效率，故水輪機(jī)的直徑為 按我國規(guī)定的轉(zhuǎn)輪直徑系類值，計(jì)算值處于之間，考慮經(jīng)濟(jì)效益，故取非標(biāo)準(zhǔn)值。 效率的計(jì)算：效率修正值限制工況原型水輪機(jī)的效率為的校核計(jì)算：用對(duì)原先計(jì)算的進(jìn)行校核故轉(zhuǎn)輪直徑仍取3.

24、1(m)。 轉(zhuǎn)速n的計(jì)算。由模型綜合特性曲線上查得轉(zhuǎn)速計(jì)算值介于同步轉(zhuǎn)速之間，故取水輪機(jī)轉(zhuǎn)速n為。 水輪機(jī)設(shè)計(jì)流量的計(jì)算設(shè)計(jì)工況點(diǎn)的單位流量為 水輪機(jī)出力校核：校核值大于水輪機(jī)額定出力，滿足要求。 幾何吸出高度的計(jì)算 為使水輪機(jī)盡可能不發(fā)生空化，取三個(gè)水頭分別計(jì)算水輪機(jī)的允許吸出高度，以其中最小值作為最大允許吸出高度。 計(jì)算所對(duì)應(yīng)的單位轉(zhuǎn)速確定各水頭所對(duì)應(yīng)的出力限制工況點(diǎn)的單位流量:取與出力限制線交點(diǎn)處單位流量， 用、中計(jì)算的對(duì)應(yīng)工況點(diǎn)從模型綜合特性曲線上分別查出所對(duì)應(yīng)的模型空化系數(shù)，分別為0.123、0.152、0.158。分別用查到的空化系數(shù)計(jì)算對(duì)應(yīng)的吸出高度計(jì)算式：式中：水輪機(jī)安裝位置的

25、海拔高程，取下游平均水位的海拔高程；模型空化系數(shù)；空化系數(shù)的修正值。查空化系數(shù)修正值曲線當(dāng)水輪機(jī)水頭為54m時(shí)，查電站下游水位曲線可得下游平均水位海拔高程為。 從三個(gè)吸出高度計(jì)算值中取最小值0.297，再留一定余量，取最大允許吸出高度=0。 平均效率的計(jì)算 取各個(gè)水頭對(duì)應(yīng)的單位轉(zhuǎn)速，以發(fā)電機(jī)出力為限制，采用逼近法找到單位流量和相應(yīng)的效率。設(shè)計(jì)水頭對(duì)應(yīng)的效率為0.921，計(jì)算見下表。水頭(m)流量模型效率（%）真機(jī)效率（%)出力（kW）581.34589.892.151582.42581.292.694.947420.62581.1592.694.945444.76581.1492.494.74

26、4954.65521.3390.592.843633.82521.390.692.942695.56由逼近表格可求的對(duì)應(yīng)的效率為0.949，對(duì)應(yīng)的效率為0.928，則平均效率為安裝高程的計(jì)算水輪機(jī)的布置設(shè)計(jì)為立軸式，故其安裝高程公式為式中：下游尾水位，；導(dǎo)葉高度，,。即飛逸轉(zhuǎn)速的計(jì)算 由HLA511-35.2的模型飛逸特性曲線上查的在最大導(dǎo)葉開度下單位飛逸轉(zhuǎn)速，故水輪機(jī)的飛逸轉(zhuǎn)速為 轉(zhuǎn)輪軸向水推力的計(jì)算 由HLA511-35.2參數(shù)表可知其轉(zhuǎn)輪軸向水推力系數(shù),轉(zhuǎn)輪直徑較小時(shí)止漏環(huán)相對(duì)間隙較大時(shí)取大值，故取,水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的軸向水推力為 水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪重量計(jì)算第三節(jié)：最優(yōu)方案的選擇比較1.3.1六種方案

27、比較表方 案比較項(xiàng)目方案一方案二方案三單機(jī)容量臺(tái)數(shù)5.5萬kW/45.5萬kW/45.5萬kW/4水輪機(jī)型號(hào)HL260/A244HL260/D74HLA511-35.2適用水頭圍H（m）模型最優(yōu)單位流量(m3/s)1.081.081.075模型最優(yōu)單位轉(zhuǎn)速（r/min）807980.2模型設(shè)計(jì)比轉(zhuǎn)速（mkw）249247275.6水輪機(jī)最高效率（%）94.895.495.8水輪機(jī)平均效率（%）91.493.493.8限制工況單位流量(m3/s)1.2751.2471.35限制工況空化系數(shù)0.150.1430.16轉(zhuǎn)輪直徑（cm）3.63.63.5額定轉(zhuǎn)速nr（r/min）166.7166.71

28、66.7水輪機(jī)飛逸轉(zhuǎn)速n R(r/min)336318.2365.8水輪機(jī)額定流量Qr(m3/s)118.3115.33115水輪機(jī)額定出力Nr(KW)56122.4556122.4556122.45水輪機(jī)吸出高度Hs(m)00.50.5水輪機(jī)安裝高程Z(m)276.9277.3277.3方 案比較項(xiàng)目方案四方案五方案六單機(jī)容量臺(tái)數(shù)4.4萬kW/54.4萬kW/54.4萬kW/5水輪機(jī)型號(hào)HL260/A244HL260/D74HLA511-35.2適用水頭圍H（m）模型最優(yōu)單位流量(m3/s)1.081.081.075模型最優(yōu)單位轉(zhuǎn)速（r/min）807980.2模型設(shè)計(jì)比轉(zhuǎn)速（mkw）249

29、247275.6水輪機(jī)最高效率（%）94.795.395.8水輪機(jī)平均效率（%）0.9130.9330.9327限制工況單位流量(m3/s)1.2751.2471.35限制工況空化系數(shù)0.150.1430.16轉(zhuǎn)輪直徑（cm）3.23.23.1額定轉(zhuǎn)速nr（r/min）187.5187.5214.3水輪機(jī)飛逸轉(zhuǎn)速n R(r/min)377.7377.7324水輪機(jī)額定流量Qr(m3/s)94.792.492.1水輪機(jī)額定出力Nr(KW)448984489844898水輪機(jī)吸出高度Hs(m)00.50水輪機(jī)安裝高程Z(m)276.8277.5276.81.3.2 水力機(jī)械部分1. 水輪機(jī) 水輪機(jī)

30、總重G(t)：式中：K、b為與水頭有關(guān)的系數(shù)；a為與水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪直徑有關(guān)的系數(shù)，查水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊(cè)-水利機(jī)械：主要機(jī)電設(shè)備參考價(jià)格單價(jià)表項(xiàng)目水輪機(jī)發(fā)電機(jī)調(diào)速器勵(lì)磁裝置橋式起重機(jī)自動(dòng)化元件油壓裝置和漏油設(shè)備（不含油）參考價(jià)格4萬/t5萬/t單調(diào)（30萬元/臺(tái))60萬元/臺(tái)3萬元/t40萬元/套30萬元/套金屬蝸殼、混流式水輪機(jī)K、b、a參數(shù)Kba8.16.60.160.20方案一、4x55MW HL260/A244：，總重，總價(jià)方案二、4x55MW HL260/D74：，總重，總價(jià)方案三、4x55MW HLA511-35.2：，總重，總價(jià)方案四、5x44MW HL260/A244：，總重，總價(jià)方

31、案五、5x44MW HL260/D74：，總重，總價(jià)方案六、5x44MW HLA511-35.2：，總重，總價(jià)2.調(diào)速器按一臺(tái)單調(diào)調(diào)速器30萬元考慮，各方案總價(jià)估算如下：方案一、方案二、方案三的調(diào)速器總價(jià)為304=120萬元方案四、方案五、方案六的調(diào)速器總價(jià)為305=150萬元3.勵(lì)磁裝置按一臺(tái)調(diào)速器60萬元考慮，各方案總價(jià)估算如下：方案一、方案二、方案三的勵(lì)磁裝置總價(jià)為604=240萬方案四、方案五、方案六的勵(lì)磁裝置總價(jià)為605=300萬元1.3.3.水輪發(fā)電機(jī)比較1.水輪發(fā)電機(jī) 查 電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)，發(fā)電機(jī)重量 可按下式估算：式中：發(fā)電機(jī)總重量；發(fā)電機(jī)額定容量,功率因數(shù)取0.85；額定轉(zhuǎn)速；系

32、數(shù)，對(duì)于懸式發(fā)電機(jī)取，這里取。方案一、4x55M HL260/A244：發(fā)電機(jī)重量，總重總價(jià)為：轉(zhuǎn)子重量方案二、4x55MW HL260/D74：發(fā)電機(jī)重量，總重總價(jià)為：轉(zhuǎn)子重量方案三、4x55MW HLA511-35.2：發(fā)電機(jī)重量，總重總價(jià)為： 轉(zhuǎn)子重量方案四、5x44MW HL260/A244：發(fā)電機(jī)重量，總重總價(jià)為： 轉(zhuǎn)子重量方案五、5x44MW HL260/D74：發(fā)電機(jī)重量，總重總價(jià)為： 轉(zhuǎn)子重量方案六、5x44MW HLA511-35.2：發(fā)電機(jī)重量，總重總價(jià)為： 轉(zhuǎn)子重量1.3.4.方案經(jīng)濟(jì)比較設(shè)備投資估算表項(xiàng)目方案一方案二方案三方案四方案五方案六臺(tái)數(shù)45水輪機(jī)單重（t / 臺(tái)

33、）210210197162162151水輪機(jī)總重（t）840840776810810755水輪機(jī)單價(jià)（萬元/ t）444444水輪機(jī)總價(jià)（萬元）336033603104405040503755調(diào)速器單價(jià)（萬元 / 臺(tái)）303030303030調(diào)速器總價(jià)（萬元）120120120150150150勵(lì)磁裝置單價(jià)（萬元/臺(tái)）606060606060勵(lì)磁裝置總價(jià)價(jià)（萬元）240240240300300300油壓裝置單價(jià)（萬元/套）303030303030油壓和漏油裝置總價(jià)（萬元）120120120150150150自動(dòng)化元件（萬元/套）606060606060自動(dòng)化元件總價(jià)（萬元）2402402403

34、00300300發(fā)電機(jī)單重 （t / 臺(tái)）479479479340340310發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子帶軸單重（t）239.5239.5239.5170170155發(fā)電機(jī)總重（t）191619161916170017001550發(fā)電機(jī)單價(jià)（萬元 / t）555555發(fā)電機(jī)總價(jià)（萬元）766476647664850085007750總投資（萬元）117441174411488134501345012425總耗鋼量（t）275627562692251025102305單位千瓦投資（元 / kW）534534522611611566千瓦耗鋼量（kg / kW）12.5312.5312.2411.411.410.5

35、1.3.5 最優(yōu)方案的選擇對(duì)以上六種方案進(jìn)行比較：（1）經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)：方案三總投資最少、單位千瓦投資最低，方案六千瓦耗鋼量最??；（2）技術(shù)性指標(biāo)：方案三最高效率與平均效率最高，空化系數(shù)性能好，較其他方案開挖量較小，同等出力條件下，轉(zhuǎn)輪直徑小于方案一和方案二，飛逸轉(zhuǎn)速也優(yōu)于其他方案。 綜上，考慮各方面因素，選方案三為最優(yōu)方案。（3） 最優(yōu)方案主要參數(shù)項(xiàng)目最優(yōu)方案單機(jī)容量臺(tái)數(shù)5.5萬kW/4水輪機(jī)型號(hào)HLA511-35.2最大水頭Hmax（m）58最小水頭Hmin (m)52平均水頭Hav (m)54模型最優(yōu)單位轉(zhuǎn)速（r/min）80.2模型設(shè)計(jì)比轉(zhuǎn)速（mkw）275.6水輪機(jī)最高效率（%）95.8

36、水輪機(jī)平均效率（%）93.8限制工況單位流量(m3/s)1.35限制工況空化系數(shù)0.16轉(zhuǎn)輪直徑（m）3.5額定轉(zhuǎn)速nr（r/min）166.7水輪機(jī)飛逸轉(zhuǎn)速n R(r/min)365.8水輪機(jī)額定流量Qr(m3/s)115水輪機(jī)額定出力Nr(KW)56122.45水輪機(jī)吸出高度Hs(m)0.5水輪機(jī)安裝高程Z(m)277.3機(jī)電設(shè)備總投資（萬元）11488第四節(jié)： 配套發(fā)電機(jī)的選擇1.4.1 水輪發(fā)電機(jī)尺寸參數(shù)計(jì)算水輪機(jī)單機(jī)容量為5.5萬，取功率因數(shù),則發(fā)電機(jī)額定容量： 極距： 式中：系數(shù)，一般為,容量達(dá)取上限；發(fā)電機(jī)額定容量；磁極對(duì)數(shù)，額定轉(zhuǎn)速為166.7，。對(duì)于發(fā)電機(jī)在飛逸狀態(tài)下的校核：

37、式中： 飛逸系數(shù)，與水輪機(jī)型式有關(guān)或按機(jī)組的飛逸轉(zhuǎn)速與額定轉(zhuǎn)速的比值來確定；轉(zhuǎn)子額定線速度，當(dāng)頻率周/秒時(shí)，在數(shù)值上等于極距；飛逸線速度，其允許值與轉(zhuǎn)子磁軛的材料與結(jié)構(gòu)有關(guān)；由可知，因選低合金高強(qiáng)度鋼。 定子鐵芯徑： 定子鐵芯長(zhǎng)度：式中：發(fā)電機(jī)額定容量；系數(shù)，；額定轉(zhuǎn)速；定子鐵芯徑。定子鐵芯外徑(機(jī)座號(hào))：因?yàn)楣?水輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)形式選擇：查水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊(cè)水力機(jī)械第149頁得型式判別條件：故水輪發(fā)電機(jī)采用懸式結(jié)構(gòu)，發(fā)電機(jī)型號(hào)為，發(fā)電機(jī)額定電壓為,采用水冷方式。1.4.2 水輪發(fā)電機(jī)的外形尺寸估算 定子機(jī)座外徑： 因?yàn)?故風(fēng)罩徑： 轉(zhuǎn)子外徑：式中：?jiǎn)芜吙諝忾g隙，初步估算時(shí)可不計(jì)。 下機(jī)架最大跨

38、度： 因?yàn)?故式中水輪機(jī)機(jī)坑直徑，查水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊(cè)水力機(jī)械第162頁表36有。推力軸承外徑： 根據(jù)發(fā)電機(jī)容量，查水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊(cè)水力機(jī)械第162頁表37得：推力軸承外徑。1.4.3 水輪發(fā)電機(jī)軸向尺寸計(jì)算 定子機(jī)座高度: 因?yàn)楣?上機(jī)架高度: 懸式承載機(jī)架 推力軸承高度： 根據(jù)發(fā)電機(jī)容量，查水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊(cè)水力機(jī)械第163頁表38得：推力軸承高度。 下機(jī)架高度: 懸式非承載機(jī)架：定子機(jī)座支撐面至下機(jī)架支撐面或下?lián)躏L(fēng)板之間的距離： 懸式非承載機(jī)架：下機(jī)架支撐面至主軸法蘭底面之間的距離： 按已生產(chǎn)的發(fā)電機(jī)統(tǒng)計(jì)資料，一般為，取轉(zhuǎn)子磁軛軸向高度： 無風(fēng)扇時(shí)：發(fā)電機(jī)主軸高度：式中：發(fā)電機(jī)總高度，

39、即由主軸法蘭盤底面至發(fā)電機(jī)頂部的高度，查水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊(cè)水力機(jī)械第161頁圖327（b）得： =故定子鐵芯水平中心線至主軸法蘭盤底面的距離：1.4.4 水輪發(fā)電機(jī)重量的估算 水輪發(fā)電機(jī)的總重量：式中：發(fā)電機(jī)總重量；發(fā)電機(jī)額定容量；額定轉(zhuǎn)速；系數(shù)，對(duì)于懸式發(fā)電機(jī)取，這里取。 水輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子重量：一般可按發(fā)電機(jī)總重量的一半計(jì)算，即 水輪發(fā)電機(jī)飛輪力矩：式中：定子鐵芯徑；定子鐵芯長(zhǎng)度；經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，查水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊(cè)水力機(jī)械第164頁表310有：,取。第五節(jié)：蝸殼、尾水管的選擇與計(jì)算1.5.1 蝸殼蝸殼型式的選擇 本電站的工作水頭為5258m，蝸殼需承受較大的水壓力，考慮到其穩(wěn)定性和應(yīng)力要求，故選取

40、金屬蝸殼。蝸殼包角從蝸殼進(jìn)口斷面至鼻端斷面之間的夾角稱為蝸殼包角，通常取座環(huán)特殊支柱的出口邊作為蝸殼的鼻端。按包角的大小可將蝸殼分為完全蝸殼和不完全蝸殼對(duì)于中、高水頭的電站，考慮其水流速度和壓力較大而流量相對(duì)較小，蝸殼平面尺寸較小，一般采用全包角的金屬蝸殼，故本電站蝸殼包角為。. 蝸殼進(jìn)口斷面平均流速 蝸殼進(jìn)口斷面平均流速對(duì)蝸殼的尺寸和水力損失有直接影響。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和統(tǒng)計(jì)資料，一般按下式確定蝸殼的進(jìn)口斷面平均流速式中蝸殼進(jìn)口斷面流速系數(shù)水輪機(jī)額定水頭 查金屬蝸殼進(jìn)口流速系數(shù)與水頭的關(guān)系推薦曲線得為0.9即（1）蝸殼進(jìn)口斷面的計(jì)算 金屬蝸殼的斷面型式一般為圓形，在選定蝸殼包角和斷面平均流速后，根據(jù)

41、額定流量求進(jìn)出口斷面面積。蝸殼的進(jìn)口流量 蝸殼的進(jìn)口斷面面積 進(jìn)口斷面的半徑 . 座環(huán)尺寸的確定 根據(jù)公式可得式中：活動(dòng)導(dǎo)葉高度；查金屬蝸殼座環(huán)尺寸系列表，用插值法求得，取。 查資料可得計(jì)算式為即蝸殼系數(shù)蝸殼常數(shù) 3. 圓斷面計(jì)算4. 橢圓斷面的計(jì)算公式 當(dāng)時(shí)，應(yīng)采用橢圓斷面計(jì)算計(jì)算橢圓斷面尺寸時(shí)，必須確定橢圓開始斷面，即故凡小于132度的斷面，都采用橢圓斷面。1.5.2 尾水管選擇計(jì)算 為了減少基礎(chǔ)開挖量，本電站選用彎肘形尾水管,尾水管的計(jì)算主要是根據(jù)模型的尾水管按轉(zhuǎn)輪的比例同等的放大。模型轉(zhuǎn)輪直徑,原型,肘管底面到導(dǎo)水機(jī)構(gòu)中心線距離：.水平總長(zhǎng)度：尾水管頂部至座環(huán)距離：尾水管進(jìn)口直徑：肘管

42、進(jìn)口直徑：肘管段高度：擴(kuò)散管出口斷面高度：出水管寬度：導(dǎo)葉高度：第二章.調(diào)速設(shè)備的選擇第一節(jié)：調(diào)速器的選擇原則 調(diào)速器的選擇原則應(yīng)是在任何水頭下、流量下，平穩(wěn)可靠的操作水輪發(fā)電機(jī)組，其關(guān)閉時(shí)間要滿足調(diào)節(jié)保證計(jì)算的要求。根據(jù)機(jī)組所需要的調(diào)速功大小與導(dǎo)葉關(guān)閉時(shí)間，從而選擇合適的型號(hào)。第二節(jié)：調(diào)速器工作容量的選擇計(jì)算 調(diào)速器的大小與活動(dòng)導(dǎo)葉上承受的水力矩和阻力矩有關(guān)，還與機(jī)組的制造、安裝質(zhì)量有關(guān)。中小型調(diào)速器的調(diào)速功計(jì)算公式：式中：接力器容量；最大水頭下額定出力時(shí)的流量；最大水頭；轉(zhuǎn)輪直徑。 導(dǎo)葉接力器的容積計(jì)算式中：接力器直徑；計(jì)算系數(shù)，查水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊(cè)水力機(jī)械第254頁表64，?。蛔畲笏^；

43、導(dǎo)葉高度。 接力器容積式中：接力器容積；接力器直徑；導(dǎo)葉最大開度，；接力器最大行程，一般取,在此取。 初步選擇主配壓閥直徑式中：接力器容積；管路中的流速,當(dāng)油壓裝置額定工作壓力為時(shí)，一般取,在此取。接力器關(guān)閉時(shí)間。 主配壓閥算出應(yīng)取接近較大的標(biāo)準(zhǔn)值，介于標(biāo)準(zhǔn)值之間，故主配壓閥直徑取。第三節(jié)：調(diào)速器選擇 調(diào)速器一般根據(jù)調(diào)速功或主配壓閥直徑來選取。本電站水輪機(jī)為混流式，故選用單調(diào)節(jié)、靈敏度高、調(diào)節(jié)品質(zhì)好、控制方便、自動(dòng)化程度高的微機(jī)調(diào)速器。鑒于本電站建成后承擔(dān)基荷，也有相當(dāng)時(shí)間承擔(dān)峰荷，引水管道較長(zhǎng)，采用型調(diào)節(jié)規(guī)律。本電站所選用的接力器的容量為,屬于大型調(diào)速器，故其容量用主配壓閥的直徑來表示，采用

44、分離式結(jié)構(gòu)。調(diào)速器型號(hào)：。第四節(jié)：油壓裝置選擇計(jì)算1. 油壓裝置油罐總?cè)莘e估算查水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊(cè)水力機(jī)械第289頁得公式式中：壓力油罐總?cè)莘e；導(dǎo)葉接力器總?cè)莘e；水輪機(jī)進(jìn)水閥門接力器總?cè)莘e。查水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊(cè)水力機(jī)械第293頁，選取分離式油壓裝置型號(hào)為。2. 壓力油罐各種壓力整定 工作壓力上限，取額定工作壓力；工作壓力下限，取額定工作壓力的； 備用泵啟動(dòng)壓力，取額定工作壓力的；第三章.輔助設(shè)備設(shè)計(jì)第一節(jié)：主閥的選擇 本電站引水管道較長(zhǎng)且采用聯(lián)合供水方式，故考慮設(shè)置主閥。3.1.1 進(jìn)水閥型式的選擇 電站常用的進(jìn)水閥有蝴蝶閥、閘閥和球閥等，其中以蝴蝶閥使用最為廣泛。通常水頭在以下的水電站多選擇

45、蝴蝶閥，本水電站最大水頭為，蝴蝶閥具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸小、重量輕、造價(jià)低、操作方便等特點(diǎn)，故選用蝴蝶閥?？紤]到臥軸蝴蝶閥結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，軸承磨損較小，且有利于動(dòng)水關(guān)閉，故蝴蝶閥的型式采用臥軸。3.1.2 進(jìn)水閥的直徑選擇 在選擇蝶閥時(shí)，應(yīng)使它的有效面積大于或等于蝸殼進(jìn)口的斷面面積，則閥門直徑可按下式計(jì)算式中：蝸殼進(jìn)口斷面直徑，；與水頭有關(guān)的系數(shù)；電站最大水頭，。 上式所求出的閥門直徑為5.36，介于標(biāo)準(zhǔn)值之間，兩者取較大值，故進(jìn)水閥閥門直徑為6。蝶閥由于活門的存在，使閥門的有效過水面積減少，故在進(jìn)行蝶閥的選擇時(shí)應(yīng)考慮有效過水面積減少的影響，設(shè)為有效過水面積系數(shù)，則有式中：閥門有效過水面積，；閥門直

46、徑，。第二節(jié)： 油系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.2.1 供油對(duì)象與供油量計(jì)算 供油對(duì)象：調(diào)速系統(tǒng)用油、機(jī)組潤(rùn)滑用油、主閥接力器用油、管網(wǎng)用油。 透平油系統(tǒng)1.水輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)充油量的計(jì)算：油壓裝置的用油量油壓裝置的用油量可由公式 導(dǎo)水機(jī)構(gòu)接力器用油量式中：接力器容積；接力器直徑；導(dǎo)葉最大開度，；接力器最大行程，一般取,在此取。2. 機(jī)組潤(rùn)滑系統(tǒng)用油量計(jì)算推力軸承與導(dǎo)軸承的用流量計(jì)算：式中：推力軸承損耗；系數(shù)，取決于推力軸承扇形瓦上的單位壓力（和發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)型式有關(guān)，P通常采用,在此取,查圖對(duì)應(yīng)的值為）。推力軸承負(fù)荷（轉(zhuǎn)動(dòng)部分的重量加上水推力）；機(jī)組額定轉(zhuǎn)速。式中：軸與軸瓦的接觸面積；主軸直徑，查水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊(cè)水

47、力機(jī)械第356頁公式8-6，得，對(duì)應(yīng)查圖8-6得；軸瓦高度，取。式中：導(dǎo)軸承損耗；油的動(dòng)力粘度系數(shù),對(duì)于攝氏度下的可取0.0263；主軸圓周速度；軸間間隙，；偏心率，可取；式中：軸承損耗單位所需油量，查水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊(cè)水力機(jī)械第462頁表94，取；3.主閥接力器的用油量計(jì)算本電站所選用的是直徑為6，雙缸接力器充油量為1.97。4. 管道充油量的用油量 管道充油量為上述總油量的，即5.系統(tǒng)用油量的計(jì)算 運(yùn)行用油量（設(shè)備充油量）：對(duì)于透平油系指一臺(tái)機(jī)組潤(rùn)滑油量、調(diào)速器的充油量以與進(jìn)水閥接力器的充油量和管道充油量之和，即 事故備用用油量:以最大的一臺(tái)設(shè)備充油量的計(jì)算，其中是考慮油的蒸發(fā)、漏損和取樣

48、的裕量，即 補(bǔ)充備用用油量：設(shè)備運(yùn)行中油的損耗需要補(bǔ)充又，為設(shè)備45天的添油量，即式中：設(shè)備在一年中需補(bǔ)充油量的百分?jǐn)?shù)，轉(zhuǎn)槳式水輪機(jī)組取；其他機(jī)組取，這里取。系統(tǒng)總透平油用油量：（3） 絕緣油系統(tǒng) 運(yùn)行用油量 查電力工業(yè)常用設(shè)備手冊(cè)修訂版第416頁可知：一臺(tái)最大主變壓器的充油量為30.4t。查水輪機(jī)機(jī)電設(shè)計(jì)手冊(cè)水利機(jī)械第476頁表9-21絕緣油得比重與溫度關(guān)系確定變壓器油的密度大約為：。 事故備用用油量:補(bǔ)充備用用油量：式中：設(shè)備在一年中需補(bǔ)充油量的百分?jǐn)?shù)，變壓器這里取。系統(tǒng)總絕緣油用油量：3.1.2 油系統(tǒng)設(shè)備選擇 設(shè)備的配置原則，按絕緣油和透平油量?jī)上到y(tǒng)分別配置。設(shè)備包括：貯油設(shè)備、凈油設(shè)備、油的吸附處理設(shè)備、油泵、油管和油化驗(yàn)設(shè)備。 貯油設(shè)備選擇 凈油桶： 貯油設(shè)備供設(shè)備換油時(shí)使用。容積為最大一臺(tái)設(shè)備充油量的，加上全部運(yùn)行設(shè)備45天的補(bǔ)充備用油量，通常透平油和絕緣油各設(shè)一個(gè)。即透平油：設(shè)置1個(gè)凈油槽，查水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊(cè)水力機(jī)械第493頁表9-29選擇的標(biāo)準(zhǔn)油槽。絕緣油： 設(shè)置1個(gè)凈油槽，查水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊(cè)水力機(jī)械第493頁表9-29選擇的標(biāo)準(zhǔn)油槽。 運(yùn)行