水調(diào)課程設(shè)計(jì)

水輪機(jī)調(diào)節(jié)課程設(shè)計(jì)第一章 基本資料某電站經(jīng)過動(dòng)能經(jīng)濟(jì)計(jì)算、比較后，擬定電站的基本參數(shù)如下。裝機(jī)容量Nv22500kW電站型式引水式電站，電站的引水建筑物由無壓引水隧洞、壓力前池及壓力管道組成。其中無壓引水隧洞全長1521.2m。AB=94m，BC=26m。水輪機(jī)工作水頭H 63.82m，Hr63m。max水輪機(jī)型號(hào)：HLA194—LJ—95n 600r/miN 2660kW, 90%Q 4.79mr r 0 r5.水輪發(fā)電機(jī)參數(shù)：SF2500—10/215

/s，Hs1.35m。

n 600r/minNg2500kWnr

1117r/minGD

139.81kNm2。尾水管

L 5.8m，LVC C

55.75；L 4.5m,LVB B

24.85。max最大允許水擊壓力上升 50%，最大允許轉(zhuǎn)速上升 50%。maxmax1水輪機(jī)調(diào)節(jié)課程設(shè)計(jì)第二章 調(diào)節(jié)保證計(jì)算壓力上升和轉(zhuǎn)速上升都處于規(guī)定的范圍內(nèi)。計(jì)算和確定有關(guān)參數(shù)求LVi i

和L：i壓力管道：VAB

Qr

4.79 1.53m/s d4

2241 12rQ 4.792rVBC

2 1.952m/sLV

d4V L

224V 941.53261.53194.57m2/sT T AB AB BC BCLV=LV i i B B

LV C C

LVT

55.7524.85194.572275.17m2/sL=Li B

LC

LT

4.55.8120130.3m壓力輸水系統(tǒng)平均流速V：LV

275.17V

i iLi

130.3

2.112m/s水流慣性時(shí)間常數(shù)T ：WLVTiW gHr

275.17 0.445s9.863機(jī)組慣性時(shí)間常數(shù)T：aGD2n2T 0a 3580P0

139.81103600235802660103

4.82s水擊波波速a：01E0D01E0DE

1435

1015m/s（根據(jù)參考文獻(xiàn)【3】查得：E202

為水的彈性2水輪機(jī)調(diào)節(jié)課程設(shè)計(jì)2.1105N/cm2，E為管壁材料的彈性系數(shù)，本電站為鋼管，故取2.1107N/cm2，

100,a1000m/s）初選導(dǎo)葉直線關(guān)閉時(shí)間Tf機(jī)組壓力過水系統(tǒng)發(fā)生的水擊一般為末相水擊。故可按蝸殼允許的最大暫態(tài)壓力值H

計(jì)算發(fā)生末相水擊的最小關(guān)閉時(shí)間T ：c f1其中H

=1.563=94.5Kc 1

=1.35T

KT

Hr

1.350.44563 1.234sf1 Hc

Hmax

94.563.82按允許的機(jī)組最大轉(zhuǎn)速上升值計(jì)算發(fā)生末相水擊時(shí)的最大關(guān)閉時(shí)間Tf2T f2

T2.84.820.56.748s2 a查表，取=0.5，因?yàn)槭腔炝魇綑C(jī)組，所以K2壓力上升值計(jì)算

=2.8。為判斷水擊類型，計(jì)算壓力管道的特性系數(shù) 、 ，水擊相長traV 10152.112

1.7342在

29.863r、T 之間初步選取

2,5sf1 f2 f所以TwTf

，0.14（Tf

3s),0.111(Tf

4s),0.089(Tf

5s）2Lt r a

2120 0.236s1015由于采用的導(dǎo)葉直線關(guān)閉時(shí)間Tf

tr

，發(fā)生間接水擊，對(duì)于甩全負(fù)荷 10

11.7341.7341.5，所以最大水擊發(fā)生在末相。則T 3s時(shí)，f3水輪機(jī)調(diào)節(jié)課程設(shè)計(jì) m 2

( 24)

0.148 (0.148 0.148240.1592max

1.2m

1.20.1590.191LV L

194.5755.75 T T C C

0.91

0.910.1910.174C LVi iLV

max22.85

275.17

max

max B B LV

max

275.17

max

0.09

max

0.090.1740.0172i iH HB rH HC

0.0172631.084m0.1746310.962mV2 2.1122H H B s 2

HB

1.35 H2g

1.5776 HB

1.5761.0842.662m當(dāng)T 2,45s時(shí)，計(jì)算方法跟以上一樣，故所得計(jì)算結(jié)果如下表1所示：f蝸殼壓力上升尾水管壓力下降T蝸殼壓力上升尾水管壓力下降Tf m maxHHHC C B B B20.2330.2490.2990.27227.1360.0271.7013.27930.1480.1590.1910.17410.9620.01721.0842.66240.1110.1170.1400.1278.0010.01260.79382.37150.0890.0930.1120.1026.4260.01010.63632.214轉(zhuǎn)速上升計(jì)算T 3s時(shí)，有ff110.1481.148GD2n2T 0a 3580P02T

4.82sfT

20.451.1483 q f

0.379（T

經(jīng)查參y 2Ta

0.5 y

20.5 ) y qy考文獻(xiàn)【20.45s）4水輪機(jī)調(diào)節(jié)課程設(shè)計(jì)1C 1 yn e

10.3791 1.7781

0.672（n e

n11n11r

127.771.813

1778

11

為水輪機(jī)單位飛逸轉(zhuǎn)速，經(jīng)查參考文獻(xiàn)【4】得n11R

=127.7r/minn 11r

6000.95nD1HnD1H63

71.813r/min）1(2T fT )Cq1(2T fT )CqyT(20.451.148314.482a當(dāng)T 2,45s時(shí)，計(jì)算方法跟以上一樣，故所得計(jì)算結(jié)果如下表2所示fTfTTfTf ayCmax21.2334.820.3030.7200.2260.24931.1484.820.3790.6720.2670.29441.1114.820.4520.6330.3050.33651.0894.820.5220.5980.3370.371在滿足壓力上升與轉(zhuǎn)速上升的所有Tf

中，應(yīng)盡量選取時(shí)間較小者，考慮到T 2s太小，初步選定Tf

3s，此時(shí)

max

=29.4%<50%,

=19.1%<50%。max按最大水頭計(jì)算蝸殼內(nèi)的最大壓力上升值（1）H0

Hmax

63.82m，此時(shí)PQ 9.81Hmax

2660 4.25m3/s9.8163.82壓力管道1Q2

24.25V BC 1.25d2

1.732m/s4 25水輪機(jī)調(diào)節(jié)課程設(shè)計(jì)QVABd4 1

44,25 1.354m/s22LVT T

L VAB

L VBC

941.354261.732172.31m2/sLVi i

LVT T

LVB

LVC

172.3124.8555.75252.91m2/sLVV i Li

252.911.941m/s 130.3 水流慣性時(shí)間常數(shù) LVT i w gH0

252.91 9.863.82

0.404s（2）確定在最大水頭時(shí)相應(yīng)的直線關(guān)閉時(shí)間T 'f即T '1(Tf

a1) 01a0max

1(31)20.5 23.9

2.715s式中：

一額定工況下對(duì)應(yīng)的模型導(dǎo)葉開度（m，由該工況的值01從參考文獻(xiàn)【4】查得。T 一設(shè)計(jì)工況下的導(dǎo)葉線性關(guān)閉時(shí)間（s）f0max

（m況的值從參考文獻(xiàn)【4】查得。（3）確定管道特性系數(shù)aV 10151.941

1.5352gH0 29.863.82Tw

2.715

0.149T'f（4）壓力上升計(jì)算

4.431a 1.575 00 a0

1575205135,經(jīng)查參考文獻(xiàn)【3】水擊類型判別圖 23.9 可知，最大水擊發(fā)生在末相。6水輪機(jī)調(diào)節(jié)課程設(shè)計(jì) m 2

( 24)

0.149 (0.149 0.14924)0.161,2 1.2 1.20.1610.193max mLV T

LVC C

172.3155.75 0.2280.174C LVi i

max

252.91H HC C

0.17463.8211.11m蝸殼內(nèi)最大承受壓力為HCmax

H H0

63.8211.1174.93m

Cmax

[H ]HC r

94.5m，滿足條件。7水輪機(jī)調(diào)節(jié)課程設(shè)計(jì)第三章調(diào)節(jié)設(shè)備的選型計(jì)算三部分是合成一體的。水輪機(jī)型式為混流式，所以調(diào)節(jié)設(shè)備為單調(diào)型。調(diào)節(jié)功計(jì)算最大水頭下額定出力時(shí)的流量Q：PQ9.81H

max

2660 9.8163.82

4.249m3/s反擊式水輪機(jī)調(diào)節(jié)功的估算：A(200~250)Q

max

(200~250)4.249HDHD

6616.9~8226.263.820.94m3/s63.820.94maxmDm。1A<10000，所以調(diào)速器選取小型調(diào)速器。4MPa機(jī)，因而采用標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)并用一個(gè)單缸接力器。調(diào)速器的選擇我國調(diào)速器產(chǎn)品型號(hào)由三部分代號(hào)組成，各部分代號(hào)用“——”分開，第一部分為調(diào)速器的基本特征和類型；第二部分為調(diào)速器容量；第三部分為調(diào)速器使用額定油壓。A=6616.5~8226.2N.m,1000kg.m,16MPa所以本機(jī)組的調(diào)速器選為YWT—1000---16，其參數(shù)如表3所示：8水輪機(jī)調(diào)節(jié)課程設(shè)計(jì)表3調(diào)速器YWT—1000—16參數(shù)名稱數(shù)值名稱數(shù)值比例系數(shù)P0.5-20積分系數(shù)I0.05-101/s微分系數(shù)