【S水電站設(shè)計(jì)16000字（論文）】

S水電站設(shè)計(jì)目錄TOC\o"1-2"\h\u6445摘要 210885前言 230592基本資料 220220一、流域概況 222941洪水 2262832水位～流量關(guān)系曲線 3975三、泥沙 315882淤沙內(nèi)摩擦角：100 332014四、氣象 420179五、工程地質(zhì)資料 4259251.壩址工程地質(zhì)條件 456652.壩基巖石物理力學(xué)指標(biāo) 48357六、天然建筑材料 631937水輪機(jī)機(jī)組的選型 6155242.1機(jī)組臺(tái)數(shù)的選擇與單價(jià)容量的確定 7273342.1.1機(jī)組臺(tái)數(shù) 760702.1.2機(jī)組單機(jī)容量的選擇 7104482.2水輪機(jī)的型號(hào)以及裝置方式的選擇 7132952.2.1型號(hào)選擇 712142.2.2裝置方式的選擇 729569二、蝸殼的相關(guān)計(jì)算 1273142.4.2蝸殼的型式及其主要參數(shù)的選擇 12139502.4.3蝸殼的水力計(jì)算 1325152.5尾水管設(shè)計(jì) 14192602.5.1尾水管的作用和形式 14145192.5.2彎肘形尾水管主要尺寸的確定 14284972.5.3彎肘形尾水管的部分尺寸的計(jì)算 14209482.6水輪機(jī)的空蝕及防治措施 15197182.7發(fā)電機(jī)的選擇 1646562.7.1發(fā)電機(jī)型式的選擇 164212.7.2水輪發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)尺寸 1632942.7.3調(diào)速設(shè)備的選擇 20233245水電站主廠房設(shè)計(jì) 21272845.1廠區(qū)樞紐平面布置 21122295.1.1廠區(qū)布置原則 2178985.1.2廠區(qū)平面布置 2123835.2主廠房平面設(shè)計(jì) 2219865.2.1主廠房長(zhǎng)度L的確定 22256355.2.2主廠房寬度B的確定 23215755.3主廠房各層高程的確定 2437665.3.1水輪機(jī)安裝高程?安 24119765.3.2尾水管底板高程?1 25206475.3.3基礎(chǔ)開挖高程?2 25215625.3.4水輪機(jī)地面高程?3 25326725.3.5發(fā)電機(jī)裝置高程?4 25179235.3.6發(fā)電機(jī)層樓板高程?5 256215?5=?4+h4 296025.3.7吊車的軌頂高程起重機(jī)裝置高程?6 26255485.3.8天花板高程?7 26252245.3.9屋頂高程?8 26140406水電站副廠房設(shè)計(jì) 26199216.1副廠房的組成 27319656.2副廠房的平面布置 27176036.3廠房的通風(fēng)、空氣調(diào)節(jié)、取暖、防潮與采光 2869476.3.1通風(fēng) 28179766.3.2空氣調(diào)節(jié) 29207446.3.3取暖 2921426.3.4防潮 29100446.3.5采光 2922386參考文獻(xiàn) 30摘要：本次設(shè)計(jì)內(nèi)容是根據(jù)現(xiàn)有的原始資料以及該地區(qū)的氣象地質(zhì)資料進(jìn)行水電站的內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及廠房設(shè)計(jì)，主要內(nèi)容包括:水輪機(jī)選型，蝸殼設(shè)計(jì)，尾水管設(shè)計(jì)，主副廠房設(shè)計(jì)及附屬設(shè)備設(shè)計(jì)等，然后依據(jù)本次設(shè)計(jì)的內(nèi)容繪制出發(fā)電機(jī)層平面圖、水輪機(jī)層平面圖、蝸殼層平面圖及尾水管層平面圖。S水電站工程的開發(fā)任務(wù)是進(jìn)行水庫(kù)樞紐及電站進(jìn)行設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)，水庫(kù)建成后，可建裝機(jī)容量約為15MW的水電站，兼顧防洪、旅游、生態(tài)治理等綜合利用，它的興建將促進(jìn)會(huì)同所在地工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展。電站特征水頭：最大水頭為12.9m，最小水頭為9.5m，加權(quán)平均水頭12.3m，設(shè)計(jì)水頭為11.5m，發(fā)電機(jī)效率95%，并選用三臺(tái)單機(jī)容量為5MW的機(jī)組。關(guān)鍵詞：水電站;水輪機(jī);發(fā)電機(jī);水電站廠房前言水是人民生產(chǎn)生活中不可或缺的珍貴資源。S水電站工程的設(shè)計(jì)和開發(fā)，不僅可以達(dá)到除水害，興水利，防止洪澇災(zāi)害，而且經(jīng)過合理的水量調(diào)節(jié)和分配，能夠有效利用水能進(jìn)行發(fā)電，具有發(fā)展旅游、庫(kù)區(qū)航運(yùn)、庫(kù)區(qū)養(yǎng)殖等綜合利用效益，可促進(jìn)地區(qū)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展，對(duì)改善當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境以及人民群眾的生存條件，讓當(dāng)?shù)氐娜罕姳M早的脫貧致富，使社會(huì)更加的穩(wěn)定以及對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展具有舉足輕重的意義。通過本次電站設(shè)計(jì)，不僅能夠幫助我們鞏固所學(xué)的專業(yè)課知識(shí)，鍛煉和運(yùn)用大學(xué)所學(xué)的課程知識(shí)來解決實(shí)際工程中問題的能力，培養(yǎng)正確的設(shè)計(jì)思想，還能進(jìn)一步提高我們進(jìn)行各種計(jì)算，編寫設(shè)計(jì)計(jì)算書、說明書及水利工程制圖的能力，培養(yǎng)嚴(yán)肅認(rèn)真、實(shí)事求是和刻苦鉆研的工作作風(fēng)。進(jìn)行水電站的樞紐設(shè)計(jì)，我們必須認(rèn)真遵循嚴(yán)格的有關(guān)規(guī)范，遵守技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理等原則，并且通過對(duì)問題深入調(diào)查以及研究，然后進(jìn)行全面的比較分析，提出一個(gè)真正可行的設(shè)計(jì)方案?；举Y料一、流域概況Z電站位于沅水一級(jí)支流巫水下游峽谷河段，下距會(huì)同縣Z鄉(xiāng)鎮(zhèn)2，距洪江市15。壩址下游2有洪江～綏寧省級(jí)公路從Z鄉(xiāng)鎮(zhèn)經(jīng)過，交通較為便利。二、水文特征1洪水各頻率洪峰流量詳見下表1-1。表1-1壩址洪峰流量表頻率（%）123.335102050壩址洪峰流量（m3/s）9420844071606190522045403990308022201190廠址洪峰流量（m3/s）98008790746064605460475041803240234012602水位～流量關(guān)系曲線壩址水位～流量關(guān)系曲線詳見下表1-2。表1-2下壩址水位～流量關(guān)系曲線表高程系統(tǒng)：85黃海水位Z（m）182.44183.00184.00185.00186.00187.00流量Q（m3/s）36.518552291213101730水位Z（m）188.00189.00190.00191.00192.00193.00流量Q（m3/s）218026803240384044405040水位Z（m）194.00195.00196.00197.00198.00199.00流量Q（m3/s）564062406840744080408640廠址水位～流量關(guān)系曲線詳見下表1-3。表1-3廠址水位～流量關(guān)系曲線表高程系統(tǒng)：85黃海水位Z（m）179.12180.00181.00182.00183.00184.00185.00流量Q（m3/s）30263600980138018002250水位Z（m）186.00187.00188.00189.00190.00190.5191.00流量Q（m3/s）2730327038504480514054805830三、泥沙多年平均含沙量：0.089多年平均輸沙量：22.05萬設(shè)計(jì)淤沙高程：169.0淤沙內(nèi)摩擦角：100淤沙浮容重：0.9四、氣象多年平均氣溫：16.6℃極端最高氣溫：39.1℃極端最低氣溫：-8.6℃多年平均水溫：18.2℃歷年最高氣溫：34.1℃歷年最低氣溫：2.1℃多年平均風(fēng)速：1.40歷年最大風(fēng)速：13.00，風(fēng)向：NE水庫(kù)吹程：3.0最大積雪厚度：21基本雪壓：0.25五、工程地質(zhì)資料該工程區(qū)地震基本烈度小于Ⅵ度，不考慮地震荷載?；鶐r物理力學(xué)指標(biāo)如下飽和抗壓強(qiáng)度：15～25；抗剪指標(biāo)：f砼/巖=0.6～0.62；抗剪斷指標(biāo)：f′砼/巖=0.7～0.8，c′=0.70。1.壩址工程地質(zhì)條件壩址基本為“U”型橫向谷，河流流向2650，河床大部分為沖積砂礫石覆蓋，河床高程182～183.5，河床寬202，右河床為淺灘，水深0.5～1.0m,左河床為人工改造河槽，水深1.5～2.0。當(dāng)正常蓄水位192時(shí)，河谷寬232。兩岸地形對(duì)稱，邊坡較陡峻。左岸坡角400～430，為崩坡積物所覆蓋，山頂高程324.74；右岸坡角420～450，基巖裸露,山頂高程315.25。壩區(qū)除少部分為第四系松散堆積物覆蓋外，基巖大部分裸露，出露的主要巖性有絹云母板巖夾中薄層長(zhǎng)石砂巖。壩區(qū)地質(zhì)構(gòu)造較簡(jiǎn)單，斷層未見。巖層產(chǎn)狀N200～250E,SE＜600～700，其走向與河流交角600～650，傾向上游偏左岸。壩區(qū)巖石風(fēng)化主要受巖性所控制，壩基及壩肩大部分為絹云母板巖，其抗風(fēng)化能力較弱，兩岸肩強(qiáng)風(fēng)化相對(duì)較深。據(jù)鉆孔地下水位觀測(cè)資料，左壩肩地下水位埋深9.5～40（高程225以上），右壩肩地下水位埋深3～23（高程226以上），遠(yuǎn)高于蓄水位。據(jù)鉆孔壓水試驗(yàn)資料表明，基巖的透水性與巖體風(fēng)化程度密切相關(guān)，強(qiáng)風(fēng)化帶及弱風(fēng)化帶上部巖體節(jié)理裂隙較發(fā)育，巖體完整性較差，透水性較強(qiáng)，為中等透水帶，弱風(fēng)化帶中下部和微風(fēng)化巖體透水性較差，基本為弱透水或微透水帶。壩基防滲帷幕下限（q<5lu）埋深，左岸10～28，河床2～10，右岸6～20。2.壩基巖石物理力學(xué)指標(biāo)壩基巖石物理力學(xué)指標(biāo)建議值在下表1-4中列出。表1-4壩基巖石物理力學(xué)指標(biāo)建議值表巖石名稱風(fēng)化程度飽和抗壓強(qiáng)度砼與巖石抗剪強(qiáng)度砼與巖石抗剪斷強(qiáng)度臨時(shí)開挖坡比備注fC(MPa)f′c′(MPa)長(zhǎng)石砂巖含礫砂巖強(qiáng)2.5～2.630～3500.7～0.750.3～0.353～44～5上壩址弱2.7～2.7545～5000.9～0.950.8～0.98～107～8砂質(zhì)板巖強(qiáng)2.54～2.568～1000.55～0.600.10～0.152～2.52～3上壩址弱2.75～2.7620～2500.80～0.850.45～0.506～84～5絹云母板巖強(qiáng)2.5～2.556～800.50～0.550.08～0.101～22～2.5下壩址弱2.72～2.7515～2000.75～0.800.35～0.404～53.5～4.53.引水發(fā)電隧洞壩址引水隧洞進(jìn)口地形坡角28°～60°，上覆巖體厚6～18，圍巖為Zaj2-4巖組灰綠色絹云母板巖，劈理發(fā)育，巖層產(chǎn)狀N20°E，SE∠65°，傾向洞外°W，SW∠87°及N10°E，SE∠85°三組節(jié)理，面多閉合平直，延伸長(zhǎng)0.5～1.0。強(qiáng)風(fēng)化帶下限埋深8～12，巖體因節(jié)理裂隙發(fā)育較破碎，成洞條件差，建議采取明挖。開挖坡比，。巖坡上覆巖體厚18～66，圍巖為Zaj2-3巖組上部灰白色厚層狀長(zhǎng)石砂巖，圍巖呈弱～微風(fēng)化狀態(tài)。巖層產(chǎn)狀N22°E，SE∠64°，與°E，SE∠80°～85°兩組節(jié)理，面緊密閉合，延伸長(zhǎng)0.5～1.0。該段位于地下水位以下，巖體完整性較好，基本穩(wěn)定，成洞條件較好。其中平距40～70段屬Ⅲ類圍巖，f=4～5，K0=35～40；平距70～110段屬Ⅱ類圍巖，f=6～7，K0=50～55。逐漸深入上覆巖體厚24～107，圍巖為Zaj2-3、Zaj2-2巖組灰綠色絹云母板巖夾中厚層長(zhǎng)石砂巖，圍巖呈弱～微風(fēng)化狀態(tài)，巖層產(chǎn)狀N22∠64°，與洞軸線交角38°，板巖內(nèi)產(chǎn)狀N15°E，NW∠75°劈理較發(fā)育。主要發(fā)育N50°～60°W及N10°E兩組高傾角節(jié)理，面平直閉合，延伸長(zhǎng)0.5～1.0m。該段位于地下水位以下，巖體完整至較完整，大部分洞段基本穩(wěn)定，成洞條件較好，但局部洞段（310～350）劈理、節(jié)理較發(fā)育，穩(wěn)定性較差。其中平距110～310段屬Ⅲ類圍巖，f=4～5，K0=30～35；平距310～350段屬Ⅳ類圍巖，f=3～4，K0=15～20。出口附近地形坡角15°～45°，上覆巖體厚2～24。圍巖為Zaj2-2巖組灰綠色絹云母板巖夾長(zhǎng)石砂巖，板巖內(nèi)劈理發(fā)育。巖層產(chǎn)狀N15°四組節(jié)理，面多閉合，延伸長(zhǎng)1～5。強(qiáng)風(fēng)化帶下限埋深5～16m。該段位于地下水位以下，巖體因節(jié)理、劈理發(fā)育完整性差，成洞條件差，建議°E，傾向洞外的兩組緩傾角節(jié)理較發(fā)育，加上與NWW向、NNW向高傾角節(jié)理組合形成不穩(wěn)定塊體，對(duì)洞臉邊坡與開挖邊坡穩(wěn)定不利，建議采取錨固處理措施。4.廠房工程地質(zhì)條件廠房位于河彎下游9#沖溝出口的沖積堆積Ⅰ級(jí)階地一帶，階地寬10～12，階面高程183～184，后山坡坡角45°，基巖裸露。階地上部為灰褐色粉質(zhì)粘土，下部為砂礫石，厚1.0～1.8，基巖為Zaj2-3、Zaj2-2巖組灰綠色絹云母板巖夾灰白色長(zhǎng)石砂巖。巖層產(chǎn)狀，N15六、天然建筑材料本階段勘察按普查精度要求進(jìn)行，除對(duì)原規(guī)劃料場(chǎng)進(jìn)行復(fù)核外，重點(diǎn)對(duì)石料進(jìn)行了勘測(cè)，共勘查儲(chǔ)量：砂礫料180.85×104，土料77.5×104，石料988.22×104，儲(chǔ)量基本能滿足要求。石料共調(diào)查5個(gè)料場(chǎng)，總儲(chǔ)量988.24×104。除獨(dú)巖灘料場(chǎng)為估算儲(chǔ)量外，其他四個(gè)料場(chǎng)均實(shí)測(cè)斷面，用平行斷面法計(jì)算儲(chǔ)量。5個(gè)料場(chǎng)均位于庫(kù)內(nèi)兩岸。為Zaj2、Zaj3的厚層砂巖、含礫砂質(zhì)板巖、含礫砂巖等，弱風(fēng)化巖石較堅(jiān)硬，飽和抗壓強(qiáng)度。表部無用層為風(fēng)化破碎巖石，厚度0～20。靠近河岸邊為弱風(fēng)化巖石，山坡無用層厚度較大，開采條件較差。蘆塘等四個(gè)料場(chǎng)運(yùn)距近，小于1，應(yīng)優(yōu)先開采。獨(dú)巖灘料場(chǎng)遠(yuǎn)距較遠(yuǎn)，達(dá)5.5,可作為備用料場(chǎng)。各料場(chǎng)均無公路相通，需修建簡(jiǎn)易公路。水輪機(jī)機(jī)組的選型2.1機(jī)組臺(tái)數(shù)的選擇與單價(jià)容量的確定2.1.1機(jī)組臺(tái)數(shù)確定水電站機(jī)組臺(tái)數(shù)的本質(zhì)是其技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較的過程，根據(jù)水電站在已經(jīng)確定的總裝機(jī)容量的情況下來選擇水電站機(jī)組臺(tái)數(shù)。某些情況下機(jī)組確定可與水輪機(jī)的型式、水輪機(jī)的主要參數(shù)同步選擇，需考慮以下幾種關(guān)系。1、臺(tái)數(shù)與機(jī)組容量、投資的關(guān)系在總裝機(jī)容量確定的情況下，臺(tái)數(shù)少時(shí)單機(jī)容量就大，單機(jī)容量大的水輪機(jī)其單位千瓦投資就少，配套設(shè)備、土建投資也相應(yīng)減少，即可以發(fā)揮水電站設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性。然而單機(jī)容量大的水輪機(jī)其尺寸就大，在制造、運(yùn)輸和安裝等方面都存在較大難度。臺(tái)數(shù)多時(shí)反之。2、臺(tái)數(shù)與電站效率的關(guān)系同類型的單臺(tái)機(jī)組與電站在電力系統(tǒng)中擔(dān)任的基荷或擔(dān)任峰荷且承擔(dān)調(diào)頻時(shí)，所選擇的臺(tái)數(shù)方案不同。在電力系統(tǒng)電站擔(dān)任基荷時(shí)，選擇較少臺(tái)數(shù)。在擔(dān)任峰荷時(shí)，選擇較多臺(tái)數(shù)。3、臺(tái)數(shù)與電氣主接線、運(yùn)行維護(hù)的關(guān)系在水電站機(jī)組臺(tái)數(shù)多時(shí)，其運(yùn)行靈活，益與運(yùn)行檢修，可避免發(fā)生空蝕和振動(dòng)。機(jī)組臺(tái)數(shù)少時(shí)，水輪機(jī)的維護(hù)量，事故率都相應(yīng)增大。為了電氣主接線對(duì)稱宜采用偶數(shù)臺(tái)數(shù)，因?yàn)閿U(kuò)大單元接線時(shí)，可節(jié)省變壓器的費(fèi)用，大型機(jī)組受容量限制只采用單元接線時(shí)，不考慮奇偶臺(tái)數(shù)。2.1.2機(jī)組單機(jī)容量的選擇機(jī)組的單機(jī)容量：N=15MW÷3MW=5MW水輪機(jī)的額定出力：N?=N÷95﹪=5MW÷95﹪=5.264MW2.2水輪機(jī)的型號(hào)以及裝置方式的選擇2.2.1型號(hào)選擇在水電站廠房的設(shè)計(jì)中水輪機(jī)的選型是最為重要的一步，其根據(jù)已知的機(jī)組容量和特征水頭在水輪機(jī)的系列型譜中選擇。不同水頭范圍都有其適用的水輪機(jī)型式，在圖表中選擇適當(dāng)?shù)乃啓C(jī)型式時(shí)一般最少選擇兩種型式的水輪機(jī)類型（水輪機(jī)上限水頭由結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和汽蝕特性決定，選擇時(shí)一般不可超出上限水頭范圍，下限水頭范圍由經(jīng)濟(jì)因素決定），這樣方便方案的比較分析和計(jì)算，以確定出最佳的選型方案。確定水輪機(jī)類型后可根據(jù)水輪機(jī)模型參數(shù)表再次確定水輪機(jī)型號(hào)。此次設(shè)計(jì)中的水頭范圍為9.5m～12.9m，根據(jù)系列型譜表可選擇HL310（5m～20m）和ZZ560（5m～20m），因?yàn)橐陨蟽煞N方案均使用，所以將兩種方案各參數(shù)計(jì)算并比較分析，然后確定一種最佳方案。2.2.2裝置方式的選擇機(jī)組轉(zhuǎn)輪直徑小于1m、吸出高度為正值的水輪機(jī)，常采用臥軸裝置，以降低廠房高度，而且臥軸機(jī)組的安裝、檢修及運(yùn)行維護(hù)都較容易。根據(jù)以上條件，該設(shè)計(jì)采用臥軸裝置。水輪機(jī)參數(shù)計(jì)算

ZZ560型水輪機(jī)方案主要參數(shù)的選擇(三臺(tái)機(jī)組)

ZZ560水輪機(jī)水頭范圍12∽22，ZZ560水輪機(jī)模型參數(shù)，見下表2-1轉(zhuǎn)輪型號(hào)實(shí)驗(yàn)水頭H(m)直徑D(mm)最優(yōu)工況下的單位轉(zhuǎn)速n106cm

in)最優(yōu)工況下的單位流量Q'10U/s)|最優(yōu)工況下的效率n(%)|限制工況下的單位流量Q'10L/s)限制工況下的效率n(%)ZZ5603.046013094089.0200081.0

1.轉(zhuǎn)輪直徑D1的計(jì)算

根據(jù)水輪機(jī)型號(hào)ZZ560查上表得，該水輪機(jī)在限制工況下的Q1Μ'=2.0m^/s，ηΜ=81%，所以初步假定原型水輪機(jī)Q1'=Q1Μ'D1為水輪機(jī)直徑

Q1水輪機(jī)單位流量為：由發(fā)電機(jī)的額定出力求得，對(duì)于中小型水電站ηg=0.92~0.95，Ρr=Ρeηg=15000/3/0.95=5264kW

代入式中得D1=Pr9.81×η×n1'=130r/min表示選用的最優(yōu)單位轉(zhuǎn)速

Hav=12.3m選用設(shè)計(jì)水頭

D1=3.0m為選用的標(biāo)準(zhǔn)直徑

由額定轉(zhuǎn)速系列表3-13查的相近而偏大的轉(zhuǎn)速，取n=166.7r/min

3.效率及單位參數(shù)修正

(1)效率修正。查表3-9可得：水輪機(jī)在最優(yōu)工況下的模型最高效率η由此可得原型水輪機(jī)最高效率

ηmax=1?(1?η

式中:考慮水輪機(jī)原型與模型工藝水平影響的效率修正值時(shí)，取ε1=1%~2%;由于原型水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪直徑尚未求得，所以效率修正值也不能計(jì)算，計(jì)算時(shí)可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)初步假定（一般限制工況下的ηΜ增加2%∽3限制工況下的原型水輪機(jī):

η=ηΜ+?η=81%+0.004=81.4%

由此可見：以上D1nηmax=ηΜmax+?η=0.89+0.004=0.894在轉(zhuǎn)速和直徑被選定好以后，根據(jù)Q1max'(1)按水輪機(jī)的Hr和D1計(jì)算出水輪機(jī)在額定出力工作時(shí)的最大單位流量

水輪機(jī)的額定出力Pr為

Q得水輪機(jī)的最大引用流量為Qmax=Q1max'D1nnn

(3)將Q1max'、n1min'和n1max'5.確定吸出高度H根據(jù)水輪機(jī)的設(shè)計(jì)工況參數(shù)n1r'=147.5rmin，HHL310型水輪機(jī)方案主要參數(shù)選擇(三臺(tái)機(jī)組)

HL310水輪機(jī)水頭范圍5∽20，HL310水輪機(jī)模型參數(shù)，見下表2-1轉(zhuǎn)輪型號(hào)實(shí)驗(yàn)水頭H(m)直徑D(mm)最優(yōu)工況下的單位轉(zhuǎn)速n106cm

in)最優(yōu)工況下的單位流量Q'10U/s)|最優(yōu)工況下的效率n(%)|限制工況下的單位流量Q'10L/s)限制工況下的效率n(%)HL3100.30539088.3122089.6140082.6

1.轉(zhuǎn)輪直徑D1的計(jì)算

根據(jù)水輪機(jī)型號(hào)HL310查上表得，該水輪機(jī)在限制工況下的Q1Μ'=1.4m^/s，ηΜ=82.6%，所以初步假定原水輪機(jī)Q1'=QD1為水輪機(jī)直徑

Q1水輪機(jī)單位流量為;由發(fā)電機(jī)的額定出力求得，對(duì)于中小型水電站ηg=0.92~0.95，Ρr=Ρeηg=15000/3/0.95=5264kW

代入式中得D1=Pr9.81×η×n1'=88.3r/min表示選用的最優(yōu)單位轉(zhuǎn)速

Hav=12.3m選用設(shè)計(jì)水頭

D1=3.8m為選用的標(biāo)準(zhǔn)直徑

由額定轉(zhuǎn)速系列表3-13查的相近而偏大的轉(zhuǎn)速n=83.3r/min

3.效率及單位參數(shù)修正

(1)效率修正。查表3-9可得由此可得原型水輪機(jī)最高效率

ηmax=1?(1?η

式中:考慮原型與模型水輪機(jī)工藝水平影響的效率修正值時(shí)，取ε1=1%~2%;由于原型水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪直徑尚未求得，所以效率修正值也不能計(jì)算，計(jì)算時(shí)可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)初步假定（一般限制工況下的ηΜ增加2%∽3限制工況下的原型水輪機(jī)效率:

η=ηΜ+?η=82.6%+0.008=83.4%

由此可見：以上D1nηmax=ηΜmax+?η=0.826+0.008=0.834

在轉(zhuǎn)速和直徑被選定好以后，根據(jù)Q1max'及各特征水頭計(jì)算出相對(duì)的n1'值來。

(1)按水輪機(jī)的H,和D1計(jì)算出水輪機(jī)在額定出力工作時(shí)的最大單位流量

QQmax=Q1max'D1nnn

(3)將Q1max'、n1min'和n1max'5.確定吸出高度H根據(jù)水輪機(jī)的設(shè)計(jì)工況參數(shù)n1r'=93.3rmin，QHs

HL310型水輪機(jī)與ZZ560型水輪機(jī)兩種方案的比較

序號(hào)項(xiàng)目ZZ560HL3101模型轉(zhuǎn)輪參數(shù)推薦使用的水頭范圍H

(

m)10-222-202最優(yōu)單位轉(zhuǎn)速

(

r/min)13088.33最優(yōu)單位流量

(L/s)94012204最高效率(%)8989.65空化系數(shù)0.15-0.36原型轉(zhuǎn)輪參數(shù)工作水頭范圍H

(

m)9.5-12.99.5-12.97轉(zhuǎn)輪直徑.33.88轉(zhuǎn)速n(r166.783.39最高效率~(%;92.493.410額定出力P(kW)5264526411最大引用流量Q(m/s)57.483.312吸出高度(m)-0.754.28由于HL310型水輪機(jī)方案多存在于高效率區(qū)域，所以其運(yùn)行效率高，相比較之下HL310的汽蝕系數(shù)小，對(duì)提高年發(fā)電量有益，因此初步選用HL310型。二、蝸殼的相關(guān)計(jì)算2.4.2蝸殼的型式及其主要參數(shù)的選擇蝸殼的型式蝸殼的型式主要有金屬型和混凝土型兩種，依據(jù)其制作材料劃分。在其水頭大于40m時(shí)一般采用金屬型蝸殼（也可采用混凝土設(shè)計(jì)殼，此時(shí)需在蝸殼內(nèi)壁加鋼板里襯用于防滲，H最高可達(dá)80m），在水頭小于40m時(shí)常采用混凝土型。該電站的設(shè)計(jì)水頭范圍為9.5m～12.9m，宜采用混凝土型蝸殼。蝸殼的斷面形狀混凝土蝸殼的形狀宜采用“T”形或“L”形，“T”形蝸殼又分為對(duì)稱式（m=n）、下伸式（m>n）、上伸式（m<n），“L”形蝸殼又稱平頂式蝸殼（n=0）,因此選用斷面形狀為平頂式。蝸殼包角的選擇混凝土蝸殼的包角一般為φ0=1352.4.3蝸殼的水力計(jì)算1、確定蝸殼進(jìn)口斷面的平均流速蝸殼進(jìn)口斷面的平均流速可根據(jù)水輪機(jī)的額定水頭在“混凝土蝸殼進(jìn)口斷面的平均流速曲線”中查找獲得。取Vc2、進(jìn)口斷面的計(jì)算在蝸殼采用平頂式（n=0）時(shí)，γ=10°~15°，取15°，δ=20°1、確定蝸殼進(jìn)口斷面面積FF2、確定蝸殼進(jìn)口斷面尺寸由bb=b0F聯(lián)立上式可得m=2.73ma=2.64mb=4.22m斷面半徑：R0由《水電站》的表3-9可查的HL310型水輪機(jī)線管參數(shù)，其導(dǎo)葉相對(duì)高度是0.391，則可計(jì)算導(dǎo)葉高度b0此時(shí)已知轉(zhuǎn)輪直徑是3.8m，由下表可查Db=5m，Da=5.75m，表2-4設(shè)計(jì)規(guī)范表轉(zhuǎn)輪直徑D座環(huán)內(nèi)徑D座環(huán)外徑DH=170m以下H=170m以上H=70m以下H=75～115mH=11～170mH=17～230m1800200022502500275003000330038004100450050005500600065007000750080002600285032503400365040004400500054506000660073008000855092501000026002850325034503700405044505050550061506850755082008900310034003850405044504700515058006300710077508550935010000108001170031003400390041004550475052005850635071507800860094501010010900110303150345039504200465048005300600064507200785087009550102003200350040004350475049005400610066007450820090509850107003、中間斷面劃分并計(jì)算R5.525.325.024.724.424.123.823.52a2.642.522.221.921.621.321.020.72m2.732.5322.0521.5721.0920.6120.132-0.348b4.224.0323.5523.0722.5922.1121.6321.152F10.159.307.255.334.152.741.660.82φ1801651299574492915所以蝸殼的進(jìn)口寬度可計(jì)算得B=2.5尾水管設(shè)計(jì)2.5.1尾水管的作用和形式在反擊式水輪機(jī)中，尾水管的采用決定著水輪機(jī)的效率和穩(wěn)定性，其性能的優(yōu)劣性及其重要。尾水管安裝在水電站的下部，其型式及尺寸對(duì)水電站的投資有著很大的影響。常用的尾水管有直錐形、彎錐形和彎肘型三種，在本設(shè)計(jì)中為了減少開挖量，降低高程，采用彎肘型尾水管。它由直錐段、中間肘管段和出口擴(kuò)散段組成。2.5.2彎肘形尾水管主要尺寸的確定（1）尾水管高度水輪機(jī)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)底環(huán)平面與尾水管地板平面被稱為尾水管高度，增大直錐段長(zhǎng)度可降低肘管段進(jìn)口流速，減少水利損失，改善尾水管偏心渦的振動(dòng)。為確保運(yùn)行安全，在采用小于正常推薦范圍的數(shù)值時(shí)需進(jìn)行充分的論證或?qū)嶒?yàn)研究。（2）肘管型式由于肘管影響著整個(gè)尾水管的性能，因此選用性能良好的肘管時(shí)需要經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，為了實(shí)際工程設(shè)計(jì)應(yīng)用的方便，常采用標(biāo)準(zhǔn)混凝土管肘。（3）水平長(zhǎng)度機(jī)組中心到尾水管出口的距離為水平長(zhǎng)度，增大水平長(zhǎng)度，可增加出口面積，降低出口動(dòng)能，提高水輪機(jī)效率。但是水平長(zhǎng)度過于太長(zhǎng)，將增加沿程水力損失和部分廠房水下?lián)p失的尺寸。2.5.3彎肘形尾水管的部分尺寸的計(jì)算根據(jù)所推薦的尾水管尺寸表計(jì)算尾水管的各個(gè)實(shí)際尺寸：?LBD??L?比例201.351.350.6751.821.22實(shí)際尺寸9.8817.110.33656.9164.636由D3=1.06×D1h而h1依照規(guī)范h1應(yīng)取400mm,即hh有以上可得數(shù)據(jù)繪制尾水管圖如下：2.6水輪機(jī)的空蝕及防治措施水輪機(jī)的空蝕從其發(fā)生位置一般可分為翼型空蝕、空腔空蝕和間隙空蝕三種?？瘴g破壞在任何液體的一定動(dòng)力條件下能對(duì)任何固體材料產(chǎn)生破壞。當(dāng)水輪機(jī)的空蝕發(fā)展達(dá)到一定程度時(shí)，葉片繞流就會(huì)變壞，進(jìn)而縮短水力距，使功率下降，效率降低。當(dāng)空化和空蝕共同作用時(shí)會(huì)出現(xiàn)噪聲和壓力脈動(dòng)，特別是尾水管的脈渦帶，在其頻率與相關(guān)部件的自振頻率吻合時(shí)，必引起共振，造成機(jī)組的振動(dòng)、出力的擺動(dòng)等，對(duì)機(jī)組的安全運(yùn)行有著巨大威脅。防治措施：改善其水力設(shè)計(jì)和運(yùn)行條件，提高工藝水平并采用抗蝕材料和適當(dāng)?shù)倪\(yùn)行方法2.7發(fā)電機(jī)的選擇2.7.1發(fā)電機(jī)型式的選擇基于水輪發(fā)電機(jī)的型式和轉(zhuǎn)速可確定水輪發(fā)電機(jī)的型式為立式布置的SFD5-22/745型發(fā)電機(jī)。立式水輪發(fā)電機(jī)有傘式和懸式兩種，在轉(zhuǎn)速小于150r/min時(shí)，選用傘式?；緟?shù)為額定轉(zhuǎn)速n=83.3r/min，對(duì)應(yīng)的磁極對(duì)數(shù)為P=362.7.2水輪發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)尺寸主要尺寸估算1）確定極距ττ=Kf式中已知Sf=Kf為系數(shù)，取值范圍為8到10，這里取得：τ=102）確定定子鐵芯內(nèi)徑DD3）定子鐵芯長(zhǎng)度LL已知式中ne為C為系數(shù)，由空冷方式在下表中查取表2-7系數(shù)C冷卻方式空冷水冷額定容量10000以下10000—100000110000—35000085000—350000C0.000002~0.0000040.000004~0.00000650.000006~0.0000080.00001~0.000013可得L定子鐵芯外徑Da依據(jù)《水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊(cè)》知，可用ne<166.7rpm，ne>166.7rpm，式中：ne=83.3rpm，則D外形尺寸估算定子機(jī)座外徑Dne<136.4rpm，136.4≤ne<214rpm，214≤ne<300rpm，代入數(shù)據(jù)得：D1=1.14確定風(fēng)罩內(nèi)徑DSf≤20000kVA，D由以上數(shù)據(jù)得：D2確定轉(zhuǎn)子外徑DD已知：§表示單邊空氣間隙，可忽略不計(jì)。由此可得：D確定下機(jī)架最大跨度D10000kVA≤Sf<100000kVAS式中：D5表示水輪機(jī)機(jī)坑直徑，查閱資料可知在水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪直徑為D1=3.8m=3800mm由數(shù)據(jù)得：D確定推力軸承裝置外徑D6和勵(lì)磁機(jī)外徑在下表2-8中可查得。表2-8推力軸承裝置外徑和勵(lì)磁機(jī)外徑單位：mm發(fā)電機(jī)容量（kVA）10000-2000020000-6000060000-100000100000-300000推力軸承裝置外徑2000-26002600-36003600-42004200-5000勵(lì)磁機(jī)外徑1400-16001600-26002600-36003600-4800D軸向尺寸可估算得：確定定子機(jī)座高度hn214>n125>nn本設(shè)計(jì)中，neh選擇水輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)形式：D所以采用全傘式結(jié)構(gòu)上機(jī)架高度h懸式承載機(jī)架：h傘式非承載機(jī)架：h此處選用傘式非承載機(jī)架，由以上數(shù)據(jù)求得：h2=0.10確定推力軸承高度h3、勵(lì)磁機(jī)高度h4、副勵(lì)磁機(jī)高度h5和永磁機(jī)高度h6時(shí)?？杀?-9推力軸承、勵(lì)磁機(jī)和永磁機(jī)的高度單位：mm發(fā)電機(jī)容量（kVA）<20000≥20000h10001500—2000h1500—18002000—2400h600800—1200h500600—900由設(shè)計(jì)資料，得hh下機(jī)架高度h本設(shè)計(jì)中選用傘式承載機(jī)架：h7h7=0.20定子支座支承面至下機(jī)架支承面的距離h懸式非承載機(jī)架：h傘式承載機(jī)架：h無下機(jī)架：h本設(shè)計(jì)中選用傘式承載機(jī)架，代入數(shù)據(jù)得：h8=0.15確定下機(jī)架支承面至主軸法蘭底面距離h9按統(tǒng)計(jì)的發(fā)電機(jī)生產(chǎn)資料，選取700至1500mm，優(yōu)選確定轉(zhuǎn)子磁軛軸向高度h本設(shè)計(jì)中選用有風(fēng)扇時(shí)h10=h確定發(fā)電機(jī)總高度HH==207.73+70.67+100+180+60+50+141.33+176.66+150+166027=1302.66cm發(fā)電機(jī)主軸高度hh代入數(shù)據(jù)得：h11定子水平中心線至法蘭底面距離hh代入數(shù)據(jù)得：h12=0.46由以上計(jì)算數(shù)據(jù)，匯總?cè)缦卤恚罕?-10水輪發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)尺寸單位：cm項(xiàng)目符號(hào)估算結(jié)果（cm）定子外徑D745定子內(nèi)徑D710定子長(zhǎng)度L90極距τ31定子機(jī)座高度h208上機(jī)架高度h72定子支撐面至下機(jī)架支撐面距離h177下機(jī)架支承面至主軸法蘭底面距離h150轉(zhuǎn)子磁軛軸向高度h167發(fā)電機(jī)主軸高度h1045定子水平中心線至法蘭底面距離h262法蘭盤地面至發(fā)電機(jī)層地板高度H1305機(jī)座外徑D848風(fēng)罩內(nèi)經(jīng)D1048轉(zhuǎn)子外徑D707下機(jī)架最大跨度D580水輪機(jī)機(jī)坑直徑D520推力軸承裝置外徑D260勵(lì)磁機(jī)外徑D160布置特點(diǎn)說明：上機(jī)架埋入地板內(nèi)、勵(lì)磁機(jī)及其機(jī)架在其上露出地面，推力軸承在下機(jī)架之上。2.7.3調(diào)速設(shè)備的選擇水輪機(jī)調(diào)節(jié)是指依據(jù)外界負(fù)荷的變動(dòng)來調(diào)節(jié)機(jī)組出力，使其與外界負(fù)荷相適應(yīng)并保證機(jī)組的轉(zhuǎn)速在一定的范圍內(nèi)變化。水輪機(jī)的過流量通過機(jī)組轉(zhuǎn)速的反復(fù)改變來實(shí)現(xiàn)調(diào)速趨于穩(wěn)定于新的工況，從而滿足發(fā)電機(jī)用電設(shè)備的要求。單調(diào)節(jié)調(diào)速器只需調(diào)節(jié)導(dǎo)葉開度，常用于混流式、軸流定漿式等水輪機(jī)。在擁有導(dǎo)葉和轉(zhuǎn)輪葉片軸流轉(zhuǎn)漿式、有噴嘴和折流板的水斗式、帶有減壓閥的混流式等水輪機(jī)都需要同時(shí)協(xié)調(diào)調(diào)節(jié)兩個(gè)對(duì)象，此時(shí)采用雙調(diào)節(jié)。本設(shè)計(jì)為混流式選取單調(diào)節(jié)調(diào)速器。由資料根據(jù)下面經(jīng)驗(yàn)公式估算反擊式水輪機(jī)調(diào)節(jié)：=130.93kgm已知上式：H為水輪機(jī)的最大水頭12.9mQ為額定出力時(shí)最大水頭下的流量D1為轉(zhuǎn)輪直徑3.8所以可得：額定出力時(shí)最大水頭下的流量為0.85m3由以上數(shù)據(jù)可選擇SBT—125機(jī)械液壓式調(diào)速設(shè)備5水電站主廠房設(shè)計(jì)5.1廠區(qū)樞紐平面布置5.1.1廠區(qū)布置原則1）滿足廠房各部位結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和穩(wěn)定性的要求2）盡量減少對(duì)農(nóng)田、天然植被的占用，保護(hù)生態(tài)及文物3）廠區(qū)各部分建筑合理布置、相互協(xié)調(diào)、避免互相干擾，方便運(yùn)行、管理和維護(hù)4）考慮廠區(qū)的消防、排水及機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行檢修5）主要建筑物藝術(shù)處理，起到美化環(huán)境的作用5.1.2廠區(qū)平面布置廠區(qū)平面布置的主要任務(wù)是水輪機(jī)組、調(diào)速器、油壓裝置等機(jī)電設(shè)備各個(gè)建筑物合理安排、相互協(xié)調(diào)，使之水流順暢，發(fā)揮良好。依據(jù)地形地質(zhì)環(huán)境條件，使之運(yùn)行安全可靠，施工交通方便，投資少。具體分析，擬定合理方案。5.2主廠房平面設(shè)計(jì)5.2.1主廠房長(zhǎng)度L的確定(1)機(jī)組段長(zhǎng)度的確定:機(jī)組段長(zhǎng)度L主要由蝸殼、尾水管、發(fā)電機(jī)風(fēng)罩在X軸方向的尺寸來確定,并考慮機(jī)組附屬設(shè)備及主要交通道、吊車運(yùn)輸、閥門布置等所需的尺寸。L按下式計(jì)算：L式中:L+x——機(jī)組段在+x方向的最大長(zhǎng)度L?x——機(jī)組段在-x方向的最大長(zhǎng)度.蝸殼層LL式中：δ1——蝸殼外部混凝土厚度,初設(shè)時(shí)取1.2～1.5m，本設(shè)計(jì)中取為1.5mR1——蝸殼在+x方向最大平面尺寸:2.5mR2——蝸殼在-x方向最大平面尺寸:10.15m代入數(shù)據(jù)計(jì)算得：L+xL②.尾水管層LL式中：B——尾水管寬度,取為13.95m；δ2——尾水管邊墩混凝土厚度,由水工結(jié)構(gòu)確定,初設(shè)時(shí)可取1.2～1.5m，對(duì)大型機(jī)組取2m，本設(shè)計(jì)中取為2m代入數(shù)據(jù)計(jì)算得：L③.發(fā)電機(jī)層L+xL式中:Φ3——發(fā)電機(jī)風(fēng)罩內(nèi)徑,Φ3b——兩臺(tái)機(jī)組間風(fēng)罩外壁的凈距，一般可取1.5～2.0m，若在兩臺(tái)機(jī)組間設(shè)樓梯，一般取2～3m，現(xiàn)取2m；δ3——發(fā)電機(jī)風(fēng)罩壁厚，一般取0.3～0.4m，現(xiàn)取0.4m代入數(shù)據(jù)計(jì)算得：L在蝸殼層、尾水管層和發(fā)電機(jī)層的計(jì)算中,L+x、LL考慮到設(shè)備布置、交通、樓梯、分縫等問題取L+x=4m：L?x=L(2)邊機(jī)組段長(zhǎng)度的確定邊機(jī)組段是指位于安裝間另一端的機(jī)組段，初步設(shè)計(jì)時(shí)邊機(jī)組段加長(zhǎng)段可取ΔL=0.1～1本設(shè)計(jì)中安裝間在廠房左側(cè)，D1=3.8m，所以ΔL=0.1～1D1(3)安裝間長(zhǎng)度的確定安裝間又稱裝配場(chǎng)，它是組裝、檢修設(shè)備的場(chǎng)所，其位置設(shè)在廠房左側(cè)，與進(jìn)場(chǎng)公路連接。安裝間的寬度與主機(jī)室的寬度相等，以便使用起重機(jī)。確定安裝間的尺寸主要在于確定其長(zhǎng)度，一般均為機(jī)組段長(zhǎng)度的1.0～1.5倍，即L安=1.0～1.5(4)主廠房長(zhǎng)度主廠房長(zhǎng)度按式計(jì)算：L=n?1式中：L1——機(jī)組段長(zhǎng)度n——機(jī)組臺(tái)數(shù)（m）；L2——邊機(jī)組段長(zhǎng)度（m）L安——安裝間長(zhǎng)度（m）則L=5.2.2主廠房寬度B的確定以機(jī)組段中心線為界，廠房寬度可分為上游側(cè)寬度Bs和下游側(cè)寬度BB=B（1）水上部分寬度的確定①.上游側(cè)寬度：B式中：A——風(fēng)罩外壁至上游墻內(nèi)側(cè)的凈距，取為5m；δ3——發(fā)電機(jī)風(fēng)罩壁厚，取0.4mΦ3——發(fā)電機(jī)風(fēng)罩內(nèi)徑，Φ3=代入數(shù)據(jù)計(jì)算得：B②.下游側(cè)寬度：B式中：C——下游走道寬度，取為3m。代入數(shù)據(jù)計(jì)算得：B則主廠房寬度為B1（2）水下部分寬度的確定①.上游側(cè)寬度：B式中：R1——蝸殼上游側(cè)斷面外半徑，取4.6mδ——混凝土保護(hù)層厚度，取為1.0m；α——蝶閥坑寬度，取為4.0m。代入數(shù)據(jù)計(jì)算得：B②.下游側(cè)寬度：B式中：L——尾水管長(zhǎng)度，取17.1m。代入數(shù)據(jù)計(jì)算得：B則主廠房寬度為B2綜上估算，在B1和B2兩者間取較大值為B=26.7m，考慮到施工的方便以及廠房墻體的厚度，最終取廠房的寬度為27m，其中5.3主廠房各層高程的確定5.3.1水輪機(jī)安裝高程?安對(duì)于立軸混流式水輪機(jī)：?安式中：?下min——下游最低尾水位，取為179.12mb0——導(dǎo)葉高度，bHs——水輪機(jī)的吸出高度，H將以上數(shù)據(jù)代入式得?安考慮到在實(shí)際運(yùn)行中為防止水輪機(jī)氣蝕，決定降低安裝高程，取為183m。5.3.2尾水管底板高程?1?1=式中：h——尾水管高度，為9.88m；將以上數(shù)據(jù)代入上式計(jì)算得：?15.3.3基礎(chǔ)開挖高程?2?式中：S——尾水管底板厚度，巖基：S=1.2～2.0m；土中：S=3～4m，本設(shè)計(jì)中取為1.5m。將以上數(shù)據(jù)代入上式計(jì)算得：?25.3.4水輪機(jī)地面高程?3?式中：ρ——蝸殼從安裝高程向上的最大尺寸，即混凝土蝸殼進(jìn)口斷面半徑，為6.975m；δ——蝸殼頂部混凝土厚度，初設(shè)時(shí)可取為0.8～1.0m左右，大型機(jī)組可達(dá)2～3m,本設(shè)計(jì)取為3m。將以上數(shù)據(jù)代入上式計(jì)算得：?35.3.5發(fā)電機(jī)裝置高程?4?4式中：h1——進(jìn)人高度1.8～2.0m,本設(shè)計(jì)取2.0mh2——進(jìn)人頂部厚度1～3m，本設(shè)計(jì)取3.0m將以上數(shù)據(jù)代入上式計(jì)算得：?45.3.6發(fā)電機(jī)層樓板高程?5考慮如下因素，取滿足以下要求的最大值。1.保證水輪發(fā)電機(jī)出線和油、氣、水管道的布置要求：?式中：h3——發(fā)電機(jī)凈層高，一般不小于3.5～4.0m，本設(shè)計(jì)中取4m2.考慮發(fā)電及布置方式和選定機(jī)組發(fā)電機(jī)主軸長(zhǎng)度的影響：?式中：h4——定子機(jī)座高和上機(jī)架高的一般為2.69m將以上數(shù)據(jù)代入上式計(jì)算得：?5.3.7吊車的軌頂高程起重機(jī)裝置高程?6根據(jù)《水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊(cè)》，當(dāng)機(jī)組臺(tái)數(shù)小于4臺(tái)時(shí)，起重設(shè)備選用一臺(tái)2x100/20t雙小車橋式起重機(jī)，雙吊鉤，起重機(jī)裝置高程?6式中：h5——調(diào)運(yùn)設(shè)備時(shí)需跨越的固定設(shè)備或建筑物的高度范圍為0.6～1m，取為1.0mh6——吊運(yùn)部件與固定物間的安全垂直距離，不應(yīng)小于0.3m，初設(shè)取為0.5mh7——最大吊運(yùn)部件高度為8.0mh8——吊具高度為2.0mh9——吊車主鉤至軌頂?shù)淖钚【嚯x為0.7將以上數(shù)據(jù)代入上式計(jì)算得：?65.3.8天花板高程?7天花板高程?7可由下式估算：?式中：h'——軌頂?shù)降踯囆≤図敳烤嚯x,由機(jī)電手冊(cè)取為4.5mh''——吊車檢修預(yù)留空間，其值不小于0.3m，取為0.5m將以上數(shù)據(jù)代入上式計(jì)算得：?75.3.9屋頂高程?8屋頂高程?8?式中：h10——屋頂結(jié)構(gòu)厚度,取為1.0將以上數(shù)據(jù)代入上式計(jì)算得：?86水電站副廠房設(shè)計(jì)6.1副廠房的組成副廠房的規(guī)模根據(jù)水電站裝機(jī)容量、機(jī)組臺(tái)數(shù)、電站在電力系統(tǒng)中的作用、自動(dòng)化程度和遙控的應(yīng)用而有所變化。6.2副廠房的平面布置（1）中央控制室中控室是整個(gè)水電站運(yùn)行愛護(hù)，調(diào)度，控制和監(jiān)控的神經(jīng)中樞。它毗鄰主廠房，能在一定程度上縮短控制電線的長(zhǎng)度，加強(qiáng)主機(jī)房與中控室的連接。房間要求通風(fēng)良好，光線均勻柔和，避免陽光直射到儀表板上，并設(shè)有隔熱和遮陽措施，預(yù)防西曬，無噪音干擾，室內(nèi)濕度適宜，保證儀表的靈敏度和準(zhǔn)性。室內(nèi)凈高4米，長(zhǎng)10米，寬6米，面積60平方米。（2）集纜室布置在中控室和繼電保護(hù)屏室的下層。面積略小于中控室。長(zhǎng)9米，寬6米，面積54平方米。室內(nèi)布置簡(jiǎn)單，凈高2．5米，方便工作人員站立和上班。室內(nèi)只裝電線和電線吊架，設(shè)置兩個(gè)安全出口，做好防潮設(shè)計(jì)。（3）繼電保護(hù)盤室布置在中控室附近，長(zhǎng)8米，寬6米，面積為48平方米。（4）通訊室及遠(yuǎn)動(dòng)裝置室當(dāng)輸電電壓在110KV以上時(shí)，系統(tǒng)調(diào)度中心為電站和系統(tǒng)指揮電站的運(yùn)行。專門設(shè)置載波電話通訊室，自動(dòng)電話交換機(jī)室，微波或其他無線電通訊室，遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備室。這些房間與中央控制室相鄰，在同一標(biāo)高。房間的最小高度為3．5米。要求防塵，防震，防止聲音過大。不得靠近蓄電瓶室或強(qiáng)電設(shè)備。對(duì)于微波或其他無線電通訊室，應(yīng)在屋頂或屋頂附近設(shè)置天線或微波發(fā)射塔，長(zhǎng)7米，寬6米，面積42平方米。（5）開關(guān)室為了使發(fā)電機(jī)引出線較短，減少電能損耗，常將開關(guān)室布置在靠近機(jī)組的副廠房?jī)?nèi)，通向防爆間隔的通道凈寬為2米，高為3米，通道上不能夠有裸露的電氣設(shè)備、導(dǎo)體和電纜封端，采用成套配電裝置，最小凈距尺寸按規(guī)范規(guī)定。開關(guān)室長(zhǎng)度為25米，設(shè)兩個(gè)出口，門向外開，兩個(gè)出口相距為5米，采用自然通風(fēng)。（6）直流系統(tǒng)用房一般包括蓄電瓶室，儲(chǔ)酸室，套房（前室），鼓風(fēng)機(jī)房和充電器室。這些房間在一樓與地面同高相鄰布置。為防止酸殘液滲入下面的房間，直流系統(tǒng)室一般不布置在中控室，配電裝置室（配電室），通訊室的上方。蓄電瓶室應(yīng)預(yù)防酸性氣體外溢，避免硫酸氣體產(chǎn)生的氫氣在陽光直射下引起爆炸。除了用人工照明，還應(yīng)增加防爆措施。房間里沒有窗戶，或者窗戶被漆成了遮陽的。門，窗，墻，天花板，電池架，混合池等均應(yīng)鋪設(shè)耐酸材料。地面和墻裙應(yīng)使用白色瓷磚（接縫處應(yīng)使用真正的耐酸砂漿）或耐酸瀝青地板，并具有適當(dāng)?shù)呐潘露龋员阌谂潘?。同時(shí)設(shè)置單獨(dú)的出入口和單獨(dú)的排氣系統(tǒng)。風(fēng)機(jī)房與蓄電池室相鄰，通風(fēng)電機(jī)為全封閉或防爆。上述房間的門應(yīng)向外打開，以確保安全。（7）廠用電設(shè)備房間廠用變壓器位于電廠外主變壓器旁。每臺(tái)機(jī)組布置在單獨(dú)的防火防爆室內(nèi)，與汽機(jī)層同層，設(shè)有專用走廊。發(fā)電廠變壓器一般在現(xiàn)場(chǎng)檢修，門朝外，地面坡度2％向油底殼傾斜。成套開關(guān)柜的輔助高壓發(fā)電機(jī)通常位于汽輪機(jī)層的母線室周邊，但不在發(fā)電機(jī)層或離中央控制室太近。根據(jù)要運(yùn)輸?shù)淖畲笤O(shè)備的外形尺寸加上0．4m，確定門的寬度和高度。400V低壓配電裝置即配電盤應(yīng)集中布置在單獨(dú)的房間內(nèi)。400V主面板不應(yīng)靠墻布置。主面板室不應(yīng)離中央控制室太遠(yuǎn)。分屏室可布置在裝配場(chǎng)，汽機(jī)層，水泵房，空壓機(jī)房，機(jī)修間，油處理間等負(fù)荷點(diǎn)附近。6.3廠房的通風(fēng)、空氣調(diào)節(jié)、取暖、防潮與采光在水電站廠房的發(fā)電機(jī)層夏季穩(wěn)定常常會(huì)很高，造成運(yùn)行人員身體的不適、工作環(huán)境惡劣。也由于該層房間的高程低于水面，潮濕現(xiàn)象嚴(yán)重，使得很多工作人員患了職業(yè)病。在中央控制室、載波和微機(jī)室這類電氣設(shè)備較集中的地方，高溫導(dǎo)致各類電氣設(shè)備安全隱患大，增大了設(shè)備的故障率。電缺陷設(shè)備在低溫條件下絕緣層易催化斷裂，使使用期減短。在濕度相對(duì)過高時(shí)，元件發(fā)霉，絕緣能力降低，過低時(shí)常發(fā)生無動(dòng)作。所以，廠內(nèi)空氣的溫度、相對(duì)濕度和清潔度成為了工作人員十分重視的事件之一，提供良好的采光、新鮮空氣和電氣設(shè)備及元件的安全與使用壽命是建設(shè)中不可或缺的工作。解決“四度”問題最常用的方法是通風(fēng)、空調(diào)、采暖。6.3.1通風(fēng)水電站廠房的熱量來源主要有內(nèi)部發(fā)電機(jī)散熱和外部光照傳入熱量?jī)蓚€(gè)方面，在炎熱的夏季會(huì)由于廠房?jī)?nèi)外溫差和太陽輻射導(dǎo)入大量的熱，再加上廠內(nèi)機(jī)電設(shè)備，照明燈具和人體的散熱，會(huì)使廠內(nèi)的溫度急劇升高，這謝熱量主要來源于機(jī)組運(yùn)行時(shí)散發(fā)所以，地面廠房盡可能采用自然通風(fēng)，當(dāng)其達(dá)不到散熱要求時(shí)，還需采用人工通風(fēng)散熱。（1）水輪發(fā)電機(jī)的通風(fēng)冷卻水輪發(fā)電機(jī)在運(yùn)行時(shí)內(nèi)部產(chǎn)生大量熱，會(huì)造成轉(zhuǎn)子、定子線圈的溫度升高，進(jìn)而導(dǎo)致導(dǎo)線外部絕緣層老化的加快，若不及時(shí)散發(fā)內(nèi)部熱量，嚴(yán)重時(shí)會(huì)燒壞發(fā)電機(jī)。此時(shí)水輪發(fā)電機(jī)需冷卻解決。（2）主副廠房的通風(fēng)在副廠房的通風(fēng)中設(shè)計(jì)中不同功用的房間應(yīng)采用不同的設(shè)計(jì)方法，在機(jī)密儀器較集中的房間應(yīng)采用自然通