某水電站廠房計算書

第一節(jié)幾種水頭的計算1H=Z—Z全機(jī)滿出力時下游水位K為出力系數(shù)8.5上游水位為284m又因?yàn)?84—84—2.6=197.4解出Q=70.87m3/s上游水位為284m又因?yàn)?84—83—2.5=198.5K為出力系數(shù)8.5故解出Q=392.16m3/s上游水位為264m又因?yàn)?64—60—1.80=202.20<203.50解出Q=398.80m3/s上游水位為264m又因?yàn)?64—59—1.77=203.23=203.58由公式Nr=KQH公式中Nr為全機(jī)出力200000KWK為出力系數(shù)8.5Q為該出力下的流量。故解出Q=336.13m3/s查下游流量高程表得下游水位為203.40m上游水位為284m又因?yàn)?84—70—2.10=211.90>203.402重新假設(shè)Hr=78m由公式Nr=KQH查下游流量高程表得下游水位為203.33m上游水位為284m又因?yàn)?84—78—2.34=203.66=203.33第二節(jié)水輪機(jī)的選型7根據(jù)該電站的水頭范圍和該機(jī)組的出力范圍，在水輪機(jī)系列型譜表中查出該電站最好選擇HL220機(jī)型。一、水輪機(jī)的額定出力計算。Nr=Ngr/η公式中Ngr為水輪機(jī)額定出力。η為水輪機(jī)效率為90%。Nr為水輪機(jī)出力為55430KW。故Ngr為5.543萬KW二、水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪直徑的計算。又因?yàn)檗D(zhuǎn)輪直徑應(yīng)選符合轉(zhuǎn)輪直徑系列并比計算值稍大的值三、水輪機(jī)轉(zhuǎn)速n的計算。水電站)又因?yàn)樗啓C(jī)的轉(zhuǎn)速要采用發(fā)電機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速，為此要選取與上述公式得出的轉(zhuǎn)速相近的發(fā)電機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速。常選取稍大的標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速作為水輪機(jī)采用的轉(zhuǎn)速。故為又因?yàn)楫?dāng)n=250r/min時水輪機(jī)的效率比較低，故選取比標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速稍小的標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速。故選取n=214r/min。四、效率與單位參數(shù)修正。(當(dāng)水頭H〈150m時〉效率修正值：△η=96.3%-91%=5.3%考慮原型與模型水輪機(jī)在制造工藝、質(zhì)量上的差異，在已求得的△η值中減去一個修正值ε=1.0%則△η=4.3%由此原型水輪機(jī)在最優(yōu)工況下的效率為：7max=7Mmax+△η=91%+4.3%=95又因?yàn)檗D(zhuǎn)輪直徑應(yīng)選符合轉(zhuǎn)輪直徑系列并比計算值稍大的值故D?為2.75m。(當(dāng)水頭H(150m時)輪機(jī)在最優(yōu)工況下的效率為7max=7M+△n=89%+4.3%=93.3%與假定值相等。單位轉(zhuǎn)速修正值：按規(guī)定單位轉(zhuǎn)速可不加修正，同時單位流量Q也可不修正，由上214r/min是正確的。五、水輪機(jī)工作范圍的檢驗(yàn)。則水輪機(jī)最大引用流量：Qmx=QmaxD?√H,=1.08×2與特征水頭Hx,Hin,H相應(yīng)單位轉(zhuǎn)速為：六、水輪機(jī)吸出高度Hs的計算。公式中V為電站的海拔高程為203.79m。(由多年平均流量Q=100秒立方米)σ為水輪機(jī)的汽蝕系數(shù)為0.133?！鳓覟樗啓C(jī)的汽蝕系數(shù)修正值為0.02。第三節(jié)發(fā)電機(jī)的選型一、發(fā)電機(jī)的外型尺寸。n=214r/min>150r/min故采用懸式發(fā)電機(jī)。1主要尺寸估算(1).極距：(3),定子鐵芯長度：(4).定子鐵芯外徑：因n=214r/min>166.7r/min有Da=D,+1.2t=535.316+1.2×60.(1)定子機(jī)座外徑：因n=214r/min>166.7r/min,有D?=1.14Da=69238cmD?=D?+60=440cm(查表D?=3.8m)(5)推力軸承外徑和勵磁機(jī)外徑：根據(jù)發(fā)電機(jī)容量查表得：取D?=335cm,D?=235cm取3軸向尺寸的計算因n=214r/minh?=1,+2t=150.65+2×60.03=270.71cm(3)推力軸承高度、勵磁機(jī)高度和永磁機(jī)高度：查表得：h?=1500~2000nm,h?=2000~2400mm,h?=800~1200nm,h?=600～9(4)下機(jī)架高度：懸式非承載機(jī)架：h?=0.12D?=0.12×535.316=64.24cm(5)定子支座支承面至下機(jī)架支承面或下?lián)躏L(fēng)板之間的距離：懸式非承載機(jī)架：hg=0.15D,=0.15×535.316=8ho=l,+(500~600mm)=150.65+60=2H=h+h?+h?+h?+h?+h?+hg+h?=98484h?=(0.7～0.9)H=0.8×984.8二、輪機(jī)蝸殼外型尺寸的計算9蝸殼外緣至機(jī)組中心的距離R,=AD?0.4×2.75=1.1蝸殼橢圓斷面長半0.4×2.75=1.1蝸殼橢圓斷面短半一第四節(jié)調(diào)速系統(tǒng)1接力器直徑的計算采用標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)用兩個接力器操作選用額定油壓為4.OMpaλ=0.029～0.032取為0.03,2接力器的最大行程的計算在HL220模型綜合特性曲線上由設(shè)計工況點(diǎn)：n',=66.63r/minaomax=30又Dom=463接力器容積的計算兩個接力器總?cè)?主配壓閥直徑的選擇由公式：得取與之偏大的d=80mm即選用DT-80型電氣液壓式調(diào)速器。三、油壓裝置的選取油壓裝置不考慮空放閥和進(jìn)水閥的用油，則油壓裝置壓力油罐的容積按經(jīng)驗(yàn)公置。四、主變的選取采用擴(kuò)大單元接線，兩臺機(jī)組共用一臺主變，參考《水電站廠房設(shè)計》附錄1—五、起重設(shè)備參考《機(jī)電設(shè)計手冊》:發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子重量：182.85T乘以動力系數(shù)1.2:182.85×1.2=219.42T選用2×125雙小車橋式起重機(jī)。第五節(jié)尾水管的選型hLD?=D?+2tgβ*h?-2(h-h?-h?)tgβ=2.782m第六節(jié)廠房尺寸的確定(3一、機(jī)組段平面尺寸的確定。的確定。1主廠房長度的確定。(1)機(jī)組間距L?:由發(fā)電機(jī)風(fēng)罩確定的機(jī)組段長度L?:所以取L:為14.2米。(2)機(jī)組段長度L?:計算邊機(jī)組段長度的時候需要考慮設(shè)備的布置和吊運(yùn)的要求。由經(jīng)驗(yàn)L?=L?+△L=14.2+0.8×2.75=16.4(m)[式中△L=(0.2-1)D]](3)裝間長度L?:根據(jù)吊運(yùn)與機(jī)組檢修等的布置要求，由經(jīng)驗(yàn)公式得L?=(1-1.5)L所以取L?:為19米。所以廠房的總長為3Lj+L?+L?=3×14.2+16.4+19=78米。2主廠房寬度的確定。(1)廠房水下部分寬度的確定：①下游側(cè)寬度B?:B主要決定于下游尾水管的尺寸，故B?=4.5×D?=12.375m。取B:為②上游側(cè)寬度B?:B主要決定于蝸殼進(jìn)口的布置、主閥、機(jī)組及其他附屬設(shè)備的布置，為了方便取與廠房水上部分上游側(cè)的寬度相同為：8.3m。(2)廠房水上部分寬度的確定：B?主要決定于發(fā)電機(jī)層地面的設(shè)備的布置及交通要求。②上游側(cè)寬度B?:B?主要決定于發(fā)電機(jī)層地面的設(shè)備的布置及交通要求。二、尾水平臺及尾水閘室的布置。尾水管的出口分為兩個孔，每孔的尺寸為3.29m×3.34m,中間隔墩寬為0.9m。尾水閘門尺寸為3.49m×3.54m,每臺機(jī)組各設(shè)一套閘門，分別以四臺電動活動式尾水閘門起閉機(jī)操作。在每臺機(jī)組的尾水閘墩上分別設(shè)置兩個尾水閘室，分別放置尾水閘門。根據(jù)吊運(yùn)閘門和行人交通的需要，以及尾水管的長度，設(shè)置尾水平臺，高程與發(fā)電機(jī)層地面高程相同為：210.23m三、主廠房控制高程的確定。1水輪機(jī)的安裝高程：∵因?yàn)橐慌_機(jī)組滿發(fā)時引用最小流量為70.87m3/s,對應(yīng)的水位即為下游尾水2尾水管底板高程：3尾水管進(jìn)人孔地面高程：4水輪機(jī)層地面高程：5發(fā)電機(jī)定子安裝高程：6發(fā)電機(jī)層地面高程：7安裝間地面高程：根據(jù)下游洪水資料及廠房的施工等需要將安裝間高程相對發(fā)電機(jī)地面高程抬高△H為4.77。所以安裝間高程為▽?=▽;+△H=210.23+4.77=215(m)8吊車軌頂高程：所以取▽7為225.78米。9屋頂大梁底部高程：所以取▽?為229米。10廠房屋頂高程：以上高程都已經(jīng)確定所以廠房屋頂高程可取為230米。第七節(jié)廠房的整體穩(wěn)定分析2為了便于計算荷載，廠房的整體穩(wěn)定分析按一個機(jī)組段進(jìn)行計算，其計算方法與混凝土重力壩的穩(wěn)定分析相同。通過計算確定廠房整體的抗滑穩(wěn)定性和地基上的應(yīng)力是否超過允許值，而且一般不允許出現(xiàn)拉應(yīng)力。由于廠房的寬度較大，一般不需要進(jìn)行廠房傾倒穩(wěn)定性的校核。W?=[(12.375+8.2)×(3.712+3.387)×14.2—0.5×(3.355+1.857.48-1.85625×5.005×7.48-(W?=0.8×1.2×34×6×24=W??=[(12.4—7.2)×(205.9225-192.387)×14.2-1×4×7.蝸殼周圍混凝土自重：W=[13.0375×13.2105×14.2-3.14×(4.42÷4)×13.2105-W?=15.4×0.4×14.2×24×2=4A?=0.25×3.14×5×5×9.81×5×5=480As=0.5×10×23.45×23.45×14.2=39043A?=[(23.45+70.34)×3×0.5+956.76]×14.2=2407A?=(2.75×2.75÷4)×3.14×3.14×(5.72—2.75)×2×10=1P=K·K?·Wo=0.8×1.0×76.8A?=14.2×(229.975—218.45)×61.44=10054.96N=10.0A?o=K?·Cz·F·W=0.1×0.25×1.1×107533.806=2A=0.65Kn·C?·Yo·H2·L=0.65×0.1×0.25×10×23.452×14.2在計算設(shè)計中應(yīng)該對各種不同的工作情況，按照不同的荷載組合校核廠房的抗滑穩(wěn)1在水電站正常運(yùn)轉(zhuǎn)情況時的荷載組合為：2在水電站機(jī)組檢修的情況時的荷載組合為：3在大壩宣泄洪水時的非常情況時，泄洪時間較短，特殊風(fēng)荷載可以不考慮，其荷A?+A?+A?+A?+A?+A?+A?在上面可能發(fā)生的幾種荷載組合中，要要首先進(jìn)行分析和論證，找出主要控制情況進(jìn)行計算。該廠房是建在比較好的地基上的，地基的承載力較好，計算1種情況后發(fā)現(xiàn)所要求的地基應(yīng)力比地基承載力小得多時，亦可以不必對每一種情況都進(jìn)行計算。廠房抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)查資料如下：(一級建筑物等級)=473735+56219306+3941+11184=390430775+10.05496-4808175+所以滿足要求。八、廠房的抗滑穩(wěn)定驗(yàn)算：1正常運(yùn)轉(zhuǎn)工況下：=473735+56219306+39