水輪发电机组选型设计稿毕业设计稿.docVIP

第1章 水轮发电机组选型设计 1.1、机组台数及型号选择 1.1.1、水轮机型式的选择 已知参数 , , , 保证出力：，利用小时数： 取设计水头 按我国水轮机的型谱推荐的设计水头与比转速的关系， 混流式水轮机的比转速: 轴流式水轮机的比转速: 根据原始资料，适合此水头范围的水轮机类型有轴流式和混流式。 轴流式和混流式水轮机优点： （1）混流式结构紧凑，运行可靠，效率高，能适应很宽的水头范围，是目前应用最广泛的水轮机之一。 （2）轴流式水轮机较高，具有较大的过流能力，轴流转桨式水轮机可在协联方式下运行，在水头、负荷变化时可实现高效率运行 根据表本电站水头变化范围查《水电站机电设计手册—水力机械》 选择适合的水轮机有、和。三个水轮机参数如下： 转轮型号 推荐使用水头 模型转轮直径 最优工况 限制工况 r/min 模型试验水头 单位飞逸转速 r/min) 水推力系数K HL260/A244 35~60 35 80 1.08 91.7 1.275 86.5 0.15 3 158.7 0.34~0.41 JK503 26 35 135 903 90.8 1800 87 0.63 10 340 0.87 ZZ500 18~30 46 128 0.98 89.5 1.65 86.7 0.585 3 352 0.87 1.1.2、拟订机组台数并确定单机容量 因为设计电站是无调节电站，所以工作容量等于保证出力 选用混流式机组的单机容量不得超过 选用轴流式机组的单机容量不得超过 确定机组台数台和台 方案列表如下： 水轮机组选型及台数汇总表 台数 4 5 转轮型号1、计算转轮直径 水轮机的额定出力为： 取最优单位转速与出力限制线的交点的单位流量为设计工况点单位流量，则,对应的模型效率，暂取效率修正值，则设计工况原型水轮机效率。 故水轮机转轮直径为： 我国规定的转轮直径系列，计算值处于标准值 m之间，考虑到取偏小，难于保证设计水头下发生额定出力；若取又太大，不经济。本机组属于大型水轮机，故取非标准值。 2、转速n的计算 由转轮技术资料提供查得 转速计算值介于同步转速之间， 当取时，运行区域如下图： 当取时，运行区域如下图： 根据模型转轮综合特性曲线，取时水轮机的实际运行范围刚好，取时有些偏离高效率中心区域，故取水轮机的转速。 3、效率 的计算： 效率修正值： 4、平均效率(的计算 ：取下与出力限制线的交点的效率 真机的效率 、、是以发电机出力为限制，采用逼近法找到单位流量和相应的效率。逼近法见下表： 水头 流量 模型效率 真机效率 出力 水头 流量 模型效率 真机效率 出力 、： 则平均效率为： 5、转轮直径的校核 用对原先计算的进行校核 转轮直径仍合适。 6、水轮机设计流量的计算 设计工况点的单位流量为 7、几何吸出高度 的计算 为使水轮机尽可能不发生空化，取、、三个水头分别计算水轮机的允许吸出高度，以其中的最小值作为最大允许吸出高度。为此，进行如下计算。 （1）、计算、、所对应的单位转速 ： ： ： 、确定各水头所对应的出力限制工况点的单位流量 ：取与出力限制线交点处的单位流量 ：由逼近法表格知 ：由逼近法表格知 、用（1）、（2）中计算的对应工况点从模型综合特性曲线上分别查出、、所对应的模型空化系数，分别是0.15、0.139、0.11 根据水位—流量关系曲线 查教材推荐设计尾水位的水轮机过流量 电站装机 水轮机的过流量选用值 1台或2台 1台水轮机50%的额定流量 3台或4台 1台水轮机的额定流量 5台以上 1.5~2台水轮机额定流量 本方案装机4台，流量对应的水位E=263.5m。 分别用查到的空化系数计算、、对应的吸出高度 计算式： 查空化系数修正曲线 水轮机水头为23.3m时， ： ： ： 从三个吸出高度计算值中取最小值4.96m，再留一定的余量，取允许最大吸出高度。 8、水轮机安装高程 9、飞逸转速的计算 由HL260/A244模型水轮机飞逸特性曲线查得，在最大导叶开度下单位飞逸转速 故水轮机的飞逸转速为 10、计算轴向水推力 据HL260转轮技术资料提供的数据，转轮轴向水推力系数，转轮直径较小、止漏环间隙较大时取大值。本电站转轮直径较大，故取。 水轮机转轮轴向水推力为： 1.2.2、方案Ⅱ、 1、计算转轮直径 水轮机的额定出力为： 取最优单位转速,取限制工况的单位流量,对应的空化系数空化曲线作为限制，对应的模型效率，暂取效率修正值，则设计工况原型水轮机效率。 故水轮机转轮直径为： 我国规定的转轮直径系列，计算