【正文】 系。SolidWorks支持COM/OLE標(biāo)準(zhǔn)，具有良好的擴(kuò)展性，軟件開發(fā)人員可根據(jù)企業(yè)需求編制出相應(yīng)的應(yīng)用程序，這也正是本文選用SolidWorks作為開發(fā)平臺(tái)的一個(gè)重要原因。第二章 水輪機(jī)選型（1）、 電站地理位置：位于華北地區(qū)。電站所在地海拔高程約800 m 。（2）、 樞紐任務(wù)：發(fā)電為主。（3）、 總裝機(jī)容量：P總=2500MW 保證出力：500MW（4）、 水輪機(jī)工作水頭 最大水頭Hmax=100m 平均水頭Hav=90m 設(shè)計(jì)水頭Hr=94m 考慮到本電站的工作水頭Hmax=100,Hr=94,Hmin=80。查《水輪機(jī)》第157頁知：在此水頭范圍內(nèi)可以采用的水輪機(jī)類型有斜流式和混流式。經(jīng)斜流式水輪機(jī)和混流式水輪機(jī)的比較，查《水輪機(jī)》第313頁知：符合此水頭下的水輪機(jī)型號(hào)有:HL180/D06A水頭范圍110～150m、HL180/A194水頭范圍110～150m、HL240/D41水頭范圍70～105m、HL220/A153水頭范圍90～125四種。 把兩種型號(hào)的型譜參數(shù)代入比轉(zhuǎn)速公式（《水輪機(jī)》P162，6—6）式計(jì)算水輪機(jī)的比轉(zhuǎn)速：查《水輪機(jī)》P313附表1比較其比轉(zhuǎn)速基本符合HL180/D06A和HL180/A194兩個(gè)機(jī)型，故最終確定水輪機(jī)的型號(hào)為HL180/D06A和HL180/A194型。其基本參數(shù)如下表：表21 兩種型號(hào)水輪機(jī)的參數(shù) 參數(shù)型號(hào)導(dǎo)葉相對(duì)高度最優(yōu)單位轉(zhuǎn)速最優(yōu)單位流量模型空化系數(shù)HL180/D06A69690HL180/A19470650由于電站以發(fā)電為主平時(shí)電站主要擔(dān)任基荷，枯水期擔(dān)任峰荷或腰荷。系統(tǒng)里的單機(jī)容量不能超過系統(tǒng)總?cè)萘康?/3，且對(duì)可靠性要求較高?？紤]到機(jī)組臺(tái)數(shù)對(duì)工程建設(shè)費(fèi)用的影響、機(jī)組臺(tái)數(shù)對(duì)電廠運(yùn)行效率的影響、機(jī)組臺(tái)數(shù)對(duì)電廠運(yùn)行維護(hù)的影響、機(jī)組臺(tái)數(shù)對(duì)設(shè)備制造，運(yùn)輸及安裝的影響、機(jī)組臺(tái)數(shù)對(duì)對(duì)電力系統(tǒng)的影響和機(jī)組臺(tái)數(shù)對(duì)電廠主接線的影響綜合考慮并參照國(guó)內(nèi)相似水電站取機(jī)組臺(tái)數(shù)為5臺(tái)或4臺(tái)。由水輪機(jī)型號(hào)方案和水輪機(jī)裝機(jī)臺(tái)數(shù)方案形成2*2個(gè)初選方案。其基本參數(shù)見表22所示：表22 方案的確定以及基本參數(shù)初選方案（序號(hào)）水輪機(jī)型號(hào)裝機(jī)臺(tái)數(shù)單機(jī)容量（MW）一HL180/D06A5500二HL180/D06A4625三HL180/A1945500四HL180/A1944625 各初選方案原型水輪機(jī)參數(shù)的計(jì)算 方案一各技術(shù)參數(shù)的計(jì)算(1)轉(zhuǎn)輪直徑的計(jì)算水輪機(jī)額定出力：（kw）式中，式中，——為發(fā)電機(jī)的效率，～，～,因?yàn)楸倦娬締螜C(jī)容量比較大，取。查《水輪機(jī)》P324HL180/D06A模型轉(zhuǎn)輪綜合特性曲線取最優(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。查《水輪機(jī)》第105頁式（6—13）可得水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪直徑為：(2) 效率的計(jì)算（最大模型效率查《水輪機(jī)》第324頁附圖8。轉(zhuǎn)輪直徑查《水輪機(jī)》第313頁附表1）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)行校核按我國(guó)規(guī)定的準(zhǔn)輪直徑標(biāo)準(zhǔn)系列（《水輪機(jī)》P165）,～，考慮到， 。所以選擇水輪機(jī)直徑=。(3) 轉(zhuǎn)速的計(jì)算 由模型綜合特性曲線上查得查《水輪機(jī)》第166頁表6—6可知：轉(zhuǎn)速計(jì)算值介于75～79r/min間，故取水輪機(jī)的轉(zhuǎn)速為：取水輪機(jī)的轉(zhuǎn)速為：75，則磁極對(duì)數(shù)為：40。(4)水輪機(jī)設(shè)計(jì)流量Q的計(jì)算設(shè)計(jì)工況點(diǎn)的單位流量為：則(5)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，以其中的最小值作為最大允許吸出高度，為此進(jìn)行如下計(jì)算。①、計(jì)算、 所對(duì)應(yīng)的單位轉(zhuǎn)速：：：②、確定個(gè)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，查《水輪機(jī)》第324頁附圖8，=：=0、836：③、用①、②中計(jì)算的對(duì)應(yīng)的工況點(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)，、。④、分別用查到的空化系數(shù)計(jì)算、對(duì)應(yīng)的吸出高度。查《水輪機(jī)》知：查《水輪機(jī)》空化系數(shù)修正值曲線得水輪機(jī)水頭為80～100時(shí)，： ：：，再留一定的余量，取最大允許吸出高度。(6)飛逸轉(zhuǎn)速的計(jì)算查《水輪機(jī)》可知HL180/D06A的單位飛逸轉(zhuǎn)速為故水輪機(jī)的飛逸轉(zhuǎn)速為：(7)轉(zhuǎn)輪軸向水推力的計(jì)算～。本電站轉(zhuǎn)輪直徑較大。則水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪軸向水推力為：(8) 檢驗(yàn)水輪機(jī)的工作范圍，并繪制其工作范圍圖設(shè)計(jì)工況的單位流量=最大、最小及設(shè)計(jì)水頭所對(duì)應(yīng)的單位轉(zhuǎn)速：平均水頭下的單位轉(zhuǎn)速： 方案二各技術(shù)參數(shù)的計(jì)算(1)轉(zhuǎn)輪直徑的計(jì)算水輪機(jī)額定出力：式中，式中，——為發(fā)電機(jī)的效率，～，～,因?yàn)楸倦娬締螜C(jī)容量比較大，取。查《水輪機(jī)》P324HL180/D06A模型轉(zhuǎn)輪綜合特性曲線取最優(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。查《水輪機(jī)》第105頁式（6—13）可得水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪直徑為：(2) 效率的計(jì)算（最大模型效率查《水輪機(jī)》第324頁附圖8。轉(zhuǎn)輪直徑查《水輪機(jī)》第313頁附表1）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)行校核按我國(guó)規(guī)定的準(zhǔn)輪直徑標(biāo)準(zhǔn)系列（《水輪機(jī)》P165）,～10m之間，考慮到， 。所以選擇水輪機(jī)直徑=。(3) 轉(zhuǎn)速的計(jì)算由模型綜合特性曲線上查得查《水輪機(jī)》第166頁表6—6可知：～，故取水輪機(jī)的轉(zhuǎn)速為：，則磁極對(duì)數(shù)為：44。(4)水輪機(jī)設(shè)計(jì)流量Q的計(jì)算設(shè)計(jì)工況點(diǎn)的單位流量為：則(5)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，以其中的最小值作為最大允許吸出高度，為此進(jìn)行如下計(jì)算。①、計(jì)算、 所對(duì)應(yīng)的單位轉(zhuǎn)速：：：②、確定個(gè)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，查《水輪機(jī)》第324頁附圖8，=：=0、835：③、用①、②中計(jì)算的對(duì)應(yīng)的工況點(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)，、。④、分別用查到的空化系數(shù)計(jì)算、對(duì)應(yīng)的吸出高度。查《水輪機(jī)》知：查《水輪機(jī)》空化系數(shù)修正值曲線得水輪機(jī)水頭為80～100時(shí)，： ：：，再留一定的余量，取最大允許吸出高度。(6)飛逸轉(zhuǎn)速的計(jì)算查《水輪機(jī)》可知HL180/D06A的單位飛逸轉(zhuǎn)速為故水輪機(jī)的飛逸轉(zhuǎn)速為：(7)轉(zhuǎn)輪軸向水推力的計(jì)算～。本電站轉(zhuǎn)輪直徑較大。則水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪軸向水推力為：(8)檢驗(yàn)水輪機(jī)的工作范圍，并繪制其工作范圍圖設(shè)計(jì)工況的單位流量=最大、最小及設(shè)計(jì)水頭所對(duì)應(yīng)的單位轉(zhuǎn)速：平均水頭下的單位轉(zhuǎn)速： 方案三各技術(shù)參數(shù)的計(jì)算(1)轉(zhuǎn)輪直徑的計(jì)算水輪機(jī)額定出力：（kw）式中，式中，——為發(fā)電機(jī)的效率，～，～,因?yàn)楸倦娬締螜C(jī)容量比較大，取。查《水輪機(jī)》P323HL180/A194模型轉(zhuǎn)輪綜合特性曲線取最優(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。查《水輪機(jī)》第105頁式（6—13）可得水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪直徑為：(2)效率的計(jì)算（最大模型效率查《水輪機(jī)》第323頁附圖7。轉(zhuǎn)輪直徑查《水輪機(jī)》第313頁附表1）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)行校核按我國(guó)規(guī)定的準(zhǔn)輪直徑標(biāo)準(zhǔn)系列（《水輪機(jī)》P165）,計(jì)算值處于標(biāo)準(zhǔn)值9～，由于特別接近9m，故取=9m。(3)轉(zhuǎn)速的計(jì)算 由模型綜合特性曲線上查得查《水輪機(jī)》第166頁表6—6可知：～75r/min間，故取水輪機(jī)的轉(zhuǎn)速為：取水輪機(jī)的轉(zhuǎn)速為：75，則磁極對(duì)數(shù)為：40。(4)水輪機(jī)設(shè)計(jì)流量Q的計(jì)算設(shè)計(jì)工況點(diǎn)的單位流量為：則(5)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，以其中的最小值作為最大允許吸出高度，為此進(jìn)行如下計(jì)算。①、計(jì)算、 所對(duì)應(yīng)的單位轉(zhuǎn)速：：：②、確定個(gè)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，查《水輪機(jī)》第323頁附圖7，=：=0、743：③、用①、②中計(jì)算的對(duì)應(yīng)的工況點(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)，、。④、分別用查到的空化系數(shù)計(jì)算、對(duì)應(yīng)的吸出高度。查《水輪機(jī)》知：查《水輪機(jī)》空化系數(shù)修正值曲線得水輪機(jī)水頭為80～100時(shí)，： ：：，再留一定的余量，取最大允許吸出高度。(6)飛逸轉(zhuǎn)速的計(jì)算查《水輪機(jī)》可知HL180/A194的單位飛逸轉(zhuǎn)速為故水輪機(jī)的飛逸轉(zhuǎn)速為：(7)轉(zhuǎn)輪軸向水推力的計(jì)算～。本電站轉(zhuǎn)輪直徑較大。則水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪軸向水推力為：(8) 檢驗(yàn)水輪機(jī)的工作范圍，并繪制其工作范圍設(shè)計(jì)工況的單位流量=最大、最小及設(shè)計(jì)水頭所對(duì)應(yīng)的單位轉(zhuǎn)速：平均水頭下的單位轉(zhuǎn)速： 方案四各技術(shù)參數(shù)的計(jì)算(1)轉(zhuǎn)輪直徑的計(jì)算水輪機(jī)額定出力： 式中，式中，——為發(fā)電機(jī)的效率，～，～,因?yàn)楸倦娬締螜C(jī)容量比較大，取。查《水輪機(jī)》P323HL180/A194模型轉(zhuǎn)輪綜合特性曲線取最優(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。查《水輪機(jī)》第105頁式（6—13）可得水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪直徑為：(2)效率的計(jì)算（最大模型效率查《水輪機(jī)》第323頁附圖7。轉(zhuǎn)輪直徑查《水輪機(jī)》第313頁附表1）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)行校核計(jì)算值處于標(biāo)準(zhǔn)值10m～，轉(zhuǎn)輪直徑仍以為10,2為宜。(3) 轉(zhuǎn)速的計(jì)算由模型綜合特性曲線上查得查《水輪機(jī)》第166頁表6—6可知：～，故取水輪機(jī)的轉(zhuǎn)速為：取水輪機(jī)的轉(zhuǎn)速為：，則磁極對(duì)數(shù)為：46。(4)水輪機(jī)設(shè)計(jì)流量Q的計(jì)算設(shè)計(jì)工況點(diǎn)的單位流量為：則(5)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，以其中的最小值作為最大允許吸出高度，為此進(jìn)行如下計(jì)算。①、計(jì)算、 所對(duì)應(yīng)的單位轉(zhuǎn)速：：：②、確定個(gè)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，查《水輪機(jī)》第323頁附圖7，=：=0、743：③、用①、②中計(jì)算的對(duì)應(yīng)的工況點(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)，、。④分別用查到的空化系數(shù)計(jì)算、對(duì)應(yīng)的吸出高度。查《水輪機(jī)》知：查《水輪機(jī)》空化系數(shù)修正值曲線得水輪機(jī)水頭為80～100時(shí)，： ：：，再留一定的余量，取最大允許吸出高度。(6)飛逸轉(zhuǎn)速的計(jì)算查《水輪機(jī)》可知HL180/A194的單位飛逸轉(zhuǎn)速為故水輪機(jī)的飛逸轉(zhuǎn)速為：(7)轉(zhuǎn)輪軸向水推力的計(jì)算～。本電站轉(zhuǎn)輪直徑較大。則水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪軸向水推力為：(8)檢驗(yàn)水輪機(jī)的工作范圍，并繪制其工作范圍設(shè)計(jì)工況的單位流量=最大、最小及設(shè)計(jì)水頭所對(duì)應(yīng)的單位轉(zhuǎn)速：平均水頭下的單位轉(zhuǎn)速： 各方案技術(shù)參數(shù)列表 表23 各初選方案參數(shù)列表初選方案﹪方案一510204275方案二6377552方案三5102049142075方案四6377550 精選方案的確定：對(duì)以上四種初選方案的參數(shù)進(jìn)行比較：（1）在同樣出力條件下，方案一和方案二的水輪機(jī)軸向水推力較??；（2）經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)中，方案一和方案二的的幾何吸出高度在滿足空化指標(biāo)的前提下大于方案方案三和方