水輪機(jī)的選型設(shè)計(jì)-文庫(kù)吧
2025-06-15 05:38 本頁(yè)面
【正文】 能滿足設(shè)計(jì)電站的要求時(shí)，要通過(guò)認(rèn)真分析研究提出新的水輪機(jī)方案，與生產(chǎn)廠商協(xié)商設(shè)計(jì)、制造出符合要求的水輪機(jī)。同時(shí)，要不斷完善、更新水輪機(jī)型譜。3：要套用法選擇水輪機(jī)這種方法是直接套用與擬建電站的基本參數(shù)（水頭、容量）相近的已建水電站的水輪機(jī)型號(hào)與參數(shù)。這種方法多用于小型水電站的設(shè)計(jì)，它可以使設(shè)計(jì)工作大為簡(jiǎn)化。但要注意必須合理套用，要對(duì)擬建電站與已建電站的參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)的分析與比較，還要考慮不同年代水輪機(jī)的設(shè)計(jì)于制造水平的差異，90年代設(shè)計(jì)的電站若直接套用60年代電站的水輪機(jī)，往往會(huì)使水輪機(jī)的參數(shù)偏低。因此必要時(shí)對(duì)已建電站的水輪機(jī)參數(shù)作適當(dāng)修正后再套用。我國(guó)過(guò)去應(yīng)用較多的方法是按照水輪機(jī)型譜來(lái)選擇水輪機(jī)，但隨著水電開(kāi)發(fā)的進(jìn)展，舊的水輪機(jī)型譜已不能滿足目前水電站的設(shè)計(jì)的要求，設(shè)計(jì)者常采用不同的選型方法相互結(jié)合、相互驗(yàn)證，以保證水輪機(jī)選型的科學(xué)性與合理性。三：機(jī)組臺(tái)數(shù)選擇 對(duì)于一個(gè)確定了總裝機(jī)容量的水電站，機(jī)組臺(tái)數(shù)對(duì)的多少將直接影響到電廠的動(dòng)能經(jīng)濟(jì)指標(biāo)與運(yùn)行的靈活性，可靠性，還影響到電廠建設(shè)的投資等，因此確定 機(jī)組臺(tái)數(shù)時(shí)必須考慮以下有關(guān)因素，經(jīng)過(guò)充分的技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證。 1：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)式的多少直接影響單機(jī)容量的大小，單機(jī)容量不同時(shí)機(jī)組的單位千瓦造價(jià)不同，一般小機(jī)組的單位千瓦造價(jià)高于大機(jī)組，一方面，小機(jī)組的單位千瓦金屬消耗大于大機(jī)組，另外單位重量的加工費(fèi)也較大。除主要機(jī)電設(shè)備外機(jī)組臺(tái)數(shù)的增加，要求增加配套設(shè)備的臺(tái)數(shù)，主副廠的平面尺寸也需增加，因次在同樣的裝機(jī)容量條件下，水電站的土建工程及動(dòng)力廠房的成本也隨機(jī)組的增加而增加。2：機(jī)組臺(tái)數(shù)對(duì)電站運(yùn)行效率的影響 當(dāng)采用不同的機(jī)組臺(tái)數(shù)時(shí)，電站的平均效率是不同的。較大單機(jī)容量達(dá)的機(jī)組，其單機(jī)效率較高，這對(duì)于預(yù)計(jì)經(jīng)常滿負(fù)荷運(yùn)行的水電站獲得的效益較顯著。但是對(duì)于變動(dòng)負(fù)荷的水電站，若采用過(guò)少的機(jī)組臺(tái)數(shù)，雖單機(jī)效率高，但在部分負(fù)荷時(shí)由于負(fù)荷不便在機(jī)組之間調(diào)節(jié)，因而不能避開(kāi)低效率區(qū)，這會(huì)使電站的平均效率降低。電站的最佳裝機(jī)臺(tái)數(shù)要通過(guò)電廠的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行分析來(lái)決定。 此外，機(jī)組類型不同時(shí)，臺(tái)數(shù)對(duì)電站的運(yùn)行效率的影響不同。對(duì)于固定葉片式水輪機(jī)，尤其是軸流定槳式水輪機(jī)，其效率曲線比較陡峭，當(dāng)出力變化時(shí)，效率變化劇烈。若機(jī)組臺(tái)數(shù)多一些，則可通過(guò)調(diào)整開(kāi)機(jī)臺(tái)數(shù)，而避開(kāi)低負(fù)荷運(yùn)行，從而使電站的運(yùn)行效率明顯提高。但是對(duì)于轉(zhuǎn)槳式水輪機(jī)或多噴嘴的水斗式水輪機(jī)，由于可以通過(guò)改變?nèi)~片角度或增減使用噴嘴的數(shù)目而使水輪機(jī)保持高效率運(yùn)行，因此機(jī)組臺(tái)數(shù)對(duì)電站運(yùn)行效率的影響較小。3：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)較多時(shí)，其優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)行方式靈活,發(fā)生事故時(shí)對(duì)電站及所在系統(tǒng)的影響較小，檢修也容易安排。但臺(tái)數(shù)較多時(shí)運(yùn)行人員增加，運(yùn)行用的材料、消耗品增加，因而運(yùn)行費(fèi)用高。同時(shí)，較多的設(shè)備與較頻繁的開(kāi)停機(jī)會(huì)使整個(gè)電站的事故發(fā)生率上升。4：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)增加時(shí)，水輪機(jī)和發(fā)電機(jī)的單機(jī)容量減小，則機(jī)組的尺寸，制造、運(yùn)輸及現(xiàn)場(chǎng)安裝都較容易。反之，臺(tái)數(shù)減少則機(jī)組尺寸增大，機(jī)組的制造、運(yùn)輸及安裝的難度也相應(yīng)增大。因此最大單機(jī)容量的選擇要考慮制造廠家的加工水平，及設(shè)備的運(yùn)輸，安裝條件。此外從發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的機(jī)械強(qiáng)度方面考慮，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的直徑必須限制在轉(zhuǎn)子最大線速度的允許值之內(nèi)，機(jī)組的最大容量有時(shí)也會(huì)因此受到限制。5：機(jī)組臺(tái)數(shù)對(duì)電力系統(tǒng)的影響 對(duì)于占電力系統(tǒng)容量比重大的水電廠及大型機(jī)組,發(fā)生事故時(shí)對(duì)電力系統(tǒng)的影響較大，考慮到電力系統(tǒng)中備用容量的設(shè)置及電力系統(tǒng)的安全性，在確定臺(tái)數(shù)時(shí),單機(jī)容量不應(yīng)大于系統(tǒng)的備用容量，即使在容量較小的電網(wǎng)中,單機(jī)容量也不宜超過(guò)系統(tǒng)容量的1/3。6：記住臺(tái)數(shù)對(duì)電廠主接線的影響 由于水電廠水輪發(fā)電機(jī)組常采用擴(kuò)大單元主接線方式，超大型機(jī)組除外，故機(jī)組臺(tái)數(shù)多采用偶數(shù)。同時(shí)為了運(yùn)行方式的機(jī)動(dòng)靈活及保證機(jī)組檢修時(shí)的廠用電可靠，除了特殊情況和農(nóng)村小電站外，一般都裝兩臺(tái)以上機(jī)組。 對(duì)于裝置大型機(jī)組的水電廠，由于主變壓器的最大容量受到限制，常采用單元接線方式，因此機(jī)組臺(tái)數(shù)的選擇不必受偶數(shù)的限制。 以上與機(jī)組臺(tái)數(shù)有關(guān)的諸因素，許多是既相互聯(lián)系又相互矛盾的，在選擇時(shí)應(yīng)針對(duì)主要因素，進(jìn)行綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，選擇出合理地機(jī)組臺(tái)數(shù)。 水輪機(jī)型式的選擇 根據(jù)水電站的實(shí)際情況正確地選擇水輪機(jī)型式是水輪機(jī)選型設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。雖然各類水輪機(jī)有明確的適用水頭范圍，但由于他們的適用范圍存在著交叉水頭段，因此，必須根據(jù)水電站的具體條件對(duì)可供選擇的水輪機(jī)進(jìn)行分析比較，才能選擇出最合適的機(jī)型。（1） 各類水輪機(jī)的適用范圍 大中型水輪機(jī)的類型及其適用的水頭范圍如圖所示 各類水輪機(jī)的適用范圍除了與使用水頭有關(guān)外，還與水輪機(jī)的容量有關(guān)，同一類型同一比轉(zhuǎn)速的水輪
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