《水輪機(jī)選型》word版-文庫吧
2025-08-07 00:30 本頁面
【正文】 定確定了水輪機(jī)的型號(hào)后，再計(jì)算水輪機(jī)的主要參數(shù)：轉(zhuǎn)輪直徑D1，轉(zhuǎn)速n、吸出高Hs。Dn應(yīng)該滿足：在Hr下，發(fā)出Nr；在Hav時(shí)，η最高。吸出高Hs應(yīng)滿足：防止水輪機(jī)汽蝕，開挖深度合理。七、 按綜合特性曲線選擇水輪機(jī)D1的確定由于，所以：(1) Nr為水輪機(jī)額定出力，Nr= Nf /ηf，Nf為發(fā)電機(jī)功率。(2) 用H=Hr計(jì)算。(3) η為原型水輪機(jī)在限制工況下的效率，在D1未確定時(shí)，一般先取η=ηM+△η (△η=2~3%)，求得D1后再修正。(4) Q139。的取值。在N= Nr時(shí)，取限制工況下的Q139。，并查出限制工況的ηM。對(duì)混流水輪機(jī)而言，由綜合特性曲線上的5%出力限制線和n39。1得到，軸流式由汽蝕條件得到，或限制[HS]反推σz，以防止開挖過多。σz為水輪機(jī)裝置的汽蝕系數(shù)。η的修正計(jì)算查綜合特性曲線得出ηMmax，換算得出ηmax。△η=ηmaxηMmaxε1ε2ε1=1%~2%(表示工藝水平)，ε2=1%~3%(表示異形部件，即原型水輪機(jī)和模型水輪機(jī)的蝸殼和尾水管不一樣)η=ηM+△η如計(jì)算出的η與假定出入太大，應(yīng)重新計(jì)算。轉(zhuǎn)速的選擇按下式計(jì)算：n139。用最優(yōu)單位轉(zhuǎn)速n1039。，n1039。=n39。10M+Δn139。，水頭H采用Ha。轉(zhuǎn)速n隨工況而變，要選發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速相近而偏大的標(biāo)準(zhǔn)同步轉(zhuǎn)速。工作范圍的驗(yàn)算求出水輪機(jī)的參數(shù)Dn后，在模型綜合特性曲線上繪出水輪機(jī)的相似工作范圍，檢驗(yàn)是否包括了高效率區(qū)，以驗(yàn)證Dn的合理性。方法：根據(jù)Nr、DHr求出Q39。1max，由Hmax、Hmin、Dn求出：n39。1min和n39。1max，在綜合特性曲線上以Q39。1max、n39。1min和n39。1max作直線，此范圍即為水輪機(jī)的相似工作范圍。HS的計(jì)算計(jì)算公式：水輪機(jī)方案確定后，根據(jù)水輪機(jī)運(yùn)行條件、水電站的開挖情況等進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。 第三節(jié) 水輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)特性曲線的繪制研究目的：進(jìn)一步分析比較原型水輪機(jī)各方案之間的能量特性，指導(dǎo)水輪機(jī)的安全運(yùn)行。水輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)特性曲線可以綜合反映原型水輪機(jī)H、N、η、Hs等參數(shù)之間的關(guān)系。運(yùn)轉(zhuǎn)特性曲線的組成：N為橫座標(biāo)，H為縱座標(biāo)，繪有η=f(H,N)，Hs=f(H,N), 出力限制線?？梢苑从吵鏊啓C(jī)的能量特性、汽蝕特性、運(yùn)行限制范圍。繪制方法：根據(jù)模型綜合特性曲線，通過相似定律換算而來。水輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)特性曲線一、HL水輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)特性曲線等效率線η=f(H,N)的繪制步驟(1) 在Hmax, Hmin之間，取4~6個(gè)H，其中包括Hmax，Hmin，Hr，Ha，繪制每個(gè)水頭下的η=f(N)。(2) 進(jìn)行效率修正；(3) 進(jìn)行單位轉(zhuǎn)速和單位流量的修正；(4) 運(yùn)轉(zhuǎn)特性曲線的計(jì)算；等效率曲線計(jì)算表Hmax=H3/2=N=D12H3/2Q139。ηHr=H3/2=N=1073/2Q139。ηHmin=H3/2=N=1073/2Q139。ηηMQ139。ηNηMQ139。ηNηMQ139。ηN出力限制線a) 為了保證繪制運(yùn)轉(zhuǎn)綜合特性曲線的精確性，在H、N網(wǎng)格上至少繪出三個(gè)水頭，其中包括Hmax、Hmin和Hr(或Hav)。對(duì)每一個(gè)水頭，計(jì)算出對(duì)應(yīng)的n39。1。b) 在輪系綜合特性曲線上繪制n39。1的水平線，并查出其與等效率線交點(diǎn)的坐標(biāo)(ηM, Q39。1)；c) 計(jì)算出原型水輪機(jī)的效率；d) 按照公式N=39。1D12H3/2η計(jì)算水輪機(jī)的出力。(5) 輔助曲線的繪制：以效率η為縱坐標(biāo)，出力N為橫坐標(biāo)，用表中的數(shù)據(jù)，對(duì)每個(gè)水頭繪制一條工作特性曲線。見圖。(6) 運(yùn)轉(zhuǎn)綜合特性曲線的繪制a) 以水頭為縱坐標(biāo)，水頭為橫坐標(biāo)，繪出坐標(biāo)系。見圖。b) 在圖2上繪出三個(gè)水頭的水平線。c) 在圖1上選取幾個(gè)整數(shù)效率值，畫出水平線，與輔助曲線形成一些交點(diǎn)。d) 將上面結(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)繪在圖2上。e) 將相同效率數(shù)值的點(diǎn)用曲線相連。就繪成了水輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)綜合特性曲線的等效率曲線。出力限制線的繪制Hr是N=Nr時(shí)的最小水頭，當(dāng)H≥Hr時(shí)，水輪機(jī)限制在N= Nr內(nèi)；即圖中的A(Nr，Hr)點(diǎn)及其以上部分。當(dāng)HHr時(shí)，水輪機(jī)則受到5%出力限制線的限制，對(duì)限制線上各點(diǎn)分別計(jì)算，得出B(Hmin, Nmin)，連接A和B，即為HHr時(shí)的出力限制線。出力限制線的繪制方法：根據(jù)表中三個(gè)水頭下所得到的出力，可以在運(yùn)轉(zhuǎn)綜合特性曲線上繪出三個(gè)點(diǎn)。連接著三個(gè)點(diǎn)即可得到斜向陰影線。在高水頭下，水輪機(jī)的出力受發(fā)電機(jī)最大限制出力的限制，作豎向陰影線N=Nf。整個(gè)出力限制線由兩部分組成：N=Nf的豎直線段和三個(gè)水頭下的斜向陰影線。這兩條直線的交點(diǎn)即為機(jī)組的最終設(shè)計(jì)水頭Hr。3. 等吸出高度線的繪制(1) 針對(duì)每個(gè)水頭進(jìn)行列表計(jì)算。同樣取46個(gè)水頭進(jìn)行計(jì)算，其中要包括Hmax，Hmin，Hr，Ha。(2) 求出每個(gè)水頭相應(yīng)的n139。(3) 在模型綜合特性曲線圖上以n139。作水平線，與等空蝕系數(shù)線交于一些點(diǎn)，查出這些交點(diǎn)的σ和Q139。，列入計(jì)算表中。在表內(nèi)計(jì)算N、σ+Δσ、Hs等吸出高度線的繪制方法：(1) 作不同水頭下Q139。= f(N)的輔助曲線，見圖。(2) 在相應(yīng)的模型綜合特性曲線上，作各水頭下n139。的水平線，它與空蝕系數(shù)線相交于許多點(diǎn)，記下各點(diǎn)(σ，Q1)，列入表，由△σ～Hr曲線查得△σ。(3) 由Q1可在N=f(Q1)輔助曲線上查得相應(yīng)的N值，并記入表。(4) 由公式計(jì)算出不同σ時(shí)的Hs。(5) 在Hs=f(N)上，作Hs=常數(shù)線，交點(diǎn)(H, N)，在H～N內(nèi)繪出即可。HmaxHrHHminΔη=σQ39。1Nσ+Δσ(σ+Δσ)HHs
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