【正文】 水動(dòng)畢業(yè)設(shè)計(jì) HTS水電站主輔機(jī)選型及調(diào)保計(jì)算畢業(yè)論文目錄摘要 IAbstract II目錄 III第一章 原始資料與設(shè)計(jì)任務(wù) 1(論文)使用的原始資料(數(shù)據(jù)) 1 1 電站基本參數(shù) 1第二章 水力發(fā)電機(jī)組的選型及相關(guān)設(shè)計(jì) 3 3 3 4 18 20 21 21 21 2尾水管、導(dǎo)水機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 26 26 28 29 30 31 發(fā)電機(jī)的參數(shù)計(jì)算 31 31 31 33 33 35 3作用及使用范圍 35 35第三章 調(diào)保計(jì)算及調(diào)速器與油壓裝置選擇 37 37 調(diào)節(jié)保證計(jì)算的目的、任務(wù)及標(biāo)準(zhǔn) 37 37 38 44 49 49 49 50 主配壓閥直徑 50 51第四章 輔助設(shè)備設(shè)計(jì)計(jì)算 52 52 52 55 57 57 57 57 57 58 60 60 60 63 65第五章 廠房設(shè)計(jì) 66 主廠房機(jī)組段長(zhǎng)度的確定 66 66（機(jī)組間距） 66 67 68 68 主廠房寬度的確定 68 68 69 70 70 主廠房各層高程的確定 70 71 71 71 71 72 72 72結(jié)語(yǔ) 73參考文獻(xiàn) 74致謝 75III第一章 原始資料與設(shè)計(jì)任務(wù)(論文)使用的原始資料(數(shù)據(jù))HTS電站位于云南德宏傣族景頗族自治州盈江縣境內(nèi)的大盈江干流下游河段。電站廠房距盈江縣城42km，距昆明786km。本電站為引水式電站。主體建筑物由首部樞紐、有壓引水隧洞、鋼管道和廠區(qū)樞紐組成。電站引水道系統(tǒng)布置在大盈江左岸，引水道總長(zhǎng)約280m，采用一管三機(jī)引水方式，由電站進(jìn)水口、壓力引水隧洞、洞內(nèi)壓力管道組成，為有壓引水系統(tǒng)。其中壓力引水隧洞長(zhǎng)202m，；壓力引水總鋼管長(zhǎng)42m，； 支管42米（至蝶閥止），直徑按進(jìn)水蝶閥直徑定。本電站裝機(jī)有如下方案： 電站基本參數(shù) 水位（1）上游水位,正常蓄水位 788m死水位 781m（2）廠房尾水位流量關(guān)系表11 廠房尾水位流量關(guān)系水位(m)739740．5741742流量(m3/s)0100175230330水位(m)743744流量(m3/s)400520600 流量電站多年平均流量 213 m3/s 水頭最大靜水頭 54m額定水頭 最小水頭 40m 泥沙 ／m3 氣象年平均氣溫 ℃最高溫度 ℃最低氣溫 －8℃年平均相對(duì)濕度 80％
電站特性裝機(jī)容量 333MW保證出力 多年平均發(fā)電量 年利用小時(shí)數(shù) 5374 h73第二章 水力發(fā)電機(jī)組的選型及相關(guān)設(shè)計(jì)表21 水輪機(jī)類(lèi)型及適用范圍 由任務(wù)書(shū)電站基本參數(shù)可知本電站的水頭范圍為40至54米，結(jié)合型譜表初步選用HLA55HLD7HLA384三種轉(zhuǎn)輪。采用三臺(tái)機(jī)方案。模型參數(shù)如表22:表22 模型參數(shù)HLA384HLD74HLA551模型轉(zhuǎn)輪直徑D1(cm)3035推薦最大使用水頭(m)1258060最優(yōu)單位轉(zhuǎn)速(r/min)79最優(yōu)單位流量(m3/s)最優(yōu)工況點(diǎn)效率%限制單位流量(m3/s)限制工況點(diǎn)效率%限制工況汽蝕系數(shù)續(xù)表22HLA384HLD74HLA551限制工況比轉(zhuǎn)速()233261單位飛逸轉(zhuǎn)速(r/min)137水輪機(jī)的額定出力 由于本機(jī)組屬于中型機(jī)組故發(fā)電機(jī)效率取97% 方案一、3HLA551（1）轉(zhuǎn)輪直徑取最優(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=,。+=取標(biāo)準(zhǔn)值3m（2）原型水輪機(jī)的效率故效率修正值為效率修正采用等效率修正法，統(tǒng)一修正+%（3）轉(zhuǎn)速n的計(jì)算與選擇以加權(quán)平均水頭作為標(biāo)準(zhǔn)水頭計(jì)算發(fā)電機(jī)同步轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速此值介于發(fā)電機(jī)同步轉(zhuǎn)速 ,其運(yùn)行區(qū)間比較如下 r/min時(shí)圖21 r/min模型運(yùn)行區(qū)間圖22 r/min模型運(yùn)行區(qū)間,不利于機(jī)組穩(wěn)定高效的運(yùn)行, r/min（4）流量的計(jì)算由 ， 兩公式通過(guò)試算可得對(duì)應(yīng)水頭下的單位流量和模型效率，從而推算出實(shí)際工況下的流量及效率。1）額定水頭：設(shè)計(jì)工況點(diǎn)的模型轉(zhuǎn)速 原型水輪機(jī)的單位流量2）最高水頭：模型轉(zhuǎn)速： 原型水輪機(jī)最低流量為（5）比轉(zhuǎn)速的計(jì)算(6)吸出高度的計(jì)算1）計(jì)算，所對(duì)應(yīng)得單位轉(zhuǎn)速2） 確定各水頭所對(duì)應(yīng)的單位流量 最小水頭取對(duì)應(yīng)單位轉(zhuǎn)速與5%出力限制線交點(diǎn)處流量為所取點(diǎn)單位流量，則最低水頭的單位流量為：3） 確定各點(diǎn)的空化系數(shù)由上述計(jì)算結(jié)果對(duì)應(yīng)模型綜合特性曲線找到相應(yīng)的工況點(diǎn)上分別查出、所對(duì)應(yīng)得模型空化系數(shù)，,。 4）水輪機(jī)安裝高程的確定,故設(shè)計(jì)尾水位的水輪機(jī)過(guò)流量按1臺(tái)機(jī)的額定流量,結(jié)合任務(wù)書(shū)中水位流量關(guān)系表由差值法得出尾水位高度是 E=m5） 吸出高度的計(jì)算（7）飛逸轉(zhuǎn)速的計(jì)算r/min（8）軸向水推力方案二、3HLD74（1）轉(zhuǎn)輪直徑取最優(yōu)單位轉(zhuǎn)速=79r/min。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=, ,。+=m計(jì)算值處于我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)輪直徑3~,因取3m時(shí)轉(zhuǎn)輪直徑較小無(wú)法保證設(shè)計(jì)水頭下發(fā)額定出力。,（2）原型水輪機(jī)的效率=效率修正采用等效率修正法，統(tǒng)一修正+%（3）轉(zhuǎn)速n的計(jì)算與選擇以加權(quán)平均水頭作為標(biāo)準(zhǔn)水頭計(jì)算發(fā)電機(jī)同步轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速r/min~,其運(yùn)行區(qū)間比較如下r/minr/min圖23 r/min模型運(yùn)行區(qū)間圖24 ,比較經(jīng)濟(jì),（4）流量的計(jì)算由 ， 兩公式通過(guò)試算可得對(duì)應(yīng)水頭下的單位流量和模型效率，從而推算出實(shí)際工況下的流量及效率。1）額定水頭：設(shè)計(jì)工況點(diǎn)的模型轉(zhuǎn)速r/min 原型水輪機(jī)的單位流量2）最高水頭：模型轉(zhuǎn)速： 原型水輪機(jī)最低流量為（5）比轉(zhuǎn)速的計(jì)算(6)吸出高度的計(jì)算1）計(jì)算，所對(duì)應(yīng)得單位轉(zhuǎn)速4） 確定各水頭所對(duì)應(yīng)的單位流量最小水頭取對(duì)應(yīng)單位轉(zhuǎn)速與5%出力限制線交點(diǎn)處流量為所取點(diǎn)單位流量，則最低水頭的單位流量為：5） 確定各點(diǎn)的空化系數(shù)由上述計(jì)算結(jié)果對(duì)應(yīng)模型綜合特性曲線找到相應(yīng)的工況點(diǎn)上分別查出、所對(duì)應(yīng)得模型空化系數(shù)，,。 4）水輪機(jī)安裝高程的確定,故設(shè)計(jì)尾水位的水輪機(jī)過(guò)流量按1臺(tái)機(jī)的額定流量,結(jié)合任務(wù)書(shū)中水位流量關(guān)系表由差值法得出尾水位高度是 E=m6） 吸出高度的計(jì)算（7）飛逸轉(zhuǎn)速的計(jì)算 r/min（8）軸向水推力方案三、3HLA384（1）轉(zhuǎn)輪直徑取最優(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=,。+=~,。,（2）原型水輪機(jī)的效率=效率修正采用等效率修正法，統(tǒng)一修正+%（3）轉(zhuǎn)速n的計(jì)算與選擇以加權(quán)平均水頭作為標(biāo)準(zhǔn)水頭計(jì)算發(fā)電機(jī)同步轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速 r/min此值介于發(fā)電機(jī)同步轉(zhuǎn)速150 ~ r/min之間,其運(yùn)行區(qū)間比較如下當(dāng)取150 r/min 時(shí)r/min r/min r/min 時(shí) r/min r/min圖25 HLA384發(fā)電機(jī)同步轉(zhuǎn)速取150r/min模型運(yùn)行區(qū)間圖26 r/min時(shí)運(yùn)行區(qū)間已偏離最優(yōu)效率區(qū),不利于機(jī)組穩(wěn)定高效的運(yùn)行,綜上所述發(fā)電機(jī)同步轉(zhuǎn)速取150 r/min（4）流量的計(jì)算由 ， 兩公式通過(guò)試算可得對(duì)應(yīng)水頭下的單位流量和模型效率，從而推算出實(shí)際工況下的流量及效率。1）額定水頭：設(shè)計(jì)工況點(diǎn)的模型轉(zhuǎn)速r/min 原型水輪機(jī)的單位流量2）最高水頭：模型轉(zhuǎn)速： 。原型水輪機(jī)最低流量為。（5）比轉(zhuǎn)速的計(jì)算(6)吸出高度的計(jì)算1）計(jì)算，所對(duì)應(yīng)得單位轉(zhuǎn)速2）確定各水頭所對(duì)應(yīng)的單位流量 最小水頭取對(duì)應(yīng)單位轉(zhuǎn)速與5%出力限制線交點(diǎn)處流量為所取點(diǎn)單位流量，則最低水頭的單位流量為： 3） 確定各點(diǎn)的空化系數(shù)由上述計(jì)算結(jié)果對(duì)應(yīng)模型綜合特性曲線找到相應(yīng)的工況點(diǎn)上分別查出、所對(duì)應(yīng)得模型空化系數(shù)，,。 4）水輪機(jī)安裝高程的確定,故設(shè)計(jì)尾水位的水輪機(jī)過(guò)流量按1臺(tái)機(jī)的額定流量,結(jié)合任務(wù)書(shū)中水位流量關(guān)系表由差值法得出尾水位高度是 E=m5）吸出高度的計(jì)算（7）飛逸轉(zhuǎn)速的計(jì)算 r/min（8）軸向水推力各方案基本參數(shù)列表:表23 各方案水輪機(jī)基本參數(shù)項(xiàng)目方案一方案二方案三水輪機(jī)型號(hào)HLA551HLD74HLA384水輪機(jī)額定出力（kw）340213402134021機(jī)組臺(tái)數(shù)333轉(zhuǎn)輪直徑（m）3同步轉(zhuǎn)速（r/min）150續(xù)表23項(xiàng)目方案一方案二方案三額定工況比轉(zhuǎn)速（mkW）額定流量（）額定工況點(diǎn)效率吸出高度（m）軸向水推力（N）各方案在模型圖上的運(yùn)行區(qū)域如圖27至29所示：圖27 HLA551運(yùn)行區(qū)域圖28 HLD74運(yùn)行區(qū)域圖29 HLA384運(yùn)行區(qū)域水輪機(jī)重量估算水輪機(jī)總重K、b為與水頭有關(guān)的系數(shù)。a為與轉(zhuǎn)輪直徑有關(guān)的系數(shù),由《畢業(yè)設(shè)計(jì)與課程設(shè)計(jì)指南》=,b=, （1）方案一：水輪機(jī)總重（2）方案二：水輪機(jī)總重（3）方案