【正文】 南昌工程學院論文設計水輪發(fā)電機組系統(tǒng)設計目 錄 3第一節(jié) 水輪機機組臺數(shù)及型號選擇 3 原始資料 3 機組臺數(shù)的選擇 3 機組型號的選擇 3第二節(jié) 水輪機基本參數(shù)的計算 4 方案一 4 方案二 9 方案三 13 方案四 17 方案五 21 方案六 25第三節(jié) 最優(yōu)方案的選擇與比較 29 六種方案比較表 29 水力機械部分 31 水輪發(fā)電機比較 32 方案經(jīng)濟比較 34 最優(yōu)方案的選擇 35第四節(jié) 配套發(fā)電機的選擇 37 水輪發(fā)電機尺寸參數(shù)的計算 37 水輪發(fā)電機外形尺寸計算 38 水輪發(fā)電機軸向尺寸計算 39 水輪發(fā)電機重量計算 40第五節(jié) 尾水管的選擇與計算 42 蝸殼 42 尾水管選擇計算 44第二章 調(diào)速設備的選擇 46第一節(jié) 調(diào)速器的選擇原則 46第二節(jié) 調(diào)速器工作容量的選擇計算 46第三節(jié) 調(diào)速器選擇 47第四節(jié) 油壓裝置選擇計算 48第三章 輔助設備設計 49第一節(jié) 主閥的選擇 49 進水閥形式的選擇 49第二節(jié) 油系統(tǒng)設計 51 供油對象及其油量計算 51第三節(jié) 壓縮氣系統(tǒng)設計 55 供氣對象 55 供氣方式 55 高壓氣系統(tǒng)的設備選擇 56 低壓氣系統(tǒng)設備選擇 56第四節(jié) 供排水系統(tǒng)設計 60 技術供水系統(tǒng) 60 排水系統(tǒng)設計 62第四章 水電廠房的布置設計 66第一節(jié) 廠房長度的計算 66第二節(jié) 廠房寬度的計算 67第三節(jié) 廠房各高程的計算 68第五章 結語 70參考資料及文獻 71第一節(jié)：水輪機機組臺數(shù)及型號的選擇 原始資料 最大水頭=58m，平均水頭=55m，設計水頭=54m，最小水頭=52m,電站總裝機容量22萬kW，年利用小時數(shù)4500h。電站建成后將承擔峰荷部分基荷，本電站有調(diào)相任務。 機組臺數(shù)的選擇我國的建成的中型水電站一般采用46臺機，為保證運行的可靠性和靈活性，保障電站的經(jīng)濟運行及考慮機組臺數(shù)對電站各方面的影響，暫選機組臺數(shù)為四臺和五臺。電站總裝機容量22萬kW，裝機臺數(shù)若為四臺，裝機臺數(shù)若為五臺。 機組型號的選擇 已知水電站的運行水頭為52m~58m，故可選的機型主要為混流式和軸流式，考慮到經(jīng)濟指標和動能指標，混流式優(yōu)先考慮，根據(jù)水頭可供選擇的型號有：HL260/A244，HL260/D74。單機容量水輪機型號HL260/A244HL260/D744臺/方案一方案二方案三5臺/方案四方案五方案六75第二節(jié)：水輪機基本參數(shù)的計算 方案一機組臺數(shù)為四臺，水輪機的型號HL260/A244。（1）計算轉輪直徑D1。水輪機的額定出力為 （11）式中：——發(fā)電機額定功率，； ——發(fā)電機效率。 取最優(yōu)單位轉速與出力限制線的交點的單位流量作為設計工況單位流量，則，對應的模型效率，暫取效率修正值，則設計工況原型水輪機效率，.故水輪機的直徑為 （12） 按我國規(guī)定的轉輪直徑系類值，計算值處于之間，考慮經(jīng)濟效益，故取非標準值。（2）效率的計算： （13）效率修正值限制工況原型水輪機的效率為（3） 的校核計算：用對原先計算的進行校核 (m)滿足要求。（4）轉速n的計算。由模型綜合特性曲線上查得轉速計算值介于同步轉速之間，故取水輪機轉速n為。（5）水輪機設計流量的計算設計工況點的單位流量為（6）水輪機出力校核：校核值大于水輪機額定出力，滿足要求。（7）幾何吸出高度的計算 為使水輪機盡可能不發(fā)生空化，取三個水頭分別計算水輪機的允許吸出高度，以其中最小值作為最大允許吸出高度。① 計算所對應的單位轉速② 確定各水頭所對應的出力限制工況點的單位流量:取與出力限制線交點處單位流量，③ 用①、② 中計算的對應工況點從模型綜合特性曲線上分別查出所對應的模型空化系數(shù)，、。 分別用查到的空化系數(shù)計算對應的吸出高度計算式：式中：——水輪機安裝位置的海拔高程，取下游平均水位的海拔高程，； ——模型空化系數(shù)； ——空化系數(shù)的修正值。查空化系數(shù)修正值曲線當水輪機水頭為54m時，查電站下游水位曲線可得下游平均水位海拔高程為。 ，再留一定余量，取最大允許吸出高度=0。（8）平均效率的計算取各個水頭對應的單位轉速，以發(fā)電機出力為限制，采用逼近法找到單位流量和相應的效率。，計算見下表。水頭(m)流量模型效率（%）真機效率（%)出力（kW）588658585254676525290，則平均效率為（9）安裝高程的計算水輪機的布置設計為立軸式，故其安裝高程公式為式中：——下游尾水位，； ——導葉高度，,。即（10）飛逸轉速的計算 由HL260/A244的模型飛逸特性曲線上查的在最大導葉開度下單位飛逸轉速，故水輪機的飛逸轉速為 （11）轉輪軸向水推力的計算 由HL260/A244參數(shù)表可知其轉輪軸向水推力系數(shù),轉輪直徑較小時止漏環(huán)相對間隙較大時取大值，故取,水輪機轉輪的軸向水推力為 （12）水輪機轉輪重量計算機組臺數(shù)為四臺，水輪機的型號HL260/D74。（1）計算轉輪直徑D1。水輪機的額定出力為式中：——發(fā)電機額定功率，； ——發(fā)電機效率。 取最優(yōu)單位轉速與出力限制線的交點的單位流量作為設計工況單位流量，則，對應的模型效率，暫取效率修正值，則設計工況原型水輪機效率，故水輪機的直徑為 按我國規(guī)定的轉輪直徑系類值，計算值處于之間，考慮經(jīng)濟效益，故取非標準值。 效率的計算：效率修正值 限制工況原型水輪機的效率為的校核計算：用對原先計算的進行校核(m)滿足要求。 轉速n的計算。由模型綜合特性曲線上查得轉速計算值介于同步轉速之間，故取水輪機轉速n為。 水輪機設計流量的計算設計工況點的單位流量為水輪機出力校核：校核值大于水輪機額定出力，滿足要求。幾何吸出高度的計算 為使水輪機盡可能不發(fā)生空化，取三個水頭分別計算水輪機的允許吸出高度，以其中最小值作為最大允許吸出高度。① 計算所對應的單位轉速② 確定各水頭所對應的出力限制工況點的單位流量:取與出力限制線交點處單位流量，③ 用①、② 中計算的對應工況點從模型綜合特性曲線上分別查出所對應的模型空化系數(shù)，、。分別用查到的空化系數(shù)計算對應的吸出高度計算式：式中：——水輪機安裝位置的海拔高程，取下游平均水位的海拔高程； ——模型空化系數(shù)； ——空化系數(shù)的修正值。 查空化系數(shù)修正值曲線當水輪機水頭為54m時， 查電站下游水位曲線可得下游平均水位海拔高程為 ，再留一定余量，取最大允許吸出高度=。 平均效率的計算 取各個水頭對應的單位轉速，以發(fā)電機出力為限制，采用逼近法找到單位流量和相應的效率。，計算見下表。水頭(m)流量模型效率（%）真機效率（%)出力（kW）58589558955252，則平均效率為 安裝高程的計算水輪機的布置設計為立軸式，故其安裝高程公式為式中：——下游尾水位，； ——導葉高度，,。即 飛逸轉速的計算由HL260/A244的模型飛逸特性曲線上查的在最大導葉開度下單位飛逸轉速，故水輪機的飛逸轉速為 轉輪軸向水推力的計算 由HL260/A244參數(shù)表可知其轉輪軸向水推力系數(shù),轉輪直徑較小時止漏環(huán)相對間隙較大時取大值，故取,水輪機轉輪的軸向水推力為 水輪機轉輪重量計算機組臺數(shù)為四臺。 計算轉輪直徑D1。水輪機的額定出力為式中：——發(fā)電機額定功率，； ——發(fā)電機效率。 取最優(yōu)單位轉速與出力限制線的交點的單位流量作為設計工況單位流量，則，對應的模型效率，暫取效率修正值，則設計工況原型水輪機效率，故水輪機的直徑為 按我國規(guī)定的轉輪直徑系類值，計算值處于之間，考慮經(jīng)濟效益，故取非標準值。 效率的計算：效率修正值 限制工況原型水輪機的效率為的校核計算：用對原先計算的進行校核(m)滿足要求。 轉速n的計算。由模型綜合特性曲線上查得 轉速計算值介于同步轉速之間，考慮最優(yōu)效率區(qū)范圍故取水輪機轉速n為。 水輪機設計流量的計算設計工況點的單位流量為