水輪機的選型設(shè)計(已修改)
2025-07-12 05:38 本頁面
【正文】 水輪機的選型設(shè)計水輪機選型時水電站設(shè)計的一項重要任務(wù)。水輪機的型式與參數(shù)的選擇是否合理，對于水電站的功能經(jīng)濟指標及運行穩(wěn)定性，可靠性都有重要影響。 水輪機選型過程中，一般是根據(jù)水電站的開發(fā)方式，功能參數(shù)，水工建筑物的布置等，并考慮國內(nèi)外已生產(chǎn)的水輪機的參數(shù)及制造廠的生產(chǎn)水平，擬選若干個方案進行技術(shù)經(jīng)濟的綜合比較，最終確定水輪機的最佳型式與參數(shù)。一：水輪機選型的內(nèi)容，要求和所需資料1：水輪機選擇的內(nèi)容（1） 確定單機容量及機組臺數(shù)。（2） 確定機型和裝置型式。（3） 確定水輪機的功率，轉(zhuǎn)輪直徑，同步轉(zhuǎn)速，吸出高度及安裝高程，軸向水推力，飛逸轉(zhuǎn)速等參數(shù)。對于沖擊式水輪機，還包括確定射流直徑與噴嘴數(shù)等。（4） 繪制水輪機的運轉(zhuǎn)綜合特性曲線。（5） 估算水輪機的外形尺寸，重量及價格。 wertyp9ed\結(jié)合水輪機在結(jié)構(gòu)、材質(zhì)、運行 等方面的要求，向制造廠提出制造任務(wù)書。2. 水輪機選擇的基本要求 水輪機選擇必須要考慮水電站的特點，包括水能、水文地質(zhì)、工程地質(zhì)以及電力系統(tǒng)構(gòu)成、樞紐布置等方面對水輪機的要求。在幾個可能的方案中詳細地進行以下幾方面比較，從中選擇出技術(shù)經(jīng)濟綜合指標最優(yōu)的方案。（1） 保證在設(shè)計水頭下水輪機能發(fā)生額定出力，在低于設(shè)計水頭時機組的受阻容量盡可能小。（2） 根據(jù)水電站水頭的變化，及電站的運行方式，選擇適合的水輪機型式及參數(shù)，使電站運行中平均效率盡可能高。（3） 水輪機性能及結(jié)構(gòu)要能夠適應電站水質(zhì)的要求，運行穩(wěn)定、靈活、可靠，有良好的抗空化性能。在多泥沙河流上的電站，水輪機的參數(shù)及過流部件的材質(zhì)要保證水輪機具有良好的抗磨損，抗空蝕性能。（4） 機組的結(jié)構(gòu)先進、合理，易損部件應能互換并易于更換，便于操作及安裝維護。（5） 機組制造供貨應落實，提出的技術(shù)要求要符合制造廠的設(shè)計、試驗與制造水平。（6） 機組的最大部件及最重要部件要考慮運輸方式及運輸可行性。3. 水輪機選型所需要的原始技術(shù)材料 水輪機的型式與參數(shù)的選擇是否合理、是否與水電站建成后的實際情況相吻合，在很大程度上取決于對原始資料的調(diào)查、匯集和校核。根據(jù)初步設(shè)計的深度和廣度的要求，通常應具備下述的基本技術(shù)資料：（1） 樞紐資料：包括河流的水能總體規(guī)劃，流域的水文地質(zhì)，水能開發(fā)方式，水庫的調(diào)節(jié)性能，水利樞紐布置，電站類型及廠房條件，上下游綜合利用的要求，工程的施工方式和規(guī)劃等情況。還應包括嚴格分析與核準的水能基本參數(shù)，諸如電站的最大水頭Hmax、最小水頭Hmin,加權(quán)平均水頭Ha，設(shè)計水頭Hr，各種特征流量Qmin、Qmax、Qa,典型年（設(shè)計水平年，豐水年，枯水年）的水頭、流量過程。此外還應有電站的總裝機容量，保證出力以及水電站下游水位流量關(guān)系曲線。（2） 電力系統(tǒng)資料：包括電力系統(tǒng)負荷組成，設(shè)計水平年負荷圖，典型日負荷圖，遠景負荷；設(shè)計電廠在系統(tǒng)中的作用與地位，例如調(diào)峰、基荷、調(diào)相、事故設(shè)備的要求以及與其他電站并列調(diào)配運行方式等。（3） 水輪機設(shè)備產(chǎn)品技術(shù)資料：包括國內(nèi)外水輪機型譜、產(chǎn)品規(guī)范及其特性；同類水電站的水輪參數(shù)與運行的經(jīng)驗，問題點等。（4） 運輸及安裝條件：應了解通向水電站的水陸交通情況，例如公路，水路，及港口的運載能力（噸位及尺寸）；設(shè)備現(xiàn)場裝配條件，大型專用加工設(shè)備在現(xiàn)場臨時建造的可能性及經(jīng)濟性；大型部件整件出廠與分塊運輸現(xiàn)場裝配的比價等。 除上述資料外，對于水電站的水質(zhì)應有詳細地資料，包括水質(zhì)的化學成分，含氣量，泥沙含量等。二：水輪機選型的基本方法目前世界上各國在設(shè)計水電站中選擇水輪機的方法不盡相同，其主要方法可以概括為以下幾種。1：應用統(tǒng)計資料選擇水輪機這種方法以已建水電站的統(tǒng)計資料為基礎(chǔ)，通過匯集、統(tǒng)計國內(nèi)外已建水電站的水輪機的基本參數(shù)，再把他們按水輪機型式，應用水頭，單機容量等參數(shù)進行分析歸類。在此基礎(chǔ)上，用數(shù)學統(tǒng)計法作出水輪機的比轉(zhuǎn)速、單位參數(shù)與應用水頭的關(guān)系曲線，ns=f(H)、n11=f(H)、Q11=f(H)以及電站空化系數(shù)與比轉(zhuǎn)速的關(guān)系曲線qf=f(ns)等，或者數(shù)值逼近法得出關(guān)于這些參數(shù)的經(jīng)驗公式。當確定了水電站的水頭與裝機容量等基本參數(shù)后，可根據(jù)統(tǒng)計曲線或經(jīng)驗公式確定水輪機的型式與基本參數(shù)。按照選定的水輪機參數(shù)向水輪機生產(chǎn)廠提出制造任務(wù)書，由制造廠生產(chǎn)出符合用戶要求的水輪機。這種方法在國外被廣泛采用。2：按水輪機系列型譜選擇水輪機在一些國家，對水輪機設(shè)備進行了系列化，通用化與標準化，制定了水輪機型譜，為每一水頭段配置了一種或兩種水輪機轉(zhuǎn)輪，并通過模擬實驗獲得了各型號水輪機的基本參數(shù)與模型綜合特性曲線。這樣設(shè)計者就可以根據(jù)水輪機型譜與模型綜合特性曲線選擇水輪機的型號與參數(shù)。我國與原蘇聯(lián)都曾頒布過水輪機型譜。水輪機型譜可為水輪機的選型設(shè)計提供了便利，可使選型工作簡化與標準化。但要注意不能局限于已制定的水輪機型譜，當型譜中的轉(zhuǎn)輪性能不
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