【正文】 n11值，反算得設(shè)計(jì)水頭 HR，此值用來(lái)計(jì)算運(yùn)轉(zhuǎn)特性曲線的水輪機(jī)出力限制線。 計(jì)算的公式如下： r11 PQ ?? （ 110） 第一章 水輪機(jī)組選型設(shè)計(jì) 熱動(dòng) 2 班 張明月 0902020204 12 HnDn 111? （ 111） （二）在模型綜合特性曲線上比較方案的幾點(diǎn)說(shuō)明 1. 在最小水頭下，水輪機(jī)不能發(fā)出額定出力，此時(shí)水輪機(jī)受到出 力限制線的限制，所以不需要試算最小水頭下的 Q11； 2. 在最大水頭和設(shè)計(jì)水頭下的 Q11 值，是利用原型水輪機(jī)效率 ? 計(jì)算出來(lái)的 Q11，但是 Q11和此水頭對(duì)應(yīng)的 n11的交點(diǎn)的模型水輪機(jī)效率加上修正值并不一定等于 ? ，因此需要試算，求出較準(zhǔn)確的 Q11； ：首先假定一個(gè) T? ，計(jì)算出一個(gè) Q11，再由 Q11和對(duì)應(yīng)水頭的 n11在圖上找到一點(diǎn)，并查出此點(diǎn)的 M? ，將此 M? 轉(zhuǎn)換成原型效率 T? （按限制工況點(diǎn)效率誤差 ?? 計(jì)）。選擇三條直線包圍高效區(qū)最好，并且 n11A通過(guò)最高效率區(qū)的方案為較優(yōu)的方案。 HL220 轉(zhuǎn)輪的比轉(zhuǎn)速與本電站的計(jì)算比轉(zhuǎn)速最接近，空化系數(shù)較小，故決定選用 HL220/A153 轉(zhuǎn)輪。 本電站將在相距 80 公里處的巨市變電所接入系統(tǒng)（電力系統(tǒng)接線見(jiàn)附圖）。 廠址附近河段大致為東西走向，進(jìn)廠公路自上游沿右岸進(jìn)入廠房。 關(guān)鍵字： 水輪機(jī)主機(jī)選型；水電站機(jī)電設(shè)計(jì)；蝸殼；尾水管；廠房；水輪機(jī)調(diào)節(jié)保證計(jì)算；水電站輔助設(shè)備；油、水、氣系統(tǒng)；電氣一次。發(fā)電機(jī)電壓側(cè)選用單元接線，選取主變型號(hào)為 *0000/2 2024?SSP ，送電電壓側(cè)選用 橋型 ，近區(qū)負(fù)荷送電線路電壓等級(jí) 110kV，選用 2回線路，送電導(dǎo)線型號(hào) 59?LGJ 。計(jì)算最優(yōu)方 案進(jìn)出水流道的主要尺寸及廠房的主要尺寸，繪制廠房剖面圖。水頭 ~ 裝機(jī) 270MW 南鎮(zhèn)水電站 畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì)算書 熱動(dòng) 2 班 張明月 0902020204 1 摘要 本設(shè)計(jì)是根據(jù)提供的原始資料對(duì) 南鎮(zhèn) 水電站的機(jī)電初步設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)內(nèi)容共分為四章：水輪機(jī)主機(jī)選型，調(diào)節(jié)保證計(jì)算及調(diào)速設(shè)備選擇，輔助設(shè)備系統(tǒng)設(shè)計(jì)，電氣一次部分設(shè)計(jì)。 第二章調(diào)節(jié)保證計(jì)算及調(diào)速設(shè)備選擇中分別在設(shè)計(jì)水頭和最高水頭下選取導(dǎo)葉接力器直線關(guān)閉時(shí)間，計(jì)算相應(yīng)的ξ和β，使β 55%，并選取接力器、調(diào)速器和油壓裝置的尺寸和型號(hào)。采用發(fā)電機(jī)出線接線，通過(guò)近區(qū)變壓器升壓送電，近區(qū)變壓器型號(hào)為 110/00153F 1 ?LS 。摘要 熱動(dòng) 2 班 張明月 0902020204 2 abstract It is the mechanical and electrical initial design of Dongjiang hydroelectric power station, including: hydraulic turbine and power generator designed, governor and speed control equipment designed, auxiliary equipment designed and electrical part designed. In the chapter 1 of Hydraulic Turbine and Generator Designed, there is 1 kind of hydraulic turbine HL220 for selection, and there are 10 plans to be pared in this part. First, selecting better plans by paring power output line of generator and working territories of hydraulic turbine. Second, choosing the best one by assessing investment and average efficiency of every better plan. Finally, deciding to make the third plan as the best one. In the plan, I’ll use 3 units, the runner diameter is meter,and the speed of running is In the chapter 2 of Governor and Speed Control Equipment designed, the layout of the station is a required use with an invest penstock. Therefore, it needs to calculate for a unit when it rejects whole load. In this part, straight closing time of wicket get servomotor should be calculated in design head and maximum potential head. Then, calculateξandβ, β55%. Finally, choosing servomotor, governor and oilhandling facility. In the chapter 3 of Auxiliary Equipment, this part is designed for watering and drainage system, air supply system and turbine oil system designed. According to designing requirement, I’ll select the right kind of turbine oil tanks, water pumps, air receiver and pressor. In the chapter 4 of Electrical part, first of all, it should design intake system. The voltage step of transmitted wire is 220kV, 2 lines, and the wire is 300?LGJQ . Secondly, it should design main wire. Generator side and 110kV side , load nearby side and using for station side should be included. Generator side: unit wiring, the transformer is *0000/22024?SSP . load nearby side: transmit and transformer unit。地形圖見(jiàn)附圖 21。另向黃宗鎮(zhèn)供遇約 12 萬(wàn)千瓦。 第二節(jié) 水輪機(jī)主要參數(shù)的確定 一 、各方案 參數(shù)計(jì)算 按電站建成后，在電力系統(tǒng)的作用 和供電方式，電站裝機(jī)臺(tái)數(shù)分別按 2臺(tái)、3臺(tái)、 4 臺(tái)、 5 臺(tái)、 6臺(tái) 五 種方案進(jìn)行比較。當(dāng)在一張圖上有兩個(gè)或兩個(gè)以上的方案都能較好的包圍高效區(qū)時(shí)，則用迭代法計(jì)算水輪機(jī)的單位流量，包括設(shè)計(jì)水頭與最大水頭。再代入計(jì)算出 Q11，此時(shí)可比較兩次計(jì)算的 Q11是否相同。 二、進(jìn)行較優(yōu)方案的選擇 方案編號(hào) 11 都能較好地包圍最高效率區(qū)，對(duì)這幾個(gè)方案進(jìn)行迭代式算，進(jìn)一步確定較優(yōu)方案。然后對(duì)每個(gè)水頭值作等效率曲線。在 maxmin ~HH 之間，是一條 P=NG的直線 L1，在 Hmin～HR之間的出力限制線是 HR和 Hmin在額定出力時(shí)對(duì)應(yīng)的出力的連線 L2， L1和 L2的交點(diǎn)即為（ HR， Pr）。 三、 最優(yōu)方案主要參數(shù) 表 15： 最優(yōu)方案參數(shù)列表 轉(zhuǎn)輪型號(hào) HL220 最大水頭 Hmax m 最小水頭 Hmin m 平均水頭 HA m 100 單機(jī)容量 N kW 135000 水輪機(jī)額定出力 kW 機(jī)組臺(tái)數(shù) 2 轉(zhuǎn)輪直徑 D1 m 機(jī)組轉(zhuǎn)速 n r/min 飛逸轉(zhuǎn)速 n r/min 項(xiàng)目 方案 2 方案 6 方案 8 水輪機(jī)型號(hào) HL220 HL220 HL220 單機(jī)容量（ kW） 135000 67500 54000 機(jī)組臺(tái)數(shù) 2 4 5 轉(zhuǎn)輪直徑（ m） 機(jī)組轉(zhuǎn)速（ r/min） 250 300 水輪機(jī)平均效率（ %） 總投資 (萬(wàn)元 ) 單位千瓦投資 (萬(wàn)元 ) 總耗鋼量 (t) 單位千瓦耗鋼量 (t) 水頭 ~ 裝機(jī) 270MW 南鎮(zhèn)水電站 畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì)算書 熱動(dòng) 2 班 張明月 0902020204 17 水輪機(jī)平均效率 額定流量 Qr 水輪機(jī)吸出高度 Hs m 0 第六節(jié) 最優(yōu)方案的進(jìn)出流水道計(jì)算 一、轉(zhuǎn)輪的計(jì)算 圖 14 轉(zhuǎn)輪尺寸示意圖 表 16 轉(zhuǎn)輪參數(shù) 1D 2D 3D 4D 5D 1h 2h 3h 0b 1000 1160 860 532 44 233 459 225 3800 4408 3268 855 二、蝸殼計(jì)算 （一）蝸殼型式、斷面形狀和包角的確定 由于本站應(yīng)用水頭在 ～ ，水頭大于 40m，采用金屬蝸殼，蝸殼斷面為圓形，當(dāng)蝸殼尾部用圓斷面不能和座環(huán)蝶形邊相連接時(shí)，采用橢圓形斷面，蝸殼的包角為 345176。 第一章 水輪機(jī)組選型設(shè)計(jì) 熱動(dòng) 2 班 張明月 0902020204 20 三、尾水管計(jì)算 β 圖 15： 尾水管計(jì)算示意圖 如圖所示，水輪機(jī)流道尺寸按推薦的尾水管各部尺寸 確定，如下表： 表 18： 尾水管尺寸 單位 mm 尾水管支墩： b=~=1242mm R=3~6b=6210mm r=~=311mm l≥ =7600mm 三、 主閥的選擇 根據(jù)《水利機(jī)械》 P175 表 41，電 站水頭小于 200 米選用蝶閥。在甩負(fù)荷時(shí)，由于導(dǎo)葉迅速關(guān)閉，水輪機(jī)的流量會(huì)急劇變化，因此在水輪機(jī)過(guò)水系統(tǒng)內(nèi)會(huì)產(chǎn)生水擊，調(diào)節(jié)保證計(jì)算就是在初步設(shè)計(jì)階段計(jì)算出上述過(guò)程中最大的轉(zhuǎn)速上升及最大的壓力上升值。 第一節(jié) 設(shè)計(jì)水頭下甩全負(fù)荷 一、已知計(jì)算參數(shù) 6 9 1 mtlDKGD ti ?????? （ 21） 二、管道特性 水頭 ~ 裝機(jī) 270MW 南鎮(zhèn)水電站 畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì)算書 熱動(dòng) 2 班 張明月 0902020204 25 smVLVLVLVL BBCCTTii / 3 3 0 0 0 3???????? （ 22） smLVLV ii / ??? ?? （ 23） 三、水流慣性時(shí)間常數(shù)： sgH VLT iiw ???? ? （ 24） 四、壓力上升計(jì)算 （ 一 ）壓力上升計(jì)算 ? ? ? ? 22 ??????? ???? m a x ???? mK ?? （ 25） 各管段的壓力升高 （ 1） 壓力鋼管 末端最大壓力升高 a x ?????? ?? ii TTT VL VL mHH TT ????? ? （ 2）蝸殼末端最大 壓力升高 a x ????? ???? ?? iiTTC VL L c V cVL （ 26） mHH CC ????? ? （ 3）尾水管中最大壓力降低 a x ?????? ?? ii BBB VL VL mHH BB ????? ? （ 27） 第二章 調(diào)節(jié)保證計(jì)算及調(diào)速設(shè)備的選擇 熱動(dòng) 2 班 張明月 0902020204 26 （ 6）尾水管中最大真空度為： mmHgvHH BsB 22 ?????????? （ 28） 五、轉(zhuǎn)速上升計(jì)算 假定甩負(fù)荷后，導(dǎo)葉開(kāi)始動(dòng)作到最大轉(zhuǎn)速時(shí)刻之間的水輪機(jī)出力隨時(shí)間呈直線關(guān)系減至零。 第二節(jié) 最大水頭下甩全負(fù)荷 一、最大水頭下機(jī)組流量 Q smHDPQ r / 917 a x2111 ?????? ? （ 210） smHD / 32m a x2111 ????? （ 211） 二、壓力引水系統(tǒng)平均流速 mVLVLVLVL BBCCTTii 30 ???? ???? （ 212） smLVLV ii / ??? ?? （ 213） 三、確定水流慣性時(shí)間常數(shù) Tw和最短關(guān)閉時(shí)間 TSH 0???? ?gH VLT iiw （ 2