【正文】 轉(zhuǎn)輪直徑 （ m） 同步轉(zhuǎn)速 （ minr ） 吸出高度 （ m） 最小水頭時(shí) 出力 （ kW） 26557 23341 17513 受阻容量 （ kW） 40730 35822 31228 水輪機(jī)最大效率 水輪機(jī)單重 （ t） 154 水輪機(jī)總重 （ t） 924 水輪機(jī)工作區(qū) 高效區(qū) 高效區(qū) 偏離高效區(qū) 備注 從表 15 中可以看出： II,I 方案的工作區(qū)最好。 在轉(zhuǎn)輪型譜中，查得 ZZ560 的裝置系數(shù) M? =~。1 ????? 長(zhǎng) 春 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文 ) 9 由于直徑大于 ，所以 tG 39。1 ????? t 由于直徑大于 ，所以 tG 39。 式中 Pr —— 發(fā)電機(jī)額定容量， kW Qr11 —— ：水輪機(jī)額定工況的單位流量， sm3 Hr —— 設(shè)計(jì)水頭 ? —— 原形水輪機(jī)效率 (1) 效率 ? 的計(jì)算 ? ? ? ? 55 11m a x ???????? DD Mm?? a x ?????? M??? 式中 MAX? —— 原形水輪機(jī)效率 M? —— 模型水輪機(jī)最高效率 DM1 —— 模型水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪直徑 限制工況原形水輪機(jī)效率為 9 2 4 ?????? ??? M (2) 轉(zhuǎn)速 n的計(jì)算 n= 110n 1DHr =130? m in/ r? 轉(zhuǎn)速計(jì)算值在發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)準(zhǔn)同步轉(zhuǎn)速表與最接近 的轉(zhuǎn)速為 ，故選轉(zhuǎn)速為。對(duì)于轉(zhuǎn)槳式水輪機(jī)或者未標(biāo)出出力限制線的水輪機(jī)， Q11一般 不超過(guò)型譜參數(shù)表中的推薦值，則 smslslQ r /???? ，對(duì)應(yīng)模型效率為 %81m? ，暫取效率修正值為 3??? %，則設(shè)計(jì)工況點(diǎn)原水輪機(jī)的效率為 ?????? ??? m ，水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪直徑 D1為 mHrQDr Pr 111?????? ? 長(zhǎng) 春 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文 ) 6 按照我國(guó)規(guī)定的轉(zhuǎn)輪直徑，選取直徑為 。對(duì)于轉(zhuǎn)槳式水輪機(jī)或者未標(biāo)出出力限制線的水輪機(jī)， Q11一般 不超過(guò)型譜參數(shù)表中的推薦值，則 smslslQ r /???? ，對(duì)應(yīng)模型效率為 %81m? ，暫取效率修正值為 3??? %，則設(shè)計(jì)工況點(diǎn)原水輪機(jī)的效率為 ?????? ??? m ，水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪直徑 D1為 mHrQDr Pr 111?????? ? 按照我國(guó)規(guī)定的轉(zhuǎn)輪直徑，選取直徑為 8m。 方案Ⅰ： 5臺(tái) 4?6+= KW 方案Ⅱ： 6臺(tái) 5 ??? 萬(wàn) KW 方案Ⅲ： 7 臺(tái) 6 ??? 萬(wàn) KW 水輪機(jī)型號(hào)選擇 表 11 水輪機(jī)適用范圍 型式 適用水頭 H（ M） 軸流式 ZZ560 10～ 22 混流式 HL310 30 根據(jù)所給的原始資料，電站的裝機(jī)容量為 ，最大水 頭為 米，設(shè)計(jì)水頭為 米，最小水頭為 米。對(duì)于裝置大型機(jī)組的水電廠，由于主變壓器的最大容量受到限制，常采用單元接線方式，因此機(jī)組臺(tái)數(shù)的選擇不必受偶數(shù)的限制。此外，從發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的機(jī)械強(qiáng)度方面考慮，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的直徑必須限制在轉(zhuǎn)子最大線速度的允許值之內(nèi)，機(jī)組的最大容量有時(shí)也會(huì)因此受到限制。同時(shí)，較多的設(shè)備與較頻繁的開(kāi)停機(jī)會(huì)使整個(gè)電站的事故發(fā)生率上升。但是，對(duì)于變動(dòng)負(fù)荷的水電站，若采用過(guò)少的機(jī)組臺(tái)數(shù)，雖單機(jī)效率高，但在部分負(fù)荷時(shí)，由于負(fù)荷不便在機(jī)組間調(diào)節(jié)，因而不能避開(kāi)低效率區(qū)，這會(huì)使電站的平均效率降低。一方面，小機(jī)組的單位千瓦金屬消耗高于大的機(jī)組，另外，單位重量的加工費(fèi)用也較大。 本設(shè)計(jì)報(bào)告是依據(jù)《水輪機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》、《水電站動(dòng)力設(shè)備設(shè)計(jì)手冊(cè)》、《水輪機(jī)》 —— 高的學(xué)校教材、《水輪機(jī)》 —— 高等學(xué)校教材（專(zhuān)科適用）國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。 富春江水電站基本情況是：電站是 發(fā)電兼調(diào)相、調(diào)頻、調(diào)壓 為主的綜合利用工程 水庫(kù)為日調(diào)節(jié)，總庫(kù)容 3。 電站樞紐主要建筑物有大壩、廠房、船閘、魚(yú)道、灌溉渠首及升壓站、開(kāi)關(guān)站等。它具有以發(fā)電為主 ,兼有農(nóng)田灌溉、改善航運(yùn) ,發(fā)展?jié)O業(yè)、上下游防洪、和城市供水等綜合效益 。 水輪機(jī)的結(jié)構(gòu)說(shuō)明 ................................................................ 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 蝸殼的水力計(jì)算 .................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪標(biāo)稱(chēng)直徑與轉(zhuǎn)速計(jì)算 ........................................ 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。另外，在本次設(shè)計(jì)中還運(yùn)用 AutoCAD對(duì)廠房布置及油系統(tǒng)、氣系統(tǒng)、水系統(tǒng)等系統(tǒng)圖進(jìn)行繪制，它們可以更直觀的表達(dá)廠房和各個(gè)輔助設(shè)備的布置和構(gòu)成。 摘 要 本次設(shè)計(jì)是對(duì)富春江水電站的初步設(shè)計(jì)。 關(guān)鍵詞： 富春江水力發(fā)電 水力機(jī)組 輔助系統(tǒng) 廠房布置 Abstract It was carried on the preliminary design of the Fu Chun Jiang hydropower stations in this design. The design of the hydraulic unit is main of preliminary design, it includes the followings: the choice of hydraulic turbine, generator and governor. The powerhouse layout also was designed as well as the auxiliary systems which include the oil system, the pressed air system and the water supply system. Besides, AutoCAD is used to draw powerhouse layout and the oil system, the pressed air system and the water supply system, etc. They can directly express the layout and ponents of the powerhouse and each auxiliary system. Keywords: Fu Chun Jiang hydroelectric power, hydraulic unit, auxiliary system, building layout. 目 錄 前 言 .......................................................................................................................... 1 第一章 水輪機(jī)選擇 ............................................................................ 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 水輪機(jī)初選方案比較 ............................................................ 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 尾水管選擇 ............................................................................ 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 第二章 水輪發(fā)電 機(jī)選擇 ............................................................................................ 30 發(fā)電 機(jī)的主要參數(shù) ........................................................................................ 30 主要尺寸的確定 ............................................................................................ 30 發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)形式的選擇 ................................................................................ 31 其他外形尺寸估算 ........................................................................................ 32 發(fā)電機(jī)重量估算 ............................................................................................ 34 計(jì)算飛輪力矩的慣性時(shí)間常數(shù) .................................................................... 35 發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)說(shuō)明 ............................................................................................ 36 第三章 調(diào)保計(jì)算及調(diào)速設(shè)備選擇 .................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。電站位于浙江省錢(qián)塘江干流富春江上七里垅峽谷出口處。攔江大壩為混凝土實(shí)體重力式溢流壩，壩頂高程 米 ,最大壩高 米；壩頂長(zhǎng)度 米，壩基巖石為流紋斑巖，壩體工程量 65萬(wàn)立方米，主要瀉洪方式為壩頂溢流；溢流壩段 全長(zhǎng) ,壩頂高程 ,共分 17孔 ,每孔凈寬 14米 ,弧形閘門(mén)控制 ,最大瀉流量 33560立方米每秒 .河床式發(fā)電廠房 ,位于毅力壩段左側(cè) ,是擋水建筑物的一部分 ,全長(zhǎng) 米 ,水上部分寬 米 ,水下部分寬 ；主廠房最大高度 ,凈寬 米 ,安裝 4臺(tái)單機(jī)容量 6萬(wàn)千瓦及一臺(tái)容量 ,以 110千伏、 220千伏輸電線路聯(lián)入華東電網(wǎng) .升壓站、開(kāi)關(guān)站設(shè)置在廠房左側(cè)山坡平臺(tái)上。電站以發(fā)電為主，并可改善航運(yùn)，發(fā)展灌溉及養(yǎng)殖事業(yè)等綜合效益。注意了理論與實(shí)踐的密切結(jié)合，水輪機(jī)初步設(shè)計(jì)的基本理論和實(shí)際情況進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析和計(jì)算，對(duì)水輪機(jī)進(jìn)行選型設(shè)計(jì)，對(duì)調(diào)節(jié)保證計(jì)算，本設(shè)計(jì) 報(bào)告共分為十一部分：一、水輪機(jī)型號(hào)選擇；二、水輪發(fā)電機(jī)選擇；三、調(diào)保計(jì)算及調(diào)速設(shè)備選擇；四、廠房的布置 ；五、電廠輔助系統(tǒng)；六、本設(shè)計(jì)總結(jié)；七、參考文獻(xiàn) ；八、致謝；九、附錄 。除主要機(jī)電設(shè)備 外，機(jī)組臺(tái)數(shù)的增加，要求增加配套設(shè)備的臺(tái)數(shù)，主副廠房的平面尺寸也需增加，因此，在同樣的裝機(jī)容量條件下，水電站的土建工程及動(dòng)力廠房的成本也隨機(jī)組數(shù)的增加而增加。電站的最佳裝機(jī)臺(tái)數(shù)， 要通過(guò)電廠的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行分析來(lái)確定。 機(jī)組臺(tái)數(shù)對(duì)設(shè)備制造、運(yùn)輸及安裝的影響 機(jī)組臺(tái)數(shù)增加時(shí)，水輪機(jī)和發(fā)電機(jī)的單機(jī)容量減少，則機(jī)組的尺寸小，制造、運(yùn)輸及現(xiàn)場(chǎng)安裝都較容易。 機(jī)組臺(tái)數(shù)對(duì)電力系統(tǒng)的影響 對(duì)于占電力系統(tǒng)容量比重較大的水電廠及大型機(jī)組，發(fā)生事故時(shí)對(duì)電力系統(tǒng)的影響長(zhǎng) 春 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文 ) 3 較大，考慮到電力系統(tǒng)中備用容量的設(shè)置及電力系統(tǒng)的安全性，在確定臺(tái)數(shù)時(shí)，單機(jī)容量不應(yīng)大于系統(tǒng)的備用容量，即使在容量較小的電網(wǎng)中，單機(jī)容量也不宜超過(guò)系統(tǒng)容量的 1/3。 以上與機(jī)組臺(tái)數(shù)有關(guān)的諸因素，許多是既相互聯(lián)系又相互矛盾的，在選擇時(shí)應(yīng)針對(duì)主要因素進(jìn)行綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，選擇出合理的機(jī)組臺(tái)數(shù)。在最大水頭 米和最小水頭 米下符合要求的有 HL310 和 ZZ560 兩種。 式中 Pr —— 發(fā)電機(jī)額定容量； kW Qr11 —— 水輪機(jī)額定工況的單位流量， sm3 Hr —— 設(shè)計(jì)水頭 ? —— 原形水輪機(jī)效率 (2) 效率 ? 的計(jì)算 長(zhǎng) 春 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文 ) 5 ? ? ? ? 55 11m a x ???????? DD Mm?? a x ?????? M??? 式中 ： MAX? —— 原形水輪機(jī)效率 M? —— 模型水輪機(jī)最高效率 DM1 —— 模型水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪直徑 限制工況原形水輪機(jī)效率為 9 2 4 ?????? ??? M （ 3）轉(zhuǎn)速 n的計(jì)算 n= 110n 1DHr =130? m in/ r? 根據(jù)發(fā)電機(jī)同步轉(zhuǎn)速表（課本 P326）取水輪機(jī)轉(zhuǎn)速計(jì)算值介于發(fā)動(dòng)機(jī)同步轉(zhuǎn)速 60 r/min~ r/min,因靠近 r/min。 式中 Pr —— 發(fā)電