【正文】 ........... 95 廠房長度的確定 .......................................................... 95 廠房寬度的確 定 .......................................................... 98 廠房各層高程的確定 ...................................................... 99 繪圖 ........................................................................ 101 附錄 2 翻譯 ........................................................................ 42 附錄 3 附圖 ........................................................................ 42 設計（論文）專用紙 9 計算說明書 第一章 水輪發(fā)電機組的選型設計 確定水輪機組型號和裝置型式 已知參數如上 ．水輪機型號的選擇 表 11 水輪機類型及適用范圍 根據設計任務書，該水電站的水頭范圍為 72m— 100m，查 [《水電站機電設計手冊 — 水力機械》表11]—— 如上表。 設計中根據任務書所給的原始資料和指定的方案參數首先進行水電站主機初步設計，包括水輪發(fā)電機組選型、調保計算及調速設備選擇，然后進行廠房的計算。它與其它教學環(huán)節(jié)構成有機的整體，也是各個教學環(huán)節(jié)的繼續(xù)、深化、補充和檢驗，是將分散、局部的學習內容加以綜合、集中、全面、更接近實際地運用，解決一個復雜的實際工程問題。主要內容包括三個方面，分別是水輪發(fā)電機組主要參數設計、調節(jié)保證計算和廠房設計及設備選擇。經過多方面綜合考慮和科學計算后得到合理的方案 —— 安裝 4 臺HLD74LJ240 型號的機組，并計算出相應的數據，最后根據計算結果結合實際經驗選擇合理的設備與其配套。提高運用所學知識與技能的能力，使知識轉化為能力；完成工程師基本訓練的最后一個教學環(huán)節(jié)。 本設計主要分 3 章對設計過程進行說明： 第一章 水輪發(fā)電機組主要參數設計 1）水輪機型式、機組臺數、水輪機主要參數的論證確定； 2）水輪機運轉綜合特性曲線的繪制； 3）水輪機吸出高度及安裝高程確定； 4）水輪機控制尺 寸設計； 5）水輪發(fā)電機組主要參數和尺寸設計。 適合此水頭范圍水輪機的類型有斜流式和混流式。（《水輪機》第三版 7P 9P ） 因此：選擇混流式水輪機（立軸） 水輪機設計水頭估算為 ?rH mHp 84? 根據《水輪機》第三版附表 7： 適合水頭范圍有 HL220/A248， HL180/A346， HL180/D311 D74 D75, 因為 A346 沒有空化系數線 D311 沒有出力限制線 所以選擇 A248 D74 D75。模型最高效率為 96%。模型最高效率為 96%。 2．坐環(huán)參數的選擇 由水輪機機型轉輪直徑 D1選取時候是采用標準直徑，故查《水電站機電設計水力機械部分》第128頁，表 216得， 蝸殼常數 K=125mm,r=250mm。”因此，本機組尾水管采用彎肘形尾水管。 第二節(jié) 水輪發(fā)電機通風冷卻方式 采用水冷卻方式 查設計手冊第 160 頁表 35 第三節(jié) 水輪發(fā)電機外形尺寸的估算 主要尺寸估算 τ = 4 fj 2/ PSK ， 其中 Sf— 發(fā)電額定容量 Sf= ?cosN P— 磁極對數 由水輪機課本表 9— 9 查得 n=300 所以 p=10 設計（論文）專用紙 22 jK — 系數 一般為 8~10 取 10 則 τ = 4 fj 2/ PSK 校核發(fā)電機在飛逸狀態(tài)下，轉子的飛逸線速度 Vf是否在材料允許的范圍內。 d．定子鐵心外徑 Da 目前尚無統(tǒng)一規(guī)定的機座號，則按下式估算： en ? ， ??? ia DD 設計（論文）專用紙 23 en ， ??? ia DD 外形平面尺寸估算 a．定子機座外徑 D1 b. 風冷罩內徑 D2 D3 D3=Di2δ ? Di 其中δ為單邊空氣間隙，初步估算時可忽略不計 d. 下機架最大跨度 D4 由 Sf=10000kvA ? 100000kvA, 所以 D4=D5+ D5是水輪機機坑直徑， D=5m,查《設計手冊》第 162 頁表 3— 6 取， D5=. 則 D4=+= D6 由發(fā)電機容量 Sf=，查《設計手冊》第 162 頁表 3— 7，査取 設計（論文）專用紙 24 外形軸向尺寸計算 a. 定子機座高度 h1 2h c. 推力軸承高度 h3 勵磁機高度 h4 由《設計手冊》第 163 頁表 3— 8 查得 d. 下機架高度 h7 e. 定子支撐面到下機架支撐面或擋風板的距離 h8 f. 下機架支撐面到主軸法蘭底面的距離 h9 按已生產的發(fā)電機統(tǒng)計資料，一般為 700～ 1500mm 取 h9=1200mm g. 轉子磁軛軸向高度 h10 設計（論文）專用紙 25 h11 h11=(～ )H= H 為發(fā)電機總高度， H=（ h1+ h2+h3+h4+h8+h9） h11=(～ )H= i. 定子鐵芯水平中心線至主軸法蘭底面距離 h12 h12=+h10 第四節(jié) 水輪機和發(fā)電機重量估算 水輪機重量估算 根據轉輪直徑 D1=，由《設計手冊》第 139 頁圖 255 估算水輪機總重量 。 具體計算步驟 （一）調保計算基本參數計算 Hmax和 Hr工況下發(fā)出額定出力 Nr時的流量： )m/ s( m a xrm a x THNQ ?? 計算： Hmax： Hr： Nr水輪機實際額定出力、 Hr實際設計水頭（水輪機運轉綜合特性曲線上發(fā)電機出力限制線和水輪機出力限制線交點對應的水頭） η T水輪機在設計工況時的效率。 所以，調節(jié)保證計算是符合要求的。故取油壓裝置的額定壓力為 ，采用標準導水機構并用兩個單缸接力器操作，每一個接力器直徑為： m a x101c bd HDD?? ?（ m） 式中： 查《水輪機調節(jié)》第 259 頁表 8— 3， 240 ?Z 導葉采用標準的正曲率導葉，在此取 ， ?D ，對照《水輪機調節(jié)》第 259 頁 84 得：導葉接力器系列取 dc=250mm。4d ??STV?? 式中： —— 為管路中油的流速，油壓裝置為 時， 。 ② 對于混流式機組，壓力油槽總容積的估算由經驗公式 。該電站為盤龍河梯級開發(fā)中的第四級。 水電站水溫，水質及含沙情況對機組無特殊要求。 裝有立軸反擊式機組的廠房機組段長度，主要由蝸殼、尾水管、發(fā)電機等設備在 x 軸方向的尺寸確定，同時還應考慮機組附屬設備及主要通道、吊物孔的布置及其所需尺寸。 由以上計算可知， L=L+max+Lmax。 機組的安裝高程 ? 對于立軸反擊式機組指的是導葉中心高程 ?? ?? 尾水管底板的高程 1? ： 101 2 hb ????? ?? 水輪機層地面高程 4? ： 水輪機層地面高程按蝸殼尺寸和蝸殼上部的混凝土厚度確定。 蝸殼與尾水管層平面布置圖，見附圖十八。透平油系統(tǒng)設置在副廠房內，主閥的油壓裝置選用分離式油壓裝置。風動工具和吹掃用氣不設置貯氣罐，由調相貯氣罐引出。低壓空壓機選用風冷式空壓機兩臺，額定排氣壓力為 （絕對壓力）。在設計的過程中我遇到了很多困難，這些困難的源頭都是沒有對之前的知識點很好的理解，所以我只能在邊進行設計邊再自己自學相關的知識點，最終還是完成了設計。 設計（論文）專用紙 41 參 考文獻 [1] 湖北省水利勘測設計院主編 .小型水電站機電設計手冊（水力機械） .水利水電出版社， 1985. [2] 轉輪模型綜合特性曲線（第一冊） [3] 轉輪模型綜合特性曲線（第二冊） [4] 劉大凱主編 .水輪機 — 3 版 .北京：中國水利水電出版社， 20xx [5] 水電站機電設計手冊（水力機械） [6] 張成立主編 .水利機組輔助設備及自動化（試用教材） [7] 沈祖詒主編 .水輪機調節(jié) — 3 版 .北京：中國水利水電出版社， 20xx [8] Practical Hydraulic Turbine Model ， Atsushi Izena,nonMember, Hidemi Kihara,nonMember,ToshikazuShimojo,nonMember,KaiichirouHirayama,nonMember,NobuhikoFurukawa,nonMember,TakahisaKageyama,nonMember,Takashi Goto,nonMember and Chosei Okamura,nonMember [9] 劉育騏等主編 .水力發(fā)電廠水力機組輔助設備（下冊）（水輪機調節(jié) ） .北京：中國工業(yè)出版社， 1962 [10]水電站機電設計手冊編寫組 .水電站機電設計手冊水力機械分冊 .北京：水利水電出版社， 1983 [11]哈爾濱大電機研究所編著 .水輪機設計手冊 .北京：機械工業(yè)出版社， 1976 [12]季盛林，劉國柱主編 .水輪機 .北京 :水利電力出版社， 1985 [13]東北水利水電學校編 .水輪機 .北京：電力工業(yè)出版社， 1980 [14]范秀華主編，水力機組輔助設備，水利水電出版社， 1987 [15]陳存祖、呂鴻年合編，水力機組輔助設備，中國水利水電出版社， 1995 設計（論文）專用紙 42 附錄 1 計算書 第一章 水輪發(fā)電機組的選型設計 確定水輪機組型號和裝置型式 已知參數 100max ?H , 72min ?H , 84?pH , 18?N 萬千瓦，保證出力： 12?bN 萬千瓦，利用小時數： 4000 水電站設計基本參數 最大水頭（米） 100 設計水頭 Hr(米 ) 84 平均是水頭（米） 84 裝機容量（ MW） 18 最小水頭（米） 72 年利用小時是 （ h） 4000 保證出力（ MW） 12 比轉速計算 。 設計（論文）專用紙 40 謝辭 這次畢業(yè)設計首先要感謝的是我的指導老師張成立老師，在設計的過程中，他堅持每個星期給我們輔導兩天，并且是認真的輔導，不厭其煩的給我講解每一個困惑，使得我能夠圓滿的完成這次設計，并且讓我在這次設計中學到更多的東西，還讓以前的知識點得到鞏固，是他讓我看到了治學應該嚴謹、認真、踏實，在此我想他表示深深的謝意。 設計（論文）專用紙