【正文】 、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)計(jì)算 主要機(jī)電設(shè)備參考價(jià)格單價(jià)表： 項(xiàng)目 水輪機(jī) 發(fā)電機(jī) 調(diào)速器 勵(lì)磁裝置 橋式起重機(jī) 自動(dòng)化元件 油壓裝置和漏油設(shè)備 參考價(jià)格 4 萬 /t 5 萬 /t 單調(diào)： 30 萬元 /臺(tái) 雙調(diào)： 45 萬元 /臺(tái) 60 萬元 /臺(tái) 3 萬元 /t 40 萬元 /套 30 萬元 /套 、水輪機(jī)價(jià)格估算 水輪機(jī)總重 G(t)： baHKDtG 1)( ? 式中： K 、 b 為與水頭有關(guān)的系數(shù)； a 為與水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪直徑有關(guān)的系數(shù)，查《水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊(cè) 水利機(jī)械》： 金屬蝸殼、混流式水輪機(jī) K 、 b 、 a 參數(shù) K b a mH 200~30? mH200? mH 200~30? mH200? mD ~ ? mD 10~ ? ) 11 1D?? （ ) 11 1D?? （ 混凝土蝸殼、軸流轉(zhuǎn)漿式水輪機(jī) K 、 b 、 a 參數(shù) K b a mH80? mH80? mD ~ ? mD ~ ? ) 1D?? （ 方案Ⅰ、 MW504? 244/260 AHL ： )(740)( ttG ? 總重 )(29604740 t?? 總價(jià) 萬1184042960 ?? 方案Ⅱ、 MW504? 503JK ： 23 23 第 1 章 水輪發(fā)電機(jī)組選型設(shè)計(jì) )(331)( ttG ? 總重 )(13244331 t?? 總價(jià) 萬529641324 ?? 方案Ⅲ、 MW504? 500ZZ ： )(372)( ttG ? 總重 )(14884372 t?? 總價(jià) 萬595241324 ?? 方案Ⅳ、 MW405? 244/260 AHL ： )()( ttG ? 總重 )( t?? 總價(jià) 萬1096442741 ?? 方案Ⅴ、 MW405? 503JK ： )()( ttG ? 總重 )( t?? 總價(jià) 萬514441286 ?? 方案Ⅵ、 MW405? 500ZZ ： )()( ttG ? 總重 )( 4 0 t?? 總價(jià) ?? 、調(diào)速器總價(jià) 按一臺(tái)單調(diào)調(diào)速器價(jià)格為 30 萬元、雙調(diào)調(diào)速器價(jià)格為 45 萬元考慮，各方案總價(jià)估算如下： 方案Ⅰ的調(diào)速器總價(jià)為 120430 ?? 萬元 方案Ⅱ、方案Ⅲ的調(diào)速器總價(jià)為 180445 ?? 萬元 方案Ⅳ的調(diào)速器總價(jià)為 150530 ?? 萬元 方案 V、方案 VI 的調(diào)速器總價(jià)為 225545 ?? 萬元 、勵(lì)磁裝置總價(jià) 按一臺(tái)勵(lì)磁裝置價(jià)格為 60 萬元考慮，各 方案總價(jià)估算如下： 方案Ⅰ、方案Ⅱ、方案Ⅲ的勵(lì)磁裝置總價(jià)為 240460 ?? 萬 方案Ⅳ、方案 V、方案 VI 的調(diào)速器總價(jià)為 300560 ?? 萬元 、發(fā)電機(jī)價(jià)格估算 查 《電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》，發(fā)電機(jī)重量 )(tGF 可按下式估算： 3 2)()(nnGF NSKtG ? 式中 GK —— 估算系 數(shù)，懸式機(jī)組范圍為 10~8 ，傘式機(jī)組 9~7 ； 水冷式機(jī)組取 7~6 ； nS —— 發(fā)電機(jī)額定容量， ?cosGn PS ? ，取 ?? 。逼近法見下表： 20 20 水電站主輔機(jī)設(shè)備選型設(shè)計(jì) 水頭 )(m 流量 )/( 3 sm 模型效率 (%) 真機(jī)效率 (%) 出力 )(kW 91 46252 37910 39034 39617 88 40155 40693 水頭 )(m 流量 )/( 3 sm 模型效率 (%) 真機(jī)效率 (%) 出力 )(kW 87 39984 87 40484 41029 由逼近法表格知： maxH ： ?H? rH 、 avH ： ?? HavHr ?? 則平均效率為： a xm i n ????????? HrH avHH ????? 轉(zhuǎn)輪直徑 1D 的校核 用 ?? 對(duì)原先計(jì)算的 1D 進(jìn)行校核 ）（ 11 01?????? ?rr HQ PD 轉(zhuǎn)輪直徑 ）（ ?D 仍合適。 水輪機(jī)安裝高 程 )( mXDH Sw ?????????? X—— 軸流式水輪機(jī)結(jié)構(gòu)高度系數(shù)，取 飛逸轉(zhuǎn)速 Rn 的計(jì)算 由 JK503 模型水輪機(jī)飛逸特性曲線查得，在最大導(dǎo)葉開度下單位飛逸轉(zhuǎn)速，min/r340n 11 ?R 故水輪機(jī)的飛逸轉(zhuǎn)速為 m i n)/r(358 1m a x11 ???? DHRR 計(jì)算軸向水推力 tF 據(jù) JK503 轉(zhuǎn)輪技術(shù)資料提供的數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)輪軸向 水推力系數(shù) .870Kt ? ， 水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪軸向水推力為： NHD 3953 23m a x213tt ??????? ?? 、方案Ⅵ 、 MW405? 500ZZ 計(jì)算轉(zhuǎn)輪直徑 水輪機(jī)的額定出力為： W4081 6%984000 0 kNP GGr ??? ? 取最優(yōu)單位轉(zhuǎn)速 m in128110 r/n ? ,取限制工況的 單位流量 ）（ s/ 3110 ? ,對(duì)應(yīng)的空化系數(shù) ?? 作為限制，對(duì)應(yīng)的模型效率 ?? ，暫取效率修正值%2??? ，則設(shè)計(jì)工況原型水輪機(jī)效率 8 8 6 ?????? ??? 。逼近法見下表 17 17 第 1 章 水輪發(fā)電機(jī)組選型設(shè)計(jì) 水頭 )(m 流量 )/( 3 sm 模型效率 (%) 真機(jī)效率 (%) 出力 )(kW 44892 40093 40539 水頭 )(m 流量 )/( 3 sm 模型效率 (%) 真機(jī)效率 (%) 出力 )(kW 37053 39153 39482 40126 40540 由逼近法表格知： maxH ： ?H? rH 、 avH ： ?? HavHr ?? 則平均效率為： a xm i n ????????? HrH avHH ????? 轉(zhuǎn)輪直徑 1D 的校核 用 ?? 對(duì)原先計(jì)算的 1D 進(jìn)行校核 ）（ 11 01?????? ?rr HQ PD 轉(zhuǎn)輪直徑 ?D 仍合適。 故水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪直徑為： ）（ 1101?????? ?rr HQ PD 我國規(guī)定的轉(zhuǎn)輪直徑系列，計(jì)算值處于標(biāo)準(zhǔn)值 ~ 之間，考慮到取 偏小，難于保證設(shè)計(jì)水頭下發(fā)生額定出力；若取 又太大，不經(jīng)濟(jì)。 （ 9） 分別用查到的空化系數(shù)計(jì)算 minH 、 rH 、 maxH 對(duì)應(yīng)的吸出高度 計(jì)算式： HEH Ms )(900/10 ?? ????? 查空化系數(shù)修正曲線水輪機(jī)水頭為 時(shí)， ??? minH ： )()(900/ mH s ?????? rH ： )()0 5 3 (9 0 0/ 6 410 mH s ?????? 15 15 第 1 章 水輪發(fā)電機(jī)組選型設(shè)計(jì) maxH ： )()(900/ mH s ?????? 從三個(gè)吸出高度計(jì)算值中取最小值 ，再留一定的余量，取允許最大吸出高度 mHs 4? 。逼近法見下表 水頭 )(m 流量 )/( 3 sm 模型效率 (%) 真機(jī)效率 (%) 出力 )(kW 92 45577 42778 1 39096 41137 40311 水頭 )(m 流量 )/( 3 sm 模型效率 (%) 真機(jī)效率 (%) 出力 )(kW 39919 89 40122 40410 由逼近法表格知： 14 14 水電站主輔機(jī)設(shè)備選型設(shè)計(jì) maxH ： ?H? rH 、 avH ： ?? HavHr ?? 則平均效率為： a xm i n ????????? HrH avHH ????? 轉(zhuǎn)輪直徑 1D 的校核 用 ?? 對(duì)原先計(jì)算的 1D 進(jìn)行校核 ）（ 11 01?????? ?rr HQ PD 轉(zhuǎn)輪直徑 ）（ ?D 仍合適。 故水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪直 徑為： ）（ 11 01?????? ?rr HQ PD 我國規(guī)定的轉(zhuǎn)輪直徑系列，計(jì)算值處于標(biāo)準(zhǔn)值 ~ 之間，考慮到取 偏小，難于保證設(shè)計(jì)水頭下發(fā)生額定出力；若取 又太大，不經(jīng)濟(jì)。 水輪機(jī)設(shè)計(jì)流量 rQ 的計(jì)算 設(shè)計(jì)工況點(diǎn)的單位流量 rQ11 為 ）（ sm / PQ r21Tr11?????? ? )/( 322111r smHDQ rr ????? 幾何吸出高度 sH 的計(jì)算 為使水輪機(jī)盡可能不發(fā)生空化，取 maxH 、 rH 、 minH 三個(gè)水頭分別計(jì)算水輪機(jī)的允許吸出高度，以其中的最小值作為最大允許吸出高度。本機(jī)組屬于大型水輪機(jī)，故取非標(biāo)準(zhǔn)值 ?D 。 確定各水頭所對(duì)應(yīng)的空化系數(shù) minH ： max11n 與 空化系數(shù) ?? 空化曲線作為限制， ?? rH ：由逼近法表格知 sm / 3r11 ? ，對(duì)應(yīng)空化系數(shù) ?? maxH ：由逼近法表格知 sm / 3r11 ? ，對(duì)應(yīng)空化系數(shù) ?? 查教材推薦設(shè)計(jì)尾水位的水輪機(jī)過流量， 本方案裝機(jī) 4 臺(tái) )/(247 3r sm?? 根據(jù)水位 — 流量關(guān)系曲線查得 流量 )/(247Q 3r sm? 對(duì)應(yīng)的水位 mE ? 。 轉(zhuǎn)速 n 的計(jì)算 由 503JK 轉(zhuǎn)輪技術(shù)資料提供 查得 min/r135n110 ? m i n/ 1110 rD Hnn av ???? 轉(zhuǎn)速計(jì)算值介于同步轉(zhuǎn)速 m in/1 2 5~m in/ 1 5 rr 之間。本電站轉(zhuǎn)輪直徑較大，故取 ? 。為此，進(jìn)行如下計(jì)算。 轉(zhuǎn)速 n 的計(jì)算 由 244/260 AHL 轉(zhuǎn)輪技術(shù)資料提供 查得 min/r80n110 ? m i n/ 1110 rD Hnn av ???? 轉(zhuǎn)速計(jì)算值介于同步轉(zhuǎn)速 m in/~m in/60 rr 之間， 當(dāng)取 min/60r 時(shí)，運(yùn)行區(qū)域如下圖： 當(dāng)取 min/ r 時(shí)，運(yùn)行區(qū)域如下圖： 3 3 第 1 章 水輪發(fā)電機(jī)組選型設(shè)計(jì) 根據(jù) 244/260 AHL 模型轉(zhuǎn)輪綜合特性曲線，取 min/ r 時(shí)水輪機(jī)的實(shí)際運(yùn)行范圍剛好，取 min/60r 時(shí)有些偏離高效率中心區(qū)域， 故取水輪機(jī)的轉(zhuǎn)速min/ rn ? 。 （ 2）軸流式水輪機(jī) sn 較高，具有較大的過流能力，軸流轉(zhuǎn)槳式水輪機(jī)可在協(xié)聯(lián)方式下運(yùn)行，在水頭、負(fù)荷變化時(shí)可實(shí)現(xiàn)高效率運(yùn)行 根據(jù)表本電站水頭變化范圍 mH ~? 查《水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊(cè) — 水力機(jī)械》 選擇適合的水輪機(jī)有 244/260 AHL 、 503JK 和 500ZZ 。 軸流式和混流式水輪機(jī)優(yōu)點(diǎn)： （ 1）混流式結(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn)行可靠，效率高，能適應(yīng)很寬的水頭范圍，是 目前應(yīng)用最廣泛的水輪機(jī)之一。本機(jī)組屬于大型水輪機(jī)，故取非標(biāo)準(zhǔn)值 ?D 。 水輪機(jī)設(shè)計(jì)流量 rQ 的計(jì)算 設(shè)計(jì)工況點(diǎn)的單位流量 rQ11 為 ）（ sm / PQ r21Tr11?????? ? )/( 322111r smHDQ rr ????? 幾何吸出高度 sH 的計(jì)算 為使水輪機(jī)盡可能不發(fā) 生空化，取 maxH 、 rH 、 minH 三個(gè)水頭分別計(jì)算水輪機(jī)的允許吸出高度，以其中的最小值作為最大允許吸出高度。 6 6 水電站主輔機(jī)設(shè)備選型設(shè)計(jì) 水輪機(jī)安裝高程 100 ????? Db )( mbH oSw ????????? 飛逸轉(zhuǎn)速 Rn 的計(jì)算 由 HL260/A244 模型水 輪機(jī)飛逸特性曲線查得，在最大導(dǎo)葉開度下單位飛逸轉(zhuǎn)速，m in/ 11 ?R 故水輪機(jī)的飛逸轉(zhuǎn)速為 m i n)/r(125 1m a x11 ???? DHRR 計(jì)算軸向水推力 tF 據(jù) HL260 轉(zhuǎn)輪技術(shù)資料提供的數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)輪軸向水推力系數(shù) 1~ t ? ，轉(zhuǎn)輪直徑較小、止漏環(huán)間隙較大時(shí)取大值。本機(jī)組屬于大型水輪機(jī)，故取非標(biāo)準(zhǔn)值 ?D 。 水輪機(jī)設(shè)計(jì)流量 rQ 的計(jì)算 設(shè)計(jì)工況點(diǎn)的單位流量 rQ11 為 ）（ sm / PQ r21Tr11?????? ? )/( 322111r smHDQ rr ????? 幾何吸出高度 sH 的計(jì)算 為使水輪機(jī)盡可能不發(fā)生空化，取 maxH 、 rH 、 minH 三個(gè)水頭分別計(jì)算水輪機(jī)的允許吸出高度，以其中的最小值作為最大允 許吸出高度。 故水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪直徑為： ）（ 11 01?????? ?rr HQ PD 我國規(guī)定的轉(zhuǎn)輪直徑系列，計(jì)算值處于標(biāo)準(zhǔn)值 ~ 之間，考慮到取 偏小，難于保