【正文】 ）（ 6 水輪機(jī)出力校核： )(6 1 6 1 kWQHP rrT ?????? ? 校核值大于水輪機(jī)額定出力，滿足要求。 查空化系數(shù)修正值曲線當(dāng)水輪機(jī)水頭為 54m 時(shí)， ??? 查電站下游水 位曲線可得下游平均水位海拔高程 ?為 。 水頭 (m) 流量 模型效率（ %） 真機(jī)效率（ %) 出力（ kW） 58 58 58 58 1 95 52 南昌工程學(xué)院論文設(shè)計(jì) 16 52 93 57641 52 52 94 56020 由逼近表格可求的 maxH 對(duì)應(yīng)的效率為 ， minH 對(duì)應(yīng)的效率為 ， 則平均效率為 . 9 5 13 m i nm a x ??????? ???? r ??9 安裝高程 aZ 的計(jì)算 水輪機(jī)的布置設(shè)計(jì)為立軸式，故其安裝高程公式為 20bHZ swa ???? 式中： w? —— 下游尾水位， m 。水輪機(jī)的額定出力為 )(4 4 8 9 0 0 044 kWgGPrP ??? ? 式中： GP —— 發(fā)電機(jī)額定功率， kW； g? —— 發(fā)電機(jī)效率。由模型綜合特性曲線上查得 min)/(80110 rn ? 南昌工程學(xué)院論文設(shè)計(jì) 18 m i n )/(8 5 . 55801110 rD Hnn av ???? 轉(zhuǎn)速計(jì)算值介于同步轉(zhuǎn)速 m in)/(~ r之間，故取水輪機(jī)轉(zhuǎn)速 n為min)/( r 。 分別用查到的空化系數(shù)計(jì)算 m inm ax HHH r、 對(duì)應(yīng)的吸出高度 計(jì)算式： HH ms )(9 0 010 ?? ?????? 式中： ?—— 水輪機(jī)安裝位置的海拔高程，取下游平均水位的海拔高程； m? —— 模型空化 系數(shù)； —— 空化系數(shù)的修正值。 水頭 (m) 流量 模型效率（ %） 真機(jī)效率（ %) 出力（ kW） 58 86 89 58 南昌工程學(xué)院論文設(shè)計(jì) 20 58 52 52 由逼近表格可求的 maxH 對(duì)應(yīng)的效率為 ， minH 對(duì)應(yīng)的效率為 ， 則平均效率為 . 9 4 23 m i nm a x ??????? ???? r ??9 安裝高程 aZ 的計(jì)算 水輪機(jī)的布置設(shè)計(jì)為立軸式，故其安裝高程公式為 20bHZ swa ???? 式中： w? —— 下游尾水位， m ； 0b —— 導(dǎo)葉高度， 100 Dbb ? ,m 。 取最優(yōu)單位轉(zhuǎn)速 min)/(79110 rn ? 與出力限制線的交點(diǎn)的單位流量作為設(shè)計(jì)工況單位流量，則 )/( 311 smQ r ? ，對(duì)應(yīng)的模型效率 ?m? ，暫取效率修正值 %2 ，則設(shè)計(jì)工況原型水輪機(jī)效率 ?????? ??? m ，故水輪機(jī)的直徑為 )( 1 4 4 8 9 111mHQ PDrrr ?????? ? 按我國(guó)規(guī)定的 轉(zhuǎn)輪直徑系類值，計(jì)算值處于 ~ 之間，考慮經(jīng)濟(jì)效益，故取非標(biāo)準(zhǔn)值 mD ? 。 ）（ 5 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 rQ11 )/( smHDP rT r ?????? ? )/( 2 322111 smD rrr ????? ）（ 6 水輪機(jī)出力校核： )(4 4 9 3 2 . kWQHP rrT ?????? ? 校核值大于水輪機(jī)額定出力，滿足要求。 查空化系數(shù)修正值曲線當(dāng)水輪機(jī)水頭為 54m時(shí)， ??? 查電站下游水位曲線可得下游平均水位海拔高程 ?為 ）（ 1 . 1 1 3 m520 . 0 2 20 . 1 4 39 0 0 7 610:0 . 9 9 9 m540 . 0 2 20 . 1 3 99 0 0 7 610:1 . 3 9 9 m580 . 0 2 20 . 1 2 19 0 0 7 610:m i nm a x??????????????????）（）（）（ssrsHHHHHH 從三個(gè)吸出高度計(jì)算值中取最小值 ，再留一定余量，取最大允許吸出高度sH =。 即 )( 7 72 7 6 mZa ????? ）（ 10 飛逸轉(zhuǎn)速 Rn 的計(jì)算 由 HL260/A244 的模型飛逸特性曲線上查的在最大導(dǎo)葉開度下單位飛逸轉(zhuǎn)速m in)/( rn r ? ，故水輪機(jī)的飛逸轉(zhuǎn)速為 m i n )/( 1m a x11 rDHnn RR ???? ）（ 11 轉(zhuǎn)輪軸向水推力 tF 的計(jì)算 由 HL260/A244 參數(shù)表可知其轉(zhuǎn)輪軸向水推力系數(shù) ?tK ,轉(zhuǎn)輪直徑較小時(shí)止漏環(huán)相對(duì)間隙較大時(shí)取大值，故取 ?tK ,水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的軸向水推力為 )(1 6 4 7 3 6 23m a x213 NHDKF tt ????????? ?? ）（ 12 水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪重量計(jì)算 ? ?? ? ? ?? ? NDDW r 333113 ????????????南昌工程學(xué)院論文設(shè)計(jì) 25 方案六 機(jī)組臺(tái)數(shù)為五臺(tái)，單機(jī)容量為 萬(wàn) kW，水輪機(jī)的型號(hào) 。 ）（ 2 效率 的計(jì)算： )(1)1(1 55110m a x ??????? DD mmr ?? 效率修正值 0 2 3 5 a x ?????? mr ??? 限制工況原型水輪機(jī)的效率為 9 2 ?????? ??? mr ）（ 3 1D 的校核計(jì)算：用 ?r? 對(duì)原先計(jì)算的 1D 進(jìn)行校核 )( 2 4 4 8 9 111mHQ PDrrr ?????? ?南昌工程學(xué)院論文設(shè)計(jì) 26 故轉(zhuǎn)輪直徑 1D 仍取 (m)。 ）（ 7 幾何吸出高度的計(jì)算 為使水輪機(jī)盡可能不發(fā)生空化，取 m inm ax HHH r、 三個(gè)水頭分別計(jì)算水輪機(jī)的允許吸出高度，以其中最小值作為最大允許吸出高度。 0 . 3 3 3 m520 . 0 2 20 . 1 5 89 0 0 7 610:0 . 2 9 7 m540 . 0 2 20 . 1 5 29 0 0 7 610:1 . 2 8 3 m580 . 0 2 20 . 1 2 39 0 0 7 610:m i nm a x??????????????????）（）（）（ssrsHHHHHH 從三個(gè)吸出高度計(jì)算值中取最小值 ，再留一定余量，取最大允許吸出高度 sH =0m。 即 )(6 . 8272 3 . 10 . 3 0 mZa ????? ）（ 10 飛逸轉(zhuǎn)速 Rn 的計(jì)算 由 的模型飛逸特性曲線上查的在最大導(dǎo)葉開度下單位飛逸轉(zhuǎn)速m in)/( rn r ? ，故水輪機(jī)的飛逸轉(zhuǎn)速為 m i n )/(6 5 . 584 8 . 911m a x11 rDHnn RR ???? ）（ 11 轉(zhuǎn)輪軸向水推力 tF 的計(jì)算 由 參數(shù)表可知其轉(zhuǎn)輪軸向水推力系數(shù) ~?tK ,轉(zhuǎn)輪直徑較小時(shí)止漏環(huán)相對(duì)間隙較大時(shí)取大值，故取 ?tK ,水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的軸向水推力為 )(1 9 7 5 4 5 23m a x213 NHDKF tt ????????? ?? ）（ 12 水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪重量計(jì)算 ? ?? ? ? ?? ? NDDW r 1 4 6 1 2 333113 ???????????? 南昌工程學(xué)院論文設(shè)計(jì) 29 第三節(jié)：最優(yōu)方案的選擇比較 方 案 比較項(xiàng)目 方案一 方案二 方案三 單機(jī)容量臺(tái)數(shù) 萬(wàn) kW/4 萬(wàn) kW/4 萬(wàn) kW/4 水輪機(jī)型號(hào) HL260/A244 HL260/D74 適用水頭范圍 H（ m） 60~35 80~50 60~ 模型最優(yōu)單位流量 (m3/s) 模型最優(yōu)單位轉(zhuǎn)速（ r/min） 80 79 模型設(shè)計(jì)比轉(zhuǎn)速（ mkw） 249 247 水輪機(jī)最高效率（ %） 水輪機(jī)平均效率（ %） 限制工況單位流量 (m3/s) 限制工況空化系數(shù) 轉(zhuǎn)輪直徑（ cm） 額定轉(zhuǎn)速 nr（ r/min） 水輪機(jī)飛逸轉(zhuǎn)速 n R(r/min) 336 水輪機(jī)額定流量 Qr(m3/s) 115 水輪機(jī)額定出力 Nr(KW) 水輪機(jī)吸出高度 Hs(m) 0 水輪機(jī)安裝高程 Z(m) 南昌工程學(xué)院論文設(shè)計(jì) 30 方 案 比較項(xiàng)目 方案四 方案五 方案六 單機(jī)容量臺(tái)數(shù) 萬(wàn) kW/5 萬(wàn) kW/5 萬(wàn) kW/5 水輪機(jī)型號(hào) HL260/A244 HL260/D74 適用水頭范圍 H（ m） 60~35 80~50 60~ 模型最優(yōu)單位流量 (m3/s) 模型最優(yōu)單位轉(zhuǎn)速（ r/min） 80 79 模型設(shè)計(jì) 比轉(zhuǎn)速（ mkw） 249 247 水輪機(jī)最高效率（ %） 水輪機(jī)平均效率（ %） 限制工況單位流量 (m3/s) 限制工況空化系數(shù) 轉(zhuǎn)輪直徑（ cm） 額定轉(zhuǎn)速 nr（ r/min） 水輪機(jī)飛逸轉(zhuǎn)速 n R(r/min) 324 水輪機(jī)額定流量 Qr(m3/s) 水輪機(jī)額定出力 Nr(KW) 44898 44898 44898 水輪機(jī)吸出高度 Hs(m) 0 0 水輪機(jī)安裝高程 Z(m) 南昌工程學(xué)院論文設(shè)計(jì) 31 水力機(jī)械部分 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》： 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（不含油） 參考價(jià)格 4 萬(wàn) /t 5萬(wàn) /t 單調(diào)（ 30 萬(wàn)元 /臺(tái) ) 60萬(wàn)元 /臺(tái) 3萬(wàn)元 /t 40 萬(wàn)元/套 30 萬(wàn)元 /套 金屬蝸殼、混流式水輪機(jī) K、 b、 a 參數(shù) K b a mH 200~30? mH 200? mH 200~30? mH 200? mD ~ ? mD 10~ ? ) 11 1D?? （ ) 11 1D?? （ 方案一、 4x55MW HL260/A244： )(210)( ttG ? ，總重 )(8404210 t?? ，總價(jià) 萬(wàn)33604840 ?? 方案二、 4x55MW HL260/D74： )(210)( ttG ? ，總重 )(8404210 t?? ，總價(jià) 萬(wàn)33604840 ?? 方案三、 4x55MW ： )(197)( ttG ? ，總重 )(7884197 t?? ，總價(jià) 萬(wàn)31524788 ?? 方案四、 5x44MW HL260/A244： )(162)( ttG ? ，總重 )(8105162 t?? ，總價(jià) 萬(wàn)40 50581 0 ?? 南昌工程學(xué)院論文設(shè)計(jì) 32 方案五、 5x44MW HL260/D74： )(162)( ttG ? ，總重 )(8105162 t?? ，總價(jià) 萬(wàn)40 50581 0 ?? 方案六、 5x44MW ： )(151)( ttG ? ，總重 )(7555151 t?? ，總價(jià) 萬(wàn)77 53575 5 ?? 按一臺(tái)單調(diào)調(diào)速器 30萬(wàn)元考慮，各方案總價(jià)估算如下： 方案一、方案二、方案三的調(diào)速器總價(jià)為 30 4=120 萬(wàn)元 方案四、方案五、方案六的調(diào)速器總價(jià)為 30 5=150 萬(wàn)元 按一臺(tái)調(diào)速器 60 萬(wàn)元考慮，各方案總價(jià)估算如下： 方案一、方案二、方 案三的勵(lì)磁裝置總價(jià)為 60 4=240 萬(wàn) 方案四、方案五、方案六的勵(lì)磁裝置總價(jià)為 60 5=300 萬(wàn)元 查 《電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》，發(fā)電機(jī)重量 )(tGF 可按下式估算： 321 ?????????eff nSKG 式中： fG —— 發(fā)電機(jī)總重量 ??t ； fS —— 發(fā)電機(jī)額定容量 ? ?KVA ,功率因數(shù)取 ； en —— 額定轉(zhuǎn)速 ? ?min/r ； 1K —— 系數(shù)，對(duì)于懸式發(fā)電機(jī)取 10~8 ，這里取 9K1? 。 對(duì)于發(fā)電機(jī)在飛逸狀態(tài)下的校核： smVK f / 2 6 6 6 5V f ????? 式中： fK —— 飛逸系數(shù)，與水輪機(jī)型式有關(guān)或按機(jī)組的飛逸轉(zhuǎn)速 Rn 與額定轉(zhuǎn)速 rn 的比值來(lái)確定； V —— 轉(zhuǎn)子額定線速度，當(dāng)頻率 50 周 /秒時(shí)，在數(shù)值上等于極距 ? ； fV —— 飛逸線速度，其允許值與轉(zhuǎn)子磁軛的材料及結(jié)構(gòu)有關(guān)； 由 sm/ ? 可知，因選低合金高強(qiáng)