水輪機(jī)的選型設(shè)計(jì)-免費(fèi)閱讀
【正文】 為了讓計(jì)算機(jī)能像人一樣有能力去處理設(shè)計(jì)計(jì)算中的各種問題，在水輪機(jī)選型的程序設(shè)計(jì)中要解決下面幾個關(guān)鍵問題。軸流式水泵水輪機(jī)應(yīng)用不太多，其原因是水泵運(yùn)行時揚(yáng)程較低。(1)混流式水泵水輪機(jī)。三機(jī)式的優(yōu)點(diǎn)是機(jī)組轉(zhuǎn)換運(yùn)行方式快，不必專設(shè)起動設(shè)備。動態(tài)比轉(zhuǎn)速經(jīng)驗(yàn)公式可用數(shù)理統(tǒng)計(jì)法獲得。3） 對于多輪多噴式，對應(yīng)于單輪單噴的ns1應(yīng)選擇在最佳比轉(zhuǎn)速范圍，一般取ns1=1020(),整體水輪機(jī)的ns也不宜超過60，（）因?yàn)榇讼匏賱t需在同一水輪機(jī)軸上裝3個以上的轉(zhuǎn)輪，這是不經(jīng)濟(jì)的，這種情況下可考慮使用混流式水輪機(jī)。當(dāng)已知水電站的水頭時，可用這些曲線或公式選擇水輪機(jī)的比轉(zhuǎn)速。掌握比轉(zhuǎn)速與水輪機(jī)特性之間的關(guān)系、正確地選擇水輪機(jī)的比轉(zhuǎn)速，可以保證所選擇的水輪機(jī)在實(shí)際運(yùn)行中有良好的能量指標(biāo)與空化性能。水斗式水輪機(jī)在負(fù)荷變化時效率的下降比混流式小，尤其是多噴嘴時可以調(diào)整使用噴嘴的數(shù)目，有良好的負(fù)荷適應(yīng)性。 在同樣的水頭與流量的條件下斜流式水輪機(jī)與混流式水輪機(jī)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較表（4） 斜流式與軸流式的比較：1） 在應(yīng)用水頭為60m以上時，斜流式水輪機(jī)的最優(yōu)效率高于軸流式，在40m以下水頭段應(yīng)用時，軸流式的最優(yōu)效率高于斜流式。 5）軸流式水輪機(jī)的軸向水推力系數(shù)約為混流式的24倍，推力軸承負(fù)荷大。 2）貫流式水輪機(jī)可布置在壩體或閘墩內(nèi)，可以不要專門的廠房，土建工程量小且適于狹窄的地形條件。（3） 軸流轉(zhuǎn)槳式水輪機(jī)可在協(xié)聯(lián)方式運(yùn)行，在水頭、負(fù)荷變化時可實(shí)現(xiàn)高效運(yùn)行。（4） 裝置多噴嘴時通過調(diào)整噴嘴適用數(shù)目可獲高效運(yùn)行。 對于裝置大型機(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)組臺數(shù)的選擇不必受偶數(shù)的限制。同時，較多的設(shè)備與較頻繁的開停機(jī)會使整個電站的事故發(fā)生率上升。但是對于變動負(fù)荷的水電站，若采用過少的機(jī)組臺數(shù)，雖單機(jī)效率高，但在部分負(fù)荷時由于負(fù)荷不便在機(jī)組之間調(diào)節(jié)，因而不能避開低效率區(qū)，這會使電站的平均效率降低。但要注意必須合理套用，要對擬建電站與已建電站的參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)的分析與比較，還要考慮不同年代水輪機(jī)的設(shè)計(jì)于制造水平的差異，90年代設(shè)計(jì)的電站若直接套用60年代電站的水輪機(jī)，往往會使水輪機(jī)的參數(shù)偏低。2：按水輪機(jī)系列型譜選擇水輪機(jī)在一些國家，對水輪機(jī)設(shè)備進(jìn)行了系列化，通用化與標(biāo)準(zhǔn)化，制定了水輪機(jī)型譜，為每一水頭段配置了一種或兩種水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪，并通過模擬實(shí)驗(yàn)獲得了各型號水輪機(jī)的基本參數(shù)與模型綜合特性曲線。（4） 運(yùn)輸及安裝條件：應(yīng)了解通向水電站的水陸交通情況，例如公路，水路，及港口的運(yùn)載能力（噸位及尺寸）；設(shè)備現(xiàn)場裝配條件，大型專用加工設(shè)備在現(xiàn)場臨時建造的可能性及經(jīng)濟(jì)性；大型部件整件出廠與分塊運(yùn)輸現(xiàn)場裝配的比價等。（5） 機(jī)組制造供貨應(yīng)落實(shí)，提出的技術(shù)要求要符合制造廠的設(shè)計(jì)、試驗(yàn)與制造水平。 wertyp9ed\結(jié)合水輪機(jī)在結(jié)構(gòu)、材質(zhì)、運(yùn)行 等方面的要求，向制造廠提出制造任務(wù)書。水輪機(jī)的型式與參數(shù)的選擇是否合理，對于水電站的功能經(jīng)濟(jì)指標(biāo)及運(yùn)行穩(wěn)定性，可靠性都有重要影響。對于沖擊式水輪機(jī)，還包括確定射流直徑與噴嘴數(shù)等。（3） 水輪機(jī)性能及結(jié)構(gòu)要能夠適應(yīng)電站水質(zhì)的要求，運(yùn)行穩(wěn)定、靈活、可靠，有良好的抗空化性能。此外還應(yīng)有電站的總裝機(jī)容量，保證出力以及水電站下游水位流量關(guān)系曲線。當(dāng)確定了水電站的水頭與裝機(jī)容量等基本參數(shù)后，可根據(jù)統(tǒng)計(jì)曲線或經(jīng)驗(yàn)公式確定水輪機(jī)的型式與基本參數(shù)。同時，要不斷完善、更新水輪機(jī)型譜。除主要機(jī)電設(shè)備外機(jī)組臺數(shù)的增加，要求增加配套設(shè)備的臺數(shù)，主副廠的平面尺寸也需增加，因次在同樣的裝機(jī)容量條件下，水電站的土建工程及動力廠房的成本也隨機(jī)組的增加而增加。但是對于轉(zhuǎn)槳式水輪機(jī)或多噴嘴的水斗式水輪機(jī)，由于可以通過改變?nèi)~片角度或增減使用噴嘴的數(shù)目而使水輪機(jī)保持高效率運(yùn)行，因此機(jī)組臺數(shù)對電站運(yùn)行效率的影響較小。5：機(jī)組臺數(shù)對電力系統(tǒng)的影響 對于占電力系統(tǒng)容量比重大的水電廠及大型機(jī)組,發(fā)生事故時對電力系統(tǒng)的影響較大，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，在確定臺數(shù)時,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)容量也不宜超過系統(tǒng)容量的1/3。在水輪機(jī)選擇時若同一水頭段有多種機(jī)型可供選擇，則需要認(rèn)真分析各類水輪機(jī)的特性并進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較以確定最適合的機(jī)型。（3） 裝有尾水管，可減少轉(zhuǎn)輪出口水流損失。（3） 轉(zhuǎn)輪可以分解，加工運(yùn)輸方便。 2）在相同的水頭下，軸流式的ns高于混流式，有利于減小機(jī)組的尺寸。4） 混流式水輪機(jī)的結(jié)構(gòu)比斜流式簡單，造價低，維護(hù)方便，運(yùn)行可靠。3） 兩者的結(jié)構(gòu)都較復(fù)雜，斜流式轉(zhuǎn)輪及其他過流部件要更復(fù)雜一些。7） 切擊式水輪機(jī)的ns在5055（）以上時其效律會降低，同樣條件下，混流式水輪機(jī)的比轉(zhuǎn)速較大，且效律不會降低。在選擇水輪機(jī)時，盡可能將比轉(zhuǎn)速控制在它們的最佳范圍之內(nèi)，以保證水輪機(jī)
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