水輪機(jī)的選型設(shè)計(jì)(存儲(chǔ)版)
【正文】 具有最高效率。 當(dāng)切擊式水輪機(jī)具有多個(gè)轉(zhuǎn)輪（僅在橫軸式水輪機(jī)上可實(shí)現(xiàn)）和噴嘴時(shí)，從理論上可按√KrZ0倍增大水輪機(jī)的比轉(zhuǎn)速，但實(shí)際上選擇多轉(zhuǎn)輪多噴嘴水輪機(jī)的比轉(zhuǎn)速時(shí)常受到下面條件的限制。應(yīng)用上述的一些經(jīng)驗(yàn)公式選擇水輪機(jī)的比轉(zhuǎn)速時(shí)，要充分考慮設(shè)計(jì)電站的具體情況，還要考慮國(guó)內(nèi)水輪機(jī)的設(shè)計(jì)制造水平，這樣才能保證所選擇的水輪機(jī)既具有較高的能量指標(biāo)，又能保證機(jī)組的正常運(yùn)行。最早采用的型式為四機(jī)式，即水泵和水輪機(jī)分別配置各自的電動(dòng)機(jī)與發(fā)電機(jī)，由于設(shè)備多，占地多，投資高，目前已很少采用。但水泵水輪機(jī)的轉(zhuǎn)輪要兼顧水輪機(jī)和水泵兩種工況的性能，故其效率較水泵或水輪機(jī)專用機(jī)要稍低一些。在水庫(kù)的利用水深較大，采用單速混流式水泵水輪機(jī)不能同時(shí)滿足水泵與水輪機(jī)工況同時(shí)獲得最高效率，可考慮雙速混流式水泵水輪機(jī)和斜流式水泵水輪機(jī)兩種方案?，F(xiàn)代計(jì)算機(jī)具有強(qiáng)大的記憶功能與運(yùn)算能力，并具備文件處理，圖形處理等功能，將這些功能應(yīng)用到水輪機(jī)選型設(shè)計(jì)中，可以使水輪機(jī)的選型計(jì)算更加快速，精準(zhǔn)和規(guī)范化。 貫流式轉(zhuǎn)輪同軸流式一樣，只是布置型式不同，貫流式水泵水輪機(jī)用于潮汐抽水蓄能電站和其他低水頭抽水蓄能電站。（2） 斜流式水泵水輪機(jī)。發(fā)電電動(dòng)機(jī)機(jī)，也可以作為電動(dòng)機(jī)。大型機(jī)組多采用豎軸布置，中小型機(jī)組有時(shí)采用橫軸布置。國(guó)內(nèi)一些資料表明，多泥沙河流上的水電站，水輪機(jī)破壞輕微者所采用的ns都較低，ns=1320/√Hr1360/√Hr()之間。當(dāng)切擊式水輪機(jī)為多轉(zhuǎn)輪多噴嘴時(shí)，水輪機(jī)的比轉(zhuǎn)速為：ns=ns1√KrZ0式中ns1單輪單噴嘴的比轉(zhuǎn)速，Kr轉(zhuǎn)輪數(shù)，Z0每個(gè)轉(zhuǎn)輪的噴嘴數(shù)。圖932表示了不同類型水輪機(jī)的最優(yōu)效率與比轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系。5） 切擊式水輪機(jī)無(wú)軸向水推力，可以簡(jiǎn)化軸承的結(jié)。但當(dāng)水頭高于60m時(shí)，由于強(qiáng)度與結(jié)構(gòu)的關(guān)系，軸流式轉(zhuǎn)輪的輪廓尺寸變大，會(huì)加大水輪機(jī)的重量。2） %1%，但在部分負(fù)荷（50%負(fù)荷）混流式的效率要比斜流式低約5%。 5）燈泡貫流式水輪發(fā)電機(jī)組全部處于水下，要求有嚴(yán)密的封閉結(jié)構(gòu)及良好的通風(fēng)防潮措施，維護(hù)、檢修較困難。4：斜流式水輪機(jī)（1） 其ns與應(yīng)用水頭范圍介于軸流式和混流式之間。（6） 易磨損部件更換容易。雖然各類水輪機(jī)有明確的適用水頭范圍，但由于他們的適用范圍存在著交叉水頭段，因此，必須根據(jù)水電站的具體條件對(duì)可供選擇的水輪機(jī)進(jìn)行分析比較，才能選擇出最合適的機(jī)型。因此最大單機(jī)容量的選擇要考慮制造廠家的加工水平，及設(shè)備的運(yùn)輸，安裝條件。對(duì)于固定葉片式水輪機(jī)，尤其是軸流定槳式水輪機(jī)，其效率曲線比較陡峭，當(dāng)出力變化時(shí)，效率變化劇烈。三：機(jī)組臺(tái)數(shù)選擇 對(duì)于一個(gè)確定了總裝機(jī)容量的水電站，機(jī)組臺(tái)數(shù)對(duì)的多少將直接影響到電廠的動(dòng)能經(jīng)濟(jì)指標(biāo)與運(yùn)行的靈活性，可靠性，還影響到電廠建設(shè)的投資等，因此確定 機(jī)組臺(tái)數(shù)時(shí)必須考慮以下有關(guān)因素，經(jīng)過(guò)充分的技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證。水輪機(jī)型譜可為水輪機(jī)的選型設(shè)計(jì)提供了便利，可使選型工作簡(jiǎn)化與標(biāo)準(zhǔn)化。1：應(yīng)用統(tǒng)計(jì)資料選擇水輪機(jī)這種方法以已建水電站的統(tǒng)計(jì)資料為基礎(chǔ)，通過(guò)匯集、統(tǒng)計(jì)國(guó)內(nèi)外已建水電站的水輪機(jī)的基本參數(shù)，再把他們按水輪機(jī)型式，應(yīng)用水頭，單機(jī)容量等參數(shù)進(jìn)行分析歸類。根據(jù)初步設(shè)計(jì)的深度和廣度的要求，通常應(yīng)具備下述的基本技術(shù)資料：（1） 樞紐資料：包括河流的水能總體規(guī)劃，流域的水文地質(zhì)，水能開(kāi)發(fā)方式，水庫(kù)的調(diào)節(jié)性能，水利樞紐布置，電站類型及廠房條件，上下游綜合利用的要求，工程的施工方式和規(guī)劃等情況。（1） 保證在設(shè)計(jì)水頭下水輪機(jī)能發(fā)生額定出力，在低于設(shè)計(jì)水頭時(shí)機(jī)組的受阻容量盡可能小。（2） 確定機(jī)型和裝置型式。一：水輪機(jī)選型的內(nèi)容，要求和所需資料1：水輪機(jī)選擇的內(nèi)容（1） 確定單機(jī)容量及機(jī)組臺(tái)數(shù)。在幾個(gè)可能的方案中詳細(xì)地進(jìn)行以下幾方面比較，從中選擇出技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合指標(biāo)最優(yōu)的方案。3. 水輪機(jī)選型所需要的原始技術(shù)材料 水輪機(jī)的型式與參數(shù)的選擇是否合理、是否與水電站建成后的實(shí)際情況相吻合，在很大程度上取決于對(duì)原始資料的調(diào)查、匯集和校核。二：水輪機(jī)選型的基本方法目前世界上各國(guó)在設(shè)計(jì)水電站中選擇水輪機(jī)的方法不盡相同，其主要方法可以概括為以下幾種。我國(guó)與原蘇聯(lián)都曾頒布過(guò)水輪機(jī)型譜。我國(guó)過(guò)去應(yīng)用較多的方法是按照水輪機(jī)型譜來(lái)選擇水輪機(jī)，但隨著水電開(kāi)發(fā)的進(jìn)展，舊的水輪機(jī)型譜已不能滿足目前水電站的設(shè)計(jì)的要求，設(shè)計(jì)者常采用不同的選型方法相互結(jié)合、相互驗(yàn)證，以保證水輪機(jī)選型的科學(xué)性與合理性。 此外，機(jī)組類型不同時(shí)，臺(tái)數(shù)對(duì)電站的運(yùn)行效率的影響不同。反之，臺(tái)數(shù)減少則機(jī)組尺寸增大，機(jī)組的制造、運(yùn)輸及安裝的難度也相應(yīng)增大。 水輪機(jī)型式的選擇 根據(jù)水電站的實(shí)際情況正確地選擇水輪機(jī)型式是水輪機(jī)選型設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。若使用制動(dòng)噴嘴可使水輪機(jī)迅速剎車。軸流定槳式水輪機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性好，尤其在擔(dān)負(fù)基荷的低水頭電站較適用。 4）貫流式水輪機(jī)為了滿足安裝高程的
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