【正文】 S 值，由 ? i=C? S求出 ? i 值，將各值列入下表 表 113 各斷面參數(shù)計(jì)算表 斷面 ri Si ? i Qi Fi Vi 1 1800 2 1600 3 137 4 1120 5 840 上表中 i? =Qk360 ? ? rrr drrbib?， 長(zhǎng) 春 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文 ) 22 Si= ? ?rrr drrbib?, 360/iri ?? 0, iii FQV /? , iF = ? ? ? ?ba rrbtgntg rmab ???? 022 2/? 混凝土蝸殼系數(shù) c? 00c S??? （ 1— 7） 在包角 180? 時(shí)面積是 0S ，解得 c? =1800/= 2m 。但相同的流量時(shí)，相應(yīng)的增加流速可以減少蝸殼的斷面面積，從而減少尺寸和成本。 軸向水推力可按下式計(jì)算： tKNHDKP ZZ 2m a x21 ??????? ?? （對(duì)于葉片數(shù)為 4個(gè)，水推力系數(shù) KZ查表為 ） 轉(zhuǎn)輪重量： G1 = 蝸殼的水力計(jì)算 蝸殼形式和主要參數(shù)選擇 對(duì)蝸殼進(jìn)行水力計(jì)算的目的，是為了確定蝸殼各個(gè) 斷面的幾何形狀和尺寸，繪出蝸殼單線圖 ,蝸殼的水力計(jì)算是在已經(jīng)選擇完蝸殼形式和主要參數(shù)的情況下進(jìn)行的，首先確定進(jìn)口斷面的尺寸，然后在求出其它斷面的尺寸。 確定初選方案 表 15 水輪機(jī)方案比較表 方案 I II III 裝 機(jī)容量 （ kW） 297200 297200 297200 機(jī)組臺(tái)數(shù) 5 6 7 發(fā)電機(jī)出力 （ kW） 60000 50000 40000 水輪機(jī)出力 （ kW） 61856 51546 41237 水輪機(jī)校核出力 （ kW） 61856 51546 41237 水輪機(jī)型號(hào) ZZ560 ZZ560 ZZ560 長(zhǎng) 春 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文 ) 13 轉(zhuǎn)輪直徑 （ m） 同步轉(zhuǎn)速 （ minr ） 吸出高度 （ m） 最小水頭時(shí) 出力 （ kW） 26557 23341 17513 受阻容量 （ kW） 40730 35822 31228 水輪機(jī)最大效率 水輪機(jī)單重 （ t） 154 水輪機(jī)總重 （ t） 924 水輪機(jī)工作區(qū) 高效區(qū) 高效區(qū) 偏離高效區(qū) 備注 從表 15 中可以看出： II,I 方案的工作區(qū)最好。1 ????? 長(zhǎng) 春 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文 ) 9 由于直徑大于 ，所以 tG 39。 式中 Pr —— 發(fā)電機(jī)額定容量， kW Qr11 —— ：水輪機(jī)額定工況的單位流量， sm3 Hr —— 設(shè)計(jì)水頭 ? —— 原形水輪機(jī)效率 (1) 效率 ? 的計(jì)算 ? ? ? ? 55 11m a x ???????? DD Mm?? a x ?????? M??? 式中 MAX? —— 原形水輪機(jī)效率 M? —— 模型水輪機(jī)最高效率 DM1 —— 模型水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪直徑 限制工況原形水輪機(jī)效率為 9 2 4 ?????? ??? M (2) 轉(zhuǎn)速 n的計(jì)算 n= 110n 1DHr =130? m in/ r? 轉(zhuǎn)速計(jì)算值在發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)準(zhǔn)同步轉(zhuǎn)速表與最接近 的轉(zhuǎn)速為 ，故選轉(zhuǎn)速為。對(duì)于轉(zhuǎn)槳式水輪機(jī)或者未標(biāo)出出力限制線的水輪機(jī)， Q11一般 不超過(guò)型譜參數(shù)表中的推薦值，則 smslslQ r /???? ，對(duì)應(yīng)模型效率為 %81m? ，暫取效率修正值為 3??? %，則設(shè)計(jì)工況點(diǎn)原水輪機(jī)的效率為 ?????? ??? m ，水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪直徑 D1為 mHrQDr Pr 111?????? ? 按照我國(guó)規(guī)定的轉(zhuǎn)輪直徑，選取直徑為 8m。對(duì)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(tái)數(shù)的選擇不必受偶數(shù)的限制。同時(shí)，較多的設(shè)備與較頻繁的開停機(jī)會(huì)使整個(gè)電站的事故發(fā)生率上升。一方面，小機(jī)組的單位千瓦金屬消耗高于大的機(jī)組，另外，單位重量的加工費(fèi)用也較大。 富春江水電站基本情況是：電站是 發(fā)電兼調(diào)相、調(diào)頻、調(diào)壓 為主的綜合利用工程 水庫(kù)為日調(diào)節(jié)，總庫(kù)容 3。它具有以發(fā)電為主 ,兼有農(nóng)田灌溉、改善航運(yùn) ,發(fā)展?jié)O業(yè)、上下游防洪、和城市供水等綜合效益 。 蝸殼的水力計(jì)算 .................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。另外，在本次設(shè)計(jì)中還運(yùn)用 AutoCAD對(duì)廠房布置及油系統(tǒng)、氣系統(tǒng)、水系統(tǒng)等系統(tǒng)圖進(jìn)行繪制，它們可以更直觀的表達(dá)廠房和各個(gè)輔助設(shè)備的布置和構(gòu)成。 關(guān)鍵詞： 富春江水力發(fā)電 水力機(jī)組 輔助系統(tǒng) 廠房布置 Abstract It was carried on the preliminary design of the Fu Chun Jiang hydropower stations in this design. The design of the hydraulic unit is main of preliminary design, it includes the followings: the choice of hydraulic turbine, generator and governor. The powerhouse layout also was designed as well as the auxiliary systems which include the oil system, the pressed air system and the water supply system. Besides, AutoCAD is used to draw powerhouse layout and the oil system, the pressed air system and the water supply system, etc. They can directly express the layout and ponents of the powerhouse and each auxiliary system. Keywords: Fu Chun Jiang hydroelectric power, hydraulic unit, auxiliary system, building layout. 目 錄 前 言 .......................................................................................................................... 1 第一章 水輪機(jī)選擇 ............................................................................ 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 尾水管選擇 ............................................................................ 錯(cuò)誤 !未定義書簽。電站位于浙江省錢塘江干流富春江上七里垅峽谷出口處。電站以發(fā)電為主，并可改善航運(yùn)，發(fā)展灌溉及養(yǎng)殖事業(yè)等綜合效益。除主要機(jī)電設(shè)備 外，機(jī)組臺(tái)數(shù)的增加，要求增加配套設(shè)備的臺(tái)數(shù)，主副廠房的平面尺寸也需增加，因此，在同樣的裝機(jī)容量條件下，水電站的土建工程及動(dòng)力廠房的成本也隨機(jī)組數(shù)的增加而增加。 機(jī)組臺(tái)數(shù)對(duì)設(shè)備制造、運(yùn)輸及安裝的影響 機(jī)組臺(tái)數(shù)增加時(shí)，水輪機(jī)和發(fā)電機(jī)的單機(jī)容量減少，則機(jī)組的尺寸小，制造、運(yùn)輸及現(xiàn)場(chǎng)安裝都較容易。 以上與機(jī)組臺(tái)數(shù)有關(guān)的諸因素，許多是既相互聯(lián)系又相互矛盾的，在選擇時(shí)應(yīng)針對(duì)主要因素進(jìn)行綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，選擇出合理的機(jī)組臺(tái)數(shù)。 式中 Pr —— 發(fā)電機(jī)額定容量； kW Qr11 —— 水輪機(jī)額定工況的單位流量， sm3 Hr —— 設(shè)計(jì)水頭 ? —— 原形水輪機(jī)效率 (2) 效率 ? 的計(jì)算 長(zhǎng) 春 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文 ) 5 ? ? ? ? 55 11m a x ???????? DD Mm?? a x ?????? M??? 式中 ： MAX? —— 原形水輪機(jī)效率 M? —— 模型水輪機(jī)最高效率 DM1 —— 模型水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪直徑 限制工況原形水輪機(jī)效率為 9 2 4 ?????? ??? M （ 3）轉(zhuǎn)速 n的計(jì)算 n= 110n 1DHr =130? m in/ r? 根據(jù)發(fā)電機(jī)同步轉(zhuǎn)速表（課本 P326）取水輪機(jī)轉(zhuǎn)速計(jì)算值介于發(fā)動(dòng)機(jī)同步轉(zhuǎn)速 60 r/min~ r/min,因靠近 r/min。 對(duì)以上方案計(jì)算結(jié)果，可進(jìn)行比較： 長(zhǎng) 春 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文 ) 8 表 13 水輪機(jī)初選方案 方案 機(jī)組臺(tái)數(shù) 水輪機(jī)型號(hào) 轉(zhuǎn)速 n( minr ) 直徑 D1 (m) I 5 ZZ560 8 II 6 ZZ560 III 7 ZZ560 水輪機(jī)初選方案比較 對(duì)初選的三個(gè)方案，從效率，吸出高度，重量等方面進(jìn)行比較。1 ??? 表 14 各方案最大效率表 方案 直徑 D1 （ m） 最大效率 ? （ %） 型號(hào) 總重 G（ t） 轉(zhuǎn) 輪重 G? （ t） ? (%) I ZZ560 II ZZ560 154 III ZZ560 計(jì)算各方案出力 （ 1）校核出力 Qr =Qr11 D21 rH （ 11） Nj= Qr ? （ 12） 式中 Qr —— 設(shè)計(jì)流量 Qr11 —— 設(shè)計(jì)工況點(diǎn)單位流量 Nj—— 水輪機(jī)校核出力 I方案 Qr =2? ? = sm3 Nj=? ? ? =67902 kW II方案 Qr =2? ? = sm3 Nj=? ? ? =59679kW III方案 Qr =2? ? = sm3 Nj=? ? ? =51988kW （ 2）最小水頭的出力 Nx 的計(jì)算 長(zhǎng) 春 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文 ) 10 根據(jù)公式： ?m HQN rx ? I方案 Nx =? ? ? =27172 kW II方案 Nx =? ? ? =23856 kW III方案 Nx =? ? ? =20759 kW (3) 受阻容量 I方案 Nsh = Nj Nx =6790227172=40730kW II方案 Nsh = Nj Nx =5967923856=35822kW III方案 Nsh = Nj Nx =5198820759=31228kW 表 13 出力計(jì)算表 方案 D1 （ m） Nj （ kW） Nx （ kW） Nsh （ kW） I 8 67902 27172 40730 II 59679 23856 35822 III 7 51988 20759 31228 各方案吸出高度 在確定水輪機(jī)安裝高程時(shí)，可以通過(guò)選擇合適的幾何吸出高度來(lái)控制轉(zhuǎn)輪出口處的壓力值，以防止翼型空化的嚴(yán)重發(fā)生。而 II 方案和 III 方案還需進(jìn)一步比較 。 (1) 形式選擇 蝸殼的形式主要是根據(jù)水電站的水頭來(lái)選擇，當(dāng)最大水頭小于 40 米時(shí)，選用混凝長(zhǎng) 春 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文 ) 20 土蝸殼，富春江水電站的最大工作水頭為 ，所以選用混凝土蝸殼。故取 a =，由公式（ 1— 6）算得 0v =。