【正文】 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 南昌工程學(xué)院論文設(shè)計(jì) 8 )(2 2 0 0 7 7 23m a x213 NHDKF tt ????????? ?? （ 12） 水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪重量計(jì)算 ? ?? ? ? ?? ? NDDW r 2 2 8 6 1 2 2 333113 ????????????南昌工程學(xué)院論文設(shè)計(jì) 9 方案二 機(jī)組臺(tái)數(shù)為四臺(tái)，單機(jī)容量為 萬 kW，水輪機(jī)的型號(hào) HL260/D74。 （ 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。 單機(jī)容量 水輪機(jī)型號(hào) HL260/A244 HL260/D74 4 臺(tái) / 萬 kW 方案一 方案二 方案三 5 臺(tái) / 萬 kW 方案四 方案五 方案六 南昌工程學(xué)院論文設(shè)計(jì) 4 第二節(jié)：水輪機(jī)基本參數(shù)的計(jì)算 方案一 機(jī)組臺(tái)數(shù)為四臺(tái)，單機(jī)容量為 萬 kW，水輪機(jī)的型號(hào) HL260/A244。 機(jī)組臺(tái)數(shù)的選擇 我國的建成的中型水 電站一般采用 46臺(tái)機(jī)，為保證運(yùn)行的可靠性和靈活性，保障電站的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行及考慮機(jī)組臺(tái)數(shù)對(duì)電站各方面的影響，暫選機(jī)組臺(tái)數(shù)為四臺(tái)和五臺(tái)。 （ 4） 轉(zhuǎn)速 n 的計(jì)算。 （ 8）平均效率的計(jì)算 取各個(gè)水頭對(duì)應(yīng)的單位轉(zhuǎn)速，以發(fā)電機(jī)出力為限制，采用逼近法找到單位流量和相應(yīng)的效率 。 ）（ 4 轉(zhuǎn)速 n的計(jì)算。設(shè)計(jì)水頭對(duì)應(yīng)的效率為 ，計(jì)算見下表。由模型綜合特性曲線上查得 m in)/( rn ? 南昌工程學(xué)院論文設(shè)計(jì) 14 m in )/( 558 0 . 21110 rD Hnn av ???? 轉(zhuǎn)速計(jì)算值介于同步轉(zhuǎn)速 ）（）（ m in/~m in/1 6 6 . 7 rr 之間，考慮最優(yōu)效率區(qū)范圍故取水輪機(jī)轉(zhuǎn)速 n為 min)/( r 。設(shè)計(jì)水頭對(duì)應(yīng)的效率為 ，計(jì)算見下表。 ）（ 4 轉(zhuǎn)速 n的計(jì)算。設(shè)計(jì)水頭對(duì)應(yīng)的效率為 ，計(jì) 算見下表。由模型綜合特性曲線上查得 min)/(79110 rn ? 南昌工程學(xué)院論文設(shè)計(jì) 22 m in )/(8 3 . 55791110 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 。 水頭 (m) 流量 模型效率（ %） 真機(jī)效率（ %) 出力（ kW） 58 58 58 52 南昌工程學(xué)院論文設(shè)計(jì) 24 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 3 . 9 4 93 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 。 ）（ 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 )/( 1smHDPrTr ?????? ? )/(9 2 . 0 0 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。 水頭 (m) 流量 模型效率（ %） 真機(jī)效率（ %) 出力（ kW） 58 58 58 南昌工程學(xué)院論文設(shè)計(jì) 28 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 3 2 9 2 2 . 9 4 93 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 。 水輪發(fā)電機(jī)的外形尺寸估算 ??1 定子機(jī)座外徑 1D ： 因?yàn)?m in/2 1。 方案一、 4x55M HL260/A244： 發(fā)電機(jī)重量 4 7 9 6 66 4 7 0 69 32 ?????????fG )(t，總重 )(19164479 tG ??? 總價(jià)為： )(766441916 萬元?? 轉(zhuǎn)子重量 )( tGG Fr ???? 南昌工程學(xué)院論文設(shè)計(jì) 33 方案二、 4x55MW HL260/D74： 發(fā)電機(jī)重量 4 7 9 6 66 4 7 0 69 32 ?????????fG )(t，總重 )(19164479 tG ??? 總價(jià)為： )(766441916 萬元?? 轉(zhuǎn)子重量 )( tGG Fr ???? 方案三、 4x55MW ： 發(fā)電機(jī)重量 4 7 9 6 66 4 7 0 69 32 ?????????fG )(t，總重 )(19164479 tG ??? 總價(jià)為： )(766441916 萬元?? 轉(zhuǎn)子重量 )( tGG Fr ???? 方案四、 5x44MW HL260/A244： 發(fā)電機(jī)重量 )(3 40) 875 17 65(8 3 2 tGF ???，總重 )(17 005340 tG ??? 總價(jià)為： )(850051700 萬元?? 轉(zhuǎn)子重量 )( tGG Fr ???? 方案五、 5x44MW HL260/D74： 發(fā)電機(jī)重量 )(3 40) 875 17 65(8 3 2 tGF ???，總重 )(17 005340 tG ??? 總價(jià)為： )(850051700 萬元?? 轉(zhuǎn)子重量 )( tGG Fr ???? 方案六、 5x44MW ： 發(fā)電機(jī)重量 )(3 10) 145 17 65(8 3 2 tGF ???，總重 )(15 505310 tG ??? 總價(jià)為： )(775051550 萬元?? 轉(zhuǎn)子重量 )(1 5 53 1 tGG Fr ???? 南昌工程學(xué)院論文設(shè)計(jì) 34 設(shè)備投資估算表 項(xiàng)目 方案 一 方案 二 方案 三 方案 四 方案 五 方案 六 臺(tái)數(shù) 4 5 水輪機(jī)單重（ t / 臺(tái)） 210 210 197 162 162 151 水輪機(jī)總重（ t） 840 840 776 810 810 755 水輪機(jī)單價(jià)（萬元 / t） 4 4 4 4 4 4 水輪機(jī)總價(jià)（萬元） 3360 3360 3104 4050 4050 3755 調(diào)速器單價(jià)（萬元 / 臺(tái)） 30 30 30 30 30 30 調(diào)速器總價(jià)（萬元） 120 120 120 150 150 150 勵(lì)磁裝置單價(jià)（萬元 /臺(tái)） 60 60 60 60 60 60 勵(lì)磁裝置總價(jià)價(jià)（萬元） 240 240 240 300 300 300 油壓裝置單價(jià)（萬元 /套） 30 30 30 30 30 30 油壓和漏油裝置總價(jià)（萬元） 120 120 120 150 150 150 自動(dòng)化元件（萬元 /套） 60 60 60 60 60 60 自動(dòng)化元件總價(jià)（萬元） 240 240 240 300 300 300 發(fā)電機(jī)單重 （ t / 臺(tái)） 479 479 479 340 340 310 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子帶軸單重（ t） 170 170 155 發(fā)電機(jī)總重（ t） 1916 1916 1916 1700 1700 1550 發(fā)電機(jī)單價(jià)（萬元 / t） 5 5 5 5 5 5 發(fā)電機(jī)總價(jià)（萬元） 7664 7664 7664 8500 8500 7750 總投資（萬元） 11744 11744 11488 13450 13450 12425 總耗鋼量（ t） 2756 2756 2692 2510 2510 2305 單位千瓦投資（元 / kW） 534 534 522 611 611 566 千瓦耗鋼量（ kg / kW） 南昌工程學(xué)院論文設(shè)計(jì) 35 最優(yōu)方案的選擇 對(duì)以上六種方案進(jìn)行比較： （ 1） 經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)：方案三總投資最少、單位千瓦投資最低，方案六 千瓦耗鋼量 最小 ； （ 2）技術(shù)性指標(biāo)：方案三最高效率及平均效率最高，空化系數(shù)性能好，較其他方案開挖量較小，同等出力條件下，轉(zhuǎn)輪直徑小于方案一和方案二，飛逸轉(zhuǎn)速也優(yōu)于其他方案。 ① 計(jì)算 m inm ax HHH r、 所對(duì)應(yīng)的單位轉(zhuǎn)速 11n m i n)/(87. 358 . 3:m a x1m i n11m a x rHnDnH ???? m in)/(90. 454 . 3: 111 rHnDnHrrr???? m i n)/(2. 1952 . 3:m i n1m a x11m i n rHnDnH ???? ② 確定各水頭所對(duì)應(yīng)的出力限制工況點(diǎn)的單位流量 11Q minH :取 max11n 與出力限制線交點(diǎn)處單位流量， max11 ? 南昌工程學(xué)院論文設(shè)計(jì) 27 : 11 ?rr QH 2 4 4 8 9 a x21m i n11m a x ?????? HDpH T r?： ? 用 ?、 ?中計(jì)算的對(duì)應(yīng)工況點(diǎn)從模型綜合特性曲線上分別查出 m inm ax HHH r、所對(duì)應(yīng)的模型空化系數(shù) m? ，分別為 、 、 。 ）（ 1 計(jì)算轉(zhuǎn)輪直徑 D1。 ）（ 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。 即 )( 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 ???? ??1 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 )(1 7 3 8 8 8 23m a x213 NHDKF tt ????????? ?? ??21 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) 21 方案五 機(jī)組臺(tái)數(shù)為五臺(tái)，單機(jī)容量為 萬 kW，水輪機(jī)的型號(hào) HL260/D74。 ）（ 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 )/( 1smHDPrTr ?????? ? )/(9 4 . 6 322111 smD rrr ????? ）（ 6 水輪機(jī)出力校核： )(4 4 8 9 4 . kWQHP rrT ?????? ? 校核值大于水輪機(jī)額定出力，滿足要求。 0b —— 導(dǎo)葉高度， 100 Dbb ? ,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。 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 )(2 0 8 49 4 23m a x213 NHDKF tt ????????? ?? ）（ 12 水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪重量計(jì)算? ?? ? ? ?? ? NDDW r 2 2 8 6 1 2 2 333113 ????????????南昌工程學(xué)院論文設(shè)計(jì) 13 方案三 機(jī)組臺(tái)數(shù)為四臺(tái)，單機(jī)容量為 萬 kW，水輪機(jī)的型號(hào) 。 ）（ 5 水輪機(jī)設(shè)計(jì)流量 rQ 的計(jì)算