【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 95 52 52 南昌工程學(xué)院論文設(shè)計(jì) 12 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 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 。 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(xiàn)上查的在最大導(dǎo)葉開(kāi)度下單位飛逸轉(zhuǎn)速min)/( rn r ? ，故水輪機(jī) 的飛逸轉(zhuǎn)速為 m in )/( 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 )( 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 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(wàn) kW，水輪機(jī)的型號(hào) 。 ）（ 1 計(jì)算轉(zhuǎn)輪直徑 D1。水輪機(jī)的額定出力為 )( 6 1 2 5 0 0 0 kWgGPrP ??? ? 式中： GP —— 發(fā)電機(jī)額定功率， kW ； g? —— 發(fā)電機(jī)效率。 取最優(yōu)單位轉(zhuǎn)速 min)/( rn ? 與出力限制線(xiàn)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 9 1 9 ?????? ??? m ，故水輪機(jī)的直 徑為 )( 6 1 2 111mHQ PDrrr ?????? ? 按我國(guó)規(guī)定的轉(zhuǎn)輪直徑系類(lèi)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 ? 。 ）（ 2 效率的計(jì)算： )(1)1(1 55110m a x ??????? DD mmr ?? 效率修正值 a x ?????? mr ??? 限制工況原型水輪機(jī)的效率為 9 2 2 9 ?????? ??? 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 )( 6 1 2 111mHQ PDrrr ?????? ? 故轉(zhuǎn)輪直徑 1D 取 (m)滿(mǎn)足要求 。 ）（ 4 轉(zhuǎn)速 n的計(jì)算。由模型綜合特性曲線(xiàn)上查得 min)/( 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 。 ）（ 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 )/( 6 1 2 3 smHDP rT r ?????? ? )/(4 . 8 322111 smD rrr ????? ）（ 6 水輪機(jī)出力校核： )(6 1 6 kWQHP rrT ?????? ? 校核值大于水輪機(jī)額定出力，滿(mǎn)足要求。 ）（ 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 mi nmax 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。 ① 計(jì)算 mi nmax HHH r、 所對(duì)應(yīng)的單位 轉(zhuǎn)速 11n m in )/( :m a x1m i n11m a x rHnDnH ???? m in )/( : 111 rHnDnHrrr???? m in )/(8152 :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(xiàn)交點(diǎn)處單位流量， max11 ? : 11 ?rr QH 南昌工程學(xué)院論文設(shè)計(jì) 15 6 1 2 a x21m i n11m a x ?????? HDpH T r?： ③ 用 ① 、 ② 中計(jì)算的對(duì)應(yīng)工況點(diǎn)從模型綜合特性曲線(xiàn)上分別查出mi nmax HHH r、 所對(duì)應(yīng)的模型空化系數(shù) m? ，分別為 、 、 。 分別用查到的空化系數(shù)計(jì)算 mi nmax HHH r、 對(duì)應(yīng)的吸出高度 計(jì)算式： HH ms )(9 0010 ?? ?????? 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。 查空化系數(shù)修正值曲線(xiàn)當(dāng)水輪機(jī)水頭為 54m時(shí)， ??? 查電站下游水 位曲線(xiàn)可得下游平均水位海拔高程 ?為 。 6 2 4 4900: 8 2 3900: 5 2 0 8900: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 = 。 ）（ 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 。設(shè)計(jì)水頭對(duì)應(yīng)的效率為 ，計(jì)算見(jiàn)下表。 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 3 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 。 即 )( mZa ????? ??10 飛逸轉(zhuǎn)速 Rn 的計(jì)算 由 的模型飛逸特性曲線(xiàn)上查的在最大導(dǎo)葉開(kāi)度下單位飛逸轉(zhuǎn)速min)/( rn r ? ，故水輪機(jī)的飛逸轉(zhuǎn)速為 m in )/( 584 8 . 911m a x11 rDHnn RR ???? ??1 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 )(51 68 23m a x213 NHDKF tt ????????? ?? ??21 水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪重量計(jì)算 ? ?? ? ? ?? ? NDDW r 2 1 0 3 0 333113 ???????????? 南昌工程學(xué)院論文設(shè)計(jì) 17 方案四 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) HL260/A244。 ）（ 1 計(jì)算轉(zhuǎn)輪直徑 D1。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。 取最優(yōu)單位轉(zhuǎn)速 min)/(80110 rn ? 與出力限制線(xiàn)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 8 8 6 ?????? ??? m ，故水輪機(jī)的直徑為 )( 4 4 8 9 111mHQ PDrrr ?????? ? 按我國(guó)規(guī)定的轉(zhuǎn)輪直徑系類(lèi)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 ? 。 ）（ 2 效率的計(jì)算： )(1)1(1 55110m a x ??????? DD mmr ?? 效率修正值 1 4 a x ?????? mr ??? 限制工況原型水輪機(jī)的效率為 ?????? ??? 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 )( 4 4 8 9 111mHQ PDrrr ?????? ? 故轉(zhuǎn)輪直徑 1D 仍取 (m)。 ）（ 4 轉(zhuǎn)速 n的計(jì)算。由模型綜合特性曲線(xiàn)上查得 min)/(80110 rn ? 南昌工程學(xué)院論文設(shè)計(jì) 18 m in )/(8 5 . 55801110 rD Hnn av ???? 轉(zhuǎn)速計(jì)算值介于同步轉(zhuǎn)速 m in)/(1 8 7 .5~ r之間，故取水輪機(jī)轉(zhuǎn)速 n 為min)/( 。 ）（ 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 )/( 4 4 8 9 3 smHDP rT r ?????? ? )/(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(mǎn)足要求。 ）（ 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 mi nmax 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。 ① 計(jì)算 mi nmax HHH r、 所對(duì)應(yīng)的單位轉(zhuǎn)速 11n m in )/( 7 . 51:m a x1m i n11m a x rHnDnH ???? m in )/( : 111 rHnDnHrrr???? m in )/( :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(xiàn)交點(diǎn)處單位流量， max11 ? : 11 ?rr QH 南昌工程學(xué)院論文設(shè)計(jì) 19 a x21m i n11m a x ?????? HDpH T r?： ③ 用 ① 、 ② 中計(jì)算的對(duì)應(yīng)工況點(diǎn)從模型綜合特性曲線(xiàn)上分別查出mi nmax HHH r、 所對(duì)應(yīng)的模型空化系數(shù) m? ，分別為 、 、 。 分別用查到的空化系數(shù)計(jì)算 mi nmax HHH r、 對(duì)應(yīng)的吸出高度 計(jì)算式： HH ms )(9 0010 ?? ?????? 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。 查空化系數(shù)修正值曲線(xiàn)當(dāng)水輪機(jī)水頭為 54m時(shí)， 查電站下游水位曲線(xiàn)可得下游平均水位海拔高程 為 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 。 ）（ 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 。設(shè)計(jì)水頭對(duì)應(yīng)的效率為 ，計(jì) 算見(jiàn)下表。 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 3 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 。 即 )( 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(xiàn)上查的在最大導(dǎo)葉開(kāi)度下單位飛逸轉(zhuǎn)速 min)/( rn r ? ，故水輪機(jī)的飛逸轉(zhuǎn)速為 m in )/( 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 88 8 23m a x213 NHDKF tt ????????? ?? ??21 水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪重量計(jì)算 ? ?? ? ? ?? ? NDDW r 1 6 0 7 2 333113 ???