【文章內(nèi)容簡介】 架高度推力軸承高度h3 下機(jī)架高度 定子機(jī)架支撐面到下機(jī)架支撐面到擋風(fēng)板距離 下機(jī)架支撐面到大軸法蘭距離根據(jù)已生產(chǎn)發(fā)電機(jī)資料 轉(zhuǎn)子磁軛軸向高度 定子鐵心軸向中心線到法蘭盤面的距離h12發(fā)電機(jī)大軸高度h131定子機(jī)座支撐面到轉(zhuǎn)速繼電器頂部高度h14 1發(fā)電機(jī)總高H() 第八節(jié) 水電站廠房布置一．主廠房長度確定 蝸殼層 尾水管層 發(fā)電機(jī)層 式中：發(fā)電機(jī)風(fēng)罩內(nèi)徑， 兩臺機(jī)組間風(fēng)罩外壁凈距離 發(fā)電機(jī)保護(hù)層風(fēng)罩壁厚，～機(jī)組段長度 裝配廠長度 邊機(jī)組段加長長度 主廠房長度 二、主廠房寬度確定 式中： B—主廠房凈寬；Bx—下游側(cè)寬度；Bs—上游側(cè)寬度；⑴ 水下部分凈寬的確定上游側(cè)寬度： Bs= 4+++3=式中： 4—座環(huán)半徑；—混凝土保護(hù)層厚度；—蝸殼上游側(cè)斷面直徑；—蝶閥坑寬度。下游側(cè)寬度：Bx=4+++=式中： 4—座環(huán)半徑；—混凝土保護(hù)層厚度；—蝸殼下游側(cè)斷面直徑；—走道寬度。則主廠房凈寬：B=Bx+Bs=+= ⑵水上部分凈寬的確定上游側(cè)寬度：Bs=5+ + 3= 式中： 5—發(fā)電機(jī)風(fēng)罩半徑；—發(fā)電機(jī)風(fēng)罩壁厚；3—布置調(diào)速器，油壓設(shè)備及機(jī)旁屏必需的距離。下游側(cè)寬度：Bx =5+ +1=式中： 5—發(fā)電機(jī)風(fēng)罩半徑；—發(fā)電機(jī)風(fēng)罩壁厚；2—下游走道寬度。則主廠房凈寬：B=Bx+Bs=+=取兩者中的大值， Bs =；Bx =第2章 調(diào)節(jié)保證計(jì)算及調(diào)速設(shè)備的選擇電站在運(yùn)行過程中，常會由于各種事故，機(jī)組突然與系統(tǒng)解列，從而造成甩負(fù)荷。在甩負(fù)荷時(shí)，由于導(dǎo)葉迅速關(guān)閉，水輪機(jī)的流量會急劇變化，因此在水輪機(jī)過水系統(tǒng)內(nèi)會產(chǎn)生水擊，調(diào)節(jié)保證計(jì)算就是在初步設(shè)計(jì)階段計(jì)算出上述過程中最大的轉(zhuǎn)速上升及最大的壓力上升值。調(diào)節(jié)保證計(jì)算一般應(yīng)對兩個(gè)工況進(jìn)行，即計(jì)算設(shè)計(jì)水頭和最大水頭甩全負(fù)荷的壓力上升和速率上升，并取其大者。第一節(jié) 設(shè)計(jì)水頭下甩全負(fù)荷一、確定基本參數(shù)電站型式：壩后式 壓力鋼管長度：L= 設(shè)計(jì)水頭： 最大水頭：120m 機(jī)臺數(shù)：4臺 設(shè)計(jì)流量：最大流量：水輪機(jī)型號：HL180 額定轉(zhuǎn)速：250r/min二、設(shè)計(jì)水頭下額定負(fù)荷壓力鋼管段額定負(fù)荷蝸殼段額定負(fù)荷由于蝸殼水力流段的特殊，其水力流道為環(huán)形，并且每個(gè)斷面的流量QC以及流速VC都不一致，故不得直接計(jì)算。所以我們將蝸殼分為若干段，然后取進(jìn)口段的平均流速以及平均流量，最后再將各段的LV進(jìn)行相加平均，以減小對蝸殼的計(jì)算誤差。本次將蝸殼分為四段。一段，二段三段，四段。表21 蝸殼計(jì)算數(shù)據(jù)表斷面號123453452551657515相鄰斷面面積Ai3相鄰斷面流量Qi相鄰流速平均流速Vi各段長度LiLiVi∑LcVc尾水管段特性計(jì)算（1）由于尾水管與蝸殼一樣,有著特殊的壓力流道,本電站的尾水管為彎肘型尾水管,故在任意斷面上尾水管的流速,以及斷面面積都不一致,故不能像壓力壓力引水等直接計(jì)算,所以將尾水管分段間接計(jì)算出∑LBVB以減少對尾水管∑LBVB的計(jì)算誤差。根據(jù)尾水管的特點(diǎn)將尾水管分為三段，一段為直錐段，二段為彎肘段，三段為擴(kuò)散段。1）尾水管的流量都來自蝸殼，在此過程中無流量損失，故尾水管分段流量QⅠ=QⅡ=QⅢ=QC2）各斷面面積的確定各斷面面積及尾水管尺寸可查附錄圖2.尾水管的計(jì)算數(shù)據(jù)如下：表22 尾水管計(jì)算數(shù)據(jù)表斷面號1234相鄰斷面面積Ai816相鄰斷面流量Qi相鄰流速平均流速Vi各段長度LiLBVB∑LBVB 計(jì)算水擊壓力水錘壓力計(jì)算需要確定水錘波a,對于埋藏式鋼管水錘波的傳播速度取 (1) 平均流速 (2)管道的平均特性常數(shù) 由，當(dāng)甩全負(fù)荷時(shí)，閥門全開，=1，因?yàn)?，所以發(fā)生極限水錘（間接水錘）。 根據(jù)《能源動力類水動專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)與課程設(shè)計(jì)指南》表31，滿足電站設(shè)計(jì)要求,所以水機(jī)壓力升高。 式中：混流式機(jī)組取k=A:壓力水管末端最大壓力上升相對值。B：蝸殼末端最大水錘壓力上升相對值。C:尾水管在導(dǎo)葉或閥門之后，水錘變化現(xiàn)象與壓力管道相反，其進(jìn)口處壓力壓力下降相對值。 D：尾水管的負(fù)水錘后，應(yīng)校對尾水管進(jìn)口處的真空度HB 式中：HS—吸出高度 v—尾水管進(jìn)口流速。 轉(zhuǎn)速上升計(jì)算（1)機(jī)組轉(zhuǎn)動慣量(水輪機(jī)設(shè)計(jì)手冊P80)是機(jī)組的飛轉(zhuǎn)力矩（2)機(jī)組慣性時(shí)間常數(shù)Ta（3)調(diào)節(jié)滯后時(shí)間常數(shù)c式中Tq為接力器不動時(shí)間，取Tq=,bp為調(diào)速器永態(tài)轉(zhuǎn)差系數(shù)，取bp=4%（4)水錘壓力影響系數(shù)（5)水輪機(jī)飛逸特性影響系數(shù)（6）相對轉(zhuǎn)速上升 式中：—甩前單位速度 —單位飛逸轉(zhuǎn)速 （7）則甩負(fù)荷時(shí)機(jī)組的速率上升值： 由以上計(jì)算可知，本電站機(jī)組在設(shè)計(jì)水頭下甩全負(fù)荷時(shí)，壓力升高與轉(zhuǎn)速升高均在允許范圍內(nèi)。第二節(jié) 最大水頭下甩全負(fù)荷最大水頭下機(jī)組流量 平均流速 一、最大水頭下額定負(fù)荷壓力鋼管段額定負(fù)荷蝸殼段額定負(fù)荷表23 蝸殼計(jì)算數(shù)據(jù)表斷面號34525516575153相鄰斷面面積Ai相鄰斷面流量Qi相鄰流速平均流速Vi 各段長度LiLiVi∑LcVc尾水管段特性計(jì)算表24 尾水管計(jì)算數(shù)據(jù)表斷面號1234相鄰斷面面積m3相鄰斷面流量m3/s141141141141相鄰流速平均流速m/s各段長度LiLBVB∑LBVB計(jì)算水擊壓力 ∑LV=++=∑L=（1） 平均流速 （2）管道的平均特性常數(shù) 當(dāng)甩全負(fù)荷時(shí)，由，因?yàn)?，所以發(fā)生極限水錘（間接水錘）。 所以根據(jù)《能源動力類水動專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)與課程設(shè)計(jì)指南》表31，滿足電站設(shè)計(jì)要求。所以水機(jī)壓力升高， 式中：混流式機(jī)組取k=A:壓力水管末端最大壓力上升相對值。B：蝸殼末端最大水錘壓力上升相對值。C:尾水管在導(dǎo)葉或閥門之后，水錘變化現(xiàn)象與壓力管道相反，其進(jìn)口處壓力壓力下降相對值。 D：尾水管的負(fù)水錘后，應(yīng)校對尾水管進(jìn)口處的真空度HB式中：HS—吸出高度 v—尾水管進(jìn)口流速。轉(zhuǎn)速上升計(jì)算（1)機(jī)組慣性時(shí)間常數(shù)Ta（2)調(diào)節(jié)滯后時(shí)間常數(shù)c式中Tq為接力器不動時(shí)間，取Tq=,bp為調(diào)速器永態(tài)轉(zhuǎn)差系數(shù)，取bp=4%（3)水錘壓力影響系數(shù)（4)水輪機(jī)飛逸特性影響系數(shù)（5）相對轉(zhuǎn)速上升 式中：—甩前單位速度， —單位飛逸轉(zhuǎn)速 （6）則甩負(fù)荷時(shí)機(jī)組的速率上升值 由以上計(jì)算可知，本電站機(jī)組在最大水頭下甩全負(fù)荷時(shí)，壓力升高與轉(zhuǎn)速升高真空值 均在允許范圍內(nèi)。第三節(jié) 調(diào)速設(shè)備的選擇水電站中，中小型調(diào)速器的選擇內(nèi)容主要是接力器工作容量計(jì)算，大型調(diào)速器的選擇內(nèi)容主要是主配壓閥直徑選取。 調(diào)節(jié)功計(jì)算及接力器的選擇接力器直徑計(jì)算：取油壓裝置額定壓力為40kg/cm2，采用標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)且用兩個(gè)單缸接力器操作時(shí)，每個(gè)接力器的直徑dc可近似按下式計(jì)算 式中—由 《能源動力類水動專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)與課程設(shè)計(jì)指南》第38頁，所以由選取接力器直徑為400mm接力器最大行程 雙直缸接力器總?cè)莘e 主配壓閥直徑 式中：—管路中油速 —接力器關(guān)閉時(shí)間根據(jù)《水輪機(jī)調(diào)節(jié)》第29頁，選取主配壓閥直徑為100mm。根據(jù)《水輪機(jī)調(diào)節(jié)》第26頁，調(diào)速器型號編制說明。二、油壓裝置的選擇油壓裝置分為分離式和組合式，本電站采用分離式，即壓力油箱與回油箱分開。，壓力油槽容積分為兩大部分：空氣所占的部分約為2/3，其余為油。其壓力油槽容積從《水輪機(jī)調(diào)節(jié)》第54頁可查得，選取YZ8型分離式油壓裝置。第三章 輔助設(shè)備第一節(jié) 油系統(tǒng)的計(jì)算一、透平油系統(tǒng)供油對象及組成供油對象發(fā)電機(jī)推力軸承，導(dǎo)軸承；調(diào)速系統(tǒng)等供油。2油系統(tǒng)的組成油系統(tǒng)由油庫、油處理室、油再生設(shè)備、管網(wǎng)、測量及控制元件組成二、用油量估算調(diào)速系統(tǒng)的用油量vp水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括油壓裝置，導(dǎo)水機(jī)構(gòu)接力器，及管道等的充油量。（1）油壓裝置vy根據(jù)調(diào)速器油壓裝置型HYZ4，可查 《畢業(yè)設(shè)計(jì)指南》 P57可知，充油量 （2）導(dǎo)水機(jī)構(gòu)接力器查 《水利機(jī)械》 P463，表95，,可知，接力器的充油量為 潤滑油系統(tǒng)充油量計(jì)算（1）水輪機(jī)主軸扭矩 根據(jù)主軸扭矩M查——《水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊——水利機(jī)械》第356頁圖86， （2)推力軸承及導(dǎo)軸承的用油量 q—軸承損耗單位千瓦所需油量，該電站采用推力軸承和導(dǎo)軸承公用一 式中：S軸與軸瓦的接觸面積（m2） Dz主軸直徑（m） U主軸圓周速度（m/s） 軸瓦間隙（m） 油的動力粘度系數(shù)（） h軸瓦高度（m）,一般取h=（）DZ式中：推力軸承損耗（KW） F推力軸承負(fù)荷（轉(zhuǎn)動部分的重量加上水推力pt） ne機(jī)組額定轉(zhuǎn)速（rpm） A系數(shù)，取決于推力軸承扇形瓦上的單位壓力P（和發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)形式 有關(guān)P通常采用3545kg/cm2）3）運(yùn)行用油量4）凈油量：為最大機(jī)組用油量的110%。5）補(bǔ)充用油量由于蒸發(fā)、漏損和取樣等損失需要補(bǔ)充油，它為機(jī)組45天的漏油量，即式中：α一年中需補(bǔ)充油量的百分?jǐn)?shù),對混流式取5～10% 取 8%本電站系統(tǒng)用油總量三、油處理設(shè)備選擇貯油設(shè)備選擇（1）凈油槽容積按凈油量加上全部運(yùn)行設(shè)備45天的補(bǔ)充用油量來確定。查《水電站動力設(shè)備設(shè)計(jì)手冊》P229，選用型號油罐，容積為40m3（2）運(yùn)行油槽由于接受新油為檢修時(shí)設(shè)備排油凈化處理容積與凈油罐容積相同，單位了運(yùn)行的可靠性考慮設(shè)計(jì)2個(gè)運(yùn)行油罐，每個(gè)市凈油罐的一半。由《水電站動力設(shè)備設(shè)計(jì)手冊》P229，選取的油罐容積。油泵和凈油設(shè)備的選擇：（1）油泵的選擇式中：t—充油時(shí)間,一般取4—8h，取5h根據(jù)實(shí)際情況， 由《水力機(jī)械》P466表98，選取油泵2CY5/,一臺移動式油泵用以接受新油和排出污油，一臺固定式油泵供設(shè)備充油時(shí)用。（2）壓力濾油機(jī)和真空濾油機(jī)的確定 式中：t為濾清時(shí)間對于凈化機(jī)組用油一般為4—6個(gè)小時(shí)，考慮到壓力濾油機(jī)要更換濾紙所需要的時(shí)間，所以在計(jì)算時(shí)應(yīng)將其額定生產(chǎn)率減少30%。選取壓力濾油機(jī)型號： LY200；真空濾油機(jī)型號：ZL20.四、管徑及管材的選擇按經(jīng)驗(yàn)查詢，由《水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊水力機(jī)械》部分P470表919查得：推力軸承油槽供油管直徑：推力軸承油槽排油管直徑： 導(dǎo)軸承油槽供、排油管直徑