水輪機(jī)選型畢業(yè)設(shè)計(jì)及solidworks建立轉(zhuǎn)輪模型(編輯修改稿)
2025-07-23 18:42 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 案四，對以上四種初選方案的水輪機(jī)工作范圍進(jìn)行比較：方案一和方案二的高效率區(qū)較方案三和方案四為狹窄。 綜上，考慮各方面的因素，選取方案三和方案四作為精選方案，其參數(shù)見下表所示：表24 精選分案參數(shù)參數(shù)方案轉(zhuǎn)輪型號臺(tái)數(shù)（臺(tái)）轉(zhuǎn)輪標(biāo)稱直徑效率轉(zhuǎn)速設(shè)計(jì)流量幾何吸出高度飛逸速軸向推力一HL180/A19459750 142二HL180/A1944 0 精選方案綜合特性曲線的繪制一、方案三水輪機(jī)綜合運(yùn)轉(zhuǎn)特性曲線的繪制繪制等效率曲線的具體步驟為： （1）在水輪機(jī)工作水頭范圍內(nèi)(Hmin~Hmax)內(nèi)，取若干間隔均勻的水頭（一般取4~5個(gè)），計(jì)算各水頭所對應(yīng)的單位轉(zhuǎn)速n11m, 以各n11m值在模型綜合特性曲線上作水平線與其等效率線相交得一系列交點(diǎn)，根據(jù)交點(diǎn)處的Q1計(jì)算出原型水輪機(jī)的效率和出力P，然后，作出各水頭的=f（P）曲線。（2）在曲線=f（P）上的以某效率（例如=90%）作為水平線與各=f（P）曲線相交找出各點(diǎn)的H、P值。（3）作P—H坐標(biāo)系，并在其中繪出計(jì)算中所選水頭值的水平線，將（2）中所得到的各點(diǎn)按其H、P值點(diǎn)到P—H坐標(biāo)系中，連接各點(diǎn)即得到某效率值的等效率線。方案三和方案四等效率曲線的繪制均按上述步驟進(jìn)行，計(jì)算結(jié)果分別計(jì)于表25和表26中。等效率曲線圖分別繪制如圖21和圖22所示。計(jì)算公式：原型水輪機(jī)效率。 原型水輪機(jī)出力。表25方案三等效率曲線計(jì)算表Hmax = 100m n11m = （r/min）H r= 94m n11m = （r/min）Q11PQ11PH = 86m n11M =（r/min）Hmin = 80m n11M = （r/min）Q11PQ11P單位:P(萬千瓦)方案三效率曲線圖如圖21圖21表26 方案四的等效率曲線計(jì)算表Hmax = 100m n11M =（r/min）H r= 94m n11M =（r/min）Q11PQ11PH = 86m n11M = （r/min）Hmin = 80m n11M =（r/min）Q11PQ11P 單位（）方案四效率曲線圖如圖22所示。圖22二、等吸出高度線的計(jì)算與繪制 計(jì)算與繪制Hs步驟：（1）計(jì)算各水頭相應(yīng)的單位轉(zhuǎn)速n11M，在模型綜合特性曲線上過各n11M作水平線與各等線相交，記下各交點(diǎn)的、Q1值。（2）根據(jù)吸出高度計(jì)算式 計(jì)算各點(diǎn)Hs，并計(jì)算各點(diǎn)出力P。（3）根據(jù)各工況點(diǎn)的Hs 、P，繪出各水頭下的Hs=f（P）曲線。（4）在Hs=f（P）曲線圖上取m值作水平線與各Hs=f（P）曲線相交，記下各交點(diǎn)的水頭H及出力P，將這些點(diǎn)（P、H）繪制到P~H坐標(biāo)系內(nèi)，并用光滑曲線連接即為即為m的等吸出高度線。方案Ⅰ和方案Ⅱ等吸出高度線的計(jì)算和繪制均按上述步驟進(jìn)行，計(jì)算結(jié)果分別計(jì)于表27和表28中。等吸出高度線圖分別繪制在附圖3和附圖4中。表27方案三等吸出高度線的計(jì)算HQ11PHSHmax=100mn11=（r/min）789101214Hr=94mn11=（r/min）Hmin=80mn11=（r/min）8單位：P（萬千瓦）、H（m）、HS（m）方案三的吸出高度線如圖23所示：圖23表28方案四等吸出高度線的計(jì)算HQ11PHSHmax=100mn11=（r/min）789101214Hr=94mn11=（r/min）H=80mn11=（r/min）8單位：P（萬千瓦）、H（m）、HS（m）方案四的吸出高度線如圖24所示：圖24三、出力限制線的計(jì)算與繪制繪制出力限制線的步驟：求出與Hmin和Hr相對應(yīng)的水輪機(jī)出力Pmin、Pr，將點(diǎn)（Hr，Pr）、點(diǎn)（Hmin、Hmin）連成一條斜線，此線即為水輪機(jī)出力限制線。方案三和方案四出力限制線的計(jì)算和繪制均按上述步驟進(jìn)行，計(jì)算結(jié)果分別計(jì)于表29。出力限制線圖分別如圖25和圖26所示。表29 方案三和方案四出力限制線的計(jì)算表方案三Hr = 94m= Q11r = m3/sPr= （萬千瓦）Hmin= 80m= Q11min=Pmin=（萬千瓦）方案四Hr = 94m= Q11r = m3/sPr= （萬千瓦）Hmin= 80m= Q11min= 0,743 m3/sPmin=（萬千瓦）方案三的出力限制線如圖15所示；方案四的出力限制線如圖16所示： 圖25 圖26綜上可得出方案三和方案四的綜合運(yùn)轉(zhuǎn)特性曲線如圖27和28所示：圖27 投資估算一、機(jī)電設(shè)備計(jì)算比較方案三：（1）根據(jù)《水電站設(shè)計(jì)手冊》電氣一次的發(fā)電機(jī)部分，推薦使用傘式發(fā)電機(jī)組。（2）發(fā)電機(jī)總重估算： 圖28 (t)——發(fā)電機(jī)總重量（t）。 ——發(fā)電機(jī)額定容量（kVA）?！~定轉(zhuǎn)速（rpm）。k ——系數(shù)，對傘式發(fā)電機(jī)取7~9，本電站取K= 8。（3）水輪機(jī)總重量估算：查《水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊》圖255 ，得出水輪機(jī)總重量= 2500t（4）方案三的機(jī)電總投資P計(jì)算為：，發(fā)電機(jī)按每噸4萬計(jì)。則 (億元) 方案四：（1）根據(jù)《水電站設(shè)計(jì)手冊》電氣一次的發(fā)電機(jī)部分，推薦使用傘式發(fā)電機(jī)組。（2）發(fā)電機(jī)總重估算： (t) ——發(fā)電機(jī)總重量（t）。 ——發(fā)電機(jī)額定容量（kVA）。 ——額定轉(zhuǎn)速（rpm）。 K ——系數(shù)，對傘式發(fā)電機(jī)取7~9，本電站取K= 8。（3）水輪機(jī)總重量估算：查《水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊》圖255 ，得出水輪機(jī)總重量= 3300t（4）方案四的機(jī)電總投資P計(jì)算為： ，發(fā)電機(jī)按每噸4萬計(jì)。則 (億元) 兩個(gè)方案列表為210所示：表210兩方案計(jì)算結(jié)果參數(shù)方案轉(zhuǎn)輪型號機(jī)組臺(tái)數(shù)發(fā)電機(jī)總重估算(t)水輪機(jī)總重量估算（t）機(jī)電總投資P計(jì)算（億元）三HL180/A194529582500四HL180/A194437733300兩方案比較：。二、 動(dòng)能經(jīng)濟(jì)比較在設(shè)計(jì)水頭Hr下，水輪機(jī)額定功率ne為：方案三：（萬千瓦） （萬千瓦）方案四：（萬千瓦） （萬千瓦）兩種方案的設(shè)計(jì)水頭下的功率均大于水輪機(jī)的額定功率，符合設(shè)計(jì)要求。三、土建工程比較就單臺(tái)水輪機(jī)比較：，所以廠房水下部分的開挖量方案三小于方案四。對于方案三的5臺(tái)機(jī)組和方案四的4臺(tái)機(jī)組而言，廠房水下部分的總的開挖量和廠房水上部分主廠房等的總面積比較，方案四比方案三總體來說要少很多。四、最優(yōu)方案的確定及相關(guān)參數(shù)的確定，動(dòng)能經(jīng)濟(jì)符合要求，但方案四比方案三的土建工程開挖量及廠房面積少得多，所以將方案四作為最佳選擇方案。最優(yōu)方案的基本參數(shù)：（1）轉(zhuǎn)輪直徑D1= m。（2）轉(zhuǎn)速n= r/min。（3）限制工況下水輪機(jī)效率。（4）水輪機(jī)設(shè)計(jì)流量Q r = m3/s。（5）幾何吸出高度m。（6）飛逸轉(zhuǎn)速 （7）(N)五、最優(yōu)方案的其他參數(shù)的確定（1）導(dǎo)葉高程。 因?yàn)閙， m，查《水輪機(jī)》218頁，得 b0 = =所以，導(dǎo)葉高程m （2）導(dǎo)葉最大及最優(yōu)開度的確定。查HL180/A194綜合特性曲線，得出：模型水輪機(jī)導(dǎo)葉的最大開度mm，最優(yōu)開度mm。則原型水輪機(jī)導(dǎo)葉的最大開度mm 最優(yōu)開度 mm 蝸殼的水力計(jì)算 蝸殼形式的確定大中型水輪機(jī)的蝸殼，當(dāng)最大水頭在40m
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