水電站規(guī)劃設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-08-31 01:56 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 在HL240型水輪機(jī)模型綜合特性曲線圖（圖31）上分別繪出，由圖可見，由這三根直線所圍成的水輪機(jī)工作范圍（圖中陰影部分）基本上包含了該特性曲線的高效率區(qū)。所以對(duì)于HL240型水輪機(jī)方案，所選定的參數(shù)==，但是還需要和其他方案作前面的比較。圖31 吸出高度Hs的計(jì)算由水輪機(jī)的設(shè)計(jì)工況參數(shù)＝，＝1000，在圖31上查得相應(yīng)的氣蝕系數(shù)＝，在《水電站》圖3－16查得氣蝕系數(shù)修正值為＝由此可得水輪機(jī)的吸出高度＝10（+）＝4m 裝置方式：采用立軸安裝方式 安裝高程的確定：由立軸混流式HL240水輪機(jī)=++所以，HL240型水輪機(jī)方案的吸出高度滿足電站要求H. ZZ440型水輪機(jī)表32葉片數(shù)導(dǎo)葉相對(duì)高度最優(yōu)單位轉(zhuǎn)速限制工況單位流量氣蝕系數(shù)模型直徑實(shí)驗(yàn)水頭6115～ 轉(zhuǎn)輪直徑D計(jì)算 式中N,可由表32查得該型水輪機(jī)在限制工況下的=1030L/,則相應(yīng)的裝置氣蝕系數(shù)為 =在滿足4m吸出高度的前提下，值可在ZZ440型水輪機(jī)主要綜合特性曲線中可查得選用工況點(diǎn)（，）處的單位流量為1030。同時(shí)可查得該工況點(diǎn)的模型效率=％，并據(jù)此可以初步假定水輪機(jī)的效率為92％。將以上的各參數(shù)值代入， ==基本符合標(biāo)準(zhǔn)直徑,故選用直徑= 轉(zhuǎn)速n計(jì)算水輪機(jī)的轉(zhuǎn)速為: n===選用與之接近而偏大的同步轉(zhuǎn)速n=150r/=20 效率及單位參數(shù)修正對(duì)于軸流轉(zhuǎn)漿式水輪機(jī)，必須對(duì)其模型綜合特性曲線圖上的每個(gè)轉(zhuǎn)角的效率進(jìn)行修正。當(dāng)葉片轉(zhuǎn)角為時(shí)的原型水輪機(jī)最大效率可用下式計(jì)算,根據(jù)表32知、并已知=，H=，帶入上式則得:葉片在不同轉(zhuǎn)角時(shí)的可由模型綜合特性曲線查得，從而可求出相應(yīng)的值的原型水輪機(jī)的最高效率。當(dāng)選用效率的制造工藝影響修正值時(shí)，即可計(jì)算出不同轉(zhuǎn)角時(shí)的效率修正值。其中計(jì)算結(jié)果如下表(33):表33 ZZ440型水輪機(jī)效率修正值計(jì)算表葉角轉(zhuǎn)角（）1050+5+10+15（%）（%）（%）（%）由r/min及查得ZZ440型水輪機(jī)最優(yōu)工況的模型效率為=％。由于最優(yōu)工況接近于等轉(zhuǎn)角線，故可采用作為其修正值，從而可得原型最高效率為：=%+%=％已知在吸出高度4m限制的工況點(diǎn)（，=1030）處的模型效率為=％,而該工況點(diǎn)處于和等轉(zhuǎn)角之間，用內(nèi)插法求得該點(diǎn)的效率修正值為=%，由此可得該工況點(diǎn)的原型水輪機(jī)效率為： =%+%=％(與上述假定的效率=92％相近。) 由于：1=1=故單位轉(zhuǎn)速可不作修正，同時(shí)，單位流量也可不作修正。由此可見，以上選用；是正確的。 工作范圍的檢驗(yàn)計(jì)算在選定=，n＝150r/min后，水輪機(jī)的及各特征水頭相對(duì)應(yīng)的即可計(jì)算出來水輪機(jī)在Hr、Nr下工作時(shí)，其即為，故==則水輪機(jī)的最大引用流量為==與特征水頭，Hr相對(duì)應(yīng)的單位轉(zhuǎn)速 在設(shè)計(jì)水頭= 在最大水頭時(shí) 在最小水頭時(shí) 在ZZ440型水輪機(jī)模型綜合特性曲線圖(圖32)上分別繪出，=1030 L/s和=, =，由圖可見，由這三根直線所圍成的水輪機(jī)工作范圍（圖中陰影部分）基本上包含了該特性曲線的高效率區(qū)。所以對(duì)于ZZ440型水輪機(jī)方案，所選定的參數(shù)==。圖32 吸出高度Hs的計(jì)算由水輪機(jī)的設(shè)計(jì)工況參數(shù)＝，＝1030，由圖32可查得其氣蝕系數(shù)約為=，則可求出水輪機(jī)的吸出高度為＝10（+）＝4m所以，ZZ440型水輪機(jī)方案的吸出高度滿足電站要求 裝置方式：采用立軸安裝方式 安裝高程的確定：立軸軸流式水輪機(jī)=+= 兩種方案的比較分析為了便于分析比較,現(xiàn)將上述兩種方案的有關(guān)參數(shù)列表如下:表32 水輪機(jī)方案參數(shù)對(duì)照表序號(hào)項(xiàng)目HL240ZZ4401模型轉(zhuǎn)輪參數(shù)推薦使用的水頭范圍（m）25～4520～402最優(yōu)單位轉(zhuǎn)速721153最優(yōu)單位流量124010304最高效率92895氣蝕系數(shù)6原型水輪機(jī)參數(shù)工作水頭范圍（m）～～7轉(zhuǎn)輪直徑8轉(zhuǎn)速9最高效率10額定出力11最大引用流量12吸出高度13安裝高程ZA從上列對(duì)照表來看,兩種不同型號(hào)的水輪方案在同樣水頭下的同時(shí)工作滿足額定出力的情況下,兩者比較來看,HL240包含了較多的高效率區(qū),氣蝕系數(shù)小，安裝高程較高等優(yōu)點(diǎn),這可以提高水電站的年發(fā)電量和減少?gòu)S房的開挖量。而ZZ440型方案的優(yōu)點(diǎn)僅表現(xiàn)在水輪機(jī)的轉(zhuǎn)速高,有利于減小發(fā)電機(jī)尺寸，降低發(fā)電造價(jià)，但這種機(jī)型的水輪機(jī)極其調(diào)節(jié)系統(tǒng)的造價(jià)較高。由此看,若在制造供貨方面沒有問題時(shí),尚需要計(jì)算出個(gè)方案的動(dòng)能指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo),進(jìn)一步進(jìn)行分析比較,以選出合理的方案. 本設(shè)計(jì)就采用HL240型號(hào)的水輪機(jī).第四節(jié) 水輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)特性曲線的繪制 基本
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