壩后式水電站畢業(yè)設(shè)計(編輯修改稿)
2024-09-02 08:47 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 發(fā)電水頭。水電站廠房區(qū)的布置應(yīng)包括主廠房、副廠房、尾水渠道、主變壓器、開關(guān)站、交通道路的布置等內(nèi)容。 引水系統(tǒng)設(shè)計 進水口設(shè)計確定進水口高程、型式及輪廓尺寸；確定攔污柵的布置形式和各部分尺寸。(1) 進水口輪廓由于本電站為壩后式水電站，故進水口的型式為壩式進水口。根據(jù)壩段長度選擇攔污柵的平面形狀(圓形或平面形)。確定進水口高程時需要注意，該電站地處寒冷地區(qū)，需要考慮冰凍對進水口的影響。進水口的輪廓尺寸主要對進口段、閘門段、漸變段的斷面尺寸進行計算和論證，要求水流平順，水頭損失小，進口流速不宜過大，結(jié)構(gòu)受力條件好。進口段一般為喇叭口形狀，閘門段一般為矩形斷面，而漸變段主要是矩形斷面和管道圓形段面的連接段。(2) 攔污柵設(shè)計攔污柵的設(shè)計內(nèi)容包括柵面設(shè)計(平面形狀和面積)、柵面距壩體上游面的距離、柵條尺寸和間距。(3) 閘門段設(shè)計閘門段包括工作閘門和檢修閘門，需要對閘門的位置、形式、尺寸、啟閉方式、通氣孔的位置及尺寸等進行設(shè)計。由于本電站位壩后式水電站，所以工作閘門和檢修閘門建議均采用平板式閘門。閘門的位置和尺寸需要根據(jù)上面設(shè)計的輪廓形狀確定。通氣孔設(shè)計包括面積、位置和出口高程的確定，其中面積根據(jù)單根管道最大引用流量和設(shè)計允許氣流流速確定，位置一般在閘門下游側(cè)(工作閘門后止水)。如果工作閘門為前止水，則可由閘門井兼作通氣孔。 壓力管道的布置設(shè)計壓力管道的涉及內(nèi)容包括確定壓力管道的直徑；經(jīng)定性分析比較確定壓力管道的布置方式，各段尺寸及結(jié)構(gòu)型式。對于壩式水電站來說一般采用單管單機供水的壩內(nèi)壓力管道，其布置原則上應(yīng)力求管道短，穿過壩體時盡量減少對壩體的消弱，減少水頭損失，降低水擊壓力，滿足機組的調(diào)節(jié)保證為要求。設(shè)計中需要考慮下面的因素：本電站為混凝土重力壩，壩高屬中等壩，壩體尺寸較大，進水口和水輪機安裝高程相差20m以上，進水口較高。根據(jù)以上的原則和考慮因素，建議重點論證傾斜式管道布置方案的合理性。壓力管道的直徑可采用經(jīng)濟流速方法確定。 水輪發(fā)電機組的選擇水輪機選擇是水電站設(shè)計中一項重要任務(wù)，它涉及到機組能否安全、高效、可靠運行，而且對水電站造價、建設(shè)速度、水電站建筑物的布置形式及尺寸都有影響。水輪機選擇是在已知水電站裝機容量N、水電站特征水頭(最大工作水頭Hmax、最小工作水頭Hmin、設(shè)計水頭Hr、平均水頭Hav) 、特征流量(最大引用流量Qmax、最小引用流量Qmin、平均流量Qav)、下游水位流量關(guān)系曲線情況下進行的。 選擇機組臺數(shù)、單機容量及水輪機型號(1) 機組臺數(shù)及單機容量選擇機組臺數(shù)時，應(yīng)對加工制造能力和運輸條件、總投資、水電站的運行效率和運行靈活性、運行維護工作量的大小等因素進行綜合考慮，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較確定機組臺數(shù)。為了使電氣主結(jié)線對稱，大多數(shù)情況下機組臺數(shù)為偶數(shù)。我國已建成的中型水電站一般采用4~6臺機組。對于中小型水電站，為保證運行的可靠性和靈活性，機組臺數(shù)一般不少于2臺。當(dāng)機組臺數(shù)m確定后，則水輪機的單機出力Nr = N / m ηf ，其中，ηf為發(fā)電機的效率，大型機組ηf =96%~98%，中型機組ηf =95%~96%。(2) 水輪機型號為了了使水輪機生產(chǎn)系列化、標準化和通用化，我國已編制了反擊式水輪機暫行系列型譜表。根據(jù)已確定的單機容量和水電站水頭范圍，從水輪機系列型譜選擇合適的水輪機型號(表53)。表53 大中型混流式轉(zhuǎn)輪參數(shù)(暫行系列型譜)適用水頭范圍H(m)轉(zhuǎn)輪型號導(dǎo)葉相對高度b0/D1最優(yōu)單位轉(zhuǎn)速n39。10(r/min)推薦使用的最大單位流量Q’1(L/s)模型空蝕系數(shù)使用型號舊型號30HL310HL365,Q1400*25~45HL240HL123124035~65HL230HL263,H21110*50~85HL220HL702115090~125HL200HL180HL741HL662(改型)960860注：(1) 帶“*”表示裝置空蝕系數(shù)σZ；(2) 適用轉(zhuǎn)輪直徑D1≥。 確定水輪機的主要參數(shù)當(dāng)水輪機的型號確定后，需要計算水輪機的主要參數(shù)，包括水輪機標稱直徑D轉(zhuǎn)速n、吸出高度Hs、安裝高程Za。大中型水輪機的參數(shù)一般由模型綜合特性曲線計算確定。(1) 轉(zhuǎn)輪直徑(D1)的確定 (m) (51)式中 Nr——水輪機單機額定出力，kW； Q139?！?水輪機單位流量，m3/s。Q139。取限制工況下的，并查出限制工況的ηM。HL水輪機由5%出力限制線得到，Hr——設(shè)計水頭，m；ηr——所選擇的設(shè)計工況點的原型水輪機效率，在D1未確定時，一般初步設(shè)計中先取η=ηM+?η(?η=2~3%)，求得D1后再修正。式(51)中的單位參數(shù)采用表54中的數(shù)值。由此計算出的D1應(yīng)改取為與其計算值相近的標稱直徑(表55)。通常D1選用較計算值稍大的標稱直徑。(2) 轉(zhuǎn)速的選擇 (52)用最優(yōu)單位轉(zhuǎn)速。水頭H=Hav。表54 混流式水輪機模型轉(zhuǎn)輪主要參數(shù)表轉(zhuǎn)輪型號推薦使用水頭范圍(m)模型轉(zhuǎn)輪導(dǎo)葉相對高度b0/D1最優(yōu)工況限制工況試驗水頭H/m直徑D1(mm)葉片數(shù)Z1單位轉(zhuǎn)速n39。10(r/min)單位流量Q’1(L/s)效率η/%空蝕系數(shù)σ比轉(zhuǎn)速ns單位流量Q’1(L/s)效率η/%空蝕系數(shù)σHL310303901512203551400*HL26010~353851511802861370HL24025~454601411002751240HL23035~65404159132471110*HL22050~854601410002551150HL20090~12546014800210950HL18090~12546014720207860HL160110~15046017580187670注：帶“*”表示裝置空蝕系數(shù)σZ；表55 反擊式水輪機轉(zhuǎn)輪標稱直徑系列 單位:cm253035(40)42506071(80)84100120140160180200225250275300330380410450500550600650700750800850900950
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