【文章內(nèi)容簡介】 10 3：斜流式水輪機適用于水頭變幅大的電站，目前由于制造工藝較復(fù)雜，技術(shù)要求較高，在一定程度上限制了它的推廣和應(yīng)用。（《水輪機》第三版 7P 9P ） 因此：選擇混流式水輪機（立軸） 水輪機設(shè)計水頭估算為 ?rH mHp 84? 根據(jù)《水輪機》第三版附表 7： 適合水頭范圍有 HL220/A248， HL180/A346， HL180/D311 D74 D75, 因為 A346 沒有空化系數(shù)線 D311 沒有出力限制線 所以選擇 A248 D74 D75。 選定機型 最優(yōu)效率 空化系數(shù) 設(shè)計流量 限制工況效率 ? 設(shè)計工況效率 ns* nsr A24835 D7435 D7535 1 臺數(shù)選擇 2 臺， 3 臺， 4 臺 ,5 臺， 6 臺。 據(jù)公式急速 所以選擇臺數(shù)為 4 臺 ,5 臺， 6 臺。 2 計算轉(zhuǎn)輪直徑 ??rHPgD ? A248 模型轉(zhuǎn)輪綜合特性曲線單位轉(zhuǎn)速與出力限制線交點知 smQ / 311 ? ，對應(yīng)的模型效率m? =92%，暫取效率修正值 Δη =，η =+=。模型最高效率為 96%。 4 臺機 Pg= kw410? D1=取 5 臺機 設(shè)計（論文）專用紙 11 Pg= kw410? D1=取 6 臺機 Pg=3 kw410? D1=取 2m D74 模型轉(zhuǎn)輪綜合特性曲線單位轉(zhuǎn)速與出力限制線交點知 smQ / 311 ? ，對應(yīng)的模型效率m? =%，暫取效率修正值 Δη =，η =+=。模型最高效率為 96%。 4 臺機 Pg= kw410? D1=取 5 臺機 Pg= kw410? D1=取 6 臺機 Pg=3 kw410? D1=取 D75 模型轉(zhuǎn)輪綜合特性曲線單位轉(zhuǎn)速與出力限制線交點知 smQ / 311 ? ，對應(yīng)的模型效率m? =%，暫取效率修正值 Δη =，η =+=。模型最高效率為 96%。 4 臺機 Pg= kw410? D1=取 5 臺機 Pg= kw410? D1=取 設(shè)計（論文）專用紙 12 6 臺機 Pg=3 kw410? D1=取 、計算原型水輪機的效率 5110m a x )1(1 DD MM?? ??? 0m ax M??? ??? 限制工況下水輪機效率為 ??? ??? M 根據(jù) 1max ??? 算出結(jié)果看是否 假如 不需修正 、同步轉(zhuǎn)速的計算檢驗及選擇 根據(jù)公式111DHnn p? 計算 檢驗出力 計算出 r11n 由圖讀出 r11n 時的流量與效率 再由 . 8 1Pr QHD?? 計算出實際出力 再由r0rmr PPP ? 計算看是否小于 10% 小于則滿足 同理計算 設(shè)計（論文）專用紙 13 D74 D75 最后選擇 A2485 臺 D744 臺 D756 臺 rps 90010 HH ????? ??? ?? Hr=84m A248 Hs= D74 Hs= D75 Hs= A248 水頭 效率 出力 100 92 84 78 72 % ???Q= 設(shè)計（論文）專用紙 14 % ???Q= D74 水頭 效率 出力 100 92 84 78 72 % ???Q= % ???Q= D75 水頭 效率 出力 100 92 84 78 72 % ???Q= %89minmin ???Q= 從各個方面對所選的方案進行詳細(xì)的對比得出可選用 A24835 5 臺 設(shè)計（論文）專用紙 15 D7435 4 臺 D7535 6 臺 ? ???? ??????? ）（ ）（）（）（ ....2 ....343212 344332231221cp SSS SSS ??????? A248 %?CP? D74 %?CP? D75 %?CP? nf=1max11 /n DHR 飛逸轉(zhuǎn)速 n11R nf A248 580 D74 D75 627 比轉(zhuǎn)速計算 n P Hr ns A248 37470 84 D74 300 48560 84 D75 375 31900 84 △ P= Pr Pmin 水輪機受阻容量 Pmin Pr △ P A248 D74 設(shè)計（論文）專用紙 16 D75 待選各方案指標(biāo)的綜合比較表 方案 A248 D74 D75 機組臺數(shù) 5 4 6 機組額定出力 (kw) 轉(zhuǎn)輪標(biāo)準(zhǔn)直徑 水輪機標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速 300 375 比轉(zhuǎn)速 最高效率 平均效率 吸出高度 受阻容量 機組參數(shù)必須與水電站的參數(shù)相適應(yīng)，水輪機的運行范圍應(yīng)在綜合運轉(zhuǎn)特性曲線的最優(yōu)高效率區(qū)內(nèi)，水輪機的汽蝕應(yīng)較小，水輪機的吸出高度應(yīng)適合，以確保水輪機能夠穩(wěn)定可靠地運行，供電可靠，水電站的機組臺數(shù)少，轉(zhuǎn)輪直徑合適，比轉(zhuǎn)速相近，受阻容量大，平均效率高，綜合比較選擇水輪機型號 D74,安裝臺數(shù)為 4 臺。 選定方案機組 D7435 數(shù)據(jù) 序號 項目 參數(shù) 1 牌號 D7435 2 額定出力 (萬 kw) 3 最大水頭 (m) 100 4 加權(quán)平均水頭 (m) 84 5 設(shè)計水頭 (m) 84 6 最小水頭 (m) 72 7 轉(zhuǎn)輪直徑 (m) 8 額定轉(zhuǎn)速 (r/min) 300 9 最高效率（ %） 95 10 平均效率（ %） 11 吸出高度 (m) 12 最低尾水位 (m) 13 比轉(zhuǎn)速 (m﹒ kw) 設(shè)計（論文）專用紙 17 設(shè)計（論文）專用紙 18 第二章 蝸殼 尾水管 發(fā)動機 計算 第一節(jié) 蝸殼參數(shù)的選擇 由于應(yīng)力強度的限制，鋼筋混泥土的蝸殼只能在 40m 水頭以下的電站中采用，對于大于 40m 以上水頭的電站，采用金屬蝸殼。 1．蝸殼形式的選擇：根據(jù)所給的資料， 最大水頭為 100m，所以本電站采用金屬蝸殼。 2．坐環(huán)參數(shù)的選擇 由水輪機機型轉(zhuǎn)輪直徑 D1選取時候是采用標(biāo)準(zhǔn)直徑，故查《水電站機電設(shè)計水力機械部分》第128頁，表 216得， 蝸殼常數(shù) K=125mm,r=250mm。 蝸殼采用與坐環(huán)碟形邊相切的連接方式 確定蝶形邊錐角 ? 一般由座環(huán)的工藝決定 ? =55 2 水輪機總流量 Q=Q11RD12 rH =? ? 84 = 3 金屬蝸殼包角 ψ取 340— 350 取 345 4 ?D =Da/D1 ?bD =Db/D1 座環(huán)蝶形邊半徑 r0 = 2Da+k 計算蝶形邊的高度 ）（ 55c o s1r20 ??? bh b0=D1(+) ns= D1= b0= 蝸殼圓斷面與橢圓斷面界定值 coshs ?? ? 座環(huán)蝶形邊錐角頂點到水輪機軸線的距離0 tana hRr ??? ?m 設(shè)計（論文）專用紙 19 座環(huán)蝶形邊錐角頂點到座環(huán)外徑的最小距離 0d r Ra?? =2Da aR ? 蝸殼各斷面參數(shù)計算 圓斷面的計算 當(dāng)圓形斷面 S?? 時蝸殼的圓形斷面無法與蝶形邊相接，須由圓形斷面過度。 ? 的角度變化為 150 有水輪機課本圖 5— 40 的幾何關(guān)系可以計算，需要的參數(shù)和計算公式如下所列： 202iiixr hCC??? ? ? 圓斷面的半徑 22i ixh? ?? 22 ?? ix 圓斷面的中心距 0iia r x?? ix?? 圓斷面的外半徑 i i iRa??? 當(dāng) s?? 時就進入了橢圓斷面 橢圓斷面計算 需要的參數(shù)和計算公式如下所列： 與圓的同等面積 A 及半徑 ? i 2 2 taniA d???? ? ? 2 2 1()c o t siniaiiRCC??? ??? ? ? 設(shè)計（論文）專用紙 20 d r Raa?? 橢圓斷面的短半徑 LLA 22 ???? 其中 ?sinhL ? 橢圓的長半徑 1 2 2 c otL? ? ? ?? ? ? 橢圓斷面中心距 22 ?? ???? aRa 橢圓斷面的外半徑 1???aR 第二節(jié) 尾水管尺寸參數(shù)的計算 由《水電站機電設(shè)計手冊》 —— 水力機械 P128“尾水管有錐形和彎肘形兩種。除貫流式機組外，大中型反擊式水輪機均采用彎肘形。”因此，本機組尾水管采用彎肘形尾水管。由于本電站最大水頭Hmax=100m，而只有當(dāng)水頭大于 150m 或尾水管流速大于 6M/S 是才宜設(shè)計金屬里襯。因此，肘管一般不設(shè)金屬里襯。 由《水電站機電設(shè)計手冊》 —— 水力機械 P11 表 14 查得，根據(jù)設(shè)計水頭為 84m，選推薦的標(biāo)準(zhǔn)尾水管查《水電站機電設(shè)計手冊》（水力機械） P129 表 217,可得 : 表 116 1hD 1LD 5 1BD 4 1DD 4 1hD 6 1hD 5 1hD L1/D R7/D1 R6/D1 R8/D1 α /D1 α 1/D1 α 2/D1 由 1D =,可得 : 表 117 h L 5B 4D 4h 6h 5h 1L R6 R7 R8 α α 1 α 2 由《水電站機電設(shè)計手冊》第 26 頁 129 知 D2= = 設(shè)計（論文）專用紙 21 h1=(+)D1 = 由《水電站機電設(shè)計手冊》第 130 頁可得 D3=D2= 43tan 2 3DDh? ?? ?tan2 343 DDh ?? 取直錐段的單邊擴散角為 10? ?? ， b=()B5