【文章內(nèi)容簡介】 80。 ⑵ 效率修正值的計算 查《小型水電站發(fā)電設(shè)備手冊》圖 115HL240 型水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪綜合特性曲線， HL240 型水輪機(jī)在最優(yōu)工況下的最高效率η Mmax=%，模型轉(zhuǎn)輪直徑 D1M=。 則原型水輪機(jī)的最高效率 1M 55m a x M m a x1D 0 . 4 61 1 ) 1 ( 1 0 . 9 2 ) 9 3 . 6 %D 1 . 4??? ? ? ? ? ? ?( （ 3） 考慮制造水平的差異，根據(jù)水輪機(jī)的直徑憑經(jīng)驗取ε =%，原型水輪機(jī)所采用的蝸殼和尾水管與模型水輪機(jī)的相似故取 ‵ε =0。 則效率修正值由下式計算 m a x = 0. 93 6 0. 92 0. 01 0= 0. 00 6? ? ? ? ? ?ˋMmax△ η = η η ε ε （ 4） 水輪機(jī)在限制工況處的效率為 M= + =0 .90 4+ 06= 1? ? ?△ ⑶ 確定水輪機(jī)轉(zhuǎn)速 由水輪機(jī)相似定律 39。39。1111MMMMn D nDnnHH? ? ? （ 5） 11n nHD? 39。 9 在上式中原型水輪機(jī)的單位轉(zhuǎn)速應(yīng)取最大單位轉(zhuǎn)速即 10n? ? ?? 1△n10M=n （ 6） HL240 模型水輪機(jī)的最優(yōu)單位轉(zhuǎn)速 10 72n? ? ， 同時由于 m ax11 0 m ax0 . 9 3 61 1 0 . 0 0 9 0 . 0 30 . 9 2MMnn ??? ? ? ? ? ?△ 180。 可不予修正，因此，原型水輪機(jī)的最優(yōu)單位轉(zhuǎn)速和模型機(jī)的相同，即 10 10Mnn??180。 =72。 39。117 2 3 2 2911 .4nHn D ?? ? ? 查《水電站》表 47 選與之接近而偏大的發(fā)電機(jī)標(biāo)準(zhǔn)同步轉(zhuǎn)速，取 ne=300r/min。 ⑷ 反算水輪機(jī)設(shè)計水頭 2 1. rN D Q H ?? 180。 （ 7） 23211()9 .8 1r NH DQ ???= 2323400( ) 2 9 .2 49 .8 1 1 .4 1 .2 4 0 .9 1 m?? ? ? Qr= 211 rQ D H? ? ?? = m3/s Q 總 =3Qr=3 = m3/s 故所選水輪機(jī)為 HL240— LJ— 140，設(shè)計流量為 m3/s，設(shè)計水頭為 。查《小型水電站發(fā)電機(jī)設(shè)備手冊》表 1－ 14 選與之相應(yīng)的發(fā)電機(jī)為 TSL325/36— 20，與之配套的調(diào)速器為 CT40，油壓裝置為 YZ— 1。 尾水渠設(shè)計 取尾水渠底寬 b=8m，為梯形斷面，邊坡坡率 m=，底坡 i=，尾水渠為新開挖基巖，糙率 n=，初步設(shè)計尾水渠長 100 米，則尾水渠上下游高差△ h= 尾水渠水深計算迭代公式 0 . 6 2 0 . 41 ( ) ( 2 1 ) / ( )j j jnQh b h m b m hi? ? ? ? ? （ 8） 開一臺機(jī)組時 Q= m3/s，經(jīng)計算 h= 開三臺機(jī)組時 Q= m3/s，經(jīng)計算 h= 則下游最低水深 hmin=+=，高程 下游最高水深 hmax=+=，高程 下游平均水深 h=，平均水位為 10 壓力管道直徑及蝶閥的確定 按經(jīng)濟(jì)流速確定壓力管道直徑，壓力管道經(jīng)濟(jì)流速 Ve一般為 4— 6m，取為 4m/s 管道直徑計算公式： D= / eQV （ 9） 管道內(nèi)流速： V= （ 10） 對于主管， Q= m3/s 3 39 .4 2 / 4 3 .5 mD ??主 24 1 3 .1 4 m = 4 .1 8 m /s3 .1 4 2? ?? ?支 對于支管， Q= m3/s 13 .14 / 4 2 .0mD ??支 24 1 4 = 4 .1 8 m /s3 .1 4 2? ?? ?支 查《水電站建筑物設(shè)計參考資料》，蝶閥選型為 DF200150，臥軸，名義直徑兩米。 損失計算 以下?lián)p失計算過程中，所有系數(shù)來源于天津大學(xué)水利系主編的《小型水電站》 沿程損失 .6 3 1 Dh ??沿△ （ 11） 式中： D— 鋼管內(nèi)徑 Q— 管中流量 L— 管長 α — 考慮管道結(jié)構(gòu)形式對沿程損失系數(shù)的影響 ,取為 m— 考慮鋼管使用年限的系數(shù)，取為 1 . 9 9 . 4 20 . 0 0 0 8 2 6 1 . 0 2 1 0 0 = 0 . 2 5 m0 . 6 3 1 3 . 5h ? ? ? ?沿△ 局部損失 局部水頭損失由下式計算： 11 2h 2???局局△ g （ 12） 式中： △ h 局 — 局部水頭損失 ξ 局 — 局部水頭損失系數(shù) ν — 計算斷面平均流速 g— 重力加速度， ⑴ 攔污柵損失 攔污柵水頭損失系數(shù) 4 / 3s( ) K sinb? ? ??攔 （ 13） 式中： β — 與攔污柵條斷面形狀有關(guān)的系數(shù)，圓形， s— 柵條直徑， 1㎝ b— 柵條凈距， 5㎝ α — 攔污柵與水平面夾角， 70176。 K— 考慮攔污柵上附著污物對水頭損失系數(shù)的影響， 4 / 311 .7 9 ( ) 1 .5 si n 7 0 0 .35? ? ? ? ? ? ?攔 過柵流速ν — 1m/s 0 .3 0 .0 1 5 m2 9 .8???攔△ 考慮堵塞取為 ⑵ 進(jìn)口局部損失 進(jìn)口為喇叭形進(jìn)口，局部損失系數(shù)為 斷面平均流速為 0 .1 0 .0 1 m2 9 .8???進(jìn)△ ⑶ 漸變段損失 漸變段長度一般為遂洞直徑的 — 2倍，側(cè)面擴(kuò)散角以 6176。 — 8176。為宜。取損失系數(shù)為 斷面平均流速 2Q 3 9 .4 2 2 m /sA 3 .5? ? ? ? 23 .2 2h 0 .1 0 .0 5 m2 9 .8???漸△ ⑷ 閘門槽損失 取損失系數(shù)為 23 .2 2h 0 .1 0 .0 5 m2 9 .8???閘△ 12 ⑸ 水管轉(zhuǎn)彎局部損失 彎道轉(zhuǎn)角約為 25176。，損失系數(shù)約為 24 .1 8h 0 .1 5 0 .1 3 m2 9 .8? ? ??彎△ ⑹ 岔管損失 岔管偏角約為 25176。，流經(jīng)岔管后的流速接近，取損失系數(shù)約為 24 .1 8h 0 .1 9 0 .1 72 9 .8 m? ? ??△ 有兩條岔管，故損失為 2 = m ⑺ 閥門損失 蝶閥損失系數(shù)約為 24 .1 8h 0 .1 1 0 .1 m2 9 .8? ? ??閥△ 總水頭損失為 h 0 . 2 5 0 . 1 0 . 0 1 0 . 0 5 0 . 0 5 0 . 1 3 0 . 3 4 0 . 1 = 1 . 0 3 m? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? 局沿△ △h △h 蝸殼尺寸的確定 圖 1 混流式水輪機(jī)蝸殼平面圖 對蝸殼任一斷面 i maxi 360 ? ?? （ 14） max iiiQ360 ?? ?? νπ （ 15） i a iR r 2??? （ 16） 13 式中： Qi— 該斷面流量 ρ i— 該斷面半徑 Qmax— 水輪機(jī)最大流量 ν c— 進(jìn)口斷面流速 crK H 1 2 9 .2 4 5 .4 m / s? ? ? ?ν K— 流速系數(shù)，取為 1 iaiRr 1 25 m????主軸中心到該斷面的距離水輪機(jī)座環(huán)固定導(dǎo)葉的外半徑, .自渦殼鼻端算起至計算斷面的角度 蝸殼進(jìn)口斷面 3c m a xc 3 4 5 1 3 . 1 4 1 2 . 6 m / s3 6 0 3 6 0 ? ??? ? ??? 式中： c 1 3 .1 4 3 4 5 0 .8 6 m3 6 0 5 .4? ?????? ? ? + X cR = R 1 .2 5 + 2 0 .8 6 = 2 .9 7 m?? 對于 255176。包角斷面 3c m a x255 2 5 5 1 3 . 1 4 9 . 3 m / s3 6 0 3 6 0 ? ??? ? ??? 255 1 3 .1 4 2 5 5 0 .7 4 m3 6 0 5 .4? ?????? ? ? Y 25 5R = R 1 .2 5+ 2 0. 74 = 2. 73 m?? 對于 165176。包角斷面 3c m a x165 1 6 5 1 3 . 1 4 6 m / s3 6 0 3 6 0 ? ??? ? ??? 165 1 3 .1 4 1 6 5 0 .6 0 m3 6 0 5 .4? ?????? ? ? X 165R =R 1 .25 +2 0= 5m?? 對于 75176。包角斷面 3c m a x75 7 5 1 3 . 1 4 2 . 7 4 m / s3 6 0 3 6 0 ? ??? ? ??? 75 1 3 .1 4 7 5 0 .4 0 m3 6 0 5 .4? ?????? ? ? + Y cR = R 1 .2 5 + 2 0 .4 0 = 2 .0 5 m?? 14 尾水管尺寸計算 圖 2 混流式水輪機(jī)尾水管 水電站 所用尾水管為彎肘型，查《水電站機(jī)電設(shè)計手冊》及《水電站》，圖中相應(yīng)尺寸如下： 1 3 44 5 615D 1 .4 m , D 1 .5 m , D 1 .8 9 3 mh 3 .5 m , h 1 .8 9 3 m , h 1 .8 3 4 m , h 0 .9 3 8 mL 6 .7 2 m , L 2 .4 5 mB 3 .8 3 6 m? ? ?? ? ? ???? 水電站廠房尺寸設(shè)計 主廠房高程的確定 ⑴ 水輪機(jī)安裝高程▽ T： T W sH X? ? ?▽▽ （ 17） 式中： ▽ W— 水電站正常運行時可能出現(xiàn)的最低下游水位，一般取一臺機(jī)組的過流量相應(yīng)的尾水位。 Hs— 水輪機(jī)允許吸出高 sH 1 0 ) H 900???? ▽( △ （ 18） 15 s 2 4 7 6 5H 1 0 0 1 9 0 . 0 4 ) 2 9 . 2 4 3 . 0 m900? ? ?. ( . 導(dǎo)葉高度 b0= 水輪機(jī)實際允許吸出高 sH180。 ： 0ss b 0 .5 1 1H H 3 3 .2 5 6 m22? ? ? ? ?180。 σ — 氣蝕系數(shù)，由水輪機(jī)特性曲線決定 △σ — 氣蝕系數(shù)修正值，由水輪機(jī)廠家提供 H— 計算水頭 ▽ — 水電站廠房所在地點的海拔高程，初步設(shè)計時可采用下游平均水位高程 X— 水輪機(jī)壓力最低點與安裝高程之間的差值，對于混流式水輪機(jī) X = b0 / 2 在尾水渠設(shè)計時已算得下游平均水位為 ，開一臺機(jī)時，下游水深為 。 247 .12 56 11 / 2 250 .63 m? ? ? ?T▽ ⑵ 尾水管底板高程▽ 尾 0b2 5 3 2?尾▽ h （ 19） 式中： h— 尾水管高度 0 .5 1 12 5 0 .6 3 3 5 = 2 4 6 .8 7 m2?尾▽ . ⑶ 主廠房基礎(chǔ)開挖高程▽ F F1h? 尾▽ ▽ （ 20） 式中： 1h — 尾水管底部澆注混凝土厚度， 1m F 246 .87 1 245 .87m? ? ?▽ ⑷ 水輪機(jī)機(jī)層地面高程▽ 1 1 T c 4h?? ? ?▽▽ （ 21） 式中： ρ c— 蝸殼進(jìn)口斷面半徑 h4— 蝸殼混凝土保護(hù)厚度， 1m 1 250 .63 0 .86 1 .0= 252 .5m? ? ?▽ ⑸ 發(fā)電機(jī)裝置高程