【導讀】水利水電工程專業(yè)畢業(yè)設計

　　

【正文】 6720 KN + 9 60480 3 ↓ 7056 KN 3 21168 2 上游側靜 水壓力 水平向 → 7083 KN 89718 豎直向 1 ↓ 221 KN + 16 3536 豎直向 2 ↓ 824 KN + 12772 3 下游側靜水 壓力 水平向 ← 3710 KN + 33756 堅直向 ↓ 2968 KN 28196 4 動水壓力 水平向 ← 250 KN + 6 1500 豎直 向 ↓ 716 KN 6 4296 4 揚壓力 1 ↑ 3206 KN 0 0 2 ↑ 1342 KN 14 18788 3 ↑ 241 KN 651 4 ↑ 1026 KN + 8721 5 ↑ 540 KN + 7722 7 浪壓力 1 → 761 KN 22777 浪壓力 2 ← 578 KN + 16649 沙溪口水電站設計及廠房整體穩(wěn)定性分析 28 0 ( * ) 1. 0 0. 95 32 93 31 28 ( * ) / 1. 2 42 86S KN R KN?? ? ? ? ? ? ? 顯然滿足穩(wěn)定要求 壩址處抗壓強度 M=(8100+6048021168) (8971833756) +(3536+1272228196) (8721+772218788651) (2277716649) = 26( * ) ( ) 1 . 6 4 7 6 4 .MMS K N MBB? ? ? ??? R(*)=14300/=9533 0 ( * ) 1 .0 0 .9 5 7 6 4 5 7 9 . ( * ) / 1 .8 5 2 9 6 .S KN M R KN M?? ? ? ? ? ? ? 顯然滿足要求 壩踵處抗拉強度 239。y BM6BM ?? ??? =217kN/㎡ 0 顯然滿足要求 校核水位下的荷載計算 表 3— 2 在校核水位下各荷載對壩體基面作用如下表 水利水電工程 專業(yè)畢業(yè)設計 29 壩基面抗滑穩(wěn)定 ( * ) (7 2 7 1 3 9 8 4 ) 1 . 0 (7 6 1 5 7 8 ) 1 . 2 2 5 0 1 . 2 3 2 0 7S K N? ? ? ? ? ? ? ? ? 序號 作用類別 作用力 作用力引起的彎矩 作用方向 計算結果 單位 作用方向 力作用點 計算結果 單位 1 自重 1 ↓ 540 KN + 15 8100 2 ↓ 6720 KN + 9 60480 3 ↓ 7056 KN 3 21168 2 上游側靜水 壓力 水平向 → 7271 KN 93311 豎直向 1 ↓ 221 KN + 16 3536 豎直向 2 ↓ 839 KN + 13005 3 下游側靜水 壓力 水平向 ← 3984 KN + 37849 堅直向 ↓ 3187 KN 29958 4 動水壓力 水平向 ← 250 KN + 6 1500 堅直向 ↓ 716 KN 6 4296 4 揚壓力 1 ↑ 2569 KN 0 0 2 ↑ 1360 KN 14 19040 3 ↑ 257 KN 694 4 ↑ 1092 KN + 9285 5 ↑ 560 KN + 8008 7 浪壓力 1 → 761 KN 22777 浪壓力 2 ← 578 KN + 16649 沙溪口水電站設計及廠房整體穩(wěn)定性分析 30 0 . 5( * ) [ ( 5 4 0 6 7 2 0 7 0 5 6 ) 1 . 0 ( 2 2 1 8 3 9 3 1 8 7 ) 1 . 0 2 5 6 9 1 .01 . 360( 1 3 6 0 2 5 7 1 0 9 2 5 6 0 ) 1 . 2 7 1 6 1 . 2 7 1 6 1 . 2 ] 4 335722RKN? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? 0 ( * ) 1. 0 0. 95 32 07 31 28 ( * ) / 1. 2 47 68S KN R KN?? ? ? ? ? ? ? 顯然滿足穩(wěn)定要求 壩址處抗壓強度 M=(8100+6048021168) (9331137849) +(3536+1300519958) (9285+800819040694) (2277716649) = 26( * ) ( ) 1 . 6 4 8 4 0 .MMS K N MBB? ? ? ??? R(*)=14300/=9533 0 ( * ) 1 .0 0 .9 5 8 4 0 7 9 6 . ( * ) / 1 .8 5 2 9 6 .S KN M R KN M?? ? ? ? ? ? ? 顯然滿足要求 壩踵處抗拉強度 239。y BM6BM ?? ??? =259kN/㎡ 0 顯然滿 足要求 水利水電工程 專業(yè)畢業(yè)設計 31 4 水電站 機電設備選擇 特征水頭的選擇 裝機容量： N=27 萬 kw，單機容量（機組臺數 4 臺） 萬 kw。 1） 設計洪水位 ，對應下游水位可由下泄流量在流量與下游水位關系曲線查得 80m ,水頭為 。 2） 校核洪水位 89m ,同理可查得下游水位 83m ，水頭為 6m 。 3） 汛期限制水位時，一臺機組發(fā)電，下泄流量分別假設三個值，由 N=AQH 可得 Q～ N 關系曲線，從而由單機裝機 kw,可得 Q值。 A= Hmax 的選擇 1）校核水位四臺機組發(fā)電。 Hmax=8983=6m 2)設計水位四臺機組發(fā)電 Hmax= 3） 正常蓄水位一臺機組發(fā)電 2%水頭損失 6 .7 5 7 .1 19 .5RN kw?? 假定 N Q 做關系曲線如下 沙溪口水電站設計及廠房整體穩(wěn)定性分析 32 Q～N關 系曲線01002003004005006000 2 4 6 8 10NQ 圖 41 下游水位為 Hmax= Hmin 的選擇 設計低水位四臺機組發(fā)電（ 83m） 27 2 7 .80 .9 7RN K W?? 萬 9 .8 1 ( )Q H H ??? 下上 將 N及 Q 帶入公式試算得到 ?下 H= 加權平均水頭為 Hav = 設計水頭 Hr = = 水電站水輪機組的選型 根據該水電站的水頭變化范圍 ~ 在水輪機型普表查得可選水輪水利水電工程 專業(yè)畢業(yè)設計 33 機有： ZZ560， ZZ460 下面進行選型比較計算。 ZZ460 水輪機方案的主要參數選擇 1） 轉輪直徑 D1 D1= )H/(9. 81 QN 3/2r39。1r ? 式中： Nr—— 水輪發(fā)電機額定出力（ kW） grrgrNN ??? Hr—— 設計水頭（ m），取 。 1MQ —— 設計流量（ m179。/s），它是限制工況下的 Q1p 值，查表 37 3ms。 η —— 原型水輪機的效率（ %），由限制工況下的模型水輪機的效率修正可得，由于轉輪直徑未知， △ η 為知， 可先估算效率修正值，限制工況下的模型水輪機的效率為 η m =%。 D1= )H/( 3/2r39。1r ? =12m 直徑偏大 ZZ560 水輪機方案的主要參數選擇 1） 轉輪直徑 D1 D1= )H/(9. 81 QN 3/2r39。1r ? 式中： Nr—— 水輪發(fā)電機額定出力（ kW） Nr= 萬 kw 沙溪口水電站設計及廠房整體穩(wěn)定性分析 34 Hr—— 設計水頭（ m），取 。 1MQ —— 設計流量（ m179。/s），它是限制工況下的 Q1p值，查表 37得 m179。/s η —— 原型水輪機的效率（ %），由限制工況下的模型水輪機的效率修正可得，由于轉輪直徑未知， △ η 為知， 可先估算效率修正值，限制工況下的模型水輪機的效率為 η m =%。 D1= )H/( 3/2r39。1r ? = 根據水輪機轉輪直徑模型水輪機尺寸系列的規(guī)定，由上述計算出的轉輪直徑，選用比計算值稍大的轉輪直徑值。 D1= 2）選擇水輪機的轉速 n 1av39。10 D/Hnn ? = r/min 水輪機的轉速一般采用發(fā)電機的標準轉速，選擇與上述計算值相近的發(fā)電機標準轉速 n=79r/min， P=38 3）效率及單位參數的修正 5 1 0m a x m a x 1 11 ( 1 ) ( 0 . 3 0 . 7 / /M M MD D H H???? ? ? ? M1D =, MH =3m, 1D =, H=, maxM? =89% m a x m a x1 (1 ) 0 .6 3 5M???? ? ? 考慮制造工藝， ? =100 ，將不同角度時的效率及修正計算如下表 表 41 水輪機效率的修正 水利水電工程 專業(yè)畢業(yè)設計 35 葉片轉角 ? 10 5 0 5 10 15 20 23 maxM?? max?? max?? maxM?? ??? 5 ZZ4460 水輪機最優(yōu)工況的模型效率為 maxM?? = ，由于最優(yōu)工況接近于 00?? 等轉角線，故采用 ??? = 作為修正值，從而原型最高效率為 η m =8900 + = 限制工況的 Mm? = ，則 ? =220~220，由內插得 ??? = ，從而該工況下原型水輪機效率 η =8100 + = 與假定值接近。 4）水輪機的流量 水輪機在 Hr， Nr下工作時，： max39。Q = ?rr21r 179。/s 水輪機最大引用流量 maxQ = 1max39。Q D12 rH =179。/s 電站機組臺數為 4 臺，所以，電站最大引用流量為 沙溪口水電站設計及廠房整體穩(wěn)定性分析 36 4 max39。Q =4 = m179。/s 5）工作范圍檢驗 與特征水頭 Hmin 、 Hmax 、 Hmin 、 Hr對應的單位轉速為： n’ 1max =nD1/ minH =143r/min n’ 1min =nD1/ maxH =126r/min n’ 1r =nD1/ rH = r/min 6）吸出高度 Hs Hs=10– ▽ /900– (σ +△ σ )H 式中： ▽－－水輪機安裝高程（ m），取 。 σ－－氣蝕系數，由水輪機的設計工況參數 139。rn =137r/min，max39。Q =179。/s 查 ZZ560 水輪機模型綜合特性曲線可得，σ取 。 △ σ —— 氣蝕系數修正值， △ σ取 Hs=10– ▽ /900– (σ +△ σ )H= 發(fā)電機的選擇與尺寸估算 由發(fā)電機轉速 n=79 r/min 上下各差百分之十 () 出力 Nr=, 上下差百分之二十 ( – ) 套用 SF96/1350 型全傘式發(fā)電機 水利水電工程 專業(yè)畢業(yè)設計 37 圖 41 發(fā)電機尺寸示意圖 4． 4 調速器與油壓裝置的選擇 調速功計算 A=（ 200~250） Q max 1DH =(~)x10 6 maxH — 最高水頭 （屬大型調速器） D1—— 水輪機直徑 接力器的選擇 a 接力器直徑 01bD = ? = 直徑 sd =λ D1m ax1 670ob H mmD ? 選擇與之相近且偏大的 sd =700mm的標準接力器 沙溪口水電站設計及廠房整體穩(wěn)定性分析 38 b 最大行程 maxS =(~) max0a 000 m a x 0 a x0 720MMMDZaa D??—— 水輪機導葉最大開度 ,其中 D15m 則 maxS = 720=1296mm c、接力器容積計算 23m ax 12SsV d S m??? 調速器的選擇 /S s md V T V? 選用 Ts=4S Vm=1. 13 1 / 4 4. 5 26 5d mm? ? ? 故選用 DST300 型電氣液壓型調速器 油壓裝置 VK=（ 18~20） VS=18~20m3 選用分離式油壓裝置 YZ20 廠房橋吊設備的選擇 設備型號 臺數選擇：最大起重量 382t，機組臺數 4臺，選用