【正文】 顯的豐水段（1960～1964年）。平均流量為297。也有枯水期（1967～1970）。平均流量為194。這個(gè)系列基本上可反映出徑流的年際與年內(nèi)的各種分布情況。故取1960～1971年的平均流量繪制水量差積曲線。B. 由上表可繪出空庫(kù)時(shí)水量差積曲線，而滿庫(kù)時(shí)正是V +V=V，即與所畫曲線平行，縱向縱距為V=28億m3。，==(m3/s).月。畫出滿庫(kù)時(shí)的差積曲線。如下圖31所示：已知空庫(kù)時(shí)水量差積曲線，在此情況下，平行移動(dòng)此曲線使兩平行曲線之間的垂直距離剛好為已給定的興利庫(kù)。在兩曲線之間做公切線，此公切線之斜率即表示所求知最大可能均勻調(diào)節(jié)流量。在這種情況下，滿庫(kù)線在上方，空庫(kù)線在下方，當(dāng)用水線與空庫(kù)線相合時(shí)，表示庫(kù)空，故調(diào)節(jié)流量不應(yīng)與此線交叉。當(dāng)用水線與滿庫(kù)線相交而穿過時(shí)，表示有棄水。連出兩曲線間最長(zhǎng)可達(dá)到的并不可交叉曲線的公切線。表31 差積計(jì)算表 續(xù)表31續(xù)表31續(xù)表31圖31 流量差積曲線,并根據(jù)流量比尺確定白山電站的調(diào)節(jié)流量其中，=239（）月，△t=1個(gè)月，流量比尺的繪制是沿差積曲線橫坐標(biāo)軸在坐標(biāo)原點(diǎn)左邊一個(gè)月的長(zhǎng)度的四倍作為比例尺。=239（）月時(shí)的橫坐標(biāo)`縱坐標(biāo)分別向下，向上取至0點(diǎn)及100，200，300，400，500等點(diǎn)作為縱坐標(biāo)流量表示，在調(diào)節(jié)流量線上各可根據(jù)已在差積曲線上1個(gè)月橫坐標(biāo)處數(shù)得對(duì)應(yīng)縱坐標(biāo)長(zhǎng)度，并以此長(zhǎng)度的四倍在比例尺圖上以239處為基點(diǎn)量得一長(zhǎng)度所對(duì)應(yīng)值即，列表如下：表32 各時(shí)段調(diào)節(jié)流量值（單位）489230306285423220283210186195168390。所對(duì)應(yīng)的縱坐標(biāo)為各時(shí)段的調(diào)節(jié)流量的大小，標(biāo)記如圖，可清晰表明各年調(diào)節(jié)流量，為今后計(jì)算提供方便。 電站年平均流量的計(jì)算由前面資料可知紅巖電站年平均流量是白山電站年平均流量與他們之間的年平均流量之和。 白山電站年平均流量如下表所示表33 白山站年平均流量 由資料知，白山～紅巖區(qū)間年平均流量如下表所示： 表34 白山～紅巖區(qū)間年平均流量 由以上兩表所列數(shù)據(jù)之和可得紅巖電站的年平均流量計(jì)算列表如下： 表35 紅巖電站的年平均流量 紅巖電站流兩頻率曲線繪制在上一目求得紅巖電站年平均流量可繪出紅巖電站經(jīng)驗(yàn)頻率曲線再根據(jù)皮爾遜Ⅲ型曲線做紅巖電站的理論頻率曲線,當(dāng)理論頻率曲線與經(jīng)驗(yàn)頻率曲線相吻和時(shí),理論頻率曲線才能代替經(jīng)驗(yàn)頻率曲線,否則應(yīng)對(duì)理論頻率曲線重新選配 點(diǎn)繪經(jīng)驗(yàn)頻率曲線將下表中⑷欄及⑻欄數(shù)值對(duì)應(yīng)點(diǎn)繪經(jīng)驗(yàn)頻率于頻率格紙上,見附圖一。= Cv=== 取 。 頻率曲線=,取Cv=,并假定Cs值，查《工程水文學(xué)》課本附表２計(jì)算表36 紅巖站流量頻率計(jì)算表 表 37 理論頻率曲線選配計(jì)算表頻率p(%)第一次配線第二次配線第三次配線第四次配線= Cv=Cs=2Cv=＝ Cv=Cs==＝ Cv=Cs=3=＝ Cv=Cs==（1）（2）（3）（4）（5）1510205075909599選配后頻率曲線見附圖一，可見Cs=，所以最后采用此曲線。 頻率曲線圖查保證率下的保證流量 查附圖二得在設(shè)計(jì)保證率85%所對(duì)應(yīng)的流量為=198,在P設(shè)=85%附近有1969年與1970年的來流量和相近，為了滿足設(shè)計(jì)保證率應(yīng)選最枯水年1970來流量= ，所以1970年的最小來流量： =168+=修正后保證流量 紅巖電所能利用的凈水頭 查紅巖河段HQ流量關(guān)系曲線,可知對(duì)應(yīng)保證流量下的下游水位A. 則上游有效水位▽ （資料可查得正常蓄水位和死水位） =（290+289）/2 =B. 有效凈水頭 保證出力的計(jì)算 （31）式中：—電站效率 —保證流量N～= 。 —凈水頭 則： 多年平均發(fā)電量的計(jì)算水電站多年平均發(fā)電量的計(jì)算均發(fā)電量計(jì)算是指水電站在多年工作時(shí)期內(nèi)，平均每年所生產(chǎn)的電能量。由此定義，又因?yàn)榘咨健t巖電站為多年調(diào)節(jié)電站，所以采用設(shè)計(jì)中水年法、三個(gè)代表年法（設(shè)計(jì)豐水年，平水年，枯水年），求出水電站在這些年份的年發(fā)電量，并取其平均值作為水電站多年年發(fā)電量。 平水年指發(fā)電量為個(gè)月發(fā)電量總和，平水年指來流量頻率曲線上對(duì)應(yīng)50%保證出力下的年份。紅巖電站的平水年由頻率曲線附圖二查得為1962年各月發(fā)電量按下式計(jì)算： （32） 式中：—月平均發(fā)電量730—每個(gè)月的小時(shí)數(shù)， 代表年月平均流量的計(jì)算 由前面計(jì)算白山電站年平均流量表可查得1962年的平均流量為230. 列出紅巖—白山電站之間的月平均流量表。 表38 紅巖—白山電站之間的月平均流量表月份123456789101112 紅巖電站平均月平均來流量為230加上 表28所示的數(shù)據(jù)計(jì)算如下表所示：表39 紅巖電站1962年月來流量月份123456789101112 月均出力為，其中H=,η=。計(jì)算列表如下：N1N2N3N4N5N6N7N8N9N10N11N125..36表310 紅巖電站月平均出力 則月發(fā)電量 ，計(jì)算列表如下：（103萬） 表311 紅巖電站月平均發(fā)電量E1E2 E3E4E5E6E7E8E9E10E11E123..66 年發(fā)電量 = 裝機(jī)容量的選擇水電站裝機(jī)容量是水電站的重要參數(shù)，它反映了水電站的規(guī)模、水利資源的利用程度、電站效益及可靠性等重要問題。裝機(jī)容量的選擇應(yīng)根據(jù)用電量負(fù)荷的要求河流來水量電站的落差水庫(kù)調(diào)節(jié)性能綜合利用要求和水電站在地方系統(tǒng)的作用等，通過技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、比較、經(jīng)濟(jì)分析，合理確定。紅巖電站屬于小型電站可采用簡(jiǎn)化方法確定水電站裝機(jī)容量。水電站最大工作容量確定的原則是：在盡可能滿足綜合利用的條件下，以保證出力和保證電量為控制，使水電站的工作能量盡可能大。 保證出力倍比法確定裝機(jī)容量保證出力倍比法是選擇裝機(jī)容量的另一種簡(jiǎn)化方法，根據(jù)已知水電站的經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)不同的點(diǎn)的水電站。其保證出力與裝機(jī)容量具有較合理的比例關(guān)系： (由規(guī)范查得東北電網(wǎng)=3～5)則，N= (=3)。 N= (=4)。 N= (=5) 驗(yàn)證年利用小時(shí)數(shù)。因?yàn)椋? 所以。則：h=(=3)。 h=(=4)。 h=(=5)由于基本資料建議紅巖水電站裝機(jī)容量的選擇應(yīng)考慮年利用小時(shí)數(shù)控制在2000小時(shí)左右，據(jù)此紅巖站應(yīng)選擇=5時(shí)所對(duì)應(yīng)的裝機(jī)容量,即=。 驗(yàn)證過水能力由于 則： (其中=,=,H=)=由于資料要求機(jī)組過水能力應(yīng)與白山水電機(jī)組的總過水能力900相適應(yīng)即引用流量應(yīng)大于白山站過水能力，而1962年白山站過水能力與白山～，取引用流量為920，驗(yàn)證紅巖電站的裝機(jī)容量：，其中=▽▽，▽=，(▽在紅巖電站H～Q曲線上查得920流量對(duì)應(yīng)的▽=.) =() =4 水輪機(jī)選擇在水輪機(jī)設(shè)計(jì)中，合理選擇水輪機(jī)，對(duì)于充分利用水能，保證電站可靠而正確的運(yùn)行，降低造價(jià)，節(jié)約管理費(fèi)用等有密切關(guān)系。水輪機(jī)選型的主要任務(wù)：選定水輪機(jī)的特征水頭，擬定水輪機(jī)的臺(tái)數(shù)和型號(hào)；選定水輪機(jī)的標(biāo)稱直徑、額定轉(zhuǎn)速、吸出高程、安裝高程等參數(shù)，確定水輪機(jī)的蝸殼和尾水管的型式和尺寸，確定調(diào)速器、油壓裝置的型式和尺寸等設(shè)計(jì)內(nèi)容。 水輪機(jī)特征水頭水輪機(jī)的任一工作狀況的工作性能可采用水輪機(jī)的水頭、流量、效率、出力和轉(zhuǎn)速等工作參數(shù)之間的關(guān)系來描述。 特征水頭水輪機(jī)的水頭也稱工作水頭，指單位重量水體通過水輪機(jī)時(shí)能量減小值，水輪機(jī)水頭隨著水電站上下游水位而變化。為此常用最大水頭，最小水頭，設(shè)計(jì)水頭來表征水輪機(jī)的運(yùn)行范圍和工作特性。 最大水頭是水輪機(jī)允許運(yùn)行的最大凈水頭。電站的最高水位為正常蓄水位，下游水位為最低水位，即為一臺(tái)機(jī)組發(fā)電的水位差，機(jī)組的全部流量為920 m/s，故一臺(tái)機(jī)組的引用流量為230 m/s,=== 最小水頭是保證水輪機(jī)安全、穩(wěn)定運(yùn)行的最小凈水頭。電站的最小凈水頭為上游死水位和下游水位（引用流量所對(duì)應(yīng)的水位，有紅巖H~Q關(guān)系查得）之差。==289—= m/s 設(shè)計(jì)水頭由經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：=m/s （41） 水輪機(jī)臺(tái)數(shù)與型號(hào)的選擇~，在 水輪機(jī)系列譜表3—3和表3—4（《水電站》教材）中查出合適的機(jī)型有HL240和ZZ440兩種，現(xiàn)將這兩種方案做為初選方案，分別求出其有關(guān)參數(shù)，并進(jìn)行比較。 機(jī)組臺(tái)數(shù)的確定機(jī)組臺(tái)數(shù)不同，則單機(jī)容量不同，水輪機(jī)的轉(zhuǎn)輪直徑、轉(zhuǎn)速也就不同，有時(shí)甚至水輪機(jī)的型號(hào)也會(huì)改變，從而影響電站的運(yùn)行效率、運(yùn)行田間及產(chǎn)品供應(yīng)，因此選擇機(jī)組的臺(tái)數(shù)應(yīng)從機(jī)組臺(tái)數(shù)與設(shè)備制造的關(guān)系，機(jī)組臺(tái)數(shù)與水電站投資的關(guān)系，機(jī)組臺(tái)數(shù)與水輪機(jī)運(yùn)行效率的關(guān)系，水輪機(jī)與水電站運(yùn)行維護(hù)工作的關(guān)系等四個(gè)方面進(jìn)行考慮，經(jīng)綜合分析，紅巖電站機(jī)組臺(tái)數(shù)選用四臺(tái)。 單機(jī)容量的計(jì)算 （42）其中—水電站裝機(jī)容量—發(fā)電機(jī)效率，取=96%=(萬) HL240型水輪機(jī)方案的主要參數(shù)選擇 轉(zhuǎn)輪直徑D的選擇查表3—6和3—12（《水電站》教材）可查得HL240型水輪機(jī)在限制工況下的單位量=1240L/s=,效率=%，由此初步假定原型水輪機(jī)在該工下的位==，效率η=%。上述的，η和N=45600kw, H=m （43）選用與之接近的標(biāo)稱直徑6m。 轉(zhuǎn)速n的計(jì)算查表3—4可知 HL240型水輪機(jī)在最優(yōu)工況下的單位轉(zhuǎn)速=72r/min初步假定=，將已知的和Hav= m,D =6 m代入 下式 n= （44）==查表1—1（《水電站》教材） 效率及單位參數(shù)修正查表3—6可得HL240型水輪機(jī)在最優(yōu)共況下的模型最高效率=%，轉(zhuǎn)輪直徑為D=，根據(jù)式 （45）%則效率修正值為Δη=%—92%=%考慮到模型水輪機(jī)在制造工藝的差別，常在已求得的Δη值中再減區(qū)一個(gè)修正值ζ，現(xiàn)將ζ=%，則可得效率修正值為Δη=%，由此可得原型水輪機(jī)在最優(yōu)工況和限制工況的效率為=+Δη=92%+%=%η=η+Δη=+%=%（與上述假定值基本相同）單位專速的修正值按下式計(jì)算：= () （46）則/ ==%由于/ 〈%，按規(guī)定單位轉(zhuǎn)速可不加修正，同時(shí)，單位流量也可不加修正。由上可見，原假定η=%, =, =,的是正確的。那么上述計(jì)算及選出的結(jié)果D=6m,n=。 工作范圍的檢驗(yàn)在選定的D=6m,n=，水輪機(jī)的及各特征水頭想對(duì)應(yīng)的即可計(jì)算出來。水輪機(jī)在HN工作時(shí)其即為,故= N/〈則水輪機(jī)的最大引用流量：= （47） m/s.與特征水頭H H和想對(duì)應(yīng)的H單位轉(zhuǎn)速：===在HL240型水輪機(jī)模型綜合特性曲線圖上繪出的=1135l/s,=，如圖3—1所示，由圖可見，由這三根直線所圍成的水輪機(jī)工作范圍（圖中陰影部分所示），基本上包含了該特性曲線的高效區(qū)。所以對(duì)于HL240型水輪機(jī)方案，所選定的參數(shù)D=6m和n=。 吸出高度的計(jì)算由水輪機(jī)的設(shè)計(jì)參數(shù)n=,Q=1135L/s，在圖3—。在圖2—。由此可求出水輪機(jī)的吸出高度為： （48）式中：—水輪機(jī)安裝地點(diǎn)的海拔高程，初步設(shè)計(jì)時(shí)，可采用電站的下游水位高程取下游一臺(tái)機(jī)組發(fā)電時(shí)的水位=（由紅巖電站H~Q曲線查得）。σ—水輪機(jī)模型氣蝕系數(shù)—?dú)馕g系數(shù)修正值H—水輪機(jī)水頭，一般取為設(shè)計(jì)水頭（m）則：= 安裝高程Zs的計(jì)算Zs= （49）式中：—設(shè)計(jì)尾水位（m）—導(dǎo)葉高度，對(duì)于HL240型水輪機(jī)，/D=, 求出=—吸出高度（m）代入數(shù)據(jù)得：Zs =可見，HL240型水輪機(jī)方案的吸出方案滿足電站要求。 ZZ440型