【正文】 (四 )調(diào)保計算步驟 1．準(zhǔn)備基本數(shù)據(jù)； 2． 求出計算工況下 ∑ LV ； 3． 給定導(dǎo)葉關(guān)閉時間 TS計算 ? 、 ? ； 4． 進(jìn)行較核、調(diào) 整。 )( 00 VVgaHHH ?????? 在水電站中絕對避免發(fā)生直接水錘 若水輪機(jī)開度的調(diào)節(jié)時間 TS ＞ 2L/a 時，當(dāng)閥門關(guān)閉過程結(jié)束前，水庫異號 反射回來的降壓波已經(jīng)到達(dá)閥門處，因此水管末端的水錘壓力是由向上游傳播的水錘波和反射回來的水錘波疊加的結(jié)果，這種水錘稱為間接水錘。 (4) 研究減小水錘壓強(qiáng)及機(jī)組轉(zhuǎn)速變化的措施 2．計算標(biāo)準(zhǔn)： 所謂調(diào)節(jié)保證計算標(biāo)準(zhǔn)，是指水錘壓力和轉(zhuǎn)速變化在技術(shù)經(jīng)濟(jì)上合理的允許值。 四、調(diào)速器的類型 1．按調(diào)速器元件結(jié)構(gòu)分為：機(jī)械液壓 (機(jī)調(diào) )和電氣液壓 (電調(diào) ) 2．按調(diào)節(jié)規(guī)律可分為： PI 和 PID調(diào)速器 3．按執(zhí)行機(jī)構(gòu)數(shù)目分：單調(diào)節(jié)和雙調(diào)節(jié)調(diào)速器 單調(diào)節(jié)：只有一個導(dǎo)葉起 閉機(jī)構(gòu)，如混流和軸流定漿機(jī)組 雙調(diào)節(jié)：有兩個調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu) (導(dǎo)葉開度，葉片轉(zhuǎn)置角 )， ZZ、 CJ（針閥、折流板轉(zhuǎn)動） 4．按反饋的位置分為：輔助接力器型、中間接力器型、電子調(diào)節(jié)器 5．按調(diào)速器工作容量大小可分為： 大型：活塞直徑 80mm以上 中型： 操作功 10000~30000N. m 小型：操作功小于 10000 N. m，特?。盒∮? 五、調(diào)節(jié)保證計算 (一 ) 基本概念 1．調(diào)節(jié)保證計算的任務(wù)： 根據(jù)水電站水輪機(jī)組和引水系統(tǒng)條件，針對甩荷過渡過程所進(jìn)行的機(jī)組轉(zhuǎn)速和引水系統(tǒng)壓力上升的計算叫調(diào)節(jié)保證計算。其中，自動調(diào)整主要由測量元件、放大元件、校正元件等組成，調(diào)速器與機(jī)組構(gòu)成水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。 二、水輪機(jī)調(diào)節(jié)原理 (一 ) 原理 ：水輪發(fā)電機(jī)組的運動方程式為： dtdJMM gt ??? (1) 當(dāng)tM=gM時，dtd?=0， 0nnC ??? (2) N↓→gM↓→tM〉gM→dtd?〉 0→ n↑ (3) N↑→gM↑→tM〈gM→dtd?〈 0→ n↓ 所以當(dāng)負(fù)荷變化時，應(yīng)調(diào)節(jié)tM，使tM=gM，0nn?， 又： ?????? /HQMQHMtt ??? 要使 C?? ，一般不能改變 H和效率η (做不到或不經(jīng)濟(jì) )，而是通過改變 Q而達(dá)到改變主動力矩 Mt的目的。 第十章 水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng) 一、水輪機(jī)調(diào)節(jié)的任務(wù) 1．隨外界負(fù)荷的變化，迅速改變機(jī)組的出力。 4．檢修排水的兩種方式：直接排水和廊道排水。 5 種供水方式： 自流供水、水泵供水、混和供水、射流泵供水和循環(huán)供水 。 注意不同用戶對水壓、水溫、水質(zhì)的要求。廠房中所有調(diào)速器油壓裝置的壓力油箱充氣，調(diào)速 器壓力油箱中約有 2/3 的體積為壓縮空氣，以保證調(diào)速器用油時無過大的壓力波動，額定 氣壓為 及 4MPa。 (1) 低壓壓縮空氣 系統(tǒng)。兩種油的性質(zhì)不同，應(yīng)有兩套獨立的油系統(tǒng)。 筒形閥：裝在固定導(dǎo)葉與活動導(dǎo)葉之間。 注意： 計算 HS 時，要用各水頭下限 制工況下空化系數(shù)。 η ：原型水輪機(jī)額定工況下的效率，在 D1未確定時，不能得出確切的η。 根據(jù)目前國內(nèi)設(shè)計、施工和運行的電站資料，在特征水頭相近、單機(jī)容量適當(dāng)，經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)相近時，有限套用已經(jīng)生產(chǎn)國的機(jī)組，這樣可以節(jié)省設(shè)計時間、盡早供貨、提前發(fā)電。 (2) 水輪機(jī)型式的選擇 依據(jù)單機(jī)容量和水電站的特征水頭 (Hmax、 Hmin、 Ha、 Hr)進(jìn)行選擇。 (2) 套用方法： 用于小型水 電站設(shè)計。水頭上限是根據(jù)該型水輪機(jī)的強(qiáng)度和汽蝕條件限制的，原則上不允許超過；下限主要是考慮到使水輪機(jī)的運行效率不至于過低。因此有必要使水輪機(jī)生產(chǎn)系列化、標(biāo)準(zhǔn)化和通用化，盡可能減少水輪機(jī)系列，控制系列品種，以便加速生產(chǎn)、降低成本。~12176。 h3 大 →開挖加大，工程投資增大； L：機(jī)組中心到尾水管出口， L 大 →F 出 大 →V 出 小 →ηw大 →hf 大 →廠房尺寸加大，一般 L=( ～ )D1。 尾水管的總高度和總長度是影響尾水管性能的重要因素。 19 出口擴(kuò)散段 矩形擴(kuò)散管，出口寬度 B5。 2. 肘管 90176。 軸流式：與轉(zhuǎn)輪室里襯相連接， D3=， θ=8176。 其 組成 包括 ：直錐段、肘管、出口擴(kuò)散段。 (5) 按Ciuii VQVQF 0m ax360 ??? 繪出 F = f(φ)直線。 (2) 混凝土蝸殼的水力計算 (半解析法 ) (1) 按進(jìn)口流速求進(jìn)口斷面積； (2) 根據(jù)水電站具體情況選擇斷面型式，并確定斷面尺寸，使其 F=Fc。 已知 條件 ： Hr， Qmax， b0， Da， Db， φ0， VC 水流在蝸殼中的運動規(guī)律 水流進(jìn)入蝸殼后，形成一種旋轉(zhuǎn)運動 (環(huán)流 )，之后進(jìn)入導(dǎo)葉 , 水流速度分解為 Vr、Vu。~270176。 蝸殼中間斷面 2. 蝸殼包角 蝸殼末端 (鼻端 )到蝸殼進(jìn)口斷面之間的中心角 φ0 (1) 金屬蝸殼： φ0=340176。 鑄鋼蝸殼： H200m 時，鋼板太厚，不易焊接，與座環(huán)一起鑄造 而成的鑄鋼蝸殼，其運輸困難。 H≦ 40m, 鋼筋混凝土澆筑， “T”形斷面。 第四節(jié) 水輪機(jī)蝸殼的形式及尺寸確定 一、蝸殼 的功用及型式 (一 ) 功用 蝸殼是水輪機(jī)的進(jìn)水部件，把水流以較小的水頭損失，均勻?qū)ΨQ地引向?qū)畽C(jī)構(gòu)，進(jìn)入轉(zhuǎn)輪。 12 出力限制線的繪制。1 N σ+Δσ (σ+Δσ)H Hs 等吸出高 度線給出了水輪機(jī)在其工作范圍內(nèi)，各運行工況下的最大允許吸出高度，以便進(jìn)行方案比較，確定水輪機(jī)的安裝高程。 (3) 由 Q1 可在 N=f(Q1)輔助曲線上查得相應(yīng)的 N 值，并記入表。 在表內(nèi)計算 N、 σ+Δσ、 Hs 等吸出高度線 的繪制方法： (1) 作不同水頭下 Q139。 (2) 求出 每個水頭 相應(yīng)的 n139。 整個出力限制線由兩部分組成： N=Nf 的豎直線段和三個水頭下的斜向陰影線。 當(dāng) HHr 時，水輪機(jī)則受到 5%出力限制線的限制，對限制線上各點分別計算，得 10 出 B(Hmin, Nmin)，連接 A 和 B，即為 HHr 時的出力限制線。 d) 將上面結(jié)點的坐標(biāo)繪在圖 2 上。 (6) 運轉(zhuǎn)綜合特性曲線的繪制 a) 以水頭為縱坐標(biāo)，水頭為橫坐標(biāo)，繪出坐標(biāo)系。1)； c) 計算出原型水輪機(jī)的效率； d) 按照公式 N=39。對每一個水頭，計算出對應(yīng)的 n39。η ηM Q139。 8 水輪機(jī)運轉(zhuǎn)特性曲線 一、 HL水輪機(jī)運轉(zhuǎn)特性曲線 等效率線 η=f(H,N)的繪制步驟 (1) 在 Hmax, Hmin 之間，取 4~6 個 H， 其中 包括 Hmax， Hmin， Hr， Ha，繪制每個水頭下的 η=f(N)。 水輪機(jī)運轉(zhuǎn)特性曲線 可以 綜合反映原型水輪機(jī) H、 N、 η、 Hs 等參數(shù)