【正文】 38~68m 水頭 150MW 水電站水電站設(shè)計(jì) 32 最優(yōu)方案吸出高度 sH 的計(jì)算 設(shè)計(jì)水頭 mHr ? ，設(shè)計(jì)水頭對(duì)應(yīng)的單位轉(zhuǎn)速 n11r=?M? 則 ?T? 由試算結(jié)果， smQ r / 311 ? 。方案 Ⅰ Ⅱ Ⅳ 發(fā)電機(jī)單重 (噸 /臺(tái) ) 發(fā)電機(jī)總重 (噸 ) 發(fā)電機(jī)單價(jià) (萬元 /噸 ) 4 4 4 發(fā)電機(jī)總價(jià) (萬元 ) 變壓器和開關(guān)總價(jià) (萬元 ) 1120 1120 1520 自動(dòng)化設(shè)備總價(jià) (萬元 ) 設(shè)備安裝運(yùn)輸費(fèi) (萬元 ) 總計(jì) (萬元 ) 單位千瓦投資 (元 /千瓦 ) 單位千瓦耗鋼量 (公斤 /千瓦 ) 最優(yōu)方案的選擇 水輪機(jī)方案比較綜合表 Ⅰ Ⅱ Ⅳ 最大水頭 Hmax(米 ) 68 68 68 最小水頭 Hmin(米 ) 38 38 38 平均水頭 Hp(米 ) 55 55 55 裝機(jī)容量 Ny(萬千瓦 ) 15 15 15 水輪機(jī)型號(hào) HL260 /D74 HL260 /D74 HL260 /D74 單機(jī)容量 N(千瓦 ) 機(jī)組臺(tái)數(shù) 2 2 4 轉(zhuǎn)輪直徑 D1(米 ) 3 機(jī)組轉(zhuǎn)數(shù) (轉(zhuǎn) /分 ) 125 計(jì)算水頭 (米 ) 水輪機(jī)平均效率 % % % 模型最高效率時(shí)的 n39。計(jì)算結(jié)果如下： 方案一 總價(jià)為： 10%（ 2380+1100+20） = 萬元 方案二 總價(jià)為： 10%（ 2660+1100+20） = 萬元 方案三總價(jià)為： 10%（ 2338+1480+40） = 萬元 E、電氣部分運(yùn)輸費(fèi) 38~68m 水頭 150MW 水電站水電站設(shè)計(jì) 30 根據(jù)《設(shè)計(jì)任務(wù)書》第 2 頁所述，估算時(shí)以發(fā)電機(jī)、變壓器。 )( 0 6) 3 6( 7 6 5 3 18 3 22 tGF ???? 總重： G 總 =2GF=2 = 總價(jià)為 2＝ (萬元 ) 方案二 Nn=125r/min,Pr=76531 KW， cosψ =，則： )()( 7 6 5 3 18 3 22 tGF ???? 總重： G 總 =2GF= 總價(jià)為 2＝ (萬元 ) 方案三 Nn=,Pr=38265KW，查《水力機(jī)械》 cosψ = 則： )( 4 7) 8 7( 3 8 2 6 59 3 22 tGF ???? 總重： G 總 =4GF= 總價(jià)為 4＝ (萬元 ) B、變壓器 《電氣一次》 217 頁圖 5— 26鋁線變壓器容量與重量的關(guān)系曲線， 220KV 雙線圈。 當(dāng)發(fā)電機(jī)額定轉(zhuǎn)速大于 150r/min 時(shí)，采用懸式機(jī)組 KG =9； 當(dāng)發(fā)電機(jī)額定轉(zhuǎn)速小于 150 r/min 時(shí)，采用傘式機(jī)組 KG =7～ 9。由《水力機(jī)械》 139 頁圖 2— 55，曲線 2—— 混流式焊接蝸殼或 H150m。具體結(jié)果 見附表 2。各方案的曲線 見附圖 1。在 Hr～ Hmax 之間，是一條 P=Pr 的直線。 C． 將各點(diǎn)的 H、 P 值繪在坐標(biāo)圖上，將各點(diǎn)連成光滑曲線，即為某η的效率值。 然后對(duì)每個(gè)水頭值作等效率曲線。 繪制水輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)特性曲線 等效率曲線的繪制： A． 在水輪機(jī)工作水頭范圍（ Hmin～ Hmax）內(nèi)取 4 個(gè)水頭值，計(jì)算各水頭對(duì)應(yīng)的單位熱能與動(dòng)力工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 錯(cuò)誤 ! 未 找 到 引 用 源 。 （ 3）、盡可能使計(jì)算值 Q11r接近出力限制線上的數(shù)值或推薦使用值。 原則： （ 1）、 Ha對(duì)應(yīng)的 n11a 是否穿過了高效率區(qū)的中性點(diǎn)，即計(jì)算值 n11a應(yīng)與模型最優(yōu)單位轉(zhuǎn)速n110較接近。 m i n/ 5 681 4 31m a x11 rDHnn RR ???? 當(dāng) n=， m i n/ 5 4 681 4 21m a x11 rDHnn RR ???? 設(shè)計(jì)工況下的單位流量 RQ11 ： 當(dāng) n=smHDPQrrR / 111?????? ?m in )/( rHrnDn r ???? 水輪機(jī)設(shè)計(jì)流量 rQ 的計(jì)算 : smHDr rr / 322111 ????? 熱能與動(dòng)力工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) 25 錯(cuò)誤 ! 未 找 到 引 用 源 。 m in/ 55791110 rD Hnn p ???? 此值介于 r/min 和 之間，所以兩者都 取。 )( 3 8 2 6 111mHQ PDrr ?????? ?計(jì)算值處于標(biāo)準(zhǔn)值 ，由四分之一選擇法選 。 m i n/ 7 4 81m a x11 rDHnn RR ???? 當(dāng) n= 時(shí)，同理可得 m i n/ 6 9 681 4 81m a x11 rDHnn RR ???? 當(dāng) n=設(shè)計(jì)工況下的單位流量 rQ11 : smHDPQrrr / 5102 111?????? ? m in )/( 8 7111 rHrnDn r ???? 水輪機(jī)設(shè)計(jì)流量 rQ 的計(jì)算 : smHDr rr / 322111 ????? 計(jì)算水輪機(jī)的運(yùn)行范圍 最大水頭、最小水頭和平均水頭對(duì)應(yīng) 的單位轉(zhuǎn)速 m in )/( in1m a x11 rHnDn ???? m in )/( rHnDnpa???? m in)/( 7m a x1m i n11 rHnDn ???? 熱能與動(dòng)力工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 錯(cuò)誤 ! 未 找 到 引 用 源 。 38~68m 水頭 150MW 水電站水電站設(shè)計(jì) 22 m in/ 55791110 rD Hnn p ???? 此值介于 r/min 和 ，兩者都選。 m i n/ 1 681 4 31m a x11 rDHnn RR ???? 當(dāng) n= 時(shí)，同理可得 m i n/ 1 0 681 4 31m a x11 rDHnn RR ???? 當(dāng) n=150r/min 時(shí) 設(shè)計(jì)工況下的單位流量 rQ11 : smHDPQrrr / 111?????? ? mi n )/( 5 0111 rHrnDn r ???? 水輪機(jī)設(shè)計(jì)流量 rQ 的計(jì)算 : smHDr rr / 322111 ????? 計(jì)算水輪機(jī) 的運(yùn)行范圍 最大水頭、最小水頭和平均水頭對(duì)應(yīng)的單位轉(zhuǎn)速 m in )/( in1m a x11 rHnDn ???? 熱能與動(dòng)力工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 錯(cuò)誤 ! 未 找 到 引 用 源 。 m in/ 5 55791110 rD Hnn p ???? 此值介于 150 r/min 和 之間，兩者都選。 )( 5 1 0 2 111mHQ PDrr ?????? ?計(jì)算值處于標(biāo)準(zhǔn)值 和，兩者都取。 m i n/ 1m a x11 rDHnn RR ???? 當(dāng) n=150 時(shí)，同理可得 m i n/ a x11 rDHnn RR ???? 設(shè)計(jì)工況下的單位流量 rQ11 : （ 1）、 當(dāng) n=rQ11 = ???? m in )/( 3 6111 rHrnDn r ???? 水輪機(jī)設(shè)計(jì)流量 rQ 的計(jì)算 : smHDr rr / 5 4 322111 ????? 計(jì)算水輪機(jī)的運(yùn)行范圍 最大水頭、最小水頭和平均水頭對(duì)應(yīng)的單位轉(zhuǎn)速 m in )/( in1m a x11 rHnDn ???? m in )/( rHnDnpa???? m in)/( m a x1m i n11 rHnDn ???? （ 2）、 當(dāng) n=150r/min 時(shí) 熱能與動(dòng)力工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 錯(cuò)誤 ! 未 找 到 引 用 源 。 38~68m 水頭 150MW 水電站水電站設(shè)計(jì) 18 m in/ 55791110 rD Hnn p ???? 此值介于 ，都選。 m i n/ 6 681 4 41m a x11 rDHnn RR ???? 當(dāng) n=125r/min 時(shí)， m i n/ a x11 rDHnn RR ???? 設(shè)計(jì)工況下的單位流速 rQ11 ： （ 1）、 當(dāng) n=smHDQrr/ Pr 111?????? ?m in )/( 3 6111 rHrnDn r ???? 水輪機(jī)設(shè)計(jì)流量 rQ 的計(jì)算 : smHDr rr / 7 0 322111 ????? 計(jì)算水輪機(jī)的運(yùn)行范圍 最大水頭、最小水頭和平均水頭對(duì)應(yīng)的單 位轉(zhuǎn)速 m in )/( in1m a x11 rHnDn ???? 熱能與動(dòng)力工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 錯(cuò)誤 ! 未 找 到 引 用 源 。 轉(zhuǎn)輪軸向水推力 Ft 的計(jì)算： NHDKtFt 6221 8 1 0m a x49 8 1 0 ????????? ?? 根據(jù) HL260/D44 轉(zhuǎn)輪資料查得系數(shù) Kt=。 計(jì)算原型水輪機(jī)的效率 （ 1）、 當(dāng) D1= )(1)1(1 55110m a x ??????? DD MM?? Δη =η maxη M0== 設(shè)計(jì)工況原型水輪機(jī)效率η =η m+Δη =+= 同步轉(zhuǎn)速的選擇 ???? )1/( m a xm a x1111 MMnn ?? MMM nnn 111111 %301 )192 95 ( ???，所以 11n? 可以不38~68m 水頭 150MW 水電站水電站設(shè)計(jì) 16 考慮， MMr nnnn 1101111011 ???? 。 取最優(yōu)單位轉(zhuǎn)速 n110=79r/min 與出力限制線交點(diǎn)的單位流量為設(shè)計(jì)工況點(diǎn)單位流量，Q11r=，對(duì)應(yīng)的模型效率η m=，暫取效率修正值Δη =，則設(shè)計(jì)工況原型水輪機(jī)效率η =η m+Δη = )(4 . 2 7 6 5 3 111mHQ PDrr ?????? ? 按我國規(guī)定的轉(zhuǎn)輪直徑系列，計(jì)算值處于標(biāo)準(zhǔn)值 和 之間。 限制工況 Q1′ =,η =%,ns=261( m*kw),? =。4 HL260/D74 其主要參數(shù)如下： 模型轉(zhuǎn)輪直徑 D1=35cm,流道尺寸 b0=,z1=14,D0=,z0=24。 轉(zhuǎn)輪軸向水推力 Ft : NHDKtFt 62m a x21 ???????? ?? 飛逸轉(zhuǎn)速 Rn : 當(dāng) n=， 由 n10′ =′ =《型譜新轉(zhuǎn)輪性能曲線及流道尺寸匯編》 HL260/A244 得設(shè)計(jì)工況點(diǎn)的導(dǎo)葉開度 a0M=，由 35 頁飛逸特性曲線查得 n1p=153r/min。???? )1/( m a xm a x1111 MMnn ?? MM nn 1111 %3)( ??，所以 11n? 可以不考慮，MMr nnnn 1101111011 ???? 。 )( 9 7 3 8 2 6 111mHQ PDrr ?????? ? 計(jì)算值處于標(biāo)準(zhǔn)值 之間，由四分之一選擇法選 。轉(zhuǎn)輪軸向水推力 Ft : NHDKtFt 62m a x21 ???????? ?? 飛逸轉(zhuǎn)速 Rn : 當(dāng) n=， 由 n10′ =′ =《型譜新轉(zhuǎn)輪性能曲線及流道尺寸匯編》 HL260/A244 得設(shè)計(jì)工況點(diǎn)的導(dǎo)葉開度 a0M=，由 35 頁飛逸特性曲線查得 n1p=154r/min。 m in/ 55801110 rD Hnn p ???? 此值介于 r/min 和 之間，所以兩者都取。 轉(zhuǎn)輪軸向水推力 Ft : NHDKtFt 62m a x21 8 1 049 8 1 0 ???????? ?? 飛逸轉(zhuǎn)速 Rn : 當(dāng) n=150r/min 時(shí) ， 由 n10′ =′ =《型譜新轉(zhuǎn)輪性 能曲線及流道尺寸匯編》 HL260/A244 得設(shè)計(jì)工況點(diǎn)的導(dǎo)葉開度 a0M=，由 35 頁飛逸特性曲線查得 n1p=154r/min。η =η m+Δη =+= 同步轉(zhuǎn)速的選擇 ???? )1/( m a xm a x1111 MMnn ?? MMM nnn 111111 %301 )191 ( ???，所以 11n? 可以不考慮， MMr nnnn 1101111011 ???? 。 )( 5 1 0 2 111mHQ PDrr ?????? ? 計(jì)算值處于標(biāo)準(zhǔn)值 和 之間，采用四分之一選擇法，所以取 1D = 和D1= 都取。 轉(zhuǎn)輪軸向水推力 Ft : NHDKtFt 62m a x21 ???????? ?? 飛逸轉(zhuǎn)速 Rn : 當(dāng) n=，由 n10′ =