【正文】 其壓力油槽容積： )(6 0 8 5 0 2 9 )5~4()20~18( 30 mVVV zc ??????? 從《水電站機(jī)電設(shè)計手冊 水力機(jī)械》查得油壓裝置選擇 YZ6 型 34 34 水電站主輔機(jī)設(shè)備選型設(shè)計 、確定水輪發(fā)電機(jī)的型號和主要參數(shù) 發(fā)電機(jī) 的參數(shù)計算 發(fā)電機(jī)計算參數(shù)如下： 發(fā)電機(jī)出力： MWPg 50? 發(fā)電機(jī)功率因數(shù)： 水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪直徑： mD ? 同步轉(zhuǎn)速： min/125r 額定水頭： 水輪機(jī)型號： 540503 ?? LHJK 機(jī)組臺數(shù)： 4 臺 選擇發(fā)電機(jī)的型式及冷卻方式 型式 :立式 普通 傘型 冷卻方式 : 空冷 下機(jī)架類型 :傘式承重機(jī)架 上機(jī)架類型 :傘式非承重機(jī)架 發(fā)電機(jī)勵磁方式：靜止可控硅勵磁 發(fā)電機(jī)的主要尺寸 圖 110 水輪發(fā)電機(jī)組外觀估算示意圖 參考《水電站機(jī)電設(shè)計手冊 水力機(jī)械》發(fā)電機(jī)外主要尺寸估算 發(fā)電機(jī)的額定容量 )(kVASf k V ApS gf os ??? ? 極距 ? 42pSk fj?? 式中 jK — 系數(shù)，一般為 10~8 ，容量大，線速度高的取上限； P— 磁極對數(shù)； 對241253 0 0 060 ??? n fp 35 35 第 1 章 水輪發(fā)電機(jī)組選型設(shè)計 242625008 4 ????? 其中 8?jK 定子內(nèi)徑 iD )( cmpDi ????? ??? 定子鐵芯長度 tl rift nCDSl 2? 式中 fS — ─發(fā)電機(jī)額定容量 )(kVA ； en — ─額定轉(zhuǎn)速 min)/(r ； iD — ─轉(zhuǎn)子內(nèi)徑 )(cm ； C — ─系數(shù)，取系數(shù) 6105 ???C ； tl )( 6250026 cm????? ? 定子鐵芯外徑 aD 目前尚無統(tǒng)一規(guī)定的機(jī)座號，則按下式估算： rpmne ? ， ??? ia DD rpmne ? ， ??? ia DD 那么發(fā)電機(jī)的定子鐵芯外徑為： )( cmDD ia ?????? ? 、發(fā)電機(jī)外形尺寸計算 、平面尺寸計算 定子機(jī)座外徑 1D ae DDrp mn , 3 6 1 ?? ae DDr p mnr p m , 1 ??? ae DDr p mnr p m ,3 0 02 1 4 1 ??? 所以定子機(jī)座外徑： )( 0 29 7 9 cmDD a ???? 風(fēng)罩內(nèi)徑 2D 當(dāng) kVAS f 20210? 時， mDD ?? 當(dāng) kVAS f 20210? 時， mDD ?? )( cmDD ????? 轉(zhuǎn)子外徑 3D ?23 ?? iDD 式中 ? 為單邊空氣間隙，初步估算時可忽略不計。 油壓裝置的選擇 油壓裝置分為分離式和組合式 ，本電站選擇分離式，即壓力油箱與會油箱分開。 則導(dǎo)葉調(diào)整主配壓閥直徑： )()( mmmvTVd sc ??????? ?? 槳葉調(diào)整主配壓閥直徑： )()( mmmvTVd sz ??????? ?? 選取主配壓閥直徑為 mm150 。 mdd cc ?????? 根據(jù)計算得出的 ?cd 值，選取標(biāo)準(zhǔn)接力器系列直徑，所以選取接力器直徑為 450mm 接力器最大行程為： m a x0m a x )( aS ?? 導(dǎo)葉的最大開度： )(24 1m a x0 mmZDa ???? ?? )( 8 0 )~( m a x0m a x mmaS ???? 雙直缸接力器總?cè)莘e： )( 32m a x2 mSdVc ??????? ?? （ 2） 、轉(zhuǎn)輪槳葉接力器容積計算 轉(zhuǎn)輪槳葉接力器直徑 zd 為： )()~( 1 mpDd z ????? 式中： p 為調(diào)速器額定油壓， Pa510 。 查 JK503 轉(zhuǎn)輪資料，知 ?b )(5 0 2 a x01 mHbDd c ?????? ? 選擇油壓裝置的額定油壓為 ,則接力器直徑 )(d39。所以選彎肘型尾水管 尾水管相關(guān)尺寸的確定 依據(jù) 503JK 轉(zhuǎn)輪流道單線圖：知尾水管尺寸如下表所示： 31 31 第 1 章 水輪發(fā)電機(jī)組選型設(shè)計 1hD 1LD 51BD 41DD 41hD 61hD 11LD 51hD 肘管形式 標(biāo)準(zhǔn)混凝土肘管 進(jìn)口錐管 對于 轉(zhuǎn)槳式水輪機(jī)進(jìn)口錐管的半錐角 ? 取 00 108 ??? ，取 09?? 出口擴(kuò)散段 查 503JK 轉(zhuǎn)輪流道單線圖 ，出口擴(kuò)散段采用矩形斷面，出口寬度 5B 與肘管出口寬度相等，頂板高度為 mD 1 ? 。 對于中間斷面的計算，按直線規(guī)律變化計算如下： aamm ii ?； aann ii ?。選擇蝸殼近出口斷面的尺寸應(yīng)盡量縮小機(jī)組段的間距，選用 )( ??anb ， bnm ????ab 角度 ? 在 ?? 30~20 ，取 ??30? 當(dāng) nm? 時，角 ??? 20~10? ， ??19? 。當(dāng)需要縮小機(jī)組間距時取較大值。 進(jìn)口斷面平均流速對于蝸殼內(nèi)水力損失的大小和蝸殼平面尺寸都有很大影響，根據(jù)額定水頭 mHr ? 查《水電站設(shè)計手冊 —— 水力機(jī)械》混凝土蝸殼進(jìn)口流速與 水頭的關(guān)系曲線確定進(jìn)口斷面平均流速 )/(40 smV ? 。 29 29 第 1 章 水輪發(fā)電機(jī)組選型設(shè)計 、水輪機(jī)進(jìn)、出水流道的計算 、混凝土蝸殼的水力計算 mH 40? ，所以選擇混凝土蝸殼 進(jìn)口斷面的計算 查 JK503 水輪機(jī)模型轉(zhuǎn)輪試驗流道參數(shù)知混凝土蝸殼包角 ??1800? 混凝土蝸殼的進(jìn)口斷面流量為： 00 ??????? r ? 式中 rQ 水輪機(jī)額定流量， sm/3 。 運轉(zhuǎn)特性曲線計算表格 計算表見附表 1。 ????φ?? H ????φ?? ???φ?? H ????φ?? ???φ?? H ????φ?? ???φ?? H ????φ?? ???φ?? 在 maxmin ~ HH 間取若干水頭，計算個水頭對應(yīng)的 Mn11 ，過個 Mn11 作水平線與轉(zhuǎn)漿式水輪機(jī)模型綜合特性曲線的各等 ? 角相交，找到各交點的 MQ11 ， M? 值。 20186。 10186。 0186。 對轉(zhuǎn)輪葉片的每一個安裝角 ? 求出一個效率修正值 )(??? 。1n 140 額定點單位流量 39。 綜合比較 考慮技術(shù)和經(jīng)濟(jì)比較，選擇方案Ⅱ為最優(yōu)方案，方案Ⅱ投資最小 ,平均效率較高 ,能量性能好 ，且運行穩(wěn)定，故采用方案 Ⅱ 作為最優(yōu)方案。 經(jīng)濟(jì)比較： （ 1）、從設(shè)備投資表中可以看出， 4 臺機(jī)組的單位千瓦投資和千瓦耗材量均小于五臺機(jī)組的單位千瓦投資和千瓦耗材量。 、方案總表 項目 方案Ⅰ 方案Ⅱ 方案Ⅲ 方案Ⅳ 方案Ⅴ 方案Ⅵ 水輪機(jī)型號 HL260/A244 JK503 ZZ500 HL260/A244 JK503 ZZ500 單機(jī)容量（ MW） 50 50 50 40 40 40 機(jī)組臺數(shù) 4 4 4 5 5 5 水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪直徑 )(1mD 水輪機(jī)同步轉(zhuǎn)速min)/(rn 125 125 最高效率 (%)maxr? 平均效率 (%)? 平均效率 (%)? 吸出高度 )(mHs 4 4 7 機(jī)電設(shè)備部分投資（萬元） 29025 16402 17608 28502 16574 單位千瓦投資（萬元 /kW) 機(jī)電設(shè)備部分耗鋼量（ t） 6355 3462 3736 6169 3455 3695 單位千瓦耗鋼量（ t / kW） 推薦的最優(yōu)方案 方案Ⅱ 27 27 第 1 章 水輪發(fā)電機(jī)組選型設(shè)計 、最優(yōu)方案的選擇 技術(shù)比較： （ 1）、四臺機(jī)和五臺機(jī)組的能量指標(biāo)和空化指標(biāo)都相差不大； （ 2）、 503JK 較 244/260 AHL 和 500ZZ 直徑較小，同步轉(zhuǎn)速較好，能量指標(biāo)較好，但吸出高度過小，空化性能比較不好 （ 3）、 244/260 AHL 較 503JK 和 500ZZ 吸出高度大，空化性能好，但同步轉(zhuǎn)速低。洗出高度接近于零或者大于零，開挖量小。 水輪機(jī)效率 效率是衡量水輪機(jī)動能的一個很重要指標(biāo)，效率越高，動能指標(biāo)好。 機(jī)組轉(zhuǎn)速 機(jī)組轉(zhuǎn)速高一點好，同步轉(zhuǎn)速高，磁極對數(shù)少，動能技術(shù)指標(biāo)好。 動能經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的比較，主要包括以下幾點： 單機(jī)容量及臺數(shù) 單機(jī)容量大小和臺數(shù)會影響電站機(jī)組開停機(jī)組合，影響發(fā)電效率，并且對設(shè)備的制造、運輸及安裝，運行維護(hù)、主接線和成本有影響。起重機(jī)總重為 t120 。起重機(jī)總重為 t120 。起重機(jī)總重為 t167 。起重機(jī)總重為 t122 。起重機(jī)總重為 t122 。起重機(jī)總重為 t195 。 水輪機(jī)安 裝高程 )( 5 6 41 mXDH Sw ?????????? X—— 軸流式水輪機(jī)結(jié)構(gòu)高度系數(shù)，取 飛逸轉(zhuǎn)速 Rn 的計算 由 ZZ500 模型水輪機(jī)飛逸特性曲線查得，在最大導(dǎo)葉開度下單位飛逸轉(zhuǎn)速，min/r479n 11 ?R 故水輪機(jī)的飛逸轉(zhuǎn)速為 m i n)/r(485 1m a x11 ???? DHRR 計算軸向水推力 tF 據(jù) ZZ500 轉(zhuǎn)輪技術(shù)資料提供的數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)輪 軸向水推力系數(shù) .870Kt ? ， 水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪軸向水推力為： NHD 4290 23m a x213tt ??????? ?? 、各方案參數(shù)列表 各方案參數(shù)表 項目 方案Ⅰ 方案Ⅱ 方案Ⅲ 方案Ⅳ 方案Ⅴ 方案Ⅵ 機(jī)組臺數(shù) 4 5 水輪機(jī)型號 HL260/A244 JK503 ZZ500 HL260/A244 JK503 ZZ500 單機(jī)容量（ MW） 40 50 水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪直徑 )(1mD 水輪機(jī)同步轉(zhuǎn)速min)/(rn 125 125 最高效率 (%)maxr? 額定效率 (%)r? 91 平均效率 (%)? 水輪機(jī)設(shè)計流量)/( 3r smQ 238 247 245 193 198 196 吸出高度 )(mHs 4 4 7 水輪機(jī)安裝高程 )(m? 飛逸轉(zhuǎn)速 min)/(rnR 125 319 425 141 358 485 軸向水推力 )(NFt 3070028 5003865 5575295 2435186 3953671 4290008 22 22 水電站主輔機(jī)設(shè)備選型設(shè)計 、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 、動能指標(biāo)計算 動能指標(biāo)在之前已經(jīng)計算，具體如下： 項目 方案Ⅰ 方案Ⅱ 方案Ⅲ 方 案Ⅳ 方案Ⅴ 方案Ⅵ 水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪直徑 )(1mD 水輪機(jī)同步轉(zhuǎn)速 min)/(rn 125 125 最高效率 (%)maxr? 額定效率 (%)r? 91 平均效率 (%)? 水輪機(jī)設(shè)計流量 )/( 3r smQ 238 247 245 193 198 196 吸出高度 )(mHs 4 4 7 、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)計算 主要機(jī)電設(shè)備參考價格單價表： 項目 水輪機(jī) 發(fā)電機(jī) 調(diào)速器 勵磁裝置 橋式起重機(jī) 自動化元件 油壓裝置和漏油設(shè)備 參考價格 4 萬 /t 5 萬 /t 單調(diào)： 30 萬元 /臺 雙調(diào)： 45 萬元 /臺 60 萬元 /臺 3 萬元 /t 40 萬元 /套 30 萬元 /套 、水輪機(jī)價格估算 水輪機(jī)總重 G(t)： baHKDtG 1)( ? 式中： K 、 b 為與水頭有關(guān)的系數(shù)； a 為與水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪直徑有關(guān)的系數(shù)，查《水電站機(jī)電設(shè)計手冊 水利機(jī)械》： 金屬蝸殼、混流式水輪機(jī) K 、 b 、 a 參數(shù) K b a mH 200