水輪機(jī)的選型設(shè)計(jì)(參考版)
2025-07-03 05:38本頁(yè)面
【正文】 。 （1）設(shè)計(jì)所用技術(shù)資料的計(jì)算機(jī)處理。計(jì)算機(jī)雖然具有計(jì)算容量大、運(yùn)算快的特點(diǎn)，但它畢竟是一種機(jī)器，缺乏思維和創(chuàng)造能力，它只能按人們輸入的程序進(jìn)行工作?，F(xiàn)代計(jì)算機(jī)具有強(qiáng)大的記憶功能與運(yùn)算能力，并具備文件處理，圖形處理等功能，將這些功能應(yīng)用到水輪機(jī)選型設(shè)計(jì)中，可以使水輪機(jī)的選型計(jì)算更加快速，精準(zhǔn)和規(guī)范化。 貫流式轉(zhuǎn)輪同軸流式一樣，只是布置型式不同，貫流式水泵水輪機(jī)用于潮汐抽水蓄能電站和其他低水頭抽水蓄能電站。盡管發(fā)電專用的常規(guī)軸流式水輪機(jī)可應(yīng)用到88m水頭，但這會(huì)發(fā)電機(jī)電動(dòng)機(jī)的造價(jià)昂貴。軸流式水泵水輪機(jī)適用于低水頭抽水蓄能電站，一般采用轉(zhuǎn)槳式結(jié)構(gòu)，以適應(yīng)水頭及負(fù)荷的變化。在水庫(kù)的利用水深較大，采用單速混流式水泵水輪機(jī)不能同時(shí)滿足水泵與水輪機(jī)工況同時(shí)獲得最高效率，可考慮雙速混流式水泵水輪機(jī)和斜流式水泵水輪機(jī)兩種方案。（2） 斜流式水泵水輪機(jī)?；炝魇剿盟啓C(jī)的結(jié)構(gòu)與常規(guī)混流式水輪機(jī)相似， 但其轉(zhuǎn)輪一般按水泵工況設(shè)計(jì)，用水輪機(jī)工況校核。2：水泵水輪機(jī)型式的選擇 適用于不同水頭段抽水蓄能電站的要求，水泵水輪機(jī)具有混流式，斜流式，軸流式，和貫流式幾種類型，各類水泵水輪機(jī)比轉(zhuǎn)速及應(yīng)用水頭范圍如表914所示。但水泵水輪機(jī)的轉(zhuǎn)輪要兼顧水輪機(jī)和水泵兩種工況的性能，故其效率較水泵或水輪機(jī)專用機(jī)要稍低一些。發(fā)電電動(dòng)機(jī)機(jī)，也可以作為電動(dòng)機(jī)。二機(jī)式，即水泵水輪機(jī)和發(fā)電電動(dòng)機(jī)構(gòu)成。發(fā)電時(shí)，由水輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電電動(dòng)機(jī)作發(fā)電機(jī)組運(yùn)行，抽水時(shí)由發(fā)電電動(dòng)機(jī)以電動(dòng)機(jī)方式運(yùn)行帶動(dòng)水泵抽水，兩種方式其旋轉(zhuǎn)方向相同。最早采用的型式為四機(jī)式，即水泵和水輪機(jī)分別配置各自的電動(dòng)機(jī)與發(fā)電機(jī)，由于設(shè)備多，占地多，投資高，目前已很少采用。大型機(jī)組多采用豎軸布置，中小型機(jī)組有時(shí)采用橫軸布置。水泵水輪機(jī)的選型設(shè)計(jì)一：水泵水輪機(jī)型式的選擇1：裝置型式的選擇 抽水蓄能水電站的機(jī)組可采用多種裝置型式。動(dòng)態(tài)比轉(zhuǎn)速的形式為：Ns=a(t)Hr[b(t)指數(shù)]經(jīng)驗(yàn)公式中引入了表示時(shí)間因數(shù)的參數(shù)t,因此，不僅可以反映當(dāng)時(shí)水輪機(jī)比轉(zhuǎn)速水平，還可以對(duì)今后的近期發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行評(píng)估。應(yīng)用上述的一些經(jīng)驗(yàn)公式選擇水輪機(jī)的比轉(zhuǎn)速時(shí)，要充分考慮設(shè)計(jì)電站的具體情況，還要考慮國(guó)內(nèi)水輪機(jī)的設(shè)計(jì)制造水平，這樣才能保證所選擇的水輪機(jī)既具有較高的能量指標(biāo)，又能保證機(jī)組的正常運(yùn)行。國(guó)內(nèi)一些資料表明，多泥沙河流上的水電站，水輪機(jī)破壞輕微者所采用的ns都較低，ns=1320/√Hr1360/√Hr()之間。 對(duì)于多噴嘴切擊式水輪機(jī)比轉(zhuǎn)速的選擇，一般先選擇單輪單噴的比轉(zhuǎn)速ns1,再根據(jù)轉(zhuǎn)輪數(shù)目Kr 與噴嘴數(shù)Z0計(jì)算整個(gè)水輪機(jī)的ns.（3） 多泥沙河流水輪機(jī)比轉(zhuǎn)速的選擇上面所介紹的一些經(jīng)驗(yàn)公式及區(qū)線一般僅適用于水質(zhì)較好的水電站的水輪機(jī)比轉(zhuǎn)速的選擇。2） 對(duì)于單輪多噴式，比轉(zhuǎn)速的提高主要靠噴嘴的增加，而最好把相當(dāng)于單噴嘴的ns1限制在最佳比轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)。 當(dāng)切擊式水輪機(jī)具有多個(gè)轉(zhuǎn)輪（僅在橫軸式水輪機(jī)上可實(shí)現(xiàn)）和噴嘴時(shí)，從理論上可按√KrZ0倍增大水輪機(jī)的比轉(zhuǎn)速，但實(shí)際上選擇多轉(zhuǎn)輪多噴嘴水輪機(jī)的比轉(zhuǎn)速時(shí)常受到下面條件的限制。當(dāng)切擊式水輪機(jī)為多轉(zhuǎn)輪多噴嘴時(shí)，水輪機(jī)的比轉(zhuǎn)速為：ns=ns1√KrZ0式中ns1單輪單噴嘴的比轉(zhuǎn)速，Kr轉(zhuǎn)輪數(shù)，Z0每個(gè)轉(zhuǎn)輪的噴嘴數(shù)。（4） 貫流式水輪機(jī)的比轉(zhuǎn)速與使用水頭關(guān)系：一般情況下，貫流式水輪機(jī)可獲得比軸流式高約10%的比轉(zhuǎn)速，但根據(jù)目前國(guó)內(nèi)外已生產(chǎn)的貫流式水輪機(jī)的統(tǒng)計(jì)資料看，大部分貫流式水輪機(jī)的比轉(zhuǎn)速僅與軸流式水輪機(jī)相當(dāng)。目前，世界各國(guó)根據(jù)各自的實(shí)際水平，劃定了各類水輪機(jī)的比轉(zhuǎn)速的界限與范圍，并根據(jù)已生產(chǎn)的水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的參數(shù)，用數(shù)理統(tǒng)計(jì)法得出了關(guān)于水輪機(jī)比轉(zhuǎn)速的統(tǒng)計(jì)曲線或經(jīng)驗(yàn)公式。在選擇水輪機(jī)時(shí)，盡可能將比轉(zhuǎn)速控制在它們的最佳范圍之內(nèi)，以保證水輪機(jī)具有最高效率。圖932表示了不同類型水輪機(jī)的最優(yōu)效率與比轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系。1：水輪機(jī)的效率與比轉(zhuǎn)速的關(guān)系 不同ns的水輪機(jī)具有不同的效率特性，圖913中表示了不同ns的混流式水輪機(jī)的效率出力特性N=f(P%).從圖中可知比轉(zhuǎn)速較低的水輪機(jī)，其效率曲線較平緩，比轉(zhuǎn)速較高的水輪機(jī)其效率曲線比較陡峭，尤其是超高比轉(zhuǎn)速的混流式水輪機(jī)（ns=）,其高效率去很狹窄，在偏離設(shè)計(jì)工況時(shí)，水輪機(jī)的效率急劇下降。8） 當(dāng)有空蝕及泥沙磨損發(fā)生時(shí)經(jīng)過(guò)一定運(yùn)行時(shí)間后，由于過(guò)流部件的破壞會(huì)導(dǎo)致水輪機(jī)的效率下降比混流式水輪機(jī)少，根據(jù)國(guó)外的實(shí)例，在同樣運(yùn)行500010000h之后，切擊式與混流式的比較如圖五：水輪機(jī)比轉(zhuǎn)速的選擇 水輪機(jī)的比轉(zhuǎn)速ns包括了水輪機(jī)的轉(zhuǎn)速，出力與水頭三個(gè)基本工作參數(shù)，他綜合地反映了水輪機(jī)的特征。7） 切擊式水輪機(jī)的ns在5055（）以上時(shí)其效律會(huì)降低，同樣條件下，混流式水輪機(jī)的比轉(zhuǎn)速較大，且效律不會(huì)降低。5） 切擊式水輪機(jī)無(wú)軸向水推力，可以簡(jiǎn)化
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