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石林水電站機電設(shè)計畢業(yè)設(shè)計205m~40m水頭150mw(參考版)

2025-07-15 09:38本頁面
  

【正文】 二、管道特性系數(shù) 壓力鋼管段 ? ??? smvL TT /4 0 0580 2 2 蝸殼段 漸縮段: 平均流速 smvc /)( 4 7 221 ?? ?? ?? 長度由 CAD 圖量得 1cL = smvL cc / 211 ??? 蝸殼段: 取進口斷面流速計算, smvc / ? 長度由 CAD 圖量得 2cL = smvL cc / 6 222 ??? ? ? smvL cc / 2 因為蝸殼不是串聯(lián)在管道中,取 21 , 則 ? ? smVLcc / 2 3 尾水管段 本節(jié)主 要參考《水輪機調(diào)節(jié)》 熱能與動力工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計 姓名:周玉國 41 學(xué)號: 03022213 ( 1)直錐段: 平均面積: 22224231 )(2)44( mDDSb ??????? ? 平均流速: smSQv b / 4 71 ??? 幾何長度: 1bL =
。 調(diào)節(jié)計算的標(biāo)準(zhǔn): (1) 壓力變化計算標(biāo)準(zhǔn):尾水管的真空度應(yīng)小于 8~ 9m. (2) 轉(zhuǎn)速變化計算標(biāo)準(zhǔn) 當(dāng)機組容量占電力系統(tǒng)運行總?cè)萘康谋戎夭淮蠡驌?dān)任基荷 ~ 40m 水頭 150MW 石林水電站機電初步設(shè)計 40 時,β max55%,β max 為機組甩全部負荷時的轉(zhuǎn)速升高的允許值。在甩負荷時,由于導(dǎo)葉迅速關(guān)閉,水輪機的流量會急劇變化,因此在水輪機過水系統(tǒng)內(nèi)會產(chǎn)生水擊,調(diào)節(jié)保證計算就是在初步 設(shè)計階段計算出上述過程中最大的轉(zhuǎn)速上升及最大的壓力上升值。 下部結(jié)構(gòu) ? 上游側(cè) 主要取決于蝸殼進口布置,主閥(主閥布置在主廠房內(nèi))和機組其它附屬設(shè)備的布置,由以下經(jīng)驗公式估算 mDB ???? ? 式中 ? — 系數(shù),當(dāng) 1D = ~ 時,相應(yīng) ? = ~ , 取 ? = 2 ? 下游側(cè) 主要取決于尾水管尺寸及下游混凝土的結(jié)構(gòu)厚度,查得采用下述經(jīng)驗公式估算 mDB 12 ???? 下部結(jié)構(gòu)寬度 )( mBBB ????? 《水電站機電設(shè)計手冊》水力機械P188 表 48 《水電站機電設(shè)計手冊》水力機械~ 40m 水頭 150MW 石林水電站機電初步設(shè)計 38 四、主廠房長度 機組段長度由蝸殼、尾水管、發(fā)電機等設(shè)備在垂直水流方向上的尺寸決定,同時還應(yīng)考慮機組附屬設(shè)備及主要通道、吊物孔的布置及所 需尺寸。 ? 上游側(cè)寬度的確定 mAB s ??????? ?? 式中: 1A — 上游主通道寬度 和其它設(shè)備安放寬度 之和。 VKV ff ? fK — 飛逸系數(shù),為飛逸轉(zhuǎn)速 fn 與額定轉(zhuǎn)速 en的比值 m in)/( 111rD Hnn f ????? ??fk 則 )/( 0 smVKV ff ???? 所以轉(zhuǎn)子應(yīng)采用低合金高強度鋼或整圓疊片磁軛 ( 2)定子鐵芯內(nèi)徑的確定 定子鐵芯內(nèi)徑 )( cmpD i ????? ?? ? ( 3)定子鐵芯長度 tl (cm)的計算 《水電站動力設(shè)備設(shè)計手冊》 P162 《水電站機電設(shè)計手冊》水力機械~ 40m 水頭 150MW 石林水電站機電初步設(shè)計 34 cmnCD Sl ent 1 1 4 1 1 7 262 ?????? ? 上式中: C—— 發(fā)電機利用系數(shù),查得 ,取 510 6。 (查《水電站動力設(shè)備手冊》 P22 其有關(guān)尺寸見下表:(表 1- 12) 名稱 Da(m) Db(m) K(m) 座環(huán)參數(shù) 半徑 ra(m) Ra(m) K(m) 蝸殼參數(shù)計算 Dd(m)= Da+2K= r0= 2h=b0+= h= 蝸殼包角 00 345?? 進口斷面流量 )/( 74345360 300 sm ???? ? 進口斷面流速: Hk?0? 查《水輪機》課本 P94 圖 546 可得 k= 則 )/( 0 smHk ????? 進口斷面半徑 )( 000 mQv ???? ??? 進口斷面中心距 )( 22220xx mhra ??????? ? 由進口斷面尺寸求出蝸殼系數(shù)和蝸殼常數(shù) 熱能與動力工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計 姓名:周玉國 31 學(xué)號: 03022213 4 3 13 4 522202000 ??????? ??aaC 進口斷面外徑 )( maR ??? ? 圓斷面計算 202 hCrC ii ??? ??? 22 hi ?? ?? ?? ?? 0ri iiiR ?? ?? 具體計算見附表 3 橢圓斷面的計算 當(dāng) ρS 時,采用橢圓斷面連接計算如下: 橢圓半徑 LLA 22 ???? 與圓同等面積 ??? tgdA 2?? )s in1/2( 2 ????? ??? CRc t gC Ai aa Rrd ?? 橢圓斷面長半徑 ???? ctgL 221 ??? )( in in 0 mhL ??? ? 中心距 ??? aRa 外徑 1???aR ?tghrRa ?? 0 ~ 40m 水頭 150MW 石林水電站機電初步設(shè)計 32 aa Rrd ?? 列表計算 (見表 3) 三、尾水管計算 本電站選用彎肘形尾水管,由進中錐管、肘管和出口擴散段三部分組成。 座環(huán)的確定 連接的座環(huán)有兩種:一種是帶蝶形邊座環(huán);一種是無蝶形邊座環(huán)。 sm T / 3?? 查原始資料可得: ?? ?K = mHKH rms 1 9 0 0 010 ?????????? ?? 《水輪機》課本式 315 第六節(jié) 最優(yōu)方案的進出流水道計算 一、轉(zhuǎn)輪的計算 轉(zhuǎn)輪可根據(jù)型譜中的流道單線圖按比例放大再參照《水電站動力設(shè)備手冊》得到。 D、 輔助設(shè)備部分 輔助設(shè)備投資 =k% (水輪機 +調(diào)速器) 查《原始資料匯編》 59 頁可得各方案的 k 值: 估算分別為: 方案Ⅰ k=% 總價為: % ( 6020+120) = 萬元 方案Ⅱ k=3% 總價為: % ( 5880+90) = 萬元 方案Ⅲ k=% 總價為: % ( 6020+120) = 萬元 方案Ⅳ k=% 總價為: % ( 6020+120) = 萬元 E 、設(shè)備安裝運輸費 安裝設(shè)備運輸費 =κ% 設(shè)備總價 查《原始資料匯編》可得各方案的κ值 ,分別為: %,%, %, % 故有: 方案Ⅰ: 總價為: % ( 6020+120+528+) = 萬元 方案Ⅱ:總價為: % ( 5880+90+550+) = 萬元 《水電站機電設(shè)計手冊》水力機械部分 P330 表 76 可查《水電站機電設(shè)計手冊》水力機械部分 P26 圖526 ~ 40m 水頭 150MW 石林水電站機電初步設(shè)計 26 方案Ⅲ: 總價為: % ( 6020+120+528+) = 萬元 方案Ⅳ : 總價為: % ( 6020+120+528+) = 萬元 (二)、電氣部分 A 、水輪發(fā)電機 方案Ⅰ 總重: G總 =2GF=4 = (t) 總價為 4= (萬元 ) 方案Ⅱ 總重: G總 =3GF=3 = (t) 總價為 4= (萬元 ) 方案Ⅲ 總重: G總 =2GF=4 = (t) 總價為 4= (萬元 ) 方案Ⅳ 總重 :G總 =2GF=4 = (t) 總價為 4= (萬元 ) B、變壓器 和開關(guān)設(shè)備 方案Ⅰ Z=4臺 總價為: 4404=1 560 萬元 方案Ⅱ Z=3臺 總價為: 435 3=1305 萬元 方案Ⅲ Z=4 臺 總價為: 4404=1 560 萬元 方案Ⅳ Z=4臺 總價為: 4404=1 560 萬元 C、 電氣自動化設(shè)備 估算時以(發(fā)電機 +變壓器 +開關(guān)設(shè)備) 10% 計算。 根據(jù)起重量可得各方案的起重機的重量分別為:240t,250t,240t,240t。 根據(jù)發(fā)電機容量可得三種較優(yōu)方案發(fā)電機的功率因數(shù)都為。 發(fā)電機重量可按以下公式來計算: 3 2)(nnGF nSKG ? ( t) 上式中: KG估算系數(shù), Sn視在功率( KVA) nn額定轉(zhuǎn)速 當(dāng)發(fā)電機額定轉(zhuǎn)速小于 于 150r/min 時,采用懸式機組。 ( 4)根據(jù)所繪制的運轉(zhuǎn)特性曲線計算各方案的平均效率 方案 1 ~ 40m 水頭 150MW 石林水電站機電初步設(shè)計 22 P (M W )H (m )熱能與動力工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計 姓名:周玉國 23 學(xué)號: 03022213 利用面積法求各方案的平均效率 : ?? ???AAa 221 ??? 式中η η 2 為特性曲線上相鄰等效率線上的效率值, A 為兩相鄰效率線之間的面積。在 Hmin~ Hr 之間出力限制線一般由模型綜合特性曲線的 95%出力限制線換算而得。 ( 2)將各點的 H、 P 值繪在坐標(biāo)圖上,將各點連成光滑曲線,即為某 η 的效率值。 二、初選較優(yōu)方案 根據(jù)前面擬定的各方案的工作范圍是否包含高效區(qū),或者包含高效區(qū)的面積大?。辉O(shè)計水頭與平均水頭是否接近等原則來初選較優(yōu)方案。 由 Q11ηT=Pr/=C ,假定一個 ηT ,由此公式計算出一個 Q11’,再由 Q11’ 和對應(yīng)水頭的 N11 在圖上找到一點,并查出此點的 ηm, 將此 ηm 轉(zhuǎn)換成原型效率η T’ (按限制工況點效率誤差 Δη 計),此時可比較 ηT’ 和 ηT 是否相等,如果不等,則從新將 ηT’ 代入公式計算,重復(fù)前面的過程,直到計算值同假設(shè)值相等為止,為了減少試算次數(shù),一般只要前面兩次單位流量相差值小于5%就認(rèn)為可以了。 在最小水頭下,水輪機不能發(fā)出額定出力,此時水輪機受到出力限制線的限~ 40m 水頭 150MW 石林水電站機電初步設(shè)計 16 制,所以不需要試算最小水頭下的 Q11。 計算水輪機的運行范圍 最大水頭、最小水頭和平均水頭對應(yīng)的單位轉(zhuǎn)速 ( A) n= m in )/( a x1m i n11 rHnDn ???? m in )/( rHnDnpa???? m in)/( m i n1m a x11 rHnDn ???? (B)n= m in )/( ax1m in11 rHnDn ???? m in )/( rHnDnpa???? m in)/( m i n1m a x11 rHnDn ???? (二) D1=5m ( 1)、計算原型水輪機的效率 )(1)1(1 55110m a x ??????? DD MM?? Δη =η maxη m0== η =η m+Δη = ( 2)、同步轉(zhuǎn)速的選擇 《水輪機課本》P38
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