【正文】 ~30? mH200? mH 200~30? mH200? mD ~ ? mD 10~ ? ) 11 1D?? （ ) 11 1D?? （ 混凝土蝸殼、軸流轉(zhuǎn)漿式水輪機(jī) K 、 b 、 a 參數(shù) K b a mH80? mH80? mD ~ ? mD ~ ? ) 1D?? （ 方案Ⅰ、 MW504? 244/260 AHL ： )(740)( ttG ? 總重 )(29604740 t?? 總價(jià) 萬(wàn)1184042960 ?? 方案Ⅱ、 MW504? 503JK ： 23 23 第 1 章 水輪發(fā)電機(jī)組選型設(shè)計(jì) )(331)( ttG ? 總重 )(13244331 t?? 總價(jià) 萬(wàn)529641324 ?? 方案Ⅲ、 MW504? 500ZZ ： )(372)( ttG ? 總重 )(14884372 t?? 總價(jià) 萬(wàn)595241324 ?? 方案Ⅳ、 MW405? 244/260 AHL ： )()( ttG ? 總重 )( t?? 總價(jià) 萬(wàn)1096442741 ?? 方案Ⅴ、 MW405? 503JK ： )()( ttG ? 總重 )( t?? 總價(jià) 萬(wàn)514441286 ?? 方案Ⅵ、 MW405? 500ZZ ： )()( ttG ? 總重 )( 4 0 t?? 總價(jià) ?? 、調(diào)速器總價(jià) 按一臺(tái)單調(diào)調(diào)速器價(jià)格為 30 萬(wàn)元、雙調(diào)調(diào)速器價(jià)格為 45 萬(wàn)元考慮，各方案總價(jià)估算如下： 方案Ⅰ的調(diào)速器總價(jià)為 120430 ?? 萬(wàn)元 方案Ⅱ、方案Ⅲ的調(diào)速器總價(jià)為 180445 ?? 萬(wàn)元 方案Ⅳ的調(diào)速器總價(jià)為 150530 ?? 萬(wàn)元 方案 V、方案 VI 的調(diào)速器總價(jià)為 225545 ?? 萬(wàn)元 、勵(lì)磁裝置總價(jià) 按一臺(tái)勵(lì)磁裝置價(jià)格為 60 萬(wàn)元考慮，各 方案總價(jià)估算如下： 方案Ⅰ、方案Ⅱ、方案Ⅲ的勵(lì)磁裝置總價(jià)為 240460 ?? 萬(wàn) 方案Ⅳ、方案 V、方案 VI 的調(diào)速器總價(jià)為 300560 ?? 萬(wàn)元 、發(fā)電機(jī)價(jià)格估算 查 《電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》，發(fā)電機(jī)重量 )(tGF 可按下式估算： 3 2)()(nnGF NSKtG ? 式中 GK —— 估算系 數(shù)，懸式機(jī)組范圍為 10~8 ，傘式機(jī)組 9~7 ； 水冷式機(jī)組取 7~6 ； nS —— 發(fā)電機(jī)額定容量， ?cosGn PS ? ，取 ?? 。 minH ： max11n 與 空化系數(shù) ?? 空化曲線作為限制， ?? rH ：由逼近法表格知 sm / 3r11 ? ，對(duì)應(yīng)空化系數(shù) ?? maxH ：由逼近法表格知 sm / 3r11 ? ，對(duì)應(yīng)空化系數(shù) ?? 查教材推薦設(shè)計(jì)尾水位的水輪機(jī)過(guò)流量， 本方案裝機(jī) 5 臺(tái) )/(2 9 41 9 .5 3r sm???? 根據(jù)水位 — 流量關(guān)系曲線 流量 )/(294Q 3r sm? 對(duì)應(yīng)的水位 mE ? 。逼近法見下表： 20 20 水電站主輔機(jī)設(shè)備選型設(shè)計(jì) 水頭 )(m 流量 )/( 3 sm 模型效率 (%) 真機(jī)效率 (%) 出力 )(kW 91 46252 37910 39034 39617 88 40155 40693 水頭 )(m 流量 )/( 3 sm 模型效率 (%) 真機(jī)效率 (%) 出力 )(kW 87 39984 87 40484 41029 由逼近法表格知： maxH ： ?H? rH 、 avH ： ?? HavHr ?? 則平均效率為： a xm i n ????????? HrH avHH ????? 轉(zhuǎn)輪直徑 1D 的校核 用 ?? 對(duì)原先計(jì)算的 1D 進(jìn)行校核 ）（ 11 01?????? ?rr HQ PD 轉(zhuǎn)輪直徑 ）（ ?D 仍合適。 轉(zhuǎn)速 n 的計(jì)算 由 500ZZ 轉(zhuǎn)輪技術(shù)資料提供 查得 min/r128n110 ? m i n/ 1110 rD Hnn av ???? 轉(zhuǎn)速計(jì)算值介于同步轉(zhuǎn)速 m in/1 2 5~m in/ 1 5 rr 之間。 水輪機(jī)安裝高 程 )( 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(jì)算 由 JK503 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/r340n 11 ?R 故水輪機(jī)的飛逸轉(zhuǎn)速為 m i n)/r(358 1m a x11 ???? DHRR 計(jì)算軸向水推力 tF 據(jù) JK503 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 3953 23m a x213tt ??????? ?? 、方案Ⅵ 、 MW405? 500ZZ 計(jì)算轉(zhuǎn)輪直徑 水輪機(jī)的額定出力為： W4081 6%984000 0 kNP GGr ??? ? 取最優(yōu)單位轉(zhuǎn)速 m in128110 r/n ? ,取限制工況的 單位流量 ）（ s/ 3110 ? ,對(duì)應(yīng)的空化系數(shù) ?? 作為限制，對(duì)應(yīng)的模型效率 ?? ，暫取效率修正值%2??? ，則設(shè)計(jì)工況原型水輪機(jī)效率 8 8 6 ?????? ??? 。 minH ： max11n 與 空化系數(shù) ?? 空化曲線作為限制， ?? rH ：由逼近法表格知 sm / 3r11 ? ，對(duì)應(yīng)空化系數(shù) ?? maxH ：由逼近法表格知 sm / 3r11 ? ，對(duì)應(yīng)空化系數(shù) ?? 查教材推薦設(shè)計(jì)尾水位的水輪機(jī)過(guò)流量， 本方案裝機(jī) 5 臺(tái) )/(2 9 71 9 .5 3r sm???? 根據(jù)水位 — 流量關(guān)系曲線查得流量 )/(297Q 3r sm? 對(duì)應(yīng)的水位 mE ? 。逼近法見下表 17 17 第 1 章 水輪發(fā)電機(jī)組選型設(shè)計(jì) 水頭 )(m 流量 )/( 3 sm 模型效率 (%) 真機(jī)效率 (%) 出力 )(kW 44892 40093 40539 水頭 )(m 流量 )/( 3 sm 模型效率 (%) 真機(jī)效率 (%) 出力 )(kW 37053 39153 39482 40126 40540 由逼近法表格知： maxH ： ?H? rH 、 avH ： ?? HavHr ?? 則平均效率為： a xm i n ????????? HrH avHH ????? 轉(zhuǎn)輪直徑 1D 的校核 用 ?? 對(duì)原先計(jì)算的 1D 進(jìn)行校核 ）（ 11 01?????? ?rr HQ PD 轉(zhuǎn)輪直徑 ?D 仍合適。 轉(zhuǎn)速 n 的計(jì)算 由 503JK 轉(zhuǎn)輪技術(shù)資料提供 查得 min/r135n110 ? m i n/ 1110 rD Hnn av ???? 轉(zhuǎn)速計(jì)算值介于同步轉(zhuǎn)速 m in/ 3 6~m in/1 2 5 rr 之間。 故水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪直徑為： ）（ 1101?????? ?rr HQ PD 我國(guó)規(guī)定的轉(zhuǎn)輪直徑系列，計(jì)算值處于標(biāo)準(zhǔn)值 ~ 之間，考慮到取 偏小，難于保證設(shè)計(jì)水頭下發(fā)生額定出力；若取 又太大，不經(jīng)濟(jì)。本電站轉(zhuǎn)輪直徑較大，故取 ? 。 （ 9） 分別用查到的空化系數(shù)計(jì)算 minH 、 rH 、 maxH 對(duì)應(yīng)的吸出高度 計(jì)算式： HEH Ms )(900/10 ?? ????? 查空化系數(shù)修正曲線水輪機(jī)水頭為 時(shí)， ??? minH ： )()(900/ mH s ?????? rH ： )()0 5 3 (9 0 0/ 6 410 mH s ?????? 15 15 第 1 章 水輪發(fā)電機(jī)組選型設(shè)計(jì) maxH ： )()(900/ mH s ?????? 從三個(gè)吸出高度計(jì)算值中取最小值 ，再留一定的余量，取允許最大吸出高度 mHs 4? 。為此，進(jìn)行如下計(jì)算。逼近法見下表 水頭 )(m 流量 )/( 3 sm 模型效率 (%) 真機(jī)效率 (%) 出力 )(kW 92 45577 42778 1 39096 41137 40311 水頭 )(m 流量 )/( 3 sm 模型效率 (%) 真機(jī)效率 (%) 出力 )(kW 39919 89 40122 40410 由逼近法表格知： 14 14 水電站主輔機(jī)設(shè)備選型設(shè)計(jì) maxH ： ?H? rH 、 avH ： ?? HavHr ?? 則平均效率為： a xm i n ????????? HrH avHH ????? 轉(zhuǎn)輪直徑 1D 的校核 用 ?? 對(duì)原先計(jì)算的 1D 進(jìn)行校核 ）（ 11 01?????? ?rr HQ PD 轉(zhuǎn)輪直徑 ）（ ?D 仍合適。 轉(zhuǎn)速 n 的計(jì)算 由 244/260 AHL 轉(zhuǎn)輪技術(shù)資料提供 查得 min/r80n110 ? m i n/ 1110 rD Hnn av ???? 轉(zhuǎn)速計(jì)算值介于同步轉(zhuǎn)速 min/~ r 之間。 故水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪直 徑為： ）（ 11 01?????? ?rr HQ PD 我國(guó)規(guī)定的轉(zhuǎn)輪直徑系列，計(jì)算值處于標(biāo)準(zhǔn)值 ~ 之間，考慮到取 偏小，難于保證設(shè)計(jì)水頭下發(fā)生額定出力；若取 又太大，不經(jīng)濟(jì)。 分別用查到的空化系數(shù)計(jì)算 minH 、 rH 、 maxH 對(duì)應(yīng)的吸出高度 計(jì)算式： HEH Ms )(900/10 ?? ????? 查空化系數(shù)修正曲水輪機(jī)水頭為 時(shí)， ??? minH ： )()0 5 (9 0 0/ 6 410 mH s ??????? rH ： )()0 5 (9 0 0/ 6 410 mH s ??????? 12 12 水電站主輔機(jī)設(shè)備選型設(shè)計(jì) maxH ： )()0 5 (9 0 0/ 6 410 mH s ??????? 從三個(gè)吸出高度計(jì)算值中取最小值 ? ，再留一定的余量，取最大允許吸出高度 mHs ?? 。 水輪機(jī)設(shè)計(jì)流量 rQ 的計(jì)算 設(shè)計(jì)工況點(diǎn)的單位流量 rQ11 為 ）（ sm / PQ r21Tr11?????? ? )/( 322111r smHDQ rr ????? 幾何吸出高度 sH 的計(jì)算 為使水輪機(jī)盡可能不發(fā)生空化，取 maxH 、 rH 、 minH 三個(gè)水頭分別計(jì)算水輪機(jī)的允許吸出高度，以其中的最小值作為最大允許吸出高度。 則 機(jī)組運(yùn)行區(qū)域如下圖： 10 10 水電站主輔機(jī)設(shè)備選型設(shè)計(jì) 根據(jù) 500ZZ 模型轉(zhuǎn)輪綜合特性曲線，取 min/ r 時(shí)水輪機(jī)的實(shí)際運(yùn)行范圍剛好 ，且 min/ rn ? 接近同步轉(zhuǎn)速 min/ r ， 故取水輪機(jī)的轉(zhuǎn)速min/ rn? 效率 r? 的計(jì)算： ) ()(1))(1(1 10510r51m10mma xr ??????????? HH m?? 效率修正值： m a x ?????? ??? 平均效率 ? 的計(jì)算 (1)、計(jì)算 maxH 、 rH 、 minH 所對(duì)應(yīng)的單位轉(zhuǎn)速 11n maxH ： ）（ min/ m a x1m i n11 rHnDn ???? rH ： ）（ m i n/ rHnDnrr???? minH ： ）（ min/ m i n1m a x11 rHnDn ???? (2)、 minH ：取 minH 下 ）（ m in/ 2 7m a x11 rn ? 與 空化系數(shù) ?? 空化曲線的交點(diǎn) 的效率 ?mH? 真機(jī)的效率 inm in ?????? ??? mHH maxH 、 rH 、 avH 是以發(fā)電機(jī)出力為限制，采用逼近法 找到單位流量和相應(yīng)的效率。本機(jī)組屬于大型水輪機(jī)，故取非標(biāo)準(zhǔn)值 ?D 。 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(jì)算 由 JK503 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/r340n 11 ?R 故水輪機(jī)的飛逸轉(zhuǎn)速為 m i n)/r(319 1m a x11 ???? DHRR 計(jì)算軸向水推力 tF 據(jù) JK503 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 5003 23m a x213tt ??????? ?? 、方案Ⅲ 、 MW504? 500ZZ 計(jì)算轉(zhuǎn)輪直徑 水輪機(jī)的額定出力為： W5102 0%985000 0