【正文】 計(jì)單位流量 Qr11 =rrrHDP ?232 （ 15） 式中： Pr —— 水輪機(jī)額定出力 kW 長(zhǎng) 春 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文 ) 12 r? —— 設(shè)計(jì)工況點(diǎn)原型水輪機(jī)效率 I 方案 Qr11 = 600 00 ???= sm3 II 方案 Qr11 = 50000 ???= sm3 III 方案 Qr11 = 40000 ???= sm3 (2) 檢驗(yàn)單位轉(zhuǎn)速的范圍 I方案 n max11 =max1 HnD=? = minr n min11 =min1 HnD=? = minr II方案 n max11 =max1 HnD=? = minr n min11 =min1 HnD=? = minr III方案 n max11 =max1 HnD=? = minr n min11 =min1 HnD=? = minr 經(jīng)過(guò)比較，方案 III 中，水輪機(jī)的實(shí)際運(yùn)行范圍稍微偏離最高效率區(qū)，方案 I， II中，水輪機(jī)的實(shí)際運(yùn)行范圍處于最高效率區(qū)。 M? 值是根據(jù) n11與 Q11值在模型綜合特性曲線查的 M? =，取 K=，則吸出高度可以用下式計(jì)算。因此，選擇合適的吸出高度是水輪機(jī)裝置參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)和水電站總體設(shè)計(jì)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)的重要問(wèn)題之一。1 ??? 表 14 各方案最大效率表 方案 直徑 D1 （ m） 最大效率 ? （ %） 型號(hào) 總重 G（ t） 轉(zhuǎn) 輪重 G? （ t） ? (%) I ZZ560 II ZZ560 154 III ZZ560 計(jì)算各方案出力 （ 1）校核出力 Qr =Qr11 D21 rH （ 11） Nj= Qr ? （ 12） 式中 Qr —— 設(shè)計(jì)流量 Qr11 —— 設(shè)計(jì)工況點(diǎn)單位流量 Nj—— 水輪機(jī)校核出力 I方案 Qr =2? ? = sm3 Nj=? ? ? =67902 kW II方案 Qr =2? ? = sm3 Nj=? ? ? =59679kW III方案 Qr =2? ? = sm3 Nj=? ? ? =51988kW （ 2）最小水頭的出力 Nx 的計(jì)算 長(zhǎng) 春 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文 ) 10 根據(jù)公式： ?m HQN rx ? I方案 Nx =? ? ? =27172 kW II方案 Nx =? ? ? =23856 kW III方案 Nx =? ? ? =20759 kW (3) 受阻容量 I方案 Nsh = Nj Nx =6790227172=40730kW II方案 Nsh = Nj Nx =5967923856=35822kW III方案 Nsh = Nj Nx =5198820759=31228kW 表 13 出力計(jì)算表 方案 D1 （ m） Nj （ kW） Nx （ kW） Nsh （ kW） I 8 67902 27172 40730 II 59679 23856 35822 III 7 51988 20759 31228 各方案吸出高度 在確定水輪機(jī)安裝高程時(shí)，可以通過(guò)選擇合適的幾何吸出高度來(lái)控制轉(zhuǎn)輪出口處的壓力值，以防止翼型空化的嚴(yán)重發(fā)生。1 ??? III 方案 mD ? tG 39。1 ??? II 方案 mD ? tG 39。 1 ?? Ddd hB 轉(zhuǎn)輪重量分別為 ： I 方案 mD ? tG 39。 對(duì)以上方案計(jì)算結(jié)果，可進(jìn)行比較： 長(zhǎng) 春 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文 ) 8 表 13 水輪機(jī)初選方案 方案 機(jī)組臺(tái)數(shù) 水輪機(jī)型號(hào) 轉(zhuǎn)速 n( minr ) 直徑 D1 (m) I 5 ZZ560 8 II 6 ZZ560 III 7 ZZ560 水輪機(jī)初選方案比較 對(duì)初選的三個(gè)方案，從效率，吸出高度，重量等方面進(jìn)行比較。長(zhǎng) 春 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文 ) 7 對(duì)于轉(zhuǎn)槳式水輪機(jī)或者未標(biāo)出出力限制線的水輪機(jī)， Q11一般 不超過(guò)型譜參數(shù)表中的推薦值，則 smslslQ r /???? ，對(duì)應(yīng)模型效率為 %81m? ，暫取效率修正值為 3??? %，則設(shè)計(jì)工況點(diǎn)原水輪機(jī)的效率為 ?????? ??? m ，水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪直徑 D1為 mHrQDr Pr 111?????? ? 按照我國(guó)規(guī)定的轉(zhuǎn)輪直徑，選取直徑為 。 式中 Pr —— 發(fā)電機(jī)額定容量， kW Qr11 —— ：水輪機(jī)額定工況的單位流量， sm3 Hr —— 設(shè)計(jì)水頭 ? —— 原形水輪機(jī)效率 (1) 效率 ? 的計(jì)算 ? ? ? ? 55 11m a x ???????? DD Mm?? a x ?????? M??? 式中 MAX? —— 原形水輪機(jī)效率 M? —— 模型水輪機(jī)最高效率 DM1 —— 模型水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪直徑 限制工況原形水輪機(jī)效率為 9 2 4 ?????? ??? M (2) 轉(zhuǎn)速 n的計(jì)算 n= 110n 1DHr =130? m in/ r? 轉(zhuǎn)速計(jì)算值在發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)準(zhǔn)同步轉(zhuǎn)速表與最接近的轉(zhuǎn)速為 ，故選轉(zhuǎn)速為 。 六臺(tái)機(jī)組 (1) 轉(zhuǎn)輪直徑 D1計(jì)算 水輪機(jī)的額定出力為 KWNaPar 50000 ??? ? 式中 Pr —— 水輪機(jī)出力 （ KW） Na —— 發(fā)電機(jī)額定容量 (KW) a? —— 發(fā)電機(jī)效率（在這里取 ） 取最優(yōu)單位轉(zhuǎn)速 n110=130r/min 與出力限制線交點(diǎn)的單位流量為設(shè)計(jì)工況單位流量。 式中 Pr —— 發(fā)電機(jī)額定容量； kW Qr11 —— 水輪機(jī)額定工況的單位流量， sm3 Hr —— 設(shè)計(jì)水頭 ? —— 原形水輪機(jī)效率 (2) 效率 ? 的計(jì)算 長(zhǎng) 春 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文 ) 5 ? ? ? ? 55 11m a x ???????? DD Mm?? a x ?????? M??? 式中 ： MAX? —— 原形水輪機(jī)效率 M? —— 模型水輪機(jī)最高效率 DM1 —— 模型水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪直徑 限制工況原形水輪機(jī)效率為 9 2 4 ?????? ??? M （ 3）轉(zhuǎn)速 n的計(jì)算 n= 110n 1DHr =130? m in/ r? 根據(jù)發(fā)電機(jī)同步轉(zhuǎn)速表（課本 P326）取水輪機(jī)轉(zhuǎn)速計(jì)算值介于發(fā)動(dòng)機(jī)同步轉(zhuǎn)速 60 r/min~ r/min,因靠近 r/min。由附表 1（ 1）可選型號(hào) ZZ560， 其相應(yīng)參數(shù)如表 12. 表 12 ZZ560相關(guān)參數(shù)表 （根據(jù)參考文獻(xiàn) [8]P370） 長(zhǎng) 春 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文 ) 4 水輪機(jī) 型式 輪轂比 dh/D1 導(dǎo)葉相對(duì) 高度 bo/D1 最優(yōu)單位 轉(zhuǎn)速 n110 推薦最大單 位流量 Q110 模 型 空 化 系 數(shù)M? ZZ560 130(r/min) 2022（ L/S） 水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪標(biāo)稱直徑與轉(zhuǎn)速計(jì)算 現(xiàn)以整數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算 五臺(tái)機(jī)組 （ 1） 轉(zhuǎn)輪直徑 D1的計(jì)算 水輪機(jī)的額定出力為 KWKWPaa ??? ? 式中 Pr —— 水輪機(jī)出力 Na —— 發(fā)電機(jī)額定容量 a? —— 發(fā)電機(jī)效率（在這里取 ） 取最優(yōu)單位轉(zhuǎn)速 n110=130r/min與出力限制線交點(diǎn)的單位流量為設(shè)計(jì)工況單位流量。在最大水頭 米和最小水頭 米下符合要求的有 HL310 和 ZZ560 兩種。 確定方 案 富春江水電廠總裝機(jī)容量為 KW。 以上與機(jī)組臺(tái)數(shù)有關(guān)的諸因素，許多是既相互聯(lián)系又相互矛盾的，在選擇時(shí)應(yīng)針對(duì)主要因素進(jìn)行綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，選擇出合理的機(jī)組臺(tái)數(shù)。同時(shí)為了運(yùn)行方式的機(jī)動(dòng)靈活及保證機(jī)組檢修時(shí)的廠用電可靠，除特殊情況外，一般都裝兩臺(tái)以上機(jī)組。 機(jī)組臺(tái)數(shù)對(duì)電力系統(tǒng)的影響 對(duì)于占電力系統(tǒng)容量比重較大的水電廠及大型機(jī)組，發(fā)生事故時(shí)對(duì)電力系統(tǒng)的影響長(zhǎng) 春 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文 ) 3 較大，考慮到電力系統(tǒng)中備用容量的設(shè)置及電力系統(tǒng)的安全性，在確定臺(tái)數(shù)時(shí)，單機(jī)容量不應(yīng)大于系統(tǒng)的備用容量，即使在容量較小的電網(wǎng)中，單機(jī)容量也不宜超過(guò)系統(tǒng)容量的 1/3。 因此，最大單機(jī)容量的選擇要考慮制造廠家的加工水平及設(shè)備的運(yùn)輸、安裝條件。 機(jī)組臺(tái)數(shù)對(duì)設(shè)備制造、運(yùn)輸及安裝的影響 機(jī)組臺(tái)數(shù)增加時(shí)，水輪機(jī)和發(fā)電機(jī)的單機(jī)容量減少，則機(jī)組的尺寸小，制造、運(yùn)輸及現(xiàn)場(chǎng)安裝都較容易。但臺(tái)數(shù)較多時(shí)，運(yùn)行人員增加運(yùn)行用的料，消耗增加，因而運(yùn)行費(fèi)用較高。電站的最佳裝機(jī)臺(tái)數(shù)， 要通過(guò)電廠的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行分析來(lái)確定。較大單機(jī)容量的機(jī)組，其單機(jī)效率較高，這對(duì)于預(yù)計(jì)經(jīng)常滿負(fù)荷運(yùn)行的水電站獲得的效率較顯著。除主要機(jī)電設(shè)備 外，機(jī)組臺(tái)數(shù)的增加，要求增加配套設(shè)備的臺(tái)數(shù)，主副廠房的平面尺寸也需增加，因此，在同樣的裝機(jī)容量條件下，水電站的土建工程及動(dòng)力廠房的成本也隨機(jī)組數(shù)的增加而增加。 長(zhǎng) 春 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文 ) 2 第一章 水輪機(jī)選擇 機(jī)組臺(tái)數(shù)選擇 確定機(jī)組臺(tái)數(shù)時(shí)，必須考慮以下有關(guān)因素，經(jīng)過(guò)充分的技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證 : 臺(tái)數(shù)對(duì)工程建設(shè)費(fèi)用的影響 機(jī)組臺(tái)數(shù)的多少直接影響單機(jī)容量的大小，單機(jī)容量不同時(shí)，機(jī)組的單位千瓦的造價(jià)不同，一般，小的機(jī)組的單位千瓦造價(jià)高于大的機(jī)組。注意了理論與實(shí)踐的密切結(jié)合，水輪機(jī)初步設(shè)計(jì)的基本理論和實(shí)際情況進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析和計(jì)算，對(duì)水輪機(jī)進(jìn)行選型設(shè)計(jì)，對(duì)調(diào)節(jié)保證計(jì)算，本設(shè)計(jì) 報(bào)告共分為十一部分：一、水輪機(jī)型號(hào)選擇；二、水輪發(fā)電機(jī)選擇；三、調(diào)保計(jì)算及調(diào)速設(shè)備選擇；四、廠房的布置 ；五、電廠輔助系統(tǒng)；六、本設(shè)計(jì)總結(jié)；七、參考文獻(xiàn) ；八、致謝；九、附錄 。 根據(jù)上述 情況對(duì)水輪機(jī)，發(fā)電機(jī)和調(diào)速器等設(shè)備進(jìn)行選型設(shè)計(jì)選擇，對(duì)輔助系統(tǒng)：技術(shù)供水、排水、油系統(tǒng)和壓縮空氣等系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，主廠房布置進(jìn)行設(shè)計(jì)。電站以發(fā)電為主，并可改善航運(yùn)，發(fā)展灌溉及養(yǎng)殖事業(yè)等綜合效益。灌溉渠首分設(shè)左右兩岸，左岸渠首引水流量 ,右岸渠首引水流量 5立方米每秒。攔江大壩為混凝土實(shí)體重力式溢流壩，壩頂高程 米 ,最大壩高 米；壩頂長(zhǎng)度 米，壩基巖石為流紋斑巖，壩體工程量 65萬(wàn)立方米，主要瀉洪方式為壩頂溢流；溢流壩段 全長(zhǎng) ,壩頂高程 ,共分 17孔 ,每孔凈寬 14米 ,弧形閘門(mén)控制 ,最大瀉流量 33560立方米每秒 .河床式發(fā)電廠房 ,位于毅力壩段左側(cè) ,是擋水建筑物的一部分 ,全長(zhǎng) 米 ,水上部分寬 米 ,水下部分寬 ；主廠房最大高度 ,凈寬 米 ,安裝 4臺(tái)單機(jī)容量 6萬(wàn)千瓦及一臺(tái)容量 ,以 110千伏、 220千伏輸電線路聯(lián)入華東電網(wǎng) .升壓站、開(kāi)關(guān)站設(shè)置在廠房左側(cè)山坡平臺(tái)上。控制流域面積31300平方公里，多年平均流量 1000秒立米，設(shè)計(jì)洪水流量 23100秒立米，總庫(kù)容 ，設(shè)計(jì)灌溉面積 6萬(wàn)畝，裝機(jī)容量 。電站位于浙江省錢(qián)塘江干流富春江上七里垅峽谷出口處。 調(diào)速器選擇 .................................................................................................... 44 油壓裝置選擇 ................................................................................................ 45 第四章 廠房布置 ..............................