【正文】 限制工況原形水輪機(jī)效率為(2) 轉(zhuǎn)速n的計(jì)算n==130。 七臺(tái)機(jī)組(1) 轉(zhuǎn)輪直徑D1計(jì)算水輪機(jī)的額定出力為式中 P——水輪機(jī)出力 N——發(fā)電機(jī)額定容量 ——發(fā)電機(jī)效率（）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。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)，Q11一般不超過型譜參數(shù)表中的推薦值，則，對(duì)應(yīng)模型效率為，暫取效率修正值為%，則設(shè)計(jì)工況點(diǎn)原水輪機(jī)的效率為，水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪直徑D1為按照我國(guó)規(guī)定的轉(zhuǎn)輪直徑。 r/min。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)，Q11一般不超過型譜參數(shù)表中的推薦值，則，對(duì)應(yīng)模型效率為，暫取效率修正值為%，則設(shè)計(jì)工況點(diǎn)原水輪機(jī)的效率為，水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪直徑D1為按照我國(guó)規(guī)定的轉(zhuǎn)輪直徑，選取直徑為8m。但因HL310是英式的，資料不全，因此放棄HL310。 確定方案。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。 1 長(zhǎng) 春 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文)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，,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；,共分17孔,每孔凈寬14米,弧形閘門控制,位于毅力壩段左側(cè),是擋水建筑物的一部分,；,以110千伏、開關(guān)站設(shè)置在廠房左側(cè)山坡平臺(tái)上?？刂屏饔蛎娣e31300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，設(shè)計(jì)灌溉面積6萬(wàn)畝。電站位于浙江省錢塘江干流富春江上七里垅峽谷出口處。關(guān)鍵詞：富春江水力發(fā)電 水力機(jī)組 輔助系統(tǒng) 廠房布置 AbstractIt was carried on the preliminary design of the Fu Chun Jiang hydropower stations in this design. The design of the hydraulic unit is main of preliminary design, it includes the followings: the choice of hydraulic turbine, generator and governor. The powerhouse layout also was designed as well as the auxiliary systems which include the oil system, the pressed air system and the water supply system. Besides, AutoCAD is used to draw powerhouse layout and the oil system, the pressed air system and the water supply system, etc. They can directly express the layout and ponents of the powerhouse and each auxiliary system.Keywords: Fu Chun Jiang hydroelectric power, hydraulic unit, auxiliary system, building layout.目 錄前 　 言 1 第一章 水輪機(jī)選擇 2 機(jī)組臺(tái)數(shù)選擇 2 水輪機(jī)型號(hào)選擇 3 水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪標(biāo)稱直徑與轉(zhuǎn)速計(jì)算 4 水輪機(jī)初選方案比較 8 繪制水輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)綜合特性曲線 13 確定選定方案的主要參數(shù) 19 蝸殼的水力計(jì)算 19 尾水管選擇 22 水輪機(jī)參數(shù)的確定 25 導(dǎo)水機(jī)構(gòu)主要參數(shù)的選擇 26 水輪機(jī)的結(jié)構(gòu)說明 29 第二章 水輪發(fā)電機(jī)選擇 30 發(fā)電機(jī)的主要參數(shù) 30 主要尺寸的確定 30 發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)形式的選擇 31 其他外形尺寸估算 32 發(fā)電機(jī)重量估算 34 計(jì)算飛輪力矩的慣性時(shí)間常數(shù) 35 發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)說明 35第三章 調(diào)保計(jì)算及調(diào)速設(shè)備選擇 37 調(diào)節(jié)保證計(jì)算 37 調(diào)速器選擇 44 油壓裝置選擇 45 第四章 廠房布置 47 廠房起重機(jī)的選擇 47 廠房布置 48 第五章 輔助系統(tǒng) 54 技術(shù)供水系統(tǒng) 54 排水系統(tǒng) 55 油系統(tǒng) 59 壓縮空氣系統(tǒng) 61 總 結(jié) 66 參考文獻(xiàn) 68 致 謝 69 附 錄 70 長(zhǎng) 春 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文)前 　 言富春江水電站是我國(guó)自行建設(shè)的一座低水頭河床式電站。對(duì)廠房進(jìn)行了布置，并對(duì)油、氣、水等各輔助系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。摘 要本次設(shè)計(jì)是對(duì)富春江水電站的初步設(shè)計(jì)。初步設(shè)計(jì)主要是對(duì)水力機(jī)組的設(shè)計(jì)，進(jìn)行了水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)和調(diào)速器的選擇。另外，在本次設(shè)計(jì)中還運(yùn)用AutoCAD對(duì)廠房布置及油系統(tǒng)、氣系統(tǒng)、水系統(tǒng)等系統(tǒng)圖進(jìn)行繪制，它們可以更直觀的表達(dá)廠房和各個(gè)輔助設(shè)備的布置和構(gòu)成。它具有以發(fā)電為主,兼有農(nóng)田灌溉、改善航運(yùn),發(fā)展?jié)O業(yè)、上下游防洪、和城市供水等綜合效益。上流離新安江水電站約60公里,下游離杭州市約110公里。 電站樞紐主要建筑物有大壩、廠房、船閘、魚道、灌溉渠首及升壓站、開關(guān)站等。船閘規(guī)模為100噸級(jí)，布置在右岸，閘室有效長(zhǎng)度102米，,采用“Z”字形梯級(jí)布置。富春江水電站基本情況是：電站是發(fā)電兼調(diào)相、調(diào)頻、調(diào)壓為主的綜合利用工程水庫(kù)為日調(diào)節(jié)。；船閘通行能力為100～300噸級(jí)船舶，為不完全年調(diào)節(jié)電站，最大水頭：，加權(quán)平均水頭： ，設(shè)計(jì)水頭：，最小水頭：。本設(shè)計(jì)報(bào)告是依據(jù)《水輪機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》、《水電站動(dòng)力設(shè)備設(shè)計(jì)手冊(cè)》、《水輪機(jī)》——高的學(xué)校教材、《水輪機(jī)》——高等學(xué)校教材（?？七m用）國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。由于種種原因以及本人的水平有限，難免出現(xiàn)一些錯(cuò)誤，望老師給予指正和批評(píng)。一方面，小機(jī)組的單位千瓦金屬消耗高于大的機(jī)組，另外，單位重量的加工費(fèi)用也較大。 機(jī)組臺(tái)數(shù)對(duì)電站運(yùn)行效率的影響當(dāng)采用不同的機(jī)組臺(tái)數(shù)時(shí)，電站的平均效率是不同的。但是，對(duì)于變動(dòng)負(fù)荷的水電站，若采用過少的機(jī)組臺(tái)數(shù)，雖單機(jī)效率高，但在部分負(fù)荷時(shí)，由于負(fù)荷不便在機(jī)組間調(diào)節(jié)，因而不能避開低效率區(qū)，這會(huì)使電站的平均效率降低。 機(jī)組臺(tái)數(shù)對(duì)電廠運(yùn)行維護(hù)的影響機(jī)組臺(tái)數(shù)較多時(shí)，其優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)行方式靈活，發(fā)生事故時(shí)電站及所在系統(tǒng)的影響較小，檢修也容易安排。同時(shí)，較多的設(shè)備與較頻繁的開停機(jī)會(huì)使整個(gè)電站的事故發(fā)生率上升。反之，臺(tái)數(shù)減少則機(jī)組尺寸增大，機(jī)組的制造、運(yùn)輸和安裝的難度也相應(yīng)加大。此外，從發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的機(jī)械強(qiáng)度方面考慮，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的直徑必須限制在轉(zhuǎn)子最大線速度的允許值之內(nèi)，機(jī)組的最大容量有時(shí)也會(huì)因此受到限制。 機(jī)組臺(tái)數(shù)對(duì)電廠主接線的影響由于水電廠水輪發(fā)電機(jī)組常采用擴(kuò)大單元主接線方式（超大型機(jī)組除外），故機(jī)組臺(tái)數(shù)多采用偶數(shù)。對(duì)于裝置大型機(jī)組的水電廠，由于主變壓器的最大容量受到限制，常采用單元接線方式，因此機(jī)組臺(tái)數(shù)的選擇不必受偶數(shù)的限制。 基于上述原則和因素，初選機(jī)組臺(tái)數(shù)為5臺(tái),6臺(tái)和7臺(tái)。方案Ⅰ： 5臺(tái) 46+= KW方案Ⅱ： 6臺(tái) 5萬(wàn)KW方案Ⅲ： 7臺(tái) 6萬(wàn)KW 水輪機(jī)型號(hào)選擇表11 水輪機(jī)適用范圍型式適用水頭H（M）軸流式ZZ56010～22混流式HL31030 根據(jù)所給的原始資料。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）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)ZZ560130(r/min)2000（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)的額定出力為式中 P——水輪機(jī)出力 N——發(fā)電機(jī)額定容量 ——發(fā)電機(jī)效率（）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 P——發(fā)電機(jī)額定容量；kWQ——水輪機(jī)額定工況的單位流量，H——設(shè)計(jì)水頭——原形水輪機(jī)效率(2) 效率的計(jì)算式中 ：——原形水輪機(jī)效率 ——模型水輪機(jī)最高效率D——模型水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪直徑 限制工況原形水輪機(jī)效率為（3）轉(zhuǎn)速n的計(jì)算n==130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, r/min。 六臺(tái)機(jī)組(1) 轉(zhuǎn)輪直徑D1計(jì)算水輪機(jī)的額定出力為式中 P——水輪機(jī)出力（KW） N——發(fā)電機(jī)額定容量(KW) ——發(fā)電機(jī)效率（）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P——發(fā)電機(jī)額定容量，kWQ——：水輪機(jī)額定工況的單位流量，H——設(shè)計(jì)水頭——原形水輪機(jī)效率(1) 效率的計(jì)算式中 ——原形水輪機(jī)效率 ——模型水輪機(jī)最高效率D——模型水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪直徑 限制工況原形水輪機(jī)效率為(2) 轉(zhuǎn)速n的計(jì)算n==130。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)，Q11一般不超過型譜參數(shù)表中的推薦值，則，對(duì)應(yīng)模型效率為，暫取效率修正值為%，則設(shè)計(jì)工況點(diǎn)原水輪機(jī)的效率為，水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪直徑D1為按照我國(guó)規(guī)定的轉(zhuǎn)輪直徑。對(duì)以上方案計(jì)算結(jié)果，可進(jìn)行比較：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()直徑D(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。轉(zhuǎn)輪重量分別為 ：I方案 t，所以 II 方案 ，所以 III 方案 ，所以表14 各方案最大效率表方案 直徑D（m） 最大效率（%） 型號(hào) 總重G（t）轉(zhuǎn)輪重（t）(%) I ZZ560 II ZZ560 154 III ZZ560 計(jì)算各方案出力（1）校核出力Q=QD （11）N= （12）式中 Q——設(shè)計(jì)流量Q——設(shè)計(jì)工況點(diǎn)單位流量 N——水輪機(jī)校核出力 I方案 Q== N==67902 kW II方案 Q==