【正文】 （ 17） AA HnDn 111 ? （ 18） max1min11 HnDn ? （ 19） 式中： n—— 水輪機(jī)額定轉(zhuǎn)速 r/min； D1—— 轉(zhuǎn)輪原型直徑 m； H—— 水頭 m； 計(jì)算結(jié)果見 計(jì)算書 各方案計(jì)算數(shù)據(jù)列表。選擇三條直線包圍高效區(qū)最好，并且 n11A通過最高效率區(qū)的方案為較優(yōu)的方案。繪制（ Q11min， n11max）（ Q11r， n11r）的連線，盡可能多的包圍最高效率區(qū)。 計(jì)算的公式如下： r11 PQ ?? （ 110） 第一章 水輪機(jī)組選型設(shè)計(jì) 熱動(dòng) 2 班 張明月 0902020204 12 HnDn 111? （ 111） （二）在模型綜合特性曲線上比較方案的幾點(diǎn)說明 1. 在最小水頭下，水輪機(jī)不能發(fā)出額定出力，此時(shí)水輪機(jī)受到出 力限制線的限制，所以不需要試算最小水頭下的 Q11； 2. 在最大水頭和設(shè)計(jì)水頭下的 Q11 值，是利用原型水輪機(jī)效率 ? 計(jì)算出來(lái)的 Q11，但是 Q11和此水頭對(duì)應(yīng)的 n11的交點(diǎn)的模型水輪機(jī)效率加上修正值并不一定等于 ? ，因此需要試算，求出較準(zhǔn)確的 Q11； ：首先假定一個(gè) T? ，計(jì)算出一個(gè) Q11，再由 Q11和對(duì)應(yīng)水頭的 n11在圖上找到一點(diǎn)，并查出此點(diǎn)的 M? ，將此 M? 轉(zhuǎn)換成原型效率 T? （按限制工況點(diǎn)效率誤差 ?? 計(jì)）。若不等，重復(fù)前面的過程，直到兩次計(jì)算的 Q11 相同為止。 ），（ min11min11 nQ , ），（ r11r11 nQ 的連線，找到與出力限制線的交點(diǎn)，讀取其 n11值，反算得設(shè)計(jì)水頭 HR，此值用來(lái)計(jì)算運(yùn)轉(zhuǎn)特性曲線的水輪機(jī)出力限制線。 表 11： 優(yōu)選方案列表 方案 轉(zhuǎn)輪型號(hào) 臺(tái)數(shù) 單機(jī)容量 kW 轉(zhuǎn)輪直徑 m 轉(zhuǎn)速 r/min 2 HL220 2 135000 6 HL220 4 67500 250 8 HL220 5 54000 300 三、 反算設(shè)計(jì)水頭 繪制 （ Q11min， n11min）（ Q11r， n11r） 的連線，找出與出力限制線的交點(diǎn)，然后進(jìn)行設(shè)計(jì)水頭的反算。計(jì)算各水頭對(duì)應(yīng)的單位轉(zhuǎn)速 11n ，以各 11n 值在模型綜合特性曲線上作水平線與其等效率線相交得一系列交點(diǎn)，根據(jù)交點(diǎn)處的 11Q 和 0? 計(jì)算出原型水輪機(jī)的效率 ?和出力 P。 )P(f?? 上做某效率值水平線與曲線相交，找出各交點(diǎn)的 P、 H值。 力限制線。 H(m）P(MW)%%%%%%%%%20 40 60 80 100 120 140 160 18011010085圖 11 方案二運(yùn)轉(zhuǎn)特性曲線 第一章 水輪機(jī)組選型設(shè)計(jì) 熱動(dòng) 2 班 張明月 0902020204 14 H(m）P(MW)8 0 . 7 %8 2 . 7 %8 4 . 7 %8 6 . 7 %8 8 . 7 %9 0 . 7 %9 1 . 7 %9 3 . 7 %9 2 . 7 %20 40 60 80 10011010085圖 12 方案六運(yùn)轉(zhuǎn)特性曲線 H(m)P(MW)8 0 . 6 %8 2 . 6 %8 4 . 6 %8 6 . 6 %8 8 . 6 %9 0 . 6 %9 1 . 6 %9 2 . 6 %9 3 . 6 %20 40 60 8011010085圖 13 方案八運(yùn)轉(zhuǎn)特性曲線 （二）根據(jù)所繪制的運(yùn)轉(zhuǎn)特性曲線計(jì)算各方案的平均效率 iiP AA?? ??? 2 21 ??? （ 112） 水頭 ~ 裝機(jī) 270MW 南鎮(zhèn)水電站 畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì)算書 熱動(dòng) 2 班 張明月 0902020204 15 表 12 各方案平均效率 方案 2 6 8 平均效率（ %） 二、機(jī)電設(shè)備投資和耗鋼量 包括：水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、調(diào)速器、輔助設(shè)備、起重設(shè)備、開關(guān)設(shè)備、變壓器，以及設(shè)備運(yùn)輸、安裝費(fèi)用等，對(duì)每一方案算出 其設(shè)備總價(jià)，并折算成單位千瓦投資。 第五節(jié) 最優(yōu)方案選擇 一、各待選方案的綜合比較 表 13： 機(jī)電投資匯總 項(xiàng)目 方案 2 方案 6 方案 8 水利機(jī)械部分 總投資 (萬(wàn)元 ) 總耗鋼量 (t) 單位千瓦投資 (萬(wàn)元 ) 單位千瓦耗鋼量 (萬(wàn)元 ) 電氣部分 總投資 (萬(wàn)元 ) 總耗鋼量 (t) 單位千瓦投資 (萬(wàn)元 ) 單位千瓦耗鋼量 (萬(wàn)元 ) 機(jī)電投資總計(jì) 總投資 (萬(wàn)元 ) 總耗鋼量 (t) 單位千瓦投資 (萬(wàn)元 ) 單位千瓦耗鋼量 (t) 第一章 水輪機(jī)組選型設(shè)計(jì) 熱動(dòng) 2 班 張明月 0902020204 16 表 14： 水輪機(jī)方案比較綜合表 二、確定最優(yōu)方案 經(jīng)觀察比較，方案 2的平均效率最高，并且單位千瓦投資最少，故確定方案2為最優(yōu)方案。 （二）座環(huán)的確定 水輪機(jī)的座環(huán) 是承受水輪發(fā)電機(jī)組的重量、蝸殼上部部分混凝土重量以及水壓力，并將其傳遞到電站基礎(chǔ)上去的部件。 第一章 水輪機(jī)組選型設(shè)計(jì) 熱動(dòng) 2 班 張明月 0902020204 18 其有關(guān)尺寸見下表： 表 17： 座環(huán)參數(shù) 單位： m Da Db K r h 5 （三）蝸殼參數(shù)計(jì)算 (1).進(jìn)口斷面流量 sm R / 300 ???? ? （ 113） (2).進(jìn)口斷面流速 smHKv R / ???? （ 114） (3).進(jìn)口斷面半徑 mvQ 000 ???? ?? （ 115） (4).進(jìn)口斷面中心距 mhra 2222021 ??????? ? （ 116） mKDr a ????? (5).由進(jìn)口斷面尺寸求出蝸殼系數(shù)和蝸殼常數(shù) 345 22202000 ??????? ??aaC （ 117） ??? ???? ?QCK （ 118） (6).進(jìn)口斷面外徑 maR ????? ? （ 119） 水頭 ~ 裝機(jī) 270MW 南鎮(zhèn)水電站 畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì)算書 熱動(dòng) 2 班 張明月 0902020204 19 2i0i hCr2Cx ????? （ 120） 22i hx ??? （ 121） xra 0i ?? （ 122） iii aR ??? （ 123） 橢圓斷面的起始角為： ??????? 4 6)( 22 aaas hrhrhrC? （ 124） 橢圓短半徑 : 22 ???? （ 125） 與圓的同等面積 : ????? tandA 22 （ 126） )s i n1C/R2c ot(Cia2i ???????? （ 127） aa Rrd ?? （ 128） 橢圓斷面長(zhǎng)半徑 : ??????? c o tL 221 （ 129） mhL in ???? ? （ 130） 橢圓斷面中心距 : 2a ??? （ 131） 橢圓斷面外徑 : 1aR ??? （ 132） 具體計(jì)算結(jié)果見計(jì)算書。 蝶閥直徑： D= 附件：接力器：兩個(gè)Ф 950 1555 搖擺式接力器 h L L1 B h4 h6 h5 D1 D4 2600 4500 1750 2740 1352 676 1237 1352 9880 17100 6650 10412 水頭 ~ 裝機(jī) 270MW 南鎮(zhèn)水電站 畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì)算書 熱動(dòng) 2 班 張明月 0902020204 21 油壓設(shè)備： 2/40 旁通閥：Ф 600 空氣閥：Ф 600 第七節(jié) 廠房 一、水輪發(fā)電機(jī)外形尺寸估算 hhhh218h 913DDDDD 43125D圖 16 發(fā)電機(jī)尺寸示意圖 表 19 發(fā)電機(jī)尺寸表 （單位 cm） ： 1D 2D 3D 4D 5D 6D 640 520 5000 發(fā)電機(jī)主軸直徑 cmD 120? 軸向尺寸（單位 cm）： 1h 2h 7h 8h 9h 10h 11h 12h 110 第一章 水輪機(jī)組選型設(shè)計(jì) 熱動(dòng) 2 班 張明月 0902020204 22 二、廠房尺寸的確定 （一）確定安裝高程 ? ： ?? ： ?? 層地面高程 ： ?? ： ?? ： ?? ： ?? 發(fā)電機(jī)層高程大于千年一遇洪水位 mqian ?? ，所以下游不設(shè) 防洪墻。吊物孔的布置及所需尺寸，機(jī)組段長(zhǎng)度以最長(zhǎng)的層寬決定： ????? ?? xx LLL 水頭 ~ 裝機(jī) 270MW 南鎮(zhèn)水電站 畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì)算書 熱動(dòng) 2 班 張明月 0902020204 23 L? （針對(duì)非與安裝場(chǎng)相鄰的端機(jī)組） ： ： =L2 ： mL ? 第二章 調(diào)節(jié)保證計(jì)算及調(diào)速設(shè)備的選擇 熱動(dòng) 2 班 張明月 0902020204 24 第二章 調(diào)節(jié)保證 計(jì)算及調(diào)速設(shè)備的選擇 電站在運(yùn)行過程中，常會(huì)遇到由于各種事故，機(jī)組突然與系統(tǒng)解列，從而造成甩負(fù)荷。調(diào)節(jié)保證計(jì)算一般應(yīng)對(duì)兩個(gè)工況進(jìn)行，即計(jì)算設(shè)計(jì)水頭和最大水頭。 調(diào)節(jié)計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)： （一）壓力變化計(jì)算標(biāo)準(zhǔn) 電站設(shè)計(jì)水頭 40～ 100m，蝸殼允許最大壓力上升率為 30%～ 50%，即 ～=? ，尾水管的真空度不大于 8~9m； （二）轉(zhuǎn)速變化計(jì)算標(biāo)準(zhǔn) 當(dāng)機(jī)組容量占電力系統(tǒng)運(yùn)行總?cè)萘康谋戎夭淮蠡驌?dān)任基荷時(shí)， 55%≤βmax ，maxβ 為機(jī)組甩全部負(fù)荷時(shí)的轉(zhuǎn)速升高的允許值。甩負(fù)荷時(shí)機(jī)組的速率上升 ： ? ? 1)2(139。sT 。 ???? （ 215） 四、壓力上升計(jì)算 （ 1）最大壓力上升： )()4(2 22 ??????? ???? m a x ???? mK ?? （ 216） （ 2） 壓力鋼管 末端最大壓力升高： a x ?????? ?? ii TTT VL VL mHH TT ????? ? （ 3）蝸殼末端最大壓力升高： a x ????? ???? ?? iiTTC VL L c V cVL （ 217） mHH CC ????? ? （ 3）尾水管中最大壓力降低： a x ?????? ?? ii BBB VL VL mHH BB ????? ? （ 218） （ 4）尾水管中最大真空度： mmHgvHH BsB 22 ?????????? （ 219） 尾水管的真空度不大于 8～ 9m，能滿足水擊壓力的影響。甩負(fù)荷時(shí)機(jī)組的速率上升 ： 第二章 調(diào)節(jié)保證計(jì)算及調(diào)速設(shè)備的選擇 熱動(dòng) 2 班 張明月 0902020204 28 ? ? 1)2(1????????????aSHcTCfTT? （ 220） 5 6 a x ????? ?? 由以上計(jì)算可知，本電站機(jī)