【正文】 ZZ560 10～ 22 混流式 HL310 30 根據(jù)所給的原始資料，電站的裝機(jī)容量為 ，最大水 頭為 米，設(shè)計(jì)水頭為 米，最小水頭為 米。但因 HL310 是英式的，資料不全，因此放棄 HL310。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 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?????? ? 按照我國規(guī)定的轉(zhuǎn)輪直徑，選取直徑為 8m。故水輪機(jī)的轉(zhuǎn)速為 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 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?????? ? 長 春 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文 ) 6 按照我國規(guī)定的轉(zhuǎn)輪直徑，選取直徑為 。 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 KWNaPar 40000 ??? ? 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。 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。 水輪機(jī)重量估算 水輪機(jī)總重量是指不包括調(diào)速器，油壓裝置和其他輔助設(shè)備的水輪機(jī)整體重量 ,從參考文獻(xiàn)（ [1]P138和 [2]P31）中，查的當(dāng)水頭 H=0— 80m時(shí)， k=,b= 水輪機(jī)重量按如下公式計(jì)算： a= ])(5[ 1 ??? D ( 解得 a1=,a2=,a3=) G=KDa1 Hb (t) I方案 D1 = tG 6 7 ???? t II 方案 D1 = tG ???? III 方案 D1 = tG 8 ???? 轉(zhuǎn)輪重量按如下公式計(jì)算： a DHdG BZZ ? 式中 Bd —— 轉(zhuǎn)輪輪轂比。1 ????? t 由于直徑大于 ，所以 tG 39。1 ????? 由于直徑大于 ，所以 tG 39。1 ????? 長 春 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文 ) 9 由于直徑大于 ，所以 tG 39。顯然，吸出高度越小，則水輪機(jī)裝的越低，水輪機(jī)抗空化性能越好；但水電站的基建投資則愈大。 在轉(zhuǎn)輪型譜中，查得 ZZ560 的裝置系數(shù) M? =~。 HKH wS ????? 90 010 （ 13） sw H???? （ 14） 長 春 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文 ) 11 式中： K—— 水輪機(jī)的安全系數(shù) ? —— 水輪機(jī)安裝高程 m W? —— 最低尾水位 m (1) 吸出高度 I 方案 mHH wS m a x1 ???????? 2SH = mHrw ??????? mHH wS m in3 ???????? 在這里取 mHS ?? 同理得 II 方案 SH = III方案 SH = (2) 安裝高程 I方案 mXDH Sw ?????????? II 方案 mXDH Sw 0 7 ?????????? III方案 mXDH Sw 3 4 ?????????? 這里取 X=。 確定初選方案 表 15 水輪機(jī)方案比較表 方案 I II III 裝 機(jī)容量 （ kW） 297200 297200 297200 機(jī)組臺(tái)數(shù) 5 6 7 發(fā)電機(jī)出力 （ kW） 60000 50000 40000 水輪機(jī)出力 （ kW） 61856 51546 41237 水輪機(jī)校核出力 （ kW） 61856 51546 41237 水輪機(jī)型號(hào) ZZ560 ZZ560 ZZ560 長 春 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文 ) 13 轉(zhuǎn)輪直徑 （ m） 同步轉(zhuǎn)速 （ minr ） 吸出高度 （ m） 最小水頭時(shí) 出力 （ kW） 26557 23341 17513 受阻容量 （ kW） 40730 35822 31228 水輪機(jī)最大效率 水輪機(jī)單重 （ t） 154 水輪機(jī)總重 （ t） 924 水輪機(jī)工作區(qū) 高效區(qū) 高效區(qū) 偏離高效區(qū) 備注 從表 15 中可以看出： II,I 方案的工作區(qū)最好。 繪制等效率線 繪制水輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)綜合特性曲線 要求：每個(gè)葉片安放角求出 一個(gè)相對(duì)應(yīng)的效率修正值，下式中 Mo? 是模型水輪機(jī)最高效率， 0T? 為原形水輪機(jī)最高效率，計(jì)算公式為： ))(1(1 105110TMTMMOT HHDD???? ?? (16) 00 MT ??? ??? (17) 表 1— 6 各方案 ? 角的效率差 ?? 方案I ? 100 50 00 50 100 150 200 0M? 0T? ?? 方案II ? 100 50 00 50 100 150 200 0M? 長 春 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文 ) 14 0T? ?? (1) 繪制等效率線計(jì)算表（見表 16， 18） 表 1— 7 方案 I 等效率線計(jì)算 ()Hm 11Tn 11Mn 轉(zhuǎn)輪型號(hào) ： ZZ560； 1D =8（ m）； 1n = r/min； n? =0 r/min； maxH =； minH =； rH =。 ? 10?? 5?? 0? 5? 10? 15? 20? (%)n?? 5 114 114 (%)M? 311( / )Q m s (%)T? N（ MW） 121 121 (%)M? 311( / )Q m s (%)T? N（ MW） 124 124 (%)M? 311( / )Q m s (%)T? N（ MW） 長 春 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文 ) 16 8 148 148 (%)M? 311( / )Q m s 1 .47 1 .71 (%)T? N（ MW） 188 188 (%)M? 311( / )Q m s (%)T? N（ MW） 注： 11 1 /Tn nD H? ； 11 11 11MTn n n? ??； M? ? ??? ? ； 2 3 / 21 1 19 .8 1N D Q H ?? (2) 繪制等吸出高度線計(jì)算表（見表 17， 19） 表 1— 9 方案 I等吸出高度線計(jì)算 ()Hm 11Tn 11Mn 轉(zhuǎn)輪型號(hào) ： ZZ560； 1D =8（ m）； 1n = r/min； n? =0 r/min； maxH =； minH =； rH =； ?? ； mW ?? m 122 122 ? ? 311( / )Q m s N（ MW） ()SHm 129 129 ? ? 311( / )Q m s 長 春 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文 ) 17 N（ MW） ()SHm 132 132 ? ? 311( / )Q m s N（ MW） ()SHm 8 158 158 ? ? 311( / )Q m s N（ MW） ()SHm 200 200 ? ? 311( / )Q m s N（ MW） ()SHm 表 1— 10 方案 II 等吸高度線計(jì)算 ()Hm 11Tn 11Mn 轉(zhuǎn)輪型號(hào) ： ZZ560； 1D =； 1n =； n? =0 r/min； maxH =； minH =； rH =； ?? ； mW ?? m 114 114 ? ? 311( / )Q m s N（ MW） 長 春 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文 ) 18 ()SHm 121 121 ? ? 311( / )Q m s N（ MW） ()SHm 124 124 ? ? 311( / )Q m s N（ MW） ()SHm 8 148 148 ? ? 311( / )Q m s N（ MW） ()SHm 188 188 ? ? 311( / )Q m s N（ MW） ()SHm 注： 10 900wsH k H??? ? ?。 長 春 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文 ) 19 通過以上繪制運(yùn)轉(zhuǎn)綜合特性曲線（見附錄），出力限制線，等吸出高度線，可知方案 I工作在高效區(qū)的范圍較大，方案 II的工作曲線與 I相比較差，因此最終選擇方案 I為最佳方案。 軸向水推力可按下式計(jì)算： tKNHDKP ZZ 2m a x21 ??????? ?? （對(duì)于葉片數(shù)為 4個(gè)，水推力系數(shù) KZ查表為 ） 轉(zhuǎn)輪重量： G1 = 蝸殼的水力計(jì)算 蝸殼形式和主要參數(shù)選擇 對(duì)蝸殼進(jìn)行水力計(jì)算的目的，是為了確定蝸殼各個(gè) 斷面的幾何形狀和尺寸，繪出蝸殼單線圖 ,蝸殼的水力計(jì)算是在已經(jīng)選擇完蝸殼形式和主要參數(shù)的情況下進(jìn)行的，首先確定進(jìn)口斷面的尺寸，然后在求出其它斷面的尺寸。 混凝土蝸殼多采用多邊形，分為 T 和 ? 型。一般比較廣泛采用下申 T ，因?yàn)楸阌诮恿ζ鞯牟贾貌⒖梢越档退啓C(jī)層的高程和縮短主軸的長度，也可以減少下部分混凝土量，且水流條件好。 (2) 確定蝸殼包角及進(jìn)口斷流面積 因?yàn)楦淮航娬镜乃^很低，且流量很大，蝸殼的包角的大小將關(guān)系到水電站的投資和水輪機(jī)的效率，為了獲得良好的水力性能，提高水輪機(jī)效率， 結(jié)合本電站的實(shí)際情況，選擇蝸殼包角 0 1