【正文】 水輪機(jī)出力校核：校核值大于水輪機(jī)額定出力，滿足要求。① 計(jì)算所對(duì)應(yīng)的單位轉(zhuǎn)速② 確定各水頭所對(duì)應(yīng)的出力限制工況點(diǎn)的單位流量:取與出力限制線交點(diǎn)處單位流量，③ 用①、② 中計(jì)算的對(duì)應(yīng)工況點(diǎn)從模型綜合特性曲線上分別查出所對(duì)應(yīng)的模型空化系數(shù)，、。查空化系數(shù)修正值曲線當(dāng)水輪機(jī)水頭為54m時(shí)，查電站下游水位曲線可得下游平均水位海拔高程為。 平均效率的計(jì)算 取各個(gè)水頭對(duì)應(yīng)的單位轉(zhuǎn)速，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。水頭(m)流量模型效率（%）真機(jī)效率（%)出力（kW）585858581955252935764152529456020 ，則平均效率為 安裝高程的計(jì)算水輪機(jī)的布置設(shè)計(jì)為立軸式，故其安裝高程公式為式中：——下游尾水位。即 飛逸轉(zhuǎn)速的計(jì)算 ，故水輪機(jī)的飛逸轉(zhuǎn)速為 轉(zhuǎn)輪軸向水推力的計(jì)算 ,轉(zhuǎn)輪直徑較小時(shí)止漏環(huán)相對(duì)間隙較大時(shí)取大值，故取,水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的軸向水推力為 水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪重量計(jì)算 方案四機(jī)組臺(tái)數(shù)為五臺(tái)，水輪機(jī)的型號(hào)HL260/A244。水輪機(jī)的額定出力為式中：——發(fā)電機(jī)額定功率，； ——發(fā)電機(jī)效率。 效率的計(jì)算：效率修正值 限制工況原型水輪機(jī)的效率為 的校核計(jì)算：用對(duì)原先計(jì)算的進(jìn)行校核(m)。由模型綜合特性曲線上查得轉(zhuǎn)速計(jì)算值介于同步轉(zhuǎn)速之間，故取水輪機(jī)轉(zhuǎn)速n為。 幾何吸出高度的計(jì)算 為使水輪機(jī)盡可能不發(fā)生空化，取三個(gè)水頭分別計(jì)算水輪機(jī)的允許吸出高度，以其中最小值作為最大允許吸出高度。分別用查到的空化系數(shù)計(jì)算對(duì)應(yīng)的吸出高度計(jì)算式：式中：——水輪機(jī)安裝位置的海拔高程，取下游平均水位的海拔高程； ——模型空化系數(shù)； ——空化系數(shù)的修正值。平均效率的計(jì)算 取各個(gè)水頭對(duì)應(yīng)的單位轉(zhuǎn)速，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。水頭(m)流量模型效率（%）真機(jī)效率（%)出力（kW）58868958585252 ，則平均效率為 安裝高程的計(jì)算水輪機(jī)的布置設(shè)計(jì)為立軸式，故其安裝高程公式為式中：——下游尾水位，； ——導(dǎo)葉高度，,。 計(jì)算轉(zhuǎn)輪直徑D1。 取最優(yōu)單位轉(zhuǎn)速與出力限制線的交點(diǎn)的單位流量作為設(shè)計(jì)工況單位流量，則，對(duì)應(yīng)的模型效率，暫取效率修正值，則設(shè)計(jì)工況原型水輪機(jī)效率，故水輪機(jī)的直徑為 按我國(guó)規(guī)定的轉(zhuǎn)輪直徑系類值，計(jì)算值處于之間，考慮經(jīng)濟(jì)效益，故取非標(biāo)準(zhǔn)值。 轉(zhuǎn)速n的計(jì)算。 水輪機(jī)設(shè)計(jì)流量的計(jì)算設(shè)計(jì)工況點(diǎn)的單位流量為 水輪機(jī)出力校核：校核值大于水輪機(jī)額定出力，滿足要求。① 計(jì)算所對(duì)應(yīng)的單位轉(zhuǎn)速② 確定各水頭所對(duì)應(yīng)的出力限制工況點(diǎn)的單位流量:取與出力限制線交點(diǎn)處單位流量，③ 用①、② 中計(jì)算的對(duì)應(yīng)工況點(diǎn)從模型綜合特性曲線上分別查出所對(duì)應(yīng)的模型空化系數(shù)，、。查空化系數(shù)修正值曲線當(dāng)水輪機(jī)水頭為54m時(shí)，查電站下游水位曲線可得下游平均水位海拔高程為從三個(gè)吸出高度計(jì)算值中取最小值，再留一定余量，取最大允許吸出高度=。計(jì)算見下表。即飛逸轉(zhuǎn)速的計(jì)算 由HL260/A244的模型飛逸特性曲線上查的在最大導(dǎo)葉開度下單位飛逸轉(zhuǎn)速，故水輪機(jī)的飛逸轉(zhuǎn)速為 轉(zhuǎn)輪軸向水推力的計(jì)算 由HL260/A244參數(shù)表可知其轉(zhuǎn)輪軸向水推力系數(shù),轉(zhuǎn)輪直徑較小時(shí)止漏環(huán)相對(duì)間隙較大時(shí)取大值，故取,水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的軸向水推力為 水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪重量計(jì)算 方案六機(jī)組臺(tái)數(shù)為五臺(tái)。水輪機(jī)的額定出力為式中：——發(fā)電機(jī)額定功率，； ——發(fā)電機(jī)效率。 效率的計(jì)算：效率修正值 限制工況原型水輪機(jī)的效率為 的校核計(jì)算：用對(duì)原先計(jì)算的進(jìn)行校核(m)。由模型綜合特性曲線上查得轉(zhuǎn)速計(jì)算值介于同步轉(zhuǎn)速之間，故取水輪機(jī)轉(zhuǎn)速n為。 幾何吸出高度的計(jì)算 為使水輪機(jī)盡可能不發(fā)生空化，取三個(gè)水頭分別計(jì)算水輪機(jī)的允許吸出高度，以其中最小值作為最大允許吸出高度。分別用查到的空化系數(shù)計(jì)算對(duì)應(yīng)的吸出高度計(jì)算式：式中：——水輪機(jī)安裝位置的海拔高程，取下游平均水位的海拔高程； ——模型空化系數(shù)； ——空化系數(shù)的修正值。 ，再留一定余量，取最大允許吸出高度=0。計(jì)算見下表。即飛逸轉(zhuǎn)速的計(jì)算 ，故水輪機(jī)的飛逸轉(zhuǎn)速為 轉(zhuǎn)輪軸向水推力的計(jì)算 ,轉(zhuǎn)輪直徑較小時(shí)止漏環(huán)相對(duì)間隙較大時(shí)取大值，故取,水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的軸向水推力為 水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪重量計(jì)算第三節(jié)：最優(yōu)方案的選擇比較 方 案比較項(xiàng)目方案一方案二方案三單機(jī)容量臺(tái)數(shù)水輪機(jī)型號(hào)HL260/A244HL260/D74適用水頭范圍H（m）模型最優(yōu)單位流量(m3/s)模型最優(yōu)單位轉(zhuǎn)速（r/min）8079模型設(shè)計(jì)比轉(zhuǎn)速（mkw）249247水輪機(jī)最高效率（%）水輪機(jī)平均效率（%）限制工況單位流量(m3/s)限制工況空化系數(shù)轉(zhuǎn)輪直徑（cm）額定轉(zhuǎn)速nr（r/min）水輪機(jī)飛逸轉(zhuǎn)速n R(r/min)336水輪機(jī)額定流量Qr(m3/s)115水輪機(jī)額定出力Nr(KW)水輪機(jī)吸出高度Hs(m)0水輪機(jī)安裝高程Z(m) 方 案比較項(xiàng)目方案四方案五方案六單機(jī)容量臺(tái)數(shù)水輪機(jī)型號(hào)HL260/A244HL260/D74適用水頭范圍H（m）模型最優(yōu)單位流量(m3/s)模型最優(yōu)單位轉(zhuǎn)速（r/min）8079模型設(shè)計(jì)比轉(zhuǎn)速（mkw）249247水輪機(jī)最高效率（%）水輪機(jī)平均效率（%）限制工況單位流量(m3/s)限制工況空化系數(shù)轉(zhuǎn)輪直徑（cm）額定轉(zhuǎn)速nr（r/min）水輪機(jī)飛逸轉(zhuǎn)速n R(r/min)324水輪機(jī)額定流量Qr(m3/s)水輪機(jī)額定出力Nr(KW)448984489844898水輪機(jī)吸出高度Hs(m)00水輪機(jī)安裝高程Z(m) 水力機(jī)械部分1. 水輪機(jī) 水輪機(jī)總重G(t)：式中：K、b為與水頭有關(guān)的系數(shù)；a為與水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪直徑有關(guān)的系數(shù)，查《水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊(cè)水利機(jī)械》：主要機(jī)電設(shè)備參考價(jià)格單價(jià)表項(xiàng)目水輪機(jī)發(fā)電機(jī)調(diào)速器勵(lì)磁裝置橋式起重機(jī)自動(dòng)化元件油壓裝置和漏油設(shè)備（不含油）參考價(jià)格4萬(wàn)/t5萬(wàn)/t單調(diào)（30萬(wàn)元/臺(tái))60萬(wàn)元/臺(tái)3萬(wàn)元/t40萬(wàn)元/套30萬(wàn)元/套金屬蝸殼、混流式水輪機(jī)K、b、a參數(shù)Kba方案一、4x55MW HL260/A244：，總重，總價(jià)方案二、4x55MW HL260/D74：，總重，總價(jià)方案三、4x55MW ：，總重，總價(jià)方案四、5x44MW HL260/A244：，總重，總價(jià)方案五、5x44MW HL260/D74：，總重，總價(jià)方案六、5x44MW ：，總重，總價(jià)按一臺(tái)單調(diào)調(diào)速器30萬(wàn)元考慮，各方案總價(jià)估算如下：方案一、方案二、方案三的調(diào)速器總價(jià)為304=120萬(wàn)元方案四、方案五、方案六的調(diào)速器總價(jià)為305=150萬(wàn)元按一臺(tái)調(diào)速器60萬(wàn)元考慮，各方案總價(jià)估算如下：方案一、方案二、方案三的勵(lì)磁裝置總價(jià)為604=240萬(wàn)方案四、方案五、方案六的勵(lì)磁裝置總價(jià)為605=300萬(wàn)元 查 《電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》，發(fā)電機(jī)重量 可按下式估算：式中：——發(fā)電機(jī)總重量； ——發(fā)電機(jī)額定容量,； ——額定轉(zhuǎn)速； ——系數(shù)，對(duì)于懸式發(fā)電機(jī)取，這里取。 綜上，考慮各方面因素，選方案三為最優(yōu)方案。對(duì)于發(fā)電機(jī)在飛逸狀態(tài)下的校核：式中： ——飛逸系數(shù)，與水輪機(jī)型式有關(guān)或按機(jī)組的飛逸轉(zhuǎn)速與額定轉(zhuǎn)速 的比值來(lái)確定； ——轉(zhuǎn)子額定線速度，當(dāng)頻率周/秒時(shí)，在數(shù)值上等于極距； ——飛逸線速度，其允許值與轉(zhuǎn)子磁軛的材料及結(jié)構(gòu)有關(guān)；由可知，因選低合金高強(qiáng)度鋼。定子鐵芯外徑(機(jī)座號(hào))：因?yàn)楣?水輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)形式選擇：查《水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊(cè)——水力機(jī)械》第149頁(yè)得型式判別條件：故水輪發(fā)電機(jī)采用懸式結(jié)構(gòu)，發(fā)電機(jī)型號(hào)為，發(fā)電機(jī)額定電壓為,采用水內(nèi)冷方式。 下機(jī)架最大跨度： 因?yàn)? 故式中——水輪機(jī)機(jī)坑直徑，查《水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊(cè)——水力機(jī)械》第162頁(yè)表3—6有。 水輪發(fā)電機(jī)軸向尺寸計(jì)算 定子機(jī)座高度: 因?yàn)楣?上機(jī)架高度: 懸式承載機(jī)架 推力軸承高度： 根據(jù)發(fā)電機(jī)容量，查《水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊(cè)——水力機(jī)械》第163頁(yè)表3—8得：推力軸承高度。 水輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子重量：一般可按發(fā)電機(jī)總重量的一半計(jì)算，即 水輪發(fā)電機(jī)飛輪力矩： 式中：——定子鐵芯內(nèi)徑； ——定子鐵芯長(zhǎng)度； ——經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，查《水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊(cè)——水力機(jī)械》第164頁(yè)表3—10有：,取。 蝸殼包角 從蝸殼進(jìn)口斷面至鼻端斷面之間的夾角稱為蝸殼包角，通常取座環(huán)特殊支柱的出口邊作為蝸殼的鼻端。. 蝸殼進(jìn)口斷面平均流速 蝸殼進(jìn)口斷面平均流速對(duì)蝸殼的尺寸和水力損失有直接影響。蝸殼的進(jìn)口流量 蝸殼的進(jìn)口斷面面積 進(jìn)口斷面的半徑 . 座環(huán)尺寸的確定 根據(jù)公式可得式中：——活動(dòng)導(dǎo)葉高度； ——查金屬蝸殼座環(huán)尺寸系列表，用插值法求得，取。 尾水管選擇計(jì)算 為了減少基礎(chǔ)開挖量，本電站選用彎肘形尾水管,尾水管的計(jì)算主要是根據(jù)模型的尾水管按轉(zhuǎn)輪的比例同等的放大。根據(jù)機(jī)組所需要的調(diào)速功大小及導(dǎo)葉關(guān)閉時(shí)間，從而選擇合適的型號(hào)。中小型調(diào)速器的調(diào)速功計(jì)算公式：式中：——接力器容量； ——最大水頭下額定出力時(shí)的流量； ——最大水頭； ——轉(zhuǎn)輪直徑。 接力器容積式中：——接力器容積； ——接力器直徑； ——導(dǎo)葉最大開度，； ——接力器最大行程，一般取,在此取。 ——接力器關(guān)閉時(shí)間。第三節(jié)：調(diào)速器選擇 調(diào)速器一般根據(jù)調(diào)速功或主配壓閥直徑來(lái)選取。鑒于本電站建成后承擔(dān)基荷，也有相當(dāng)時(shí)間承擔(dān)峰荷，引水管道較長(zhǎng)，采用型調(diào)節(jié)規(guī)律。調(diào)速器型號(hào)：。查《水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊(cè)——水力機(jī)械》第293頁(yè)，選取分離式油壓裝置型號(hào)為。 進(jìn)水閥型式的選擇 電站常用的進(jìn)水閥有蝴蝶閥、閘閥和球閥等，其中以蝴蝶閥使用最為廣泛?？紤]到臥軸蝴蝶閥結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，軸承磨損較小，且有利于動(dòng)水關(guān)閉，故蝴蝶閥的型式采用臥軸。 ，介于標(biāo)準(zhǔn)值之間，兩