【正文】 /( rHnDnaa???? m i n)/( 4m i n1m a x11 rHnDn ???? 設(shè)計(jì)工況下的單位流量 rQ11 : P39（ 322）式 參考文獻(xiàn) [1] P156（ 636）式 參考文獻(xiàn) [1] P157表 69 參考文獻(xiàn) [1] P36（ 314）式 參考文獻(xiàn) [1] P36（ 314）式 參考文獻(xiàn) [1] P157 秀灣水電站 47m～ 65m 水頭 200MW 裝機(jī)容量機(jī)電初步設(shè)計(jì) 學(xué)號(hào)： 06022213 16 smHDPQrrr / 111?????? ? 式中： r? 設(shè)計(jì)工況點(diǎn)原形效率， rP 機(jī)組的 額定出力 （ KW） 參考文獻(xiàn) [1] P162 熱能與動(dòng)力工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)者：朱宏 17 三 、各方案列表如下 表 1－ 2 方案 臺(tái)數(shù) 直徑(m) 轉(zhuǎn)速(r/min) min11n (r/min) an11 (r/min) max11n (r/min) Pr(MW) ? % HL220/D74 n110=79r/min Q11r=一 2 125 二 2 三 2 四 2 五 3 150 六 3 七 4 八 4 九 5 十 5 第三節(jié) 較優(yōu)方案選擇 一 、畫各方案工作范圍 在模型綜合特性曲線上畫出根據(jù)給定的特征水頭 Hmin、 Hr、 Hmax 以及另取 一個(gè)水頭 H1 所對(duì)應(yīng)的單位轉(zhuǎn)速 n11和水輪機(jī)出力限制線相交。 在最大水頭和設(shè)計(jì)水頭下，用原型水輪機(jī)效率η計(jì)算出來(lái)的 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 η ，這就需要試算。 各方案計(jì)算列表如下： 秀灣水電站 47m～ 65m 水頭 200MW 裝機(jī)容量機(jī)電初步設(shè)計(jì) 學(xué)號(hào)： 06022213 18 表 1－ 3 設(shè)計(jì)水頭 Hr=56m 最大水頭 Hmax=65m Q11 )( 3sm η m(%) Q11 )( 3sm η m(%) 方案一 方案二 方案三 方案四 方案五 方案六 方案七 方案八 方案九 方案十 將兩個(gè)試算點(diǎn)連接起來(lái)，這樣由水輪機(jī)出力限制線、以及五個(gè)水頭所對(duì)應(yīng)的單位轉(zhuǎn)速就圍成了各個(gè)方案的工作范圍。所列較優(yōu)方案如下： 表 1－ 4 方案 臺(tái)數(shù) 單機(jī)容量 （ MW） 直徑（ m） 轉(zhuǎn)速 (r/min) 轉(zhuǎn)輪型號(hào) 方案 I 2臺(tái) 100 125 HL260/D74 方案Ⅱ 3臺(tái) 200/3 150 HL260/D74 方案Ⅲ 4臺(tái) 50 HL260/D74 三、反算設(shè)計(jì)水頭 方案Ⅰ )( 2 52111 mnnDHrr??????? ??????????? 方案Ⅱ )( 5 02111 mnnDHrr??????? ??????????? 熱能與動(dòng)力工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)者：朱宏 19 方案Ⅲ )( 2111 mnnDHrr??????? ??????????? 四、反算設(shè)計(jì)流量 方案Ⅰ )/( 0 2 322111 smHD rrr ????? 方案Ⅱ )/( 3 4 322111 smHD rrr ????? 方案Ⅲ )/( 0 3 322111 smHD rrr ????? 第四節(jié) 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)計(jì)算 一．動(dòng)能經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 根據(jù)運(yùn)轉(zhuǎn)特性曲線，求各方案的平均效率 繪制轉(zhuǎn)輪運(yùn)轉(zhuǎn)綜合特性曲線和等效率曲線的繪制： （ 1）在水輪機(jī)工作水頭范圍（ Hmin～ Hmax）內(nèi)取 4 個(gè)水頭對(duì)應(yīng)的單位轉(zhuǎn)速 n11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 Q11和 ηm 計(jì)算出原型水輪機(jī)的效率η和出力 P 具體結(jié)果見(jiàn)附表 1。 （ 3）繪制出力限制線。各方案的曲線見(jiàn)圖 11 至 13。具體計(jì)算表見(jiàn)附表 2，結(jié)果如下： 表 1－ 5 方案 I Ⅱ Ⅲ 平均效率 二．機(jī)電設(shè)備投資和耗鋼量 (一 )、水力機(jī)械部分 由前選型計(jì)算可知選擇水輪機(jī)為 HL260/D74,根據(jù)轉(zhuǎn)輪直徑 ,估算各種方案的水 輪機(jī)的重量 : 表 1－ 6 方案 臺(tái) 數(shù) 直徑(m) 單 重 （ t/臺(tái)） 總重 (t) 單 價(jià) (萬(wàn)元 /t) 總 價(jià) (萬(wàn)元 ) Ⅰ 2 440 880 3080 Ⅱ 3 290 870 3045 Ⅲ 4 150 600 2100 參考文獻(xiàn) [4] P139圖 255 秀灣水電站 47m～ 65m 水頭 200MW 裝機(jī)容量機(jī)電初步設(shè)計(jì) 學(xué)號(hào)： 06022213 22 按一臺(tái) 30萬(wàn)元來(lái)考慮，故各方案總價(jià)估算如下： 方案Ⅰ 總價(jià) 302= 60 萬(wàn)元 方案Ⅱ 總價(jià) 303= 90 萬(wàn)元 方案Ⅲ 總價(jià) 304= 120 萬(wàn)元 3. 起重設(shè)備 起重設(shè)備的選擇取決于跨度和轉(zhuǎn)子重量。 發(fā)電機(jī)重量可按以下公式來(lái)計(jì)算： 3 2)(ffGF nSKG ? （ t） 上式中： KG估算系數(shù)， 當(dāng)發(fā)電機(jī)額定轉(zhuǎn)速大于150r/min 時(shí)，采用懸式機(jī)組。 可得各方案轉(zhuǎn)子重量分別為 ， ， . 結(jié)合跨度可選擇適合的起重器，查的各方案對(duì)應(yīng)重量分別為 184t,129t,94t. 方 案 發(fā)電機(jī)容量 （ MVA） 起重器重量 （ t） 單價(jià) （萬(wàn)元 /t） 投資 （萬(wàn)元） Ⅰ 184 2 Ⅱ 129 3 Ⅲ 94 4 輔助設(shè)備部分 輔助設(shè)備投資 =k （水 輪機(jī) 價(jià)格 +調(diào)速器 價(jià)格 ） 查《原始資料匯編》 59 頁(yè)可得各方案的 k 值： 估算分別為： 方案Ⅰ k=% 總價(jià)為： % （ 3080+60） = 萬(wàn)元 方案Ⅱ k=% 總價(jià)為： % （ 3045+90） = 萬(wàn)元 方案Ⅲ k=% 總價(jià)為： % （ 2100+120） = 萬(wàn)元 5 、設(shè)備安裝運(yùn)輸費(fèi) 安裝設(shè)備運(yùn)輸費(fèi) =κ 設(shè)備總價(jià) 查《原始資料匯編》可得各方案的κ值，分別得各方案 設(shè)備安裝運(yùn)輸費(fèi) 總價(jià)為： 方案Ⅰ： % （ 3080+60++） = 萬(wàn)元 方案Ⅱ： % （ 3045+90++） = 萬(wàn)元 方案Ⅲ： % （ 2100+120++） = 萬(wàn)元 （二）、電氣部分 水輪發(fā)電機(jī) 發(fā)電機(jī)重量可按以下公式來(lái)計(jì)算： 參考文獻(xiàn) [2] P59 參考文獻(xiàn) [5] P183（ 459）式 參考文獻(xiàn) [5] P217圖 526 秀灣水電站 47m～ 65m 水頭 200MW 裝機(jī)容量機(jī)電初步設(shè)計(jì) 學(xué)號(hào)： 06022213 24 3 2)(ffGF nSKG ? （ t） 上式中： KG估算系數(shù)， 當(dāng)發(fā)電機(jī)額定轉(zhuǎn)速大于150r/min 時(shí)，采用懸式機(jī)組。 由此計(jì)算各方案開關(guān)設(shè)備投資如下： 方案Ⅰ 總價(jià) 100 4=400（萬(wàn)元） 方案Ⅱ 總價(jià) 100 6=600（萬(wàn)元） 方案Ⅲ 總價(jià) 100 8=800（萬(wàn)元） 電氣自動(dòng)化設(shè)備 估算時(shí)以（發(fā)電機(jī) +變壓器 +開關(guān)設(shè)備） 總價(jià) 10% 計(jì)算。 熱能與動(dòng)力工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)者：朱宏 27 四、 最優(yōu)方案吸出高度 sH 的計(jì)算 機(jī)組設(shè)計(jì)流量： smHD rr / 322111 ????? 機(jī)組臺(tái)數(shù)為 4臺(tái)，尾水位 取 水輪機(jī)過(guò)流量為 兩 臺(tái)水輪機(jī)的 設(shè)計(jì)流量 。 秀灣水電站 47m～ 65m 水頭 200MW 裝機(jī)容量機(jī)電初步設(shè)計(jì) 學(xué)號(hào)： 06022213 28 表 1－ 12 D1 D2 D3 D4 D5 1 D6 b0 h2 h3 h4 轉(zhuǎn)輪葉片數(shù) Z1=14 轉(zhuǎn)輪下環(huán)錐角 α =8176。 。本設(shè)計(jì)采用帶蝶形邊座環(huán)，其錐角為 55176。 蝸殼進(jìn)口流速 smvc ? （因 Hr=56m ） 金屬蝸殼外形尺寸計(jì)算 （ 1）進(jìn)口斷面流量 )/( 31100 sm ???? ? 式中 0? 蝸殼包角， 11Q 水輪機(jī)設(shè)計(jì)流量。 三、尾水管計(jì)算 本電站選用彎肘形尾水管，由進(jìn)中錐管、肘管和出口擴(kuò)散 段三部分組成。 參考文獻(xiàn) [4] P160∽ 參考文獻(xiàn) [1] P157表 69 熱能與動(dòng)力工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)者：朱宏 33 （ 2）定子鐵芯內(nèi)徑的確定 定子鐵芯內(nèi)徑 )( cmpD i ????? ?? ? （ 3） 發(fā)電機(jī)利用系數(shù) C 及 定子鐵芯長(zhǎng)度 tl (cm)的計(jì)算 22 ??????????? pSkC n 式中： 2k —— 系數(shù)， ，取 )( 2 42 cmnCD Sleint ??? ??? （ 4）定子鐵芯外徑 )( cmDD ia ????? ? （ 5） 發(fā)電機(jī)形式確定 由于 )( ?????eti nlD 故采用懸式機(jī)組。 三、 廠房寬度的確定 進(jìn)水閥門選擇 本電站水頭小于 200m, 故用蝴蝶閥。 以機(jī)組中心線為界，廠房寬度 B 可分為上游側(cè)寬度 SB 和下游側(cè)寬度 XB ，主廠房以發(fā)電機(jī)層地板為界，分為上部分結(jié)構(gòu)和下部分結(jié)構(gòu) （ 1）、上部結(jié)構(gòu) 廠房上部結(jié)構(gòu)寬度，根據(jù)發(fā)電機(jī)風(fēng)罩直徑，調(diào)速器油壓裝置以及發(fā)電機(jī)層上下游通道等布置要求，結(jié)合選擇相應(yīng)容量的橋機(jī)跨度確定。 3? — 風(fēng)罩內(nèi)徑 , 3? — 風(fēng)罩壁厚，一般取 — ,取 ② 下游側(cè)寬度的確定 )(??????? ??? 式中 2A — 主通道的寬度，取 2A ＝ 上部結(jié)構(gòu)寬度 mBBB sx ???上 結(jié)合橋吊的標(biāo)稱跨度，可取橋吊跨度為 16