水輪機的選型設(shè)計-閱讀頁
2025-07-15 05:38本頁面
【正文】 ns高于斜流式，因此，軸流式轉(zhuǎn)速高一些，水輪機與發(fā)電機的尺寸可小一些。另外，由于軸流式的飛逸轉(zhuǎn)速，較斜流式高，從強度方面考慮反而使與軸流式水輪機相配的發(fā)電機更重一些。在同樣的水頭（近60米）和出力條件下，兩者的參數(shù)比較見表97.（5） 混流式與水斗式的比較：1） 一般情況下，混流式水輪機的單位流量比切擊式大，但是當水中含沙量較多時，因受空化和磨損的限制，混流式水輪機采用的單位流量有時反比水斗式小。水斗式水輪機在負荷變化時效率的下降比混流式小，尤其是多噴嘴時可以調(diào)整使用噴嘴的數(shù)目，有良好的負荷適應(yīng)性。4） 切擊式水輪機在大氣壓力下工作，空蝕輕，且多發(fā)生在針閥、噴嘴和水斗部位，檢修與更換容易。6） 切擊式水輪機裝有折向器或制動噴嘴，可以降低飛逸轉(zhuǎn)速?；炝魇降谋绒D(zhuǎn)速比水斗式高10%20%，可以減小機組的尺寸。掌握比轉(zhuǎn)速與水輪機特性之間的關(guān)系、正確地選擇水輪機的比轉(zhuǎn)速，可以保證所選擇的水輪機在實際運行中有良好的能量指標與空化性能。此外，每一種水輪機都有自己的最佳比轉(zhuǎn)速范圍。從該圖中可以看出水斗式水輪機的比轉(zhuǎn)速在1318范圍內(nèi)效率最高，混流式的比轉(zhuǎn)速在150250范圍內(nèi)效率最高，軸流定槳式的比轉(zhuǎn)速在500600范圍內(nèi)效率最高。2. 各類水輪機比轉(zhuǎn)速的選擇 各類水輪機的比轉(zhuǎn)速不僅與水輪機的結(jié)構(gòu)和型式有關(guān)，也與設(shè)計，制造的水平以及通流部件的材質(zhì)等因素有關(guān)。當已知水電站的水頭時，可用這些曲線或公式選擇水輪機的比轉(zhuǎn)速。（5） 切擊式水輪機比轉(zhuǎn)速與使用水頭關(guān)系：單轉(zhuǎn)輪單噴嘴水斗式水輪機的比轉(zhuǎn)速主要與射流直徑比d0/D1有關(guān)。對于單輪單噴嘴切擊式水輪機，我國《水電站幾點設(shè)計手冊》中推薦的ns1=f(H)曲線如圖934所示。1） 對于單輪單噴式，為了提高水輪機的轉(zhuǎn)速與出力，可選擇較大的d0/D1值，即可以選擇較大的比轉(zhuǎn)速。3） 對于多輪多噴式，對應(yīng)于單輪單噴的ns1應(yīng)選擇在最佳比轉(zhuǎn)速范圍，一般取ns1=1020(),整體水輪機的ns也不宜超過60，（）因為此限速則需在同一水輪機軸上裝3個以上的轉(zhuǎn)輪，這是不經(jīng)濟的，這種情況下可考慮使用混流式水輪機。對于多泥沙河流上的水電站,為了減輕過機泥沙對比轉(zhuǎn)速的水輪機的過流部件的磨損，同時考慮到空化與泥沙磨損的聯(lián)合作用，選擇水輪機的比轉(zhuǎn)速時，應(yīng)該比清水電站低一些，降低水輪機比轉(zhuǎn)速的目的是為了降低轉(zhuǎn)輪流道中的相對流速。因此，在多泥沙河流上的水電站選擇水輪機的比轉(zhuǎn)速可以根據(jù)水中泥沙含量，參考多泥沙河流上已建電站的經(jīng)驗，確定合適的比轉(zhuǎn)速。此外，在應(yīng)用比轉(zhuǎn)速的經(jīng)驗公式時，還應(yīng)考慮到時代的變遷與技術(shù)的發(fā)展，可考慮采用一種動態(tài)經(jīng)驗公式進行水輪機比轉(zhuǎn)速的估算。動態(tài)比轉(zhuǎn)速經(jīng)驗公式可用數(shù)理統(tǒng)計法獲得。由水泵、水輪機、電動機、發(fā)電機或可逆式水泵水輪機、發(fā)電電動機組合，構(gòu)成不同型式的抽水蓄能發(fā)電機組。如圖913示，抽水蓄能電站的機組組合方式有四機式，三機式與二機式。三機式，即水泵、水輪機和發(fā)電電動機三者以聯(lián)軸節(jié)相連。三機式的優(yōu)點是機組轉(zhuǎn)換運行方式快，不必專設(shè)起動設(shè)備。水泵水輪斤具有水泵和水輪機的功能，轉(zhuǎn)輪正轉(zhuǎn)為水輪機運行方式，反轉(zhuǎn)為水泵運行方。由于一機兩用，故機組造價低。目前二機式用的最廣泛，但在一些超高水頭的抽水蓄能電站，仍不排除采用水斗式水輪機做動力機和采用多級離心泵作抽水機的組合方式，也可以采用多級水泵水輪機和雙速發(fā)電電動機的二機式。(1)混流式水泵水輪機。在相同水頭和功率情條件下，其直徑比常規(guī)水輪機大30%40%，單級混流式水泵水輪機適用水頭可高達700米，在水頭高于700米的電站，可考慮采用多級混流式水泵輪機。斜流式水泵水輪機一般為轉(zhuǎn)槳式，其效率曲線平緩，能適用水頭（揚程）及負荷變化較大的電站，它可應(yīng)用于25200米的水頭，在水頭小于180米的抽水蓄能電站，既可以采用斜流式又可以采用混流式，采用哪種機型最合適還要看根據(jù)電站的水頭變化及調(diào)節(jié)庫容的大小等經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較而定。若采用雙速混流式機組，其發(fā)電電動機的價格比單速機要高出10%15%；若采用斜流式，則可通過調(diào)節(jié)槳葉及導葉開度使水泵與水輪機同時獲得高效率而無需改變發(fā)電電動機的轉(zhuǎn)速，但另一面，與混流式水泵水輪機相比，斜流式的缺點是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，軸向水推力大，空化系數(shù)大安裝高程低，基礎(chǔ)開挖量 (3) 軸流式水泵水輪機。軸流式水泵水輪機應(yīng)用不太多，其原因是水泵運行時揚程較低。(4) 貫流式水泵水輪機。 第十節(jié)一：計算機輔助水輪機選型設(shè)計的原理 計算機輔助設(shè)計（CAD）的發(fā)展，為水輪機的選型設(shè)計提供了一種新的手段。 計算機輔助水輪機輔助水輪機選型的原理基本上是對傳統(tǒng)的選型計算方法的模擬。為了讓計算機能像人一樣有能力去處理設(shè)計計算中的各種問題，在水輪機選型的程序設(shè)計中要解決下面幾個關(guān)鍵問題。 （2）設(shè)計思想及計算機過程的程序化 （3）設(shè)計成果中數(shù)據(jù)、圖表的格式化輸出及圖形的計
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