2012水电站课程设计 西农水工 - 图文 (2)

径D1M?0.404m，则原型水轮机的最高效率?max可采用下式计算，即 ?max?1?(1??Mmax)5D1M0.404?1?(1?0.907)5?0.920?92.0% D10.84考虑到制造工艺水平的情况取?1?1%；由于水轮机所应用的蜗壳和尾水管的型式与模型机基本相似，故认为?2?0；则效率修正值??为：

????max??Mmax??1?0.92?0.907?0.01?0.003 由此得水轮机限制工况的效率为：

???M????0.852?0.003?0.855

计算的水轮机限制工况效率与原来的假设效率相差0.01，因此可以认为两者是一致的。

3.1.3．转速n的计算和选择

按照水轮机相似率公式，水轮机的转速应为n??Hn1 (r/min )D1?应采用最优单位转速n10?，目的是使水轮机在加权平均水头下有最高的效率， 式中：n1?Havn10故水头H应取加权平均水头Hav，故上式可写为：n? (r/min )D1?—原型水轮机的最优单位转速，n10??n10?M??n1? 式中: n10 计算得出的转速n亦需按规定选用相近而偏大的发电机标准同步转速，从而可使发电机

具有较小的尺寸和重量。

由附表1查得在最优工况下的n10?M?71r/min，同时由于：

??max?n1??1??Mn10?Mmax0.92?1?0.007?0.03 0.907?可忽略不计，则以n10所以?n1?M?71r/min代入上式得：

n?7152.3?611.3r/min

0.84选用与之接近标准同步转速n?600r/min。

3.1.4．工作范围的检验计算

按照已选定的D1和n值，在主要综合特性曲线上给出水轮机的相似工作范围，并检验该工作范围是否包括了高效率区。

作法：以水轮机的最大水头Hmax，最小水头Hmin，以及选定的D1和n，计算出单位

?和n1max?；按设计水头Hr和选定的D1计算出水轮机在额定出力工作时的最大单转速的n1min?。然后在水轮机主要综合特性曲线图上分别作以n1min?，n1max?和Q1max?为常数的位流量Q1max直线，这些直线所包括的范围即给出了水轮机的相似工作范围，若此范围包括了主要综合特性曲线的高效率区时，则认为所选定的D1和n是满意的，否则必须适当调整D1和n的数值。

上述相似工作范围尚不足以反映水轮机的真实运行情况，精确地分析水轮机运行情况应根据其运转特性曲线来进行。故上述对D1和n的确定和评定还是初步的。

?max和各种特征水头下在选定的D1?0.84m，n?600r/min的情况下，水轮机的Q1?值分别为： 相应的n1 Q1?max?Nr21053??0.940?1.24m/s 23/223/29.81D1Hr?9.81?0.84?52.3?0.855则水轮机的最大引用流量Qmax为：

?maxD12Hr?0.940?0.842?52.3?4.8m3/s Qmax?Q1?值：在设计水头Hr?52.3m时 n??对n11rnD1HrnD1HmaxnD1?600?0.8452.3?70r/min

在最大水头Hmax?56时 n1?min??600?0.8456?67.3r/min

在最小水头Hmin?48.6时 nmax??Hmin?600?0.8448.6?72.3r/min

在HL220型水轮机的模型综合特性曲线图上，分别画出Q1?max?940L/s，

?min?67.3r/min和n1?max?72.3r/min的直线，如图所示。 n1

3.1.5．吸出高Hs的计算

?r用设计水头?r,Q1max?)下的?值进行计算，n1在方案比较阶段吸出高Hs可按设计工况(n1?r?Hr及选定的D1和n值按下式求得：n1nD1?r在主要综合特性曲线上作平线，与，用n1Hr?对应点的?即为设计工况下的?值。 Q1max0所以 Hs?10.????(???H) 900?r?70，Q1由水轮机的设计工况（n1?max?940）在HL230型水轮机的模型综合特性曲线

图上可查得相应的汽蚀系数??0.17；再由设计水头Hr?52.3m，在空蚀系数的修正曲线图（书中52页，图3-16）中可查得???0.021，于是可求得水轮机的吸出高为：

Hs?10.0?1350?(0.17?0.021)?52.3??1.5m?0 900

3.2 A630型水轮机方案主要参数的计算

3.2.1．计算转轮直径公式

D1?

Nr

?9.81Q1HrHr?式中：水轮机额定出力Nr由发电机额定出力（机组出力）Nf和发电机效率换算得出：

Nr?Nf?f

?f—发电机效率，?f?0.96~0.98，对大中型发电机：对中小型发电机?f?0.90~0.96。

本次设计,水电站属于小型水电站，故?f?0.95。

所以： Nr=2000/0.95=2105kw

?可由附表查取，即水轮机在以额定出力工作时,选用限制工况下的Q1?值。水轮机单位流量Q1?是由5%出力限制线条件得到；HL230型水轮机最优单位转速对混流式水轮机，该Q1'n10?72r/min，Q1?=0.95m3/s。

Hr为水轮机的设计水头值，52.3m。

?应为原型水轮机在限制工况下的效率，但由于此时转轮直径D1尚未求得，??不能计算，故得不出确切的?值，计算时可先按经验初步选取，即从附表查出限制工况下的模型

水轮机效率值为90%，再加1～2%的裕量，由此可初步假设水轮机在该工况的效率为91％。先代入上式中试算，待求得转轮直径D1后再作校核。

将以上各值均代人上式得：

D1?2105?0.81m 3/29.81?0.95?52.3?0.91计算的出的D1值还需按规定的尺寸系列化整为相近的标准直径(参阅附表)，选用较计算值稍大的标准直径D1?0.84m。

3.2.2．效率修正值??的计算

由上式求得的转轮直径D1，和查附表求得模型水轮机在最优工况下的最高效率?Mmax，按以下公式可求得原型水轮机的最高工作效率?max：

由附图9可查得HL220型水轮机在最优工况下模型的最高效率0.947，模径D1M?0.36m，则原型水轮机的最高效率?max可采用下式计算，即 ?max?1?(1??Mmax)5D1M0.36?1?(1?0.947)5?0.955?95.5% D10.84考虑到制造工艺水平的情况取?1?1%；由于水轮机所应用的蜗壳和尾水管的型式与模型机基本相似，故认为?2?0；则效率修正值??为：

????max??Mmax??1?0.955?0.947?0.01?0.002 由此得水轮机限制工况的效率为： ???M????0.90?0.002?0.902

计算的水轮机限制工况效率与原来的假设效率相差0.008，因此可以认为两者是一样的。

3.2.3．转速n的计算和选择

按照水轮机相似率公式，水轮机的转速应为n??Hn1 (r/min )D1?应采用最优单位转速n10?，目的是使水轮机在加权平均水头下有最高的效率， 式中：n1故水头H应取加权平均水头Hav，故上式可写为：n??Havn10 (r/min )D1?—原型水轮机的最优单位转速，n10??n10?M??n1? 式中: n10 计算得出的转速n亦需按规定选用相近而偏大的发电机标准同步转速，从而可使发电机

具有较小的尺寸和重量。

由附表1查得在最优工况下的n10?M?72r/min，同时由于：

??max?n1??1??Mn10?Mmax0.955?1?0.004?0.03 0.947?可忽略不计，则以n10所以?n1?M?72r/min代入上式得：

n?7252.3?620r/min

0.84选用与之接近标准同步转速n?600r/min。 3.2.4．工作范围的检验计算

按照已选定的D1和n值，在主要综合特性曲线上给出水轮机的相似工作范围，并检验该工作范围是否包括了高效率区。

作法：以水轮机的最大水头Hmax，最小水头Hmin，以及选定的D1和n，计算出单位

?和n1max?；按设计水头Hr和选定的D1计算出水轮机在额定出力工作时的最大单转速的n1min?。然后在水轮机主要综合特性曲线图上分别作以n1min?，n1max?和Q1max?为常数的位流量Q1max直线，这些直线所包括的范围即给出了水轮机的相似工作范围，若此范围包括了主要综合特性曲线的高效率区时，则认为所选定的D1和n是满意的，否则必须适当调整D1和n的数值。

上述相似工作范围尚不足以反映水轮机的真实运行情况，精确地分析水轮机运行情况应根据其运转特性曲线来进行。故上述对D1和n的确定和评定还是初步的。

?max和各种特征水头下在选定的D1?0.84m，n?600r/min的情况下，水轮机的Q1?值分别为： 相应的n1 Q1?max?Nr2105??0.88?0.95m3/s 23/223/29.81D1Hr?9.81?0.84?52.3?0.91则水轮机的最大引用流量Qmax为：

?maxD12Hr?0.88?0.842?52.3?4.49m3/s Qmax?Q1?值：在设计水头Hr?52.3m时 n??对n11rnD1HrnD1HmaxnD1?600?0.8452.3?70r/min

在最大水头Hmax?56时 n1?min??600?0.8456?67.3r/min

在最小水头Hmin?48.6时 nmax??Hmin?600?0.8448.6?72.3r/min

在HL220型水轮机的模型综合特性曲线图上，分别画出Q1?max?880L/s，

?min?67.3r/min和n1?max?72.3r/min的直线，如图所示。 n1

搜索“diyifanwen.net”或“第一范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，第一范文网，提供最新小学教育2012水电站课程设计 西农水工 - 图文 (2)全文阅读和word下载服务。