1、摘 要水電站水力機(jī)械初步設(shè)計(jì)是對(duì)一個(gè)電站的水輪機(jī)組,發(fā)電機(jī)組，輔助設(shè)備的計(jì)算以及型號(hào)的選擇，電站廠房的布置設(shè)計(jì)。 本論文在對(duì)渡江水電站的數(shù)據(jù)處理，綜合分析，根據(jù)該電站的原始資料，在水電站的設(shè)計(jì)要求及設(shè)計(jì)規(guī)范的基礎(chǔ)上，進(jìn)行水輪發(fā)電機(jī)組選型、輔助設(shè)備設(shè)計(jì)、調(diào)速設(shè)備的選擇、電站廠房的布置設(shè)計(jì)。并且從水文，工程地質(zhì)，氣象等資料，研究該電站的建設(shè)必要性和可行性出發(fā)。對(duì)電站的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行詳細(xì)復(fù)查。根據(jù)計(jì)算結(jié)果確定水輪機(jī)及發(fā)電機(jī)的型號(hào)，到輔助設(shè)備的選擇。本電站的裝機(jī)容量達(dá)到36萬(wàn)kw，是屬于中型機(jī)組，電站建成后主要供電區(qū)為貴河市和遵口市對(duì)該地區(qū)工農(nóng)業(yè)發(fā)展將具有重要意義。I目 錄摘要.第一章 水輪發(fā)電機(jī)組的選

2、型設(shè)計(jì).1 1.1 確定水輪機(jī)組型號(hào)和裝置型式.1 1.1.1 已知參數(shù).1 1.1.2 水輪機(jī)型號(hào)的選擇.1 1.2 確定水輪機(jī)的主要參數(shù).2 1.2.1 三臺(tái)水輪機(jī).21.2.2 四臺(tái)水輪機(jī).71.2.3 三臺(tái)水輪機(jī).11 1.2.4 四臺(tái)水輪機(jī).15 1.2.5 三臺(tái)水輪機(jī).19 1.2.6 四臺(tái)水輪機(jī).23 1.2.7 各方案列表.27 1.3 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)計(jì)算.28 1.3.1 動(dòng)能經(jīng)濟(jì)指標(biāo).28 1.3.2 機(jī)電設(shè)備投資和耗鋼量.29 1.3.3 部分設(shè)備投資估算表.32 1.4 最優(yōu)方案選擇.33 1.4.1 方案選擇依據(jù).33 1.4.2 方案總表.34 1.4.3 最優(yōu)方案的

3、選擇.34 1.5 運(yùn)轉(zhuǎn)特性曲線的計(jì)算繪制.35 1.5.1 運(yùn)轉(zhuǎn)特性曲線的計(jì)算.35 1.5.2 運(yùn)轉(zhuǎn)特性曲線的繪制.36 1.6 蝸殼、尾水管的選型計(jì)算.37 1.6.1 蝸殼的選擇計(jì)算.37 1.6.2 尾水管的選擇計(jì)算.40 1.7 水輪機(jī)進(jìn)、出水流道單線圖的繪制.411.7.1 水輪機(jī)進(jìn)水流道單線圖的繪制.411.7.2 水輪機(jī)出口流道單線圖的繪制.41 1.8 確定水輪發(fā)電機(jī)的型號(hào)和主要參數(shù).421.8.1 發(fā)電機(jī)的參數(shù)計(jì)算.421.8.2 選擇發(fā)電機(jī)的型式及冷卻方式.421.8.3 發(fā)電機(jī)的主要尺寸.421.8.4 發(fā)電機(jī)外形尺寸計(jì)算.441.8.5 發(fā)電機(jī)軸向尺寸的估算.451

4、.8.6 發(fā)電機(jī)重量的估算.461.8.7 發(fā)電機(jī)計(jì)算結(jié)果匯總表.47 1.9 調(diào)速設(shè)備與油壓裝置的型號(hào)和主要參數(shù).481.9.1 調(diào)速器的工作容量選擇.481.9.2 主配壓閥直徑.501.9.3 油壓裝置的選擇.50第二章 輔助設(shè)備部分設(shè)計(jì).51 2.1 進(jìn)水閥的選擇.512.1.1 進(jìn)水閥的設(shè)置條件.512.1.2 進(jìn)水閥的型式.512.1.3 進(jìn)水閥的選擇.512.1.4 進(jìn)水閥直徑的選擇.51 2.2 油系統(tǒng)部分設(shè)計(jì).52 2.2.1 透平油系統(tǒng)部分設(shè)計(jì).52 2.2.1.1 透平油系統(tǒng)供油對(duì)象及作用.52 2.2.1.2 用油量估計(jì).52 2.2.1.3 透平油系統(tǒng)設(shè)備選擇.552

5、.2.2 絕緣油系統(tǒng)部分設(shè)計(jì).58 2.2.2.1 絕緣油系統(tǒng)供油對(duì)象.58 2.2.2.2 絕緣油用油量估算.58 2.2.2.3 絕緣油系統(tǒng)設(shè)備選擇.59 2.3 氣系統(tǒng)部分設(shè)計(jì).602.3.1 各種用氣額定壓力.602.3.2 供氣方式.602.3.3 設(shè)備選擇計(jì)算.61 2.4 水系統(tǒng)部分設(shè)計(jì).652.4.1 技術(shù)供水系統(tǒng).652.4.2 消防和生活供水.692.4.3 排水系統(tǒng).70 2.4.3.1 檢修排水.70 2.4.3.2 滲漏排水.72第3章 廠房的布置設(shè)計(jì).74 3.1 主廠房機(jī)組組段長(zhǎng)度的確定.74 3.2 主廠房寬度的確定.75 3.3 主廠房各層高程的確定.77第四

6、章 畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié)與心得.78 4.1 畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié).78 4.2 心得與體會(huì).79設(shè)備清單.81參考文獻(xiàn).82 - 3 -第一章 水輪發(fā)電機(jī)組的選型設(shè)計(jì)第一章 水輪發(fā)電機(jī)組的選型設(shè)計(jì)1.1 確定水輪機(jī)組型號(hào)和裝置型式1.1.1.已知參數(shù) , , , 萬(wàn)千瓦，保證出力：萬(wàn)千瓦，利用小時(shí)數(shù)：5400小時(shí)。1.1.2.水輪機(jī)型號(hào)的選擇表1-1 水輪機(jī)類型及適用范圍 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)，該水電站的水頭范圍為，查水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊(cè)水力機(jī)械表1-1 如上表。適合此水頭范圍水輪機(jī)的類型有斜流式和混流式。 又根據(jù)混流式水輪機(jī)和斜流式水輪機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)分析：1、混流式結(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn)行可靠，效率高，能適應(yīng)很寬的水頭范圍，是

7、目前應(yīng)用最廣泛的水輪機(jī)之一。2、斜流式平均效率比混流高，高效區(qū)比混流寬。3、斜流式水輪機(jī)適用于水頭變幅大的電站，目前由于制造工藝較復(fù)雜，技術(shù)要求較高，在一定程度上限制了它的推廣和應(yīng)用。（水輪機(jī)第三版-）因此：選擇混流式水輪機(jī)（立軸）。水輪機(jī)設(shè)計(jì)水頭估算為，根據(jù)水輪機(jī)第三版附表7，適合水頭范圍有,在這里選擇，臺(tái)數(shù)選擇3臺(tái)，4臺(tái)。方案列表如下：表1-2 水輪機(jī)組選型及臺(tái)數(shù)匯總型號(hào)臺(tái)數(shù)343434單機(jī)容量（萬(wàn)千瓦）1291291291.2 確定水輪機(jī)的主要參數(shù) 首先進(jìn)行水輪機(jī)的選擇1.2.1三臺(tái)水輪機(jī)1、 水輪機(jī)基本參數(shù)的計(jì)算（1）、計(jì)算水輪機(jī)的額定出力（發(fā)電機(jī)效率取96%） （2）、計(jì)算轉(zhuǎn)輪直徑已

8、知，查水輪機(jī)附表一單位轉(zhuǎn)速，模型轉(zhuǎn)輪綜合特性曲線單位轉(zhuǎn)速與出力限制線交點(diǎn)知，對(duì)應(yīng)的模型效率，暫取效率修正值，設(shè)計(jì)工況原型水輪機(jī)效率，故水輪機(jī)的轉(zhuǎn)輪直徑為 按我國(guó)規(guī)定的轉(zhuǎn)輪直徑系列（見(jiàn)水輪機(jī)表6-5），計(jì)算值處于標(biāo)準(zhǔn)值3.0m和3.3m之間，考慮到3.0偏小，3.3偏大，故取非標(biāo)準(zhǔn)值m （3）、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 （4）、的校核計(jì)算：用對(duì)原先計(jì)算的進(jìn)行校核 (m) 轉(zhuǎn)輪直徑仍以為宜。（5） 、轉(zhuǎn)速的計(jì)算 由模型綜合特性曲線上查得 轉(zhuǎn)速計(jì)算值介于發(fā)電機(jī)標(biāo)準(zhǔn)同步轉(zhuǎn)速（水輪機(jī)表6-6）214.3-250之間，故取水輪機(jī)的轉(zhuǎn)速。（6) 、平均效率的計(jì)算 ：取下與出力限制

9、線的交點(diǎn)的效率 真機(jī)效率 、是以發(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，逼近法見(jiàn)下表：表1-3水頭單位轉(zhuǎn)速流量效率%真機(jī)效率%出力144.266.60.8050.90.92712676.29096144.266.60.80.880.90712543.19785144.266.60.790.8750.90212372.98815水頭單位轉(zhuǎn)速流量效率%真機(jī)效率%出力12471.80.9120.900.927118531.606812471.80.930.9050.932121516.03612471.80.950.9050.932124788.144412471.80.960.910

10、.937126368.0221水頭單位轉(zhuǎn)速流量效率%真機(jī)效率%出力117.873.71.080.910.937129972.0674117.873.71.040.910.937126494.0212117.873.71.030.910.937124616.2873由表1-3知：、則平均效率為：2、 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 則：3、 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，以其中的最小值作為最大允許吸出高度。為此，進(jìn)行如下計(jì)算：(1) 計(jì)算、所對(duì)應(yīng)的單位轉(zhuǎn)速 （2) 確定個(gè)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

11、線交點(diǎn)處單位流量， 同上 ： 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)，分別為0.085、0.078、0.070。（3）、分別用所查的空化系數(shù)計(jì)算、對(duì)應(yīng)的吸出高度 計(jì)算式： 求裝置高程圖 由上圖（任務(wù)書(shū)圖1）可知當(dāng)水輪機(jī)設(shè)計(jì)流量=118時(shí)，對(duì)應(yīng)的尾水位為645.8，即。查空化系數(shù)修正值曲線得水輪機(jī)水頭為時(shí)，圖1-2 空化系數(shù)修正值與水頭關(guān)系曲線 從三個(gè)吸出高度計(jì)算值中取最小值，再留一定的余量，去最大允許吸出高度。4、安裝高程的計(jì)算因?yàn)檠b置方式為立軸安裝方式，故：安裝高程 查水輪機(jī)附表一取0.225 5、飛逸轉(zhuǎn)速的計(jì)算 由水輪機(jī)附表一查的水輪機(jī)模型轉(zhuǎn)輪

12、的單位飛逸轉(zhuǎn)速，故水輪機(jī)的飛逸轉(zhuǎn)速為 6、轉(zhuǎn)輪軸向水推力的計(jì)算 由水輪機(jī)附表一查得水輪機(jī)模型轉(zhuǎn)輪的軸向水推力系數(shù)為。這里取，則 1.2.2四臺(tái)水輪機(jī)1、水輪機(jī)基本參數(shù)的計(jì)算（1）、計(jì)算水輪機(jī)的額定出力（發(fā)電機(jī)效率取96%） （kW）（2）、計(jì)算轉(zhuǎn)輪直徑已知，查水輪機(jī)附表一 模型轉(zhuǎn)輪綜合特性曲線單位轉(zhuǎn)速與出力限制線交點(diǎn)知，對(duì)應(yīng)的模型效率，暫取效率修正值，設(shè)計(jì)工況原型水輪機(jī)效率，故水輪機(jī)的轉(zhuǎn)輪直徑為 （m）按我國(guó)規(guī)定的轉(zhuǎn)輪直徑系列（見(jiàn)水輪機(jī)表6-5），計(jì)算值處于標(biāo)準(zhǔn)值2.75m和3.00m之間，考慮到2.75偏小，3.0偏大，故取非標(biāo)準(zhǔn)值（3）、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

13、 （4）、的校核計(jì)算：用對(duì)原先計(jì)算的進(jìn)行校核 (m) 轉(zhuǎn)輪直徑仍以2.8m為宜。（5） 、轉(zhuǎn)速的計(jì)算 由模型綜合特性曲線上查得 轉(zhuǎn)速計(jì)算值介于發(fā)電機(jī)標(biāo)準(zhǔn)同步轉(zhuǎn)速（水輪機(jī)表6-6）之間，故取水輪機(jī)的轉(zhuǎn)速為。（6）、平均效率的計(jì)算 ：取下與出力限制線的交點(diǎn)的效率 真機(jī)效率 、是以發(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。逼近法見(jiàn)下表：表1-4：水頭單位轉(zhuǎn)速流量效率%真機(jī)效率%出力144.2700.750.880.90690494.48405144.2700.780.9050.92194945.29444144.2700.7750.90.92693923.8188144.2700.770

14、.8950.91193317.85868水頭單位轉(zhuǎn)速流量效率%真機(jī)效率%出力12473.40.80.890.90696527.4496512473.40.780.8950.92193594.8690212473.40.790.8980.92495110.43522水頭單位轉(zhuǎn)速流量效率%真機(jī)效率%出力117.877.41.020.9020.92893179.13455117.877.41.030.9050.93193991.37167117.877.41.040.9060.93295108.44355由表1-4知： 、 則平均效率為：2、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 則：3、 幾

15、何吸出高度的計(jì)算 由上圖（任務(wù)書(shū)圖1）可知當(dāng)水輪機(jī)設(shè)計(jì)流量時(shí)，對(duì)應(yīng)的尾水位為，即。 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，以其中的最小值作為最大允許吸出高度。為此，進(jìn)行如下計(jì)算：（1）、計(jì)算、所對(duì)應(yīng)的單位轉(zhuǎn)速 （2） 、確定個(gè)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， 同上 ： （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)，分別為0.095、0.081、0.07（4）、分別用所查的空化系數(shù)計(jì)算、對(duì)應(yīng)的吸出高度 計(jì)算式： 裝置高程 查空化系數(shù)修正值曲線得水輪機(jī)水頭為時(shí)， 從三個(gè)吸出高度計(jì)算

16、值中取最小值，再留一定的余量，取最大允許吸出高度。4、安裝高程的計(jì)算因?yàn)檠b置方式為立軸安裝方式，故：安裝高程 查水輪機(jī)附表一取0.225 5、飛逸轉(zhuǎn)速的計(jì)算 由水輪機(jī)附表一查的水輪機(jī)模型轉(zhuǎn)輪的單位飛逸轉(zhuǎn)速，故水輪機(jī)的飛逸轉(zhuǎn)速 6、轉(zhuǎn)輪軸向水推力的計(jì)算 由水輪機(jī)附表一查得水輪機(jī)模型轉(zhuǎn)輪的軸向水推力系數(shù)為。這里取，則 進(jìn)行水輪機(jī)的選擇1.2.3三臺(tái)水輪機(jī)1、水輪機(jī)基本參數(shù)的計(jì)算（1）、計(jì)算水輪機(jī)的額定出力（發(fā)電機(jī)效率取96%） （2）、計(jì)算轉(zhuǎn)輪直徑 已知，查水輪機(jī)附表一查 模型轉(zhuǎn)輪綜合特性曲線單位轉(zhuǎn)速與出力限制線交點(diǎn)知，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)的轉(zhuǎn)輪直徑為

17、 （m） 按我國(guó)規(guī)定的轉(zhuǎn)輪直徑系列（見(jiàn)水輪機(jī)表6-5），計(jì)算值處于標(biāo)準(zhǔn)值3.3m和3.8m之間，考慮到3.3偏小，3.8偏大，故取非標(biāo)準(zhǔn)值m 。（3）、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 （4）、的校核計(jì)算：用對(duì)原先計(jì)算的進(jìn)行校核 (m) 轉(zhuǎn)輪直徑仍以m為宜。（5）、轉(zhuǎn)速的計(jì)算。由模型綜合特性曲線上查得 轉(zhuǎn)速計(jì)算值介于發(fā)電機(jī)標(biāo)準(zhǔn)同步轉(zhuǎn)速（水輪機(jī)表6-6）之間，故取水輪機(jī)的轉(zhuǎn)速為。（6）、平均效率的計(jì)算 ：取下與出力限制線的交點(diǎn)的效率 真機(jī)效率 、是以發(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。逼近法見(jiàn)下表：表1-5水頭單位轉(zhuǎn)速流量效率%真機(jī)效率%出力144.2660

18、.5750.890.921123153.7123144.2660.580.8930.924124629.2546144.2660.5850.8950.926125975.7305水頭單位轉(zhuǎn)速流量效率%真機(jī)效率%出力12471.20.710.910.941123894.265712471.20.7150.9120.943125031.939612471.20.720.9120.943125906.2888水頭單位轉(zhuǎn)速流量效率%真機(jī)效率%出力117.8730.780.8880.919123083.6272117.8730.790.890.921124932.9208117.8730.80.890.

19、921126514.3502由表1-5知：、則平均效率為：。2、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 則： 3、 幾何吸出高度的計(jì)算 由上圖（任務(wù)書(shū)圖1）可知當(dāng)水輪機(jī)設(shè)計(jì)流量=118時(shí)，對(duì)應(yīng)的尾水位為645.8，即。 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，以其中的最小值作為最大允許吸出高度。為此，進(jìn)行如下計(jì)算：（1） 、計(jì)算、所對(duì)應(yīng)的單位轉(zhuǎn)速 （2）、確定個(gè)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， 同上 ： （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)，分別為0.065、0.0

20、56、0.047（4）分別用所查的空化系數(shù)計(jì)算、對(duì)應(yīng)的吸出高度 計(jì)算式： 裝置高程 查空化系數(shù)修正值曲線得水輪機(jī)水頭為時(shí)， 從三個(gè)吸出高度計(jì)算值中取最小值，再留一定的余量，取最大允許吸出高度。4、安裝高程的計(jì)算因?yàn)檠b置方式為立軸安裝方式，故：安裝高程 查水輪機(jī)附表一取0.225 5、飛逸轉(zhuǎn)速的計(jì)算 由水輪機(jī)附表一查的水輪機(jī)模型轉(zhuǎn)輪的單位飛逸轉(zhuǎn)速，故水輪機(jī)的飛逸轉(zhuǎn)速為 6、轉(zhuǎn)輪軸向水推力的計(jì)算 由水輪機(jī)附表一查得水輪機(jī)模型轉(zhuǎn)輪的軸向水推力系數(shù)為0.26。取，則 1.2.4四臺(tái)水輪機(jī)1、水輪機(jī)基本參數(shù)的計(jì)算（1）、計(jì)算水輪機(jī)的額定出力（發(fā)電機(jī)效率取96%） （kW）（2）、計(jì)算轉(zhuǎn)輪直徑 已知，查水

21、輪機(jī)第三版附表7單位轉(zhuǎn)速,模型轉(zhuǎn)輪綜合特性曲線單位轉(zhuǎn)速與出力限制線交點(diǎn)知，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)的轉(zhuǎn)輪直徑為 （m） 按我國(guó)規(guī)定的轉(zhuǎn)輪直徑系列（見(jiàn)水輪機(jī)表6-5），計(jì)算值處于標(biāo)準(zhǔn)值3.0m和3.3m之間，考慮到3.0偏小，3.3偏大，故取非標(biāo)準(zhǔn)值m 。（3）、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 （4）、的校核計(jì)算：用對(duì)原先計(jì)算的進(jìn)行校核 (m) 轉(zhuǎn)輪直徑仍以3.2m為宜。（5）、轉(zhuǎn)速的計(jì)算。由模型綜合特性曲線上查得 轉(zhuǎn)速計(jì)算值介于發(fā)電機(jī)標(biāo)準(zhǔn)同步轉(zhuǎn)速（水輪機(jī)表6-6）之間，故取水輪機(jī)的轉(zhuǎn)速為。（6）、平均效率的計(jì)算 ：取下與出力限制線

22、的交點(diǎn)的效率 真機(jī)效率 、是以發(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。逼近法見(jiàn)下表：表1-6水頭單位轉(zhuǎn)速流量效率%真機(jī)效率%出力144.266.60.580.8930.91992717.14415144.266.60.5850.8950.92193719.94767144.266.60.590.8950.92194520.97287水頭單位轉(zhuǎn)速流量效率%真機(jī)效率%出力12471.80.710.910.93692179.4133512471.80.720.9120.93893677.4536512471.80.7250.9120.93894327.99153水頭單位轉(zhuǎn)速流量效率%真

23、機(jī)效率%出力117.873.70.790.890.91692941.40759117.873.70.7950.8920.91893733.85754117.873.70.80.890.91694117.8811由表1-6知： 、 則平均效率為：2、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 則： 3、 幾何吸出高度的計(jì)算 由上圖（任務(wù)書(shū)圖1）可知當(dāng)水輪機(jī)設(shè)計(jì)流量=88.8時(shí)，對(duì)應(yīng)的尾水位為645.7，即。 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，以其中的最小值作為最大允許吸出高度。為此，進(jìn)行如下計(jì)算：（1）、計(jì)算、所對(duì)應(yīng)的單位轉(zhuǎn)速 （2）、確定個(gè)水頭所對(duì)應(yīng)的出力限

24、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， 同上 ： （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)，分別為0.063、0.056、0.047（4）、分別用所查的空化系數(shù)計(jì)算、對(duì)應(yīng)的吸出高度 計(jì)算式： 裝置高程 查空化系數(shù)修正值曲線得水輪機(jī)水頭為時(shí)， 從三個(gè)吸出高度計(jì)算值中取最小值，再留一定的余量，取最大允許吸出高度。4、安裝高程的計(jì)算因?yàn)檠b置方式為立軸安裝方式，故：安裝高程 查水輪機(jī)附表一取0.225 5、飛逸轉(zhuǎn)速的計(jì)算 由水輪機(jī)附表一查的水輪機(jī)模型轉(zhuǎn)輪的單位飛逸轉(zhuǎn)速，故水輪機(jī)的飛逸轉(zhuǎn)速為 6、轉(zhuǎn)輪軸向水推力的計(jì)算 由水輪機(jī)附表一查得H

25、L180/D06A水輪機(jī)模型轉(zhuǎn)輪的軸向水推力系數(shù)為0.26。取，則 進(jìn)行水輪機(jī)的選擇1.2.5三臺(tái)水輪機(jī)1、水輪機(jī)基本參數(shù)的計(jì)算（1）、計(jì)算水輪機(jī)的額定出力（發(fā)電機(jī)效率取96%） （2）、計(jì)算轉(zhuǎn)輪直徑 已知，查水輪機(jī)附表一查 模型轉(zhuǎn)輪綜合特性曲線單位轉(zhuǎn)速與出力限制線交點(diǎn)知，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)的轉(zhuǎn)輪直徑為 （m） 按我國(guó)規(guī)定的轉(zhuǎn)輪直徑系列（見(jiàn)水輪機(jī)表6-5），計(jì)算值處于標(biāo)準(zhǔn)值3.3m和4.10m之間，考慮到3.3偏小，4.10偏大，故取非標(biāo)準(zhǔn)值m （3）、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 （4）、的校核計(jì)算：用對(duì)原先計(jì)算的進(jìn)行校

26、核 (m) 轉(zhuǎn)輪直徑仍以m為宜。（5）、轉(zhuǎn)速的計(jì)算。由模型綜合特性曲線上查得 轉(zhuǎn)速計(jì)算值介于發(fā)電機(jī)標(biāo)準(zhǔn)同步轉(zhuǎn)速（水輪機(jī)表6-6）之間，故取水輪機(jī)的轉(zhuǎn)速為。（6）、平均效率的計(jì)算 ：取下與出力限制線的交點(diǎn)的效率 真機(jī)效率 、是以發(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。逼近法見(jiàn)下表：表1-7水頭單位轉(zhuǎn)速流量效率%真機(jī)效率%出力144.269.60.530.8960.924126530.0383144.269.60.520.8920.92123605.2649144.269.60.5250.8940.922125065.0678水頭單位轉(zhuǎn)速流量效率%真機(jī)效率%出力12475.10.65

27、0.9180.946126687.420312475.10.640.9130.941124079.089312475.10.6450.9140.942125181.3461水頭單位轉(zhuǎn)速流量效率%真機(jī)效率%出力117.8770.70.910.938125261.2717117.8770.6950.9150.943125029.483117.8770.690.9130.941123866.7242由表1-7知：、則平均效率為：2、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 則：3、 幾何吸出高度的計(jì)算 由上圖（任務(wù)書(shū)圖1）可知當(dāng)水輪機(jī)設(shè)計(jì)流量=114時(shí)，對(duì)應(yīng)的尾水位為645.75，即。 為使水輪

28、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，以其中的最小值作為最大允許吸出高度。為此，進(jìn)行如下計(jì)算：（1）、計(jì)算、所對(duì)應(yīng)的單位轉(zhuǎn)速 （2）、確定個(gè)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， 同上 ： （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)，分別為0.075、0.07、0.072（4）分別用所查的空化系數(shù)計(jì)算、對(duì)應(yīng)的吸出高度 計(jì)算式： 裝置高程 查空化系數(shù)修正值曲線得水輪機(jī)水頭為時(shí)， 從三個(gè)吸出高度計(jì)算值中取最小值，再留一定的余量，取最大允許吸出高度。4、安裝高程的計(jì)算因?yàn)檠b置方式為立軸安裝方式，

29、故：安裝高程 查水輪機(jī)附表一取0.2 5、飛逸轉(zhuǎn)速的計(jì)算 由水輪機(jī)附表一查的水輪機(jī)模型轉(zhuǎn)輪的單位飛逸轉(zhuǎn)速，故水輪機(jī)的飛逸轉(zhuǎn)速為 6、轉(zhuǎn)輪軸向水推力的計(jì)算 由水輪機(jī)附表一查得水輪機(jī)模型轉(zhuǎn)輪的軸向水推力系數(shù)為0.2-0.26。取，則 1.2.6四臺(tái)HL水輪機(jī)1、水輪機(jī)基本參數(shù)的計(jì)算（1）、計(jì)算水輪機(jī)的額定出力（發(fā)電機(jī)效率取96%） （kW）（2）、計(jì)算轉(zhuǎn)輪直徑已知，查水輪機(jī)第三版附表7單位轉(zhuǎn)速模型轉(zhuǎn)輪綜合特性曲線單位轉(zhuǎn)速與出力限制線交點(diǎn)知，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)的轉(zhuǎn)輪直徑為 （m） 按我國(guó)規(guī)定的轉(zhuǎn)輪直徑系列（見(jiàn)水輪機(jī)表6-5），計(jì)算值處于標(biāo)準(zhǔn)值3.3m和

30、3.8m之間，考慮到3.3偏小，3.8偏大，故取非標(biāo)準(zhǔn)值m 。（3）、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 （4）、的校核計(jì)算：用對(duì)原先計(jì)算的進(jìn)行校核 (m) 轉(zhuǎn)輪直徑仍以3.4m為宜。（5）、轉(zhuǎn)速的計(jì)算。由模型綜合特性曲線上查得 轉(zhuǎn)速計(jì)算值介于發(fā)電機(jī)標(biāo)準(zhǔn)同步轉(zhuǎn)速（水輪機(jī)表6-6）之間，故取水輪機(jī)的轉(zhuǎn)速為。（6）、平均效率的計(jì)算 ：取下與出力限制線的交點(diǎn)的效率 真機(jī)效率 、是以發(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。逼近法見(jiàn)下表：表1-8水頭單位轉(zhuǎn)速流量效率%真機(jī)效率%出力144.270.80.530.8960.92996686.53627144.270.80.5

31、10.8860.91992036.50239144.270.80.5170.890.92393705.84099水頭單位轉(zhuǎn)速流量效率%真機(jī)效率%出力12476.30.6350.9030.93693069.4599512476.30.6380.9040.93793609.0611312476.30.640.9050.93894002.72259水頭單位轉(zhuǎn)速流量效率%真機(jī)效率%出力117.878.30.6950.9050.93894521.84736117.878.30.6850.9010.93492764.54222117.878.30.690.9020.93593541.70027由表1-8知

32、：、則平均效率為：2、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 則： 3、 幾何吸出高度的計(jì)算 由上圖（任務(wù)書(shū)圖1）可知當(dāng)水輪機(jī)設(shè)計(jì)流量=87時(shí)，對(duì)應(yīng)的尾水位為645.6，即。 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，以其中的最小值作為最大允許吸出高度。為此，進(jìn)行如下計(jì)算：（1）、計(jì)算、所對(duì)應(yīng)的單位轉(zhuǎn)速 （2）、確定個(gè)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， 同上 ： （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)，分別為0.077、0.07、0.072（4）、分別用所查的空化系數(shù)

33、計(jì)算、對(duì)應(yīng)的吸出高度 計(jì)算式： 裝置高程 查空化系數(shù)修正值曲線得水輪機(jī)水頭為時(shí)， 從三個(gè)吸出高度計(jì)算值中取最小值，再留一定的余量，取最大允許吸出高度。4、安裝高程的計(jì)算因?yàn)檠b置方式為立軸安裝方式，故：安裝高程 查水輪機(jī)附表一取0.2 5、飛逸轉(zhuǎn)速的計(jì)算 由水輪機(jī)附表一查的 水輪機(jī)模型轉(zhuǎn)輪的單位飛逸轉(zhuǎn)速，故水輪機(jī)的飛逸轉(zhuǎn)速為 6、轉(zhuǎn)輪軸向水推力的計(jì)算 由水輪機(jī)附表一查得水輪機(jī)模型轉(zhuǎn)輪的軸向水推力系數(shù)為0.2-0.26。取，則 1.2.7、各方案列表如下表1-9 各方案主要參數(shù)表水電站名稱渡江水電站方案一二三四五六轉(zhuǎn)輪型號(hào)HL220/A153HL220/A153HL180/D06AHL180/D0

34、6AHL180/A194HL180/A194機(jī)組臺(tái)數(shù)343434水輪機(jī)出力（萬(wàn)千瓦）129129129水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪直徑3.22.83.73.23.93.4轉(zhuǎn)速250300214.3250214.3250水輪機(jī)最高效率0.9420.9410.9460.9440.9540.953平均效率0.9230.9220.9220.9170.9280.927水輪機(jī)設(shè)計(jì)流量11888.511888.811487飛逸轉(zhuǎn)速513586417483393.5451吸出高度-3.7-3.7-0.4-0.4-4-4水輪機(jī)安裝高程642.46642.22645.81645.66642.14641.94軸向水推力3413071

35、261313239545853766236439366333392991.3 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)計(jì)算1.3.1 動(dòng)能經(jīng)濟(jì)指標(biāo)各方案效率比較已在前面計(jì)算過(guò)具體結(jié)果見(jiàn)下表：表1-10 機(jī)組效率比較轉(zhuǎn)輪型號(hào)HL220/A153HL180/D06AHL180/A194方案一二三四五六機(jī)組臺(tái)數(shù)343434水輪機(jī)最高效率(%)0.9330.9410.9460.9440.9540.953平均效率0.9230.9220.9220.9170.9280.9271.3.2 機(jī)電設(shè)備投資和耗鋼量 表1-11 主要機(jī)電設(shè)備參考單價(jià)表項(xiàng)目水輪機(jī)發(fā)電機(jī)調(diào)速器自動(dòng)化元件勵(lì)磁裝置油壓裝置（不含油）參考價(jià)格4萬(wàn)元/噸5萬(wàn)元/噸30萬(wàn)元

36、/臺(tái)40萬(wàn)元/套60 萬(wàn)元/臺(tái) 30萬(wàn)元/套（1）、水輪機(jī)由前選型計(jì)算可知選擇水輪機(jī)為HL220/A153和HL180/A194轉(zhuǎn)輪直徑查能源動(dòng)力類水動(dòng)專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)與課程設(shè)計(jì)指南P15,估算各種方案的水輪機(jī)的重量,即 表1-12金屬蝸殼、混流式水輪機(jī)、系數(shù)8.16.60.160.20方案一：,臺(tái),m 總重 ,總價(jià)(萬(wàn)元）方案二：, 臺(tái), 總重 ，總價(jià)（萬(wàn)元）方案三：， 總重 ，總價(jià)（萬(wàn)元）方案四：， 總重 ，總價(jià)（萬(wàn)元）方案五：, 總重 ，總價(jià)（萬(wàn)元）方案六：, 總重 ，總價(jià)（萬(wàn)元）（2）、水輪發(fā)電機(jī) 在初步設(shè)計(jì)階段作為方案比較，發(fā)電機(jī)重量按 計(jì)算，式中：為估算系數(shù)，懸式取8-10，傘式取7-9，水內(nèi)冷取6.5-7，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。 所選方案發(fā)電機(jī)額定轉(zhuǎn)速均大于150r/min時(shí)，采用懸式機(jī)組，取。