某水電站水輪機(jī)的計(jì)算選擇分析案例目錄TOC\o"1-3"\h\u32620某水電站水輪機(jī)的計(jì)算選擇分析案例 119411.1設(shè)計(jì)參數(shù) 1241541.2水輪機(jī)型號(hào)初選 1225241.3水輪機(jī)參數(shù)選擇 1200151.1.1HL220型 1226071.1.2HL160型 3139071.1.3HL110型 458371.4水輪機(jī)方案比較 635851.5蝸殼計(jì)算 715151.6尾水管形式及主要尺寸確定 8202991.7調(diào)速器選擇 91.1設(shè)計(jì)參數(shù)水電站設(shè)計(jì)水頭HR=69.95m，裝機(jī)容量5000kW。原設(shè)計(jì)安裝兩臺(tái)機(jī)組，即單機(jī)容量為2500千瓦。1.2水輪機(jī)型號(hào)初選根據(jù)水電站設(shè)計(jì)水頭和機(jī)組容量，HL220、HL160、HL110型水輪機(jī)更適合使用。1.3水輪機(jī)參數(shù)選擇1.1.1HL220型(1).轉(zhuǎn)輪直徑D1計(jì)算有限條件下的直流電源Q1'=1.15m3/s,效率ηm汽輪機(jī)額定功率:Nr=ND1選擇較大的公稱內(nèi)徑D1(2).轉(zhuǎn)速n的計(jì)算最佳條件下的單位轉(zhuǎn)速控制n10'=71r/min,基本假設(shè)nn=(3).效率及單位參數(shù)修正最佳條件的最高效率為ηMmax=91%,為模型直徑ηmax則效率修正值Δη=99%?91%=8%.取ξ=6%，效率修正值η在最佳和有限條件下的效率為2%，則ηmax單位轉(zhuǎn)速的修正值計(jì)算：Δ因?yàn)棣1'n10m(4).工作范圍檢驗(yàn)水輪機(jī)在Nr、Hav下工作時(shí)，Q1Q則水輪機(jī)的最大引用流量Q設(shè)計(jì)水頭Hrn與最優(yōu)工況模型下的機(jī)組轉(zhuǎn)速基本一致，所選參數(shù)是可行的。（5）.吸出高度Hs根據(jù)渦輪的設(shè)計(jì)參數(shù)，空化系數(shù)約為0.133。通過(guò)查表可以得到空化修正系數(shù)，從而得到渦輪的吸聲高度，如下圖所示：HH所以不滿足要求。1.1.2HL160型(1).轉(zhuǎn)輪直徑D1計(jì)算Q1'=0.67m3/s,ηm水輪機(jī)的額定出力Nr=ND1選擇較大的標(biāo)稱直徑D1(2).轉(zhuǎn)速n的計(jì)算最優(yōu)工況下的單位轉(zhuǎn)速n10'=67r/min,則設(shè)nn=選擇偏大的同步轉(zhuǎn)速n=630r/min(3).效率及單位參數(shù)修正最優(yōu)工況下的最高效率為ηMmax=91%,模型的轉(zhuǎn)輪直徑為ηmax則效率修正值Δη=99%?91%=8%.采取ξ=6%，得效率修正值η在最佳和有限條件下的效率為2%，則ηmax單位轉(zhuǎn)速的修正值計(jì)算：Δ因?yàn)棣1'n10m(4).工作范圍檢驗(yàn)水輪機(jī)在Nr、Hav下工作時(shí)，Q1Q則水輪機(jī)的最大引用流量Q設(shè)計(jì)水頭Hrn,與最優(yōu)工況模型下的單位轉(zhuǎn)速基本吻合，所選定的的參數(shù)D1（5）.吸出高度Hs根據(jù)渦輪的設(shè)計(jì)參數(shù)n1rHH1.1.3HL110型(1).轉(zhuǎn)輪直徑D1計(jì)算Q1'=0.38m3/s,ηm水輪機(jī)的額定出力Nr=ND1選擇較大的標(biāo)稱直徑D1(2).轉(zhuǎn)速n的計(jì)算最優(yōu)工況下的單位轉(zhuǎn)速n10'=61.5r/min,則假定nn=選擇偏大的同步轉(zhuǎn)速n=450r/min(3).效率及單位參數(shù)修正ηMmax=90.4%,模型轉(zhuǎn)輪直徑ηmax則效率修正值Δη=99%?90.4%=8.6%.采取ξ=6%，得效率修正值η=在最佳和有限條件下的效率為2%，則ηmax單位轉(zhuǎn)速的修正值計(jì)算：ΔΔn1'n10m(4).工作范圍檢驗(yàn)水輪機(jī)在Nr、Hav下工作時(shí)，Q1Q則水輪機(jī)的最大引用流量Q設(shè)計(jì)水頭Hrn,與最優(yōu)工況模型下的單位轉(zhuǎn)速基本吻合，所選定的的參數(shù)D1（5）.吸出高度Hs由水輪機(jī)設(shè)計(jì)工況參數(shù)n1r'=61.5r/min,HH1.4水輪機(jī)方案比較序號(hào)對(duì)比項(xiàng)目方案一：HL160方案二：HL1101水頭范圍的推薦使用值45～12020～1802最優(yōu)單位轉(zhuǎn)速n6761.53單位流量最優(yōu)值Q5803134在限制工況下的效率值η8986.85氣蝕系數(shù)0.0650.0556各水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪直徑D0.91.137轉(zhuǎn)速n(r/min)68.1562.778最高效率η9190.410對(duì)應(yīng)機(jī)型的額定出力N2600260010引用流量最大值Q4.134.0511吸出高度H-0.460.241從表中可以看出，方案2的轉(zhuǎn)輪直徑比方案1更合適，首先確定hl160-lj-450型渦輪。1.5蝸殼計(jì)算采用金屬蝸殼，斷面包角f=345°。蝸殼進(jìn)口出口流量：QQmax蝸殼進(jìn)口斷面設(shè)計(jì)流速：V即蝸殼進(jìn)口斷面面積：F斷面半徑：ρ金屬蝸殼環(huán)座外徑Da=3.4m,則R=對(duì)蝸殼任一斷面，QρR蝸殼斷面半徑隨角度的變化：包角f斷面半徑ρR（米）斷面流量Q（立方米）3450.2192.1371.963000.2122.011.442550.2031.892.932100.19071.7132.391650.17811.5691.8891200.1481.4082.179750.1211.230.86300.0971.040.341.6尾水管形式及主要尺寸確定本電站尾水管尺寸參數(shù)肘管形式適用范圍h/L/BDhLh標(biāo)準(zhǔn)混凝土肘管混流式D2.64.52.721.350.6751.821.22本電站尾水管尺寸參數(shù)參數(shù)DhLBDhLh標(biāo)準(zhǔn)2.05.29.05.442.71.351.642.44為了減少轉(zhuǎn)彎處的分流損失和渦流損失，將彎管出口做成縮徑段，并減小了縮徑段的高度和寬度。高寬比約為0.25，彎管進(jìn)出口面積比約為1.3。所