石林水电站机电设计毕业设计205m～40m水头150mw(编辑修改稿)

石林水电站机电设计毕业设计205m～40m水头150mw(编辑修改稿)内容摘要：

头、最小水头和平均水头对应的单位转速 （ A） n= m in )/( a x1m i n11 rHnDn  m in )/( rHnDnpa m in)/( m i n1m a x11 rHnDn  (B)n= m in )/( ax1m in11 rHnDn  m in )/( rHnDnpa m in)/( m i n1m a x11 rHnDn  （二） D1=5m （ 1）、计算原型水轮机的效率 )(1)1(1 55110m a x  DD MM Δη =η maxη m0== η =η m+Δη = （ 2）、同步转速的选择 《水轮机课本》P38 《水轮机课本》P36 热能与动力工程专业毕业设计 姓名：周玉国 15 学号： 03022213 m in/ 32731110 rD Hnn p  根据四分之一选择法，选取。 （ 3）、计算水轮机的运行范围 n=最大水头、最小水头和平均水头对应的单位转速 m in )/( a x1m i n11 rHnDn  m in )/( rHnDnpa m in)/( m i n1m a x11 rHnDn  各备选方案如下表： 型号 台数 直径 转速 n11min n11p n11max 方案 HL240 2 1 7 2 3 75 3 4 4 4 5 4 5 79 6 HL260 2 7 60 7 3 75 8 4 9 4 10 4 5 11 表 12 备选方案列表 《水轮机课本》P38 《水轮机课本》P36 第三节 较优方案选择 一 、画各方案工作范围 在模型综合特性曲线上画出根据给定的特征水头 Hmin、 Ha、 Hmax 以及另取两个水头 H H2 所对应的单位转速 n11 和水轮机出力限制线相交。 在最小水头下，水轮机不能发出额定出力，此时水轮机受到出力限制线的限～ 40m 水头 150MW 石林水电站机电初步设计 16 制，所以不需要试算最小水头下的 Q11。 在最大水头和设计水头下，用原型水轮机效率η计算出来的 Q11 和此水头对应的 n11 的交点的模型水轮机效率加上修正值并不一定等于 η ，这就需要试算。 由 Q11ηT=Pr/=C ，假定一个 ηT ，由此公式计算出一个 Q11’,再由 Q11’ 和对应水头的 N11 在图上找到一点，并查出此点的 ηm, 将此 ηm 转换成原型效率η T’ （按限制工况点效率误差 Δη 计），此时可比较 ηT’ 和 ηT 是否相等，如果不等，则从新将 ηT’ 代入公式计算，重复前面的过程，直到计算值同假设值相等为止，为了减少试算次数，一般只要前面两次单位流量相差值小于5%就认为可以了。 试算值列表如下： 平均水头 Ha=32m 最大水头 Hmax=40m Q11 η m Q11 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 方案十一 将两个试算点连接起来，这样由水轮机出力限制线、以及五个水头所对应的单位转速就围成了各个方案的工作范围。 二、初选较优方案 根据前面拟定的各方案的工作范围是否包含高效区，或者包含高效区的面积大小；设计水头与平均水头是否接近等原则来初选较优方案。 所列较优方案如下：（表 1－ 4） 方案 台数 直径（ m） 转速 (r/min) 转轮型号 方案 I 4台 HL240 热能与动力工程专业毕业设计 姓名：周玉国 17 学号： 03022213 方案Ⅱ 3台 75 HL260 方案Ⅲ 4台 HL260 方案Ⅳ 4台 HL260 各方案计算列表如下：（表 1－ 4） 方案一 最小 水头 Ha= Hr= η m Q11m η T P(MW) η m Q11m η T P(MW) 方案一 方案二 方案三 方案四 方案五 0 0 方案六 0 0 方案七 0 0 方案八 0 0 方案九 0 0 方案十 0 0 方案十一 方案十二 方案十三 方案十四 平均水头 Ha=32m 最大水头 Hmax=32m η m Q11 η T P(MW) η m Q11m η T P(MW) 方案一 方案二 方案三 方案四 方案五 方案六 方案七 0 00 方案八 0 0 ～ 40m 水头 150MW 石林水电站机电初步设计 18 方案九 方案十 方案十一 方案十二 方案十三 方案十四 方案二 最小水头 Ha= Hr= 方案一 0 方案二 0 0 方案三 0 0 方案四 0 0 方案五 0 0 0 0 方案六 0 0 0 0 方案七 0 0 0 0 方案八 0 0 0 0 方案九 0 0 方案十 0 0 方案十一 0 0 方案十二 0 方案十三 方案十四 平均水头 Ha=32m 最大水头 Hmax=40m η m Q11 η T P(MW) η m Q11 η T P(MW) 方案一 方案二 方案三 方案四 方案五 方案六 方案七 0 0 热能与动力工程专业毕业设计 姓名：周玉国 19 学号： 03022213 方案八 0 0 方案九 方案十 方案十一 方案十二 方案十三 方案十四 方案三 最小水头 Ha= Hr= η m Q11 η T P(MW) η m Q11 η T P(MW) 方案一 0 0 0 0 方案二 0 0 0 0 方案三 0 0 方案四 0 0 方案五 0 0 方案六 0 0 方案七 0 0 0 0 方案八 0 0 0 0 方案九 0 0 方案十 0 0 方案十一 0 0 方案十二 0 0 方案十三 0 0 方案十四 0 0 平均水头 Ha=32m 最大水头 Hmax=40m ηm Q11 η T P(MW) η m Q11 η T P(MW) 方案一 0 0 0 0 方案二 方案三 方案四 方案五 ～ 40m 水头 150MW 石林水电站机电初步设计 20 方案六 0 0 方案七 0 0 方案八 0 0 方案九 0 0 方案十 方案十一 方案十二 方案十三 方案十四 0 0 0 0 方案四 最小水头 Ha= Hr= η m Q11 η T P(MW) η m Q11 η T P(MW) 方案一 0 0 0 0 方案二 方案三 方案四 方案五 方案六 0 0 方案七 0 0 方案八 0 0 方案九 0 0 方案十 0 0 方案十一 方案十二 方案十三 方案十四 0 0 平均水头 Ha=32m 最大水头 Hmax=40m η m Q11 η T P(MW) η m Q11 η T P(MW) 方案一 0 0 0 0 方案二 方案三 方案四 热能与动力工程专业毕业设计 姓名：周玉国 21 学号： 03022213 方案五 0 0 方案六 0 0 方案七 0 0 方案八 0 0 方案九 0 0 方案十 0 0 方案十一 方案十二 方案十三 方案十四 0 0 0 0 第四节 技术经济指标计算 一．动能经济指标 根据运转特性曲线，求各方案的平均效率 绘制转轮运转综合特性曲线和等效率曲线的绘制： （ 1）在水轮机工作水头范围（ Hmin～ Hmax）内取 5 个水头对应的单位转速 n11值在模型综合特性曲线上作水平线与其等效率线相交得一系列交点，根据交点处的 Q11和 ηm 计算出原型水轮机的效率η和出力 P具体结果见附表 1。 （ 2）将各点的 H、 P 值绘在坐标图上，将各点连成光滑曲线，即为某 η 的效率值。 （ 3）绘制出力限制线。 在 Hmin～ Hr 之间出力限制线一般由模型综合特性曲线的 95%出力限制线换算而得。 各方案的曲线见附图 11至 13。 （ 4）根据所绘制的运转特性曲线计算各方案的平均效率 方案 1 ～ 40m 水头 150MW 石林水电站机电初步设计 22 P (M W )H (m )热能与动力工程专业毕业设计 姓名：周玉国 23 学号： 03022213 利用面积法求各方案的平均效率 ：  AAa 221  式中η η 2 为特性曲线上相邻等效率线上的效率值， A 为两相邻效率线之间的面积。 具体计算表见附表 2，结果如下：（表 1－ 5） 方案 I Ⅱ Ⅲ Ⅳ 平均效率 ～ 40m 水头 150MW 石林水电站机电初步设计 24 二．机电设备投资和耗钢量 (一 )、水力机械部分 由前选型计算可知选择水轮机为 HL180和 HL200,根据转轮直径 ,估算各种方案的水轮机的重量 : （表 1－ 6） 方案 台数 直径(m) 单重（ t/台） 总重(t) 单价 (万元/t) 总价 (万元 Ⅰ 4 430 1720 6020 Ⅱ 3 560 1680 5880。