水轮发电机组选型设计_毕业设计(编辑修改稿)

水轮发电机组选型设计_毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

mH s  从三个吸出高度计算值中取最小值 ，再留一定的余量，取允许最大吸出高度 mHs 4。 水 轮机安装高程 7 9 5 1 100  Db )( 6 927 9 5 6 42 mbH oSw  飞逸转速 Rn 的计算 由 HL260/A244 模型水轮机飞逸特性曲线查得，在最大导叶开度下单位飞逸转速，m in/ 11 R 故水轮机的飞逸转速为 m i n )/r(141 1m a x11  DHRR 计算轴向水推力 tF 据 HL260 转轮技术资料提供的数据，转轮轴向水推力系数 ~ t  ，转轮直径较小、止漏环间隙较大时取大值。 本电站转轮直径较大，故取 。 水轮机转轮轴向水推力为： NHD 2 4 3 5 1 8 . 3 . 8 1 KF 23m a x213tt   、方案Ⅴ 、 MW405 503JK 计算转轮直 径 水轮机的额定出力为： W4 0 8 1 6%984 0 0 0 0 kNP GGr   取最优单位转速 m in135110 r/n  ,取限制工况的 单位流量 ）（ s/ 3110  ,对应的空化系数  作为限制，对应的模型效率  ，暂取效率修正值%2 ，则设计工况原型水轮机效率  。 故水轮机转轮直径为： ）（ 4 0 8 1 1101 rr HQ PD 我国规定的转轮直径系列，计算值处于标准值 ~ 之间，考虑到取 偏小，难于保证设计水头下发生额定出力；若取 又太大，不经济。 本机组属于大型水轮机，故取非标准值 D。 转速 n 的计算 由 503JK 转轮技术资料提供 查得 min/r135n110  m in/ 1110 rD Hnn av  转速计算值介于同步转速 m in/ 3 6~m in/1 2 5 rr 之间。 则机组运行区域如下： 16 16 水电站主辅机设备选型设计 根据 503JK 模型转轮综合特性曲线，取 min/ r 时水轮机的实际运行范围刚好，取 min/125r 偏离了高效率中心区域，且 min/ r 接近同步转速min/ r 故取水轮机的转速 min/ rn  效率 r 的计算： ) ()(1))(1(1 10510r51m10mm a xr  HH m 效率修正值： 0 2 0 3 m a x   平均效率  的计算 (1)、计算 maxH 、 rH 、 minH 所对应的单位转速 11n maxH ： ）（ m i n/ m a x1m i n11 rHnDn  rH ： ）（ m in/ rHnDnrr minH ： ）（ m i n/ m i n1m a x11 rHnDn  (2)、 minH ：取 minH 下 ）（ m in/ 3 7m a x11 rn  与 空化系数  空化曲线的交点 的效率 mH 真机的效率 i nm i n   mHH maxH 、 rH 、 avH 是以发电机出力为限制，采用逼近法 找到单位流量和相应的效率。 逼近法见下表 17 17 第 1 章 水轮发电机组选型设计 水头 )(m 流量 )/( 3 sm 模型效率 (%) 真机效率 (%) 出力 )(kW 44892 40093 40539 水头 )(m 流量 )/( 3 sm 模型效率 (%) 真机效率 (%) 出力 )(kW 37053 39153 39482 40126 40540 由逼近法表格知： maxH ： H rH 、 avH ：  HavHr  则平均效率为： a xm i n  HrH a vHH  转轮直径 1D 的校核 用  对原先计算的 1D 进行校核 ）（ 0 4 0 8 1 1101 rr HQ PD 转轮直径 D 仍合适。 水轮机设计流量 rQ 的计算 设计工况点的单位流量 rQ11 为 ）（ sm / PQ r21Tr11  )/( 322111r smHDQ rr  几何吸出高度 sH 的计算 为使水轮机尽可能不发生空化，取 maxH 、 rH 、 minH 三个水头分别计算水轮机的允许吸出高度，以其中的最小值作为最大允 许吸出高度。 minH ： max11n 与 空化系数  空化曲线作为限制，  rH ：由逼近法表格知 sm / 3r11  ，对应空化系数  maxH ：由逼近法表格知 sm / 3r11  ，对应空化系数  查教材推荐设计尾水位的水轮机过流量， 本方案装机 5 台 )/(2 9 71 9 .5 3r sm 根据水位 — 流量关系曲线查得流量 )/(297Q 3r sm 对应的水位 mE 。 分别用查到的空化系数计算 minH 、 rH 、 maxH 对应的吸出高度 计算式： HEH Ms )(9 0 0/10   查空化系数修正曲水轮机水头为 时，  minH ： )()0 5 (9 0 0/ 6 410 mH s  rH ： )()0 5 (9 0 0/ 6 410 mH s  18 18 水电站主辅机设备选型设计 maxH ： )()0 5 (9 0 0/ 6 410 mH s  从三个吸出高度计算值中取最小值  ，再留一定的余量，取最大允许吸出高度 mHs 7。 水轮机安装高 程 )( 5 6 41 mXDH Sw  X—— 轴流式水轮机结构高度系数，取 飞逸转速 Rn 的计算 由 JK503 模型水轮机飞逸特性曲线查得，在最大导叶开度下单位飞逸转速，min/r340n11 R 故水轮机的飞逸转速为 m i n )/r(3 5 8 4 0nn 1m a x11  DHRR 计算轴向水推力 tF 据 JK503 转轮技术资料提供的数据，转轮轴向 水推力系数 .870Kt  ， 水轮机转轮轴向水推力为： NHD 3 9 5 3 6 7 . 8 . 8 1 KF 23m a x213tt   、方案Ⅵ 、 MW405 500ZZ 计算转轮直径 水轮机的额定出力为： W4 0 8 1 6%984 0 0 0 0 kNP GGr   取最优单位转速 m in128110 r/n  ,取限制工况的 单位流量 ）（ s/ 3110  ,对应的空化系数  作为限制，对应的模型效率  ，暂取效率修正值%2 ，则设计工况原型水轮机效率  。 故水轮机转轮直径为： ）（ 8 4 0 8 1 1101 rr HQ PD 我国规定的转轮直径系列，取 D。 转速 n 的计算 由 500ZZ 转轮技术资料提供 查得 min/r128n110  m in/ 1110 rD Hnn av  转速计算值介于同步转速 m in/1 2 5~m in/ 1 5 rr 之间。 则运行区域如下图： 19 19 第 1 章 水轮发电机组选型设计 根据 500ZZ 模型转轮综合特性曲线，取 min/125r 时水轮机的实际运行范围刚好，取 min/ r 偏离了高效率中心区域，且 min/ r 接近同步转速min/125r 故取水轮机的转速 min/125rn 效率 r 的计算 ) ()(1))(1(1 10510r51m10mm a xr  HH m 效率修正值： 0 3 9 3 m a x   平均效率  的计算 (1)、计算 maxH 、 rH 、 minH 所对应的单位转速 11n maxH ： ）（ m in/ m a x1m i n11 rHnDn  rH ： ）（ m in/ rHnDnrr minH ： ）（ m in/ m i n1m a x11 rHnDn  (2)、 minH ：取 minH 下 ）（ m in/ 3 0m a x11 rn  与 空化系数  空化曲线的交点 的效率 mH 真机的效率 9 0 3 6 i nm i n   mHH maxH 、 rH 、 avH 是以发电机出力为限制，采用逼近法 找到单位流量和相应的效率。 逼近法见下表： 20 20 水电站主辅机设备选型设计 水头 )(m 流量 )/( 3 sm 模型效率 (%) 真机效率 (%) 出力 )(kW 91 46252 37910 39034 39617 88 40155 40693 水头 )(m 流量 )/( 3 sm 模型效率 (%) 真机效率 (%) 出力 )(kW 87 39984 87 40484 41029 由逼近法表格知： maxH ： H rH 、 avH ：  HavHr  则平均效率为： 9 0 9 0 0 1 0 a xm i n  HrH a vHH  转轮直径 1D 的校核 用  对原先计算的 1D 进行校核 ）（ 1101 rr HQ PD 转轮直径 ）（ D 仍合适。 水轮机设计流量 rQ 的计算 设计工况点的单位流量 rQ11 为 ）（ sm / PQ r21Tr11  )/(1 9 3 322111r smHDQ rr  几何吸出高度 sH 的计算 为使水轮机尽可能不发生空化，取 maxH 、 rH 、 minH 三个水头分别计算水轮机的允许吸出高度，以其中的最小值作 为最大允许吸出高度。 minH ： max11n 与 空化系数  空化曲线作为限制，  rH ：由逼近法表格知 sm / 3r11  ，对应空化系数  maxH ：由逼近法表格知 sm / 3r11  ，对应空化系数  查教材推荐设计尾水位的水轮机过流量， 本方案装机 5 台 )/(2 9 41 9 .5 3r sm 根据水位 — 流量关系曲线 流量 )/(294Q 3r sm 对应的水位 mE 。 分别用查到的空化系数计算 minH 、 rH 、 maxH 对应的吸出高度 计算式： HEH Ms )(9 0 0/10   查空化系数修正曲水轮机水头为 时，  minH ： )()0 5 (9 0 0/ 6 410 mH s  21 21 第 1 章 水轮发电机组选型设计 rH ： )()0 5 (9 0 0/ 6 410 mH s  maxH ： )()0 5 (9 0 0/ 6 410 mH s  从三个吸出高度计算值中取最小值  ，再留一定的余量，取最大允许吸出高度 mHs 。 水轮机安 装高程 )( 5 6 41 mXDH Sw  X—— 轴流式水轮机结构高度系数，取 飞逸转速 Rn 的计算 由 ZZ500 模型水轮机飞逸特性曲线查得，在最大导叶开度下单位飞逸转速，min/r479n11 R 故水轮机的飞逸转速为 m i n )/r(4 8 5 7 9nn 1m a x11  DHRR 计算轴向水推力 tF 据 ZZ500 转轮技术资料提供的数据，转轮 轴向水推力系数 .870Kt  ， 水轮机转轮轴向水推力为： NHD 4 2 9 0 0 0 . 8 . 8 1 KF 23m a x213tt   、各方案参数列表 各方案参数表 项目 方案Ⅰ 方案Ⅱ 方案Ⅲ 方案Ⅳ 方案Ⅴ 方案Ⅵ 机组台数 4 5 水轮机型号 HL260/A244 JK503 ZZ500 HL260/A244 JK503 ZZ500 单机容量（ MW） 40 50 水轮机转轮直径 )(1mD 水轮机同步转速m。