小河沟水电站水力机械及厂房布置设计_毕业设计(编辑修改稿)

小河沟水电站水力机械及厂房布置设计_毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

10 3：斜流式水轮机适用于水头变幅大的电站，目前由于制造工艺较复杂，技术要求较高，在一定程度上限制了它的推广和应用。 （《水轮机》第三版 7P 9P ） 因此：选择混流式水轮机（立轴） 水轮机设计水头估算为 rH mHp 84 根据《水轮机》第三版附表 7： 适合水头范围有 HL220/A248， HL180/A346， HL180/D311 D74 D75, 因为 A346 没有空化系数线 D311 没有出力限制线 所以选择 A248 D74 D75。 选定机型 最优效率 空化系数 设计流量 限制工况效率 ŋ 设计工况效率 ns* nsr A24835 D7435 D7535 1 台数选择 2 台， 3 台， 4 台 ,5 台， 6 台。 据公式急速 所以选择台数为 4 台 ,5 台， 6 台。 2 计算转轮直径 rHPgD  A248 模型转轮综合特性曲线单位转速与出力限制线交点知 smQ / 311  ，对应的模型效率m =92%，暂取效率修正值 Δη =，η =+=。 模型最高效率为 96%。 4 台机 Pg= kw410 D1=取 5 台机 设计（论文）专用纸 11 Pg= kw410 D1=取 6 台机 Pg=3 kw410 D1=取 2m D74 模型转轮综合特性曲线单位转速与出力限制线交点知 smQ / 311  ，对应的模型效率m =%，暂取效率修正值 Δη =，η =+=。 模型最高效率为 96%。 4 台机 Pg= kw410 D1=取 5 台机 Pg= kw410 D1=取 6 台机 Pg=3 kw410 D1=取 D75 模型转轮综合特性曲线单位转速与出力限制线交点知 smQ / 311  ，对应的模型效率m =%，暂取效率修正值 Δη =，η =+=。 模型最高效率为 96%。 4 台机 Pg= kw410 D1=取 5 台机 Pg= kw410 D1=取 设计（论文）专用纸 12 6 台机 Pg=3 kw410 D1=取 、计算原型水轮机的效率 5110m a x )1(1 DD MM  0m ax M  限制工况下水轮机效率为   M 根据 1max  算出结果看是否 假如 不需修正 、同步转速的计算检验及选择 根据公式111DHnn p 计算 检验出力 计算出 r11n 由图读出 r11n 时的流量与效率 再由 . 8 1Pr QHD 计算出实际出力 再由r0rmr PPP  计算看是否小于 10% 小于则满足 同理计算 设计（论文）专用纸 13 D74 D75 最后选择 A2485 台 D744 台 D756 台 rps 90010 HH    Hr=84m A248 Hs= D74 Hs= D75 Hs= A248 水头 效率 出力 100 92 84 78 72 % Q= 设计（论文）专用纸 14 % Q= D74 水头 效率 出力 100 92 84 78 72 % Q= % Q= D75 水头 效率 出力 100 92 84 78 72 % Q= %89minmin Q= 从各个方面对所选的方案进行详细的对比得出可选用 A24835 5 台 设计（论文）专用纸 15 D7435 4 台 D7535 6 台    ）（ ）（）（）（ ....2 ....343212 344332231221cp SSS SSS  A248 %CP D74 %CP D75 %CP nf=1max11 /n DHR 飞逸转速 n11R nf A248 580 D74 D75 627 比转速计算 n P Hr ns A248 37470 84 D74 300 48560 84 D75 375 31900 84 △ P= Pr Pmin 水轮机受阻容量 Pmin Pr △ P A248 D74 设计（论文）专用纸 16 D75 待选各方案指标的综合比较表 方案 A248 D74 D75 机组台数 5 4 6 机组额定出力 (kw) 转轮标准直径 水轮机标准转速 300 375 比转速 最高效率 平均效率 吸出高度 受阻容量 机组参数必须与水电站的参数相适应，水轮机的运行范围应在综合运转特性曲线的最优高效率区内，水轮机的汽蚀应较小，水轮机的吸出高度应适合，以确保水轮机能够稳定可靠地运行，供电可靠，水电站的机组台数少，转轮直径合适，比转速相近，受阻容量大，平均效率高，综合比较选择水轮机型号 D74,安装台数为 4 台。 选定方案机组 D7435 数据 序号 项目 参数 1 牌号 D7435 2 额定出力 (万 kw) 3 最大水头 (m) 100 4 加权平均水头 (m) 84 5 设计水头 (m) 84 6 最小水头 (m) 72 7 转轮直径 (m) 8 额定转速 (r/min) 300 9 最高效率（ %） 95 10 平均效率（ %） 11 吸出高度 (m) 12 最低尾水位 (m) 13 比转速 (m﹒ kw) 设计（论文）专用纸 17 设计（论文）专用纸 18 第二章 蜗壳 尾水管 发动机 计算 第一节 蜗壳参数的选择 由于应力强度的限制，钢筋混泥土的蜗壳只能在 40m 水头以下的电站中采用，对于大于 40m 以上水头的电站，采用金属蜗壳。 1．蜗壳形式的选择：根据所给的资料， 最大水头为 100m，所以本电站采用金属蜗壳。 2．坐环参数的选择 由水轮机机型转轮直径 D1选取时候是采用标准直径，故查《水电站机电设计水力机械部分》第128页，表 216得， 蜗壳常数 K=125mm,r=250mm。 蜗壳采用与坐环碟形边相切的连接方式 确定蝶形边锥角  一般由座环的工艺决定  =55 2 水轮机总流量 Q=Q11RD12 rH =  84 = 3 金属蜗壳包角 ψ取 340— 350 取 345 4 D =Da/D1 bD =Db/D1 座环蝶形边半径 r0 = 2Da+k 计算蝶形边的高度 ）（ 55c o s1r20  bh b0=D1(+) ns= D1= b0= 蜗壳圆断面与椭圆断面界定值 coshs   座环蝶形边锥角顶点到水轮机轴线的距离0 tana hRr  m 设计（论文）专用纸 19 座环蝶形边锥角顶点到座环外径的最小距离 0d r Ra =2Da aR  蜗壳各断面参数计算 圆断面的计算 当圆形断面 S 时蜗壳的圆形断面无法与蝶形边相接，须由圆形断面过度。  的角度变化为 150 有水轮机课本图 5— 40 的几何关系可以计算，需要的参数和计算公式如下所列： 202iiixr hCC   圆断面的半径 22i ixh  22  ix 圆断面的中心距 0iia r x ix 圆断面的外半径 i i iRa 当 s 时就进入了椭圆断面 椭圆断面计算 需要的参数和计算公式如下所列： 与圆的同等面积 A 及半径  i 2 2 taniA d   2 2 1()c o t siniaiiRCC    设计（论文）专用纸 20 d r Raa 椭圆断面的短半径 LLA 22  其中 sinhL  椭圆的长半径 1 2 2 c otL      椭圆断面中心距 22   aRa 椭圆断面的外半径 1aR 第二节 尾水管尺寸参数的计算 由《水电站机电设计手册》 —— 水力机械 P128“尾水管有锥形和弯肘形两种。 除贯流式机组外，大中型反击式水轮机均采用弯肘形。 ”因此，本机组尾水管采用弯肘形尾水管。 由于本电站最大水头Hmax=100m，而只有当水头大于 150m 或尾水管流速大于 6M/S 是才宜设计金属里衬。 因此，肘管一般不设金属里衬。 由《水电站机电设计手册》 —— 水力机械 P11 表 14 查得，根据设计水头为 84m，选推荐的标准尾水管查《水电站机电设计手册》（水力机械） P129 表 217,可得 : 表 116 1hD 1LD 5 1BD 4 1DD 4 1hD 6 1hD 5 1hD L1/D R7/D1 R6/D1 R8/D1 α /D1 α 1/D1 α 2/D1 由 1D =,可得 : 表 117 h L 5B 4D 4h 6h 5h 1L R6 R7 R8 α α 1 α 2 由《水电站机电设计手册》第 26 页 129 知 D2= = 设计（论文）专用纸 21 h1=(+)D1 = 由《水电站机电设计手册》第 130 页可得 D3=D2= 43tan 2 3DDh  tan2 343 DDh  取直锥段的单边扩散角为 10  ， b=()B5。