水轮机选型设计例题(朱立国)

水轮机选型 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 例题(朱立国) 水轮机选型设计 1( 初步选定机组台数 1.1 初步选定机组台数 根据水电站主要参数(特征水头、装机容量、及电站地位)可知，该电厂在系统中担任调峰、调频任务，起到骨干电厂作用，因为一般情况下，事故备用容量不应小于电站中最大的一台单机容量，事故备用容量为:600万KW×10,,60万KW。此电站装机容量为90万KW，所以初步确定机组台数应为,台或者12台。 1.2 选定水轮机型号 根据电站的水头变化范围(57.0,81.5)，因为混流式适用于中高水头比轴流式适用水头高，根据查文献[3] 表1-1，可知应选混流式水轮机。查文献[3]表:大中型反击式水轮机型谱表，可知选HL220较为合适。 2(两种 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 技术经济比较 2.1 第一种方案6台机组 2.1.1 计算转轮直径,1 单机容量为:90万KW/6=15万KW 查型谱表可知:限制工况下的最优单位流量Q110=1.15(m3s);n=70(rmin) 011 查文献[3] 附图9 HL220专轮综合特性曲线可知机组效率 %;D1M=0.46。近似设，发电机效率为，则水轮机额定出力 选择标称直径D1=5.5 2.1.2 计算原型水轮机效率 -(1--(1-0.9)0.46/5.5=0.938 效率修正值 2.1.3 选择水轮发电机同步转速n 单位转速修正值 ,0.03n110 故单位转速不需要修正 又根据单位转速 公式 小学单位换算公式大全免费下载公式下载行测公式大全下载excel公式下载逻辑回归公式下载 得 根据 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 同步转速(《水轮机》表7-1)选n=100rmin 3.1.4 检验水轮机实际工作范围 在不同水头下单位转速变化范围是: Hmax时 in 1 Hr时 Ha时 Hmin时 转速也通过较高效率区。 n11 n11max n11a 对照模型综合特性曲线，平均水头下的单位转速通过最高效率区，最大、最小水头对应的单位 则所选水轮机在限制工况下的单位流量为 *假设 Q 3 由 ; ，查表得 *则，所以假设基本正确。 3.1.5 确定几何吸出高度Hs的值 由水轮机综合特性曲线文献[3] (附图9)查得相应于己于 3又从图3,16中查得空蚀系数修正的空蚀系数 ， 值 ，E=88.8(最低下游水位，由资料附图得)所以 用Hmax进行校核 假设 假设则 由 查表得 所以 所以假设,0.3% 2 所以 假设合适 由查表得 所以 3.1 第二种方案12台机组 3.2.1 计算转轮直径 由文献[3]附表二中查得限制工况的单位流量 Q’s,n’ 文献[3]附图9，HL220转轮综合特性曲线可知机组效率 近似设，则 p H3/2 3/2 选择标称直径D1=4.1m 3.2.2 型水轮机效率 效率修正值 3.2.3 选择水轮发电机标准同步转速n 单位转速修正值 ‘ ‘ ‘ ‘ ,0.03n10 故单位转速不需修正 又根据单位转速公式得 10* 根据标准同步转速(文献[3]表7-1)选n=150r/min 3.2.4 检验水轮机实际工 作范围 在不同水头下单位转速变化范围为 当H’ max时 当H’ r时 当H’ a时 3 查 当Hmin时 对照模型综合特性曲线可知n11min~n11max的范围为68.1r/min~81.5/min基本 不在水轮机 的最优效率区 n11 n11max n11a n11mi 11 设 假设则所选水轮机在限制工况下的单位流量 /s 3 由 查附图9可知所以 所以假设,0.3% 所以假设合适 3.2.5 确定吸出高Hs 轮机综合特性曲线文献[3](附图9)查得相应于 的汽蚀系数 又从文 献[3]图3-16中查得汽蚀系数修正值 用Hmax进行校核 设 假设则 m/s 3 由 查表得 4 所以 假设 所以 假设合适 由 查表得 所以 =0.94m 所以Hs取最小值0.94m 比较两种方案 12台机组时转速偏离最优效率工作区大，且6台机组设备少，成本低并可降低事故发生率，所以选6台机方案。以下计算依该方案所得数据进行。 3.2.6 计算飞逸转速 由HL220水轮机模型综合特性曲线叉的最大导叶开度下单位飞逸转速N=133r/min 所以水轮机的飞逸转速为 nR =133*81.51/2 /5.5 =218.3 r/min 3.2.7 水轮机轴向水推力Ft及总的轴向推力Fa计算 -9查得取K值在0.24~0.30 由表5 因为汉江水质好，泥沙含量不大 所以取K=0.25 2所以 5 3 所以 安 3.2.8 计算安装高程 安设 2 3 因为机组为6台 所以取系数为1.8 所以查流率表得 设所以 安设 =90.75m 3.2.9 绘制运转综合特性曲线 第四章 曲线的绘制 4.1 等效率线绘制 取五个水头，分别计算n11M在模型综合特性曲线上与等线有一系列交点，得 计算出 原型机效率和出力 2 H 3/2 6 7 8 4.2 4.3 等吸出高度线Hs的绘制 n 9 10 第二部分 蜗壳及尾水管水力计算 第一章 蜗壳的水力计算 蜗壳水力计算的目的是得到蜗壳平面、断面、单线图用来估算厂房的尺寸及厂 房的长度、宽 度等对厂房的建设进行评估 因为汉江电站的最低水头为57米大于40 米 所以选择金属蜗壳 1.1蜗壳参数的选择、蜗壳的断面与座环连接尺寸的选择(带蝶型边的座环) 1.1.1 进口流速 查文献[2] 86页 ‘ ‘ 1.1.2 包角 o 1.1.3 设计流量 由惯例知采用 2 1.1.4 蜗壳与座环连接部位的几何尺寸 11 查《机电设计手册》128页得 1.1.5 蜗壳接数选择 根据一般金属蜗壳选择标准150取一个断面 所以节 1.1.6 进口断面计算 进口断面流量:进口断面的流速: 2 进口断面的断面面积: 进口断面半径: 进口断面中心距: 进口断面外径: 蜗壳系数: 蜗壳常数: 22 1.1.7圆形断面计算 12 因为 , o 所以圆形截面计算至为止 1.1.8 椭圆形断面计算 o 所以 13 2 2 2 2 第二章 尾水管的参数选择与单线图的绘制 [1]129页 HL220转轮流道图 因为D1<D2 查文献 所以选择推荐尺寸 14 查文献[1]126页 查文献[1]126页 2.1 边扩散管 混流式 2.2 肘管 采用标准型混凝土肘管 将文献[1]130页图2-39按比例放大 截面A-A Z=2600mm 则 截面B-B Z=5198mm 则 2.3 水平扩散管 HL式 因为所以加单支墩 2.4 同步发电机选择 ,150r/min 所以选择伞式结构 查文献[1]167页 选择SF 150-60/1280全伞式立式空冷水轮发电机 150MW 磁极个数60 定子铁芯外径1280cm t G定子总转子 第三章 设备投资概算及动能指标修正 3.1 重量估算 查文献[1]139页 图2-55 由水轮机总重量为700吨 查《机电设计手册》140页 图2-56 由水轮机转轮重量为80吨 价格万/吨万/吨万/吨 =7020万元 单位造价=7020/90=78元/kw.h 16