水电站课设-14-张k

2.2 装置方式的选择

在大中型水电站中,其水轮机发电机组尺寸一般较大,安装高程也较低,因此七装置方式多采用立轴式。它可使发电机的安装高程较高不易受潮,机组的传动效率较高而且水电站厂房的面积较小,因此本设计采用立轴式装置,设置三台机组。

2.3 水轮机参数计算

2.3.1 HL240型水轮机方案主要参数选择.

1)转轮直径D1的计算

查表3—6和图3—12得HL240型水轮机在限制工况下的单位流量

3

Q1'M=1.24m/s,效率?M=90.4%,由此可以初步假定原水轮机的单位流量3

Q1'=Q1'M=1.24m/s, 效率?M=92%.

D1?Nr '3/29.81Q1Hr?式中:D1——水轮机标称直径

Q1'——水轮机单位流量 查得Q1'=1240L/s=1.24m3/s Hr——设计水头 Hr?31.35m Nr—水轮机额定出力

Nr?Ne/?g?7000?3684.2KW

2*0.95代入式中得D1?Nr3684.2??1.369m '3/21.59.81Q1Hr?9.81?1.24?31.35?0.92查表3—12水轮机转轮标称直径系列,选用相近而偏大的标准直径:D1?140cm.

2)转速计算

n1'H72?33?295.4 r/min =n?1.4D1式中 n1'——单位转速采用最优单位转速n1'?72 r/min

H——采用设计水头33.00m

3

D1——采用选用的标准直径D1=1.4m 选择相近而偏大的转速n=300 r/min 3)效率及单位参数修正

查表3—9可得HL240型水轮机在最优工况下的模型最高效率

??Mmax=92.0%,模型转轮直径D1M=0.46m,由公式:

Mmax)5max=1-(1-?0.46D1M =1-(1-0.92)×5=0.936=93.6%

1.4D1-?1??2=93.6%-92%-1%=0.6%

则 ??=?max-?Mmax?=?M+??=90.4%+0.6%=91.0% (与假设基本相同)

(2)单位转速修正

?max??Mmax????0.92?0.06?0.926

?n1'因为, '?(?max?Mmax?1) =

?n10M所以,不需要修正。

0.9260.92?1?0.326%<3%

则原假定的 n=300r/min, Q1′=1.24 m3/s, D1=1.4m是正确的。 4工作范围检验

Nr?9.81Q1'D12Hr1.5?

'在选定D1=1.4m, n=300 r/min后,水轮机的Q1max及特征水头相对应的n1'可

以计算出来.

'=Q1max3684.2Nr = 229.81D1HrHr?9.81?1.4?31.35?31.35?0.91=1.1996<1.24 m3/s

水轮机的最大引用流量为

'Qmax?Q1maxD12Hr?1.1996?1.42?31.35?13.16m3/s

各个特征水头相对应的单位转速

n1min'?n1max?n1r'?'nD1HmaxnD1HminHr???300?1.4?67.25rmin39300?1.4?79.37r min28nD1300?1.4?75.01rmin31.35 4

6)吸出高程的计算

'查图3-21得??0.195,在空化系数修正曲线中(图2-28)Q1max?1200L/s,

查得???0.035

??(????)H 900438.6??0.195?0.035??31.35?2.3m ?10?900Hs?10?式中:?——当地高程为438.6m

?——气蚀系数

H——水头

7)安装高程的计算

HL240型水轮机的安装高程的计算

bZs??w?Hs?0=431.05+2.3+0.511/2=433.605m

2式中:导叶相对高度b0/D1=0.365

?w为设计尾水位431.05m根据流量和下游水位关系曲线画图得到

Hs为吸出高度

2.3.2 ZZ440型水轮机方案主要参数选择

ZZ440型适用水头范围25~45m,其模型参数如表2-3

5

表2-3

导叶相对最优单位叶片数m0 高b0/D16 ’ 限制工况单位流量气蚀系数模型直径实验水头度转速n'10Q1'x(m3/s) 1.65 ?m D1m(m) Hm (m) (r/min) 115 0.375 0.72 0.46 3.5 1)选择转轮标称直径

由上表查得ZZ440型水轮机在限制工况下的单位流量Q1m′=1.65m3/s,同时该工况的气蚀系数?=0.72,在空蚀系数修正曲线图2-28中查得???0.035,[HS]=-4m时其相应的气蚀系数:

?438.610???Hs?10??4900900???????0.035=0.396=<0.72 H31.35式中??为气蚀系数修正值,由图2-26查得??=0.035。

'在满足-4m吸出高度的前提下,从图可查知(n10=115 r/min, ?=0.40处的流量

Q1′=1120 L/s, ?M=87%,假定水轮机的效率为89.5%.

D1=Nr3684.2 ?=1.45m

9.81Q1'HrHr?9.81?1.12?31.35?31.35?0.895选用与之接近的标称直径D1=1.6m 2)选择额定转速

n?n1'HaD1?115?33?412.89r/min 1.6式中 :n1’——单位转速,采用n1’=115 r/min

Ha——水头采用Ha=33m

采用与其接近的同步转速n=428.6 r/min 磁极对数 p=10 3)效率及单位参数的修正

查表3-10查得ZZ440水轮机试验水头HM?3.5m,模型转轮直径

DM?0.46m。对轴流转桨式水轮机,当叶片转角为?时,原型水轮机最大效率

5 ??max?1??1???Mmax???0.3?0.7??D1MD110HMHr??? ? 6

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