水電站廠房課程設(shè)計(jì),水電站,廠房,課程設(shè)計(jì)
水電站廠房
第一節(jié) 幾種水頭的計(jì)算(1)
Hmax=Z蓄—Z單機(jī)滿出力時(shí)下游水位
Hr= Z蓄—Z全機(jī)滿出力時(shí)下游水位
Hmin=Z底—Z全機(jī)滿出力時(shí)下游水位
一、Hmax的計(jì)算。
1 假設(shè)Hmax=84m
由公式Nr=K Q H
公式中 Nr為單機(jī)出力50000KW
K 為出力系數(shù)8.5
H 為凈水頭=H0—ΔH=0.97H0 (ΔH=0.03H0)
Q 為該出力下的流量。
故解出Q=70.028m3/s
查下游流量高程表得下游水位為198.8m
上游水位為284m
ΔH=0.03 (284—198.8)=2.6m
又因?yàn)?84—84—2.6= 197.4
2 重新假設(shè)Hmax=83m
由公式Nr=K Q H
解出Q=70.87m3/s
查下游流量高程表得下游水位為199.3m
上游水位為284m
ΔH=0.03 (284—199.3)=2.5m
又因?yàn)?84—83—2.5=198.5
故Hmax=83m
二、Hmin的計(jì)算。
1 假設(shè)Hmin=60m
由公式Nr=K Q H
公式中 Nr為全機(jī)出力200000KW
K 為出力系數(shù)8.5
H 為凈水頭=H0—ΔH=0.97H0 (ΔH=0.03Ho)
Q 為該出力下的流量。
故解出Q=392.16m3/s
查下游流量高程表得下游水位為203.50m
上游水位為264m
ΔH=0.03 (264—203.50)=1.80m
又因?yàn)?64—60—1.80=202.20< 203.50
2 重新假設(shè)Hmin=59m
由公式Nr=K Q H
解出Q=398.80m3/s
查下游流量高程表得下游水位為203.58m
上游水位為264m
ΔH=0.03 (264—203.58)=1.77m
又因?yàn)?64—59—1.77=203.23 = 203.58
故Hmin=59m
三、Hr的計(jì)算。
1 假設(shè)Hr=70m
由公式Nr=K Q H
公式中 Nr為全機(jī)出力200000KW
K 為出力系數(shù)8.5
H 為凈水頭=H0—ΔH=0.97H0 (ΔH=0.03Ho)
Q 為該出力下的流量。
故解出Q=336.13m3/s
查下游流量高程表得下游水位為203.40m
上游水位為284m
ΔH=0.03 (284－203.40)=2.10m
又因?yàn)?84—70—2.10=211.90 > 203.40
2 重新假設(shè)Hr=78m
由公式Nr=K Q H
解出Q=301.66m3/s
查下游流量高程表得下游水位為203.33m
上游水位為284m
ΔH=0.03 (284－203.33)=2.34m
又因?yàn)?84—78—2.34=203.66 = 203.33
故Hr=78m
第二節(jié) 水輪機(jī)的選型(7)
根據(jù)該電站的水頭范圍和該機(jī)組的出力范圍，在水輪機(jī)系列型譜表中查出該電站最好選擇HL220機(jī)型。
一、水輪機(jī)的額定出力計(jì)算。
Nr = Ngr / ?
公式中Ngr為水輪機(jī)額定出力。
? 為水輪機(jī)效率為90%。
Nr 為水輪機(jī)出力為55430KW。
故Ngr為5.543萬(wàn)KW
二、水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪直徑的計(jì)算。
為水輪機(jī)模型效率為89%。
為該出力下模型的流量。
由此初步假定原型水輪機(jī)在該工況下 ,效率
由公式： 得
又因?yàn)檗D(zhuǎn)輪直徑應(yīng)選符合轉(zhuǎn)輪直徑系列并比計(jì)算值稍大的值
故為2.75m。
三、水輪機(jī)轉(zhuǎn)速n的計(jì)算。
初步假定 （對(duì)于壩后式水
電站）
由公式
又因?yàn)樗啓C(jī)的轉(zhuǎn)速要采用發(fā)電機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速，為此要選取與上述公式得出的轉(zhuǎn)速相近的發(fā)電機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速。常選取稍大的標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速作為水輪機(jī)采用的轉(zhuǎn)速。故為250 r/min。
又因?yàn)楫?dāng)n = 250 r/min 時(shí)水輪機(jī)的效率比較低，故選取比標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速稍小的標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速。
故選取n = 214 r/min。
四、效率與單位參數(shù)修正。
HL220-2750的
求得原型（當(dāng)水頭H〈150m時(shí)〉
效率修正值：考慮原型與模型水輪機(jī)在制造工藝、質(zhì)量上的差異，在已求得的值中減去一個(gè)修正值則由此原型水輪機(jī)在最優(yōu)工況下的效率為:
與假定值不等，重新假定。
重新假定： ,效率
得
又因?yàn)檗D(zhuǎn)輪直徑應(yīng)選符合轉(zhuǎn)輪直徑系列并比計(jì)算值稍大的值
故為2.75m。
HL220-2750的
求得原型（當(dāng)水頭H〈150m時(shí)〉
效率修正值：考慮原型與模型水輪機(jī)在制造工藝、質(zhì)量上的差異，在已求得的值中減去一個(gè)修正值則由此原型水輪機(jī)在最優(yōu)工況下的效率為
與假定值相等。
單位轉(zhuǎn)速修正值：
由于 按規(guī)定單位轉(zhuǎn)速可不加修正，同時(shí)單位流量Q也可不修正，由上可見(jiàn)，原假定，，正確，所以為2.75m和n = 214 r/min是正確的。
五、水輪機(jī)工作范圍的檢驗(yàn)。
則水輪機(jī)最大引用流量：
與特征水頭Hmax，Hmin,Hr相應(yīng)單位轉(zhuǎn)速為：
效率驗(yàn)證如圖：
六、水輪機(jī)吸出高度Hs的計(jì)算。
Hs = 10—/900—（σ +Δσ）H
公式中為電站的海拔高程為203.79m。（由多年平均流量Q=100秒立方米）
σ 為水輪機(jī)的汽蝕系數(shù)為0.133。
Δσ 為水輪機(jī)的汽蝕系數(shù)修正值為0.02。
第三節(jié) 發(fā)電機(jī)的選型
一、 發(fā)電機(jī)的外型尺寸。
n=214r/min>150r/min 故采用懸式發(fā)電機(jī)。
1 主要尺寸估算
⑴．極距： （查表3—2得 查〈水電站〉表5—8得p=14）
(2).定子內(nèi)徑：
（3）.定子鐵芯長(zhǎng)度：
（4）.定子鐵芯外徑：因n=214r/min>166.7r/min
有
2 平面尺寸估算
⑴定子機(jī)座外徑：因n=214r/min>166.7r/min，有
⑵風(fēng)罩內(nèi)徑：因
⑶轉(zhuǎn)子外徑：
⑷下機(jī)架最大跨度：因
（查表 ）
⑸推力軸承外徑和勵(lì)磁機(jī)外徑：根據(jù)發(fā)電機(jī)容量查表得：
取
3 軸向尺寸的計(jì)算
⑴定子機(jī)座高度：
因n=214r/min
⑵上機(jī)架高度：
⑶推力軸承高度、勵(lì)磁機(jī)高度和永磁機(jī)高度：查表得：
取
⑷下機(jī)架高度：懸式非承載機(jī)架：
⑸定子支座支承面至下機(jī)架支承面或下?lián)躏L(fēng)板之間的距離：
懸式非承載機(jī)架：
⑹下機(jī)架支承面至主軸法蘭盤之間的距離：
⑺轉(zhuǎn)子磁軛軸向高度：無(wú)風(fēng)扇：
⑻發(fā)電機(jī)主軸高度：
⑼定子鐵芯水平中心線至主軸法蘭底盤之間的距離：
二、發(fā)電機(jī)的重量估算
1 發(fā)電機(jī)總重：
2 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子重：
3 發(fā)電機(jī)飛輪力矩：因100r/min
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