水轮机选型设计.docx

1、水轮机选型设计第一章水轮发机主要参数设计第1节 水轮机台数及型号选择1.已知参数1水库正常蓄水位：1684米；最低水位1678米；最高水位1686米；2.尾水位最高尾水位1520米；正常尾水位 1509米;3.水头最大水头：174米；加权平均水头；167米；最小水头147米;.水轮机型式的选择1.按我国水轮机型谱推荐的设计水头与比转速的关系2000 20 _ 2000Hr 158.65- 20 =138.8 m kW2水轮机型式的选择水轮机类型及其适用水头范围、比转速范围见表 1 1表1 1水轮机类型及其适用范围水轮机型式适用水头范围（m）比转速范围（m- kw）反击式混流式30 700503

2、00斜流式40 120150350轴流式3 80200850贯流式 A 万案HLA378HLD10HLD126机组台数一厶台三台四台一厶台三台五台_厶台三台五台单机容量Ng(kW)3250021666.7162503250021666.7130003250021666.713000第2节各方案参数的计算一.HLA378各参数的计算1.计算转轮直径水轮机额定出力为：PrN g _ 32500 g 一 0.97二 33505 kW取最优单位转速nn0=69 (r/min)与出力限制线交点的单位流量为设计工况点的单位流 量Qno=O.72(m3/s),对应的模型效率 nm=0.888,暂取效率修正值

3、 n=2% ,则设计工况下原型机效率 n=nm+ n=0.888+0.02=0.908。故水轮机转轮直径为：D1Pr9.81Qn H r.5n33505 .21 59.81 0.72 158 .65 . 0.908= 1.62 m我国规定的转轮直径系列，计算值处于标准值 1.6m 1.8m之间，考虑到取1.6m偏小,难以保证设计水头下发出额定出力；若取 1.8m又太大，不经济。故取非标准值 D1=1.7m。2原型机效率 n的计算t =1 一 1 一 m 5 J 1 - 1 - 0.928 5 ：；5 948效率修正值：沪0.948-0.928=0.023.判断单位参数是否需要修正故单位参数无需

4、修正，所以6=n110=69(r/mi n)4.计算原型机设计工况下的转速nn110 .H avD169 .1671 .7=524 .5 r/min据A378模型综合特性曲线，取n=500r/min时水轮机的实际运行范围比 n=600r/min时的运行范围好，故取水轮机的转速n=500r/min。5.计算设计工况下单位转速nn根据标准同步转速圆整转速值，转速计算值介于同步转速500r/min 600r/min 之间.根nn 二 = 500 1.7 二 67 .5 r/minH r a/158 .65设计工况下单位转速与出力限制线交点的单位流量 Q11=0.73m3/s,对应的模型效率nm=0.

5、883，则设计工况下原型机效率 n限=nm+ n=0.883+0.02=0.903。6.校核出力Pr 2 15sPr 二 9.81 Qu D! H r T限2 15= 9.81 0.725 1.7 158.65 . 0.903 -0.02二 36268 kWPr且 Pr Pr _ 36268 .2 33505 .2 _0 076 f10%。所以出力 Pr 满足要求。36268 .2 7.确定水轮机的工作范围nD 1 500 1 .7匚 H maxv174nD 1 500 1.7.H av“67nD 1 500 1 .7.H minJ147=64 .4 r / min65 .8 r / min=

6、70.1 r / minn11 minn11 avn 11 max8.根据以上方法计算 HLD10和HLD126型水轮机的各参数，计算结果见表 1 4表1 4 HLA378型水轮机参数计算表机组台数2台3台4台单机容量32.5MW21.7MW16.3MW转轮直径Di (m)1.71.41.2水轮机同步转速n500 r/min600 r/mi n750 r/min单位转速nii67.5 r/min66.7 r/min71.5 r/min最优单位转速niio69 r/mi n水轮机效率(%)0.9030.8970.907水轮机出力Pr36.3MW24.5MW18.0MW水轮机运行范围(r/mi n

7、)niimin64.4niimin63.7niimin68.2niiav65.8niiav65.0niiav70.3n iimax70.1n iimax69.0niimax74.2推存的最优方案HLA378、机组台数 2台.HLD10各参数的计算表1 5 HL D10型水轮机参数计算表机组台数2台3台5台单机容量 32.5MW21.7MW16.3MW转轮直径Di (m)1.91.61.2水轮机同步转速n428.6 r/mi n500 r/mi n750 r/min单位转速nii64.7 r/min63.5 r/min71.5 r/min最优单位转速nii066 r/mi n水轮机效率(%)0.

8、9130.9090.904水轮机出力Pr35.4MW24.7MW13.7MW水轮机运行范围(r/mi n)niimin61.7niimin64.4niimin68.2niiav63.0niiav65.8niiav69.6n iimax67.2n iimax70.1niimax74.2推存的最优方案HLD10、机组台数 2台三.HLD126参数的计算机组台数2台3台5台单机容量32.5MW21.7MW16.3MW转轮直径Di (m)1.61.31.0水轮机同步转速n600 r/min750 r/min1000 r/min单位转速n76.2 r/min77.4 r/min79.4 r/min最优单

9、位转速n11074 r/min水轮机效率(%)0.9320.930.927水轮机出力Pr34.6MW22.8MW13.8MW水轮机运行范围(r/mi n)n11min72.8n11mi n73.9n11min75.8n11av74.3n11av75.4n11av77.4n11max79.2n11max80.4n11max82.5推存的最优方案HLD126、机组台数 2台表1 6 HL D126型水轮机参数计算表第3节 水轮机运转综合特性曲线的绘制一.等效率线的绘制1.在水轮机工作水头范围 内取5个间隔均匀的水头(应包括 涵漁、Hmax、Hr对每个水头作等效率曲线 qW。计算每个水头对应的单位转

10、速 nii,以各转速在模 型综合特性曲线上作一条直线与等效率线交于一序列点。 读出各交点的流量值.iim和效率值Qm,计算出原型机的效率 n和出力P。然后作出个水头下的0二f (卩丿曲线。2.在曲线 旷丫曽;上以某效率值作水平线与 曲线相交，找出个交点的h、p值。3. 作.坐标，并在其中绘制出计算中选取的水头值的水平线，将 2中所得到的各交点按 其二、值点到Ji坐标中，连接各点既得到某效率值的等效率线。4.等效率线的换算。(1) HLA378等效率线的换算：见表 1 7表1 7 HLA378等效率线计算表n D 血 2 15n 1-=-n11、 P =9.81QnD1 HtJhHi =174mH2 =170mH3 =167mn仆=64 .4r / minn仆=