水轮机调节-课程设计-完整版

水轮机调节课程设计课程设计题目：《水轮机调节》水轮机调节保证计算以及调速设备选型学生姓名：学号：班级:专业：指导教师：年月水轮机调节课程设计题目《水轮机调节》水轮机调节保证计算以及调速设备选型学生姓名：学号：班级：所在院(系):指导教师：完成日期:水轮机调节课程设计水轮机调节课程设计目录1基本数据................................................................................................................................41.1基本资料..........................................................................................................41.2确定计算标准..................................................................................................41.3确定计算工况..................................................................................................51.4计算确定有关参数..........................................................................................51.5初选导叶直线关闭时间................................................................................121.6判断水击类型................................................................................................121.7进行直线关闭时间水击计算........................................................................131.8计算最大转速上升率....................................................................................161.9按最大水头计算蜗壳内的最大压力上升值.................................................191.10综合比较选定..............................................................................................212调节设备选型.........................................................................................................................222.1调速器的计算.................................................................................................222.2调速器选择....................................................................................................222.3主配压阀的选择.............................................................................................242.4油压装置的选择.............................................................................................25参考文献......................................................................................................................................27水轮机调节课程设计41基本数据1.1基本资料F水电站以发电为主。电站建成后并入系统运行，担负系统峰荷，并有调相任务。水电站设计保证率为96%；水能开发方式为有压引水方式，采用左岸地下式厂房方式。总装机容量：560MW特征水位：校核洪水位：390.43m设计洪水位：389.90m正常蓄水位（正常运行最高水位）：389.90m死水位：388.70m水库调节特性：季调节水能规划参数：Hmax=78.9m，Hmin=55.07m，Hav=71.43m，Hr=68m压力钢管长度：120m水轮机型号：HL220-LJ-500水轮机额定参数：额定出力P=14500KW额定转速min/4.136rnr飞逸转速min/28.236rnp吸出高度mHs35.2设计流量smQp/60.25531.2确定计算标准在调整保证计算中，根据《水轮机自动调节》P220-221，压力升高和转速升高都不能超过允许值。此允许值就是进行调整保证计算的标准。(1)甩负荷过程机组最大转速上升相对值为：水轮机调节课程设计500maxnnn式中：0n为甩负荷前机组的转速，min/r；maxn是甩负荷过程中产生的最大转速，min/r。《水力机电设计手册》P207中规定机组甩负荷时最大速率上升max在一般情况下不大于55%，大于此值要论证。(2)甩负荷过程中最大压力上升值为：00maxHHH式中：maxH为甩负荷过程中产生的最大压力，m；0H为甩负荷前水电站静水头，m。(3)规范中规定甩全负荷时，有压过水系统允许的最大压力上升率一般不应超过表1的数值。表1-1最大压力升高限值表电站设计水头（m）4040—100100蜗壳允许最大压力上升率70%—50%50%—30%30%(4)尾水管真空值不超过8—9m水柱。增负荷时。过水压力系统任何一段不允许发生真空。在没有特殊要求下，调节保证计算只对两个工况进行，即计算设计水头和最高水头甩全负荷时的压力上升和速率上升，并去其大者，一般在前者发生最大速率升高，在后者发生最大水压升高。1.3确定计算工况参考设计任务书知：a.额定水头，额定出力工况，此时甩负荷一般出现最大转速上升。b.最大水头，额定出力工况，此时甩负荷一般出现最大水压上升。对两种工况进行调节保证计算，当压力上升值和转速上升值均不超过规定范围时取其大者。1.4计算确定有关参数水轮机调节课程设计6参考《课程设计指导书》进行相关计算式计算：(1)各工况下的iiVL和iLa.尾水管的iiVL和iL根据《水电站机电设计手册》（水力机械）分册表2-17查得混凝土推荐的尾水管尺寸表及混凝土标准肘管尺寸表以及《水轮机原理》课程设计尾水管数据，通过该表计算得出尾水管的基本尺寸如表2、表3中所示：D1D3h3h4D4L1Lh6h5h1表1-2混凝土推荐的尾水管尺寸表1/hD1/LD15/BD14/DD14/hD16/hD11/LD15/hD肘管型式适用范围2.64.52.721.351.350.6751.821.22混凝土肘管混流式21DD表1-3混凝土标准肘管尺寸表水轮机调节课程设计7D1D3D4hh3h4h5h6L1LB555.16.75135.896.756.13.359.122.513.6①计算尾水管的当量长度deL锥管高度mh89.53，轴管中心线长度mL1.91，扩散管长度mL5.22。尾水管当量管的长度deLmLLhLde49.285.221.989.513②计算尾水管的当量过流面积deA参数29.01.5589.5442131ddhe参数42132122121222109.0426.0534.0dLdLdLdLAde43278.1109.078.1426.078.1534.01.51.901.2614.31.517.0由212tantank，且31.0tan1651Lhh，0tan2得30.02K参数32231ln1hLkbBke21.089.55.2231.01ln89.16.1331.01尾水管的当量过流面积deA232152.42419.094.4121.017.029.049.28meeeLAdede③计算尾水管的平均流速Bv水轮机调节课程设计8由smQ/2273得smAQvdeB/33.552.42227因此，smVLBB285.18133.549.28b.蜗壳的iiVL和iL①计算蜗壳当量管的长度weL本电站采用金属蜗壳，蜗壳断面为圆形，当蜗壳尾部用圆断面不能和座环蝶形边相连接时，采用椭圆形断面，蜗壳的包角为345度。根据水头mHr68查《水轮机原理与运行》P106图6-8金属蜗壳进口流速系数与水头的关系曲线取得:9.0k，则:进口断面平均流速smHkvr/42.7689.00进口断面半径mvQFrj18.334.7227360345360000据《水电站机电设计手册》（水力机械）分册P128表2-16的金属蜗壳尺寸系列，知mDa8.5，mK15.0，蝶形边半径mKDraD05.315.028.52进口断面中心到水轮机轴的距离mhrajDj225.6125.118.31.52222固定导叶外切圆半径mDraa9.228.52蜗壳系数水轮机调节课程设计99.618.3225.6225.6122322220jjjaaC蜗壳中心线的长度CrCrLaaw002002322m299.612239.223242329.6212239.212232蜗壳当量管的长度mLLwwe5.142292②计算蜗壳当量管的面积weA参数15.09.611Cc参数45.2122300x参数92.09.69.222Crba参数bcxbbbcxxcce02020231ln2266.1189.145.215.092.0ln92.045.215.092.0245.215.015.022223参数bcxbbcxcxce00022ln244.492.045.215.092.0ln92.045.215.045.215.015.022水轮机调节课程设计10蜗壳当量管的面积weA2221273.4644.49.266.112944mrLAeaewwe③计算蜗壳的平均流速Cv由smQ/2273得smAQvweC/86.473.46227因此，smVLCC247.7086.45.14c水流惯性时间常数WT查《水轮机调节》P222知：2台机组的LV一样大，故只计算#1机来计算单管的LV表1-4计算结果长度面积流量流速LV(sm/2)蜗壳14.546.732