某水电站厂房计算书

水电站厂房第一节几种水头的计算(1)Hmax=Z蓄—Z单机满出力时下游水位Hr=Z蓄—Z全机满出力时下游水位Hmin=Z底—Z全机满出力时下游水位一、Hmax的计算。1假设Hmax=84m由公式Nr=KQH公式中Nr为单机出力50000KWK为出力系数8.5H为净水头=H0—ΔH=0.97H0(ΔH=0.03H0)Q为该出力下的流量。故解出Q=70.028m3/s查下游流量高程表得下游水位为198.8m上游水位为284mΔH=0.03(284—198.8)=2.6m又因为284—84—2.6=197.42重新假设Hmax=83m由公式Nr=KQH解出Q=70.87m3/s查下游流量高程表得下游水位为199.3m上游水位为284mΔH=0.03(284—199.3)=2.5m又因为284—83—2.5=198.5故Hmax=83m二、Hmin的计算。1假设Hmin=60m由公式Nr=KQH公式中Nr为全机出力200000KWK为出力系数8.5H为净水头=H0—ΔH=0.97H0(ΔH=0.03Ho)Q为该出力下的流量。故解出Q=392.16m3/s查下游流量高程表得下游水位为203.50m上游水位为264mΔH=0.03(264—203.50)=1.80m又因为264—60—1.80=202.20203.502重新假设Hmin=59m由公式Nr=KQH解出Q=398.80m3/s查下游流量高程表得下游水位为203.58m上游水位为264mΔH=0.03(264—203.58)=1.77m又因为264—59—1.77=203.23=203.58故Hmin=59m三、Hr的计算。1假设Hr=70m由公式Nr=KQH公式中Nr为全机出力200000KWK为出力系数8.5H为净水头=H0—ΔH=0.97H0(ΔH=0.03Ho)Q为该出力下的流量。故解出Q=336.13m3/s查下游流量高程表得下游水位为203.40m上游水位为284mΔH=0.03(284－203.40)=2.10m又因为284—70—2.10=211.90203.402重新假设Hr=78m由公式Nr=KQH解出Q=301.66m3/s查下游流量高程表得下游水位为203.33m上游水位为284mΔH=0.03(284－203.33)=2.34m又因为284—78—2.34=203.66=203.33故Hr=78m第二节水轮机的选型(7)根据该电站的水头范围和该机组的出力范围，在水轮机系列型谱表中查出该电站最好选择HL220机型。一、水轮机的额定出力计算。Nr=Ngr/ŋ公式中Ngr为水轮机额定出力。ŋ为水轮机效率为90%。Nr为水轮机出力为55430KW。故Ngr为5.543万KW二、水轮机转轮直径的计算。m1为水轮机模型效率为89%。smQm/15.13为该出力下模型的流量。由此初步假定原型水轮机在该工况下smQQM/15.1311,效率%91由公式：rrrHHDQN21181.9得mD6998.21又因为转轮直径应选符合转轮直径系列并比计算值稍大的值故1D为2.75m。三、水轮机转速n的计算。min/7010rnm初步假定mnn1010mHHrav1.8295.0/（对于坝后式水电站）由公式min64.23075.21.827011rDHnnav又因为水轮机的转速要采用发电机的标准转速，为此要选取与上述公式得出的转速相近的发电机的标准转速。常选取稍大的标准转速作为水轮机采用的转速。故为250r/min。又因为当n=250r/min时水轮机的效率比较低，故选取比标准转速稍小的标准转速。故选取n=214r/min。四、效率与单位参数修正。HL220-2750的%91maxMmmmDm46.04601求得原型%3.96)1(1511maxmaxDDMM（当水头H〈150m时〉效率修正值：%3.5%91%3.96考虑原型与模型水轮机在制造工艺、质量上的差异，在已求得的值中减去一个修正值%0.1则%3.4由此原型水轮机在最优工况下的效率为:%3.95%3.4%91maxmaxM%3.93%3.4%89maxM与假定值不等，重新假定。重新假定：smQQM/15.1311,效率%3.93rrrHHDQN21181.9得mD666.21又因为转轮直径应选符合转轮直径系列并比计算值稍大的值故1D为2.75m。HL220-2750的%91maxMmmmDm46.04601求得原型%3.96)1(1511maxmaxDDMM（当水头H〈150m时〉效率修正值：%3.5%91%3.96考虑原型与模型水轮机在制造工艺、质量上的差异，在已求得的值中减去一个修正值%0.1则%3.4由此原型水轮机在最优工况下的效率为%3.95%3.4%91maxmaxM%3.93%3.4%89maxM与假定值相等。单位转速修正值：%3.21%91%3.95)1(maxmax101Mmnn由于%0.3101mnn按规定单位转速可不加修正，同时单位流量Q也可不修正，由上可见，原假定%3.93，MQQ11，mnn1010正确，所以1D为2.75m和n=214r/min是正确的。五、水轮机工作范围的检验。smsmHHDNQrrr3321max115.108.1%3.93787875.281.95155081.9则水轮机最大引用流量：smHDQQr321max1max13.727875.208.1与特征水头Hmax，Hmin,Hr相应单位转速为：min59.648375.2214max1min1rHnDnmin62.765975.2214min1min1rHnDnmin63.667875.22141min1rHnDnr效率验证如图：六、水轮机吸出高度Hs的计算。Hs=10—/900—（σ+Δσ）H公式中为电站的海拔高程为203.79m。（由多年平均流量Q=100秒立方米）σ为水轮机的汽蚀系数为0.133。Δσ为水轮机的汽蚀系数修正值为0.02。313.278)02.0133.0(90079.20310sH第三节发电机的选型一、发电机的外型尺寸。n=214r/min150r/min故采用悬式发电机。1主要尺寸估算⑴．极距：42pSkfj（查表3—2得10~8jk查〈水电站〉表5—8得p=14）cm03.60)142(55430)10~8(4(2).定子内径：cmpDi316.53503.6014.31422（3）.定子铁芯长度：cmnCDSleitt65.150214316.53510555430262（4）.定子铁芯外径：因n=214r/min166.7r/min有cmDDia352.60703.602.1316.5352.12平面尺寸估算⑴定子机座外径：因n=214r/min166.7r/min，有cmDDa38.69214.11⑵风罩内径：因KVASt20000cmDD38.89220012⑶转子外径：cmDDi316.455402316.53523⑷下机架最大跨度：因KVASKAVt10000010000cmDD4406054（查表mD8.35）⑸推力轴承外径和励磁机外径：根据发电机容量查表得：mmmmDmmmmD2600~1600,3600~260076取cmDcmD235,335763轴向尺寸的计算⑴定子机座高度：因n=214r/mincmlht71.27003.60265.15021⑵上机架高度：cmDhi83.133316.53525.025.02⑶推力轴承高度、励磁机高度和永磁机高度：查表得：mmhmmhmmhmmh900~600,1200~800,2400~2000,2000~15006543取cmhcmhcmhcmh80,100,200,1756543⑷下机架高度：悬式非承载机架：cmDhi24.64316.53512.012.07⑸定子支座支承面至下机架支承面或下挡风板之间的距离：悬式非承载机架：cmDhi3.80316.53515.015.08⑹下机架支承面至主轴法兰盘之间的距离：cmhmmh120,1500~70099⑺转子磁轭轴向高度：无风扇：cmmmlht65.2106065.150)600~500(10⑻发电机主轴高度：cmhhhhhhhhH84.98498654321cmHh78884.9848.0)9.0~7.0(11⑼定子铁芯水平中心线至主轴法兰底盘之间的距离：cmhhh2.33546.010112二、发电机的重量估算1发电机总重：)(7.365)21455430()10~8()(32321tnSkGeff2发电机转子重：)(85.182212tGGf3发电机飞轮力矩：因100r/minn375r/min取2.52k)(4.278065.50.1)316.35.5(2.525.35.322mtlDkGDti二、轮机蜗壳外型尺寸的计算由于mmH4083max，因此采用金属蜗壳。查资料得：i0009001800270蜗壳外缘至机组中心的距离1ADRi2.08×2.75=5.721.86×2.75=5.1151.58×2.75=4.3451.24×2.75=3.41蜗壳圆断面半径1BDi0.64×2.75=1.760.54×2.75=1.4850.4×2.75=1.10.34×2.75=0.935蜗壳椭圆断面长半径11BD0.64×2.75=1.760.54×2.75=1.4850.4×2.75=1.10.34×2.75=0.935蜗壳椭圆断面短半径12CD---0.2×2.75=0.55蜗壳进口直径：100DD（查表得34.10）mDD685.375.234.1100蜗壳断面长：mRRRL07.1035.472.5001800蜗壳断面高：mRRRh525.841.3115.50027090金属蜗壳座环尺寸：查表得：250,125,55.4,65.3kmDmDab第四节调速系统(7)一、调速器的选择调速功计算：∵mH83maxkwNr55430水轮机在该工况的效率%89∴smQ349.7689.03.881.955430∵mNHkNAr3000063.1746183554304.13232max85.0属于大型调速器。二、接力器选择1接力器直径的计算采用标准导水机构用两个接力器操作选用额定油压为4.0Mpamax10HDbDds已知导叶数240z，采用标准正曲率导叶，查表6—4032.0~029.0取为0.03，∵10Db=0.25。mHDbDds376.08325.075.203.0max10选用与之偏大的mmds4002接力器的最大行程的计算在HL220模型综合特性曲线上由设计工况点：min63.661rnrsmQ3max108.1查得30max0a又460MD240z则mmzDzDaaMMM87.20924460243218300000max0max0∴maS336.087.2096.1)8.1~4.1(max0max3接力器容积的计算两个接力器总容积32max2076.0336.0376.0214.32mSdVss4主配压阀直径的选择由公式：)4,4(4sTsmVVTVdsss得mmd784414