1、一、水輪機型號的選擇根據原始資料，電站總裝機容量160MW，最大水頭314m，最小水頭267m，加權平均水頭278m，額定水頭277m。根據水輪機系列型譜表中查出合適的機型有HL90型水輪機和HL133型水輪機兩種。二、初步擬定型號機組臺數并確定單機容量 根據以上分析初步擬定見表1-1水輪機型號機組臺數裝機容量（MW）HL90280HL90440HL133280HL133440 表1-1 初步擬定表三、機組方案方案一：HL90水輪機 80MW×21、計算轉輪直徑D1發電機效率取，根據水輪機轉輪系列型譜表，對應模型效率為，暫取效率修正值，。根據反擊式水輪機轉輪標稱直徑系列（見中國水利水

2、電出版社水輪機P18）選擇轉輪公稱直徑。2、 計算原型水輪機的效率 式中水輪機工藝誤差引起的效率下降值，對大中型水輪機取12%，對中小型水輪機取24%；水輪機異形部件引起的效率下降值，一般取13%（中小型水輪機通常不予考慮）。根據選型取=0.02，=03、 同步轉速的選擇根據水輪機轉輪型譜推薦的最優單位轉速，由公式 可以不用修正。即 水輪機轉速根據發電機標準同步轉速（見中國水利水電出版社水輪機P160）選擇同步轉速。4、 檢驗水輪機實際工作范圍 （1）水輪機計算點出力的校核 （2）水輪機實際工作范圍的校核 5、計算最大允許吸出高度在額定工況下，模型水輪機的空化系數水輪機安裝位置的海拔高程，在初

3、始計算中可取為下游平均水位的海拔高程，此處取為882m水輪機的空話安全系數，對混流式水輪機，根據水輪機水頭與空化安全系數的關系（見中國水利水電出版社水輪機P61）選擇1.26、實際的水輪機額定水頭（重算）因不同的、與水能預算有差異： 7、計算水輪機實際額定流量（重算）： 水輪機額定點單位轉速，單位流量（重算）： 9、水輪機安裝高程 水輪機最大飛逸轉速根據中小型混流式水輪機模型轉輪主要參數表（見中國水利水電出版社水輪機P307）可知最大導葉開度下單位飛逸轉速。故水輪機飛逸轉速為 水輪機軸向水推力、總軸向力 根據水輪機p308取水輪機水推力系數k=0.0.14。方案二：HL90水輪機 40MW&#

4、215;41、計算轉輪直徑D1發電機效率取，根據水輪機轉輪系列型譜表，對應模型效率為，暫取效率修正值，。根據反擊式水輪機轉輪標稱直徑系列（見中國水利水電出版社水輪機P18）選擇轉輪公稱直徑。2、 計算原型水輪機的效率 式中水輪機工藝誤差引起的效率下降值，對大中型水輪機取12%，對中小型水輪機取24%；水輪機異形部件引起的效率下降值，一般取13%（中小型水輪機通常不予考慮）。根據選型取=0.02，=03、 同步轉速的選擇根據水輪機轉輪型譜推薦的最優單位轉速，由公式 可以不用修正。即 水輪機轉速根據發電機標準同步轉速（見中國水利水電出版社水輪機P160）選擇同步轉速。4、 檢驗水輪機實際工作范圍

5、（1）水輪機計算點出力的校核 （2）水輪機實際工作范圍的校核 5、計算最大允許吸出高度在額定工況下，模型水輪機的空化系數水輪機安裝位置的海拔高程，在初始計算中可取為下游平均水位的海拔高程，此處取為882m水輪機的空話安全系數，對混流式水輪機，根據水輪機水頭與空化安全系數的關系（見中國水利水電出版社水輪機P61）選擇1.26、實際的水輪機額定水頭（重算）因不同的、與水能預算有差異： 7、計算水輪機實際額定流量（重算）： 8、 水輪機額定點單位轉速，單位流量（重算）： 9、水輪機安裝高程 10水輪機最大飛逸轉速根據中小型混流式水輪機模型轉輪主要參數表（見中國水利水電出版社水輪機P307）可知最大導

6、葉開度下單位飛逸轉速。故水輪機飛逸轉速為 11、 水輪機軸向水推力、總軸向力 根據水輪機p308取水輪機水推力系數k=0.0.14。方案三：HL133水輪機 80MW×21、計算轉輪直徑D1發電機效率取，根據水輪機轉輪系列型譜表，對應模型效率為，暫取效率修正值，。根據反擊式水輪機轉輪標稱直徑系列（見中國水利水電出版社水輪機P18）選擇轉輪公稱直徑。2、 計算原型水輪機的效率 式中水輪機工藝誤差引起的效率下降值，對大中型水輪機取12%，對中小型水輪機取24%；水輪機異形部件引起的效率下降值，一般取13%（中小型水輪機通常不予考慮）。根據選型取=0.02，=03、同步轉速的選擇根據水輪機

7、轉輪型譜推薦的最優單位轉速，由公式 可以不用修正。即 水輪機轉速根據發電機標準同步轉速（見中國水利水電出版社水輪機P160）選擇同步轉速。4、檢驗水輪機實際工作范圍 （1）水輪機計算點出力的校核 （2）水輪機實際工作范圍的校核 5、計算最大允許吸出高度在額定工況下，模型水輪機的空化系數水輪機安裝位置的海拔高程，在初始計算中可取為下游平均水位的海拔高程，此處取為882m水輪機的空話安全系數，對混流式水輪機，根據水輪機水頭與空化安全系數的關系（見中國水利水電出版社水輪機P61）選擇1.26、實際的水輪機額定水頭（重算）因不同的、與水能預算有差異： 7、計算水輪機實際額定流量（重算）： 8、 水輪機

8、額定點單位轉速，單位流量（重算）： 9、水輪機安裝高程 10 水輪機最大飛逸轉速根據中小型混流式水輪機模型轉輪主要參數表（見中國水利水電出版社水輪機P307）可知最大導葉開度下單位飛逸轉速。故水輪機飛逸轉速為 11 、水輪機軸向水推力、總軸向力 根據水輪機p308取水輪機水推力系數k=0.14。方案四：HL133水輪機 40MW×41、計算轉輪直徑D1發電機效率取，根據水輪機轉輪系列型譜表，對應模型效率為，暫取效率修正值，。根據反擊式水輪機轉輪標稱直徑系列（見中國水利水電出版社水輪機P18）選擇轉輪公稱直徑。2 計算原型水輪機的效率 式中水輪機工藝誤差引起的效率下降值，對大中型水輪機

9、取12%，對中小型水輪機取24%；水輪機異形部件引起的效率下降值，一般取13%（中小型水輪機通常不予考慮）。根據選型取=0.02，=03、同步轉速的選擇根據水輪機轉輪型譜推薦的最優單位轉速，由公式 可以不用修正。即 水輪機轉速根據發電機標準同步轉速（見中國水利水電出版社水輪機P160）選擇同步轉速。4、檢驗水輪機實際工作范圍 （1）水輪機計算點出力的校核 （2）水輪機實際工作范圍的校核 5、計算最大允許吸出高度在額定工況下，模型水輪機的空化系數水輪機安裝位置的海拔高程，在初始計算中可取為下游平均水位的海拔高程，此處取為882m水輪機的空話安全系數，對混流式水輪機，根據水輪機水頭與空化安全系數的

10、關系（見中國水利水電出版社水輪機P61）選擇1.26、實際的水輪機額定水頭（重算）因不同的、與水能預算有差異： 7、計算水輪機實際額定流量（重算）： 8 水輪機額定點單位轉速，單位流量（重算）： 9、水輪機安裝高程 10 水輪機最大飛逸轉速根據中小型混流式水輪機模型轉輪主要參數表（見中國水利水電出版社水輪機P307）可知最大導葉開度下單位飛逸轉速。故水輪機飛逸轉速為 11水輪機軸向水推力、總軸向力 根據水輪機p308取水輪機水推力系數k=0.14。4、 確定機組方案 比較項目 方案方案一方案二方案三方案四單機容量X臺數80MWX240MWX480MWX240MWX4水輪機型號HL90HL90H

11、L133HL133適用水頭范圍H（m）230320230320250400250400模型最優單位流量（）0.2030.2030.1780.178模型最優單位轉速（r/min）62626161模型設計比轉速（mkw）8484105105模型最高效率（%）91.791.790.490.4限制工況單位流量（）0.2660.2660.2810.281限制工況空話系數0.0330.0330.030.03總裝機容量（KW）160000160000160000160000轉輪直徑（cm）257200275200額定轉速（r/min）375500375500水輪機飛逸轉速（r/min）635.34873.5

12、657.25 903.7發電機飛逸轉速（r/min）635.34873.5657.25903.7水輪機額定水頭（m）274.84264.7264.56254.8水輪機額定流量（）25.4513.221.8911.37水輪機額定點效率（%）91.691.291.491.3水輪機額定出力（KW）82607.8943693.487458.446259水輪機最高效率（%）94.493.493.4793.額定點單位轉速（r/min）62.264.2563.462.65額定點單位流量0.2030.20280.1820.178額定點氣蝕系數0.0230.0240.0180.019水輪機吸出高度（m）-1.9

13、5-1.949-0.504-0.952水輪機安裝高程Z（m）881.21880.76885.8882.313根據上面列舉出來的四種方案分析，一號方案機組臺數最少，占地面積相對要小，出力大于水輪機額定出力并與之接近，轉輪直徑和轉速適中，額定水頭最接近設計水頭。二號方案的轉輪直徑最小便于降低成本，出力大于額定出力，但是實際額定水頭小于最少水頭。三、四號方案出力遠大于額定出力，實際額定水頭小于最少水頭。因此，所以一號方案是最佳選擇。五、水輪機運轉綜合特性曲線的繪制現取水電站5個水頭，列表計算，計算結果如表1-3所示Hn（m）267277287297314n11n（r/min）63.16260.959

14、.858.2M（%）（%）Q11（m3/s）P（wm）Q11（m3/s）P（wm）Q11（m3/s）P（wm）Q11（m3/s）P（wm）Q11（m3/s）P（wm）8486.70.092826.0416420.0926.687980.088227.583220.087828.905646180.08630.778426678688.70.11633.3029650.113534.432890.112535.994270.111537.554981830.11140.64203698789.70.12436.0010710.12137.122040.1238.826740.11940.5329

15、74310.11944.062412478890.70.13439.3380990.13341.258460.13243.185550.131945.427742110.132149.458275778991.70.138541.1074370.137543.12470.13745.315540.13747.704458650.13852.236887189092.70.153546.0563380.1547.558160.14949.822240.148852.378340470.15157.781065839193.70.16951.2539790.16653.198790.165856.

16、037840.166259.134329830.171566.333449529193.70.228569.2990180.22973.388690.22877.060470.22680.41130290.21683.545335849092.70.24874.4102390.24778.312440.24682.256850.24485.889214220.237690.919081078991.70.258476.6943080.25880.917620.257685.206440.25689.141178210.250594.821306078890.70.265878.0303490.

17、265282.268740.26586.698260.264991.234335740.261898.01799098789.70.273579.4055870.273984.03080.27488.654390.273993.293963560.272100.71408568688.70.27980.0993720.2884.944590.2889.585740.279894.241111360.278101.78816458486.70.28880.8188880.2985.994590.29191.005850.291595.96806220.2905103.96666225%出力限制線

18、上的點87.890.50.26878.5027120.269583.418310.270188.171940.27293.473079790.275102.7330401H/n11Q11（m3/s）（%）P（wm）KMKM HHs（m）267/63.10.020.16689.948.302440.0248.8080.2128780.0250.22891.167.228670.0311.01-1.989120.030.25689.273.910490.03613.212-4.191120.0350.27386.976.786290.04215.414-6.393120.040.29183.678

19、.740930.04817.616-8.59512277/620.020.17191.253.339020.0246.6482.3728780.0250.22959171.429590.038.310.7108780.030.25689.178.013850.0369.972-0.951120.0350.2748781.531210.04211.634-2.613120.040.291583.883.548110.04813.296-4.27512287/60.90.020.17591.457.695440.0246.8882.1328780.0250.2390.875.330510.038.

20、610.4108780.030.25689.0582.230160.03610.332-1.311120.0350.2748785.985860.04212.054-3.033120.040.2918488.171760.04813.776-4.75512297/59.80.020.17891.161.575430.0247.1281.8928780.0250.22959179.303650.038.910.1108780.030.25689.186.613730.03610.692-1.671120.0350.27358790.353640.04212.474-3.453120.040.29

21、383.693.012850.04814.256-5.23512314/58.20.020.18291.268.516490.0247.5361.4848780.0250.22790.584.801450.039.42-0.399120.030.2518992.213090.03611.304-2.283120.0350.2787.297.187210.04213.188-4.167120.040.286584.599.933290.04815.072-6.05112六、蝸殼蝸殼橢圓斷面計算i（°）i/CiAR2R1aiRi150.0143620.26870.362275850.05

22、852870.55455862.2633722.81793087300.0287250.39050.6145754340.21197130.60059142.4507263.05131707450.0430870.48830.884466770.35215680.64264712.6218923.26453923600.057450.57361.169124340.48248790.68174642.7810263.46277276750.0718120.6511.4669220010.60522610.71856782.930893.64945757900.0861750.72281.7767670460.72191110.75357333.0733623.82693553ii/CRDh2xiiaiRi3450.3303372.50.19361.53784891.5995564.0378495.637404873300.3159752.50.19361.49337531.55684613.9933755.550221423150.3016122.50.19361.44811121.51348143.9481115.461592563000.287252.50.19361.40199071.46941423.9019915.371404872850.272