1、精選優質文檔-傾情為你奉上 淺談水輪機選型計算張 彪(南寧廣發重工集團發電設備公司 廣西 南寧 )摘要：簡單介紹了水輪機的形式、適用范圍、特點、水輪機選型的步驟、蝸殼、尾水管的尺寸計算及調速設備和油壓裝置的選擇方法。闡述水輪機各種機型特點及水輪機技術參數之間的相互關系。關鍵詞：水輪機選型、蝸殼、尾水管、進水閥門、調速器、油壓裝置原則選型計算的一般原則概括為以下幾點：所選定的水輪機應有較高的效率。不僅要選擇效率高的轉輪型號，而且還要根據水輪機的模型綜合曲線和真機工作特性曲線選擇工作范圍最好的轉輪，以保證水輪機運行時有較高的工作效能；  所選定的水輪機轉輪直徑應較小。較小的轉輪直徑將使機

2、組獲得較高的轉速，從而縮小機組尺寸，降低機組造價。    所選定的水輪機應有良好的汽蝕性能和工作穩定性(壓力脈動小)。 優先考慮套用已有型號轉輪直徑接近的機組。內容(1)、確定機組臺數及單機容量(2)、選擇水輪機型式（型號）(3)、確定水輪機參數D1、Q、n、Hs、ns、F、Z0、do。(4)、繪制水輪機運轉特性曲線(5)、估算水輪機的外形尺寸、重量及價格、蝸殼、尾水管的形式、尺寸、調速器及油壓裝置選擇(6)、根據選定水輪機型式和參數，結合水輪機在結構上、材料、運行等方面的要求，擬定并向廠家提出制造任務書，最終由雙方共同商定機組的技術條件，作為進一步設計的依據。水輪機選型過

3、程中，根據水電站所需要的開發方式、動能參數、水工建筑物布置等，并考慮已生產的水輪機的參數擬選若干方案進行技術經濟的綜合比較，最終確定水輪機的最佳型式與參數。水輪機選型計算內容1.確定單機容量及機組臺數根據DL5180-2003水電樞紐工程等級劃分及設計安全標準的規定，水電站工程等別根據其在國民經濟建設中的重要性，按照庫容和裝機容量劃分為五等：水電樞紐工程的分等指標工程等別工程規模水庫總庫容(億m3)裝機容量MW一大（1）型101200MW二大（2）型1101200300三中 型0.1130050四小（1）型0.010.15010五小（2）型<0.0110水電站機組臺數的選擇一般是在裝機容

4、量已定的情況下進行的，選擇的過程實際上是一個技術經濟比較的過程，有時與水輪機型式的選擇、甚至與水輪機主要參數的選擇同時進行。2.選擇水輪機型式(型號) (1)、根據水輪機設計手冊,水輪機的分類和適用范圍見下表(可逆式水輪機,在型式代號后增加漢語拼音字母”N” 表示)：類型水 輪 機 型 式適用水頭特點漢字拼音漢字拼音反擊型混流式FrancisHL30700結構緊湊、運行穩定、范圍廣,效率高軸流式KplanZ轉槳式Z380用于中低水頭,大流量電站定槳式D370用于功率及水頭變幅不大的電站調槳式T370介于定槳與調槳之間斜流式 DeriaxX轉槳式Z40200用于水頭變幅大的電站,但工藝較復雜,技

5、術要求高定槳式D貫流式 BulbG轉槳式Z225用于低水頭電站和潮汐電站定槳式D沖擊式水斗式PeltonCJ3001700用于負荷變化大而水頭變化不大的電站斜擊式 TurgoXJ50400效率較低,適用于中小型電站雙擊式 BankiSJ10150效率低,僅用于小型電站(2)、水輪機裝置形式及引水室代號如下表：主軸布置形式引水室型式與代號漢字拼音漢字拼音漢字拼音臥式立式WL明 槽M軸 伸 式Z混凝土蝸殼H豎 井 式S燈 泡 式P金屬蝸殼J罐 式G罐式引水室G紅 吸 式X有壓明槽MY(3)、轉輪型號含義示意圖：混流式水輪機示意圖：軸流式水輪機示意圖：燈泡貫流式水輪機示意圖：沖擊式水輪機示意圖：在產

6、品型號中,用轉輪名義直徑表示水輪機尺寸,轉輪名義直徑取：(1)對于軸流式水輪機,取轉輪室最大直徑;(2)對于混流式水輪機,取轉輪葉片進口邊的最大直徑。以下對水輪機產品型號舉例:(1)HLA883-LJ-220,表示混流式,轉輪型號為HLA883,金屬蝸殼,立軸，轉輪直徑D1=220cm。 (2)HLA520-WJ-80,表示混流式,轉輪型號為HLA520,金屬蝸殼,臥軸,轉輪直徑D1=80cm。(3)ZZ709-LH-400,表示軸流式,轉輪型號為ZZ709,混凝土蝸殼,立軸,轉輪直徑D1=400cm。(4)GZ995a-WP-460,表示貫流式,轉輪型號為GZ995a,燈泡式,臥軸,轉輪直徑

7、D1=460cm。(5)2CJA475-W-120/2x10,表示一根軸上有兩個轉輪的水斗式水輪機,轉輪型號為CJA475,臥軸,轉輪直徑為D1=120cm,每個轉輪有兩個噴嘴,射流直徑為10cm。根據GB/T 15468-2006水輪機基本技術條件，對水輪機的穩定運行范圍規定：在空載情況下應能穩定運行;在最大和最小水頭范圍內，水輪機應在下表所列功率范圍內穩定運行:水輪機型式相應水頭下的機組保證功率范圍 / %混流式45100定槳式75100轉槳式35100沖擊式25100對于混流式水輪機，如在保證運行范圍內出現強振，應采取相應措施或避振運行。高負荷短時運行范圍 100h，低負荷短時運行范圍

8、500h。導葉漏水量：不應大于水輪機額定流量的3,圓錐式導葉漏水量不應大于額定流量4。沖擊式水輪機全關時不應漏水轉輪裂紋保證供貨方應在設計制造過程中采用措施，保證產品質量，在合同規定的保證期和穩定運行范圍內保證轉輪不產生裂紋。噪聲要求水輪機正常運行時，在水輪機機坑地板上方1m處所測得的噪聲不應大于90dB(A),在距尾水管進入門1m處所測得的噪聲不應大于95dB(A),沖擊式水輪機殼上方1m處所測得的噪聲不應大于85dB(A),貫流式水輪機轉輪室周圍1m內所測得的噪聲不應大于90dB(A)可靠性指標在一般水質條件下,水輪機應具有以下可靠性指標：水輪機大修間隔期不少于5年；無故障連續運行時間不少

9、于20000小時；水輪機平均壽命不少于40年。根據GB/T 15469.1-2008 反擊式水輪機空蝕評定(MOD IEC 60609-1：2008)在規定的運行范圍和時間內運行一時間內，任何形式的水輪機轉輪(是指正常選用的轉輪材料為不銹鋼或不銹鋼覆面的碳鋼)的最大空蝕深度S(以mm計)、最大空蝕材料剝落體積V(以cm2)和質量M(以kg計)。圖中所示各值依據以下條件確定：a)在不少于兩年運行時間后的合理修補量。b)空蝕深度不削弱機械強度。這里給出的空蝕體積V、質量M值不是指單個葉片，而是指整個轉輪。轉輪形式材質空蝕深度S質量M空蝕體積V任何形式轉輪不銹鋼S=4D0.4M=0.78D2V=20

10、D2碳鋼S=6D0.4M=0.156D2V=100D23.確定水輪機同步轉速n、比轉速ns、過流量Qr、轉輪直徑D1、吸出高度Hs、軸向水推力F、飛逸轉速nr等；沖擊式水輪機射流直徑do與噴嘴數Zo。(1) 現代水輪機一般都直接帶動水輪發電機,帶動加工機械的情況較少。我國電網所采用的標準頻率為f=50Hz,一些國家和地區也有采用60Hz,為得到標準頻率必須滿足以下條件：np=6000(f=50Hz)或np=7200(f=60Hz) (式中: n發電機轉速(r/min)；p發電機磁極對數)。按中國額定電壓標準,不同機組容量選擇發電機額定電壓的參考值如下表所示：選擇發電機額定電壓的參考值（查中國水

11、力發電工程 機電卷）機組容量(MVA)6357.56536200100320320額定電壓(kV)6.310.513.815.7518機組容量(MVA)<125MVA125<P<350MVAP<350MVA額定功率因數不低于0.8(滯后)不低于0.85(滯后)不低于0.9(滯后)根據GB/T 7894-2001水輪發電機基本技術條件及水輪機,水輪發電機額定轉速優先在下列轉速(r/min)中選擇：(60Hz轉速按優先轉速所對應的磁極對數得出)發電機磁極對數發電機轉速發電機磁極對數發電機轉速發電機磁極對數發電機轉速50Hz60Hz50Hz60Hz50Hz60Hz21500.

12、01800.015200.0240.03488.2105.831000.01200.016187.5225.03683.3100.04750.0900.018166.7200.04075.090.05600.0720.020150.0180.04271.485.76500.0600.021142.9171.54468.281.87428.6514.322136.4163.74862.575.08375.0450.024125.0150.05060.072.09333.3400.026115.4138.55257.769.210300.0360.028107.1128.55653.664.312

13、250.0300.030100120.060505014214.3257.23293.8112.6根據GB/T 7894-2009水輪發電機基本技術條件中規定,對裝有推力軸承的導軸承的立式水輪發電機的機架，其垂直方向和水平方向的允許雙幅振動值，以及臥式水輪發電機軸承在垂直方向的允許雙幅振動值,應不大于下表的規定： 水輪發電機振動(雙幅)允許限值 mm項目額定轉速,r/min100100250250375375750>750振動允許值(雙振幅), mm立式機組推力軸承支架的垂直振動0.080.070.050.040.03導軸承支架的水平振動0.110.090.070.050.04定子鐵芯部

14、位機座水平振動0.040.030.020.020.02定子鐵芯振動(100Hz振幅值)0.030.030.030.030.03臥式機組各部軸承垂直振動0.110.090.070.050.04燈泡貫流式機組推力支架的軸向振動0.100.08各導軸承的徑向振動0.120.10燈泡頭的徑向振動0.120.10注：振動值系指機組在除過速運行以外的各種穩定運行工況下的雙振幅值在正常運行工況下，水輪發電機導軸承處測得軸的相對運行擺度值(雙振幅值)應不大于75%的軸軸總間隙值。同時規定在水輪發電機蓋板外緣上方垂直距離1m處測量的噪聲水平應為下列數值：a) 額定轉速為250r/min及以下者不超過80dB(A

15、)；b) 額定轉速高于250r/min者不超過85dB(A)。機組轉動部分的第一階臨界轉速應不小于最大飛逸轉速的120%。對于水輪發電機,不采用3000轉速,因為當發生事故時,其飛逸轉速對發電機轉子是很危險的；轉速1500采用于極小的水輪發電機；轉速1000比較適用于小型水輪發電機。在實際中為使水輪機能和發電機直接傳動,水輪機的轉速應符合發電機的轉速。在通過轉速計算得出n后,先查找同步轉速中相近檔次的轉速,帶入轉速公式反算水頭H對應的單位轉速n11。(2)查JB/T6310-1992中小型軸流式、混流式水輪機轉輪系列型譜，規定了中小型軸流式和混流式水輪機轉輪型參數范圍。在沒有模型資料數據時可做

16、為初定值。中小型軸流式轉輪型譜參數范圍適用水頭范圍m導葉相對高度bo輪轂比葉片數Zo最優工況限制工況單位轉速n11 r/min單位流量q11 m3/s比轉速ns m·kw單位流量Q11 m3/s汽蝕系數m380.450.34/0.383,41551701.11.36607602.12.31.21.46150.450.34/0.3841421541.01.25806701.92.150.80.9512220.400.35/0.4041301400.951.155005701.71.90.640.7518300.400.40/0.4551221320.901.14005001.51.70

17、.520.6226400.3750.45/0.5061151250.851.054004501.351.550.450.55中小型混流式轉輪型譜參數范圍適用水頭范圍m導葉相對高度bo最優工況限制工況單位轉速n11 r/min單位流量Q11 m3/s比轉速ns m·kw單位流量Q11 m3/s汽蝕系數m20450.3580851.151.252703101.31.450.20.2435600.31576831.01.22502901.151.350.120.1750800.2874800.951.12302701.11.250.110.14701050.2570780.91.05210

18、2501.051.20.100.12901250.22568750.80.951952350.951.10.080.111101500.2065720.70.81702100.80.950.060.091352000.1665700.50.651401800.60.750.0450.0651802500.14/0.1663670.350.51201500.450.600.040.0552303200.12/0.1460640.20.3951200.250.350.0350.0453004000.1/0.258620.180.22751000.220.280.0320.04中小型水輪機轉輪直徑尺

19、寸系列規定為： 轉輪直徑系列 單位:：cm25303540425060718084100120140160180200225250275300330(3)水輪機選型計算公式如下表：名 稱反擊式水輪機基本參數計算備 注單位水輪機功率計算Pr：水輪機額定功率，Pr= Pff;Pf：發電機額定功率；f： 發電機效率；r：水輪機效率；中小型：0.950.96大中型：0.960.98；Q11r：水輪機額定工況單位流量；Hr：水輪機的額定水頭；n110：模型最優單位轉速；n11： 水頭對應單位轉速；：正常下游尾水位；bo：導水葉高度；k：汽蝕安全系數；不銹鋼材料取1.151.3；碳鋼材料取 1.31.5；

20、K:水推力系數混流式查水輪機型號對應值；軸流式水推力系數：葉片數45678K0.850.870.90.930.95D2：混流式轉輪最大外徑；dh：轉槳式轉輪輪轂直徑；如果沒有模型飛逸特性曲線或最大單位飛逸轉速,可按統計的飛逸系數KR近似估算 nR=KRn沖擊式或混流式：KR=1.72.0；轉槳保持協聯：KR=2.02.2定槳：KR:2.42.6。KW轉速的計算r/min轉輪直徑計算(m)流量計算Qr=Q11rD12m3/s比轉速計算或ns=3.13n11m.kw吸出高度的計算立式機組：Hs=10-kHr+臥式機組:：Hs=10-kHr-m汽蝕數 由模型曲線對應工況點查取汽蝕數與比轉速混流式:=

21、0.319()2軸流式:=0.28+()3m軸向水推力計算混流式:F=KD2 2Hmax軸流式:F=K(D12-dh2)HmaxKN飛逸轉速計算nR=n11Rr/min沖擊式水輪機基本參數計算轉輪直徑計算Zp：轉輪數Zo：噴嘴數；流速系數,史振聲版水輪機推薦值為0.970.98,精確3位數經計算取0.968能保證精確四位數D1/do=1020時，原型效率與模型差別不大do：噴嘴射流直徑, m；沖擊式最優單位轉速一般取n11=3741;vo：噴嘴出口射流平均速度 m/s；單位轉速n1=84.6Ku；沖擊式水輪機其它參數確定：1. 水斗直徑db=1.05do2. 噴嘴口直徑dn=1.228do3.

22、 噴針最大行程 Sn=1.16do沖擊式模型單位飛逸轉速,一般取n11R=70；單位流量Q11可表示為射流直徑計算 或m水斗數計算m噴嘴直徑計算m轉速計算r/min流量計算m3/s圓周速度系數K圓周速度u；飛逸轉速計算nR=n11Rr/min比轉速計算m.kw水輪機效率修正 混流式和定槳式水輪機效率修正: 轉槳式水輪機效率修正：式中： max模型最高效率; DM、DT模型、真機轉輪直徑,m； Hm、H模型機試驗水頭、真機水頭，m。對于混流式和定槳式水輪機，=M+；對于轉槳水輪機：轉槳式水輪機輪葉轉角不同時，最高效率也不一樣，為簡化計算,各個轉角取等修正值。2.3在進行選型計算時,選取符合條件的

23、模型曲線,按單位流量大的模型為優先計算,得出水輪機型號、直徑、轉速、效率等進行對比。采用Excel表格進行簡單的計算、比較、確定直徑等工作非常方便，對減少工作的時間，提高工作效率有一定的幫助。水輪機選型參數計算過程，若采用手工計算,非常繁復、費時費力、工作效率較低。在此通過Excel中的公式編輯進行選型計算,填入相應已知參數：水頭、發電機出力、發電機預估效率等,即可快速得出計算結果,較手工計算更為方便。在手上無水輪機選型電算軟件的情況下，能比較好的提高工作效率；同時對于編制、整理、查找模型曲線數據有一定幫助(此表格根據水利網“不惑駒水輪機選型”稍做修改)。在水輪機選型中注意如下幾點：(1).選

24、擇各曲線的模型最優點流量及1.051.1倍模型最優點流量做為試算的流量范圍；(2).選擇模型最優點單位轉速及“最優點單位轉速±(510)”做為試算的單位轉速范圍；(3).通過計算比較,找出在符合條件的模型曲線中額定轉速較高、轉輪直徑較小、效率較高的水輪機模型曲線做為最優選；(4)將不符合水頭段的模型曲線型號剃除。(5).考慮按標準直徑系列選擇轉輪直徑；考慮已制造的相同型號、相近轉輪直徑的借用。專心-專注-專業水輪機選型算例如下：已知Nf=4000KW，f=0.96;水頭分別為:100米，96米，93米，90米；進行選型計算。4.估算水輪機運輸重量、蝸殼、尾水管尺寸、調速器及油壓裝置的

25、選擇。(1)水輪機重量計算不包括調速器、油壓裝置和其他附近屬設備的水輪機重量近似按下面經驗公式計算:G=KD1aHb (噸) 式中: K、b與水頭有關的系數; a與直徑D1有關的系數。轉槳式混流式水頭<8030200>200直徑1.86.56.511.31.47.57.510a2.14b0.40.160.2K2.458.16.6M=HmaxD13Qi'帶蝸殼混流機Gs=KD1aHb金屬蝸殼重量Gw=M/(2.5-0.0528LnM)d-輪轂比Qi-單位流量轉槳式轉輪重量GZZ=1.4dHmax0.1D12.6混流式轉輪重量GHL=(0.5+0.025(10-D1)D13(2

26、)蝸殼外形計算金屬蝸殼采用鋼板焊接，蝸殼斷面為圓形，當蝸殼尾部用圓斷面不能和座環蝶形邊相連接時，采用橢圓形斷面，蝸殼的包角一般為345度。混凝土蝸殼常用于低水頭、大流量機組，為了縮小廠房尺寸，一般采用較小的包角°，包角通常為°=180270°,其中180°包角較常用。連接蝸殼的座環有兩種：一種是帶蝶形邊座環；一種是無蝶形邊座環。采用帶蝶形邊座環時，其錐角為55度。根據水輪機設計手冊中蝸殼水利計算公式，及水輪機中的座環尺寸設計值初定。蝸殼的分節數見下表：轉輪直徑D1(米)金屬蝸殼分節數各節角度混凝土蝸殼包角與水頭關系2<2015水頭H蝸殼包角23.3

27、20231315<251352253.34.52328101425402252704.56.52835713一般情況下最小包角為180°混凝土蝸殼設計時角度可按下表范圍選擇：mnm>nn=0蝸殼橫向總寬B值=2035°=1020°=1015°180 =200225 >225=2030°一般取30°=0B=Rb+0.95D1B=Rb+1.1D1按具體條件定 蝸殼如設有支墩，則支墩出水邊至機組中心線的距離應保持L>1.3D1。(1) 金屬蝸殼計算示例已知某混流式水輪機的參數如下:設計水頭Hr=127m;設計流量Qr

28、=20.34m3/s;水輪機轉輪直徑D1=1.42m;水輪機蝸殼平面尺寸。根據水輪機工作水頭Hr=127m,選擇°=345°的金屬蝸殼。查河海大學 劉大愷水輪機第三版，金屬蝸殼設計,固定導葉外切圓直徑Da=1.551.64；固定導葉內切圓直徑Db=1.331.37。Da、Db座環進口和出口處直徑與水輪機轉輪尺寸D1的比值,當D1<3.2m時取上限值。根據 史振聲主編的水輪機列表求解金屬蝸殼斷面： 金屬蝸殼簡單計算 單位：米進口包角°345流量Q20.34水頭H127流速系數K(查蝸殼進口流速系數與水頭關系曲線2)0.69蝶形邊半高h=(bo+0.2D1)/2

29、0.31蝸殼分節角度15固定導葉蝶形邊K取值0.08固定導葉外圓半徑Ra=1.64D1/21.165座環外圓半徑1.245進口斷面流量19.493進口斷面流速7.776進口斷面面積2.507進口斷面外徑 0.955°錐角頂點半徑 ra=Ro-hctg551.028進口斷面中心距 2.09進口斷面外徑 =+2.991693.6S=h/cos550.54cos550.5741/sin551.221ctg5520.49ctg550.7tg551.4280.3790.137圓斷面半徑>S 時斷面形狀改為橢圓形176°小于此角度換成橢圓橢圓斷面長半徑中心距a1=Ra+1.22*

30、橢圓斷面橢圓短徑橢圓面積當量A=i2+d2tg55橢圓斷面長徑橢圓斷面短半徑中心距橢圓斷面外徑 金屬蝸殼計算 單位：米斷面號ii/C2R0i/C2R0i/C-h2(2R0i/C-h2)0.5XiXi2圓形i圓形ai外徑Ri13450.2037 0.5070 0.4109 0.6410 0.8447 0.7136 0.899 2.090 2.989 23300.1949 0.4853 0.3892 0.6239 0.8188 0.6705 0.875 2.064 2.939 33150.1860 0.4631 0.3670 0.6058 0.7918 0.6270 0.850 2.037 2.8

31、87 43000.1771 0.4410 0.3449 0.5873 0.7644 0.5844 0.824 2.009 2.833 52850.1683 0.4191 0.3230 0.5683 0.7366 0.5426 0.799 1.982 2.781 62700.1594 0.3969 0.3008 0.5485 0.7079 0.5012 0.772 1.953 2.725 72550.1506 0.3750 0.2789 0.5281 0.6787 0.4607 0.746 1.924 2.670 82400.1417 0.3528 0.2567 0.5067 0.6484 0.

32、4205 0.718 1.893 2.611 92250.1329 0.3309 0.2348 0.4846 0.6175 0.3814 0.691 1.863 2.554 102100.1240 0.3088 0.2127 0.4612 0.5852 0.3425 0.662 1.830 2.492 111950.1151 0.2866 0.1905 0.4365 0.5516 0.3043 0.632 1.797 2.429 121800.1063 0.2647 0.1686 0.4106 0.5169 0.2672 0.602 1.762 2.364 131650.0974 0.2425

33、 0.1464 0.3826 0.4800 0.2304 0.571 1.725 2.296 141500.0886 0.2206 0.1245 0.3528 0.4414 0.1949 0.539<0.541.686 2.225 橢圓當量iA短半徑2長半徑1中心距ai外徑Ri141500.5390 0.940 0.539 0.541 1.687 2.228 151350.5060 0.831 0.483 0.524 1.618 2.142 161200.4720 0.727 0.427 0.508 1.550 2.058 171050.4350 0.621 0.366 0.489 1.

34、475 1.964 18900.3970 0.522 0.304 0.471 1.400 1.871 19750.3570 0.427 0.241 0.452 1.323 1.775 20600.3140 0.337 0.175 0.432 1.242 1.674 21450.2670 0.251 0.106 0.411 1.158 1.569 22300.2130 0.169 0.032 0.389 1.068 1.457 23150.1460 0.094 R2<0R2<0R2<0R2<0 注：(以上計算數據采用Execl表格計算得出)流速系數K值按第二條曲線取值 (

35、2) 混凝土蠅殼計算示例: 已知某電站軸流轉槳式水輪機的參數如下：設計水頭Hr=22.9m;設計流量Qr=50.2m3/s;水輪機轉輪直徑D1=2.8m;計算水輪機蝸殼平面尺寸。根據水輪機工作水頭Hr=22.9m,選擇°=210°的混凝土蝸殼。為簡化設計,減小廠房布置尺寸，選用“”平頂型式蝸殼；當n=0時,b:a=1.51.85，選取1.8。當過流面積與計算面積之比不大于1.1倍時，蝸殼內的流速與平均流速相差不大,在這里F大：F=1.01。ai根據Fi區間試算確定。(填充部分為需要手動輸入數據單元格)轉輪直徑D12.8流量Q50.2Qi=*Q/36029.28bi=ai的倍

36、數,mi=bi-bo，mbo;過流面積計算:Fi=aibi-(mi2tg/2)+bo(Ra-Rb);蝸殼外徑Ri=ai+Ra;進口B取值:180°: B=Ri+0.95*D1; 225°: B=Ri+1.1*D1;蝸殼進口相切圓R跟據進口包角確定。水頭m22.9蝸殼包角(135225)210Fo=Qo/vo=7.327.32分節角度15Vo查混凝土流速曲線4F大=1.01*F7.393b:a1.8固定導葉高bo1.13F<Fi<F大7.39m夾角(1015)15固定導葉外圓半徑R12.24蝸殼進口寬度B7.48tg0.27固定導葉內圓半徑R21.955蝸殼進口相

37、切圓R1.33方法一：跟據過流面積簡單計算 混凝土蝸殼斷面簡單計算(采用Execl表格計算得出下表) 單位：米斷面號iFF大F<Fi<F大aibimi外徑Riai-mi*tg12107.320 7.393 7.390 2.163 3.893 2.763 4.40 1.417 21956.797 6.865 6.859 2.079 3.742 2.612 4.32 1.374 31806.274 6.337 6.334 1.993 3.587 2.457 4.23 1.330 41655.751 5.809 5.802 1.902 3.424 2.294 4.14 1.283 515

38、05.229 5.281 5.280 1.809 3.256 2.126 4.05 1.235 61354.706 4.753 4.751 1.710 3.078 1.948 3.950 1.184 71204.183 4.225 4.224 1.606 2.891 1.761 3.85 1.131 81053.660 3.697 3.694 1.495 2.691 1.561 3.74 1.074 9903.137 3.168 3.168 1.377 2.479 1.349 3.62 1.013 10752.614 2.640 2.639 1.249 2.248 1.118 3.49 0.9

39、47 11602.091 2.112 2.109 1.108 1.994 0.864 3.35 0.875 12451.569 1.585 1.582 0.951 1.712 0.582 3.19 0.794 13301.046 1.056 1.056 0.769 1.384 0.254 3.01 0.700 14150.523 0.528 0.528 0.467 1.130 0.000 2.71 0.467 混凝土進口流速根據流速與設計水頭的關系曲線查出,取中間值：混凝土蝸殼的簡單計算方法,主要根據保證過流面積Fi不小于計算過流面積F為基礎，與半解析法結果稍有差異。方法二：混凝土蝸殼水力計算

40、(半解析法)(1) 按Fo=Qmaxo/360Vo,求進口斷面積；(2) 根據水電站具體情況選擇斷面型式，并確定斷面尺寸，使其F=Fo；(3) 選擇頂角與底角點的變化規律(直線或拋物線),以虛線表示并畫出1、2、3等中間斷面。(4) 測算出各斷面的面積，繪出：F=f(R)關系曲線。(5) 按 ,繪出F=f() 直線。(6)根據i確定Fi、Ri及斷面尺寸，繪出平面單線圖混凝土蝸殼半解法析示意圖：尾水管尺寸確定最常用的尾水管有彎肘型、直錐型和彎錐形三種。直錐型彎錐形彎肘型組成直錐等直徑彎段+直錐段進口直錐斷中間彎肘管出口擴散管特點結構簡單，性能良好(d可達80%85%)。下部開往工程量大。彎段水力

41、損失大，性能差(d只有40%60%)。下部開往工程量小。具有良好的水力性能(d約為75%80%)。可大大減小下部開往工程量。適用情況應用于小型水輪機應用于小型臥式水輪機除貫流式外的所有大中型水輪機都采用。彎肘型尾水管主要尺寸的確定：直錐型和彎錐型尾水管結構簡單，其尺寸根據實際需要容易定出。而對于彎肘型，由于水流運動極為復雜，大多是通過模型試驗來定其尺寸。現在已經形成了定型化的資料，可供初步設計時參考下表。推薦尾水管尺寸表h/D1L/D1B5/D1D4/D1h4/D1h6/D1L1/D1h5/D1肘管型式適用范圍2.24.51.8081.101.100.5740.941.30金屬里襯肘管h4/D

42、11.10混流式D1>D22.34.52.4201.201.200.6001.621.27標準混凝土肘管軸流式2.64.52.7201.351.350.6751.821.22標準混凝土肘管混流式D1<D24.進水閥門選擇閥門序號編制方法：閥門類型代號閥軸布置方式操作機構型式漢語拼音鐵餅型蝴蝶閥平板型蝴蝶閥球型閥DFPDFQF臥軸立軸WL油壓操作Y水壓操作C電動操作D手動操作S根據水輪機和輔助設備，進水閥有閘板型、蝴蝶型和球型等幾種，根據電站水頭高低分別選用： a)水頭在200m以下時，通常采用閘板閥或蝴蝶閥。 b)水頭在200m以上、800m以下，通常采用球型閥。進水閥門尺寸根據蝸

43、殼進口尺寸放大1.14倍后按閥門廠樣本尺寸選取偏大直徑的閥門即可。 調節功計算及接力器的選擇根據JB/T 2832-2004 水輪機調速器及油壓裝置 型號編制方法調速器型號編制方法調速器基本代號動力特征Y-帶有接力器及壓力缺罐的調速器T-通流式調速器調節器特征W-微機電液調速器對象類別C-沖擊式水輪機調速器Z-轉槳式水輪機調速器產品類型T-調速器C-操作器F-負荷調節器D-電動式調速器產品屬性D-電氣液壓調速器的電氣柜J-電氣液壓調速器的機械柜基本代號示例YT帶有壓力罐及接力器的機械液壓調速器YWT帶有壓力罐及接力器的微機型電氣液壓調速器WT微機型電氣液壓調速器WZT轉槳式水輪機微機型電氣液壓

44、調速器TT通流式機械液壓調速器CT沖擊式水輪機機械液壓調速器WCT沖擊式水輪機機械液壓調速器YC帶有壓力罐及接力器的機械液壓操作器DC電動操作器DF電子負荷調節器調速器規格代號：對于帶有接力器和壓力罐的調速，表示接力器容量(N·m)對于不帶有接力器和壓力罐的單調整水輪機調速器，表示導葉主配壓閥直徑(mm)。對于不帶有接力器和壓力罐的轉槳式水輪機調速器，表示導葉主配壓閥直徑(mm)/輪葉主配壓閥直徑(mm)；如果導葉和轉葉主配壓閥直徑相同，轉葉主配壓閥可不表示。對于沖擊式水輪機調速器，表示噴針配壓閥直徑(mm)×噴針配壓閥數量/折向器配壓閥直徑(mm)×折向器配壓閥

45、數量。如果噴針配壓閥或折向器配壓閥的數量為1個，則數量省略。型號示例：YT-6000-2.5帶有壓力罐的機械液壓調速器，接力器容量為6000N·m，額定油壓為2.5MPa。YC-10000-4.0帶有壓力罐的液壓操作器，接力器容量為10000N·m，額定油壓為4.0MPa。DC-6000電動操作器，輸出最大容量為6000N·m。DF-18/1-XX01配用于機組功率為18kw，發電機為單相的電子負荷調節器，為XX制造廠01型產品。 調節功的計算： (1)、混流式 (N·m)，高水頭取下限，低水頭取上限;(2)、沖擊式水輪機調節功的估算: A= (N

46、83;m)式中:Zo為噴嘴或折向器數；do為額定流量時的射流直徑，cm。大型調速器的導葉接力器容量選擇一般是按經驗公式算出接力器直徑，選取接近且偏大的系列直徑。每個接力器的直徑dc可近似按下式計算： (米)bo/D1-導葉相對高度；PH調速系統額定油壓(公斤/厘米2) 常用油壓有25、40、63、160等多個等級。值由水輪機調節表8-3取：系數表水輪機水頭范圍混流式軸流式對稱不對稱對稱不對稱低水頭0.1350.150.140.1550.1350.15中水頭0.1450.160.1350.15高水頭0.1350.15注:1.bo/D1數值相等,而轉輪不同時,Q1大時取大值。l 2.同一轉槳式轉輪

47、，包角大并用標準對稱形導葉者取大值，但包角大，用非正曲率導葉者取較小值。由水輪機.水泵及輔助設備可知：導葉的最大開度： ；接力器最大行程：Smax=1.4aomax (m)雙直缸接力器總容積： (m3) 轉輪接力器直徑計算: (m)轉輪接力器最大行程Smax按下式計算Smax=(0.0360.072)D1 (m)當D1大于5m時，公式中采用較小的系數。轉輪接力器容積主配壓閥直徑： (mm)式中：VD為導水機構或折向器接力器的總容積，m3;v為管路中油的流速，m/s。當油壓裝置額定工作壓力為2.5MPa時，取v45m/s;Ts為接力器關閉時間(由調節保證計算決定)。油壓裝置油壓裝置型號編制方法油壓裝置基本代號YZ-壓力罐與回油箱為分離結構的油壓裝置；HYZ-壓力罐與回油箱組合為一體的油壓裝置。油壓裝置基本代號表示壓力罐總容積(m3)/壓力罐數量。如為一個壓力罐，則壓力罐數量不加表示。油壓裝置型號示例:HYZ-4-2.5：壓力油罐和回油箱組合為一體的油壓裝置，