水電站尾水管、調速器和閘門選型計算案例綜述1尾水管選型設計1.1尾水管型式選擇采用彎肘式尾水管，使得開挖深度減小，并更好地和尾水洞銜接。由于本水電站水頭較小，故采用標準混凝土肘管。1.2尾水管尺寸設計進口直錐段垂直的圓錐形擴散管，D3是其進口直徑。對于混流式水輪機，由于直錐段與基礎環相連，故D3=D2（轉輪出口直徑），：?3是進口段的高度，設計時為了減小水頭損失，會增加?3來減小彎肘段入口流速，進而減少水頭損失，但開挖深度會隨?3增大而增大。水輪機轉輪直徑：D1=6000mm取轉輪出口直徑：D2=6492mm查《水電站》表2-1REF_Ref17913\r\h[3]，外形計算結果見下表：表1.3尾水管尺寸計算結果h/DL/DB5/DD4/Dh4/Dh6/DL1/Dh5/D1.24.51.8081.11.10.5740.941.3hLB5D4h4h6L1h513.22710.8486.66.63.4445.647.8由于昌波水電站為地下式廠房，需要對尾水管尺寸進行調整，參考工程實例，改良后的計算結果如下：表1.4尾水管尺寸計算結果h/DL/DB5/DD4/Dh4/Dh6/DL1/Dh5/D1.66.51.81.351.350.6751.821.22hLB5D4h4h6L1h515.63910.88.18.14.0510.927.32當尾水管出口的寬度B>10~12m時，可按水工結構要求加設支墩，在本設計中B=10.8m，查閱相關資料后選擇不設支墩。尾水管示意圖圖2-3尾水管尺寸示意圖2調速器選型設計2.1調速器型式選擇有電氣液壓調速器和機械液壓調速器兩種類型。電氣液壓調速器調節品質好，自動化程度高，適用于大機組或對電能質量要求較高的電站；機組較小且在系統中不占據重要地位時，選用機械調速器。本次設計選用電氣液壓調速器。2.2導葉接力器容積計算1.接力器直徑大型調速器通常采用兩個接力器來操作導水機構，當油壓裝置的額定油壓為1.5MPa，接力器的直徑dc，可按如下經驗公式計算:dc式中λ——計算系數，取λ=0.030；b0代入計算得：dc查《水力機械》表6-5取接力器直徑為800mm。1.接力器最大行程Smax式中a0max代入數據計算得：Smax接力器總容積V=πdc22S主配壓閥直徑選擇調速器初步選擇主配壓閥時，可按下式計算：d=4V式中V——導水機構或折向器接力器的總容積，m3；v——管路中的流速，m/s,一般取v≤4~5m/sTs——接力器關閉時間，s，本次設計取8s；代入數據算得：d=0.138m選擇比計算結果稍大的主配壓閥直徑150mm。調速器型號機械柜尺寸l×基礎板尺寸L×B(mm)電氣柜尺寸M×N×HDST-150900×1000×15501500×1700550×804×23602.3油壓裝置選型油壓裝置有分離式和組合式兩種。分離式容量范圍較大，大中型水輪機較為適用;組合式容量較小，但結構緊湊，僅適用于中小型水輪機。油壓裝置選擇計算一般一臺水輪機設置一臺油壓裝置以滿足機組調節和運行的需要。當確定了額定工作油壓，壓力油罐容積的確定實質上就是選擇油壓裝置，油罐容積可按經驗公式估算。（2）壓力油罐容積估算Vo代入數據得：Vo=11~11.22m查《水電站機電設計手冊——水力機械》表6-15REF_Ref31689\r\h[1]，選擇比估算容積偏大的分離式油壓裝置YS-11.5。3閘、閥門選型3.1閘門選型閘門的型式很多，選定標準是技術要可行、經濟要合理。選型時要考慮水工建筑物對運行閘門時提出的要求，還要考慮安裝成本，最后考慮經濟的合理性。除了采用較多的平面直升閘門和弧形閘門外，還有翻版閘門、人字閘門、橫拉閘門以及三角閘門。平面直升閘門的優點是能封閉較大面積的孔口，所占空間尺寸較小，結構簡單，制造、安裝和運輸比較容易；檢修方便等；缺點是需要的啟閉力較大，受摩擦力影響較大，需要較大啟閉設備。弧形閘門需要較長的閘墩，門葉占的空間位置較大，檢修不方便；可以封閉較大面積孔口。本次設計中，上下游進出水口的斷面面積較大，且考慮到運輸、安裝和檢修的要求，選用平面直升閘門。水利水電工程中常用的啟閉機有固定卷揚式啟閉機、移動式啟閉機、液壓式啟閉機和螺旋式啟閉機等。本次設計選用更為安全液壓式啟閉機。3.2閥門選型（1）進水閥類型選擇昌波水電站采用2洞4機的布置方式，故在每臺水輪機前均應裝設進水閥。蝴蝶閥和球閥是大中型水輪機常用的進水閥，蝶閥適用于水頭<200m，球閥適用的水頭>200m。根據本電站的水頭變換范圍，