水电站毕业设计(7)

西华大学毕业设计说明书

机组台数2台，水轮机设计流量Qr=27.8m3/s，最大水头额定出力时水轮机工作流量Qtr=25.95m3/s。额定转速nr=428.6m/s，飞轮力矩GD2=421.3。管段水机波速a?1200m/s。因为引水管道为长有压引水管道系统，忽略尾水管的?LiVi计算。

3.4计算设计水头、最大水头下额定出力时引水系统的?LiVi

?LV??LV??LV??LV

计算结果：设计水头时?LV=2433㎡/s；最大水头下额定出力时

iiTiTiiciciBiBii?LV=2516㎡/s。

ii计算平均流速：V0??LV?Liii

设计水头时V0 =8.82m/s；最大水头下额定出力时V0=9.12m/s。 3.5假定导叶的直线关闭时间Tf和关闭规律

关闭时间Tf是在设计水头下机组甩全负荷时的工况确定的，对于最大水头机组甩全负荷时的关闭时间由下式计算：

a01 TfH?Tfa0r式中：a01，a0r分别为最大水头和额定带额定负荷时导叶的开度，其中

a01=126.68mm, a0r=147.25mm,暂取Tf=8s、相应TfH=6.88s。 3.6水击压力上升计算 3.6.1压力管道水利损失计算

根据饮水系统布置，分别计算设计水头和最大水头下沿程损失、局部损失，由此得到设计水头和最大设计水头的水力损失?Hr，?Hmax。因此各水头下的的净水头为：H0?H??H，压力引水系统水力损失按?H?0.0025。 Q3（m）计算结果得：?Hr=1.9m

?Hmax=1.7m

各水头下的净水头：H0?H??H=168.9m

H01?H??H?180m

3.6.2管道特征系数计算并判断水击类型

额定水头时:???LViigH0Ts?2433?（9.81?2?8）?0.18

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hw?aV0/2gH0?1200?8.82?(2?9.81?168.9)?3.2

根据《水轮机调节》图8-3水击分类图可得水击类型为末相水击。 3.6.3最大压力上升计算 ?末相水击：?m?(?2?4??，满足简化条件：?m?2?（ /2??）2?m?2?（/2??）?2?0.18

2?0.18?0.2修正结果：?max?1.2?m?0.24 3.6.4水击计算

压力水管末端最大水击升高

?T??m?LV/?LTVT?0.24?260?8.85?2433 ?0.23?HT??TH0?0.23?168.9 ?38.85m3.6.5蜗壳末端最大压力升高

?c??c(?LtVi??LcVc)/?LV?0.24

?Hc??cH0?0.24?168.9?40.54m

3.7最大转速上升计算

计算公式：

??(1?（2Tc?TfHf）c)/Ta?1

其中：Ta?GD2nr2/360p?421.32?428.62?(365?40?103)?5.3 Tc?Tq?0.5Tabp?0.1?0.5?5.3?0.02?0.15

f?1???1?0.18?1.18 ne?n1f/n1?122.3?63?1.94

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?r?(1?（2Tc?TfH）)/Ta?1?（1?（2?0.15?8）?5.3?1?0.73

C?1/(1??r/(ne?1)

?1?（1?0.73?（1.94?1））?0.56式中：Tc—调节迟滞时间s；

Tq—调速器不动时间，一般取0.1~0.3s本次设计取0.1s；

bp—由电站在系统中的地位而定，一般取2%~6%，本次设计取2%； f—水机修正系数；

C—水轮机飞逸特性影响机组升速时间系数；

n1f—甩负荷前单位转速，r/min，由中小型混流式水轮机模型运转主要参数表查的n1f =122.3r/min。

n1—单位转速，r/min ，n1=63r/min。 计算结果：??(1?（2Tc?TfH）c)/Ta?1

?1?（2?0.15?8?1.18）?0.56?5.3?1 ?0.437

?1.1?5?0.50修正： ?max 3综上，当Tf为7s、8s、9s、10s时在设计水头和最大水头额定出力水击压力和转速上升计算结果如表3-2.

表3-2. 设计水头和最大水头额定出力水击压力和转速上升计算结果

水头 设计水头 最大水头 设计水头 直线关闭时间 ? 0.21 0.23 0.18 hw 3.2 3.1 3.2 ?HT/m 44.7 49.5 38.85 ?HC/m 47.3 52.4 40.54 ?max 0.28 0.31 0.24 ?max 47.4% 44.7% 50.3%

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Tf=7s TfH=6.02s Tf=8s

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（续表） 最大水头 设计水头 最大水头 设计水头 最大水头 TfH=6.88s Tf=9s TfH=7.74s Tf=10s TfH=8.6s 0.2 0.16 0.18 0.15 0.16 3.1 3.2 3.1 3.2 3.1 46.8 31.95 40.8 30.3 34.1 48.6 33.78 43.2 32.1 36 0.27 0.2 0.24 0.19 0.2 47.7% 53% 50.4% 55.6% 52.7% 将上述计算结果与所选标准比较，选择符合标准的最小导叶直线关闭时间

Tf=8s。

3.8调节系统设备的选择 3.8.1导叶接力器

采用油压装置额定油压为2.5MP和标准导水机构为两个单缸接力器操作，每个接力器直径dc计算公式：

dc??D1b0?Hmax

D1 =0.03?1.9? =0.304m

式中：?—计算系数，标准对称导叶，查阅《水电站设计手册》表6-4，?取0.03； 查阅《水电站机电设计手册》导叶接力器直径系列表6-5，取标准导叶直径350mm，则dc=350mm。 接力器最大行程

0.304?178.3 1.9Smax?（1.4~1.8）a0max，取系数1.8

=1.8?176=316.8mm

接力器容积V

V??dc22?Smax

=0.061m3

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3.8.2调速器选择

根据大型调速器容量选择主配压阀直径，主配压阀直径计算公式： d?4V ?vTs =

4?0.124=70mm

3.14?2?8式中：V—导水机构接力器总容积；

v—管路中油的流速，一般取v?4~5m/s，本次设计去2m/s； Tf—导叶直线关闭时间。

查主配压阀直径系列，取主配压阀直径80mm，选择调速器型号BWT-80-2.5。 3.8.3油压装置的选择

油压装置压力油罐容积按经验公式估算：

V0?（18~20）V ?20?0.061 ?1.22m3查阅《水电站机电设计手册》油压装置型号系列表，选择分离式油压装置YZ-1.6。其油压装置基本参数如表3-3。

表3-3 YZ-1.6油压装置基本参数

压 力 油 槽 槽内油体积（m3） 油罐重量（kg） 0.56 1600 油槽容积（m3） 1.6 螺 旋 油 泵 输油量（l/s） 转速（r/min） 3.0 2920 型号 LY-3.0 油罐及装油重量（kg） 2100 最大工作压力（kg/cm） 25 轴功率（kW） 回 油 箱

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13 JQ2-52-2 有效容积（m3） 2.5 电 动 机 型号

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