水轮机课程设计

第一章 原始资料与设计任务

1.1毕业设计(论文)使用的原始资料(数据)

1.1.1工程基本概况

HTS电站位于云南德宏傣族景颇族自治州盈江县境内的大盈江干流下游河段。电站厂房距盈江县城42km，距昆明786km。

本电站为引水式电站。主体建筑物由首部枢纽、有压引水隧洞、钢管道和厂区枢纽组成。

电站引水道系统布置在大盈江左岸，引水道总长约280m，采用一管三机引水方式，由电站进水口、压力引水隧洞、洞内压力管道组成，为有压引水系统。其中压力引水隧洞长202m，直径为8.8m；压力引水总钢管长42m，直径为8.8m； 支管42米（至蝶阀止），直径按进水蝶阀直径定。 本电站装机有如下方案： 1.1.2 电站基本参数

1、 水位 （1）上游水位,

正常蓄水位 788m 死水位 781m （2）厂房尾水位-流量关系

表1-1 厂房尾水位-流量关系

水位(m) 738.2 739 4.65 743.5 520 740．5 741 62.1 744 600 100 741.5 175 742 230 742.5 330 流量(m3/s) 0 水位(m) 743 流量(m3/s) 400

2、 流量

电站多年平均流量 213 m3/s 3、 水头

最大静水头 54m 额定水头 46.5m 最小水头 40m 4、 泥沙 5、 气象

年平均气温 最高温度 最低气温 年平均相对湿度6、电站特性

装机容量 保证出力 多年平均发电量年利用小时数 0.47kg／m3 19.4℃ 36.8℃ －8℃ 80％ 3×33MW 22.609MW 53198万kW.h

5374 h

第二章 水力发电机组的选型及相关设计

2.1水轮机的方案选择

2.1.1水轮机类型的选择

表2-1 水轮机类型及适用范围

类 型HL 式反击式ZL 式XL 式GL 式冲击式型 式混 流 式混流可逆式轴流转桨式轴流定桨式斜 流 式斜流可逆式贯流转桨式贯流定桨式水 斗 式斜 击 式双 击 式

适应水头范围（m）40--70080--6003--903--5040--20040--1202--30300--170020--3005--100由任务书电站基本参数可知本电站的水头范围为40至54米，结合型谱表初步选用HLA551、HLD74、HLA384三种转轮。采用三台机3?33MW方案。模型参数如表2-2:

表2-2 模型参数

模型转轮直径D1(cm) 推荐最大使用水头(m) 最优单位转速(r/min) 最优单位流量(m3/s) HLA384 30 125 77.7 0.92 HLD74 35 80 79 1.08 HLA551 35.2 60 79.3 1.08 模型转轮直径D1(cm) 最优工况点效率% 限制单位流量(m3/s) 限制工况点效率% 限制工况汽蚀系数

HLA384 30 93.1 1.017 90.4 0.1 HLD74 35 92.7 1.247 89.4 0.143 HLA551 35.2 93.2 1.326 89.6 0.14 续

2-2

表

限制工况比转速(m.kW) 单位飞逸转速(r/min)

水轮机的额定出力Pr=HLA384 233 137 HLD74 261 150.4 HLA551 270.5 147.2 Pg?g=33000?34020.6kw 0.97 由于本机组属于中型机组故发电机效率取97% 2.1.2各方案的基本参数试算

1、方案一、3×HLA551

（1）转轮直径

取最优单位转速n110=79.3r/min;与出力限制线的交点的单位流量作为设计工况单位流量,则Q11r=1.324m3/s,对应模型的效率为?m=0.9,暂取效率修正值

??=0.02;原型水轮机在设计工况下的效率?=?m???=0.9+0.02=0.92

D1=取标准值3m

Pr34020.6=?2.996m 1.51.59.81Q11rHr?9.81?1.324?46.5?0.92（2）原型水轮机的效率

5?max=1?（1-?m0）D1m0.3525?1?（1-0.932）?0.956 D13其中由模型综合特性曲线查的?m0=0.932 故效率修正值为??=?max??m0=0.956-0.932=0.024 效率修正采用等效率修正法，统一修正+2.4%

（3）转速n的计算与选择

以加权平均水头Hav作为标准水头计算发电机同步转速

Hav=Hr?48.95 0.95转速n=n110HavD1=79.3?48.95?184.93r/min

3此值介于发电机同步转速 166.7r/min与187.5 r/min之间,其运行区间比较如下

当取187.5 r/min时n11min=nD1187.5?3=?76.55r/min Hmax54n11max=nD1187.5?3=?88.94r/min Hmin40nD1166.7?3=?68.05r/min Hmax54nD1166.7?3=?79.07r/min Hmin40当取166.7r/min 时n11min=n11max=

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