《西农水电站课设2012》由会员分享，可在线阅读，更多相关《西农水电站课设2012（30页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、目录第一部分水电站课程设计任务书 (2一.设计目的 (2二.设计内容 (2三.设计成果 (21.设计说明书要求 (22 . 设及图纸要求 (2第二部分水电站课程设计计算书 (3第一章拟设计水电站参数资料 (3第二章水轮机型号的选择 (3第三章水轮机主要参数的选择计算 (43.1 HL230型水轮机方案主要参数的计算 (43.2 A630型水轮机方案主要参数的计算 (73.3 两种方案比较分析 (9第四章水轮机调速设备及水轮机发电机的选配 (104.1水轮机调速设备的选配 (104.2水轮机发电机的选配 (11第五章蜗壳的水力计算 (115.1蜗壳进口流量确定 (115.2蜗壳进口平均流速确定
2、(125.3金属蜗壳外轮廓尺寸的确定 (12第六章尾水管的计算选择 (14第七章主厂房设计 (147.1主厂房各层高程确定 (147.2主厂房长度确定 (177.3主厂房宽度确定 (19附表 (20电器主接线图 (24第一部分 水电站课程设计任务书一.设计目的使学生对水电站初步规划阶段的水能利用、水电站开发方式选择、水电站出力估算、水轮机发电机组选择设计和厂房布置等工作内容有全面的了解、重点掌握水电站装机容量和机组台数确定、水轮机选择设计、参数计算等工作内容和程序。通过工程设计实例的训练,培养学生独立工作及综合分析、解决问题的能力,以便将来承担水电站工程设计任务。二.设计内容1.确定水电站装机
3、容量(通过估算水电站出力确定f y nN N 及台数;2.水轮机型号的选择及主要参数计算;3.水轮机调速设备及水轮机发电机的选配;4.蜗壳、尾水管型式选择及尺寸计算;5.厂房布置设计(水电站主厂房各层平面及剖面图。三.设计成果1. 设计说明书要求(1设计说明书(计算书要做到书写整洁、文字流畅、论点明确、计算准确、思路清晰、文中引用的重点公式、参数选定、方案比较等均交代清楚,有理有据。(2设计说明书(计算书应包含目录、计算程序及过程,必要的插图(如特性曲线等,方案比较及对所选定方案优缺点的分析说明,参考文献等内容。2 .设及图纸要求(1厂房横剖面图(应标注水轮机安装高程及各主要控制高程尺寸;(2
4、主厂房平面布置图(要求绘制发电机层,水轮机层布置图,并标明主要平面尺寸;(3电气主接线(应标注主要设备名称以上图纸尽可能采用计算机作图,一般用A3图幅,图样质量要求达到工程初步设计标准。设计成果要求按学校教务处关于课程要求的标准格式提交。第二部分 水电站课程设计计算书第一章 拟设计水电站参数资料拟设计某一引水式水电站,经过水文水能计算,确定其各种技术参数及设计要求如下:1.已知某水电站的最大水头=max H 56m ,加权平均水头m H v a 3.52=,设计水头m H r 3.52=,最小水头m H 6.48m in =,2.电站最大可引用流量3max 3 5.14/Q m s =;385
5、% 5.14/P Q m s =。3.选用水轮发电机组额定出力(单机容量及台数;20003,2000kw N kw N y f =发电机效率96.0=f ,水轮机额定出力kw N N f f r 33.208396.02000= 4.水电站站址海拔高程m 0.1350=;5.下游水位流量关系曲线(略;6.要求最大允许吸出高0s H 。 第二章 水轮机型号的选择根据水电站的水头变化范围48.6m56m ,m H r 3.52=,可通过查反击式水轮机系列型谱表和水轮机应用范围总图,选择转轮型号为HL220型、HL230型和A630型水轮机。第三章 水轮机主要参数的选择计算3.1 HL230型水轮机
6、方案主要参数的计算3.1.1 转轮直径1D 的计算r r rH H Q N D 1181.9=式中 =1(/11.1/11103.5233.208331查得由附表s m s L Q mH kW N r r 同时在附表1中查得水轮机模型在限制工况下的效率%2.85=M ,由此可初步假设水轮机在该工况的效率为86.0%。将以上各值均代人上式得m D 77.0860.03.5211.181.933.20832/31= 选用与之接近而偏大的标准直径m D 84.01=3.1.2效率修正值的计算由附表1查得HL220型水轮机在最优工况下模型的最高效率%7.90max =M ,模型转轮的直径m D M 4
7、04.01=,则原型水轮机的最高效率max 可采用下式计算,即%9.91919.084.0404.0907.01(11(15511max max =-=-=D D M M 考虑到制造工艺水平的情况取%11=;由于水轮机所应用的蜗壳和尾水管的型式与模型机基本相似,故认为02=;则效率修正值为:002.001.0907.0919.01m ax max =-=-=M 由此得水轮机限制工况的效率为:854.0002.0852.0=+=+=M (与原来假定的数值近似3.1.3转速的计算110D H n n av = 式中 11010n n n M += 由附表1查得在最优工况下的min /7110r n
8、 M =,同时由于: 03.00066.01907.0919.01max max 101=-=-=M M n n 所以1n 可忽略不计,则以min /7110r n =代入上式得: min /26.61184.03.5271r n = 选用与之接近而偏大的标准同步转速m in /600r n =3.1.4工作范围的验算在选定的m D 84.01=,m in /600r n =的情况下,水轮机的max 1Q 和各种特征水头下相应的1n 值分别为: s m H D N Q r r /11.1932.0854.03.5284.081.933.208381.932/322/321max 1= 则水轮机
9、的最大引用流量max Q 为:s m H D Q Q r /75.43.5284.0932.03221m ax 1m ax =对1n 值:在设计水头m H r 3.52=时 min /69.643.5284.060011r H nD n r r =在最大水头56max =H 时 min /35.675684.0600max 1min 1r H nD n =在最小水头6.48m in =H 时 min /30.726.4884.0600min1maxr H nD n =在HL230型水轮机的模型综合特性曲线图上,分别画出s L Q /932m ax 1=,min /35.67m in 1r n
10、=和min /30.72m ax 1r n =的直线,如图3-9所示。 图3-9 HL230型水轮机工作范围的初步检验3.1.5 水轮机吸出高s H 的计算在设计工况(s L Q r n r /932min,/69.64m ax 11=时,由水轮机综合特性曲线图可查得汽蚀系数为0.17,由此可求得水轮机的吸出高为: m m H s 070.13.52025.017.0(90013500.10-=+-= (不满足要求3.2 A630型水轮机方案主要参数的计算3.2.1 转轮直径1D 的计算r r rH H Q N D 1181.9=式中 =1(/950/9503.5233.208331查得由附表
11、s m s L Q mH kW N r r同时在附表1中查得水轮机模型在限制工况下的效率%0.90=M ,由此可初步假设水轮机在该工况的效率为88.5%。 将以上各值均代人上式得 m D 84.0885.03.5295.081.933.20832/31=选用与之接近而偏大的标准直径m D 9.01= 3.2.2效率修正值的计算由附表1查得HL220型水轮机在最优工况下模型的最高效率%7.94max =M ,模型转 轮的直径m D M 138.11=,则原型水轮机的最高效率max 可采用下式计算,即 %4.94944.084.0138.1947.01(11(15511max max =-=-=D
12、 D M M 考虑到制造工艺水平的情况取%11=;由于水轮机所应用的蜗壳和尾水管的型式与模型机基本相似,故认为02=;则效率修正值为:013.001.0947.0944.01m ax max -=-=-=M 由此得水轮机限制工况的效率为:887.0013.0900.0=-=+=M (与原来假定的数值近似3.2.3转速的计算110D H n n av =式中 11010n n n M += 由附表1查得在最优工况下的min /7210r n M =,同时由于: 03.00066.01907.0919.01maxmax 101=+-= (满足要求 3.3 三种方案比较分析为了便于分析比较,现将上述两种方案的有关参数列表如下:表3-5 水轮机方案参数对照表 从表中可以看出,两种不同的机型方案在同样水头下同时满足
