《调保计算》由会员分享，可在线阅读，更多相关《调保计算（18页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1摘要通过水轮机调节课程的学习，明确调保计算的任务，就是电站在运行过程中，常会由于各种事故，机组突然与系统解列，从而造成甩负荷。在甩负荷时，由于导叶迅速关闭，水轮机的流量会急剧变化，因此在水轮机过水系统内会产生水击，调节保证计算就是在初步选定设计阶段计算出上述过程中最大的转速上升及最大的压力上升值maxc。调节保证计算一般应对两个工况进行，即计算额定水头和最大水头下甩全负荷的压力上升和转速上升，并取其大者。最终选定一个合理的 ，作为该电站的导叶关闭时间。Through turbine regulating course of study, clear the computing task, i
2、s the power station in the process of running, often due to accidents, suddenly and system solution, resulting in load rejection. During load rejection, because the guide vane quickly closed, turbine flow will change sharply, so the turbine will generate water hammer for water system, adjusting guar
3、antee calculation is in preliminary design phase to calculate the above selected maximum speed rises and the maximum stress in the process of appreciation. Regulation guarantee calculation generally deal with the two conditions, namely the full load shedding is calculated under rated head and the ma
4、ximum water head of pressure rise and speed up, and take its head. Finally selected a reasonable, as the guide vane closing time of the hydropower station. 关键词:水轮机调节 调节保证计算 甩负荷 转速上升 压力上升2引言由于很多水电站的导叶关闭时间和关闭方式存在一些不合理，导致压力钢管爆破的灾难性事故。因此导叶关闭时间的设计是十分重要的，所以我们应该十分严谨的进行调节保证计算。调节保证计算的目的:正确合理解决导叶的启闭时间，水锤压力和机组
5、转速上升值三者间的关系，选择适当的导叶启闭时间和方式，使水锤压力和转速上升值在经济合理的允许范围内。改善水击造成的大波动过渡过程的措施:限制水击压力升高与限制机组转速升高的要求是互相制约的，矛盾的焦点是导叶的关闭时间。在某些情况下可以找出能使两方面的要求同时满足的，在另一些情况下则必须采取一些措施才能满足要求。1） 增加机组的2） 设置调压室3） 装设调压阀4） 改变导叶关闭规律3任务与分析 本课程设计的主要目的是为了巩固课本上的理论知识，加强我们的动手能力。在调节保证计算时，多选几组导叶关闭时间，并把压力和转速上升值进行分析计算，最终得到一张Excel数据表，用国家标准去选择合理的。针对不同
6、水电站的建设条件的不尽相同，进行调节保证计算时必须做到准确合理，方能达到工程设计和运行管理提供技术依据之目的。4文家水电站基本资料4.1基本资料4.1.1单机容量 p=127.4MW 4.1.2电站引水系统 该水电站为单管单机引水方式。 l =232.5m d=4.5m 水击波速:a=1338m/s4.1.3电站设计参数 引用流量: =101.92 额定水头: =145.7m 最大水头: =155m 最小水头: =141m4.1.4水轮机参数 型号:HL-160/A46-LJ-380 额定出力: =149.822MW 额定转速: =214.3r/min 水轮机额定流量: =98.73 最大水头
7、额定出力时水轮机工作流量: =90.55 单位飞逸转速: =400.69r/min 吸出高度: =-0.17m 最小水头下发额定出力水轮机导叶开度:=296.1mm 额定水头下发额定出力水轮机导叶开度:=279.3m 最大水头下发额定出力水轮机导叶开度:=266m4.1.5发电机参数 型号: SF-127-28/877.5 额定出力: =131.34MW 额定转速: =214.3r/min 飞轮力矩: =109499.814.1.6蜗壳参数 =12.44m =0.669 4.1.7尾水管参数 =21.85m =1.058 5调节保证计算5.1调节保证计算的标准 在调整保证计算中，根据DL/T5
8、18-2004，压力升高、转速升高和尾水管真空值都不能超过允许值。5.1.1调节保证计算转速的标准 甩负荷过程机组转速上升率为:式中： 为甩负荷前机组的转速，；是甩负荷过程中产生的最大转速，。DL/T518-2004中规定机组甩负荷时最大转速上升率在一般情况下不大于50%，大于此值要论证。5.1.2调节保证计算压力的标准 甩负荷过程中最大压力上升率为:式中：为甩负荷过程中产生的最大压力，m；为甩负荷前水电站静水头，m。规范中规定当机组甩全负荷时，蜗壳允许的最大压力上升率maxc一般不应超过表1-1的数值。电站额定水头（m）300（可逆机）maxc70%100%50%70%50%30% 25%3
9、0%25% 30% 表1-1 最大压力升高限值表本电站的额定水头为145.7m,所以maxc选取25%30%。5.1.3调节保证计算尾水管真空值的标准 尾水管的真空值不大于0.08MPa 5.2调节保证计算的有关参数5.2.1蜗壳参数=12.44m =0.669 5.2.2尾水管参数=21.85m =1.058 5.2.3压力管道参数=232.5m =14.6195.2.4和的计算 =16.346=1613.8085（额定水头） =6.049m/s =16.346=1480.1008（最大水头） =5.5478m/s5.2.5水击波速 a=1338m/s5.2.6压力管道水力损失 由谢柴-曼宁
10、得： 其中：C谢柴系数 J水力梯度 式中：n糙率 n=0.012 R水力半径 R=4.5/4 沿程阻力 V压力钢管内流速 得 算出=1.1035m（额定水头） 算出=0.9264m（最大水头） 由 算出=146.8035m（额定水头） 算出=155.9264m（最大水头）5.3初定导叶的直线关闭时间或关闭规律 导叶的直线关闭时间一般取5-10s，对大容量机组可到15s。导叶的直线关闭时间是指接力器从全开位置按照等速关闭至全关的时间，接力器全开位置对应导叶最大可能开度。近似计算时也可取额定水头下，机组发额定出力时的设计开度。此时，对于最大水头机组甩全负荷时的关闭时间，式中分别为最大水头和额定水头
11、下带额定负荷时导叶的开度。5.4判断水击类型s由于采用的导叶直线关闭时间均大于，发生间接水击。对于甩全负荷，则1.5，故最大水击出现在末相。5.5以额定水头计算水击压力上升5.5.1管道特征系数的计算1）当=5s时=4.7163s 式中：额定水头下发额定出力水轮机导叶开度:=279.3mm 最小水头下发额定出力水轮机导叶开度:=296.1mm=0.2378式中：重力加速度 设计水头=146.8035m =16.346=1613.8085 2）当=5.5s时=5.1879s=3） 当=6s时=5.6596s=4）的计算=式中：平均流速，（=6.049m/s）； 水击波速，=1338m/s。代入计
12、算得=2.8128m5.5.2最大压力上升计算对于末相水击采用下式计算：1）当=5s时；=0.2378，代入公式0.26992）当=5.5s时；=0.2162，代入公式=0.24243）当=6s时；=0.1982，代入公式=0.2200通过上面计算得出的还要修正：，其中对于混流式水轮机取1.2，对轴流式水轮机取1.4。修正后的分别为0.3239、0.2909、0.2645.5.3特征点处水击压力上升计算1）当=5s时压力水管末端最大压力升高：0.2897m蜗壳末端最大压力升高：=0.303=44.4762m尾水管最大压降：=0.021=3.078m2）当=5.5s时压力水管末端最大压力升高：0
13、.2602m蜗壳末端最大压力升高：=0.2721=39.9428m尾水管最大压降：=0.0188=2.7643m3）当=6s时压力水管末端最大压力升高：0.2361m蜗壳末端最大压力升高：=0.2469=36.2481m尾水管最大压降：=0.0171=2.5086m由标准知在25%30%，故只有5.5和6s满足标准5.5.4尾水管的真空值的计算1） 当=5s时 =4.8413m 式中:尾水管进口流速；=8.7055m/s 吸出高度；=-0.17m2）当=5.5s时 =4.5276m3）当=6s时 =4.2719m由标准知尾水管的真空不大于0.08MPa，故应不大于8m，所以=5,5.5,6s都满足。5.5.5以额定水头计算最大转速上升最大转速上升的计算用近似公式：式中：=（为发电机飞轮力矩，得=107410。代入计算得=10.4908s=0.2+0.0210.4908=0.4098s式中：=4%1）当=5s时=1+0.238=1.2378=0.2785=1.8129=0.7448因此：=0.21352）当=5.5s时和当=6s时计算方法和上面一样，分别为0.224、0.2341。修正：，代入计算得分别为0.2349、0.2464、0.2575。由此可见，当=5、5.5、6s时都满足标准。5.5.6选取合理综上所述，既要满足压力上升率标准又要满足转速上升率的标准还要
