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1、6机电及金属结6机电及金属结构6.1水力机械 6.1.1主要执行的设计规范和标准(1)水力发电厂机电设计规范DL/T5186 个、(2)水轮机基本技术条件 GB/T5468X 1(3)水轮机通流部件GB/T109697-(4)反击式水轮机空蚀评定 GB/T15469(5)水力发电厂自动化设计技术规程DL/T5081(6)水轮机调速器与油压装置技术条件GB/T9652(7)水力发电厂水力机械辅助设备系统设计技术规定DL/5066(8)水轮发电机基本技术条件 GB/T78946.1.2电站概况及主要技术参数2杪家庄水电站位于陕西省汉中市佛坪县西岔河镇，坝址位于李家河坝上 游约333800m的猫儿梁
2、，上距佛坪县城约12km,坝址以上集雨面积486.0km,占全流域面3的83%。厂房位于坝址下游约2.6km的杪家庄村左岸滩地，厂址处集雨面积514kme杪家庄水电站水库正常蓄水位 705.00m,水库死水位692.00m,正常蓄水的库容648万m,死水位下的库容209万m,相应调节库容439万m,为周调节 水电站，坝址处天然多年平均流量6.91m/s,水电站总装机容量8MW,多年年平均发电量2219万kw.h,年运行小时数2774h。杪家庄水电站为引水式水电站，电站枢纽主要由拦河坝、岸塔式进水口、压引水隧洞、调压井、压力管道、发电厂房、升压站及尾水建筑物等部分组成。地面式厂房布置在河道左岸、
3、进厂交通主要由河流左岸进厂区的道路进入安装问35kV升压开关站布置在厂房大门右前方的平台上，厂房内安装二台立式混流水轮 发电机组，主厂房下游侧设尾水闸门等建筑物。根樨水能计算成果，水电站的主要技术参数如下:(1)电站水头最大水头58.00 m6-151.60 m最小水头152.70 m35.60m加权平均水头50.40 m设计水头 额定水头(2)发电效益8000kW电站装机容量 电站装机台数2774h装机利用小时年平均电量2219 万 kWh电站保证出力821kW较优的电站设计引用流量(3)泥沙特征多年平均含沙量6.1.3水轮机型式选择根据水能资料，本电站水头范围在Q=18m/s0.26kg/
4、m335.658m之间，计算本电站水轮机比转速为225 (m.kw),适合此水头段的水轮机为混流式水轮机。6.1.4水轮机机型选择HLA616 ,1)经初步选择适用于本电站的混流式转轮主要有HLA260 , HLA551 ,JF3001,HLD267 等。各型转轮模型技术参数见表 6-1-16-2水头最优工况限制工况Q1100,ns转4L/s 0 0 m.kwnR-s r椅n型参数表表范围mn11r/minQ11。/L/6.1.1-平 %CT P50 8070转轮108090.00.12115089.02610.14133型号40 7079.3132693.20.095132689.6270.
5、50.114147.240 7580.1127693.130.07127688265.70.095144.7HL22U5011073.11190930.062134086.52320.11344090 HLA55791094.580.09110091.52260.11155HLA616JF3001HLD267从上述列表的转轮模型参数经计算结果得知本电站水轮发电机在4000kw出力时，各型转轮运行情况如下：计算各转轮在本工程使用的结果如下：HL220:转轮直径为1.15m,转速为428.6r/min,额定效率90%,最高效率 90%,吸出高度为0.87m。HLA551:转轮直径为1.05m,转速
6、为600r/min,额定效率91.5%,最高 效率92%,吸出高度为0.70m。HLA616:转轮直径为1.05m,转速为600r/min,额定效率89.7%,最高 效率91.3%,吸出高度为2.12m。JF3001:转轮直径为1.10m,转速为500r/min,额定效率92.0%,最高 效率92.5%,吸出高度为0.58m。HLD267:转轮直径为1.12m,转速为500r/min,额定效率93.4%,最高效94%,吸出高度0.41m。2）动能经济指标比较：由于HL220转轮直径较大1.15m,额定转速低，水轮机效率最低、安装 高程低，所以不予推荐该转轮。HLA551转轮和HLA616转轮应
7、用在本电站计算转轮直径适中 1.05m,额 定转速较6-3高，安装高程较高，但在本电站使用由于偏离高效区，所以水轮机效率低，所以 暂不推荐该两型号。JF3001转轮和HLD267转轮应用在本电站计算转轮直径适中 1.10m和1.12m,额定转速500r/min,安装高程适中，水轮机效率较高，所以本阶段以该两转轮作为 比选方案进行综合比较。从水轮机的性能上：两转轮的汽蚀系数相差不多，HLD267水轮机安装高比JF3001水轮机低0.17m,由于两转轮过流能力基本相同，所以转轮计算直径基本1)相同，转速同为500r/min,所以两型号机组的投资也基本相同。从经济上：HLD267转轮最高效率比JF3
8、001转轮最高效率要高1.5%,且量比JF3001转轮多36万KW.h,所以HLD267水轮机具有比JF3001水轮机较高的效益。从运行稳定上：HLD267转轮与JF3001转轮虽然都作为一种新型转轮， 但因其能量、汽蚀特性好，特别HLD267水轮机在宽广的水头范围具备良好的变水头适性，良好的水力稳定性，无涡运行区宽广，良好的综合能量性能，较大的出力裕度，较高的运行加权平均效率都要比 JF3001水轮机好、所以目前国内很多电站普遍使用HLD267水轮机，若本电站采用，属套用机组，水轮机生产厂家制作经验熟，而管理、运行、检修方便，。综上所述，本阶段设计推荐选择 HLD267-LJ-112水轮机，
9、待机组招标后能量指标及稳定性较优的水轮机。HLD267转轮运转特性曲线见图 6.1.16-4富SIS三8目8自i谖Zh搭寄VEI 三马沿3哼S事S.SS一、一二 ,6.1.5机组台数比选6-5本阶段就总装机8000kW方案进行装机台数比较。根据本电站的枢纽布置和水机组1 能参数，本B、安小心 ,亍数 段单比选 以位/三要技术参数比较表 LD276模型转峪，作为”方案I、米什加 用 土甫珏夫余跖的心表 6.1.1-2表机型重点进行二、三台机装 方案n冬佃竹甲主6112几台数1/VC J u11/ U*2R 1 口:U.l. 1 2-U2667 M仝HLD267-LJ-112 &HLD267-WJ
10、-87r .t-t=tZ之m24.89.74 T 、发隹 t土机型号37.125力 T!?R给量Sf 259263功率因专次CO0+ 20力兀H轮力矩GD2 0+ 50嗷生Wh机重量22192174万kWh州造价+45011/温备价差0+ 104m仁丽由小a31.00 11.00 20.36名价至42.00 9.50 17.50二匚攵Q汉力兀笆|川左2275不匚rh台口-2315力兀42tL旺0+74牛电能差主要机电设备投资差价主厂房尺寸（长侬X高）土建投资投资合计差价6-6注：上表中的价格仅为机组台数比选用的估价。1 .枢纽布置及投资三台装机方案水轮发电机组及主要辅助设备总投资较二台装机方案
11、增加约70万元；三台装机方案发电厂房土建投资较二台装机方案增加约70万元。所以二台装机方案较优，三台装机方案的厂房长度比二台装机方案的厂房长度增加了9m,这样同时也将减少了部分河道的行洪宽度，对防洪相对不利。2 .水轮发电机组设计、制造角度结合目前国内已建或在建的中型水电机组设计、制造现状，两个不同装机台数方案的水轮发电机组设计、制造难度相差均不大，均不存在问题。3 .机组运行及维护角度本电站在系统中以发电为主，二、三台装机方案均能适应运行要求；运行维护工作量三台机要比二台机大。4 .机组运输安装二台和三台装机方案转轮直径均不大，机电重大件运输不存在问题，但二台机在施工上比三台机简单些、二台机的安装期也比三台机要短。5 .从机组稳定性角度两台机和三台机的运行工况点均处于良好的运行区域，有利于减少叶片正背面脱流；另一方面由于运行工况点所处的高效率区较宽，还有利于保证机组的稳定运 行和减少机组运行时所发生的振动和噪音。因此，两台、三台机的运行稳定性均无 问题。综上所述，明显二台机方案较三台机方案好，结合枢纽布置情况，本阶段推荐二台机方案。6.1.6 水轮机安装高程的确定
