7水輪機(jī) 選型設(shè)計(jì)ppt課件

三峽大學(xué)機(jī)械與動(dòng)力學(xué)院孫巧梅Email elita0411 Tel能源動(dòng)力系統(tǒng)及自動(dòng)化專業(yè)必修課程 水輪機(jī) 緒論 1 教學(xué)章節(jié) 水輪機(jī)的相似原理與模型試驗(yàn) 3 水輪機(jī)的空化與空蝕 4 反擊式水輪機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 5 沖擊式水輪機(jī) 6 水輪機(jī)的特性曲線與選型設(shè)計(jì) 7 第八章水輪機(jī)的特性曲線與選型設(shè)計(jì) 第八章水輪機(jī)的特性曲線與選型設(shè)計(jì) 水輪機(jī)選型設(shè)計(jì)是水電站設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要工作 它不僅包括水輪機(jī)型號(hào)的選擇和有關(guān)參數(shù)的確定 還應(yīng)認(rèn)真分析與選型設(shè)計(jì)有關(guān)的各種因素 如水輪發(fā)電機(jī)的制造 安裝 運(yùn)輸 運(yùn)行維護(hù) 電力用戶的要求以及水電站樞紐布置 土建施工 工期安排等 因此 在選型設(shè)計(jì)過程中應(yīng)廣泛征集水工 機(jī)電和施工等多方面的意見 列出可能的待選方案 進(jìn)行各方案之間的動(dòng)能經(jīng)濟(jì)比較和綜合分析 力求選出技術(shù)上先進(jìn)可靠 經(jīng)濟(jì)上合理的水輪機(jī) 第八章水輪機(jī)的特性曲線與選型設(shè)計(jì) 一 水輪機(jī)選型設(shè)計(jì)的內(nèi)容 要求及基本資料 確定單機(jī)容量及機(jī)組臺(tái)數(shù) 確定機(jī)型和裝置形式 確定水輪機(jī)的功率 轉(zhuǎn)輪直徑 同步轉(zhuǎn)速 吸出高度及安裝高程 軸向水推力 飛逸轉(zhuǎn)速等參數(shù) 對(duì)于沖擊式水輪機(jī) 還包括確定射流直徑與噴嘴數(shù)等 1 水輪機(jī)選型設(shè)計(jì)的內(nèi)容 第八章水輪機(jī)的特性曲線與選型設(shè)計(jì) 一 水輪機(jī)選型設(shè)計(jì)的內(nèi)容 要求及基本資料 繪制水輪機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)綜合特性曲線 確定蝸殼和尾水管的型式及尺寸 估算水輪機(jī)的外形尺寸 重量和價(jià)格 提出在特性或結(jié)構(gòu)上的某些特殊要求進(jìn)行設(shè)備投資總概算等 1 水輪機(jī)選型設(shè)計(jì)的內(nèi)容 第八章水輪機(jī)的特性曲線與選型設(shè)計(jì) 一 水輪機(jī)選型設(shè)計(jì)的內(nèi)容 要求及基本資料 2 水輪機(jī)選型設(shè)計(jì)的要求 第八章水輪機(jī)的特性曲線與選型設(shè)計(jì) 一 水輪機(jī)選型設(shè)計(jì)的內(nèi)容 要求及基本資料 樞紐資料 電力系統(tǒng)資料 水輪機(jī)設(shè)備產(chǎn)品技術(shù)資料 運(yùn)輸及安裝條件 3 水輪機(jī)選型設(shè)計(jì)的基本資料 第八章水輪機(jī)的特性曲線與選型設(shè)計(jì) 二 水輪機(jī)選型的基本方法 1 應(yīng)用統(tǒng)計(jì)資料選擇水輪機(jī) 2 按水輪機(jī)系列型譜選擇水輪機(jī) 3 用套用法選擇水輪機(jī) 第八章水輪機(jī)的特性曲線與選型設(shè)計(jì) 三 機(jī)組臺(tái)數(shù)及單機(jī)容量的選擇 1 成本因素 水電站總裝機(jī)容量等于機(jī)組臺(tái)數(shù)和單機(jī)容量的乘積 在總裝機(jī)容量確定的情況下 可以擬定出不同的機(jī)組臺(tái)數(shù)方案 當(dāng)機(jī)組臺(tái)數(shù)不同時(shí) 則單機(jī)容量不同 水輪機(jī)的轉(zhuǎn)輪直徑 轉(zhuǎn)速也就不同 有時(shí)甚至水輪機(jī)的型號(hào)也會(huì)改變 從而影響水電站的工程投資 運(yùn)行效率 運(yùn)行條件以及產(chǎn)品供應(yīng) 機(jī)組臺(tái)數(shù)的多少直接影響單機(jī)容量 而通常水輪機(jī) 發(fā)電機(jī) 調(diào)速器及變壓器的單位千瓦成本均隨機(jī)組的單機(jī)容量增加而降低 有的制造廠認(rèn)為當(dāng)機(jī)型一定時(shí) 水輪機(jī)的價(jià)格與單機(jī)容量的大致關(guān)系是 第八章水輪機(jī)的特性曲線與選型設(shè)計(jì) 三 機(jī)組臺(tái)數(shù)及單機(jī)容量的選擇 1 成本因素 第八章水輪機(jī)的特性曲線與選型設(shè)計(jì) 三 機(jī)組臺(tái)數(shù)及單機(jī)容量的選擇 2 運(yùn)行效率因素 機(jī)組臺(tái)數(shù)不同時(shí)電廠效率特性 第八章水輪機(jī)的特性曲線與選型設(shè)計(jì) 三 機(jī)組臺(tái)數(shù)及單機(jī)容量的選擇 3 運(yùn)行維護(hù)因素 機(jī)組臺(tái)數(shù)較多時(shí) 其優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)行方式靈活 發(fā)生事故時(shí)對(duì)電站及所在系統(tǒng)的影響較小 檢修也容易安排 但臺(tái)數(shù)較多時(shí) 運(yùn)行人員增加 運(yùn)行用的材料 消耗品增加 因而運(yùn)行費(fèi)用較高 同時(shí) 較多的設(shè)備與較頻繁的開停機(jī)會(huì)使整個(gè)電站的事故發(fā)生率上升 第八章水輪機(jī)的特性曲線與選型設(shè)計(jì) 三 機(jī)組臺(tái)數(shù)及單機(jī)容量的選擇 4 電廠主接線因素 由于水電廠水輪發(fā)電機(jī)組常采用擴(kuò)大單元接線方式 故機(jī)組臺(tái)數(shù)多采用偶數(shù) 對(duì)于裝置大型機(jī)組的水電廠 由于主變壓器的最大容量受到限制 常采用單元接線方式 因此機(jī)組臺(tái)數(shù)的選擇不必受偶數(shù)的限制 第八章水輪機(jī)的特性曲線與選型設(shè)計(jì) 三 機(jī)組臺(tái)數(shù)及單機(jī)容量的選擇 5 電力系統(tǒng)因素 對(duì)于占電力系統(tǒng)容量比重較大的水電廠及大型機(jī)組 發(fā)生事故時(shí)對(duì)電力系統(tǒng)的影響較大 考慮到電力系統(tǒng)中備用容量的設(shè)置及電力系統(tǒng)的安全性 在確定臺(tái)數(shù)時(shí) 單機(jī)容量不應(yīng)大于系統(tǒng)的備用容量 即使在容量較小的電網(wǎng)中 單機(jī)容量也不宜超過系統(tǒng)容量的10 15 第八章水輪機(jī)的特性曲線與選型設(shè)計(jì) 三 機(jī)組臺(tái)數(shù)及單機(jī)容量的選擇 6 設(shè)備制造 運(yùn)輸及安裝因素 機(jī)組臺(tái)數(shù)增加時(shí) 水輪機(jī)和發(fā)電機(jī)的單機(jī)容量減小 則機(jī)組的尺寸小 制造 運(yùn)輸及現(xiàn)場(chǎng)安裝都較容易 反之 臺(tái)數(shù)減小則機(jī)組尺寸增大 機(jī)組的制造 運(yùn)輸和安裝的難度也相應(yīng)加大 因此 最大單機(jī)容量的選擇要考慮制造廠家的加工水平及設(shè)備的運(yùn)輸 安裝條件 此外 從發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的機(jī)械強(qiáng)度方面考慮 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的直徑必須限制在轉(zhuǎn)子最大線速度的允許值之內(nèi) 機(jī)組的最大容量有時(shí)也會(huì)因此受到限制 第八章水輪機(jī)的特性曲線與選型設(shè)計(jì) 四 水輪機(jī)型號(hào)及裝置方式的選擇 1 型號(hào)選擇 第八章水輪機(jī)的特性曲線與選型設(shè)計(jì) 四 水輪機(jī)型號(hào)及裝置方式的選擇 1 型號(hào)選擇 第八章水輪機(jī)的特性曲線與選型設(shè)計(jì) 四 水輪機(jī)型號(hào)及裝置方式的選擇 2 裝置方式 在大中型水電站中 其水輪發(fā)電機(jī)組的尺寸一般較大 安裝高程也較低 因此其裝置方式多采用豎軸式 即水輪機(jī)軸和發(fā)電機(jī)軸在同一鉛垂線上 并通過法蘭盤聯(lián)接 這樣使發(fā)電機(jī)的安裝位置較高不易受潮 機(jī)組的傳動(dòng)效率較高 而且水電站廠房的面積較小 設(shè)備布置較方便 對(duì)機(jī)組轉(zhuǎn)輪直徑小于1m 吸出高度為正值的水輪機(jī) 常采用臥軸裝置 以降廠房高度 而且臥式機(jī)組的安裝 檢修及運(yùn)行維護(hù)也較方便 第八章水輪機(jī)的特性曲線與選型設(shè)計(jì) 五 反擊式水輪機(jī)的主要參數(shù)選擇 1 轉(zhuǎn)輪直徑D1的計(jì)算 2 轉(zhuǎn)速n的計(jì)算 第八章水輪機(jī)的特性曲線與選型設(shè)計(jì) 五 反擊式水輪機(jī)的主要參數(shù)選擇 3 檢驗(yàn)水輪機(jī)的工作范圍 水輪機(jī)實(shí)際運(yùn)行區(qū)域的檢驗(yàn) 水輪機(jī)實(shí)際運(yùn)行區(qū)域的檢驗(yàn)是指最大水頭和最小水頭求得的模型單位轉(zhuǎn)速 繪在模型綜合特性曲線上 以檢驗(yàn)水輪機(jī)運(yùn)行區(qū)域的效率高低 檢驗(yàn)水輪機(jī)的設(shè)計(jì)單位流量 第八章水輪機(jī)的特性曲線與選型設(shè)計(jì) 五 反擊式水輪機(jī)的主要參數(shù)選擇 4 水輪機(jī)最大允許吸出高度Hs的計(jì)算 第八章水輪機(jī)的特性曲線與選型設(shè)計(jì) 五 反擊式水輪機(jī)的主要參數(shù)選擇 5 飛逸轉(zhuǎn)速的計(jì)算 第八章水輪機(jī)的特性曲線與選型設(shè)計(jì) 六 水輪機(jī)選型算例 第八章水輪機(jī)的特性曲線與選型設(shè)計(jì) 六 水輪機(jī)選型算例 第八章水輪機(jī)的特性曲線與選型設(shè)計(jì) 六 水輪機(jī)選型算例 第八章水輪機(jī)的特性曲線與選型設(shè)計(jì) 六 水輪機(jī)選型算例 第八章水輪機(jī)的特性曲線與選型設(shè)計(jì) 六 水輪機(jī)選型算