浅谈水轮机选型计算
张 彪
(南宁广发重工集团发电设备公司 广西 南宁 530031)
摘要：简单介绍了水轮机的形式、适用范围、特点、水轮机选型的步骤、蜗壳、尾水管的尺寸计算及调速设备和油压装置的选择方法。阐述水轮机各种机型特点及水轮机技术参数之间的相互关系。 关键词：水轮机选型、蜗壳、尾水管、进水阀门、调速器、油压装置
原则
选型计算的一般原则概括为以下几点：
①所选定的水轮机应有较高的效率。不仅要选择效率高的转轮型号，而且还要根据水轮机的模型综合曲线和真机工作特性曲线选择工作范围最好的转轮，以保证水轮机运行时有较高的工作效能；
②所选定的水轮机转轮直径应较小。较小的转轮直径将使机组获得较高的转速，从而缩小机组尺寸，降低机组造价。
③所选定的水轮机应有良好的汽蚀性能和工作稳定性(压力脉动小)。
④优先考虑套用已有型号转轮直径接近的机组。 内容
(1)、确定机组台数及单机容量 (2)、选择水轮机型式（型号）
(3)、确定水轮机参数D1、Q、n、Hs、ns、F、Z0、do。 (4)、绘制水轮机运转特性曲线
(5)、估算水轮机的外形尺寸、重量及价格、蜗壳、尾水管的形式、尺寸、调速器及油压装
置选择
(6)、根据选定水轮机型式和参数，结合水轮机在结构上、材料、运行等方面的要求，拟定
并向厂家提出制造任务书，最终由双方共同商定机组的技术条件，作为进一步设计的依据。
水轮机选型过程中，根据水电站所需要的开发方式、动能参数、水工建筑物布置等，并考虑已生产的水轮机的参数拟选若干方案进行技术经济的综合比较，最终确定水轮机的最佳型式与参数。 水轮机选型计算内容
1.确定单机容量及机组台数
根据DL5180-2003《水电枢纽工程等级划分及设计安全标准》的规定，水电站工程等别根据其在国民经济建设中的重要性，按照库容和装机容量划分为五等：
水电枢纽工程的分等指标
工程等别 一 二 三 四 五 水电站机组台数的选择一般是在装机容量已定的情况下进行的，选择的过程实际上是一个技术经济比较的过程，有时与水轮机型式的选择、甚至与水轮机主要参数的选择同时进行。 2.选择水轮机型式(型号)
(1)、根据《水轮机设计手册》,水轮机的分类和适用范围见下表(可逆式水轮机,在型式代号后增加汉语拼音字母”N” 表示)： 类型 水 轮 机 型 式 汉字 拼音 汉字 拼音 适用 特点 水头 工程规模 大（1）型 大（2）型 中 型 小（1）型 小（2）型 水库总库容(亿m3) ≥10 1~10 0.1~1 0.01~0.1 <0.01 装机容量MW ≥1200MW 1200～300 300～50 50～10 ＜10 混流式Francis HL 转桨式 Z D T Z 30~700 3~80 3~70 3~70 结构紧凑、运行稳定、范围广,效率高 用于中低水头,大流量电站 用于功率及水头变幅不大的电站 介于定桨与调桨之间 用于水头变幅大的电站, 轴流式Kplan 反 Z 定桨式 调桨式 击 转桨式 型 斜流式 Deriax X 定桨式 转桨式 贯流式 Bulb G 定桨式 冲 击 式 (2)、水轮机装置形式及引水室代号如下表：
主轴布置形式 汉字 拼音 汉字 明 槽 卧式 立式 混凝土蜗壳 W L 灯 泡 式 罐 式 红 吸 式 (3)、转轮型号含义示意图：
引水室型式与代号 拼音 M H P G X 汉字 轴 伸 式 竖 井 式 金属蜗壳 罐式引水室 有压明槽 拼音 Z S J G MY 水斗式Pelton 斜击式 Turgo 双击式 Banki CJ XJ SJ D 300~1700 用于负荷变化大而水头变化不大的电站 50~400 10~150 效率较低,适用于中小型电站 效率低,仅用于小型电站 40~200 D Z 2~25 用于低水头电站和潮汐电站 但工艺较复杂,技术要求高
混流式水轮机示意图：
轴流式水轮机示意图：
灯泡贯流式水轮机示意图：