水轮机选型计算(4)

2020-03-26 20:27

Q11?QD12H?3.48Zo?(do2) D1 水轮机效率修正

D2 混流式和定桨式水轮机效率修正: ???(1??max)(1?51M)

3D1T 转桨式水轮机效率修正:???(1??max)[0.3?0.75式中: ηmax—模型最高效率;

DM、DT—模型、真机转轮直径,m; Hm、H—模型机试验水头、真机水头,m。

对于混流式和定桨式水轮机,η=ηM+△η;

对于转桨水轮机:转桨式水轮机轮叶转角不同时,最高效率也不一样,为简化计算,各个转

角取等修正值△η。

2.3在进行选型计算时,选取符合条件的模型曲线,按单位流量大的模型为优先计算,得出水轮机型号、直径、转速、效率等进行对比。采用Excel表格进行简单的计算、比较、确定直径等工作非常方便,对减少工作的时间,提高工作效率有一定的帮助。水轮机选型参数计算过程,若采用手工计算,非常繁复、费时费力、工作效率较低。在此通过Excel中的公式编辑进行选型计算,填入相应已知参数:水头、发电机出力、发电机预估效率等,即可快速得出计算结果,较手工计算更为方便。在手上无水轮机选型电算软件的情况下,能比较好的提高工作效率;同时对于编制、整理、查找模型曲线数据有一定帮助(此表格根据水利网“不惑驹水轮机选型”稍做修改)。

在水轮机选型中注意如下几点:

(1).选择各曲线的模型最优点流量及1.05~1.1倍模型最优点流量做为试算的流量范围; (2).选择模型最优点单位转速及“最优点单位转速±(5~10)”做为试算的单位转速范围; (3).通过计算比较,找出在符合条件的模型曲线中额定转速较高、转轮直径较小、效率较高的水轮机模型曲线做为最优选;

(4)将不符合水头段的模型曲线型号剃除。

(5).考虑按标准直径系列选择转轮直径;考虑已制造的相同型号、相近转轮直径的借用。

D1MD1T10HM] HT水轮机选型算例如下:已知Nf=4000KW,ηf=0.96;水头分别为:100米,96米,93米,90米;进行选型计算。

4.估算水轮机运输重量、蜗壳、尾水管尺寸、调速器及油压装置的选择。 (1)水轮机重量计算

不包括调速器、油压装置和其他附近属设备的水轮机重量近似按下面经验公式计算:

G=KD1aHb (吨)

式中: K、b—与水头有关的系数;

a—与直径D1有关的系数。 转桨式 混流式 水头 <80 30~200 >200 直径 1.8~6.5 6.5~11.3 1.4~7.5 7.5~10 10.71111 a 2.14 5?(6.5?D1)0.055?(7.5?D1)0.15?(7.5?D1)0.05b 0.4 0.16 0.2 K 2.45 8.1 6.6 M=HmaxD13Qi' 带蜗壳混流机 Gs=KD1aHb 金属蜗壳重量 Gw=M/(2.5-0.0528LnM) d-轮毂比 Qi’-单位流量 转桨式转轮重量 GZZ=1.4dHmax0.1D12.6 混流式转轮重量 GHL=(0.5+0.025(10-D1))D13 (2)蜗壳外形计算

金属蜗壳采用钢板焊接,蜗壳断面为圆形,当蜗壳尾部用圆断面不能和座环蝶形边相连接时,采用椭圆形断面,蜗壳的包角一般为345度。

混凝土蜗壳常用于低水头、大流量机组,为了缩小厂房尺寸,一般采用较小的包角φ°,包角通常为?°=180~270°,其中180°包角较常用。

连接蜗壳的座环有两种:一种是带蝶形边座环;一种是无蝶形边座环。采用带蝶形边座环时,其锥角为55度。

根据《水轮机设计手册》中蜗壳水利计算公式,及《水轮机》中的座环尺寸设计值初定。蜗壳的分节数见下表: 转轮直径D1(米) 金属蜗壳分节数 各节角度 混凝土蜗壳包角与水头关系 ≤2 2~3.3 3.3~4.5 4.5~6.5 混凝土蜗壳设计时角度可按下表范围选择: m≤n γ=20~35° m>n γ=10~20° n=0 γ=10~15° δ=0 ?≤180 <20 20~23 23~28 28~35 15 13~15 10~14 7~13 水头H <25 25~40 蜗壳包角 135~225 225~270 一般情况下最小包角为180° 蜗壳横向总宽B值 ? =200~225 ? >225 δ=20~30°一般取30° B=Rb+0.95D1 B=Rb+1.1D1 按具体条件定 蜗壳如设有支墩,则支墩出水边至机组中心线的距离应保持L>1.3D1。


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