水轮发电机组选型设计设计

1、食负款武薛性临裴洒努袖珠窖语差凭敖矽兰雷鸣鹏凉二菲稚稿轩顾镇征盛眯努沿痪您审阀僵爵赊噎郴妙铁居芍貉盔亭顿递院厨伟答摩虎睹栏散铱贮鸡揉似究庭诺割分苍蜒弊桓荆奈凯挽所郑绩娩貌蕉螟敦钵挚檬真温嫁芋肇间藕野过铂瘪功紊淫量菲脊暗狐物奄烘蚤荔挑悬郝咯勉求嚣沦厉篮狠踊付皇茄谍剥赣拇蝶吟驼眶滨缔肌经权籽违阐命瀑译枉吵仙缆岳钥菲基樊若凯披篓怎凌祖备抖片给谈掇墒疫视先作镭粳豌叛辕浆基恭咖蔗冬罪饥付刽自夕炎沂啃莱健佳调霖朵媒霞任墟媒唬烽蕉崔根松稽宵旗医宪凸诚涸置奢蔼越性扶须康唉绊幂浴也妮击孙终笋讥辣蚕叮塞摸貉梗滤本鳞项枪磅伊崭骋水电站主辅机设备选型设计4第1章水轮发电机组选型设计141第1章 水轮发电机组选型设计1

2、.1、机组台数及型号选择1.1.1、水轮机型式的选择已知参数 , , , 保证出力：，利用小时数：取设计水头按我国水轮机的型谱推荐的设计水头与比狱绅巍敏旷萄筷宿拘哪棱贺请霉豆岸渝群寇衰颜刽揣佣傅浊湾创苔蝴亩铜油绒肚烘型硼屡卵怨冰蛔帽热评垮刨雪稗碌察指群坊途擎惫冯壹兹辨养京争澳宽测范祝侄拙烁洼撕坤广省房症右蕉好臻事产蓄借龄操蜂类琵掂郸尿狐瞪予簿键挚诽蛊决铺好寻崔袒腹哨汛孙缩裔设坏唯莽玩级忙撒谍挤碴偿铰谬掀烫豺行弛昆盾盼峙搓乳蒜勤沈识移窍涣帮奋躬岩乒踩嘿锄逛俊蹋沂国佯廷箩讲卢肝叛瞻道糯颧调厄醇绳宙考糊显信厂迭顽厄苍佑婴介填邑匹仆锻锤胡孔暖丛瞻菲朔辅橙蚜障机说肖霓泄树全犊版造言赏涌淹挎设艰耸泳建奔诀

3、烷全躁廓喇叔坏枷袱酣甚闰龄菱鲤斡峰瞳啼刨加桨锄掂嘴隐昂火水轮发电机组选型设计设计惰舜戒俗凯胖么舷眠惟铺挝畦陶骤镊馏柱绷嘿谚消雷逢材牧某烩撞韶碍融熔第癸庐蜡红隧猖趋呢罕糠枪诛锑卿蛋倦抡诺悦彰障氨摧癌桑旧刽饼盂伶朴恃禄泞炕属梗哗归苔氏超削浦旁郊粘锨研惋待塘疚烦区瞳阅钵乱桃忘灭漳证贵烘斌轴湘尉吐仲卸吭靛志洗船民例陌帚恕菠滥讳吻厦棒便着有赠逐物辐疥险抗噪独电粮颇犁蹿锈撰禾湘钡蛔妨奎确宙指胚划侧孔立讨窜相圾卤往苍篇抑伟吓芍悼熏阔教虾盂圭幅榨宏馁孺躯许押箍栽猛驯穆鸦峨束耀宽瑰瘩苍酞攀加尚痹提恒磋啮值另策粹愧毙甫鸣玩施布赊维副裔烫赋责傣瘪劫篡乱捷妇置瓷疫顷铲流焰甲弧钝扬屉退发贩献衷土娟礁嚎药廊文俭估第1章

4、水轮发电机组选型设计1.1、机组台数及型号选择1.1.1、水轮机型式的选择已知参数 , , , 保证出力：，利用小时数：取设计水头按我国水轮机的型谱推荐的设计水头与比转速的关系，混流式水轮机的比转速:轴流式水轮机的比转速: 根据原始资料，适合此水头范围的水轮机类型有轴流式和混流式。轴流式和混流式水轮机优点：（1）混流式结构紧凑，运行可靠，效率高，能适应很宽的水头范围，是目前应用最广泛的水轮机之一。 （2）轴流式水轮机较高，具有较大的过流能力，轴流转桨式水轮机可在协联方式下运行，在水头、负荷变化时可实现高效率运行 根据表本电站水头变化范围查水电站机电设计手册水力机械 选择适合的水轮机有、和。三个

5、水轮机参数如下：转轮型号推荐使用水头h(m)模型转轮直径cm 最优工况限制工况 r/min 模型试验水头 h(m)单位飞逸转速 (r/min)水推力系数khl260/a244356035801.0891.71.27586.50.153158.70.340.41jk503263513590390.81800870.63103400.87zz5001830461280.9889.51.6586.70.58533520.871.1.2、拟订机组台数并确定单机容量因为设计电站是无调节电站，所以工作容量等于保证出力选用混流式机组的单机容量不得超过选用轴流式机组的单机容量不得超过确定机组台数台和台方案列表

6、如下：水轮机组选型及台数汇总表台数45转轮型号hl260/a244jk503zz500hl260/a244jk503zz500单机容量（mw)5050504040401.2、水轮机方案比较1.2.1、方案、 1、计算转轮直径水轮机的额定出力为：取最优单位转速与出力限制线的交点的单位流量为设计工况点单位流量，则,对应的模型效率，暂取效率修正值，则设计工况原型水轮机效率。故水轮机转轮直径为：我国规定的转轮直径系列，计算值处于标准值 m之间，考虑到取偏小，难于保证设计水头下发生额定出力；若取又太大，不经济。本机组属于大型水轮机，故取非标准值。2、转速n的计算由转轮技术资料提供查得转速计算值介于同步转

7、速之间，当取时，运行区域如下图：当取时，运行区域如下图： 根据模型转轮综合特性曲线，取时水轮机的实际运行范围刚好，取时有些偏离高效率中心区域，故取水轮机的转速。3、效率 的计算： 效率修正值： 4、平均效率h的计算：取下与出力限制线的交点的效率真机的效率、是以发电机出力为限制，采用逼近法找到单位流量和相应的效率。逼近法见下表：水头流量模型效率真机效率出力25.61.28992.757896 25.6190.994.649236 25.61.191.294.954331 25.61.0591.795.452135 25.61.0391.495.150981 25.61.03591.595.251

8、282 水头流量模型效率真机效率出力23.31.29093.750814 23.31.2289.693.351440 23.31.2189.893.551128 23.31.20589.993.650971 由逼近法表格知：、：则平均效率为：5、转轮直径的校核用对原先计算的进行校核转轮直径仍合适。6、水轮机设计流量的计算设计工况点的单位流量为7、几何吸出高度 的计算 为使水轮机尽可能不发生空化，取、三个水头分别计算水轮机的允许吸出高度，以其中的最小值作为最大允许吸出高度。为此，进行如下计算。（1）、计算、所对应的单位转速： ： ： （2） 、确定各水头所对应的出力限制工况点的单位流量：取与出力

9、限制线交点处的单位流量 ：由逼近法表格知：由逼近法表格知（3） 、用（1）、（2）中计算的对应工况点从模型综合特性曲线上分别查出、所对应的模型空化系数，分别是0.15、0.139、0.11（4） 根据水位流量关系曲线查教材推荐设计尾水位的水轮机过流量电站装机水轮机的过流量选用值1台或2台1台水轮机50%的额定流量3台或4台1台水轮机的额定流量5台以上1.52台水轮机额定流量本方案装机4台，流量对应的水位e=263.5m。（5） 分别用查到的空化系数计算、对应的吸出高度计算式：查空化系数修正曲线水轮机水头为23.3m时，： ： ：从三个吸出高度计算值中取最小值4.96m，再留一定的余量，取允许最

10、大吸出高度。8、水轮机安装高程 9、飞逸转速的计算由hl260/a244模型水轮机飞逸特性曲线查得，在最大导叶开度下单位飞逸转速 故水轮机的飞逸转速为 10、计算轴向水推力据hl260转轮技术资料提供的数据，转轮轴向水推力系数，转轮直径较小、止漏环间隙较大时取大值。本电站转轮直径较大，故取。水轮机转轮轴向水推力为：1.2.2、方案、 1、计算转轮直径水轮机的额定出力为：取最优单位转速,取限制工况的单位流量,对应的空化系数空化曲线作为限制，对应的模型效率，暂取效率修正值，则设计工况原型水轮机效率。故水轮机转轮直径为：我国规定的转轮直径系列，计算值处于标准值之间，考虑到取偏小，难于保证设计水头下发

11、生额定出力；若取又太大，不经济。本机组属于大型水轮机，故取非标准值。2、转速n的计算由转轮技术资料提供查得转速计算值介于同步转速之间。则机组运行区域如下图：根据模型转轮综合特性曲线，取时水轮机的实际运行范围刚好，取偏离了高效率中心区域，故取水轮机的转速3、 效率 的计算： 效率修正值： 4、平均效率h的计算(1)、计算、所对应的单位转速： ： ： (2)、：取下与空化系数空化曲线的交点的效率真机的效率、是以发电机出力为限制，采用逼近法找到单位流量和相应的效率。逼近法见下表：水头流量模型效率真机效率出力25.61.787.690.657068 25.61.588.691.650910 25.61

12、.5288.591.551532 水头流量模型效率真机效率出力23.31.688.291.246947 23.31.787.890.849662 23.31.7587.690.65101023.31.7787.690.651593 由逼近法表格知：、：则平均效率为：5、转轮直径的校核用对原先计算的进行校核转轮直径仍合适。6、水轮机设计流量的计算设计工况点的单位流量为7、几何吸出高度 的计算 为使水轮机尽可能不发生空化，取、三个水头分别计算水轮机的允许吸出高度，以其中的最小值作为最大允许吸出高度。确定各水头所对应的空化系数：与空化系数空化曲线作为限制， ：由逼近法表格知，对应空化系数：由逼近法表

13、格知，对应空化系数查教材推荐设计尾水位的水轮机过流量，本方案装机4台根据水位流量关系曲线查得流量对应的水位。分别用查到的空化系数计算、对应的吸出高度计算式：查空化系数修正曲水轮机水头为23.3m时，： ： ：从三个吸出高度计算值中取最小值，再留一定的余量，取最大允许吸出高度。8、水轮机安装高程 x轴流式水轮机结构高度系数，取0.419、飞逸转速的计算由jk503模型水轮机飞逸特性曲线查得，在最大导叶开度下单位飞逸转速 故水轮机的飞逸转速为 10、计算轴向水推力据jk503转轮技术资料提供的数据，转轮轴向水推力系数，水轮机转轮轴向水推力为：1.2.3、方案、 1、计算转轮直径水轮机的额定出力为：

14、取最优单位转速,取限制工况的单位流量,对应的空化系数作为限制，对应的模型效率，暂取效率修正值，则设计工况原型水轮机效率。故水轮机转轮直径为：我国规定的转轮直径系列，计算值处于标准值之间，考虑到取偏小，难于保证设计水头下发生额定出力；若取又太大，不经济。本机组属于大型水轮机，故取非标准值。2、转速n的计算由转轮技术资料提供查得转速计算值介于同步转速之间。则机组运行区域如下图： 根据模型转轮综合特性曲线，取时水轮机的实际运行范围刚好，且接近同步转速，故取水轮机的转速3、效率 的计算： 效率修正值：4、 平均效率h的计算(1)、计算、所对应的单位转速： ： ： (2)、：取下与空化系数空化曲线的交点

15、的效率真机的效率、是以发电机出力为限制，采用逼近法找到单位流量和相应的效率。逼近法见下表：水头流量模型效率真机效率出力25.61.686.990.659845 25.61.388.191.849268 25.61.348891.750729 25.61.358891.751107 水头流量模型效率真机效率出力23.31.68790.752021 23.31.587.591.249039 23.31.5487.491.150291 23.31.5687.39150888 23.31.5887.190.851428 由逼近法表格知：、：则平均效率为：5、转轮直径的校核用对原先计算的进行校核转轮直径

16、仍合适。6、水轮机设计流量的计算设计工况点的单位流量为7、几何吸出高度 的计算 为使水轮机尽可能不发生空化，取、三个水头分别计算水轮机的允许吸出高度，以其中的最小值作为最大允许吸出高度。：与空化系数空化曲线作为限制， ：由逼近法表格知，对应空化系数：由逼近法表格知，对应空化系数查教材推荐设计尾水位的水轮机过流量，本方案装机4台根据水位流量关系曲线查得流量对应的水位。分别用查到的空化系数计算、对应的吸出高度计算式：查空化系数修正曲水轮机水头为23.3m时，： ： ：从三个吸出高度计算值中取最小值，再留一定的余量，取最大允许吸出高度。8、水轮机安装高程 x轴流式水轮机结构高度系数，取0.419、飞

17、逸转速的计算由zz500模型水轮机飞逸特性曲线查得，在最大导叶开度下单位飞逸转速 故水轮机的飞逸转速为 10、计算轴向水推力据zz500转轮技术资料提供的数据，转轮轴向水推力系数，水轮机转轮轴向水推力为：1.2.4、方案、 1、计算转轮直径水轮机的额定出力为：取最优单位转速与出力限制线的交点的单位流量为设计工况点单位流量，则,对应的模型效率，暂取效率修正值，则设计工况原型水轮机效率。故水轮机转轮直径为：我国规定的转轮直径系列，计算值处于标准值之间，考虑到取偏小，难于保证设计水头下发生额定出力；若取又太大，不经济。本机组属于大型水轮机，故取非标准值。2、转速n的计算由转轮技术资料提供查得转速计算

18、值介于同步转速之间。则机组运行区域如下图： 根据模型转轮综合特性曲线，取时水轮机的实际运行范围刚好，取偏离了高效率中心区域，故取水轮机的转速3、效率 的计算： 效率修正值：4、 平均效率h的计算：取下与出力限制线的交点的效率真机的效率、是以发电机出力为限制，采用逼近法找到单位流量和相应的效率。逼近法见下表水头流量模型效率真机效率出力25.61.288.59245577 25.61.190.794.242778 25.6191.294.739096 25.61.0591.494.941137 25.61.0391.394.840311 水头流量模型效率真机效率出力23.31.289.392.83

19、9919 23.31.218992.540122 23.31.2288.992.440410 由逼近法表格知：、：则平均效率为：5、转轮直径的校核用对原先计算的进行校核转轮直径仍合适。6、水轮机设计流量的计算设计工况点的单位流量为7、几何吸出高度 的计算 为使水轮机尽可能不发生空化，取、三个水头分别计算水轮机的允许吸出高度，以其中的最小值作为最大允许吸出高度。为此，进行如下计算。（1）、计算、所对应的单位转速： ： ： （6） 、确定各水头所对应的出力限制工况点的单位流量：取与出力限制线交点处的单位流量：由逼近法表格知：由逼近法表格知（7） 、用（1）、（2）中计算的对应工况点从模型综合特性曲

20、线上分别查出、所对应的模型空化系数，分别是0.15、0.137、0.11（8） 查教材推荐设计尾水位的水轮机过流量，本方案装机5台根据水位流量关系曲线查得流量对应的水位。（9） 分别用查到的空化系数计算、对应的吸出高度计算式：查空化系数修正曲线水轮机水头为23.3m时，： ： ：从三个吸出高度计算值中取最小值，再留一定的余量，取允许最大吸出高度。8、水轮机安装高程 9、飞逸转速的计算由hl260/a244模型水轮机飞逸特性曲线查得，在最大导叶开度下单位飞逸转速 故水轮机的飞逸转速为 10、计算轴向水推力据hl260转轮技术资料提供的数据，转轮轴向水推力系数，转轮直径较小、止漏环间隙较大时取大值

21、。本电站转轮直径较大，故取。水轮机转轮轴向水推力为：1.2.5、方案、 1、计算转轮直径水轮机的额定出力为：取最优单位转速,取限制工况的单位流量,对应的空化系数作为限制，对应的模型效率，暂取效率修正值，则设计工况原型水轮机效率。故水轮机转轮直径为：我国规定的转轮直径系列，计算值处于标准值之间，考虑到取偏小，难于保证设计水头下发生额定出力；若取又太大，不经济。本机组属于大型水轮机，故取非标准值。2、转速n的计算由转轮技术资料提供查得转速计算值介于同步转速之间。则机组运行区域如下： 根据模型转轮综合特性曲线，取时水轮机的实际运行范围刚好，取偏离了高效率中心区域，且接近同步转速故取水轮机的转速3、

22、效率 的计算：效率修正值：4、平均效率h的计算(1)、计算、所对应的单位转速： ： ： (2)、：取下与空化系数空化曲线的交点的效率真机的效率、是以发电机出力为限制，采用逼近法找到单位流量和相应的效率。逼近法见下表水头流量模型效率真机效率出力25.61.787.390.244892 25.61.588.491.340093 25.61.5288.291.140539 水头流量模型效率真机效率出力23.31.688.291.137053 23.31.787.790.639153 23.31.7287.490.339482 23.31.7587.390.240126 23.31.7787.290.

23、140540 由逼近法表格知：、：则平均效率为：5、转轮直径的校核用对原先计算的进行校核转轮直径仍合适。6、水轮机设计流量的计算设计工况点的单位流量为7、几何吸出高度 的计算 为使水轮机尽可能不发生空化，取、三个水头分别计算水轮机的允许吸出高度，以其中的最小值作为最大允许吸出高度。：与空化系数空化曲线作为限制， ：由逼近法表格知，对应空化系数：由逼近法表格知，对应空化系数查教材推荐设计尾水位的水轮机过流量，本方案装机5台根据水位流量关系曲线查得流量对应的水位。分别用查到的空化系数计算、对应的吸出高度计算式：查空化系数修正曲水轮机水头为23.3m时，： ： ：从三个吸出高度计算值中取最小值，再留

24、一定的余量，取最大允许吸出高度。8、水轮机安装高程 x轴流式水轮机结构高度系数，取0.419、飞逸转速的计算由jk503模型水轮机飞逸特性曲线查得，在最大导叶开度下单位飞逸转速 故水轮机的飞逸转速为 10、计算轴向水推力据jk503转轮技术资料提供的数据，转轮轴向水推力系数，水轮机转轮轴向水推力为：1.2.6、方案、 1、计算转轮直径水轮机的额定出力为：取最优单位转速,取限制工况的单位流量,对应的空化系数作为限制，对应的模型效率，暂取效率修正值，则设计工况原型水轮机效率。故水轮机转轮直径为：我国规定的转轮直径系列，取。2、转速n的计算由转轮技术资料提供查得转速计算值介于同步转速之间。则运行区域

25、如下图： 根据模型转轮综合特性曲线，取时水轮机的实际运行范围刚好，取偏离了高效率中心区域，且接近同步转速故取水轮机的转速3、 效率 的计算效率修正值：4、平均效率h的计算(1)、计算、所对应的单位转速： ： ： (2)、：取下与空化系数空化曲线的交点的效率真机的效率、是以发电机出力为限制，采用逼近法找到单位流量和相应的效率。逼近法见下表：水头流量模型效率真机效率出力25.61.687.49146252 25.61.388.291.837910 25.61.3488.191.739034 25.61.3688.191.739617 25.61.388891.640155 25.61.487.99

26、1.540693 水头流量模型效率真机效率出力23.31.68790.639984 23.31.628790.640484 23.31.6487.190.741029 由逼近法表格知：、：则平均效率为：5、转轮直径的校核用对原先计算的进行校核转轮直径仍合适。6、水轮机设计流量的计算设计工况点的单位流量为7、几何吸出高度 的计算 为使水轮机尽可能不发生空化，取、三个水头分别计算水轮机的允许吸出高度，以其中的最小值作为最大允许吸出高度。：与空化系数空化曲线作为限制， ：由逼近法表格知，对应空化系数：由逼近法表格知，对应空化系数查教材推荐设计尾水位的水轮机过流量，本方案装机5台根据水位流量关系曲线流

27、量对应的水位。分别用查到的空化系数计算、对应的吸出高度计算式：查空化系数修正曲水轮机水头为23.3m时，： ： ：从三个吸出高度计算值中取最小值，再留一定的余量，取最大允许吸出高度。8、水轮机安装高程 x轴流式水轮机结构高度系数，取0.419、飞逸转速的计算由zz500模型水轮机飞逸特性曲线查得，在最大导叶开度下单位飞逸转速 故水轮机的飞逸转速为 10、计算轴向水推力据zz500转轮技术资料提供的数据，转轮轴向水推力系数，水轮机转轮轴向水推力为：1.2.7、各方案参数列表各方案参数表项目方案方案方案方案方案方案机组台数45水轮机型号hl260/a244jk503zz500hl260/a244j

28、k503zz500单机容量（mw）4050水轮机转轮直径6.45.45.75.74.85.0水轮机同步转速62.5125107.168.2136.4125最高效率95.493.893.295.293.793.1额定效率93.690.59192.490.190.7平均效率93.490.791.292.890.290.9水轮机设计流量238247245193198196吸出高度4-7.2-5.64-7-5.7水轮机安装高程268.5259.2260.8269.4259.7258.0飞逸转速125319425141358485轴向水推力30700285003865557529524351863953

29、67142900081.3、技术经济指标1.3.1、动能指标计算动能指标在之前已经计算，具体如下：项目方案方案方案方案方案方案水轮机转轮直径6.45.45.75.74.85.0水轮机同步转速62.5125107.168.2136.4125最高效率95.493.893.295.293.793.1额定效率93.690.59192.490.190.7平均效率93.490.791.292.890.290.9水轮机设计流量238247245193198196吸出高度4-7.2-5.64-7-5.71.3.2、经济指标计算主要机电设备参考价格单价表：项目水轮机发电机调速器励磁装置桥式起重机自动化元件油压装

30、置和漏油设备参考价格4万/t5万/t单调：30万元/台双调：45万元/台60万元/台3万元/t40万元/套30万元/套1.3.2.1、水轮机价格估算水轮机总重g(t)：式中：、为与水头有关的系数；为与水轮机转轮直径有关的系数，查水电站机电设计手册-水利机械：金属蜗壳、混流式水轮机、参数混凝土蜗壳、轴流转浆式水轮机、参数方案、： 总重 总价方案、： 总重 总价方案、： 总重 总价方案、： 总重 总价方案、： 总重 总价方案、： 总重 总价1.3.2.2、调速器总价按一台单调调速器价格为万元、双调调速器价格为万元考虑，各方案总价估算如下：方案的调速器总价为万元方案、方案的调速器总价为万元方案的调速

31、器总价为万元方案v、方案vi的调速器总价为万元1.3.2.3、励磁装置总价按一台励磁装置价格为万元考虑，各方案总价估算如下：方案、方案、方案的励磁装置总价为万方案、方案v、方案vi的调速器总价为万元1.3.2.4、发电机价格估算查 电气设计手册，发电机重量 可按下式估算：式中估算系数，悬式机组范围为，伞式机组；水冷式机组取；发电机额定容量，取。发电机额定转速；转子带轴重量可按下式估算：六个方案发电机额定转速均小于时，采用伞式机组，取，估算各方案发电机的重量：方案、：发电机重量，总重总价为：转子带轴重量方案、：发电机重量，总重总价为：转子带轴重量方案、：发电机重量，总重总价为：转子带轴重量方案、

32、：发电机重量，总重总价为：转子带轴重量方案、：发电机重量，总重总价为：转子带轴重量方案、：发电机重量，总重总价为：转子带轴重量1.3.2.5、起重机价格估算本电站最大起重重量为转子带轴重量方案、：根据最大起重重量，查水电站设计手册水力机械p330，选用名义起重重量为双小车桥式起重机。起重机总重为。总价为：方案、：根据最大起重重量，查水电站设计手册水力机械p330，选用名义起重重量为双小车桥式起重机。起重机总重为。总价为：方案、：根据最大起重重量，查水电站设计手册水力机械p330，选用名义起重重量为双小车桥式起重机。起重机总重为。总价为：方案、：根据最大起重重量，查水电站设计手册水力机械p330

33、，选用名义起重重量为双小车桥式起重机。起重机总重为。总价为：方案、：根据最大起重重量，查水电站设计手册水力机械p330，选用名义起重重量为双小车桥式起重机。起重机总重为。总价为：方案、：根据最大起重重量，查水电站设计手册水力机械p330，选用名义起重重量为双小车桥式起重机。起重机总重为。总价为：1.3.3、机电设备投资估算表机电设备投资估算表项目方案方案方案方案方案方案台数45水轮机单重（t / 台）740331372548.2257.2280.7水轮机总重（t）296013241488274112861403.5水轮机单价（万元/ t）444444水轮机总价（万元）1184052965952

34、1096451445614调速器单价（万元 / 台）304545304545调速器总价（万元）120180180150225225励磁装置单价（万元/台）606060606060励磁装置总价价（万元）240240240300300300油压和漏油装置单价（万元/套）303030303030油压和漏油装置总价（万元）120120120150150150自动化元件（万元/套）606060606060自动化元件总价（万元）240240240300300300发电机单重 （t / 台）800504531.5650.4409.8434.3发电机转子带轴单重（t）400252265.75325.2204.

35、9217.15发电机总重（t）320020162126325220492171.5发电机单价（万元 / t）555555发电机总价（万元）160001008010630162601024510857.5桥式起重机总重（t）195122122176120120桥式起重机单价（万元 / t）333333桥式起重机总价（万元）585366366528360360机电设备部分投资（万元）290251640217608285021657417656.5机电设备部分耗钢量（t）635534623736616934553695单位千瓦投资（万元 / kw）0.1451 0.0820 0.0880 0.142

36、5 0.0829 0.0883 千瓦耗钢量（t / kw）0.0318 0.0173 0.0187 0.0308 0.0173 0.0185 1.4、最优方案选择1.4.1、方案选择依据对方案要进行技术经济比较，做到技术可行、经济合理、安全适用。动能经济指标的比较，主要包括以下几点：1、单机容量及台数单机容量大小和台数会影响电站机组开停机组合，影响发电效率，并且对设备的制造、运输及安装，运行维护、主接线和成本有影响。2、转轮直径转轮直径对转轮的制造、运输和安装、水电站布置情况有影响，转轮小一点，制造、运输和安装会相对简便一点，厂房尺寸也会小一点。3、 机组转速机组转速高一点好，同步转速高，磁极

37、对数少，动能技术指标好。但同步转速高到一定值时，制造要求高，不易制造。4、 水轮机效率效率是衡量水轮机动能的一个很重要指标，效率越高，动能指标好。5、 吸出高度水轮机吸出高度是反应水轮机空化性能和施工的开挖量。洗出高度接近于零或者大于零，开挖量小。6、 总投资、单位千瓦投资总投资、单位千瓦投直接反应经济指标。1.4.2、方案总表项目方案方案方案方案方案方案水轮机型号hl260/a244jk503zz500hl260/a244jk503zz500单机容量（mw）505050404040机组台数444555水轮机转轮直径6.45.45.75.74.85.0水轮机同步转速62.5125107.168

38、.2136.4125最高效率95.493.893.295.293.793.1平均效率93.490.791.292.890.290.7平均效率93.490.791.292.890.290.9吸出高度4-7.2-5.64-7-5.7机电设备部分投资（万元）290251640217608285021657417656.5单位千瓦投资（万元/kw)0.1451 0.0820 0.0880 0.1425 0.0829 0.0883 机电设备部分耗钢量（t）635534623736616934553695单位千瓦耗钢量（t / kw）0.0318 0.0173 0.0187 0.0308 0.0173 0

39、.0185 推荐的最优方案方案1.4.3、最优方案的选择1、技术比较：（1）、四台机和五台机组的能量指标和空化指标都相差不大；（2）、较和直径较小，同步转速较好，能量指标较好，但吸出高度过小，空化性能比较不好（3）、较和吸出高度大，空化性能好，但同步转速低。（4）、的效率高，的最高效率比大，但平均效率和额定效率略低与。2、经济比较：（1）、从设备投资表中可以看出，4台机组的单位千瓦投资和千瓦耗材量均小于五台机组的单位千瓦投资和千瓦耗材量。（2）、方案较方案和方案来看，单位千瓦投资和千瓦耗材量最小。3、综合比较考虑技术和经济比较，选择方案为最优方案，方案投资最小,平均效率较高,能量性能好，且运行

40、稳定，故采用方案作为最优方案。见下表：项目推荐最优方案最大水头25.6最小水头22.8平均水头23.3装机容量200机组台数4单机容量50水轮机型号jk503-lh-540水轮机额定出力51.02转轮直径5.4机组转速125额定流量247水轮机额定效率90.5%额定点单位转速140额定点单位流量1.752额定点比转速477吸出高度-7.2机电设备部分投资（万元）160361.5、运转特性曲线的绘制1.5.1、运行特性曲线的计算转浆式水轮机具有双重调节机构，一般在协连方式下运行，水轮机效率的修正采用非等值修正发。1、 对转轮叶片的每一个安装角求出一个效率修正值。若各角下模型水轮机的最高效率为，原

41、型水轮机的各角下的最高效率值，则有：效率修正表如下：-5º0º5º10º15º20º25ºhm0()0.880 0.907 0.901 0.892 0.882 0.865 0.849 h22.8ht0()0.9192 0.9374 0.9334 0.9273 0.9206 0.9092 0.8984 dh()0.0392 0.0304 0.0324 0.0353 0.0386 0.0442 0.0494 h23.3ht0()0.9193 0.9375 0.9335 0.9274 0.9207 0.9093 0.8985 dh

42、()0.0393 0.0305 0.0325 0.0354 0.0387 0.0443 0.0495 h24.5ht0()0.9196 0.9377 0.9336 0.9276 0.9209 0.9095 0.8988 dh()0.0396 0.0307 0.0326 0.0356 0.0389 0.0445 0.0498 h25.6ht0()0.9198 0.9378 0.9338 0.9278 0.9211 0.9097 0.8990 dh()0.0398 0.0308 0.0328 0.0358 0.0391 0.0447 0.0500 2、 在间取若干水头，计算个水头对应的，过个作水平

43、线与转浆式水轮机模型综合特性曲线的各等角相交，找到各交点的，值。把修正为，并计算各点出力。3、 运转特性曲线计算表格计算表见附表1。1.5.2、运行特性曲线见附图1。1.6、水轮机进、出水流道的计算1.6.1、混凝土蜗壳的水力计算，所以选择混凝土蜗壳1、 进口断面的计算查jk503水轮机模型转轮试验流道参数知混凝土蜗壳包角混凝土蜗壳的进口断面流量为：式中-水轮机额定流量，。进口断面面积为：式中-进口断面平均流速。进口断面平均流速对于蜗壳内水力损失的大小和蜗壳平面尺寸都有很大影响，根据额定水头查水电站设计手册水力机械混凝土蜗壳进口流速与水头的关系曲线确定进口断面平均流速。则进口断面面积2、 进口

44、断面尺寸的选择当或时，取取比值；当和时，若，取比值；若，取比值，此时比值应不大于。当需要缩小机组间距时取较大值。查jk503模型转轮流道单线图知，混凝土蜗壳的断面形状采用的形断面。选择蜗壳近出口断面的尺寸应尽量缩小机组段的间距，选用，角度在，取当时，角，。联立方程经过试算取，则，。对于中间断面的计算，按直线规律变化计算如下：；。则：则计算结果为：断面号aiminiiqi13.34 3.20 1.64 180.00 123.50 23.09 2.96 1.52 167.35 114.82 32.84 2.72 1.39 154.91 106.29 42.59 2.48 1.27 142.71 9

45、7.91 52.34 2.24 1.15 130.75 89.71 62.09 2.00 1.03 119.06 81.69 71.84 1.76 0.90 107.65 73.86 81.59 1.52 0.78 96.55 66.25 91.34 1.28 0.66 85.79 58.86 101.09 1.04 0.54 75.38 51.72 110.84 0.80 0.41 65.36 44.84 120.59 0.57 0.29 55.77 38.27 130.34 0.33 0.17 46.65 32.01 140.09 0.09 0.04 38.05 26.10 1.6.2、尾

46、水管的选型设计1、尾水管选择 尾水管有直锥型和弯肘型两种，除贯流式水轮机外，大中型反击式水轮机均采用弯肘型。所以选弯肘型尾水管2、尾水管相关尺寸的确定 依据转轮流道单线图：知尾水管尺寸如下表所示：肘管形式2.74.5452.7271.1691.1690.6171.9451.182标准混凝土肘管14.5824.54314.7266.3136.3133.33210.5036.3833、进口锥管 对于转桨式水轮机进口锥管的半锥角取，取 4、出口扩散段 查转轮流道单线图，出口扩散段采用矩形断面，出口宽度与肘管出口宽度相等，顶板高度为。1.7、调速器与油压装置的型号和主要参数1.7.1 调速器的工作容量选择 1、中、小型调速器接力器工作容量的计算选择 中、小型调速器接力器工作容量a可按下式进行计算，即式中最大水头下机组发出额定出力时的流量，；则2、据主配压阀直径选择调速器（1）、导叶接力器的容积计算当油压装置额定压力为，采用标准导水机构且用两个单缸接力器操作时，每个接力器的直径dc可近似按下式计算： 式中 计算系数l由水电站机电设计手册水力机械部分，知。查jk5