水电站毕业设计

1、目录摘要1前言2第一部分： 水力机组选型设计和调节保证计算31水轮机的选型设计31.1水轮机选型设计概述31.2水轮机选型设计的任务31.3水轮机选型的原则31.4水轮机选型设计的条件及主要参数31.5水轮机台数及型号的选择41.6初选工况点A51.8额定转速的确定61.9 效率及单位参数的修正71.10 核对所选择的真机转轮直径81.11 确定水轮机导叶的最大可能开度171.12计算水轮机额定流量181.13确定水轮机的允许吸出高度181.14计算水轮机的飞逸转速201.15 计算水轮机轴向水推力211.16 估算水轮机的质量211.17 绘制水轮机运转综合特性曲线212水轮发电机的的初步选

2、择计算252.1水轮发电机的结构形式和冷却方式252.2发电机主要尺寸的估算252.3发电机外形尺寸估算262.4水轮发电机的质量估算273 调节保证计算283.1调节保证计算概述283.2调节保证计算的标准283.3计算基本数据283.4计算设计水头、最大水头下额定出力时引水系统的293.5假定导叶的直线关闭时间和关闭规律293.6水击压力上升计算293.7最大转速上升计算303.8调节系统设备的选择32第二部分：水电站厂房布置设计354 发电机层平面布置设计354.1主厂房长度确定354.2起重设备的选择364.3主厂房的横剖面设计38第三部分：水力机械辅助设备系统选择设计405油系统设计

3、405.1用油量的估算405.2油系统设备的选择425.3透平油系统设备明细表435.4绘制透平油系统图与操作程序表446压缩空气系统466.1低压压缩空气系统466.2低压空气系统设备选择506.3高压压缩空气系统506.4空气压缩系统所选设备明细表516.5绘制气系统图527水系统的设计537.1技术供水系统537.2消防供水系统547.3排水系统的设计557.4绘制排水系统图57结论58总结59致谢60参考文献和资料61摘要本次毕业设计根据三角嘴水站的主要数据，对其进行三个部分的设计。第一部分：水利机组选型设计和调节保证计算,通过选型计算和运行工况分析绘制水轮机运转综合特性曲线图；第二部

4、分：水电站厂房的布置设计，绘制发电机层平面布置图、主厂房横剖面图；第三部分：水力机组辅助设备系统选择设计，绘制透平油系统图、水系统图、气系统图。 关键词：三角嘴水电站;选型设计;厂房设计;辅助设备Abstract The graduation project based on primary data SanJiaoZui Hydropower, its three-part design. The first part: water conservation and regulation designed to ensure the selection is calculated by co

5、mputing the appropriate selection and analysis of operating conditions drawn turbine operating characteristic curve integrated unit; Part II: hydropower plant layout design, drawing generator layer floor plan, the main plant cross-sectional view; part III: hydraulic unit auxiliary equipment systems

6、choose design, drawing turbine oil system diagram, system diagram of water, gas system diagram. Keywords: SanJiaoZui Hydropower, selection and design, plant design, auxiliary equipment.前言水电站是一个把水利能源转化为电能的工厂。我国地域广大，河流纵横，水力资源十分丰富。“十二五规划”提出大力发展我国水电事业，因为水力发电不但符合我国的能源政策，符合环保要求，有利于减少环境污染，又能提供清洁廉价的能源。水电站发电

7、的最大特点是全部设备必须连续不间断地运转，并且为了安全稳定可靠地供电，又要保证电能的周波和电压的质量，需要与电网并网运行。本次毕业设计内容分为三部分。第一部分是水轮机的选型和调节保证计算，并通过选型计算和运行工况的分析绘制水轮机运转综合特性曲线。水轮机的选型设计是水电站设计中一项重要的任务，水电站水轮机的选择是根据水电站的开发方式，动能参数、水工建筑物等，并结合制造厂的生产水平，拟出若干个方案进行综合比较，最终选择最佳的型号。调节保证计算则是合理的选择导叶关闭时间和规律并进行水击压力和机组转速变化的计算，使压力变化值和转速变化值在允许的范围内，保证机组地 强度、寿命及减少机组的振动，避免压力钢

8、管爆炸的灾难性事故。第二部分是水电站厂房的布置设计。水电站厂房设计又称建筑设计，包括平面设计、剖面设计、立面设计。在厂房布置设计中首先是发电机的选型，通过发电机的相应尺寸为后面厂房的平面设计提供数据。在主要机电设备已经确定的条件下，选定合理的建筑方案，分析个方案在技术上、经济上的合理性，并绘制厂房的平面布置图、主厂房横剖面图。第三部分是水电站辅助设备系统选择设计，此次辅助设备的选择计算是对水电站的水系统、油系统、气系统的相关计算，保证机组安全、经济运行。毕业设计是所学专业课知识的综合运用。通过设计来了解水电站基本知识和主要的基础设备。解决在做设计过程遇到的问题，培养学生综合运用所学知识和技能去

9、分析和解决本专业范围内的工程技术问题，建立正确的设计思想，掌握水电站设计的基本程序和方法，使学生在工程实践具有应用专业技术解决工程实际问题的能力。第一部分： 水力机组选型设计和调节保证计算1水轮机的选型设计1.1水轮机选型设计概述水轮机的选型计算是根据水电站设计部门提供的原始参数，选择合理的水轮机的型号和计算水轮机的各项参数。是水电站设计中一项重要的工作，它直接关系到水电站机组能否长期稳定运行、投资多少。根据水电站的开发方式，动能参数、水工建筑物等，并结合制造厂的生产水平，拟出若干个方案进行综合比较，最终选择最佳的型号。1.2水轮机选型设计的任务（1）确定电站装机台数及单机功率（2）选择机组类

10、型及模型转轮型号（3）确定机组的装置方式（4）确定转轮直径、额定转速、飞逸转速（5）计算所有运行水头和功率下水轮机的效率和吸出高度值，绘制水轮机运转综合特性曲线。（6）轴向水推力的计算（7）计算水轮机的品质1.3水轮机选型的原则（1）所选水轮机要具有较高的能量特性。不仅要选择额定工况下较高的水轮机转轮型号，而且还要根据水轮机的工作特性曲线，即及曲线，选择平均效率最高的水轮机型号，使水轮机在负荷和水头变化的情况下具有最高的平均运行效率。（2）所选水轮机不仅要具有良好的空蚀性能，还要有较好的工作稳定性能，运行要灵活、平稳、安全和可靠。（3）所选水轮机的尺寸应较小，结构要合理、先进，便于运输、安装、

11、运行及检修。（4）转轮选择比较时，应尽可能选用较高的水轮机，这样转速较高，相应的机组尺寸就小，并且使所选的水轮机经常在最优区运行。选择转轮参数时应该使值稍高于，而且值应接近于值。1.4水轮机选型设计的条件及主要参数最大水头Hmax=178.3m 最小水头Hmin=144.6m加权平均水头Hpj=165.5m 额定水头Hr=167.0m总装机容量N=80MW 海拔高程=395.5 m 坝后式地面厂房，采用单机饮水方式，电站离负荷中心较远，在系统中担任基荷。1.5水轮机台数及型号的选择1.5.1确定水轮机台数及单机功率根据，其中为每台机组的额定功率，为总装机容量，Z为机组台数。选择情况如表1-1。

12、表1-1水轮机台数及单机功率台数Z234单机功率Ppl（MW）4026.720 1.5.2选择机型及模型转轮 根据水轮机的类型及使用水头范围表，如图表1-2。表1-2 大中型水轮机的类型及使用水头范围表水 轮 机 型 式适用水头范围（m）比转速范围（m.kW）能量转换方式水流方式反击式贯流式206001000斜流式40180150350混流式3070050300轴流式380200850比转速： =2000/ =135.7 m.kW比较结果：选择混流式水轮机。查阅水轮机附表1，选择水轮机型号HL160/D46，其模型转轮主要参数如表1-3。 表1-3 模型转轮主要参数转轮型号推荐使用水头H(m)

13、模型转轮直径D1(cm)流道尺寸最优工况 (r/min) (m/s) (%)HL160/D46135-200 400.16171.2520 67.5 0.54891.60.0391.6初选工况点A式中： 模型的最优单位转速计算结果得： =67.2r/min在模型转轮综合特性曲线上作的水平线交5%功率限制线于A点，A点即为初选设计工况点，见图1-1。A点的单位流量即为初选设计工况点下的单位流量。图1-1模型转轮综合特性曲线1.7转轮直径的确定1.7.1 水轮机的额定出力式中：N 水轮机额定功率，kW；发电机额定功率；发电机功率,一般可取0.96或0.98,本次设计取。1.7.2 转轮直径式中：N

14、水轮机额定功率，kW； 真机单位流量，m/s；水轮机的效率，由初设工况点A的加上修正值得到，本次设计取=3%，由HL160/D46模型综合特性曲线上A点读出得=89.5%，计算结果如表1-4。表1-4各种机组台数下的转轮直径机组台数234单机功率（MW）4026.720直径D1计算结果（m）1.861.51.3D1圆整结果（m）1.91.51.3 1.8额定转速的确定额定转速n:式中: 设计单位转速, ； 加权平均水头, =165.5m； 真机的转轮直径, m。计算结果如表1-5所示。表1-5 额定转速n的计算结果机组台数234n (r/min)455576.34665查水轮机水轮发电机额定转

15、速系列表，每个型号选择两个标准额定转速，选取结果见表1-6。表1-6 水轮发电机标准额定转速机组台数234 n (r/min)428.6和500500和600600和7501.9 效率及单位参数的修正1.9.1 效率换算及其修正值真机的效率修正：参照相应规范，=-0.01，=0.01 =max.t -max.m式中：max.t真机的最优工况效率； max.m模型机的最优工况效率，由中小型混流式水轮机模型运转主要参数表查阅得max.m=91.6%。式中： D1m为模型转轮直径，D1m为40cm；D1为真机的转轮直径。1.9.2 单位参数的修正值及上述修正值可在最优工况点进行选取，其他工况点采用等

16、值修正处理。当，时，单位参数可不予修正。最终计算结果见表1-7。 表1-7 效率及单位参数的修正机组台数转轮直径（cm）效率修正值真机效率单位参数修正值是否修正21.92.3%91.8%1.3%否31.52.0%91.5%0.83%否41.31.8%91.3%0.55%否1.10 核对所选择的真机转轮直径1.10.1 确定水轮机的真实工况点B实际水轮机的转速： 式中：单位转速修正值，取为0 B点在水平线上，在其上查找点，计算功率，并作辅助曲线，即： 而，在辅助曲线上有一个与之对应，从而得到，将的值返回到模型综合特性曲线图上与线相交于B点，即为真实工况点。各种方案计算结果如下：两台机组：(1)H

17、L160/D40：转轮直径D1=1.9m，转速=5.13kW表1-8 辅助曲线计算数据表0.850.860.870.880.890.8730.8830.8930.9030.9130.3650.3800.3980.4200.441( kW)3.133.313.493.723.95图1-2 辅助曲线(2)HL160/D40：转轮直径D1=1.9m，转速n=500r/min=5.13kW表1-9 辅助曲线计算数据表0.850.860.870.880.890.8730.8830.8930.9030.9130.4450.4690.4970.5380.561( kW)3.814.064.354.765.0

18、2图1-3 辅助曲线 三台机组：(1)HL160/D40：转轮直径D1=1.5m，转速n=500r/min=5.72kW表1-11 辅助曲线计算数据表0.850.860.870.880.890.870.880.890.900.910.3680.4070.430.4640.48( kW)3.143.403.754.104.29 图1-3 辅助曲线(2)HL160/D40：转轮直径D1=1.5m，转速n=600r/min=5.72kW表1-12 辅助曲线计算数据表0.850.860.870.880.890.870.880.890.900.910.3660.3990.4190.4450.480( k

19、W)3.123.443.663.924.29图1-4 辅助曲线四台机组：(1)HL160/D40：转轮直径D1=1.3m，转速n=600r/min=5.71kW表1.13 辅助曲线计算数据表0.850.860.870.880.890.870.880.890.900.910.3680.400.4150.4420.461( kW)3.143.453.623.904.11图1-5辅助曲线(2)HL160/D40：转轮直径D1=1.3m，转速n=750r/min=5.71kW表1-14 辅助曲线计算数据表0.850.860.870.880.890.8680.8780.8880.8980.4170.44

20、20.4620.4950.521( kW)3.553.794.024.364.64图1-6辅助曲线综上图所得真是工况点B如表1-15表1-15各转速下真是工况点B机组台数234额定转速r/min428.6500500600600750单位转速n11.tr6373.558.0369.660.3675.4单位流量Q11.tr0.5420.5720.5830.5950.5920.631.10.2 工作范围的检查最大水头下，对应一个；最小水头下下，对应一个。这2条直线之间应包含主要综合特性曲线的优效率区；同时，B点应在最优工况点的附近，则可认为所选择的和n是合理的、正确的，否则应重新选择和n的值。最大

21、水头=178.3m， 最小水头=144.6m，；下面分别求出各种方法下的和大小，计算结果见表1-16。表1-16 和大小机组台数转轮直径（cm）转速n21.9428.660.967.750071.17931.550056.262.460067.474.841.360058.464.875068.181.1 各方案的工作范围及真实工况点B如下图所示： 图1-7 D1=1.9m，额定转速=428.6r/min 图1-8 D1=1.9m，额定转速=500r/min 图1-9 D1=1.5m，额定转速=500/min 图1-10 D1=1.5m，额定转速=600r/min图1-11 D1=1.3m，额

22、定转速=600r/min 图1-12 D1=1.3m,额定转速=750r/min综上各种方案的工作范围和真实工况点B的检查，可得选用HL160/D40，转轮直径D1=1.9m，额定转速n=428.6r/min。1.11 确定水轮机导叶的最大可能开度在模型机和真机保持几何相似时，有：式中：D0，D0m分别为真机，模型机的导叶分布直径； Z0，Z0m分别为真机，模型机的导叶数；查阅水轮机表8-1得Z0=16，由中小型混流式水轮机模型转轮主要参数表得Z0m =20； B点的模型开度值，查阅HL160/D46模型转轮综合特性曲线得a0max=29.6mm；计算结果得：a0max=176mm。因此，导叶

23、的最大可能开度： =1.05 a0max= 184mm1.12计算水轮机额定流量的计算公式：式中：N水轮机的轴功率，kW； 设计水头，m； 设计工况点B的真机效率， =0.914；计算结果得：=27.8m/s。1.13确定水轮机的允许吸出高度计算时可选择、等若干水头分别计算，从中选择一个最小值作为允许吸出高度，本次设计计算，下的，选择最小值作为水轮机的允许吸出高度。水轮机允许吸出高度按下式计算：式中： 水电站水轮机安装海拔高度，=395.5m各对应水头下的工况点的空蚀系数；由水轮机查得，在HL160/D40模型转轮综合特性曲线上所对应的值；空蚀系数的修正值；由水轮机图3-7查的=0.02。在进

24、行各水头的工况点空蚀系数查找时，需作辅助曲线，为此列表计算，结果见表2-17并得出各水头下的辅助曲线图1-13和图1-14。且在各水头下，为已知，从辅助曲线上即可找到该水头下发出的额定功率的工况点，从而得出其空蚀系数。表1-17各水头下的辅助曲线(m)=144.6=178.3m=(r/min)67.761(r/min)67.761(m)(kW)(m)(kW)10.860.8830.3783.270.860.8830.3853.3320.860.8830.6895.970.860.8830.6765.8630.870.8930.3993.500.870.8930.403.540.870.8930

25、.685.960.870.8930.6655.8250.880.9030.4133.670.880.9030.433.8160.880.9030.6615.860.880.9030.6415.6770.890.9130.4463.990.890.9130.4423.9680.890.9130.6435.780.890.9130.6175.53 图1-13 =144.6m辅助曲线 图1-14 =178.3m辅助曲线分别从辅助曲线上即可找到各水头下发出的额定功率的工况点，查阅HL160/D40模型综合特性曲线从而得出其空蚀系数。最小水头下=0.08，最大水头下=0.035。代入计算结果：=144.

26、6m =-4.9m =178.3m = -0.25m比较结果得：水轮机的允许吸出高度Hs= -4.9m。1.14计算水轮机的飞逸转速HL式及其他固定叶片式水轮机飞逸转速的计算公式为：式中：原型机的飞逸转速； 模型机最大可能开度下的单位飞逸转速，由水轮机中小型混流式水轮机模型转轮主要参数表，可知：=122.3r/min； 最大水头， =178.3m。计算得， =859.5r/min。1.15 计算水轮机轴向水推力对于混流式水轮机：式中：轴向水推力，tf（1tf=9.81kN）； 转轮直径， =1.9m； K轴向水推力系数，由水轮机中小型混流式水轮机模型转轮主要参数表，可知：k=0.24。计算得：

27、 =121.3tf 或P=9.81=1189.8kN1.16 估算水轮机的质量水轮机的质量G可按下式计算：式中：G水轮机质量，t； H水头，取H=178.3m； K系数，由水利机械及工程设计表1.10，查得：k=8.1； 与直径有关的指数，由水利机械及工程设计表1.10查得： =2.6； 与水头有关的指数，由水利机械及工程设计表1.10查得：=0.16计算得：G=97.5t。1.17 绘制水轮机运转综合特性曲线1.17.1 绘制各水头H下，工作特性曲线列表计算：在内取35个水头列表计算，计算结果如表1-18。表1-18，HL水轮机运转综合特性曲线计算表 (m)=144.6m=165.5m（续表

28、）= (r/min)67.763.3(m/s)(kW)(m/s)(kW)工作特性曲线10.860.8830.37820.550.860.8830.37825.1720.860.8830.68937.460.860.8830.68645.6730.870.8930.39921.940.870.8930.39626.6740.870.8930.6837.390.870.8930.67745.5850.880.8930.41322.970.880.8930.42028.6060.880.9030.66136.760.880.9030.65744.7370.890.9130.44625.070.890

29、.9130.44130.3580.890.9130.64336.150.890.9130.63343.58(m)=167m=178.3m=(r/min)6361(r/min)6361(m/s)(kW)(m/s)(kW)工作特性曲线10.860.8830.38025.640.860.8830.38528.6620.860.8830.68546.230.860.8830.67650.3330.870.8930.39827.160.870.8930.40030.1240.870.8930.67646.140.870.8930.66550.07(续表)50.880.8930.4228.990.880.

30、8930.43032.7460.880.9030.65545.20.880.9030.64148.8070.890.9130.44130.770.890.9130.44234.0280.890.9130.63244.100.890.9130.61747.50以为纵坐标，以N为横坐标，得出各水头下的工作特性曲线。1.17.2绘制等效率曲线在H-N坐标图上，做个水头的水平线，如H1，H2，H3在曲线图上每隔1%2%作=const水平线，交给曲线与各点，将各点投影到H-N坐标图上，再将各相等的点连成光滑的曲线，即成为等效率线。如图1-15。1.17.3绘制功率限制线水轮机的功率限制线由2部分组成。在

31、设计水头到最大水头范围内，水轮机功率受发电机额定容量的限制，所以这一段功率限制线为一条垂直线；在设计水头到最小水头范围内，水轮机功率受水轮机的最大过流能力限制。此时，导叶开度已达最大，所以功率限制就是5%功率储备线。在下以得出功率值，于是在H-N坐标上，得到B点，连接AB即为设计水头的出力限制线。如附图SJZ-11.17.4绘制等吸出高度线（1）绘制Q=f（N）辅助曲线，从计算表中可直接得出。（2）在模型综合特性曲线上作各水头下的n11=const水平线，交=const线与若干点，将各点的及Q11计入表中，根据Q=f（N）查出N值，计入表中， 计算Hs得值，根据Hs和N绘制Hs=f（N）曲线。

32、计算表格如表1-19表1-19等吸出高度计算值Hi/m=144.6m=165.5m=(r/min)67.763.3(r/min)67.763.30.020.02(续表)吸出高度的计算+Q11(m3/s)N(kW)Hs(m)Q11(m3/s)N(kW)Hs(m)0.040.060.59233.90.880.5840.1-0.370.0450.0650.64536.20.160.6343.3-1.20.050.070.67037.0-0.560.66345.8-2.030.0550.0750.69437.6-1.290.68346.1-2.850.060.080.7138.0-2.010.7246

33、.4-3.68Hi/m=167m=178.3m=(r/min)6361(r/min)63610.020.02吸出高度的计算+Q11(m3/s)N(kW)Hs(m)Q11(m3/s)N(kW)Hs(m)0.040.060.57840.8-0.460.55243.1-0.50.0450.0650.62843.9-1.30.6147.2-2.030.050.070.6645.8-2.130.64349-2.920.0550.0750.6846.1-2.970.6750.1-3.810.060.080.746.4-3.680.6951-4.12水轮发电机的的初步选择计算2.1水轮发电机的结构形式和冷却

34、方式水轮发电机的结构形式主要取决于转轮的类型和额定转速，本电站转轮额定转速为428.6375时取44.5，本次设计取4.5。计算结果： =421.3。（6）校核发电机的结果尺寸20000KV.A）,（3）转子外径D3式中：单边气隙，初步设计忽略不计，故=。（4）下机架最大跨度10000+0.6m式中：水轮机机坑直径，查阅水电站设计手册表3-2，=3m。2.3.2轴向尺寸计算（1）定子机座高度计算结果=2.5m（2）上机架高度悬式机组：=0.25=1.05m（3）推力轴承的高度，励磁机高度，副励磁机高度，永磁机的高度，查阅水电站设计手册3-8得：=2m ，=2m，=0.8m，=0.6m。（4）下

35、机架的高度悬式机组： =0.12=0.5m（5）定子支座支撑面至下机架之间的距离悬式机组：h8=0.15=0.63m（6）下机架与支撑面至主轴法兰底面之间的距离按照已生产的发电机统计资料，取=1000mm。（7）转子磁轭轴向高度有风扇：=L1=（7001000）mm计算结果：=1.3m。（8）发电机主轴高度=8.28m=（0.70.9）H =5.8m 取0.7（9）定子铁芯水平中心线至主轴法兰盘底面距离=0.46+=2.48m2.4水轮发电机的质量估算（1）水轮发电机的总质量式中：Kt系数，对悬式机组取89，本次设计取8计算结果：=206t。（2）发电机转子的估算发电机转子的质量一般可按发电机

36、的总质量的1/2估算，即计算结果=103t。3 调节保证计算3.1调节保证计算概述在电站运行过程中，常会遇到由于各种事故、机组突然解列，把负荷甩掉的情况。此时机组转速上升，调速器关闭导叶。经一段时间，机组恢复到空载转速。在此调节过程中，除调速系统的稳定性，在调解过程中的最大转速上升至也是非常重要，它可能会影响到机组的强度、寿命及引起机组振动。在甩负荷时，由于导叶迅速关闭，水轮机的流量会急速变化，因此在水轮机压力过水系统内会产生水击，此时产生的最大压力和最大压力下降对过水系统的强度是有影响的。工程实践中曾因甩负荷善生太高导致压力钢管爆破的灾难性事故。为此，在设计阶段就应该计算出最大压力上升和最大

37、转速上升值。工程上称这种计算为调节保证计算。调节保证计算的任务：根据水电站过水系统和水轮发电机组的特性，合理的选择导叶关闭时间和关闭规律，进行水击压力变化和机组转速变化计算使压力变化值和转速上升值在允许范围内，并以此指导电站的最终设计和调节系统的整定。3.2调节保证计算的标准机组在甩负荷过程中转速上升率。一般情况下，最大转速上升率。对于大型电站，对于冲击式机组。机组在甩负荷过程中最大压力上升率。在机组甩全负荷时，有压过水系统允许的最大压力上升率见表3-1。表3-1.蜗壳甩全负荷时有压过水系统允许的最大压力上升率电站设计水头Hr/m100蜗壳允许最大压力上升率70%50%50%30%30%3.3

38、计算基本数据坝后地面厂房，采用单管单机饮水式。压力钢管长度取，取整的260m，管道直径取与蜗壳进口端面直径相等D=2m。蜗壳中心线长度L=15.8m，最大水头 =178.3m，最小水头=144.6m，加权平均水头=165.5m ，额定水头=167.0m总装机容量N=80MW，海拔高程=395.5 m ，机组台数2台，水轮机设计流量=27.8m/s，最大水头额定出力时水轮机工作流量=25.95m/s。额定转速nr=428.6m/s，飞轮力矩=421.3。管段水机波速。因为引水管道为长有压引水管道系统，忽略尾水管的计算。3.4计算设计水头、最大水头下额定出力时引水系统的计算结果：设计水头时=243

39、3/s；最大水头下额定出力时=2516/s。计算平均流速：设计水头时 =8.82m/s；最大水头下额定出力时=9.12m/s。3.5假定导叶的直线关闭时间和关闭规律关闭时间是在设计水头下机组甩全负荷时的工况确定的，对于最大水头机组甩全负荷时的关闭时间由下式计算：式中：，分别为最大水头和额定带额定负荷时导叶的开度，其中=126.68mm, =147.25mm,暂取=8s、相应=6.88s。3.6水击压力上升计算3.6.1压力管道水利损失计算根据饮水系统布置，分别计算设计水头和最大水头下沿程损失、局部损失，由此得到设计水头和最大设计水头的水力损失，。因此各水头下的的净水头为：，压力引水系统水力损失

40、按（m）。计算结果得：=1.9m=1.7m各水头下的净水头：=168.9m3.6.2管道特征系数计算并判断水击类型额定水头时: 8 根据水轮机调节图8-3水击分类图可得水击类型为末相水击。3.6.3最大压力上升计算末相水击：，满足简化条件： 82修正结果：3.6.44水击计算 压力水管末端最大水击升高 3.6.5蜗壳末端最大压力升高 3.7最大转速上升计算计算公式：其中： 式中：调节迟滞时间s； 调速器不动时间，一般取0.10.3s本次设计取0.1s； 由电站在系统中的地位而定，一般取2%6%，本次设计取2%； f水机修正系数； C水轮机飞逸特性影响机组升速时间系数； 甩负荷前单位转速，r/m

41、in，由中小型混流式水轮机模型运转主要参数表查的 =122.3r/min。 单位转速，r/min ，n1=63r/min。计算结果： 修正： 综上，当为7s、8s、9s、10s时在设计水头和最大水头额定出力水击压力和转速上升计算结果如表3-2.表3-2. 设计水头和最大水头额定出力水击压力和转速上升计算结果水头直线关闭时间/m/m设计水头=7s0.213.244.747.30.2847.4%最大水头=6.02s0.233.149.552.40.3144.7%设计水头=8s0.183.238.8540.540.2450.3%（续表）最大水头=6.88s0.23.146.848.60.2747.7

42、%设计水头=9s0.163.231.9533.780.253%最大水头=7.74s0.183.140.843.20.2450.4%设计水头=10s0.153.230.332.10.1955.6%最大水头=8.6s0.163.134.1360.252.7% 将上述计算结果与所选标准比较，选择符合标准的最小导叶直线关闭时间=8s。3.8调节系统设备的选择3.8.1导叶接力器采用油压装置额定油压为2.5MP和标准导水机构为两个单缸接力器操作，每个接力器直径dc计算公式： = =0.304m式中：计算系数，标准对称导叶，查阅水电站设计手册表6-4，取0.03； 查阅水电站机电设计手册导叶接力器直径系列

43、表6-5，取标准导叶直径350mm，则dc=350mm。接力器最大行程，取系数1.8=1.8176=316.8mm接力器容积V =0.061m3.8.2调速器选择根据大型调速器容量选择主配压阀直径，主配压阀直径计算公式： =70mm式中：V导水机构接力器总容积； v管路中油的流速，一般取，本次设计去2m/s； 导叶直线关闭时间。查主配压阀直径系列，取主配压阀直径80mm，选择调速器型号BWT-80-2.5。3.8.3油压装置的选择油压装置压力油罐容积按经验公式估算：查阅水电站机电设计手册油压装置型号系列表，选择分离式油压装置YZ-1.6。其油压装置基本参数如表3-3。表3-3 YZ-1.6油压

44、装置基本参数压力油槽油槽容积（m）1.6螺旋油型号LY-3.0槽内油体积（m）0.56输油量（l/s）3.0油罐重量（kg）1600泵转速（r/min）2920油罐及装油重量（kg）2100最大工作压力（kg/cm）25轴功率（kW）13回油箱有效容积（m）2.5电动机型号JQ2-52-2（续表）邮箱内油体积（m）1.3电压（V）220/380邮箱重量（kg）2030功率（kW）13回油箱及装油重量（kg）3200转速（r/min）2920第二部分：水电站长厂房布置设计4 发电机层平面布置设计在进行主厂房平面设计时，必须将上部结构部分和下部结构结合起来考虑，因为两者关系比较密切。主厂房的长度、

45、宽度尺寸，主要取决于水轮发电机定子及风罩、水轮机蜗壳、尾水管、调速设备系统的布置，以及主要设备的装卸方法和安装、检修、运行管理的要求、同时还应考虑到结构布置和里面的艺术处理问题。4.1主厂房长度确定4.1.1机组段长度L1的确定机组段长度L1可按下式计算：式中： 机组段+x方向的最大长度； 机组段-x方向的最大长度；和可分别用蜗壳层、尾水管层、发电机层计算，然后取最大值。本次毕业用发电机层计算。= =4.4+2+0.4=6.8m= =4.4+2+0.4=6.8m式中：发电机风罩内径； 发电机风罩壁厚，取0.4； b两台机组之间风罩外壁净距，在两台机组之间设置楼梯，取b=4m计算结果：L1 =+

46、=13.6m。4.1.2端机阻断长度L2的确定L2= L1+L =13.6+1.9=15.5m式中：L考虑起重机吊运设备极限要求的附加长度取L=D1 =1.9m。4.1.3装配厂的确定L3=（11.5）L1，本次毕业设计取1，则L3=13.6m。4.1.4主厂房总长度L= L1+ L2+ L3=42.7m4.1.5主场房宽度的确定 以机组中心线为界，厂房宽度B可分为上游侧宽度Bs和下游侧宽度Bx两部分。 B=Bx+Bs式中： Bs= /2+A =4.4+0.4+3.6=8mA风罩外壁至上游侧墙内侧的净距，有上游侧电气设备和附属设备的布置及通道尺寸确定，m。取A=3m； Bx除满足与Bs相同长度要求外，还需