热能与动力工程水动方向毕业设计

1、We will continue to improve the company's internal control system, and steady improvement in ability to manage and control, optimize business processes, to ensure smooth processes, responsibilities in place; to further strengthen internal controls, play a control post independent oversight role

2、of evaluation complying with third-party responsibility; to actively make use of internal audit tools detect potential management, streamline, standardize related transactions, strengthening operations in accordance with law. Deepening the information management to ensure full communication "ze

3、ro resistance". To constantly perfect ERP, and BFS+, and PI, and MIS, and SCM, information system based construction, full integration information system, achieved information resources shared; to expand Portal system application of breadth and depth, play information system on enterprise of As

4、sistant role; to perfect daily run maintenance operation of records, promote problem reasons analysis and system handover; to strengthening BFS+, and ERP, and SCM, technology application of training, improve employees application information system of capacity and level. Humanistic care to ensure &q

5、uot;zero." To strengthening Humanities care, continues to foster company wind clear, and gas are, and heart Shun of culture atmosphere; strengthening love helped trapped, care difficult employees; carried out style activities, rich employees life; strengthening health and labour protection, org

6、anization career health medical, control career against; continues to implementation psychological warning prevention system, training employees health of character, and stable of mood and enterprising of attitude, created friendly fraternity of Humanities environment. To strengthen risk management,

7、 ensure that the business of "zero risk". To strengthened business plans management, will business business plans cover to all level, ensure the business can control in control; to close concern financial, and coal electric linkage, and energy-saving scheduling, national policy trends, str

8、engthening track, active should; to implementation State-owned assets method, further specification business financial management; to perfect risk tube control system, achieved risk recognition, and measure, and assessment, and report, and control feedback of closed ring management, improve risk pre

9、vention capacity. To further standardize trading, and strive to achieve "according to law, standardize and fair." Innovation of performance management, to ensure that potential employees "zero fly". To strengthen performance management, process control, enhance employee evaluatio

10、n and levels of effective communication to improve performance management. To further quantify and refine employee standards . Work, full play party, and branch, and members in "five type Enterprise" construction in the of core role, and fighting fortress role and pioneer model role; to co

11、ntinues to strengthening "four good" leadership construction, full play levels cadres in enterprise development in the存档编号 华北水利水电大学 North China University of Water Resources and Electric Power 毕 业 设 计题目： 15-RY-04水电站初步设计 学 院： 电力学院 专 业： 热能与动力工程（水动） 姓 名： 杨正超 学 号： 指导教师： 任 岩 完成时间： 2015年5月25日 教务

12、处制独立完成与诚信声明本人郑重声明：所提交的毕业设计（论文）是本人在指导教师的指导下，独立工作所取得的成果并撰写完成的，郑重确认没有剽窃、抄袭等违反学术道德、学术规范的侵权行为。文中除已经标注引用的内容外，不包含其他人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。毕业设计（论文）作者签名： 指导导师签名： 签字日期： 签字日期：毕业设计（论文）版权使用授权书本人完全了解华北水利水电大学有关保管、使用毕业设计（论文）的规定。特授权华北水利水电大学可以将毕业设计（论文）的全部或部分内容公开和编

13、入有关数据库提供检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段复制、保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交毕业设计（论文）原件或复印件和电子文档（涉密的成果在解密后应遵守此规定）。毕业设计（论文）作者签名： 导师签名：签字日期： 签字日期：门急诊医技楼外脚手架采用悬挑式单排脚手架，基础回填后改为落地式双排脚手架，脚手架搭设高度为23m。病房医技楼外脚手架采用悬挑双排脚手架，分四次悬挑of backbone backbone role; to full strengthening members youth work, full play youth employees in com

14、pany development in the of force role; to improve independent Commission against corruption work level, strengthening on enterprise business key link of effectiveness monitored. , And maintain stability. To further strengthen publicity and education, improve the overall legal system. We must strengt

15、hen safety management, establish and improve the education, supervision, and evaluation as one of the traffic safety management mechanism. To conscientiously sum up the Olympic security controls, promoting integrated management to a higher level, higher standards, a higher level of development. Empl

16、oyees, today is lunar calendar on December 24, the ox Bell is about to ring, at this time of year, we clearly feel the pulse of the XX power generation company to flourish, to more clearly hear XX power generation companies mature and symmetry breathing. Recalling past one another across a railing,

17、we are enthusiastic and full of confidence. Future development opportunities, we more exciting fight more spirited. Employees, let us together across 2013 full of challenges and opportunities, to create a green, low-cost operation, full of humane care of a world-class power generation company and wo

18、rk hard! The occasion of the Spring Festival, my sincere wish that you and the families of the staff in the new year, good health, happy, happy华北水利水电大学毕业设计目录摘要IAbstractII说明书目录第一章 水轮机11.1概述11.2 水轮机型号及装机台数的确定11.2.1水轮机型号的选择11.3 各初选方案原型水轮机参数的计算21.4精选方案的确定及其参数的计算31.4.1精选方案的确定31.4.2精选方案综合特性曲线的绘制41.4.3精选方案

19、发电机的选择121.5 最佳方案的确定及蜗壳尾水管的水力设计141.5.1最佳方案的确定141.5.2最佳方案蜗壳的水力设计及其绘制171.5.3最佳方案尾水管水力设计18第二章 电气212.1 设计原始资料212.2电气主接线初步方案的拟定212.2.1电气主接线设计的基本依据和要求212.2.2对原始资料的分析212.2.3电气主接线初选方案的确定222.2.4初选方案的比较和精选方案的确定252.2.5精选方案的比较和最终方案的确定262.2.6主变压器的选择262.3厂用电设计272.3.1厂用电接线的确定272.3.2厂用变压器的选择282.4短路电流计算282.4.1 短路形成的原

20、因282.4.2短路的危害282.4.3短路的类型282.4.4短路电流计算目的292.4.5短路电流计算的假定条件292.4.6最佳电气主接线方案短路电流的计算292.5 主要电气设备的选择与校验302.5.1断路器的选择与校验302.5.2隔离开关的选择与校验312.5.3母线的选择与校验322.5.4 发电机出口绝缘子的选择与校验332.5.5 电压互感器及熔断器的选择332.5.6电流互感器的选择352.5.7避雷器的选择362.6电力系统中性点接地方式及消弧线圈的选择372.6.1 220kV电压等级的接地方式372.6.2 发电机中性点接地方式372.7继电保护372.8电气二次初

21、步规划设计382.8.1控制方式和控制接线382.8.2电器测量仪表的配置39第三章 水力机组辅助设备403.1原始资料403.2起重设备的选择403.2.1起重机形式和台数的选择403.2.2起重机主要工作参数的选择413.3主阀的选择413.4调节保证计算423.4.1调节保证计算原始资料423.4.2调节保证计算的任务433.4.3有压过水系统的LiVi计算433.4.4设计水头下压力上升值及尾水管真空值计算443.4.5设计水头下转速上升计算453.4.6最大水头下压力上升值校核453.4.7调节设备的选择453.5油系统463.5.1油系统的组成，任务和服务对象463.5.2用油量计

22、算473.5.3油系统设备的选择483.5.4设备明细表，油系统图和操作程序表513.6气系统533.6.1气系统的组成、任务、供气对象及类型533.6.2高压气系统的设计543.6.3低压气系统的设计553.6.4气系统设备明细表及气系统图553.7技术供水系统563.7.1技术供水的对象及作用563.7.2水源、供水方式、设备配置方式的确定563.7.3用水设备对水温、水压、水质的要求563.7.4用水量的计算573.7.5技术供水设备的选择573.8排水系统583.8.1检修排水583.8.2渗漏排水系统59第四章 厂房614.1基本资料614.2主厂房的布置634.2.1发电机层的布置

23、634.2.2水轮机层的布置644.2.3蜗壳层的布置654.2.4安装间的布置654.3副厂房的布置664.3.1副厂房的组成664.3.2副厂房的位置664.4厂房的采光、通风、防潮68计算书目录第一章 水轮机691.1概述691.2 水轮机型号及装机台数的确定701.2.1水轮机型号的选择701.2.2装机台数的选择701.3 各初选方案原型水轮机参数的计算711.3.1 方案一（ZZ460，2台，单机容量160MW）各参数的计算711.3.2 方案二（ZZ460，4台，单机容量80MW）各参数的计算761.3.3 方案三（ZZ560，2台，单机容量160MW）各参数的计算821.3.4

24、 方案四（ZZ560，4台，单机容量80MW）各参数的计算881.3.5 各方案机组技术参数列表如表1-7所示。941.4 精选方案的确定及其参数的计算941.4.1 精选方案的确定941.4.2精选方案综合特性曲线的绘制951.4.3精选方案发电机的选择1041.5 最佳方案的确定及蜗壳尾水管的水力设计1171.5.1最佳方案的确定1171.5.2最佳方案蜗壳的水力设计及其绘制1201.5.3最佳方案尾水管水力设计123第二章 电气1282.1 设计原始资料1282.2电气主接线初步方案的拟定1282.2.1电气主接线设计的基本依据和要求1282.2.2对原始资料的分析1292.2.3电气主

25、接线初选方案的确定1302.2.4初选方案的比较和精选方案的确定1332.2.5精选方案的比较和最佳方案的确定1362.2.6主变压器的选择1382.3厂用电设计1392.3.1厂用电源引接方式的确定1392.3.2厂用电接线形式1402.3.3厂用变压器的选择1412.4短路电流计算1412.4.1 短路形成的原因1412.4.2短路的危害1412.4.3短路的类型1422.4.4短路电流计算目的1422.4.5短路电流计算的假定条件1422.4.6最佳电气主接线方案短路电流的计算1422.5 主要电气设备的选择与校验1512.5.1断路器的选择与校验1512.5.2隔离开关的选择与校验15

26、92.5.3母线的选择与校验1622.5.4 发电机出口绝缘子的选择与校验1672.5.5 电压互感器及熔断器的选择1692.5.6电流互感器的选择1722.5.7避雷器的选择1762.5.7.1避雷器的基本原理1762.6电力系统中性点接地方式及消弧线圈的选择1782.6.1 220kV电压等级的接地方式1782.6.2 发电机中性点接地方式1782.7继电保护1792.7.1继电保护的概念1792.7.2继电保护的任务和作用1802.7.3电力系统中各电气元件的机电保护设计1802.9电气二次初步规划设计1832.9.1控制方式和控制接线1832.9.2电器测量仪表的配置183第三章 水力

27、机组辅助设备1853.1原始资料1853.2起重设备的选择1853.2.1起重机形式和台数的选择1853.2.2起重机主要工作参数的选择1863.3主阀的选择1883.4调节保证计算1883.4.1调节保证计算原始资料1883.4.2调节保证计算的任务1903.4.3有压过水系统的LiVi计算1903.4.4设计水头下压力上升值及尾水管真空值计算1963.4.5设计水头下转速上升计算1983.4.6最大水头下压力上升值校核2013.4.7调节设备的选择2033.5油系统2063.5.1油系统的组成，任务和服务对象2063.5.2透平油系统用油量计算2063.5.4油系统设备的选择2123.5.

28、5设备明细表，油系统图和操作程序表2183.6气系统2203.6.1气系统的组成，任务，供气对象及类型2203.6.2高压气系统的设计2203.6.3低压气系统的设计2223.6.4气系统设备明细表及气系统图2253.7技术供水系统2253.7.1技术供水的对象及作用2253.7.2水源及供水方式，设备配置方式的确定2263.7.3用水设备对水温，水压，水质的要求2263.7.4用水量的计算2273.7.5技术供水设备的选择2283.7.6绘制技术供水系统图2303.8排水系统2303.8.1检修排水2303.8.2渗漏排水系统234第四章 厂房2364.1基本资料2364.2主厂房主要尺寸的

29、确定2384.2.1主厂房总长度L的确定2384.2.2主厂房总宽度B的确定2414.2.3主厂房各高程的确定242参 考 文 献297致 谢298附录A 毕业设计任务书299附录B 开题报告305附录C 外文资料原文309附录D 外文资料译文314附录E 附 图31815-RY-04水电站初步设计摘要：本设计为15-RY-04水电站初步设计，主要包括水轮机选型设计、电气一次设计、水力机组辅助设备及主厂房布置等四部分的设计内容。 水轮机选型设计部分：依据原始资料初步确定机组的台数和机型，从而形成了四种设计方案，然后对四种方案的技术参数进行计算和比较，精选出两种方案作为备选方案；同过绘制两个方案

30、的综合运转特性曲线和等吸出高度线，进行比较后确定一个方案作为设计的最终方案，然后，算出所确定方案的蜗壳和尾水管参数。 电气部分：结合电站实际情况，形成三种初选方案，比较三种方案的供电可靠性及灵活性，选出两种精选方案，然后通过综合投资的比较，最终确定接线方式为双母线分段的接线方式，确定了四个短路点，并对四个短路点进行短路电流计算，得出短路电流值。在此基础上对设备的型号及形式进行了选择。最后绘制出一张电气主接线图。 水力机组辅助设备部分：首先进行起重机的计算与选择，然后进行调节保证计算，选出合适的导叶关闭时间，由此选择出合适的调速器和油压装置的型号，对油、气、水的用量作了详细的计算，并选择了各种设

31、备的型号与所需台数。分别绘制油、气、水的系统图。 主厂房布置：根据已经计算的发电机、蜗壳、水轮机的尺寸，确定了厂房的宽度和长度，依据计算的结果确定了各个面的高程。根据电站实际情况对安装场与中控室作了布置，并绘制出了厂房横剖面图及发电机层、水轮机层和蜗壳尾水管层等三个层的平面布置图。关键词：水轮机、水力机组辅助设备、调节保证计算、蜗壳、尾水管。Preliminary design of 15 - RY - 04 hydropower stationAbstract：The preliminary design of 15-RY-04 hydropower station, including t

32、urbine type design, an electrical design, hydraulic unit auxiliary equipment and plant layout of the main four parts of the design elements.Selection and design of turbine parts：the original basis for the initial units to determine the number and type of Taiwan, thus the four designs, and then the f

33、our programs of technical parameters were calculated and compared. namely, the two programs as options; Drawing off with two programs integrated operating characteristic curve and such a high level of absorption lines, After comparing a program to determine the final design of the program, and then

34、calculated by determining program scroll and a tail pipe parameters. The electrical parts : the actual combined power station, formed three primaries, Comparing the three options of supply reliability and flexibility to select the best two programs, then pass the comprehensive investment, final wiri

35、ng for the pentagon wiring, set four short-circuit, also four points short of short-circuit current calculation, the value of short-circuit current. Based on this model of the equipment and the format of choice。Finally map out a main electrical wiring plans.Hydraulic unit auxiliary equipment : First

36、 lifting of calculation and choice, then adjust guarantee, selection of the appropriate guide vanes closing time, thus suitable choice governor and hydraulic device models for the oil, gas, Water usage in detail, and choosing the type of equipment required and the number of Taiwan。Drawing respective

37、ly oil, gas, water system map. Main Building Layout : According to calculations generators, volute, turbine size of the plant to determine the width and length, calculated on the basis of the results of the various surface elevation. According to the actual situation on the power station market with

38、 the installation of control room made layout, and drawing up the factory and Wang A map generator layer, volute turbine layer and tail pipe layer of the three-storey plan.Key words : Turbine, hydraulic unit auxiliary equipment, regulating assurance, scroll, tail pipesI设计说明书第一章 水轮机1.1概述 （1）水电站名称：15-

39、RY-04水电站 （2）电站地理位置：陕西省境内，汉江上游。 （3）枢纽任务：以发电为主，兼顾航运。 （4）水能开发方式：河床式水电站。 （5）水文气象资料 每年平均气温：8，最高气温：38.9，最低气温：-24，坝段河道不结冰。平均风速2m/s，最大风速24m/s。河水多年平均含沙量3.01亿吨；多年平均含沙量13.2kg/；汛期平均含沙量24.2/。设计洪峰流量27500/s，校核洪峰流量32600/s。 （6）水能规划参数 电站总装机容量：320MW 设计保证率：90% 最大水头：Hmax=23.5m 设计水头：Hr=21.0m 平均水头：Hav=21.0m 最小水头：Hmin=8m1.

40、2 水轮机型号及装机台数的确定1.2.1水轮机型号的选择 根据设计原始资料查参考文献1P370附表1可选择水轮机型号为ZZ560，再查参考文献2 P11表1-3可选择水轮机型号为ZZ460。两种水轮机的转轮参数如表1-1所示。表1-1 转轮参数表适用水头范围（m）转轮型号叶片数Z1轮毂比B导叶相对高度b0最优单位转速n11(rpm)推荐使用最大单位流量Q11（l/s）模型空化系数1526ZZ46050.50.38211617500.61022ZZ56040.40.413020000.50.91.2.2装机台数的选择（1）本电站装机容量为320MW,且用电负荷以工业用电为主，为一级负荷，为保证供

41、电可靠性，应至少设置两台机组。（2）从机电设备成本考虑，小机组的单位千瓦造价高于大机组；但是随着机组台数的增加，其辅助设备的数量也相应增加，因此相同装机容量下水电站的建设成本随着机组台数的增加而增加，所以机组台数不宜过多。（3）当机组台数较多时，电站的运行灵活性较高，发生事故时对系统的影响较小。（4）现代水电站多采用单元接线和扩大单元接线，考虑到本电站装机容量不是很大，宜采用扩大单元接线更为经济，所以机组台数应选择偶数。综上所述，结合本电站担任调峰任务，最终决定选择合理的装机台数为两台和四台两种方案。由水轮机型号方案和台数方 案确定4个初选方案如表1-1所示表1-2 初选方案初选方案水轮机型号

42、装机台数（台）单机容量（MW）方案一ZZ4602160方案二ZZ460480方案三ZZ5602160方案四ZZ5604801.3 各初选方案原型水轮机参数的计算各初选方案的各个参数计算结果列表如表1-3所示。表1-3 各方案技术参数表方案号项目方案一方案二方案三方案四单机容量×台数160MW×280MW×4160MW×280MW×4水轮机型号ZZ460ZZ460ZZ560ZZ560适用水头范围H（m）1530153010221022额定水头Hr（m）21212121转轮直径D1（m）11.12810.557.5原型机最高效率max(%)90.9

43、890.7092.9092.60限制工况效率T(%)86.586.288.187.8同步转速n（r/min）55.568.257.779飞逸转速nR（r/min）138.75170.5144.25197.50额定流量Qr（m3/s）935.53469.43918.44460.55额定单位转速n11r（r/min）130.67115.25132.84129.29额定单位流量Qr（m3/s）1.651.601.801.79吸出高度Hs（m）-4.98-3.94-6.27-6.27安装高程（m）217.04217.48215.96214.50总轴向力Fa（t）2690.231326.632237.1

44、61084.66 各初选方案的工作范围图如附图一到附图四所示1.4精选方案的确定及其参数的计算1.4.1精选方案的确定对以上四种初选方案从能量性能、空化性能以及技术经济等方面的比较，最终确定方案二和方案四为精选方案，精选方案的技术参数如表1-4所示。表1-4 精选方案的技术参数精选方案转轮型号台数单机容量（MW）n(r/min)Hs（m）Qr(/s)D1（m）方案二ZZ46048086.268.2-4.5469.438方案四ZZ56048087.679-5461.917.51.4.2精选方案综合特性曲线的绘制1.4.2.1方案二运转综合特性曲线的绘制（1）等效率线的绘制 轴流转桨式水轮机的效率

45、修方法是每个叶片转角下采用不同的效率修正值，对各叶片转角下效率修正值进行计算，计算中所用到的主要公式有： T0=1-1-M0(0.3+0.75D1MD1T10HMHT) =T0-M0 对方案二的各叶片转角下的效率修正值计算结果列表如表1-5所示，等效率计算表如表1-6所示。绘制方案二的等效率曲线如附图五中（b）所示。表1-5 方案二ZZ460水轮机各叶片转角下效率修正值-10-50+5+10+15+20M00.6500.6500.6500.6500.6500.6500.650T00.7820.7820.7820.7820.7820.7820.7820.1320.1320.1320.1320.1

46、320.1320.132- 3 -表1-6 方案二等效率线计算表H(m)812162123.5N11m=nD1H-n11(r/min)189.09157.3132.6115.25108.74MTQ11(m3/s)P(kW)MTQ11(m3/s)P(kW)MTQ11(m3/s)P(kW)MTQ11(m3/s)P(kW)MTQ11(m3/s)P(kW)-100.1320.580.710.606068.970.620.750.479224.370.610.740.4411908.100.630.760.3817518.060.660.790.3821552.99-50.0760.650.730.98

47、10107.570.740.820.7816611.380.770.840.7322392.610.800.870.6433718.980.800.880.6238846.0200.0620.700.761.3114181.110.790.851.0924152.110.810.870.9831240.890.840.900.8646608.900.830.890.8151619.4650.0570.680.741.7518322.700.790.851.4632198.110.820.871.3442668.260.850.901.1663218.250.850.901.0869675.66

48、100.0640.650.712.2222518.280.770.831.7638079.220.800.861.6150560.910.830.891.3974661.120.830.901.3284498.26150.0680.620.692.5124532.740.730.792.1143669.330.770.841.8957906.450.810.881.6185505.230.820.881.5396737.41200.0760.580.662.8226280.700.740.822.2165856.740.780.861.8897572.840.790.871.78.169（2）

49、出力限制线的绘制 转桨式水轮机模型综合特性曲线上不标出力限制线，但其最大出力受空化条件的限制。在确定了水轮机额定工况之后，通常把过额定工况点的等开度线作为出力限制线，然后以水轮机最小水头Hmin和额定水头Hr分别计算出模型的单位转速n11A和n11B，在ZZ460水轮机模型综合特性曲线上以n11A和n11B分别作水平线与确定为出力限制线的等开度线分别交于A，B两点。查出A点的效率MA和单位流量Q11A,计算出A点的出力PA，由（PA，Hmin）可确定Hmin下的出力限制点A。同理由(PB，Hr)可确定Hr下的出力限制点B。用直线连接A，B两点即为HHr时的原型水轮机出力限制线。当HHr时水轮机

50、的出力受发电机的额定容量限制。 绘制方案二的出力限制线如附图五中（b）所示。（3）等吸出高度线的绘制 计算出各水头对应的模型单位转速n11M，在模型综合特性曲线上过各n11M作水平线与各等空化系数线相交，记下各交点的Q11与值。由各点的计算相应的吸出高度Hs,由各点的Q11值利用Q11-f（P）辅助线（如附图六中（a）所示）可确定相应的出力P，然后可作出各水头下的Hs-f（P）曲线（如附图六中（b）所示）。 在Hs-f（P）曲线上取几个不同的Hs值作水平线与各Hs-f（P）曲线相交，记下各交点的H及P，将这些点（P，H）绘制到P-H坐标系中，并用光滑曲线连接。 等吸出高度线计算数据表见表1-7

51、所示。绘制方案二等吸出高度线如附图六（c）所示表1-7 方案二等吸出高度数据计算表H（m）812162123.5n11(r/min)189.09157.3132.6115.25108.74MkMHQ11(s)P (kW)HS(m)kMHQ11(s)P (kW)HS(m)kMHQ11(s)P (kW)HS(m)kMHQ11(s)P (kW)HS(m)kMHQ11(s)P (kW)HS(m)0.252.200.514500.007.563.300.9621900.06.464.401.0332600.05.365.781.0851600.03.986.461.0861900.03.300.302.640.799970.007.123.961.1623500.5.805.281.1938400.04.486.931