学士水电站厂房毕业设计

大学毕业设计议水册电状站管厂胞房殿设妨计汇学鼻生日姓齐名破指浊导猪教奔师躬班匆鞋阶茄收级答专标矮瓣柏诵业孔学辱畜困泊什院2005年6月10日目录HYPERLINK\l"_Toc106852082"1摘要1HYPERLINK\l"_Toc106852083"1.1中文摘要1HYPERLINK\l"_Toc106852084"1.2英文摘要2HYPERLINK\l"_Toc106852085"2前言3HYPERLINK\l"_Toc106852086"泉3毛机基圈本昌资灿料替4HYPERLINK\l"_Toc106852087"暮3讨.以1骄统工拒程滑任昏务湖4HYPERLINK\l"_Toc106852088"怨3按.蛋2凉江基丧本练资袄料舒4HYPERLINK\l"_Toc106852089"艘4弟饶厂闷房惠设揪计去说忘明舒书斤6HYPERLINK\l"_Toc106852090"极4皂.挥1延厂级区罚布更置男6HYPERLINK\l"_Toc106852091"吹4批.堂1核.扬1略店考拥虑驶因旷素银6HYPERLINK\l"_Toc106852092"月4倒.斑1均.攻2叼奸方缠案前比圾较睡6HYPERLINK\l"_Toc106852093"反4泊.蜻2腾龟水卧轮析机捧型蓝号印的迎选欠择貌7HYPERLINK\l"_Toc106852094"性4位.本2史.米1翠损水限头售计申算观7HYPERLINK\l"_Toc106852095"听4指.缓2即.仓2斧表水读轮秘机俭主芳要熊参刑数沙的拌确您定窜8HYPERLINK\l"_Toc106852096"裂4败.幼3啦哈尾笼水鞋渠固设谱计岸9HYPERLINK\l"_Toc106852097"简4爬.赏4届案压披力坊管欠道尚直轨径我及蒸蝶惑阀鹊的膝确驼定艇1羞0HYPERLINK\l"_Toc106852098"砌4塞.朽5偏端损修失盒计芝算弱1戚0HYPERLINK\l"_Toc106852099"顿4柏.聋5产.绣1档先沿谎程合损倡失辰1地0HYPERLINK\l"_Toc106852100"御4汁.嗽5类.梅2称毕局如部仪损崖失爪1江0HYPERLINK\l"_Toc106852101"痕4溜.过6剂锦蜗猫壳县尺促寸拘的弊确窄定萄1话2HYPERLINK\l"_Toc106852102"河4门.史7贱汁尾姐水捧管积尺混寸目计各算轻1锣4HYPERLINK\l"_Toc106852103"枯4掩.具8容选水书电惜站跑厂存房欢尺漆寸戒设饶计晋1庸4HYPERLINK\l"_Toc106852104"巡4现.饰8刷.纳1棒笑主挎厂陵房拣高明程毯的蔽确殖定银1脸4HYPERLINK\l"_Toc106852105"馒4鱼.房8排.炉2厌竭主趁厂管房栏长陷度攻L窄的绿确榨定嫌1耽6HYPERLINK\l"_Toc106852106"河4唯.酱8乔.套3布叠主宜厂氏房红宽兆度梳确昏定盛1扭7HYPERLINK\l"_Toc106852107"螺4取.长9独掌起遭重毒机祸选摘择摇1驻8HYPERLINK\l"_Toc106852108"阴5蛋含致汗谢隶1仇9HYPERLINK\l"_Toc106852109"匙6泻狭参稳考萄文如献征2狐0HYPERLINK\l"_Toc106852110"宾7堤诵附爽件总错心误止！阿未申定尖义谋书妻签碌。HYPERLINK\l"_Toc106852111"狮7饺.替1京英现文疲原杆文拿错价误充！钓未叔定宅义艰书广签醉。HYPERLINK\l"_Toc106852112"钞7廉.鞠2霉五译蝴文牧错长误盐！振未凤定俊义欧书盆签梨。HYPERLINK\l"_Toc106852113"蛮7发.对3旱宫附芳图光错捡误追！博未购定挂义洲书辫签您。神1庭恰摘控要兔1政.受1特役中观文许摘筒要亮本补毕旦业封设贯计钞承免担宣水锹利药水拨电狭枢迎纽羽工敲程坛中粒水屿电招站蒜厂坡房酸设渠计毫的冲部芹分卧工狗作艇。攀根塘据祥已晴有无的缠原勉始验资闻料哗和季该肤处华地冲形中图绿进鉴行义设蔑计美，单主字要弊内林容冠有虫：精水任电德站亮站未址革的掏选朽择甚，泛总角体头布睬置愁，性水冰轮汉机脖型耽号绢的歼选章择粱，束蜗暴壳敏尺晕寸独的布确挺定早，慢尾煌水粮管赏尺蜡寸携的爱确戒定鞋，玉调郑速境器漆和霸蝶装阀馆的亭型贝号趴选皱择击，岛水赵电仆站猪厂史房街尺吐寸条的放确情定炮，岩尾报水狂渠疑渠唉道券布某置浩、族形辉式搏选扛择冷、牵开霞挖订方务量翼等于，但并恩根链据秆要扰求善绘俗制尽相侍应胞的贩平干面帽布羊置掩图往和蜘剖斗面箩图衔。威水坊电怜站深位阅于浙河虽南陵省叼西模峡贞县滩境辣内过，捏位梦于变丹烛江筋支垂流孤老宋灌些河晒上晴，顺水蹄力沫资交源跑丰良富随，勉可锋供纪修急建卫大寒中呆型冶水去库尽和广电接站以，唤流户域份下刑游虾为由该猾县畜的此主绵要被产庸粮练区索和微工遮业诵发碌展外区哭。羽由食于臂受牢电菌力旬不胃足冒的栏影胖响兴，蝴严叹重车制金约肿了嫁该震地公区塑的煎经靠济卫发跌展贷，约为字了抹解偿决兽该壶地乳区燕的搂用们电鞠紧挺张古问厉题送和辨合偏理啊开伍发给老自灌慢河倍水塞力铁资通源场，别拟甘定货修穷建适水驼利呢水琴电戚枢栋纽异工示程被，悼以老发不电浙为汪主蹲，档结且合层防膛洪犹，岗城脉市村供蓝水潮，躲农握田慕灌锁溉呆及百水乎产蛛等剪进龟行型综消合则利然用撒。堵本乎电佩站翠的蒜设夜计记水幼头貌为盗2省9羡.臣2灯4乏米摸，拘单锻机逃容甜量迫3笑2贿0愚0轧k蜜W拆，挤共较三殃台雪机博组偏，林总威装毯机绑容池量犁9灵6判0洪0舅k狸W题。贵恒关艘键君词腾：级峰系荷绳、啦装榆机殖容辉量起、先效肠率木、叮水肢库冷、白发尾电欠机关、敬水慎轮岭机恶。喷1旗.贸2修在英只文箩摘松要骗A瓜b淡s幅t邪r虫a哭c到t种T贿h耍i妈s杨教g拿r份a野d欠u浸a浅t副e赢痒d丝e继s艺i屋g请n木司u盟n亩d根e模r率t展a绩k喇e晚s优乐t浮h隔e荣六p溉a叨r夕t搁辜d摆e垄s嘉i甲g驼n休葡o粱f搜弄h刘y福d民r卧o办e庭l手e拐c梳t育r嫩i绘c庙盏p贴o西w同e贸r井荐s材t够a捕t灰i带o辣n晶舱w两o奏r丙k常s明h半o脚p框惑a警r熟r平a沃n拣g粗e枣m榨e妙n这t距野o谊f逐骗S圆h朴i纲m群e钢n慈茅W支a逐t垃e疼r玻兽c蓬o碍n预s饭e论r喘v盖a罗t爹i耻o宪n恋认w少a棚t稻e周r蕉照a睡n策d绞扭e葱l士e握c速t痒r其i虚c酬i蓄t侧y盲槽p们r旱o册j浪e袄c耍t朗，兆t虎h仗e嫁你d贱e扔s味i评g安n俭程w至a稍s踩歌f使i絮n顷i约s不h喷e疑d狸室a担c疯c填o现r授d毕i凭n推g题侦t产o救侧t臭h旗e滴国p顺r晶i适m模i敏t省i骡v盈e棒晶d需a吗t倒a突浊t逼h弃a稠t肃口t崇h辉e霞r鞭e脸鹊h弃a溪s映先b畜e谷e旺n拳述a厚n视d腊买t赛h蓬e太胃g芒e制o沸g等r润a电p杂h总y返红d穷i士a滋g但r撇a着m弊泼o赔f桥体t蜡h沃e绕细p阴l称a嘱c鹅e岂舱,层w甜h脂i呀c粱h殃敬m菠a眼i孔n泽l顽y姻聚w业e浓r旧e质皱a具b素o伐u粒t讨例t邻h遣e破轮s逼e杆l寨e湿c隐t弄i旦o侄n松没o使f饭衡h躺y拦d败r初o架e挂l元e诱c郑t字r惕i擦c贪逃p敞o才w桂e军r慨为s展t冤a念t惹i想o民n虎主s兄i蚁t匪e乳s枕蔬,袖t洗h讯e瞎树t敏o粉t丰a标l笑做a梯r雹r绒a衣n柳g筝e搞m敢e称n魄t胳幕,显t吧h子e迁谈s匪e塘l销e背c掩t钉i巧o融n威盲o乏f毙调t晓h灵e呆吹t边y芝p胆e插涉o柜f侄肆丰h纤y减d食r赶a具u盆l纽i武c候谎t蓬u遵r程b嚷i扒n横e民刚,劳t铁h浆e在岩c钓h爪o贼i差c战e擦忙o敌f袖珍t秒h吼e有蝇s埋i昼z状e纤阿o减f宴牺t评h您e涝镜a祸p富i播r仁a没l急枯c酬a线s尖e谨棉,亭t倒h肾e宗省c位h洒o烛i仅c悬e樱冬o肝f煎吸t栗h芬e喇江d狮r纯a藏f恩t宣太t达u聋b云e溪冲s脂i差z烧e误饥,茶拍t微h泪e骂杆s稻e箱l昂e金c器t冰i穗o津n畅仇o队f袍娃t苗h倚e本陪t附y遣p渠e维氧o万f示直s布p拼e愁e接d撒岔g搞o填v末e离r唤n陷o抄r范尸a拴n逼d狮妄b菠u摊t衔t警e鞠r夹f希l伏y伴林v初a晃l珠v比e柴劲,许细t垃h碗e块宿c阁a言l拦c恩u远l察a砌t此i且o引n抚盐o乐f膊金t疾h表e及策s秋i缺z的e事熟o寿f键传t喇h伟e阀属w停a宿t殖e逼r头逢p改o帆w申e消r睬崇f准a蚕c援t慕o宿r头y转题,爷t栗h篮e宪纵o舍u蝶t福l典e天t台义a雅r梦r惹a矿n凡g掉e罚m霞e龟n决t炒省o则f探假t蜘h出e盯齐t摘a伞i玩l恼保c乐h蛛a临n翅n倒e捆l若咳,巩t扎h放e昂看s矮e伟l敲e也c迹t妥i累o生n右雨o落f劈挽t虹h著e逃连f毛o字r六m坐花,全t透h追e律恨c腰u看b窃i科c鸦萄q俗u翅a疑n掏t年i戒t盾y原堪o拥f毅央d他i执g奴g抗i嘴n被g庭碑e丹t燥c显.四值A伞n脖d煮改t搏h夜e纲概h幻o聋m夏o墙l品o障g勇o户u汁s估盛f钉l材a陵t杠纹a农r码r演a赔n苗g祸e如产d窝r似a办w搭i结n检g云无a坊n规d堪具t承h性e拢贼c拥r阶o链s字s涂魄s椅e克c香t苗i嚷o跟n视洪,决a阔c火c己o拘r践d怨i罪n钉g静挪t旺o问弓t慎h盒e旁字r坑e昂q杯u贸e桐s财t异血,躺m捉u粉s筛t罢盼b迫e炎苗c冤o且m扔p恩l恢e僻t悟e唯d周.括ThathingelocatesintheGuanHeriver,whichlocatesinXixiacountryofhennaprovinceandisabranchofDanJiangriverandtherearesoabundantwaterpowerresourcesthattheycanbeprovidedtosetupthebigandmedium-sizedreservoirandhydroelectricpowerstation.Therivervalleydownstreamisthemainfoodproductionareaandthedeveloppedindustyareaofthecountry.Theeconomicdevelopmentofthisregionisseriousrestrictedfornothaveenoughelectricpower.InordertosolvetheproblemanddevelopthewaterresourcesoftheLaoguanhetheShimen孟W睛a摊t绩e党r采强c组o息n苦s名e抹r滑v不a绕t桑i弹o虚n晃幕w贡a中t尺e图r幸读a蛙n丘d似疤e睛l圆e迁c秩t漆r诚i泻c鬼i挤t捎y熄嫩p吉r揪o饶j李e阔c及t枯颤i龟s征砖d引r颈a帖w沉n余你u介p瞒植c侄o渠n市s掘t费r案u毛c已t剧e区d叶玉,歌r默e郊g妻a逢r栗d患i密n鉴g恰皂g醒e良n野e状r默a驻t叮i烂n迷g桨鼓e遭l迹e母c团t释r恢i款c披i洗t济y些敢a琴s牛述t衔h斩e辉捏m栗a座i牢n住均g渴o版a羽l赌码,驰j耕o驶i奥n掩i亡n章g世糕t命o冶g卖e胞t尊h前e农r朽旦t蚂h葱e惹泛f乎l嘱o故o洋d裹我c池o亚n纤t御r训o游l败幻,客m稠u裙n亭i幼c俭i高p毁a剃l仍旨u志s亮e泄a箱g壶e无摧,次f赶a途r默m晨l美a烂n摆d栽债i谷r筐r肺i掩g为a反t紧i仙o涨n追萝a踏n勤d您竭w伍a予t歪e记r谜渠p是r皱o秋d度u视c礼t尘蹄e俘t马c智.柄Thedesignheadofhydraulicturbineis29.24meters.therearethreegeneratingunitsinthestation,eachcapacityis3200Kw,theelect-installedcapacityis9600kW.Keywords:peakload、capacity、capacity、reservior、generator、turbine.2前言水电站厂房是水工建筑物、机械及电气设备的综合体，是水能转化为电能的生产场所，也是运行人员进行生产和活动的场所。其任务是通过一系列工程措施，将水流平顺的引入水轮机，使水能转换成为可供用户使用的电能，并将各种必需的机电设备安置在恰当的位置，创造良好的安装、检修及运行条件，为运行人员提供良好的工作环境。水电站厂房设计的发展随着生产力的发展而不断发展,且随着人们生活水平的提高有新的发展趋向,近年向以人为本的方向发展，厂房设计的方法随着计算机的发展有很大的发展和改善。毕业设计是我们在校期间的最后一门必修课，也是一次全面性总结性的实践环节，对我们走向工作岗位起着承上启下的作用。它是在老师指导下，综合运用四年来所学知识和科学研究的基本内容和基本工作程序，树立较强的工作概念、工程概念、经济概念，培养分析问题和解决问题的能力，完成作为一个工程师的基本训练，是为将来顺利走向工作岗位提供业务知识和能力的保证。这次设计是我们走向工作岗位前的一次“实战演习”，它可以巩固、联系、充实、加深、扩大我们所学的基础知识和专业知识，提高运用所学知识，解决实际问题的能力，培养我们敢于创新的精神，并能正确地将独创精神和科学的态度相结合，使我们初步掌握专业设计的流程和方法，熟练运用计算机等工具，以提高其工作效率。重要的是让我们养成了严肃认真，刻苦钻研、实事求是的工作作风和良好的工作、学习习惯。通过同学们在一起的交流与协作,培养大家的协同合作的工作作风。毕业设计对于我们来说，是一个独立设计、创作的过程，其中的每一步和每一个环节都是对我们的考验和锻炼，它将成为我们今后的学习和工作做铺垫，提高我们多方面的能力。水电站设计是水利水电工程建设设计工作的重要组成部分，其中站址的选择是个很复杂的问题，这主要是因为方案选择要考虑多方面的因素。此外，厂房中各设备的布置也要考虑众多因素。我们就是要针对设计中所遇到的具体问题，运用所学知识，参考相应的书籍、规范以及一些实际工程资料，找到其解决方法。在对设计图的处理上，运用了AutoCAD的基本知识，使得绘图更加方便，快捷，从而避免了手工绘图得种种不便，提高了工作效率。同时，也运用了Word知识，使得我们对计算机知识更加巩固。在马跃先老师的悉心指导下，在同组同学邹丹、魏云洁等同学的帮助下，经过三个月的努力，毕业设计才得以顺利完成，在此谨表衷心的感谢！限于本人水平，也限于时间，涉及中难免存在疏漏和不妥之处，敬请老师和同学们批评指正。编者：蔡富2005年6月3基本资料3.1工程任务属河南省西峡县境内，位于丹江支流老灌河上，该处地形、地质条件良好，水力资源丰富，可供修建大中型水库和电站。流域下游为该县的主要产粮区和工业发展区，由于受电力不足的影响，严重制约了该地区的经济发展。为了解决该地区用电紧张问题和合理开发老灌河水力资源，拟定修建水利水电枢纽工程，以发电为主，结合防洪、城市供水、农田灌溉及水产等进行综合利用。本毕业设计承担水利水电枢纽工程中水电站厂房设计的部分工作。3.2基本资料3.2.1流域资料老灌河全长254Km，流域面积4219Km2，总落差1340m，河床平均比降约5.2%，坝址位于老灌河中游，距西峡县城约10Km。坝址以上控制流域面积约2580Km2，多年平均降雨量6.635亿m3.坝址下游约1.8Km处有小电站，装机600KW。在小和之间的小水库库容约100万m3，有效库容60万m3.3.2.2交通条件在枢纽左岸有一条简易公路沿河向下游大约3Km处和通向县城的主干公路相交;枢纽右岸山的另一边距坝址约2Km处有一条通向县城的主干公路。3.2.3气候条件⑴气温：该地区年平均气温15.1℃，最高气温42℃，最低气温-14.2℃。⑵降水：多年平均降水量约900㎜，降水量在时间和空间上分布很不均匀，一般是深山多于浅山和丘陵区，降水量的61.8%集中于6～9月，其中7～8月占年降雨量的41.5%。⑶风向和风速：多年平均最大风速为7.63m/s，相应风向为北东向。3.2.4水能规划资料⑴水库特征水位及相应库容如下表：表1水库特征水位及相应库容水位（m）相应库容（万m3）校核洪水位294.948910设计洪水位291.567380正常蓄水位288.005200发电死水位271.801800⑵泄洪流量及下游水位与流量关系大坝主要采用坝顶溢流泄洪，溢流坝净长度为143m，溢流坝坝顶高程为288m。5年一遇洪水下泄流量为1500m3/s，20年一遇洪水下泄流量为3050m3/s，50年一遇洪水下泄流量为4100m3/s，500年一遇洪水下泄流量为7700m3/s。水库下游河道与流量关系见下表：表2水库下游河道与流量关系水位（m）246247248249250251252253254255流量（m3/s）033091016702730470054707700885010750⑶电站装机容量电站装机容量拟在9000kW左右，主要作调峰运行。3.2.5地形地质条件⑴地形老灌河在坝址区为北东流向，该处河谷狭窄，主要为中高山区，相对高度多在100～200m，最高可达700m，山坡较陡峻，基岩裸露，河谷呈“V”字型，河谷宽度一般在80～180m，坝址处约为140m，河床底高243～246m。山坡坡度左岸40～45°，右岸约为30°。⑵地层岩性坝址周围为太古界太华群及海西期侵入岩体，基岩裸露，第四系沉积很薄，残坡积也不发育，太华群岩性主要为云母石英片岩及石英片岩，多为中薄层，层间结合较好，坚硬，风化较轻。海西期侵入岩体主要为混合花岗片麻岩，角闪片麻岩等，岩石坚硬，完整密实。河床冲积层为近代漂砾、卵石、粗砂组成，厚约1～5m。总体上讲，工程地质条件比较简单，没有明显不利的工程地质问题。3.2.6原始资料设计说明书一份，地形图一张。4厂房设计说明书4.1厂区布置4.1.1考虑因素站址选择要考虑：厂房形式的选择、交通条件、开挖方量、施工场地的选择、泄洪产生的影响、生活区和管理区位置的协调、及对其他工程的协调影响。⑴厂房形式：根据已知资料，电站正常蓄水位为288米，下游河道最低水位为246米。所以最大水头差约为42米。属中水头厂房范围30-100米。若考虑采用河床式厂房或坝内式厂房，则由各方面资料可知，对于小型水电站来说，这两种型式都过于复杂，需要考虑的因素太多，而且也不经济，所以不予采用，应考虑采用坝后式厂房。⑵交通条件：由资料知，在枢纽的左岸有一条简易公路沿河向下游大约3千米处和通往县城的主干相交；枢纽右岸山的另一边，距坝址约2千米处有一条通向县城的主干公路。若将厂房设在大坝的右岸，就需要修建一条盘山公路与2千米外的通向县城的主干公路相衔接，工程量较大。若不修路而改架桥通向左岸的简易公路，这样又不太经济，所以应考虑将厂房设在大坝左岸，那么，那条简易公路可修建为进站公路。⑶开挖方量：考虑开挖马房沟一地建厂房，直接打一条引水隧洞由大坝处引水。这样大约可以形成7到8米的水头差，这对电站来说是很有利的，但考虑到马房沟的开挖量大约在30万立方以上，开挖量过大，经济成本高，而且本项工程是起调峰电站的作用，如此设计，则下游的小电站将关闭，那他对本项工程的反调节作用也就没有了，而且对下游的诸多电站也都会造成影响。若厂房紧贴坝后，太靠近岸边，会受到挑流影响，靠岸里侧一些，则进水口需要加宽，增大了山体开挖量。暴雨季节，山体滑坡，进水口会逐渐淤死。若设冲沙闸于厂房下部，又使大坝的结构、管道布置等问题过于复杂。在左岸从坝轴线向下游100米左右，山体坡度较缓，开挖方量小，不易引起滑坡，而且护坡较为方便。若直接在大坝下游紧靠大坝建电站，则由于山体坡度较大，而开挖方量较大，再者，由于厂房与坝上游进水口的距离短，则有压进水管不宜采用分叉式，用独立式布置投资又较大。所以考虑将厂房布置在距离大坝约100米处的凹向左岸的山窝处，初步估计最远挑距为120米，厂房稳定性可不受影响。但是会有水雾现象，若再将距离拉远一些，引水距离又显得过长了。⑷施工场地的选择：在左岸由于坝下游400米左右处的地形较为平缓，易于布置施工设备，进行厂房施工备料。⑸泄洪产生的影响：站址确定在下游左岸，距坝轴线的距离应适当，否则泄洪产生的水雾可能会影响发电机组的正常运转，厂房应面对下游布置，可以避免大坝泄洪时的水流不稳定、水位不稳定，及对尾水位的影响。=6\*GB2⑹生活区和管理区位置的协调：在坝下游左右岸地形条件相比，左岸的袁家庄地形很平缓，到施工场地的距离也合适，适宜建设生活区和管理区。⑺对其他工程的协调影响：在水库大坝的下游有已建的小电站，为保证小电站能正常运行，发电尾水必须汇入原河道，所以电站应靠近下游河道修建。4.1.2方案比较方案一：厂房布置在距坝轴线下游100米的左岸。1）山体坡度较缓，开挖方量小。2）有压进水管可采用联合式，水头损失小，不考虑水击问题，投资少。3）水流挑射对厂房的影响小。4）交通便利，可利用已有的交通条件，减少工程投资。5）便于进行施工总体布置方案二：厂房紧靠坝布置。1）施工干扰大。2）左岸靠近坝处，山体坡度大，开挖方量较大。3）有压进水管不宜采用联合式，用单元式会增大投资。4）下泄水流的水汽对厂房内的设备有影响。5）损失小，不考虑水击问题。方案三：在马房沟一地开挖，修建引水式电站。1）须埋设的压力引水管道较长，增大投资。2）发电尾水没有汇入原河道，影响下游已建工程的运行。3）泄洪对尾水无影响，可提高电站运行效率。4）水头损失大，水击压力大。综合以上分析，选第一方案最优。电站厂房布置在左岸距坝轴线下游100米处。4.2水轮机型号的选择4.2.1水头计算由于该电站为调峰电站，为了增加供电可靠性，拟选三台发电机，则每台的装机容量为9000/3=3000kW，可适当增加容量保证可靠性，查《小型水电站发电设备手册》发电机标准系列，选单机容量为Nd=3200kW，相应水轮机出力N=3400Kw。由原始资料知，上游最高水位为288m，最低水位为271.8m。假定开一台机组运行时下游水深约为1m，引水系统水力损失约为0.8m。开三台机组运行时下游水深约为2m，引水系统水力损失约为1.5m，则水电站最大水头水电站最小水头算术平均水头该电站为坝后式，水电站设计水头（1）式中：Hav—水电站加权平均水头，应比算术平均水头大，初拟为32m，则4.2.2水轮机主要参数的确定⑴确定水轮机转轮直径取水轮机工作范围为22～41m，在反击式水轮机系列型谱中查得HL240型水轮机比较适用于这一水头范围。（2）式中：Nd—发电机单机容量Qr—水轮机设计流量Q1́—单位最大流量D1—水轮机转轮ηd—发电机效率η—水轮机效率Hr—水轮机设计水头初拟ηd=94%，η=92%。则查水轮机转轮标准系列取D1=1.4m⑵效率修正值的计算查《小型水电站发电设备手册》图1-15HL240型水轮机转轮综合特性曲线，HL240型水轮机在最优工况下的最高效率ηMmax=92.0%，模型转轮直径D1M=0.46m。则原型水轮机的最高效率（3）考虑制造水平的差异，根据水轮机的直径凭经验取ε=1.0%，原型水轮机所采用的蜗壳和尾水管与模型水轮机的相似故取=0。则效率修正值由下式计算（4）水轮机在限制工况处的效率为⑶确定水轮机转速由水轮机相似定律（5）在上式中原型水轮机的单位转速应取最大单位转速即（6）HL240模型水轮机的最优单位转速，同时由于可不予修正，因此，原型水轮机的最优单位转速和模型机的相同，即=72。查《水电站》表4-7选与之接近而偏大的发电机标准同步转速，取ne=300r/min。⑷反算水轮机设计水头（7）=Qr==13.14m3/sQ总=3Qr=3×13.14=39.42m3/s故所选水轮机为HL240—LJ—140，设计流量为13.14m3/s，设计水头为29.24m。查《小型水电站发电机设备手册》表1－14选与之相应的发电机为TSL325/36—20，与之配套的调速器为CT40，油压装置为YZ—1。4.3尾水渠设计取尾水渠底宽b=8m，为梯形断面，边坡坡率m=0.25，底坡i=0.001，尾水渠为新开挖基岩，糙率n=0.018，初步设计尾水渠长100米，则尾水渠上下游高差△h=0.1m尾水渠水深计算迭代公式（8）开一台机组时Q=13.14m3/s，经计算h=1.02m开三台机组时Q=39.42m3/s，经计算h=2.07m则下游最低水深hmin=1.02+0.1=1.12m，高程247.12m下游最高水深hmax=2.07+0.1=2.17m，高程248.17m下游平均水深h=1.65m，平均水位为247.65m4.4压力管道直径及蝶阀的确定按经济流速确定压力管道直径，压力管道经济流速Ve一般为4—6m，取为4m/s管道直径计算公式：D=1.13（9）管道内流速：V=（10）对于主管，Q=39.42m3/s对于支管，Q=13.14m3/s查《水电站建筑物设计参考资料》，蝶阀选型为DF200-150，卧轴，名义直径两米。4.5损失计算以下损失计算过程中，所有系数来源于天津大学水利系主编的《小型水电站》4.5.1沿程损失（11）式中：D—钢管内径Q—管中流量L—管长α—考虑管道结构形式对沿程损失系数的影响,取为0.000826m—考虑钢管使用年限的系数，取为1.024.5.2局部损失局部水头损失由下式计算：（12）式中：△h局—局部水头损失ξ局—局部水头损失系数ν—计算断面平均流速g—重力加速度，9.80⑴拦污栅损失拦污栅水头损失系数（13）式中：β—与拦污栅条断面形状有关的系数，圆形，1.79s—栅条直径，1㎝b—栅条净距，5㎝α—拦污栅与水平面夹角，70°K—考虑拦污栅上附着污物对水头损失系数的影响，1.5过栅流速ν—1m/s考虑堵塞取为0.1m⑵进口局部损失进口为喇叭形进口，局部损失系数为0.1断面平均流速为1.5m/s⑶渐变段损失渐变段长度一般为遂洞直径的1.5—2倍，侧面扩散角以6°—8°为宜。取损失系数为0.1断面平均流速⑷闸门槽损失取损失系数为0.1⑸水管转弯局部损失弯道转角约为25°，损失系数约为0.15=6\*GB2⑹岔管损失岔管偏角约为25°，流经岔管后的流速接近，取损失系数约为0.19有两条岔管，故损失为2×0.17=0.34m⑺阀门损失蝶阀损失系数约为0.11总水头损失为4.6蜗壳尺寸的确定图1混流式水轮机蜗壳平面图对蜗壳任一断面（14）（15）（16）式中：Qi—该断面流量ρi—该断面半径Qmax—水轮机最大流量νc—进口断面流速K—流速系数，取为1蜗壳进口断面式中：对于255°包角断面对于165°包角断面对于75°包角断面4.7尾水管尺寸计算图2混流式水轮机尾水管水电站所用尾水管为弯肘型，查《水电站机电设计手册》及《水电站》，图中相应尺寸如下：4.8水电站厂房尺寸设计4.8.1主厂房高程的确定⑴水轮机安装高程▽T：（17）式中：▽W—水电站正常运行时可能出现的最低下游水位，一般取一台机组的过流量相应的尾水位。Hs—水轮机允许吸出高（18）导叶高度b0=0.511m水轮机实际允许吸出高：σ—气蚀系数，由水轮机特性曲线决定△σ—气蚀系数修正值，由水轮机厂家提供H—计算水头▽—水电站厂房所在地点的海拔高程，初步设计时可采用下游平均水位高程X—水轮机压力最低点与安装高程之间的差值，对于混流式水轮机X=b0/2在尾水渠设计时已算得下游平均水位为247.65m，开一台机时，下游水深为247.12m。⑵尾水管底板高程▽尾（19）式中：h—尾水管高度⑶主厂房基础开挖高程▽F（20）式中：—尾水管底部浇注混凝土厚度，1m⑷水轮机机层地面高程▽1（21）式中：ρc—蜗壳进口断面半径h4—蜗壳混凝土保护厚度，1m⑸发电机装置高程▽G（22）式中：h5—发电机机墩进人孔高度，1.8—2.0mh6—发电机机墩进人孔顶部厚度，1m=6\*GB2⑹发电机层地面高程▽2（23）式中:h3—发电机转子基坑深度⑺吊车安装高程▽C（24）式中：h7—发电机上机架高度h8—吊运部件与固定的机组或设备间的垂直净距h9—最大吊运部件高度h10—吊运部件吊钩之间的距离h11—主钩最高位置至轨道顶面的距离，可从起重机主要参数表查出m⑻屋顶高程▽R（25）式中：h12—轨顶到吊车小车距离，可从起重机主要参数表查出h13—吊车检修预留空间，0.5mh14—屋面板厚度4.8.2主厂房长度L的确定（26）式中：L—主厂房长度n—机组台数L0—机组段长度L安—安装间长度△L—边机组段加长⑴机组段长度L0的确定（27）①对于蜗壳层②对于尾水管层③对于发电机层，机组段间距由发电机定子外径控制（28）式中：D风—发电机风罩外缘直径d—两相邻风罩通道间的距离L0取三者中的大值，7.81m⑵边机组段加长△L=（0.1～1）D0=1×1.4=1.4m⑶安装间长度L安=（1～1.5）L0=1.2×7.81=9.37m取安装间长度为10米，则主厂房长度取主厂房长度为35米4.8.3主厂房宽度确定（29）式中：B—主厂房净宽Bx—下游侧宽度Bs—上游侧宽度⑴水下部分净宽的确定①上游侧宽度式中：1.25—座环半径1.0—混凝土保护层厚度0.8—蜗壳上游侧断面直径4.0—蝶阀坑宽度②下游侧宽度式中：1.25—座环半径1.0—混凝土保护层厚度1.74—蜗壳下游侧断面直径2—走道宽度则，主厂房净宽⑵水上部分净宽的确定①上游侧宽度式中：2.75—发电机风罩半径5—布置调速器，油压设备及机旁屏必需的距离②下游侧宽度式中：2.75—发电机风罩半径2.5—下游走道宽度则，主厂房净宽取两者中的大值，主厂房的