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2.2 装置方式的选择
在大中型水电站中,其水轮机发电机组尺寸一般较大,安装高程也较低,因此七装置方式多采用立轴式。它可使发电机的安装高程较高不易受潮,机组的传动效率较高而且水电站厂房的面积较小,因此本设计采用立轴式装置,设置三台机组。
2.3 水轮机参数计算
2.3.1 HL240型水轮机方案主要参数选择.
1）转轮直径D1的计算
查表3—6和图3—12得HL240型水轮机在限制工况下的单位流量
3
Q1'M=1.24m/s，效率?M=90.4%，由此可以初步假定原水轮机的单位流量3
Q1'=Q1'M=1.24m/s, 效率?M=92%.
D1?Nr '3/29.81Q1Hr?式中：D1——水轮机标称直径
Q1'——水轮机单位流量 查得Q1'=1240L/s=1.24m3/s Hr——设计水头 Hr?31.35m Nr—水轮机额定出力
Nr?Ne/?g?7000?3684.2KW
2*0.95代入式中得D1?Nr3684.2??1.369m '3/21.59.81Q1Hr?9.81?1.24?31.35?0.92查表3—12水轮机转轮标称直径系列，选用相近而偏大的标准直径：D1?140cm.
2）转速计算
n1'H72?33?295.4 r/min =n?1.4D1式中 n1'——单位转速采用最优单位转速n1'?72 r/min
H——采用设计水头33.00m
3
D1——采用选用的标准直径D1=1.4m 选择相近而偏大的转速n=300 r/min 3）效率及单位参数修正
查表3—9可得HL240型水轮机在最优工况下的模型最高效率
??Mmax=92.0%,模型转轮直径D1M=0.46m,由公式：
Mmax)5max=1-(1-?0.46D1M =1-(1-0.92)×5=0.936=93.6%
1.4D1-?1??2=93.6%-92%-1%=0.6%
则 ??=?max-?Mmax?=?M+??=90.4%+0.6%=91.0% (与假设基本相同)
（2）单位转速修正
?max??Mmax????0.92?0.06?0.926
?n1'因为, '?(?max?Mmax?1) =
?n10M所以，不需要修正。
0.9260.92?1?0.326%<3%
则原假定的 n=300r/min, Q1′=1.24 m3/s, D1=1.4m是正确的。 4工作范围检验
Nr?9.81Q1'D12Hr1.5?
'在选定D1=1.4m, n=300 r/min后,水轮机的Q1max及特征水头相对应的n1'可
以计算出来.
'=Q1max3684.2Nr = 229.81D1HrHr?9.81?1.4?31.35?31.35?0.91=1.1996<1.24 m3/s
水轮机的最大引用流量为
'Qmax?Q1maxD12Hr?1.1996?1.42?31.35?13.16m3/s
各个特征水头相对应的单位转速
n1min'?n1max?n1r'?'nD1HmaxnD1HminHr???300?1.4?67.25rmin39300?1.4?79.37r min28nD1300?1.4?75.01rmin31.35 4
6）吸出高程的计算
'查图3-21得??0.195，在空化系数修正曲线中（图2-28）Q1max?1200L/s，
查得???0.035
??(????)H 900438.6??0.195?0.035??31.35?2.3m ?10?900Hs?10?式中：?——当地高程为438.6m
?——气蚀系数
H——水头
7）安装高程的计算
HL240型水轮机的安装高程的计算
bZs??w?Hs?0=431.05+2.3+0.511/2=433.605m
2式中：导叶相对高度b0/D1=0.365
?w为设计尾水位431.05m根据流量和下游水位关系曲线画图得到
Hs为吸出高度
2.3.2 ZZ440型水轮机方案主要参数选择
ZZ440型适用水头范围25～45m,其模型参数如表2-3
5
表2-3
导叶相对最优单位叶片数m0 高b0/D16 ’ 限制工况单位流量气蚀系数模型直径实验水头度转速n'10Q1'x（m3/s） 1.65 ?m D1m（m） Hm （m） （r/min） 115 0.375 0.72 0.46 3.5 1）选择转轮标称直径
由上表查得ZZ440型水轮机在限制工况下的单位流量Q1m′=1.65m3/s,同时该工况的气蚀系数?=0.72,在空蚀系数修正曲线图2-28中查得???0.035，[HS]=-4m时其相应的气蚀系数：
?438.610???Hs?10??4900900???????0.035=0.396=<0.72 H31.35式中??为气蚀系数修正值，由图2-26查得??=0.035。
'在满足-4m吸出高度的前提下,从图可查知(n10=115 r/min, ?=0.40处的流量
Q1′=1120 L/s, ?M=87%,假定水轮机的效率为89.5%.
D1=Nr3684.2 ?=1.45m
9.81Q1'HrHr?9.81?1.12?31.35?31.35?0.895选用与之接近的标称直径D1=1.6m 2）选择额定转速
n?n1'HaD1?115?33?412.89r/min 1.6式中 ：n1’——单位转速，采用n1’=115 r/min
Ha——水头采用Ha=33m
采用与其接近的同步转速n=428.6 r/min 磁极对数 p=10 3）效率及单位参数的修正
查表3-10查得ZZ440水轮机试验水头HM?3.5m，模型转轮直径
DM?0.46m。对轴流转桨式水轮机，当叶片转角为?时，原型水轮机最大效率
5 ??max?1??1???Mmax???0.3?0.7??D1MD110HMHr??? ? 6