水轮机课程设计任务书

课程 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 任务书 学院              专业          班 课程名称     题  目         任务起止日期：      年      月    日～      年      月    日 学 生 姓 名                  学 号 指 导 教 师                      年    月    日 教研室主任                      年    月    日审查 院            长                      年    月    日批准 目  录 第一章  水轮机的选型设计          ...1 第二章  水轮机运转特性曲线的绘制  ...11 第三章  蜗壳设计                  ...14 第四章  尾水管设计                ...17 第4章 心得总结                  ...19 参考文献                              ...20 第1章 水轮机的选型设计 1.1  水轮机型号选定 一、水轮机型式的选择 根据原始资料，电站装机容量7MW，平均水头为33m，最大水头为39m，最小水头为28m。 水轮机的额定水头为Hr=0.9Hw=31.35M 根据资料，适合此水头范围的水轮机类型有轴流式和混流式，又根据水轮机系列型普表中查出合适的机型有HL240型水轮机和ZZ440型水轮机两种。根据装机容量拟选两种型号的水轮机1,2台机组。 2、初步拟订型号机组台数并确定单机容量 根据以上 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 初步拟定见表1-1 水轮机型号 机组台数 单机容量（KW） ZZ440 1 7000 2 3500 HL240 1 7000 2 3500       表1-1                    初步拟定表 1.2  原型水轮机各 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 主要参数的选择 按电站建成后,在电力系统的作用和供电方式,初步拟定四种方案后进行比较。 一、ZZ440型水轮机1台机组（方案一） 1、计算转轮直径 装机容量7000千瓦，水轮机的额定功率为 上式中： ——机组单机容量，kw ——同步发电机的效率，一般取95%-97%，此处取95%。 根据水轮机转轮型普推荐的最大单位流量 =1.65 ，为使单位流量有一定的  余量，取3%的储备，则额定工况的单位流量 =1.65 0.97=1.6 , ，对应的模型效率 =0.83，暂取效率修正值Δη=0.03，η=0.83+0.03=0.86。则设计工况原型水轮机效率为86%。 根据我国规定的转轮直径系列（见《水轮机》P9），选择转轮公称直径 =3.3m。 2、计算原型水轮机的效率 水轮机最高效率 水轮机在额定工况（ ）是的最高效率  3、计算同步转速 根据水轮机转轮型普推荐的最优单位转速 =115r/min，单位转速修正值为 符合要求，所以转速不用修正。所以 根据水轮机设计，选取 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 同步转速n=375r/min。 4、计算水轮机的运行范围 水轮机设计流量 当n=375r/min时，最大水头、最小水头和平均水头对应的单位转速 5、计算水轮机实际额定流量 水轮机在额定工况（ ）的最高效率时单位流量为 所以水轮机的实际额定流量为 6、 计算最大允许吸出高度 查得在额定工况下，模型水轮机的空化系数 =0.44. 根据该电站额定水头取 =0.04    又根据数据由额定流量确定高程为 =413.3m 7、实际的水轮机额定水头 因不同的D1、ｎ与水能预算Hr有差异 8、计算轴向水推力 根据ZZ440的转轮轴向水推力系数表，转轮直径较小、止漏环间隙较大时取大值，故取 =0.9。所以水轮机转轮轴向水推力为： 二、HL240型水轮机1台机组(方案二) 1.计算转轮直径 水轮机的额定功率为 查水轮机的转轮综合特性曲线可知，与出力限制线交点的单位流量为设计工况点单位流量， =1.24 /s，对应模型水轮机的效率为98%，暂取3%的修正值，这原型水轮机的效率为92%。 按我国规定的转轮直径系列（水力机械设计及 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 设计，表1.3）,计算值处于1.8m-2.0m，    取直径D1=2.0m。 2.计算原型水轮机的效率 额定工况原型水轮机的效率为 3.计算同步转速 根据水轮机转轮型普推荐的最优单位转速 =72r/min，单位转速修正值为 单位不需要修正。水轮机转速为 根据水轮机设计选取同步转速214.3r/min。 4.计算水轮机的运行范围 5.计算水轮机实际额定流量 6.计算最大允许吸出高度 在额定工况下，模型水轮机的空化系数 =0.2。查水轮机原理图3-13可得空化系数修正值 =0.04。又根据数据由额定流量确定高程为 =431.3m 7.计算飞逸转速 由HL240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 =160r/min。故水轮机的飞逸转速为 8、实际的水轮机额定水头 因不同的D1、ｎ与水能预算Hr有差异 9.计算轴向水推力 根据HL240的转轮轴向水推力系数表，转轮直径较小、止漏环间隙较大时取大值，故取K=3.2。所以水轮机转轮轴向水推力为 三、各方案主要参数 同理，方案三和方案四的数据也可通过同样的方法和过程查资料计算得出，四种方案所得数据如表1-2所示：   ZZ440 (1 7MW) ZZ440 (2 3.5MW) HL240 (1 7MW) HL240 (2 3.5MW) 比转速 (r/min) 440 440 220 220 额定功率 （kw） 7368 3684 7368 3684 模型最优单位比转速 (r/min) 115 115 72 72 模型额定工况单位流量 ( ) 1.51 1.51 1.24 1.24 转轮直径 (m) 1.8 1.25 2 1.37 水轮机效率 0.872 0.867 0.91 0.905 转速 n (r/min) 375 500 107 300 额定流量 ( ) 27.4 13.2 27.7 13.3 吸出高度 (m) -5.53 -5.52 1.99 1.96 实际额定水头 (m) 31.4 32.3 31.6 31.7 实际额定流量 ( ) 6.14 1.83 3.8 0.961 轴向水推力 (N) 0.93845 0.68947 0.47880 0.30643           表1-2        四种方案数据表格 1.3  确定机组方案 根据上面列举出来的四种方案数据分析，两种机型方案的水轮机转轮直径相近，但HL240型水轮机方案的工作范围包含了较多的高效率区域，运行效率较高，气蚀系数较小，安装高程较高，有利于提高年发电量和减小电站厂房的开挖工程量；而ZZ440型水轮机方案的机组转速较高，有利于减少发电机尺寸，降低发电机造价，但这种机型的水轮机及其调节系统的造价较高。所以根据分析，在制造供货方面没有问题时，初步选用HL240型方案为有利。而HL240中1台机组虽然效率比2太机组略高造价低，但是两台机组运行时更方便，也有利于水电站的运行。因此，最终应选的最优方案为2 HL240。 第二章 水轮机运转特性曲线的绘制 2.1  等效率曲线的计算 现取水电站4个水头，列表计算结果如表2-1所示，绘制的等效率线详见图纸。         （%） （%） P （mw） （%） （%） P （mw） 87 88 89 90 91 91 90 89 88 87 0.85 0.88 0.92 0.95 0.97 1.13 1.16 1.19 1.24 1.27 88.56 89.56 90.56 91.56 92.56 92.56 91.56 90.56 89.56 88.56 3.48 3.67 3.88 4.02 4.18 4.89 4.96 5.08 5.24 5.29 87 88 89 90 91 91 90 89 88 87 0.83 0.87 0.91 0.94 0.98 1.19 1.22 1.25 1.28 1.32 87.56 89.56 90.56 91.56 92.56 92.56 91.56 90.56 89.56 88.56 2.67 2.85 3.04 3.19 3.37 4.07 4.12 4.15 4.23 4.27 5%出力限制线上的点 88.01 1.24 89.57 5.18 89.8 1.24 91.36 4.11 （%） （%） P （mw） （%） （%） P （mw） 87 88 89 90 91 91 90 89 88 87 0.84 0.88 0.92 0.96 1.00 1.21 1.24 1.26 1.30 1.33 88.56 89.56 90.56 91.56 92.56 92.56 91.56 90.56 89.56 88.56 2.51 2.64 2.84 2.99 3.20 3.79 3.84 3.88 3.94 3.97 87 88 89 90 91 91 90 89 88 87 0.89 0.93 0.98 1.02 1.07 1.22 1.26 1.27 1.32 1.34 88.56 89.56 90.56 91.56 92.56 92.56 91.56 90.56 89.56 88.56 2.36 2.49 2.62 2.76 2.97 3.18 3.26 3.29 3.36 3.37 5%出力限制线上的点 90.30 1.24 91.86 3.82 90.30 1.24 91.86 3.23                                           表2-1    HL240型水轮机等效率曲线计算表 2.2  功率限制线的计算 水轮机的功率限制线一般由模型综合特性曲线的5%功率限制线换算而得到的。需要计算的值已在等效率曲线计算表2-1中列出。 2.3  等吸出高度线的计算 （1）求出各水头下的 值，并在相应的模型综合特性曲，并由此计算出 、P，填入表2-2中线上查出 水平线与各等气蚀系数 线的所有交点坐标，读出 、 、 的值 (%) (%) P (mw) (m) 39 67.3 0.21 0.22 1.24 1.33 88.1 85.3 89.56 86.86 4.97 5.16 0.24 0.25 9.36 9.75 0.16 -0.23 33 73.11 0.21 0.20 0.20 0.21 0.22 0.85 0.98 1.22 1.31 1.36 87.5 91.1 90.1 87.0 85.5 89.06 92.66 91.56 88.56 87.06 2.64 3.17 3.90 4.05 4.12 0.25 0.24 0.24 0.25 0.27 8.22 7.89 7.89 8.22 8.88 1.30 1.63 1.63 1.30 0.65 31.35 75.01 0.21 0.20 0.20 0.21 0.22 0.83 0.95 1.28 1.33 1.36 87.1 90.0 88.5 86.9 85.7 88.56 91.56 90.06 88.46 87.26 2.37 2.82 3.71 3.79 3.83 0.25 0.24 0.24 0.25 0.26 7.84 7.52 7.52 7.84 8.15 1.68 2.01 2.01 1.68 1.37 28 79.41 0.21 0.20 0.20 0.21 0.22 0.86 0.96 1.27 1.32 1.34 86.5 88.7 89.1 87.5 87.0 88.06 90.26 90.56 89.06 88.56 2.07 2.38 3.14 3.22 3.24 0.26 0.25 0.25 0.26 0.27 7.14 6.86 6.86 7.14 7.42 2.38 2.66 2.66 2.38 2.11                     （2）利用公式 计算出相应于上述各 的 值，计算结果如表2-2所示，绘制的等吸出高度线详见设计图纸。