1、水轮机型号选择根据水电站的水头变化范围 36.0m38.0m,在水轮机洗力型谱表 3-3，表 3-4中查出适合的机型有 HL240 和 ZZ440 两种，现将这两种水轮机作为初选方案，分别求出有关参数，并进行比较分析。一）HL240 型水轮机方案的主要参数选择1).转轮直径 D1 计算查表 3-6 和图 3-12 可得 HL240 型水轮机在限制工况下的单位流量 = 1.24 效率 =92%，由此可初步假定原型水轮机在该工况Q'1sm3下的单位流量 = =1.24 '1QM's3上述的 ， 和额定出力 = =36m' rNkwgr40816%9万rH= = =4
2、.109 m 1D2318.9HrQ 2.3.18406选用与之接近而偏大的标称直径 D1=4.5m 2) 转速 n 计算 查表 3-4 可得 HL240 型水轮机在最优工况下单位转速=72 ,初步假定 = 将已知的 和加权平均水头 =36m, Mn10minr10Mn10n avH=4.2m D代入 n= 965.43721Hminr故选用与之接近而偏大的用步转速 n=100 inr3) 效率及单位参数修正查表 3-6 可得 HL240 型水轮机在最优工况下的模型最高效率为=92% 模型转轮直径为 =0.46m 根据式（ 3-14） ，求得原型效率 MmaxMD1则效率修正值为 %9.45.
3、60)92.()1(51maxax M考.%9.4ax到模型与原型水轮机在制造工艺质量上的差异， 常在已求得 值中减去一个修正值 =1.3 则可求得效率修正值 =1.6%得原型水轮机在最优工况和限制工况下的效率为 =93.6%6.192maxa M9240故与上述假定值相同单位转速的修正值按下式计算 %387.01max10 Mn按规定单位转速可不加修正 同时单位流量 也可不加修正Q'有上述可见 是正确的， 那么上述计算及选用%92MQ1n10结果 =4.5m n=100 也是正确的。1Dminr4)工作范围的检验在选定 =4.5m =100rmin 后，水轮机的 及格特征1 max1
4、Q水头相对应的 可计算出结果。n水轮机在 ， 下工作时 即为 故HrN1Qmax1 24.103%92365.4890D9.1822max11 rQ则水轮机的最大引用流量为：.1.03.22max1ax1Hr s3与特征水头 ， ， 相对应的单位转速为 minr0.7385.4ax1i1 Dminr1.4.0min1ax1Hninr7536.11 rrDminr在 HL240 型水轮机模型综合特征曲线图上分别绘出 =1034 max1QSL和 的直线，如图 3-34 所示由图可见，由这三minmax17.rn mini10.73r根直线所围成的水轮机工作范围基本上包含了特性曲线的高效率区，所以
5、对于HL240 型水轮机方案，所选定的参数 =4.5m =100rmin 是合理的。1Dn5).吸出高度 的计算sH由水轮机的设计工况参数， =75 ， =1034 ，在图 3-24r1minrax1QSL上可查出相应的气蚀系数 =0.15，并在图 2-26 上查得气蚀系数的修正值约为=0.032，由此可求出水轮机的吸出高度为=HHS)(901m0.4281.36).5.(901 可见，HL240 型水轮机方案的吸出高度满足电站要求6).安装高程 m10.542.36.081.520 bHzSws二）ZZ440 水轮机方案的主要参数选择1).转轮直径 计算1D由表可知，ZZ440 型转轮限制工
6、况的单位流量 = 1.65 ，最优工况Q'1s3的 =115 。根据本电站的具体条件 4，则允许的最大气蚀系数n'10minr s值为 = HS972.0352.0369150在满足-4m 吸出高度的前提下，从图 3-16 中科查出选用工况点（ ）处的单位流量 =1030 同时可查的该工况点5.0,15min0r 1QSL的模型效率 并据此假定水轮机的效率为 92%将 各参数%28M ,1QHNr代入式（3-31）可得 = = =4.5m1D2318.9HrQN 92.036.1894选用标称直径 =4.5m12) 转速 n 计算n= 3.15.4610DHav minr选用与
7、之相近而偏大的同步转速 n=166.7 inr3).效率及单位参数修正对于轴流转浆式水轮机，必须对其模型综合特性曲线图上的每个转角 的效率进行修正。当叶片转角为 时的原型水轮机最大效率可用下式计算 )H7.03)(1( 10M5maxmax DM根据表 3-7 知 =0.46m, =3.5m,并已知 =4.5m,H=36m,MD1H1代入上式可算得 =0.651（1- ）maxMmax叶片在不同转角 时的 可由模型综合特征曲线查出，从而可求出相a应 值的原型水轮机的最高效率 。mx当选用效率的制造工艺影响修正值 =1%时，即可计算出不同转角 时效率修正值 其计算结果表 3-8ZZ440 型水轮
8、机效率修正值计算表叶片转角 01050 050105maxM0.849 0.88 0.888 0.883 0.872 0.86ax0.902 0.922 0.927 0.924 0.917 0.909-maxaxM0.053 0.042 0.039 0.041 0.045 0.0490.043 0.032 0.029 0.031 0.035 0.039由表 3-7 查得 AA440 型水轮机最优工况的模型效率为 =89%，由于max最优工况接近于 = 等转角线，故可采用 =2.9%作为其修正值，从而可0 得原型最高效率为= 89%+2.9%=91.9% Mmax已知在吸出高度-4m 限制的工况
9、点（ ）处的模型效103= ,15min0Qr率为 ，而该工况点处于 =+ 和 =+ 等转角线之间，用内插法%2.8M0可求得改点的效率修正值为 =3.14%，由此可得该工况点的原型水轮机效率为 =88.2%+3.14%=91.34%（与上述假定的 92%相近）由于 = = =1.62 3.0%，故单位转速可不作修正，Mn101max89.同时单位流量也可以不作修正。由此可见，以上选用的 =4.5m, n=166.7 是正确1Dminr4).工作范围的检验在选定 =4.5m, n=166.7 后，可求出水轮机的 及各特征水头相对1minr max1Q应的 值。1n sHrQ 322max 04
10、.%92365.48190D9.8N1 则水轮机的最大引用流量为 03.22max1ax1 r sm3与特征水头 ， ， 相对应的单位转速为 minr69.12385.476ax1min1HDminr65.12834.716minax1 HDnminr0311rr inr在 型水轮机模型综合特征曲线图上分别绘出 =1034 40z max1QSL和 的直线，如图 3-34 所示由图可见，由这三minmax165.28rn mini169.2r根直线所围成的水轮机工作范围基本上包含了特性曲线的高效率区，所以对于型水轮机方案，所选定的参数 =4.5m = n=166.7 是理的40z 1Dnmin
11、r5）.吸出高度 的计算sH由水轮机的设计工况参数， = ， =1034 ，在图rn103.25minrax1QSL上可查出相应的气蚀系数 = 并在图 2-26 上查得气蚀系数的修正值234.约为 =0.032，由此可求出水轮机的吸出高度为=HHS)(901 m0.456.3)02.3.(9051 可见， 型水轮机方案的吸出高度满足电站要求。4z6）.安装高程根据水电站式（2-36）立轴轴流式水轮机=150-3.56+0.3690×4.5=148.1m1swsZHxD三）两种方案的比较分析技术性能比较两水轮机模型的使用水头范围均满足水电站的水头变化范围。HL240 水轮机最高效率为 ；ZZ440 水轮机最高效率为%9.4。显然 HL240 水轮机效率较高。%7.92HL240 水轮机的气蚀系数为 = , 吸出高度为 =- ；15.0sH281.3ZZ440 水轮机的气蚀系数为 , 吸出高度为 -3.56；34S比较可知 HL240 气蚀系数小，吸出高度大。安装高程 HL240 安装高程 =154.10m；ZZ440 安装高程 =148.10m；经综合比较选择 HL240 型水轮机
