1、 设计（论文）专用纸- 1 -设计任务书题目 文山小河沟水电站水力机械及厂房布置设计（方案四） 姓 名 xxx 学 号 200910505337 专 业 热能与动力工程(水动) 指导教师 xxx 设计（论文）专用纸- 2 -THE DESIGN PLAN DESCRIPTIONS OF THETopic ： wenshan small county hydraulic machinery and hydropower station building layout design (scheme 4)Name :xxxStudy no: 200910505337professional ：the
2、rmal energy and power engineering (water)faculty adviser：xxx设计（论文）专用纸- 3 -摘要本设计主要是针对引水式水电站的工程基本特性、电站和水轮机组工作条件，对文山小河沟水电站进行主机与辅机的初步设计。主要内容包括三个方面，分别是水轮发电机组主要参数设计、调节保证计算和厂房设计及设备选择。经过多方面综合考虑和科学计算后得到合理的方案安装 4 台HLD74-LJ-240 型号的机组，并计算出相应的数据，最后根据计算结果结合实际经验选择合理的设备与其配套。设计中把计算过程、结论数据表和图三个方面进行结合，使内容更具有可读性。关键词：水轮
3、机 水轮发电机 厂房设计（论文）专用纸- 4 -AbstractThis design is mainly based on the engineering basic characteristics of water diversion power station, power stations and the working conditions of the turbine units, for the plant to carry on the preliminary design of main and auxiliary machinery. Main content includ
4、es three aspects, namely, main parameters design, the regulating guaranteed calculation hydroelectric generating set and plant design and equipment selection. After many consideration and scientific calculation to get reasonable solution, installed with 4 HLD74 - LJ - 240 type of units, and calculat
5、e the corresponding data, according to the calculation results based on the actual experience to choose reasonable equipment with matching. In the design of the calculation process, conclusion data table and graph combination of three aspects, make the content more readable.Key words: water turbine
6、hydro-generator workshop设计（论文）专用纸- 5 -前言毕业设计是高等工程教育教学计划中最后一个环节，是实践性环节。它与其它教学环节构成有机的整体，也是各个教学环节的继续、深化、补充和检验，是将分散、局部的学习内容加以综合、集中、全面、更接近实际地运用，解决一个复杂的实际工程问题。提高运用所学知识与技能的能力，使知识转化为能力；完成工程师基本训练的最后一个教学环节。本设计的题目是:引水式水电站的初步设计。水电站主机设备包括：水轮机和发电机，合称水轮发电机组，作用是使能量进行转化，把水能转换成机械能，最后再把机械能转换成电能；主机和辅助设备及厂房在建电站初期就必须进行全面
7、、详细的计算、论证，最终根据电站实际情况选定最优方案，才能开展电站建设工作，所以对电站进行主机与辅机的初步设计是必须的，而且是首要的。设计中根据任务书所给的原始资料和指定的方案参数首先进行水电站主机初步设计，包括水轮发电机组选型、调保计算及调速设备选择，然后进行厂房的计算。本设计主要分 3 章对设计过程进行说明：第一章 水轮发电机组主要参数设计1）水轮机型式、机组台数、水轮机主要参数的论证确定；2）水轮机运转综合特性曲线的绘制；3）水轮机吸出高度及安装高程确定；4）水轮机控制尺寸设计；5）水轮发电机组主要参数和尺寸设计。第二章 蜗壳 尾水管 发动机 计算第三章 调速设备选择及调节保证计算1）调
8、节保证计算；2）调速器及油压设备选择。第四章 厂房的设计此外，还附有大量的图、表加以说明，让读者更易看懂，使设计具有实用性。设计（论文）专用纸- 6 -目录摘要 .- 3 -前言 .- 5 -第一章 水轮发电机组的选型设计 .- 9 -1.1 确定水轮机组型号和装置型式 .- 9 -1.1.1 已知参数如上 .- 9 -1.1.2水轮机型号的选择 .- 9 -1.2.台数及直径的确定 .- 10 -1.3、计算原型水轮机的效率 .- 12 -1.4、同步转速的计算检验及选择 .- 12 -1.5.吸出高度的计算 .- 13 -1.6.最高效率及出力 .- 13 -1.7.机型方案比较 .- 1
9、4 -1.8.平均效率的计算 .- 15 -1.9.综合比较 .- 15 -1.10.最优方案的选择 .- 16 -第二章 蜗壳 尾水管 发动机 计算 .- 18 -第一节 蜗壳参数的选择 .- 18 -蜗壳各断面参数计算 .- 19 -1、 圆断面的计算 .- 19 -2、椭圆断面计算 .- 19 -第二节 尾水管尺寸参数的计算 .- 20 -发电机的设计 .- 21 -第一节 水轮发电机的形式选择 .- 21 -第二节 水轮发电机通风冷却方式 .- 21 -第三节 水轮发电机外形尺寸的估算 .- 21 -1、主要尺寸估算 .- 21 -2、外形平面尺寸估算 .- 23 -3、外形轴向尺寸计
10、算 .- 24 -第四节 水轮机和发电机重量估算 .- 25 -1、水轮机重量估算 .- 25 -2、转轮重量估算 .- 25 -3、发电机重量估算 .- 25 -第三 章 水轮机调节保证 计算： .- 28 -3.1 原始资料： .- 28 -3.2 具体计算步骤 .- 28 -（一）调保计算基本参数计算 .- 28 -（二）调节保证计算表 .- 30 -设计（论文）专用纸- 7 -3.3 调速设备的选型 .- 31 -第四章 厂房部 分 .- 34 -4.1 工程枢纽组成及布置情况 .- 34 -4.2 基本资料 .- 34 -4.3 电站基本参数 .- 34 -数据如前面给出的 .- 3
11、4 -4.4 主厂房主要尺寸的确定 .- 34 -4.4.1 厂房长度的确定 .- 34 -4.4.2 厂房宽度的确定 .- 36 -4.4.3 厂房各层高程的确定 .- 36 -4.5 绘图 .- 37 -结论 .- 38 -总结与体会 .- 39 -谢辞 .- 40 -参考文献 .- 41 -附录 1 计算书 .- 42 -第一章 水轮发电机组的选型设计 .- 42 -1.1 确定水轮机组型号和装置型式 .- 42 -1.1.1 已知参数 .- 42 -1.2.台数及半径的确定 .- 43 -1.3、计算原型水轮机的效率 .- 46 -1.4、同步转速的计算检验及选择 .- 47 -1.5
12、.出力计算 .- 54 -1.6.最高效率及出力 .- 55 -1.7.机型方案比较 .- 56 -1.8.平均效率的计算 .- 65 -1.9.综合比较 .- 66 -1.10.最优方案的选择 .- 67 -第二章 蜗壳 尾水管 发动机 计算 .- 68 -第一节 蜗壳参数的选择 .- 68 -蜗壳各断面参数计算 .- 70 -2、 圆断面的计算 .- 70 -2、椭圆断面计算 .- 71 -第二节 尾水管尺寸参数的计算 .- 73 -发电机的设计 .- 74 -第一节 水轮发电机的形式选择 .- 74 -第二节 水轮发电机通风冷却方式 .- 74 -设计（论文）专用纸- 8 -第三节 水轮
13、发电机外形尺寸的估算 .- 75 -1、主要尺寸估算 .- 75 -2、外形平面尺寸估算 .- 77 -3、外形轴向尺寸计算 .- 78 -第四节 水轮机和发电机重量估算 .- 80 -1、水轮机重量估算 .- 80 -2、转轮重量估算 .- 80 -3、发电机重量估算 .- 80 -第三章 水轮机调节 保证计算： .- 83 -3.1 原始资料 .- 83 -3.2 具体计算步骤 .- 83 -（一）调保计算基本参数计算 .- 83 -（二）调节保证计算表 .- 88 -第二节 调速设备的选型 .- 91 -第四章 厂房部分 .- 95 -4.1 工程枢纽组成及布置情况 .- 95 -4.2
14、 基本资料 .- 95 -4.3 电站基本参数 .- 95 -数据如前面给出的 .- 95 -4.4 主厂房主要尺寸的确定 .- 95 -4.4.1 厂房长度的确定 .- 95 -4.4.2 厂房宽度的确定 .- 98 -4.4.3 厂房各层高程的确定 .- 99 -4.5 绘图 .- 101 -附录 2 翻译 .- 42 -附录 3 附图 .- 42 -设计（论文）专用纸- 9 -计算说明书第一章 水轮发电机组的选型设计1.1 确定水轮机组型号和装置型式1.1.1 已知参数如上1.1.2水轮机型号的选择表 1-1 水轮机类型及适用范围根据设计任务书，该水电站的水头范围为 72m100m，查水
15、电站机电设计手册水力机械表1-1 如上表。适合此水头范围水轮机的类型有斜流式和混流式。又根据混流式水轮机和斜流式水轮机的优缺点分析：1,：混流式结构紧凑，运行可靠，效率高，能适应很宽的水头范围，是目前应用最广泛的水轮机之一。2：斜流式平均效率比混流高，高效区比混流宽。类 型 型 式反击式冲 击 式 HL式Z式X 式G式 混 流 可 逆 式轴 流 转 桨 式轴 流 定 桨 式斜 流 式混 流 式斜 流 可 逆 式贯 流 转 桨 式贯 流 定 桨 式水 斗 式斜 击 式双 击 式 适 应 水 头 范 围 （ m）40-786395210-7设计（论文）专用纸- 10 -3：斜流式水轮机适用于水头变
16、幅大的电站，目前由于制造工艺较复杂，技术要求较高，在一定程度上限制了它的推广和应用。 （水轮机第三版 - ）7P9因此：选择混流式水轮机（立轴）水轮机设计水头估算为 rHmp84根据水轮机第三版附表 7：适合水头范围有 HL220/A248，HL180/A346，HL180/D311 D74 D75,因为 A346 没有空化系数线D311 没有出力限制线所以选择 A248 D74 D75。选定机型 最优效率 空化系数 设计流量限制工况效率 设计工况效率 ns* nsrA248-35 0.92 0.143 1.15 0.879 0.899 229.09 240.74D74-35 0.927 0.152 1.247 0.894 0.914 247.41 261.08D75-35 0.925 0.13 1.232 0.902 0.922 248.4 260.661.2.台数及直径的确定 1 台数选择 2 台，3 台，4 台,5 台，6 台。据公式急速所以选择台数为 4 台,5 台，6 台。2 计算转轮直径 g5.118.9rHPDA248模型转轮综合特性曲线单位转速与出力限制线交点知 ，对应的模型效率smQ/150.3=92%，暂取效率修正值 =0.02，=0.92+0.02=0.94。模型最高效率为 96%。m4 台机 Pg=4.5 kw410D1=取 2.5m5 台机
