第二章 水轮机
2.1 水头Hmax、Hmin、Hr选择
根据N=8.3QH绘N～H曲线图。
2.1.1 Hmax的确定
a. 校核洪水位下最大下泄流量9700m3s，查获青水位流量关系曲线得下游水位129.5m,净水头H=96％×（239-129.5）=105.12m
b. 设计洪水位下最大下泄流量5400m3s,查获青水位流量关系得下游水位124.915m,净水头H=96％×（237.5-124.915）=108.1m
c. 设计蓄水位下四台机组满发查N～H曲线图得H=109.97m
Hmax=max﹛105.12,108.1,109.97﹜=109.97m
2.1.2 Hmin的确定
设计低水位下四台机组满发查N～H曲线图得H=71.5m
2.1.3 Hav的确定
加权平均水位Hav?0.6Hmax?0.4Hmin?94.6m 引水式水电站Hr=Hav=94.6m
2.2 水轮机选型
根据该水电站的水头工作范围71.5～109.97m，查《水电站》水轮机系列型谱表选择合适的水轮机型有HL200、HL180型两种。现将这两种水轮机作为初选方案，分别求出其有关参数，并进行比较分析。
本电站4台机组，装机容量N=170000kW，发电机效率?=97％，则水轮机单机出力N=
N170000==43814.43kW m?4?0.97
乌溪江水电站枢纽布置及岔管设计
2.2.1 HL200型水轮机方案的主要参数选择
2.2.1.1转轮直径D1
假定?=90%，查型谱表得在限制工况下单位流量Q1?=0.95m3/s 转轮直径Dr1?N9.81Q'H=2.39 m
1rHr?式中 Nr -- 水轮机额定出力,kW；
Q1? -- 水轮机限制工况下单位流量，m3s； Hr -- 设计水头，m； ? -- 发电机效率，%。
选用与之接近而偏大的标称直径D1=2.5m。 2.2.1.2转速 n
查型谱表得最优工况下单位转速n10??68r/min n?n'10HavD?264.6rmin
1式中n -- 水轮机转速，r/min；
n10? -- 原型最优单位转速，r/min； Hav -- 加权平均水头，m； D1 -- 标称直径，m。
选用与之接近而偏大的标准同步转速n=300r/min 。 2.2.1.3效率?及单位参数修正
查型谱表得最优工况下模型最高效率?Mmax?90.7%，D1M?0.46m，效率修正值??0.015
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模型水轮机直径
原型最高效率?max?1?(1??Mmax)5D1M?93.4% D1效率修正值????Mmax??max?0.6%
???M????90%（与上述假定相同）
'?n1??max?Mmax?1?1.5%＜3% 'n10'单位转速可不加修正，同时，单位流量Q1也可不加修正。
2.2.1.4工作范围的检验
' Q1max?Nr3=0.863ms 29.81D1HrHr? 水轮机最大引用流量：
'2Qmax?Q1maxD1Hr=52.46m3s
与特征水头相对应的单位转速：
' n1m?innD1?71.5rmin HmaxnD1?88.7rmin Hmin' n1max?'n1r?nD1?77.1rmin Hr在HL200型水轮机模型综合特性曲线图上画出工作范围。 2.2.1.5 水轮机吸出高度Hs计算
'3'由n1r?77.1rmin,Q1max?0.863ms,在该型号水轮机模型综合特性曲线中
查得模型气蚀系数?=0.105.根据设计水头Hr=94.6m查《水电站》图2-26得气蚀系数修正值??=0.018，下游平均水位查获青水位流量关系曲线得▽=115.74m，故
?水轮机吸出高度Hs=10--（????）H=-1.764m。 900式中?--水轮机安装位置的海拔高程，m；
?--气蚀系数；
乌溪江水电站枢纽布置及岔管设计
??--气蚀系数修正值；
H—水轮机水头，取为设计水头，m。
2.2.2 HL180型水轮机方案的主要参数选择
2.2.2.1转轮直径D1
假定?=90%，查型谱表得在限制工况下单位流量Q1?=0.86m3/s 转轮直径D1?2.2.2.2转速 n
Nr=2.5m，取标称直径D1=2.5m '9.81Q1HrHr???67r/min 查型谱表得最优工况下单位转速n10n?'n10HavD1?260.7rmin，取n=250r/min
2.2.2.3效率?及单位参数修正
查型谱表得最优工况下模型最高效率?Mmax?92%，模型水轮机直径
D1M?0.46m，效率修正值??0.018
原型最高效率?max?1?(1??Mmax)5D1M?94.3% D1效率修正值????max??Mmax???0.5%
???M????90% （与上述假定相同）
'?n1 '??max?Mmax?1?1.3%＜3%
n10'单位转速可不加修正，同时，单位流量Q1也可不加修正。
2.2.2.4工作范围的检验
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