《水力机组辅助设备课程设计(完成版)》(免费)

水力机组辅助设备课程设计任务书
一、教学目的 水力机组辅助设备课程设计是热能与动力工程专业的专业实践课程。本课程设计是一件复杂、细致，意向极为有意义的工作，除了需要掌握水力机 组辅助设备的基本理论外，必须综合各方面的实际经验和理论知识，融会贯通地加以应用。通过本实践，使学生进一步认识和初步掌握水力机组辅助设 备的基本原理和设计的原则、方法及步骤等设计技能，培养学生具有水力机组辅助设备系统设计计算的能力，培养学生独立思考、独立开展工作的能力， 为毕业后从事相关工作打好坚实的基础。 二、教学要求 1、系统地总结、巩固，深入理解在《水力机组辅助设备》课程中已经学到的基本理论知识，掌握水力机组辅助设备的系统布置、系统设计的原则方 法、步骤。 2、课程设计必须在考虑制造、安装和运行的要求下，根据设计原始资料在水力机组辅助设备的基本原理上，对某一水电站的辅助设备进行结构设计 和计算。 3、通过设计，对整个水力机组辅助系统布置做更深入的了解。明确水力机组辅助设备在整个水电站的作用、位置及其相互间的关系。 4、培养学生在课程设计过程中发现问题并解决问题的能力。 三、设计基本资料 某水电站的基本参数如下： 1、水电站形式：坝后式厂房，单元引水 2、上游水位：设计洪水位：171.20m（百年一遇） ，校核洪水位：172.70m（千年一遇） 正常高水位：167.50m，死水位 144.00m 3、下游水位：千年一遇洪水位：109.30m，检修时水位：96.30m，最低水位：93m 4、电站水头：最大水头：72.5m，最小水头：47.0m，设计水头：59.8m 5、装机容量：75MW*6 6、水轮机参数： 机型：HL220-LJ-410 额定出力：77.3MW
沿路损失 hf=il×10-3 (mH2O) 0.76 0.15 0.04 0.49 1.25 0.66 0.58 1.87 1.24 0.15 0.09 0.12 0.58 0.21 0.73 1.13*2=2.26 1.10*5=5.5 1.12*3=3.36 弯头
局部阻力系数ζ 三 通 1 止 回 阀 3 滤 水 器 2 截 止 阀 4.5 4.5 1 1 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 1 1 1.12*1+0.17*2=1.46 0.72*1+0.59*1=1.31 0.17*2=0.34 9 1 4.5 0.5 0.5 0.5 0.5 4.5 示 流 器 14.01 4.8 5.5 1 6.76 10 7.86 7.43 8.85 5 1 1 7.46 1.31 9.34 0.14 0.20 0.15 0.13 0.25 0.09 0.24 0.25 0.09 0.20 0.13 0.23 0.24 0.14 0.27 Σζ v2/2g
水力机组辅助设备课程设计（完成版） 目录
一、教学目的................................................................................................................................... 1 二、教学要求................................................................................................................................... 1 三、设计基本资料........................................................................................................................... 1 四、设计内容................................................................................................................................... 2 （一）技术供水系统 ............................................................................................................... 2 1、水源及供水方式 ......................................................................................................... 2 2、供水设备的选择 ......................................................................................................... 2 3、绘制技术供水系统图 ................................................................................................. 4 4、技术供水系统的水力计算 ......................................................................................... 7 （二）排水系统....................................................................................................................... 8 1、机组检修排水系统计算 ............................................................................................. 8 2、厂房渗漏排水系统计算 ........................................................................................... 11 五、参考书................................................................................................................................... 133
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3、绘制技术供水系统图
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水力计算简图
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管段
管径 d (mm) 350 300 125 100 80 40 70 80 40 300 100 300 70 350 80
流量 Q （m3/h） 576 500 76 46 40 6 30 40 6 500 46 546 30 576 41.67
流速 v (m/s) 1.66 1.96 1.72 1.63 2.21 1.33 2.17 2.21 1.33 1.96 1.63 2.15 2.17 1.66 2.30
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
0.72*2+0.59*3+0.3*1=3.51 0.3*1=0.3
1.13*2+0.17*1=2.43 1.35*1+1.1*2+0.15*2=3.85
水力计算表格
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4、技术供水系统的水力计算 技术供水系统水力计算的目的， 对于自流供水系统在于校核电站水头是否满足用水设备 的水压要求和管径选择是否合理。在不满足要求的情况下，则应重新选择管径。 水力计算的主要内容是计算所选择管径的管道在通过计算流量时的水力损失。 计算的步 骤如下： （1）根据系统图和管道的实际布置情况，绘制水力计算图，并按流量和管径相同的原则， 分段编号，逐段标出流量、管径、管长。 （2）列表计算各管段的水头损失 （3）计算各用水设备供水侧和排水侧管路水力损失 （4）计算各用水设备管路的总水头损失 空气冷却器：1+2+15+10=8.21m 水导轴承：1+3+7+13=8.41m 上导轴承：1+3+4+6+9=7.81m 推力轴承：1+3+4+5+8=10.88m （5）在上游最高水位下校核用水设备进出口的压力 设通过减压阀后压力下降 50% 推力轴承： (Hmax-Hcase）*50%=H 推力-Hcase+
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安装高程：93m 过水系统布置如图，其中压力钢管与水平呈 30 度角，压力钢管直径为 6m，蜗壳进口直径为 5.5m，压力钢管与蜗壳进口间有 10m 的水平渐变段。尾水管 为标准型。 7、发电机参数：机型：SF75-44/854 额定出力：75MW 8、用水设备参数 用水量（m^3/h） 发电机空冷器 发电机推力轴承油冷却器 发电机上导轴承油冷却器 水轮机导轴承 500 40 6 30 进口高程（m） 99.35 104.57 101.87 94.65 出口高程（m） 101.70 105.39 102.22
局部损失 hj=Σζ v2/2g (mH2O) 1.98 0.94 0.83 0.13 1.68 0.90 1.88 1.85 0.79 0.98 0.13 0.23 1.78 0.18 2.52 2.73 1.09 0.87 0.62 2.93 1.56 2.45 3.72 2.03 1.13 0.23 0.35 2.36 0.39 3.26 总损失 hw=hf+hj
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•取水口的布置原则： 1>当设置在上游或下游时，其位置一般应在最低水位 2 米以下； 2>坝前取水时应按水温和含沙量情况分层设置，并满足初期发电的需要； 3>应布置在流水区，不布置在死水区或回水区。 •取水口的个数的确定 1>单机组电站全厂不少于 2 个； 2>多机组电站每台机组或水泵应有一个单独的工作取水口，备用取水口可合用； 3>当机组容量大时，可考虑每台机设置两个取水口。
水力坡降 I (mm/m) 12.23 19.91 39.69 45.39 104.08 82.44 115.47 104.08 82.44 19.91 45.39 23.58 115.47 12.23 112.55
管长 l (m) 61.8 7.5 1 10.8 12 8 5 18 15 7.43 2 5 5 17 6.5
四、设计内容 （一）技术供水系统 技术供水系统的用水设备主要是发电机组、水冷式变压器、水冷式空压机及其他采用水冷却的附属设备，供水的作用是解决用水设备的冷却和润滑。 各种用水设备对水量、水温、水压和水质有相应的要求，因此必须根据这些要求并结合电站的具体条件设计技术供水系统，绘制系统原理图并进行设备 布置和管网计算。 1、水源及供水方式 水源的选择，在技术上需要考虑水电站的型式、布置与水头，满足用水设备对水量、水温、水压和水质有相应的要求，以保证机组安全运行，使整 个供水系统设备操作维护简便，在经济上须考虑投资和运行费用最省。 供水方式因电站的水头范围不同而不同，常用的有自流供水、水泵供水和混合供水等。 本电站采用自流供水加上减压阀，水源用坝前取水和蜗壳取水，蜗壳取水用作工作用水，坝前取水用作备用用水。 2、供水设备的选择 （1）取水口的选择 技术供水系统应有工作取水口和备用取水口，取水口一般设置在上游坝前、下游尾水或压力钢管、蜗壳、尾水管的侧壁。
工作取水口按 0.4m/s 流速供一台机组最大技术供水用水量设计，即有取水口直径为：
D
4 * 0.16 4Q = =0.714m V 3.1Leabharlann Baidu * 0.4
总共 2 个取水口，一个为坝前取水，一个为蜗壳取水，蜗壳取水作工作用水，坝前取水作备用用水。 （2）管道的选择 技术供水管道均采用普通钢管。 机组供水干管直径的在确定管道内的流速（一般为 1.5m/s 左右）后，选择标准管径。 备用供水干管直径的在确定管道内的流速（一般为 1.5m/s 左右）后，选择标准管径。 至机组各 冷却器的支管管径，在确定管道内的流速（一般为 2.0m/s 左右）后，选择标准管径。 （3）滤水器的选择 滤水器一般选择全自动滤水器，每台机组取水口后设置一个，备用取水口后设置一个，标称直径与管道直径一致，型号可直接在网上查找。 （4）阀门的选择 技术供水系统管路上的操作阀门均选用闸阀，手动操作。阀门的工作压力和公称直径及工作条件均与所在管路相同。