水泵水轮机选型(已看)
水轮机型号选择
水轮机型号选择根据水电站的水头变化范围36.0m~38.0m,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Q '1= 1.24 s m3效率m η=92%，由此可初步假定原型水轮机在该工况下的单位流量Q '1=Q M'1=1.24s m 3 上述的 Q '1，η和额定出力r N =kw kw N gr gr 40816%984==万η r H =36m1D =η2\3181.9Hr Q Nr'= 92.03624.181.9408162\3⨯⨯=4.109 m 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M n 10'=72min r ,初步假定10n '=M n 10'将已知的10n '和加权平均水头av H =36m, 1D =4.2m代入 n=965.4367211=⨯='D H n min r 故选用与之接近而偏大的用步转速n=100min r3) 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M m a x η=92% 模型转轮直径为M D 1=0.46m 根据式（3-14），求得原型效率 %9.945.446.0)92.01(1)1(15511max max =--=--=D D M M ηη则效率修正值为 %9.2%92%9.94max max =-=-=∆M ηηη 考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η∆值中减去一个修正值ζ=1.3则可求得效率修正值η∆=1.6%得原型水轮机在最优工况和限制工况下的效率为 %6.1%92max max +=∆+=ηηηM =93.6%故与上述假定值相同 单位转速的修正值按下式计算%92%6.1%4.90=+=∆+=ηηηm %3%87.01max max 101〈=-=''∆M Mn n ηη 按规定单位转速可不加修正 同时单位流量Q '1也可不加修正 有上述可见%92=η'='M Q Q 11'='M n n 1010是正确的， 那么上述计算及选用结果1D =4.5m n=100min r 也是正确的。
水轮机型号选择
水轮发电机组主要参数设计第一节水轮机型号的选择一、选择水轮机机型及电站装置方式1.水轮机机型的选择：由所给出的原始数据判断，水轮机的运行水头范围为：68-95m，故可供选择的水轮机形式有混流式、斜流式。
混流式水轮机具有结构紧凑、运行可靠、效率高，能适应很高的水头范围等特点，应用最广泛的水轮机机型，斜流式虽然效率高，但运行经验少且使用的厂家也少，同时由于本次设计的电站水头变化范围较宽，且负荷较为稳定，故决定采用混流式（HL）水轮机。
2.水轮机型号的选择：根据该电站的最大水头为95m，查《混流式水轮机转轮型谱参数表》，经过初步比较，同时考虑到单位转速高、单位流量大、转轮直径小、效率高、空蚀系数小等判断选择的九个型号见下表：表1-1-1 初选模型机转轮型谱参数表经过对各机型参数的初步比较，可以看出HL A285-46、HL A248-35及HLD74 -35在最优工况下的效率比较高，且单位流量n10、单位转速Q10以及限制工况点的单位流量Q11均比较高，可使原型机获得较高的转速和较大的通过流量，从而在相同出力的情况下缩小机组的尺寸，同时模型机的气蚀系数бm较小，有利于电站的稳定运行。
故选取上述三个水轮机进行计算，其具体参数如下表：表1-1-2 初选三个水轮机型号参数表3.机组台数的选择：由原始资料可知, 系统总装机容量150.7万kw ，本水电站的装机容量为58.7万kw ，根据规定电站的单机容量不允许超过系统总容量的10%，否则在电站机组发生故障时，会将整个系统拖垮甚至瓦解，故采用4台、5台机组的设计方案进行计算比较。
4.电站装置方式的确定水轮机的装置方式可分为卧轴和立轴两种。
卧轴布置方式布置简单，不需向下开挖但占地面积较大，一般用于小型电站或水头较低的贯流式水电站。
立轴布置方式具有占地面积小的特点，但需向下进行较大的土石开挖，增加土建投资成本。
为缩小厂房面积，高水头大型电站一般均采用立轴布置方式。
水轮机的选型计算
一、水轮机选型计算的依据及其基本要求.....................................................................1 1 水轮机选型时需由水电勘测设计院提供下列原始数据.................................1 2 水轮机选型计算应满足下述基本要求......................................................1 二、反击式水轮机基本参数的选择计算..................................................................1 1 根据最大水头及水头变化范围初步选定水轮机的型号.................................1 2 按已选定的水轮机型号的主要综合特性曲线来计算转轮参数.................................1 3 效率修正..........................................................................................4 4 检查所选水轮机工作范围的合理性.........................................................4 5 飞逸转速计算....................................................................................5 6 轴向推力计算....................................................................................5 三、水斗式水轮机基本参数的选择计算......................................................10 1 水轮机流量.......................................................................................10 2 射流直径d 0.......................................................................................10 3 确定D1/d 0.......................................................................................10 4 水轮机转速n ....................................................................................10 5 功率与效率................................................................................................11 6 飞逸转速..........................................................................................12 7 水轮机的水平中心线至尾水位距离A ......................................................12 8 喷嘴数Z 0的确定....................................................................................12 9 水斗数目Z1的确定.................................................................................12 10 水斗和喷嘴的尺寸与射流直径的关系...................................................13 11 引水管、导水肘管及其曲率半径.........................................................13 12 转轮室的尺寸..............................................................................14 A 水机流量..........................................................................................17 B 射流直径.............................................................................................17 C 水斗宽度的选择..........................................................................................17 D D/B 的选择.............................................................................................17 E 水轮机转速的选择.......................................................................................17 F 单位流量的计算..........................................................................................17 G 水轮机效率................................................................................................18 H 飞逸转速................................................................................................18 I 转轮重量的计算..........................................................................................18 四、调速器的选择.............................................................................................20 1 反击式水轮机的调速功计算公式.....................................................................20 2 冲击式水轮机的调速功计算公式.....................................................................20 五、阀门型号、大小的选择.................................................................................21 1 球阀的选择................................................................................................21 2 蝴蝶阀的选择 (22)目 录水轮机的选型计算一、水轮机选型计算的依据及其基本要求1水轮机选型时需由水电勘测设计院提供下列原始数据：1）装机容量、装机台数、单机额定出力Nr、最大出力Nmax和负荷性质；2）水电站的设计水头Hr，最大水头Hmax，最小水头Hmin，加权平均水头Hcp；3）水电站上下游水位与流量关系曲线，水头、流量过程线或保证率曲线，引水管损失等；4）水电站的泥沙资料（含沙量、泥沙类别、特性等），水质资料（水温、化学成分、PH值、硬度、含气量等）；5）水电站厂房形式，引水方式和引水管长度、直径；机组安装高程及允许吸出高度Hs＇；6）制造厂与水电站间的运输条件、水电站的安装条件（允许最大挖深值等）。
水轮机选型设计
第一章 水轮发机主要参数设计第1节 水轮机台数及型号选择一.已知参数1．水库正常蓄水位：1684米；最低水位1678米；最高水位1686米； 2．尾水位最高尾水位1520米；正常尾水位1509米 ； 3．水头最大水头：174米；加权平均水头；167米；最小水头147米；二.水轮机型式的选择1.按我国水轮机型谱推荐的设计水头与比转速的关系()kW m Hr N s ·8.1382065.1582000202000=-=-=2.水轮机型式的选择水轮机类型及其适用水头范围、比转速范围见表1—1[1]表1—1 水轮机类型及其适用范围根据已知参数，本电站水轮机运行水头范围为：147m —174m ，比转速为：138.8（m·kW ）。
根据表1—1所列参数决定选用混流式水轮机。
三.电站装置方式的确定水轮机装置方式是指水轮机轴的装置方向和机组的连接方式。
水轮机轴的装置分为立式和卧式两种。
立式装置方式安装、拆卸方便，轴与轴承受力情况良好，发电机安装位置较高，不易受潮，管理维护方便，但是开挖量较大。
卧式装置方式不会产生很大的集中荷重，厂房的高度较低，但轴与轴承受力情况不好。
为了缩小厂房面积，高水头大中型电站一般采用立轴布置方式。
该电站最大水头为174m ，故采用立式布置方式。
机组连接方式采用直接连接。
四.初选水轮机转轮型号根据本电站水头变化范围H=147m —174m 选择合适的水轮机转轮：A378、A194、D10、D126和D46,其参数见表1—2[7]。
表1—2 初选水轮机转轮参数表五.拟定机组台数并确定单机容量总装机容量N =65MW ，保证出力：N b =30MW ，年利用小时数：4560h ，取同步发电机效率ηg =97％；通过试算HLA194、HLD46出力不满足要求，最终确定选用HLA378、HLD10和HLD126三个方案。
方案列表如下：表1—3 水轮机组选型及台数汇总表第2节 各方案参数的计算一.HLA378各参数的计算1.计算转轮直径水轮机额定出力为：()kW 3350597.032500===ggr N P η 取最优单位转速n 110=69（r/min ）与出力限制线交点的单位流量为设计工况点的单位流量Q 110=0.72(m 3/s)，对应的模型效率ηm =0.888，暂取效率修正值Δη=2％,则设计工况下原型机效率η=ηm +Δη=0.888+0.02=0.908。
(精品)水轮机特性及选型
三峡(9.8m,700MW)、水布垭、小湾、龙滩、向家坝、溪洛渡、锦屏二级
2 、机组台数与机电设备制造的关系 台数多→N单↓→尺寸（D1）小→制造运输容易 （相反，大机组制造困难）
3、机组台数与运行效率的关系 单台机组：？ 整个电站：台数多↑→负荷分配灵活→平均效率↑ 担任基荷：可用较少的台数，在较长时间内以最优
1)
n1 n10 n10M n10M (
max M max
1)
❖其他工况时：
Q1 Q1M Q1 n1 n1M n1
在工程实践中，当 n1 0.03n10M 时，单位转速不必修正 单位流量修正值与单位流量的比值较小，一般可不修正
第四节 水轮机的主要综合特性曲线
综合反映参数n、H、 N之间的关系，代表
了水轮机的轮系特征。
❖ns随工况变化，用最优比转速，限制工况下 的比转速比较不同轮系水轮机性能，
❖比转速用来表示水轮机的型号，还用来划分 水轮机的类型。
❖各种类型的水轮机比转速大致范围：
➢贯流式：ns=600-1000 高 高水头小流量
➢轴流式：ns=200-850 高
几何相似的水轮机——轮系，系列，型号。
2、运动相似：
(1) 对应点的速度方向相同。 (2) 对应点的速度大小对成比例， 即速度三角形相似。
同一轮系的水轮机才能建立运动相似和动力相似。 几何相似就运动相似吗？ 同一轮系水轮机，保持运动相似——相似工况
3、动力相似
对应点所受的同名作用力方向相同、大小成比例。
D21M
hH hM H
M
2
P
或
NM
水轮机选型方法介绍
2、专题研究法 对特别重要的工程或特别大型的水电站，为
了获得最优设计效果，根据水电站的具体参数 ，进行专门设计，但所需时间和费用高。
3、查系列范围图法 根据水电站的水头范围和单机出力，在系列
应用范围图中查出适应的型号，以及对应的转 轮直径、转速及吸出高度。当有两种机型可供 选择时，一般选用较大的直径。
3、机组台数与运行效率的关系
Z0↑→平均效率↑ (1) 担任基荷时：出力变化小，流量变化稳定，可
用较少的台数，使水轮机可以在较长时间内以最 优工况运行，其平均效率也比较高。
(2) 担任峰荷时：出力变化幅度大，应该选用较多 的台数，以增加其运行灵活性，提高整体运行效 率。
(3) 对于轴流定浆和混流式水轮机，可以选用较多 的台数，而对于轴流转浆式水轮机因其调节性能 好，可以选用较少的机组。
σz为水轮机装置的汽蚀系数。
2、η的修正计算 查综合特性曲线得出ηMmax，换算得出ηmax。
△η=ηmax-ηMmax-ε1-ε2
ε1=1%~2%(表示工艺水平)，ε2=1%~3%(表示异 形部件，即原型水轮机和模型水轮机的蜗壳和 尾水管不一样)
如η=ηM+△η，系列水轮机应用范围
4、采用套用机组 根据目前国内设计、施工和运行的电站资料，
在特征水头相近、N单适当，经济技术指标相近时 ，优先套用已经生产过的机组，这样可以节省设 计时间、尽早供货、提前发电。
5、直接查产品样本 直接查设备厂家的产品样本，适用于小型电站。
6、统计分析法 对大量已建水电站的参数进行统计，得出水轮机
绘出F = f(Φ)直线。
(6) 根据φi确定Fi、Ri及断面尺寸，绘出平面单线图。
第五节 尾水管的型式及其主要尺寸
水泵选型参考
水泵选型参考水泵如何选型和計算1、根据装置的布置、地形条件、水位条件、运转条件、经济方案比较等多方面因素2、考虑选择卧式、立式和其它型式（管道式、直角式、变角式、转角式、平行式、垂直式、直立式、潜水式、便拆式、液下式、无堵塞式、自吸式、齿轮式、充油式、充水温式）。
卧式泵拆卸装配方便，易維修、但体积大、价格较贵，、需很大占地面积；立式泵，很多情况下叶轮淹没在水中，任何时候可以启动，便于自动或远程控制，結構紧凑,安装面积小,价格较便宜。
3、根据液体介质性质，确定清水泵，热水泵还油泵、化工泵或耐腐蚀泵或杂质泵，或者采用不堵塞泵。
安装在爆炸区域的泵，应根据爆炸区域等级，采用防爆电动机。
4、振动量分为：气动、电动（电动分为220v电压和380v电压）。
5、根据流量大小，选单吸泵还是双吸泵：根据扬程高低，选单吸泵还是多吸泵，高转速泵还是低转速泵（空调泵）、多级泵效率比单级泵低，当选单级泵和多级泵同样都能用时，宜选用单级泵。
6、确定泵的具体型号，采用什么系列的泵选用后，就可按最大流量，放大5%——10%余量后的扬程这两个性能主要参数，在型谱图或系列特性曲线上确定具体型号。
利用泵特性曲线，在横坐标上找到所需流量值，在纵坐标上找到所需扬程值，从两值分别向上和向右引垂线或水平线，两线交点正好落在特性曲线上，则该泵就是要选的泵，但是这种理想情况一般不会太多，通常会碰上下列几种情况：A、第一种：交点在特性曲线上方，这说明流量满足要求，但扬程不够，此时，若扬程相差不多，或相差5%左右，仍可选用，若扬程相差很多，则选扬程较大的泵。
或设法减小管路阻力损失。
B、第二种：交点在特性曲线下方，在泵特性曲线扇状梯形范围内，就初步定下此型号，然后根据扬程相差多少，来决定是否切割叶轮直径，若扬程相差很小，就不切割，若扬程相差很大，就按所需Q、H、，根据其ns和切割公式，切割叶轮直径，若交点不落在扇状梯形范围内，应选扬程较小的泵。
选泵时，有时须考虑生产工艺要求，选用不同形状Q-H特性曲线。
小型水电站水轮机选型设计之己见
小型水电站水轮机选型设计之己见摘要: 近年来, 我市迎来了又一个水电发展高潮, 各地小型水电站发展很快。
文章结合本人从事小型水电站设计工作的经验, 分析小型水电站的水轮机设计选型工作中应注意的一些问题。
对提高小型水轮机的应用技术水平, 选用较优秀的机型, 提出了自己的一些观点和看法。
关键词: 小型水电站；水轮机；选型；设计；1 前言随着国家投入的增加, 近年来, 我市迎来了又一个水电发展高潮, 各地小型水电站发展很快。
与大型水轮机相比, 小型水轮机选型工作不易引起足够的重视,且受市场环境影响较大。
在已运行的机组中, 因选型造成的问题也较多。
在当前的形势下, 如何做好小型水电站水轮机的设计选型工作, 尤其是在大部分县、乡级电站为孤立运行电站, 如何提高我市小型水轮机的应用技术水平, 增加电站的运行效益,值得从事这项工作的设计人员认真研究、总结。
2 小型水轮机设计选型的方式和方法水轮机的选型工作, 最重要的是合理确定水轮机的参数。
小型水电站虽然容量不大, 但其对于业主而言, 其运行效益仍是至关重要的。
而水轮机的性能参数是影响电站运行效益的重要因素。
选择、确定水轮机的参数, 有以下两种方法: 一种是根据已有的水轮机型谱和模型资料选择水轮机; 另一种是以实践经验和资料为基础, 用比转速作为重要依据, 应用统计比较的方法选择, 确定水轮机参数。
这两种方法运用于小型水轮机选型时, 均有一定的局限性。
如按照已有的型谱和模型资料选择水轮机, 常会因为掌握的资料有限,无法选择参数较优的机型; 而根据预估算的参数选择水轮机, 则又会因为缺乏针对性, 容易与小型设备生产厂家掌握的机型和生产制造技术、能力脱节。
造成这种现象的原因, 主要是小型水轮机的设计选型, 受市场和厂家因素制约是很大。
首先，小型电站投入少, 建设周期短, 生产厂家一般不会专为某个电站的需要而研发一个新的转轮; 其次, 对于小型机组, 一些掌握较多先进机型的大型设备厂家往往不感兴趣,而一些主要从事小型机组制造工作的中小设备厂家因为掌握的先进机型较少, 技术能力和制造水平也参差不齐。
水泵作为水轮机运行时的选型
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半犏 者 按Ｉ 此 娃 应 考虑 电机 效 率、 实 际年 ， ｊ 用ｅ ｌ ， Ｂ ｅ 撒 ， 否 剧计 算 将 俯 大。
这是因 为垒特 性曲 线图上 水轮 机工况 区的全 部参 数都 是用泵参 数 来表示 的 ，因此 ，为得到 水
泵作为水轮机运行时的实际效率，应将计算出来的值用泵效率值除之，即
实 际效率 ＝ （ 取至图 中 ） ／ ｑ ， （ 实际 值 ） 的理论 水头 相等 ， 即
ＨＴ 。 。 ， ＝Ｈｔ 。 。 ｔ （ ４ ）
Ｋｐ Ｉ ＝Ｋ伽（ １十ｐ）＝１ ． ２ ２ （ １十０ ． ３ ）＝１ ． ５ ８ ５
Ｋｐ Ｌ＝ＫＰ ， ＝１ ． ４ ８ ７
Ｋ ｑ ｓ ＝１ ／ √百 ＝ １ ． １ ０ ４ 比较上述参数，并参照表 ｉ 的塞 测结果，取 Ｋ ＝１ ． ４ ，Ｋ ｑ ＝ １ ． ３ ，则
Ｈｔ ＝
式中： Ｋ ０为流量比系数，采用 Ｓ ｔ ｅ ｐ ａ ａ ｏ ｆ ｆ 关系式计算时 Ｋ ０ ｓ ＝１ ／ √百。
三、水 泵选型 厦发 电出力的计 算。
对右图所示的系统，水泵作为水 轮 机 运 行 时 ，其运行 水头 为
Ｈｔ ＝Ｈ ｎ —Ｓ Ｑｔ （ １ ７ ）
式 中 ： Ｓ为管道 系统 的阻 力 系 数。 医 此 ，根 据 （ １ ４ ） 式和 （ １ ６ ） 式便 可得 水泵运 行和 水轮机运 行转
（ １ ）Ｓ ｔ ｅ ｐ ａ ｎ ｏ ｆ ｆ 关系式 ” 。Ｓ ｔ ｅ ｐ ａ ｎ ｏ ｆ ｆ 实验地观察到一台好的水泵同时也是一台 好 的水
水轮机的选型设计
水轮机的选型设计水轮机选型时水电站设计的一项重要任务。
水轮机的型式与参数的选择是否合理，对于水电站的功能经济指标及运行稳定性，可靠性都有重要影响。
水轮机选型过程中，一般是根据水电站的开发方式，功能参数，水工建筑物的布置等，并考虑国内外已生产的水轮机的参数及制造厂的生产水平，拟选假设干个方案进展技术经济的综合比拟，最终确定水轮机的最正确型式与参数。
一：水轮机选型的内容，要求和所需资料1：水轮机选择的内容（1）确定单机容量及机组台数。
（2）确定机型和装置型式。
（3）确定水轮机的功率，转轮直径，同步转速，吸出高度及安装高程，轴向水推力，飞逸转速等参数。
对于冲击式水轮机，还包括确定射流直径与喷嘴数等。
（4）绘制水轮机的运转综合特性曲线。
（5）估算水轮机的外形尺寸，重量及价格。
wertyp9ed\结合水轮机在构造、材质、运行等方面的要求，向制造厂提出制造任务书。
2.水轮机选择的根本要求水轮机选择必须要考虑水电站的特点，包括水能、水文地质、工程地质以及电力系统构成、枢纽布置等方面对水轮机的要求。
在几个可能的方案中详细地进展以下几方面比拟，从中选择出技术经济综合指标最优的方案。
（1）保证在设计水头下水轮机能发生额定出力，在低于设计水头时机组的受阻容量尽可能小。
（2）根据水电站水头的变化，及电站的运行方式，选择适合的水轮机型式及参数，使电站运行中平均效率尽可能高。
（3）水轮机性能及构造要能够适应电站水质的要求，运行稳定、灵活、可靠，有良好的抗空化性能。
在多泥沙河流上的电站，水轮机的参数及过流部件的材质要保证水轮机具有良好的抗磨损，抗空蚀性能。
（4）机组的构造先进、合理，易损部件应能互换并易于更换，便于操作及安装维护。
（5）机组制造供货应落实，提出的技术要求要符合制造厂的设计、试验与制造水平。
（6）机组的最大部件及最重要部件要考虑运输方式及运输可行性。
3.水轮机选型所需要的原始技术材料水轮机的型式与参数的选择是否合理、是否与水电站建成后的实际情况相吻合，在很大程度上取决于对原始资料的调查、聚集和校核。
水轮机选型
水轮机型号选择根据已知的水能参数初选水轮机型号最大工作水头：H max=Z上max-Z 下min-△h=609.86-573.12-1.732=35 m 最小工作水头：H min=Z 上min-Z 下max-△h=607.78-574.27-1.732=31.77m平均水头：1 1H a= (H max+H min)= X (35.85+31.35)=33.4 m2 2查水电站机电设备手册根据我国小型反击式水轮机适应范围参考表初选水轮机型号。
初选水轮机型号：HL240-LJ-140水轮机类型混流式转轮型号HL240最大水头35m最小水头31.77m设计水头33m出力3400kw校核机组的稳定性水轮机主要参数的计算：HL240-LJ-140型水轮机方案主要参数的计算转轮直径计算Nr=3400/0.95=3368.42kw Hr=33.4mD i=,——Nr—（1-3）.9.81Q i Hr 2M式中：Nr-为水轮机的额定出力（kw）D 1 -为水轮机的转轮直径（mn M-为水轮机的效率Hr-为设计水头（m）Q 1'--为水轮机的单位流量（m/s）由水力机械课本附表1中查得Q'=12.4 L/s=1.24m3/s,同时在附表1中查得水轮机模型在限制工况下的效率 n 沪90.4%,由此可初步假定水轮机在该工况的效率为92.0%将 Nr=3400kw, Q i '=1.24 m 3/s, Hr=33.4m,n M =92%#3368.429.81 1.24 33.4320.92选择与之接近而偏大的标准直径 D=1.40m 效率的修正值计算由水力机械课本附表1查得水轮机模型在最优工况下的效率 型转轮直径Di M =0.46m,则原型水轮机的最高效率n max ，即：式中:n max --为原型水轮机的最高效率n Mma --为水轮机模型在最优工况下的效率D 1M --为模型转轮直径 (m D 1 --为原型转轮直径(m将 n Mma =91.0% , Di M =0.46m, D 1=1.4m 带入得:n Mma =1- ( 1- n max ) 5 nD 1=92.8%考虑到制造工艺水平的情况取 & 1=1%由于水轮机所应用的蜗壳和尾水管的型式与模型基本相似，故认为& 2=0,则效率修正值△ n 为：△ n = n ma - n Mmax - £ 1式中：△ n --为效率修正值n max --为原型水轮机的最咼效率 n Mma --为水轮机模型在最优工况下的效率 将 n max=0.928, n Mmax=0.91 £ 1= 0.01 带入上式得:= 1.12mn Mma =89.6%,模n ma =1- (1-4)D 1M =1- (1-0.91 )0.46 1.4(1- n Mma )D 1 MD 1△ n = n max-n Max- & 1=0.928-0・91-0.01=0・008由此求得水轮机在限制工况的效率为：n =n M +^ n =0.904+0.008=0.912 （与原来假定的数值相近） 转速的计算n 。
超高水头水泵水轮机型式及比转速选择
超高水头水泵水轮机型式及比转速选择1 工程概况长泰抽水蓄能电站位于福建省漳州市长泰县陈港镇，距漳州市35km，上库位于吴田山顶部，下库利用已建活盘水库，上、下库水平距离3887m，高差871m，电站一期装机600MW，二期再装机1200MW。
2 单机容量选择电站装机规模大，若采用单机容量200MW，则总装机需9台，一般情况台数多设备多土建投资也大。
目前国内制造高水头大容量的抽水蓄能机组尚有困难，主机设备需从国外引进，这种水头高、单机容量大于300MW的机组在国外也较少，故一期工程初拟单机容量300MW，装机2台。
3 机组机型选择电站一期净水头为849～880m，动扬程871～882m，最大动扬程与最小净水头之比为882／849＝1.039；二期工程最大动扬程与最小净水头之比为869／847＝1.058。
根据电站净水头和动扬程的变幅，初拟机型为单转速混流可逆式水泵水轮机。
采用2级水泵水轮机可以减少转轮淹没深度，可采用较高的比转速以获得较高的效率。
2级可调水泵水轮机在国外80年代初已完成模型试验，但由于结构复杂和设备价格较贵，一般要比单级可调贵30～40。
所以尚未在实际工程中应用。
90年代随着科学技术水平的提高及结构的改进，2级可调水泵水轮机在技术上的难度已逐渐减小，设备的差价也逐渐缩小，已进入实用期阶段。
贝斯特公司认为单级转轮的应用水头上限为800～900m，超过此限度后转轮的结构强度难于保证，但目前超800m水头的还未实践过。
一般水头超过600～700m以上时，单级水泵水轮机效率已经较低，但由于高水头综合效率较高，700m左右仍有采用单级水泵水轮机的。
采用2级水泵水轮机主要优点在于把机组每级水头降低，由于每一级水头只是总水头的一半，可以减小脉动压力；转轮圆周速度也大大降低，对转轮强度设计将更有利；转轮直径也可以减小，叶片高度可以增大，更有利于转轮叶片的加工制造；吸出高度Hs值与单级水泵水轮机相比可差15m左右，即可以提高机组安装高程15m；由于转轮直径减小，厂房总体尺寸也可减少30左右，土建投资可大量减少。
可变速水泵水轮机水泵选型特点分析
2020.№2
大电机技术
65
可变速水泵水轮机水泵选型特点分析
张 韬，王焕茂，覃大清 （水力发电设备国家重点实验室（哈尔滨大电机研究所），哈尔滨 150040）
[摘 要] 可变速水泵水轮机具有水泵工况功率可调节，水轮机工况运行效率及稳定性高等优点。水泵工况 选型直接影响其功率调节能力、机组转速变幅等参数，因此本文首先给出了国外已运行可变速水泵水轮机的 选型参数及其水泵扬程-入力关系特性，其次分析了可变速水泵水轮机的选型特点，最后针对海蓄项目目标海 岛电站给出其可变速水泵水轮机的选型方案及各方案的对比分析。 [关键词] 水泵水轮机；可变速；海水抽水蓄能；选型 [中图分类号] TK734 [文献标志码] A [文章编号] 1000-3983(2020)02-0065-05
for the island power station of the seawater pumped storage project, shows the selection case of the
variable speed pump-turbine and the comparison analysis .
1.1 比转速的意义及定义[8]
水轮机选择(经典)
第四章水轮机选择§4.1 水轮机的标准系列由于各开发河段的水力资源和开发利用的情况不同，水电站的工作水头和引用流量范围也不同，为了使水电站经济安全和高效率的运行，就必须有很多类型和型式的水轮机来适应各种水电站的要求。
一、反击式水轮机的系列型谱表4—1、4—2、4—3、4—4中给出了轴流式、混流式水轮机转轮的参数。
1)、水轮机的使用型号规定一律采用统一的比转速代号。
2)、每一种型号水轮机规定了适用水头范围。
水头上限是根据该型水轮机的强度和汽蚀条件限制的，原则上不允许超过；下限主要是考虑到使水轮机的运行效率不至于过低。
二、水斗式水轮机转轮参数表4—5，系列型谱尚未形成三、水轮机转轮尺寸系列表（表4—6）四、水轮发电机标准同步转速（表4—7）五、水轮机系列应用范围图以H为横座标，N单为纵座标绘制某一系列水轮机应用范围。
1、根据H r、N r→范围→D1，n。
2、水轮机吸出高度的确定H s：根据h s~H的关系曲线确定。
由H r→h s，H s＝h s－▽／900§4.2水轮机的选择一、水轮机选择的意义、原则、内容1、意义水轮机是水电站中最主要动力设备之一，影响电站的投资、制造、运输、安装、安全运行、经济效益，因此根据H、N的范围选择水轮机是水电站中主要设计任务之一，使水电站充分利用水能，安全可靠运行。
2、原则(1)、充分考虑电站特点（水文水能、电力系统技术条件，电站总体布置)。
(2)、有利于降低电站投资、运行费、缩短工期，提前发电(3)、提高水电站总效率，多发电(4)、便于管理、检修、维护，运行安全可靠，设备经久耐用(5)、优先考虑套用机组3、内容(1)、确定机组台数及单机容量(2)、选择水轮机型式（型号）(3)、确定水轮机转轮直径D1、n、H s、Z a；Z0、d0(4)、绘制水轮机运转特性曲线(5)、估算水轮机的外形尺寸、重量及价格、蜗壳、尾水管的形式、尺寸、调速器及油压装置选择(6)、根据选定水轮机型式和参数，结合水轮机在结构上、材料、运行等方面的要求，拟定并向厂家提出制造任务书，最终由双方共同商定机组的技术条件，作为进一步设计的依据。
水泵作为水轮机运行时的选型
水泵作为水轮机运行时的选型
龚时宏
【期刊名称】《小水电》
【年(卷),期】1989(000)005
【总页数】4页(P25-27,40)
【作者】龚时宏
【作者单位】水电部农田灌溉研究所
【正文语种】中文
【中图分类】S277.92
【相关文献】
1.洪屏抽蓄电站水泵水轮机选型设计概述 [J], 王康生
2.混流式水泵作水轮机使用的选型探讨 [J], 黄光耀
3.洪屏抽蓄电站水泵水轮机选型设计概述 [J], 王康生;
4.抽水蓄能电站水泵水轮机组选型思考 [J], 刘德民;段昌德;赵永智;荀洪运
5.可变速水泵水轮机水泵选型特点分析 [J], 张韬; 王焕茂; 覃大清
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课件：水轮机机组与水泵机组的选型
D．斜击式
E．双击式
参考答案：BDE
1F418024 水轮机机组与水泵机组的选型
例题：
2.2011(1)-5.低水头、大流量水电站，通常选用（
）水轮机。
A.双击式
B.贯流式
C.斜流式
D.混流式
参考答案：B
1F418024 水轮机机组与水泵机组的选型
一、水轮机的类型 （二）水轮机的型号 1．第一部分：拼音字母、阿拉伯数字组成，其中拼音字母表示水 轮机形式，阿拉伯数字表示转轮型号。 2．第二部分：两个拼音字母组成，分别表示水轮机主轴布置形式 和水轮机引水室特征。 3．第三部分：阿拉伯数字，表示以cm为单位的水轮机转轮的标 称直径。 如：HL220—LJ一500，表示转轮型号为220的混流式水轮机，立 轴，金属蜗壳，转轮直径为500cm。
1F418024 水轮机机组与水泵机组的选型
一、水轮机的类型 （二）水轮机的型号
1F418024 水轮机机组与水泵机组的选型
二、水泵机组的选型（跨度太大，一下由水轮机转到泵） 包括水泵、动力机和传动设备。
1F418024 水轮机机组与水泵机组的选型
二、水泵机组的选型 （一）水泵类型 泵站工程中最常用的水泵类型是叶片泵。有离心泵、轴流泵及混 流泵等。水泵按泵轴安装形式分为立式、卧式和斜式；按电机是否能 在水下运行分为常规泵机组和潜水电泵机组等。（2016(1)考点） 1．离心泵 (1)分类 按叶轮进水方向分为单吸式和双吸式；按叶轮的数目分为单级和 多级；按泵轴安装形式分为立式、卧式和斜式。 2．轴流泵 3．混流泵
1F418024 水轮机机组与水泵机组的选型
例题： 1.2016(1)-7、下列不属于叶片泵的是（） A、离心泵 B、混流泵 C、轴流泵 D、容积泵 参考答案：B3333
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国产抽水蓄能机组水泵—水轮机选型中若干问题探讨高道扬天津市天发重型水电设备制造有限公司摘要：本文着重分析了可逆式水泵—水轮机模型转轮及抽水蓄能电站水泵—水轮机主要技术参数的特点，并在此基础上提出根据抽水蓄能电站水泵—水轮机的技术要求初步筛选水泵—水轮机模型转轮及水泵—水轮机方案的方法。
随着我国社会主义建设事业的发展，特别是电力工业的飞速发展，抽水蓄能电站的建设高潮已经到来，在国家有关政策的坚强支持下，抽水蓄能机组国产化、本土化的工作业已全面展开。
因此如何根据可逆式水泵—水轮机模型转轮的主要技术特点并在抽水蓄能电站对水泵—水轮机技术要求的基础上优选水泵—水轮机模型转轮及水泵—水轮机方案已成为众多水泵—水轮机选型工作者的首要工作，作者根据多年工作经验对选型工作中的若干问题作一初步探讨。
1 水泵—水轮机模型转轮主要技术参数特点叶片式水力机械具有可逆性，即它既可以做水轮机运行也可以做水泵运行，但是由于中、高比速的水轮机进口角β1T较大，当它反向旋转做水泵工况运行时，由于出口角太大，导致水流的不稳定，在H-Q曲线上出现多处大驼峰并且泵工况的效率比正常水轮机工况大幅下降，因而中、高比速水轮机显然不适合作为可逆式水泵——水轮机转轮的研究基础（70年代初北京密云电站曾用HL211-LJ-225水轮机做反向旋转的泵工况现场实验未能取得满意效果）。
理论分析和实验证明具有较长叶片和缓慢扩散流道的离心泵叶轮，其泵的叶片出口水流角β2P较小，出口相对流速W2P和绝对流速V2P都较小，因而水流进入涡壳后水力损失较小，当离心泵反转做水轮机运行时进口相对流速W1T也比较小，符合常规水轮机要求，因而离心泵叶轮在水泵工况和水轮机工况都有较好的性能，现代可逆式水泵—水轮机转轮就是以离心泵叶轮为基础逐步发展起来的。
1.1水泵—水轮机模型转轮与常规水轮机模型转轮相比具有以下特点：由于混流式水轮机的β1T较大，其（V1u/U1）T约为0.9，而离心泵的β2P较小，（V2u/U2）P约为0.6，由此可以推算出在同样的水头和转速条件下，可逆式水泵—水轮机的转轮直径约为常规水轮机转轮直径的 1.4倍，即：D P/D T=1.4。
在同一额定水头下，水泵—水轮机与水轮机模型转轮比转速n s(m kw)相近，但单位转速为水轮机的1.25～1.3倍，而单位流量为水轮机的0.6～0.65倍。
1.2水泵—水轮机模型转轮的水泵工况与水轮机工况相比，在通常条件下，由于高压边速度三角形既不相等亦不相似（泵工况出口因为水流的偏转出口水流角β2p比安放角βd小一些，而水轮机工况进口在无撞击的条件下，进口角βIT与βd相等），因而经实验研究及理论分析证明两种工况具有以下特点：1.2.1 在最优工况点，水泵工况的单位转速是水轮机工况的单位转速 1.10～1.18倍，即n10P/n10T=1.10～1.18（理论分析为1.12～1.16）。
1391.2.2 在最优工况点，水泵工况的单位流量是水轮机工况单位流量的0.87～0.95倍，即Q10P/Q10T=0.87～0.95（理论分析为0.95～0.98）。
1.2.3 可逆式水泵—水轮机，其水轮机工况的出力限制线距离最高效率点较远（和高水头低比速水轮机转轮相似），因而其运行工况点通常均在出力限制线之内，其限制工况点应取决于两种工况的能量平衡、水量平衡及兼顾水轮机工况的效率而不取决于5%出力限制线。
1.2.4 可逆式水泵—水轮机的吸出高度取决于水泵工况，一般情况下水泵工况的汽蚀要求能满足时则水轮机工况亦能得到满足。
1.2.5 水泵—水轮机转轮飞逸转速与额定转速之比n p/n r=1.3～1.5，而各种比速范围的水轮机n p/n r=1.7～2.0。
1.2.6 在水泵—水轮机采用单转速的情况下，为了优化泵工况运行范围（即泵工况在避开驼峰的高效率、低汽蚀区运行），水轮机工况通常只能处于最优效率点以上的高单位转速区，而不能包括最优效率点。
以下对上述项1.2.1至项1.2.6的特点进行简单的说明：项1.2.1及1.2.2：我们看到理论分析的单位转速值与实验值比较接近，而单位流量值相差较多，这是因为转轮的线速度和转轮所承受水头有直接关系，因而理论分析值和实验值比较接近，而转轮过流量和叶片设计中很多因素有关，故理论分析值误差较大。
项1.2.3：水泵—水轮机转轮由于叶片径向部分比较长且尾水管损失所占水力损失比例较小，因而效率圈在大流量区收缩得较慢，这使得出力限制线上Q1*距离最优点Q10’较远（H max=400m的叶片较长高水头、低比速水轮机Q1*/ Q10`～1.55，而H max=50m叶片较短的低水头、高比速水轮机Q1*/ Q10`～1.15）。
项1.2.4：水泵工况进口撞击和低压区都发生在叶片进口，而水轮机工况撞击发生在进口边上，低压区则发生在出口附近，因而水泵工况叶片进口处汽蚀比较严重。
项1.2.5：水泵—水轮机转轮叶片部分较长，在飞逸时由于离心力所形成的撞击较大，因而飞逸转速与额定转速的比值较小。
项1.2.6：①如前所述，由于水泵—水轮机转轮的叶片径向部分比较长且水轮机工况是在收缩流道内流动，而水泵工况是在扩散的流道内流动，理论分析和实验均已证明，两种工况最优点的单位转速存在以下关系：n10P/n10T=1.12～1.14假定泵工况最优点水头为H po，水轮机工况最优点水头为H To，并以最小值1.12（对H maxT 逼近H OT的最有利值）来分析，则有：n10P/n10T=(nD/H oP0.5)/( nD/H oT0.5)=1.12，H oT/H oP=1.122=1.254如果假定H op=100m，则H oT=125.4m②理论分析和统计资料表明：如果H maxP/H minT=1.2～1.4，则水泵—水轮机可以采用单转速，若我们以最大值1.4（对H maxT逼近H OT的最有利值）来分析（为了简化分析暂不计水力损失）：在水泵—水轮机选型中通常将水泵工况的最优扬程H0p置于最大扬程H max和最小扬程H min中间，因此当H0p=100m时，则H max=117m，H min=83m（117/83=1.4,117-100=17,100-83=17），由此可知，水轮机的整个运行水头范围（117m～83m）均在水轮机的最优水头H oT=125.4m以下，而不能包括最优水头H oT=125.4m，即只能在最优点以上的高单位转速区运行。
③如果考虑水头损失则泵的扬程进一步增加，水轮机水头进一步下降，这样水轮机的最大水头H maxT与最优水头H oT的差距将进一步加大，此外如果n10P/n10T=1.14（H op=100m，140H oT=1.142×100=130m）或H maxP/H minT=1.2（H max=110m，H po=100m, H min=90m）,上述差距也将进一步加大。
由上述分析可知：在水泵——水轮机选型中，由于考虑到水泵工况要有一个好的运行范围，在单转速的情况下，水轮机工况只能在最优单位转速以上的高单位转速区运行，优秀的模型转轮也只能使H maxT尽可能的接近H OT，而不可能使H maxT≤H OT，即H maxT对应的单位转速n11(min)只能大于最优单位转速n10T，当然，如果牺牲泵的优良特性（泵在小的开度、低的效率、大的汽蚀系数工况下运行）或采用双转速（水轮机工况采用低转速），则可能有H maxT≤H OT。
但前者在选型上不可取，后者通常只存在H maxP/H minT＞1.4的条件下才采用。
以上的分析可用简单的图形对比直观的表现出来：T工况P工况T工况P工况H oT H oT=125mH max=117m H max=117m H max=(117-ΔH max=(117+ΔH)mH op H op=100m H op=(100-ΔH) m H op=(100+ΔH)mH min=83m H min=83m H min=(83-ΔH min=(83+ΔH)m图1：假定水力损失为零图2：假定水力损失为ΔH2 抽水蓄能电站水泵—水轮机主要技术参特点抽水蓄能电站由于容量、水头、在系统中的作用、地质等情况的不同，其对水泵—水轮机参数要求也不尽相同。
但从众多的抽水蓄能电站的实际情况来看，其要求通常有共同点。
2.1在满足挖深要求的条件下，水泵工况、水轮机工况均应有较高的比转速，对泵工况，其比转速以n q(m m3/s)计，对水轮机工况其比转速以n s(m kw)计，有了较高的比转速，在同一容量下水泵—水轮机将有较小的直径，发电—电动机将有较高的转速，从而降低了机组造价。
2.2水轮机工况与水泵工况均有高的效率，在单转速的条件下首先应保证水泵在高效率区运行，而相应的水轮机高单位转速区也应有较高的效率，且水轮机工况的最高水头H maxT应尽量接近最优效率点水头H oT ，以使水轮机工况尽可能处在高效率区。
2.3水泵工况，水轮机工况均应稳定，水泵工况应避开驼峰区，水轮机工况应考虑“S”区的影响。
2.4发电—电动机的容量在满足水泵工况对容量要求的条件下，应该尽可能使两种工况的容量（KVA）平衡，以便降低发电—电动机造价。
2.5根据电网的要求，通常在一天内水泵工况运行时间多于水轮机工况运行时间，这就要求在选型计算时，必须考虑流量平衡。
3 模型转轮的分析、比较及水泵—水轮机方案的筛选当抽水蓄能电站对机组的技术要求确定后，如何选定一个优秀的模型转轮来满足要求，以及在众多优秀的模型转轮方案中进行分析、比较并进一步筛选，已成为各制造厂及设计院水泵—水轮机选型工作者的最关键任务。
模型转轮的优劣不是绝对的，它只有针对具体机组的技术要求并通过选型计算后，才能进行量化的对比，从而进行优选。
在此之前应具备下述最基本资料：141①模型转轮的水轮机工况山形图，水泵工况H-Q，η-Q、б-Q曲线，四象限特性曲线。
②机组参数：水轮机工况H max、H r、H min，水轮机额定出力（kw），水轮机最大出力（kw），水泵工况H max、H r、H min，水泵工况最大出力（kw），下游尾水位曲线或允许吸出度（通常对应最大扬程或最低扬程），水轮机工况效率加权因子，水泵工况效率加权因子，每台机水轮机工况运行时间及水泵工况运行时间比，有了以上的基本技术数据后可以在正式计算方案之前，用以下办法对模型转轮进行初步筛选：3.1根据泵工况的平均扬程 H avp=(H maxP+H mkn P)/2 ，选定一个较高比转速n q模型转轮，n q=n Q0.5 /H avp3/4(m·m3/s),如果用公式n q=K/H avp 0.5，根据世界各著名公司的最新统计:K应为500～700(低扬程用小值，高扬程用大值)，如果泵的比转速以（m kw）表示则n q（m·m3/s）～n sp=3.12·nQ0.5/ H avp3/4（m·kw）,用公式n sp= K/H auvp0.5，则K应为1569～2191。