机电设备及安装工程概算模板

机电设备及安装工程概(估)算编制一、概述在水利建设工程总投资中, 设备及安装工程的投资, 过去一般约占18%～25%左右。

现在随着水电站规模的不断扩大, 其比重也在不断地增长, 葛洲坝二期工程设备及安装工程投资已为建筑工程投资的142%。

因此, 认真编好设备及安装工程的概(估)算是一项十分重要的工作。

一般来说, 河床式低水头水电站设备及安装工程部分投资接近甚至超过建筑工程的投资; 高水头水电站其所占的比例相对要小些。

设备及安装工程可分为三部分: 机、电、金属结构。

(1)机械部分。

指水轮机、水轮发电机、调速器及其辅助设备及安装。

(2)电气部分。

指一次设备、二次设备及其它电气设备及安装。

(3)金属结构部分。

指起重设备、闸门、压力钢管制作及安装。

1)起重设备及安装: 水电站的起重设备是安装、运行和检修电站各种设备的起吊工具。

包括的设备有桥式起重机、门式起重机、油压启闭机、卷扬式启闭机、螺杆式启闭机、电梯、轨道、滑触线。

2)闸门及安装: 闭塞孑L口, 而又能开放孔口的堵水装置叫闸门。

包括平板门、弧形门、船闸闸门、闸门埋件、闸门压重物、拦污栅、小型金属结构等的安装。

3)压力钢管制作及安装。

总之, 水电站的机电设备大部分集中于发电厂房中和升压变电站中; 金属结构设备大部分集中于大坝、溢洪道、航运过坝和压力管道工程中。

二、水轮机(一)概述水利水电设备及安装工程方面的知识, 内容繁多, 理论广而深, 技术性强, 要求造价工作者由浅入深全面掌握。

水轮机是将水能转换为机械能的一种动力机械。

按其水流作用原理和结构特征, 水轮机主要可分为两大类, 反击式水轮机和冲击式水轮机, 另外还有可逆式水轮机。

1．水轮机的分类和型号(1)反击式水轮机。

此类水轮机的转轮在工作时全部浸没在有压的水流中, 水流流经轮叶流道时, 受叶片的作用, 流速的大小和方向都发生了变化, 水流对转轮有个反作用力, 使转轮旋转, 因此称为反击式水轮机。

反击式水轮机同时利用了水流的动能和势能。

由于结构型式和适用条件不同, 该类型水轮又分为若干型式。

1)混流式(辐向轴流式、法兰西式、旧称φ.F): 水流沿辐向进入转轮, 逐渐变为沿轴向而离开转轮。

因此叫辐向轴流式水轮机, 或称作混流式水轮机。

主要特征: 应用普遍、性能稳定、效率高, 最高可达94%。

三峡工程左厂水轮机效率为98.77%。

适用水头范围: 从lm左右至600～700m(一般应用于中水头20m～50m)。

单机容量: 20kW～60万kW。

三峡左厂为71.4万kW。

适用范围: 大、中、小型水电站。

单机重量: 每台水轮机重几十公斤到3000t多。

2)轴流式: 包括轴流转桨式(又叫卡普兰式)、轴流定桨式、轴流调桨式。

它的水流特征是, 水流进出转轮都是轴向(即垂直方向)。

轴流转桨式: 性能稳定, 高效率区宽广, 适用水头3～80m, 单机容量: 20kW～20万kW, 或更大。

适用于低水头大流量的大中型电站。

单机重量: 几十公斤到3600t。

轴流定桨式: 运行稳定性差, 低负荷运行时效率低。

适用水头3～50m。

单机容量: 几个千瓦到数百千瓦。

适用于低水头大流量的中、小型水电站。

单机重量, 几十公斤到数百吨。

轴流调桨式: 同轴流定桨式参数一致。

不同的是: 根据每年的季节不同, 来水量不同, 能够停机后人为地调整轮毂上轮叶的角度, 使运行性能有所改进。

3)斜流式: 水流介于辐向轴向之间, 斜向流进转轮。

它适用水头范围较宽, 为20～200m, 性能稳定, 高效率区宽广, 亦可适—用于抽水蓄能电站。

安装定额中缺此型式, 当前应用较少。

4)贯流式, 水流沿轴向(即水平方向)从进口到尾水管出口。

它过水能力大, 水头损失小, 效率高, 结构紧凑, 适用水头2～30m之间, 单机容量从几个千瓦到几万千瓦。

适用于低水头大流量的电站或潮汐电站。

(2)冲击式水轮机。

该类水轮机水流在大气压力下以高速射流冲击转轮使它旋转, 因此, 称为冲击式水轮机。

在同一时间内水流只冲击转轮部分斗叶, 而不是全部斗叶。

此类水轮机仅利用了水流的动能。

它不用尾水管、蜗壳和导水机构, 构造简单, 便于维护和管理。

冲击式水轮机, 可分为水斗式、斜击式和双击式。

一般适用于lOOm以上的水头。

1)水斗式: 由喷咀喷射的水柱沿转轮圆周相切方向冲击到装在转轮四周的水斗上, 使转轮旋转。

它适用于高水头电站, 水头最高可达1760m。

单机容量从十多个千瓦到20万kW, 运行性能稳定, 效率较反击式水轮机低些, 但其结构较简单。

2)斜击式: 喷咀呈斜向布置。

水头适应范围从20多m到300m, 转轮结构较水斗式简单, 制造容易, 过水能力较水斗式大些。

3)双击式: 水流两次沿转轮叶片流动, 即两次冲动转轮, 因此称为双击式。

一般用于小型电站。

(3)可逆式水轮机。

随着可逆式水轮机的发展, 出现了蓄能电站。

可逆式水轮机概算定额中称水泵/水轮机。

在发电时作水轮机使用, 抽水时作水泵运行。

它可利用系统电力过剩时来抽水蓄能; 在系统缺电时它可发电, 把电力送往系统中去。

水泵/水轮机的分类和反击式水轮机相同, 它可分为轴流式、 斜流式、 混流式。

轴流式水泵/水轮机分转桨式与定桨式两种。

应用于低水头的是斜流式可逆水泵/水轮机, 应用于高水头的是混流式可逆水泵/水轮机。

(4)水轮机的型号。

水轮机的型号的排列顺序为,转轮型号: 采用统一规定垃比转速代号, 用阿拉伯数字表示。

比转速(ns)的物理意义是: 当有效水头H=lm, 出力N=1马力时模型水轮机所具有的转速, 称为水轮机的比转速n s 。

水轮机比转速n s 和比速系数K 是衡量水轮机能量特性、 经济 性和先进性的综合指标。

大容量机组为缩小机组及厂房的尺寸, 节省投资, 提高电站的经济效益, 在可能的条件下, 倾向于选择较高的比转速”, 和比速系数K 。

因此, 随着水轮机设计制造水平的提高, 水轮机比转速和比速系数有所提高。

可是nJ 的提高受到水 轮机的强度、 效率、 气蚀、 稳定性等因素的制约。

转轮标称直径01, 用阿拉伯数字表示, 单位是cm 。

混流式: D 1是指转轮叶片进水边的最大直径。

轴流式: D 1是指与转轮叶片轴心线相交处的转轮室内径。

斜流式, D 1同轴流式。

冲击式: 是指转轮与射流中心线相切的节圆直径, 其表示方法如下:标称直径水轮机转轮I÷(上的喷咀数目作用在每一转轮×流直径设计射)举例说明HLll0一LJ 一140: 表示混流式水轮机, 转轮型号为110; 立轴, 金属蜗壳, 转轮标称直径D:为140cm 。

ZZ560一LH 一800: 表示轴流转桨式水轮机, 转轮型号为560: 立轴, 混凝土蜗壳; 转轮标称直径D: 为800cm。

XLNl95一LJ一250: 表示斜流可逆式水轮机, 转轮型号为195; 立轴, 金属蜗壳, 转轮标称直径为250cm。

2CJ30—W一120/2×10: 表示一根轴上有2个转轮的水斗式水轮机, 转轮型号为30: 卧式, 转轮标称直径(节圆直径)为120cm, 每个转轮有2个喷咀, 设计射流直径为10cm。

GD600一VP一250: 表示贯流定桨式水轮机, 转轮型号为600; 卧式, 灯泡式引水, 转轮标称直径为250cm。

2．水轮机的主要部件水轮机一般由引水机构(引水室)、导水机构(导水叶)、转动机构(转轮)和泄水机构(尾水管)四大机构组成。

(1)引水机构(引水室)。

引水机构是水流进入水轮机所经过的第一个部件, 经过它将水引向导水机构, 然后进入转轮。

反击式水轮机引水机构的主要功能为:1)以较少的能量损失把水引向导水机构, 从而提高水轮机的扣效率。

2)将足够的水量平稳、对称地引入转轮。

3)在进入导水机构以前, 使水流具有一定的旋转。

4)保证转轮在工作时始终浸没在水中, 不会有大量的空气进入。

大中型水轮机多数都采用蜗壳式引水室。

它的进口端与压力管道相连。

由进口端向末端断面面积逐渐减小, 并将导水机构包: 在里面。

由于水轮机的应用水头不同, 水流作用在蜗壳上的水压力也不同。

水头高时水压力大, 一般用金属蜗壳, 水头低时水压力小, 一般用可钢筋混凝土蜗壳。

(2)导水机构(导水叶)。

导水机构的作用是引导来自引水机构的水流沿有利的方向进入转轮; 当外界负荷变化时, 调节进入转轮的流量, 使它与外界负荷相适应; 正常与事故停机时, 关闭导水机构, 截住水流, 使机组停止转动。

大中型水轮机一般都采用多导叶式导水机构, 每个导叶都能够绕其自身轴旋转, 借以调节进入转轮的流量。

(3)转动机构(转轮)。

转动机构指的就是转轮, 它是水轮机的核心部件。

一般所指水轮机的型式, 实际就是指该水轮机转轮的型式。

1)轴流式转轮: 由轮毂、轮叶和泄水锥等部件组成。

轴流转桨式转轮的轮叶能够随着外界负荷的变化与导水机构导叶协同动作, 始终保持有利的组合关系, 因此对负荷变化的适应性较好, 运行区域广, 平均效率高。

轮叶数目3—8片, 不少于3片。

水头高时, 轮叶多。

轴流定桨式转轮的叶片固定在轮毂周围, 不随外界负荷的变化而改变轮叶的角度, 运行稳定性较差, 运行区域窄, 低负荷运行时效率低。

2)混流式转轮: 由上冠、叶片和下环组成, 三者连成整体。

上冠一般装有减少漏水的止漏环, 它的上法兰面与主轴螺栓连接,它的下部中心装有泄水锥, 用来引导水流以免水流从轮叶流道流出后相互撞击, 以保证水轮机的效率。

叶片按圆周均匀分布固定于上冠和下环, 叶片呈三向扭曲形, 上部扭曲较缓, 下部扭曲较剧, 叶片的断面为机翼型, 叶片数目约10～20片, 一般为14～15片。

下环也设有止漏装置。

(4)泄水机构(尾水管)。

尾水管的主要作用是利用转轮出口处水流的大部分能量, 从而提高水轮机的效率。

若转轮装置在下游水位以上时, 也能够经过尾水管利用这部分的水头。

尾水管的型式基本上能够分为两类: 即直锥形和弯肘形。

见图3—3。

大中型竖轴装置的水轮机多采用弯肘形尾水管, 它是由进口直锥段、弯头(肘管)以及出口扩散段三部分组成。

进口直锥段为垂直的圆锥形扩散管。

此扩散管常见钢板焊接拼装而成。

在上部设有进人孔, 测压管路, 十字架补气管(有Y型, 十字型, 单管型), 排水管等。

肘管是90°的弯管。

其断面为由圆形过渡到矩形。

在此段最低处设有放空阀, 用水泵打入尾水, 以利机组检修。

出口段是向上翘的矩形断面扩散管。

(5)其它构件。

包括大轴、轴承、底环、座环、顶盖、基础环、机坑里衬、接加器里衬及转轮室等。

举例: 以某工程混流式水轮机的结构特点简述如下:1)尾水管及其里衬:①尾水管为弯肘形。

在弯肘的最低处左右各设一个盘形放空阀, 它可排干尾水管的积水, 以利尾水管的检修。