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 m

3

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 =36m 1D =

η

2

\3181.9Hr Q Nr

'= 92

.03624.181.940816

2

\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

'=72m in 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=100m in r

3) 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 max 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(155

11max 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%

%92%6.1%4.90=+=∆+=ηηηm

故与上述假定值相同 单位转速的修正值按下式计算

%3%87.01max max 101

〈=-=''

∆M M

n 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=100m in r 也是正确的。

4)工作范围的检验

在选定1D =4.5m n =100r ／min 后，水轮机的'

max 1Q 及格特征水

头相对应的'

1n 可计算出结果。

水轮机在Hr ，Nr 下工作时'

1Q 即为'max 1Q 故

24.1034.1%

9236365.481.940816

D 9.18Nr 2

2max 11〈=⨯⨯⨯⨯=⨯=

'ηHr Hr Q 则水轮机的最大引用流量为：

63.125365.4034.1D 2

2max 1max 1

=⨯⨯==Hr Q Q s m 3

与特征水头max H ，min H ，r H 相对应的单位转速为

00

.73385

.4100max 1min 1=⨯=⨯='H D n n m in

r

17

.77345

.4100min 1max 1=⨯=⨯='H D n n m in

r

75

36

5

.410011=⨯=⨯='r r H D n n m in

r

在HL240型水轮机模型综合特征曲线图上分别绘出'

max 1Q =1034

S

L

min max 117.77r n ='和min min 100.73r n ='

的直线，如图3-34所示由图可见，由这三根直线所围成的水轮机工作范围基本上包含了特性曲线的高效率区，所以对于HL240型水轮机方案，所选定的参数1D =4.5m n =100r ／min 是合理的。

5).吸出高度s H 的计算

由水轮机的设计工况参数，'

r n 1=75m in r ，'max 1Q =1034S L ，在图3-24上可查出相应的气蚀系数σ=0.15，并在图2-26上查得气蚀系数的修正值约为

σ∆=0.032，由此可求出水轮机的吸出高度为

H H S )(900

10σσ∆+-∇

-

==m m 0.4281.336)032.015.0(900

150

10-〉=⨯=--

可见，HL240型水轮机方案的吸出高度满足电站要求 6).安装高程∇

10.1542

5.4365.0281.315020=⨯++=+

+∇=b H z S w s m 二）ZZ440水轮机方案的主要参数选择

1).转轮直径1D 计算

由表可知，ZZ440型转轮限制工况的单位流量Q '

1= 1.65

s m

3

，最优工况

的n '

10=115m in r 。根据本电站的具体条件H s ≥—4，则允许的最大气蚀系数值

为H

H S

-∇

-=

90010σ—σ∆= 72.0352.0032.036490015010〈=-+- 在满足-4m 吸出高度的前提下，从图3-16中科查出选用工况点

（35.0,115min 10=='σr n ）处的单位流量'

1Q =1030

S

L

同时可查的该工况点

的模型效率%2.88=M η并据此假定水轮机的效率为92%将η,,,1'

Q H N r r 各参数