毕业设计WHX8水电站初步设计.doc

设计任务书设计任务书 题目题目 W WH HX X-8 8 水电站初步设计水电站初步设计 学学 院院 电力学院电力学院 专专 业业 热能热能与动力与动力工程工程(水动水动)姓姓 名名 冯冯 璐璐 学学 号号 200806707 指导教师指导教师 王玲花王玲花 2010 年 6 月 5 日 一、毕业设计的目的一、毕业设计的目的 本毕业设计是本专业最后一个综合性实践环节，学生需要把本专业的主要专业知识融会贯通，用学过的知识与技能，结合工程实例，进行水电站机电工程的系统初步设计，达到工程设计的基本训练，以提高其综合专业素质。二、主要设计内容二、主要设计内容(一一)水轮机与发电机部分水轮机与发电机部分 1、水轮机型号选择 2、应用主要综合特性曲线初步拟定待选方案。3、通过初步的分析比较淘汰明显不合理的方案，保留两个较好方案精选。4、精选过程，要进行两个方案的动能经济比较。绘制运行特性曲线，进行机电设备的投资估算及土建工程比较，对代表年进行水轮机的平均效率及电能计算。5、最后确定最佳方案。并对最后确定的方案进行如下计算：(1)水轮机飞逸转速；(2)轴向力；(3)导叶高程、导叶最大及最优开度；(4)蜗壳水力计算及单线图；(5)尾水管型式选择及单线图和主要剖面图的绘制；(6)对水轮机结构的特殊要求。6 6、发电机部分、发电机部分 （1）根据水轮机形式、单机出力、转速，确定发电机类型及结构形式，以及单机容量、电压等级，功率因数等。（2）确定发电机的冷却方式及励磁方式。（3）对发电机结构的特殊要求。（4）估算发电机的外形尺寸。并绘制外形件图标好尺寸。（二（二 ）电气部分电气部分 1、通过技术、经济的比较论证确定电站电气得主接线。2、计算短路电流和选择主要电气设备。3、确定厂用变压器台数、容量及连接地点。4、配置电压、电流互感器，并确定其型号、变比和接线方式等。5、初步规划二次回路的基本方案。6、结合厂房布置，确定主要电气设备的布置。7、绘制电气主接线图一张(包括互感器配置)（三）水力机组辅助设备（三）水力机组辅助设备 1、主厂房起重设备选择：(1)根据最大重件和机组合数，选择起重机的型式与台数及额定起重量。(2)确定起重机的不同吊钩起重量、跨度、起升高度、工作速度、工作制。(3)起重机试验方法。(4)吊具、吊钩的尺寸。2、主阀 (1)论证设置主阀的理由 (2)主阀的型式及操作方式 (3)操作能源的选择 (4)主阀的外形尺寸（包括伸缩节）(5)主阀的重量 3、水轮机调节部分 (1)根据水轮机引排水系统尺寸、主机参数,进行调节保证计算,确定合理的关机时间。(2)选择调速器的型式及型号，外形尺寸。(3)选择压油装置的型式和型号，外形尺寸。4、油系统 (1)确定油系统的服务对象、油系统类型。绘制油系统图，绝缘油和透平油分别绘制。(2)计算最大充油设备充油量及全厂总充油量。(3)计算选择贮油设备、净油设备、输油设备及管道直径。(4)列设备明细表 5、压缩空气系统 (1)根据用气部门情况拟定供气系统图。(2)贮气罐、空压机选择计算。(3)列设备明细表。6、技术供水系统；(1)根据水头,水质确定供水系统的水源及供水方式,绘制供水系统图.(2)进行供水量估算、供水设备选择,包括水泵滤水器,管径.(3)列设备明细表。7、消防供水系统 (1)根据水头确定消防供水的水源及供水方式.确定消防供水系统图.(跟技术供水系统图绘在一起).(2)估算消防供水量.(3)供水设备(水泵)的选择.(4)列设备明细表。8、排水系统 (1)拟定排水方案,绘制排水系统图.包括检修排水和渗漏排水。(2)估算排水量。(3)进行排水泵选择。(4)列设备明细表。（四四）厂房部分厂房部分 1、根据主机尺寸，正确合理确定主厂房的尺寸、结构、布置主要构件。2、根据枢纽布置及机电设备布置，确定厂内及进厂的交通通道，副厂房的位置及尺寸。3、绘制厂房横剖面图1张、发电机层、水轮机层、蜗壳层等平面图3张，共四张。（五）科技论文翻译（五）科技论文翻译 翻译 2000 汉字以上与本专业有关的科技论文。三、重点研究问题三、重点研究问题 为达到综合训练和一定创新的目的，本设计中应重点研究如下问题：1、设计工程中要切实做到理论与实际的结合，做到立论有据，计算正确，方案合理。2、注意所设计水电站的特点及对设计的特殊要求，例如多泥沙水电站、高水头水电站，低水头水电站等。3、注意新的设计方法和理论的应用，各部分设计都尽可能用先进设计理念和成熟的设计方法，选用先进的设备。同时注意不同容量电站对设备选择的不同要求，要考虑方案的先进性与经济性的综合。四、主要技术指标或主要设计参数四、主要技术指标或主要设计参数(一一)电站地理位置：电站地理位置：岚岗水电站为我国南方某省的一座中型电站，距省城200km,交通方便,有公路可通电路。(二二)枢纽任务：枢纽任务：以发电为主，兼顾防洪、航运、灌溉、养鱼等。(三三)水电站设计保证率：水电站设计保证率：95%。(四四)水能开发方式：水能开发方式：河床式水电站。(五五)地质概况：地质概况：坝址处，河床表面为沙砾石和沙卵石覆盖，覆盖层约6米，两岸及覆盖层下为白晋纪流纹王岩及凝灰角砾石。(六六)水文气象资料水文气象资料 1.全年平均气温17.1，最高气温29.3，最低气温4.4。2.全年平均湿度75%。3.坝址处最大风力为7级，多为北风，最大风速25-28米每秒，无冰冻。4.泥沙：河流多年平均含沙量0.25kg/m3，最大月均含沙量为0.58kg/m3,实测最大含沙量为1.4kg/m3。5.地震烈度：7度 6.代表水年径流量表(m3/s)月份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 流量 471 460 793 1266 1000 4180 1400 827 542 214 304 360(七七)电气系统及负荷情况电气系统及负荷情况 1.电站运行方式：并入系统，非洪期担任系统峰荷，洪水期担任系统腰荷。2.主要为工农业负荷，以工业用户为主。3.220千伏出线回路4回均接入系统，110千伏出线2回均送电给负荷，110千伏侧最高负荷约占电量容量的20%，220千伏侧最高负荷约占电量容量的占80%。4.电力系统情况及参数：本电站220kv母线短路时，系统供给的短路容量为2300MVA。(八八)工程枢纽组成情况工程枢纽组成情况 电站枢纽由溢流坝、发电厂房坝段及100吨级船闸所组成。大坝为实体混凝土重力坝，最大坝高为49.70米，坝顶高程为44.20米，左右两岸各设一灌溉渠道。(九九)枢纽规划主要参数枢纽规划主要参数 正常高水位 36.0m 设计洪水位 38.1m 校核洪水位 42.5m 总库容 4.8亿立方米 水库调节性能:日调节(十十)交通情交通情况况 交通方便，有公路相通，水路可通航千吨级货轮直达工地。(十一十一)水能规划参数水能规划参数 电站总装机容量 200MW 保证出力 80MW 最大水头：Hmax=33.0m 设计水头：Hr=25m 平均水头 Hav=26.8m 最小水头：Hmin=18.0m(十十二二)水库运行方式：水库运行方式：本电站只作日调节，上游水位保持正常高水位运行，当来水量大于电站引用流量时，通过溢流坝弃水。水头的变化主要由下游水位的变化而引起变化，引水及排水损失不计。(十三十三)电站下游水位与流量关系电站下游水位与流量关系 流量m3/s 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 下游水位m 6.5 6.67 6.83 7.00 7.17 7.33 7.5 7.67 7.83 8.0 流量m3/s 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000 90000 100000 下游水位m 8.2 8.9 9.6 10.2 10.6 11.0 11.4 11.8 12.2 12.6(十四十四)调保计算数据调保计算数据 引排水系统（补）引排水系统（补）水锤波速 900m/s 机组进水口至机组中心线距离：29.3米 工作闸门至机组中心线距离：13.5米 尾水闸门至机组中心线距离：38.5米 其他尺寸由设计确定 五、设计成果要求五、设计成果要求 1、分别编写设计计算书和设计说明书各一份。格式要符合教务处的规定，并一律用计算机打印。2、计算书要求计算正确,层次清晰,公式和系数选择要求正确合理并标明依据。3、说明书要论证充分明确，结论清楚。书写字迹规整。4、图纸要符合标准，电气主接线、厂房布置图纸其中一张图必须用计算机绘制。5、说明书附英文标题与摘要 华北水利水电学院本科生毕业设计（论文）开题报告华北水利水电学院本科生毕业设计（论文）开题报告 2010 年 3 月 6 日 学生姓名 赵世海 学号 200606523 专业 热能与动力工程（水动）题目名称 岚岗水电站初步设计 课题来源 指导教师拟定 主 要 内 容 本次设计本着理论联系实际原则，按照国家有关规定进行。根据华北水利水电学院热能与动力工程专业(水动方向)毕业设计任务书，本次包括水轮机、发电机部分，发电厂电气部分，厂房部分，水利机组辅助设备部分四大部分。现分述如下：一 水轮机部分 首先进行水轮机型号选择,根据设计电站的水头和水轮机型谱，选择合适的水轮机型号，应用主要综合特性曲线初步拟定待选方案。通过初步的分析比较淘汰明显不合理的方案，保留两个较好方案的精选。精选过程，要进行两个方案的动能经济比较。绘制运转特性曲线，进行机电设备的投资估算及土建工程比较，最后确定最佳方案。并对最后确定的方案进行如下计算：（）水轮机飞逸转速；（）轴向力；（）导叶高程，导叶最大及最优开度；（）蜗壳水力计算及单线图；（）尾水管型式选择及单线图和主要剖面图的绘制；（）对水轮机结构的特殊要求；根据水轮机形式、单机出力、转速确定发电机类型及结构形式，以及单机容量、电压等级、功率因数等。确定发电机的冷却方式及励磁方式。估算发电机的外形尺寸。并绘制外形件图标好尺寸。根据发电机外形尺寸、重量、价格的计算结果，列表表示发电机外形尺寸、重量与价格。二 电气部分 通过技术，经济的比较论证和电站在系统中的作用与运行方式确定电站电气的主接线。根据选择主接线图计算短路电流和选择主要电气设备并确定 主 要 内 容 厂用变压器台数、容量及连接地点,配置电压、电流互感器，并确定其型号、变比和接线方式等。初步规划二次回路的基本方案。结合厂房布置，确定主要电气设备的布置。绘制电气主接线图一张（包括互感器配置）三 水力机组辅助设备 水力机组辅助设备主要有主厂房起重设备、主阀、水轮机调节部分、油系统、压缩空气系统、技术供水系统、消防供水系统、排水系统。1 主厂房起重设备选择 根据最大重件和机组台数选择起重机的形式与台数及额定起重量,确定起重机的不同吊钩起重量、跨度、起升高度、工作速度、工作制及起重机试验方法。确定吊具、吊钩的尺寸。2 主阀 论证设置主阀的理由。并确定主阀的型式以及操作方式，选择操作能源。确定主阀的外形尺寸（包括伸缩节）以及主阀的重量。3 水轮机调节部分 根据水轮机引排水系统尺寸，主机参数进行调节保证计算，确定合理的关机时间。并据上数据选择调速器的型式及型号、外形尺寸。并且选择压油装置的型式和型号、外形尺寸。4 油系统 确定油系统的服务对象、油系统类型。绘制油系统图，绝缘油和透平油分别绘制。计算最大充油设备充油量及全厂总充油量。计算选择贮油设备、净油设备、输油设备及管道直径。最后列设备明细表。5 压缩空气系统 根据用气部门情况拟定供气系统图。通过计算选择贮气罐、空压机。列设备明细表。6 技术供水系统 根据水头、水质确定供水系统的水源及供水方式，绘制供水系统图。进行供水量估算，选择供水设备，包括水泵滤水器、管径。列设备明细表。7 消防供水系统 根据水头确定消防供水的水源及供水方式。确定消防供水系统图。（跟技术供水图绘在一起）。估算消防供水量。通过计算选择供水设备（水泵）。列设备明细表。8 排水系统 拟定排水方案，绘制排水系统图。包括检修排水和渗漏排水。估算排水量。通过计算选择排水泵。列设备明细表(包括设备规格，数量与型号)。四 厂房部分 根据主机尺寸，正确合理确定主厂房的尺寸、结构、布置主要构件。根据枢纽布置及机电设备布置，确定厂内及进厂的交通通道，副厂房的位置及尺寸。最后绘制厂房横剖面图。发电机层、水轮机层等平面图共四张。采取的主要技术路线或方法 对原始资料进行分析，原始资料主要包括：岚岗水利枢纽工程任务是以发电为主，兼有防洪、航运、灌溉、养鱼等综合利用效益。电站建成后并入系统，非洪期担任系统峰荷，洪水期担任系统腰荷。岚岗水利枢纽只作日调节性能，上游水位保持正常高水位运行，当来水量大于电站引用流量时，通过溢流坝弃水。水头的变化主要由下游水位的变化而引起变化，引水及排水损失不计。岚岗水利枢纽工程主要由溢流坝、发电厂房坝段及100吨级船闸所组成。大坝为实体混凝土重力坝，最大坝高49.7m，坝顶高程44.2m，左右岸各设一灌溉渠道。电站厂房布置为河床式水电站。河流多年平均含沙量0.253/Kg m，最大月均含沙量为0.583/Kg m，实测最大含沙量为1.43/Kg m。正常高水位：36.0m；设计洪水位：38.1m；校核洪水位：42.5m；总库容：4.8亿立方米；水库调节性能:日调节。总装机容量200W，水轮机最大工作水头33m，最小工作水头18m，设计水头25m，平均水头26.8m，机组进水口至机组中心线距离：29.3米；工作闸门至机组中心线距离：13.5米；尾水闸门至机组中心线距离：38.5米。该水电站出线电压为110kv和220kv两级。220千伏出线回路4回均接入系统，110千伏出线2回均 采取的主要技术路线或方法 送电给负荷，110千伏侧最高负荷约占电量容量的20%，220千伏侧最高负荷约占电量容量的占80%。电力系统情况及参数：本电站220kv母线短路时，系统供给的短路容量为2300MVA。电站的负荷特性：主要为工农业负荷，以工业用户为主。通过对以上本电站的基本原始资料的认真分析，按照理论联系实际的原则，严格按照国家的规定进行，通过调查研究有关的设计资料和上网查阅有关资料，对整个电站的设计任务进行理论综合，从而制定出几种设计方案，然后进行分析比较，精确计算，对不精确的参数进行修正，进行方案论证时要密切和现实水电站的实际情况相结合，以实现理论与实践的最佳结合。即要考虑设计方案的优越性，又要兼顾其经济性，同时又要考虑可持续发展的有关战略。本次设计的主要参考技术资料有：水轮机第三版 刘大恺主编；水电站机电设计手册水力机械 水利电力出版社；水能利用第三版 黄强主编；水电站 黄河水利出版社；发电厂电气部分第三版 冯金光 王士政 合编；电机学丁元杰 主编；水电站自动化第三版 刘忠源 徐睦书 合编；水轮机辅助设备 水电站继电保护等。水轮机选型主要根据水电站水头范围，从水轮机型谱中选择适合的水轮机型号，要注意水轮机的工作水头范围，要求水轮机的最高水头不超过型谱规定的使用水头上限，设计水头不要低于型谱规定的使用水头下限。水轮机台数的确定要根据电站运行平均效率、运行灵活性、水轮机设计制造难度、电力系统的要求的方面进行考虑。进行方案精选时，应对精选方案进行水轮机、发电机、调速器辅助设备的投资估算，要列出两个方案的设备投资一览表。在设计计算的过程中，应用列图表，画图等方式，达到计算步骤清楚，论证清楚的目的。预期的成果及形式 1 计算书（计算机打印，保存 word 文本。）2 说明书（计算机打印，保存 word 文本并附有英文标题和摘要。）3 图纸（计算机绘制电气主接线图一张，厂房布置图四张，并保存 CAD 图。）4 专业论文原文及翻译（计算机打印，保存 word 文本。）时间安排 一周至四周 水轮发电机部分设计（包括其中一周毕业实习）。五周至七周 发电厂电气部分设计。八周至十周 水力机组辅助设备的设计。十一周至十三周 厂房部分设计。十四周 打印整理、写小论文 十五周 毕业答辩。指导教师意见 签 名：年 月 日 摘要摘要 本设计为岚岗水电站初步设计，主要包括水轮机选型设计、电气一次设计、水力机组辅助设备及主厂房布置等四部分的设计内容。水轮机选型设计部分：依据原始资料初步确定机组的台数和机型，从而形成了四种设计方案，然后对四种方案的技术参数进行计算和比较，精选出两种方案作为备选方案；同过绘制两个方案的综合运转特性曲线和等吸出高度线，进行比较后确定一个方案作为设计的最终方案，然后，算出所确定方案的蜗壳和尾水管参数。电气一次设计部分：结合电站实际情况，形成种三初选方案，比较三种方案的供电可靠性及灵活性，选出两种精选方案，然后通过综合投资的比较，最终确定接线方式为双母线分段的接线方式，确定了四个短路点，并对四个短路点进行短路电流计算，得出短路电流值。在此基础上对设备的型号及形式进行了选择。最后绘制出一张电气主接线图。水力机组辅助设备部分：首先进行起重机的计算与选择，然后进行调节保证计算，选出合适的 导叶关闭时间，由此选择出合适的调速器和油压装置的型号，对油、气、水的用量作了详细的计算，并选择了各种设备的型号与所需台数。分别绘制油、气、水的系统图。主厂房布置：根据已经计算的发电机、蜗壳、水轮机的尺寸，确定了厂房的宽度和长度，依据计算的结果确定了各个面的高程。根据电站实际情况对安装场与中控室作了布置，并绘制出了厂房横剖面图及发电机层、水轮机层和蜗壳尾水管层等三个层的平面布置图。关键词关键词：水轮机、水力机组辅助设备、调节保证计算、蜗壳、尾水管。Abstract The design of the preliminary design of Lanang hydropower stations,including turbine type design,an electrical design,hydraulic unit auxiliary equipment and plant layout of the main four parts of the design elements.Selection and design of turbine parts：the original basis for the initial units to determine the number and type of Taiwan,thus the four designs,and then the four programs of technical parameters were calculated and compared.namely,the two programs as options;Drawing off with two programs integrated operating characteristic curve and such a high level of absorption lines,After comparing a program to determine the final design of the program,and then calculated by determining program scroll and a tail pipe parameters.Design an electrical parts:the actual combined power station,formed three primaries,Comparing the three options of supply reliability and flexibility to select the best two programs,then pass the comprehensive investment,final wiring for the pentagon wiring,set four short-circuit,also four points short of short-circuit current calculation,the value of short-circuit current.Based on this model of the equipment and the format of choice。Finally map out a main electrical wiring plans.Hydraulic unit auxiliary equipment:First lifting of calculation and choice,then adjust guarantee,selection of the appropriate guide vanes closing time,thus suitable choice governor and hydraulic device models for the oil,gas,Water usage in detail,and choosing the type of equipment required and the number of Taiwan。Drawing respectively oil,gas,water system map.Main Building Layout:According to calculations generators,volute,turbine size of the plant to determine the width and length,calculated on the basis of the results of the various surface elevation.According to the actual situation on the power station market with the installation of control room made layout,and drawing up the factory and Wang A map generator layer,volute turbine layer and tail pipe layer of the three-storey plan.Key words:Turbine,hydraulic unit auxiliary equipment,regulating assurance,scroll,tail pipes 目目 录录 摘要.1 Abstract.2 设计说明书 第一部分 水轮机部分.4 1.1 水轮机选型.4 1.1.1 初选方案的拟定和选择.4 1.1.2 装机台数的确定.4 1.2 各初选方案基本参数确定.4 1.3 精选方案的确定及其参数的计算.6 1.3.1 精选方案的确定.6 1.3.2 精选方案运转综合特性曲线的计算及绘制.6 1.3.3 精选方案发电机型式及其参数的计算.7 1.4 最佳方案的确定及蜗壳尾水管的水力设计.9 1.4.1 最佳方案的确定.9 1.4.2 最优方案蜗壳的计算.9 1.4.3 最优方案尾水管的计算.9 第二部分 电气部分.10 2.1 方案的选择.10 2.1.1 原始资料分析.10 2.1.2 电气主接线初选方案的提出.11 2.1.3 初选方案的比较和精选方案的确定.11 2.1.4 精选方案的比较.11 2.1.5 最佳方案的确定.11 2.2 变压器的选择及电抗标幺值的计算.11 2.3 短路电流的计算.12 2.4 主要电气设备的选择.13 2.4.1 断路器的选择与校核.13 2.4.2 隔离开关的选择与校核.14 2.4.3 发电机出口母线的选择与校核.14 2.4.4 绝缘子与穿墙套管的选择与校验.15 2.4.5 电压互感器的选择与校验.15 2.4.6 电流互感器的选择与校验.17 2.4.7 避雷器的选择与校验.18 2.4.8 熔断器的选择与校验.18 2.4.9 消弧线圈的选择与校验.18 第三部分 水力机组辅助设备部分.21 3.1 主阀的选择.21 3.2 水轮机调节保证计算.21 3.3 调节设备的选择.24 3.4 油系统.25 3.4.1 油品的选择.26 3.4.2 用油量的计算.26 3.4.3 油系统的设备选择.27 3.5 气系统.29 3.5.1 确定供气对象及供气类型.29 3.5.2 气系统设备选择.30 3.6 技术供水系统.32 3.6.1 技术供水水源.32 3.6.2 供水方式.32 3.6.3 设备配置方式.32 3.6.4 用水量计算.33 3.6.5 设备选择.33 3.7 排水系统.33 3.7.1 渗漏排水.33 3.7.2 检修排水.34 3.8 主厂房起重设备的选择.35 3.8.1 起重机型式及台数的确定.35 3.8.2 起重机有关参数的确定.35 第四部分 厂房部分.36 4.1 基本资料.36 4.2 主要设备基本参数.36 4.3 主厂房各高程及主要尺寸的确定.37 4.4 厂房的通风照明.39 4.5 厂房的交通及取暖.39 4.6 辅助设备及副厂房的布置.39 设计计算书.41 第一部分 水轮机部分.41 1.1 枢纽概况.41 1.2 水轮机选型.41 1.2.1 初选方案的拟定和选择.41 1.2.2 装机台数的确定.42 1.3 各初选方案基本参数确定.42 1.3.1 方案一各技术参数的计算.43 1.3.2 方案二各技术参数的计算.47 1.3.3 方案三各技术参数的计算.52 1.4 精选方案的确定及其参数的计算.56 1.4.1 精选方案的确定.56 1.4.2 精选方案运转综合特性曲线的计算及绘制.56 1.4.3 精选方案发电机型式及其参数的计算.67 1.5 最佳方案的确定及蜗壳尾水管的水力设计.76 1.5.1 最佳方案的确定.76 1.5.2 最优方案蜗壳的计算.76 1.6.3 最优方案尾水管的计算.80 第二部分 电气部分.82 2.1 方案的选择.83 2.1.1 原始资料分析.83 2.1.2 水电站电气主接线的特点.83 2.1.3 电气主接线初选方案的提出.84 2.1.4 初选方案的比较和精选方案的确定.86 2.1.5 精选方案的比较.86 2.1.6 最佳方案的确定.87 2.2 变压器的选择及电抗标幺值的计算.87 2.3 短路电流的计算.88 2.4 主要电气设备的选择.94 2.4.1 断路器的选择与校核.94 2.4.2 隔离开关的选择与校核.102 2.4.3 发电机出口母线的选择与校核.103 2.4.4 绝缘子与穿墙套管的选择与校验.107 2.4.5 电压互感器的选择与校验.108 2.4.6 电流互感器的选择与校验.110 2.4.7 避雷器的选择与校验.114 2.4.8 熔断器的选择与校验.114 2.4.9 消弧线圈的选择与校验.115 第三部分 水力机组辅助设备部分.121 3.1 主阀的选择.122 3.2 水轮机调节保证计算.122 3.3 调节设备的选择.133 3.4 油系统.135 3.4.1 油品的选择.135 3.4.2 用油量的计算.136 3.4.3 油系统的设备选择.138 3.5 气系统.143 3.5.1 确定供气对象及供气类型.143 3.5.2 气系统设备选择.144 3.6 技术供水系统.148 3.6.1 技术供水水源.148 3.6.2 供水方式.148 3.6.3 设备配置方式.148 3.6.4 对水温、水压、水质的要求.148 3.6.5 用水量计算.149 3.6.6 设备选择.149 3.7 排水系统.149 3.7.1 渗漏排水.149 3.7.2 检修排水.151 3.8 主厂房起重设备的选择.154 3.8.1 起重机型式及台数的确定.154 3.8.2 起重机有关参数的确定.155 第四部分 厂房部分.156 4.1 基本资料.156 4.2 主要设备基本参数.156 4.3 主厂房各高程及主要尺寸的确定.157 4.4 厂房的通风照明.162 4.5 厂房的交通及取暖.162 4.6 辅助设备及副厂房的布置.163 附录.1 参考文献.174 附图.175 设计说明书设计说明书 第一部分第一部分 水轮机部分水轮机部分 1.1 概述 （1）水电站名称：岚岗水电站 （2）电站地理位置：岚岗水电站为我国南方某省的一座中型电站，距离省城 200Km，交通方便，有公路可通电路。（3）枢纽任务：以发电为主，兼顾防洪，航运，灌溉等。（4）水能开发方式：河床式水电站 （5）水能规划参数 电站总装机容量 200MW 保证出力 80MW 最大水头33.0maxmH 设计水头 25.0mHr 平均水头 26.8mHav 最小水头18.0minmH 1.2 水轮机型号的选择 1.2.1 型号的选择 本电站水头范围为 1833m，查水轮机（刘大恺主编）13P图 1-22：各种水轮机应用范围图知轴流式、斜流式水轮机均可选用。斜流式水轮机由于制造工艺复杂，技术要求较高，在一定程度上限制了它的使用，因此，不选用斜流式水轮机。因此，只能选用轴流式水轮机。根据轴流式水轮机比转速与使用水头关系有：)(4602523002300kwmHrns-水轮机P3239-29 式 查水轮机（刘大恺主编）370P附表 1：大、中型轴流式水轮机转轮型谱参数表选取 ZZ440和 ZZ460 两种型号转轮，其基本参数如下表：表 1-1 几种型号水轮机的参数 1.2.2 机组台数的选择 由于电站近区无用户，电站并网运行。平时电站主要担任基荷，枯水期担任峰荷或腰荷。系统里的单机容量不能超过系统总容量的 1/3，且对可靠性要求较高。由于电站在枯水期担任峰荷或腰荷，因此，对机组运行的灵活性要求较高。参照国内相似水电站取机组台数为 2 台或4 台。1.2.3 初选方案列表 表 1-2 初选方案列表 参数 方案 转轮型号 台数 单机容量 P（W）一 ZZ460 2 100 二 ZZ460 4 50 三 ZZ440 2 100 四 ZZ440 4 50 1.3 各初选方案原型水轮机参数计算 表 1-3 各初选方案参数列表 参数 方案 转轮标称直径)(1mD 效率(%)转速minrn 设计流量smQr3 几何吸出高度)(mHs 飞逸转速minrnR轴向水推力)10(6NFt一 7.50 85.0 75.0 494.44-6.873 150 12.68 二 5.00 84.2 115.4 249.6-10.63 230.8 5.63 三 7.50 85.00 75 494.44-11.46 150 13.11 参数 型号 导叶相对高度 10Db 最优单位转速)min(110rn 最优单位流量)(110slQ 模型空化系数MZZ440 0.375 115 1650 0.5*ZZ460 0.378 123 1800 0.6 四 5.00 85.00 115.4 247.25-14.76 230.8 5.83 各初选方案工作范围图绘制于附图 1-1 到 1-4。1.4 精选方案的确定及其参数的计算 1.4.1 精选方案的确定 对以上四种初选方案的参数进行比较：从工作范围看：方案四的工作范围较其它方案高效区较窄，应舍去；在同样出力条件下，方案一的原型效率较高；经济性指标中，方案一和方案二的几何吸出高度在满足空化指标的前提下远大于方案三和方案四，使开挖量大大减小，降低了电站的一次性投资。所以，将方案一，二作为精选方案。1-4 精选方案参数列表 参数 方案 转轮型号 台数（台）转轮标称直径)(1mD 效率(%)转速minrn 设计流量smQr3 几何吸出高度)(mHs 飞逸转速minrnR 轴向水推力)10(6NFt 一 ZZ460 2 7.50 85.0 75 494.44-6.873 150 12.677 二 ZZ460 4 5.00 84.2 115.4 249.6-10.63 230.8 5.634 1.4.2 方案一运转综合特性曲线的计算及绘制（1）等效率曲线的绘制 效率修正值的计算，计算中所用到的主要公式有：10511007.03.011HHmDDTMMT，00MT 表 1-5 方案二效率修正值 m（%）t（%）（%）10 70 81 11 5 80.0 87.6 7.6 0 83.2 89.6 6.4 5 86 91.3 5.3 10 83.4 89.7 6.3 15 81.8 88.7 6.9 表 1-6 等效率线的计算表 P=9.8121D1.5H11 TQ，Tm H（m）max33Hm H=29m 111nDHn 98.0r/min 104.4r/min （%）m（%）11Q(L/s)t（%）P(MW)m（%）11Q(L/s)t（%）P(MW)10 11 68 340 79 28.10 68.5 350 79.5 23.98 5 7.6 79 580 86.6 52.54 79.5 600 87.1 45.04 0 6.4 81.5 730 87.9 67.12 82.9 775 89.3 59.64 5 5.3 82.3 955 87.6 87.51 83.5 1025 88.8 78.44 10 6.3 82 1170 88.3 108.1 82.8 1245 89.1 95.60 15 6.9 81.5 1355 88.4 125.3 81.8 1440 88.7 110.1 H（m）rH=25m min18Hm 111nDHn 112.5r/min 132.7r/min （%）m（%）11Q(L/s)t（%）P(MW)m（%）11Q(L/s)t（%）P(MW)10 11.0 68.9 360 79.9 19.84 68 408 79 13.58 5 7.6 80.0 625 87.6 37.76 77.9 688 85.5 24.79 0 6.4 83.2 820 89.6 50.68 82.4 945 88.8 35.36 5 5.3 86.0 1080 91.3 68.01 82.8 1255 88.1 46.59 10 6.3 83.0 1325 89.3 81.61 83 1540 89.3 57.95 15 6.9 81.3 1535 88.2 93.39 78.7 1795 85.6 64.75 （等效率曲线见附图 1-5）（2）等吸出高度线的绘制 等吸出高度计算表 1-7 P=9.8121D1.5H11 TQ，90010()smHH，6.5m H max33Hm H=29m 111nDHn 98r/min 104.4r/min 11Q(3m/s)P(MW)K KH Hs(m)11Q(3m/s)P(MW)K KHHs(m)0.15 815 76 1.1 36.3 4.55 820 64 1.1 31.9 5.21 0.20 965 88 1.1 36.3 2.73 970 75 1.1 31.9 3.61 0.25 1080 102 1.1 36.3 0.92 1085 86.0 1.1 31.9 2.02 0.30 1165 112 1.1 36.3 -0.9 1170 94 1.1 31.9 0.42 0.35 1280 124 1.1 36.3 -2.7 1285 104 1.1 31.9 -1.2 0.40 1345 132 1.1 36.3 -4.5 1350 108 1.1 31.9 -2.8 H rH=25m minH=18m 111nDHn 112.5r/min 132.7r/min 11Q(3m/s)P(MW)K KH Hs(m)11Q(3m/s)P(MW)K KH Hs(m)0.15 820 52 1.1 27.5 5.87 730 26 1.1 19.8 7.03 0.20 960 62 1.1 27.5 4.49 900 34.5 1.1 19.8 6.03 0.25 1080 70 1.1