月亮灣級(jí)水電站廠房設(shè)計(jì)

1、1.1地理位置月亮灣一級(jí)水電站工程擬建于疏勒河干流玉門市昌馬鄉(xiāng)境內(nèi)，該鄉(xiāng)東鄰嘉峪關(guān)市，北靠玉門市和安西9縣，南接肅北蒙古族自治縣，西接敦煌市。依據(jù)疏勒河流域規(guī)劃，月亮 灣一級(jí)水電站處于疏勒河梯級(jí)開(kāi)發(fā)中肅玉水電站與月亮灣二級(jí)水電站之間，水式無(wú)調(diào)節(jié)水電站。電站廠址距玉門市昌馬鄉(xiāng)政府約10km距玉門鎮(zhèn)約81km距黃土灣水電站的廠房約10km。1.2工程建設(shè)的必要性酒泉市地域廣闊，人口相對(duì)稀少，居住分散，全市一區(qū)、兩市、四縣劃分為五個(gè)供電 區(qū),分別為肅州供電區(qū)、金塔供電區(qū)、玉門供電區(qū)、安西供電區(qū)、肅阿敦供電區(qū)。1999年底嘉酒地區(qū)電網(wǎng)總裝機(jī)容量392.29MVy年發(fā)電量22.07億kW-h（包括酒鋼公

2、 司、玉門石油管理局自發(fā)電量），其中4座主力火電廠裝機(jī)354MWW發(fā)電量20.62億kW h, 小水電裝機(jī)38.29MVy年發(fā)電量1.45億kWh。1999年全市最大負(fù)荷324MV（其中公用網(wǎng) 最高負(fù)荷160MWV酒鋼最高負(fù)荷160MWV玉門石油公司4MW,最小負(fù)荷147MWV農(nóng)業(yè)、 居 民生活照明用電量增長(zhǎng)較大。全市電網(wǎng)及電源建設(shè)經(jīng)過(guò)二十多年的平穩(wěn)發(fā)展,仍存在一些問(wèn)題。地處邊遠(yuǎn)地區(qū)的少 數(shù)民族縣, 受地域遼闊和電源的限制, 通電率較低, 區(qū)內(nèi)用電以電力排灌、 農(nóng)副產(chǎn)品加工、 鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)、縣城工業(yè)、生活用電為主,限電及配網(wǎng)事故率高,相應(yīng)的用電水平、電壓合格 率、設(shè)備完好率低于標(biāo)準(zhǔn)水平。隨著地區(qū)經(jīng)

3、濟(jì)及礦產(chǎn)業(yè)等的快速發(fā)展，對(duì)電力電量的需求不斷增加，預(yù)計(jì)2015年全 市需電量將達(dá)到60.7億kW- ho因此，充分利用地區(qū)潛在的資源（可利用發(fā)電的水能資源裝機(jī)容量220MWV,發(fā)展水電，加快電力開(kāi)發(fā)及電力基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)， 以促進(jìn)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展, 滿足人民日益增長(zhǎng)的物質(zhì)文化生活的需要。1.3水文與氣象1.3.1水文條件在月亮灣一級(jí)水電站壩址的下游有昌馬堡水文站,距離較近,且屬于同一條河流的上 下游,該水文站的資料可供設(shè)計(jì)使用。為一座中壩引月亮灣一級(jí)水電站壩址斷面處多年平均徑流量為28.4m3/S。壩址和廠房處水位流量關(guān)月亮灣一級(jí)水電鮎廠廃防洪肝町房上游#水文懂?dāng)嗝嫠涣鱏關(guān)系曲逹圖1-220?S咼

4、程冊(cè)20732073m207207；2D?；20?020?020G920G92067206620662085208520&420&441十1ArZL L/20&320&3500500：W0W0：5M5M 00000025002500涼ah引1.3.2徑流疏勒河徑流主要由上游山區(qū)降水和融冰化雪補(bǔ)給，昌馬堡水文站位于月亮灣水電站廠址下游約15km處，本次預(yù)可研階段采用該站自1952年2004年，共53年的實(shí)測(cè)徑流系列資料。月亮灣一級(jí)水電站設(shè)計(jì)年徑流成果見(jiàn)表1-1 0表1-1月亮灣一級(jí)水電站設(shè)計(jì)年徑流成果表站名F(km2)均值（m7s）CvCs/Cv不同保證率設(shè)計(jì)值（m7s）月亮灣一級(jí)水電站1096

5、128.40.242.015%25%50%75%85%35.432.727.923.621.4疏勒河大洪水均由大面積暴雨形成，汛期為69月，主汛期78月，一次洪水過(guò)程平均為10天左右。洪水過(guò)程具有峰高量大歷時(shí)長(zhǎng)的特點(diǎn)。根據(jù)已整編刊印的甘肅省洪水調(diào)查資料以及以往工作中調(diào)查資料，昌馬堡水文站 調(diào)查有18691871年、1920年、1929年洪水，洪峰流量分別為1710m3/s、1110m3/s、1340m3/s。18691871年間（同治810年）的洪水是疏勒河上的首次歷史洪水。綜合考慮后，重現(xiàn)期按170年處理，月亮灣一級(jí)水電站設(shè)計(jì)洪峰流量成果見(jiàn)表表1-2月亮灣一級(jí)水電站設(shè)計(jì)洪峰流量成果表F2均值

6、Cv Cs/Cv(km)(mi/s)0.1% 0.2% 0.33% 0.5%1%2% 3.33% 5%10%20%109613100.924.02570 2250 2020 1830 1530 1240 1030868613392月亮灣一級(jí)水電站樞紐處沒(méi)有實(shí)測(cè)泥沙資料，但因月亮灣一級(jí)電站樞紐與昌馬堡流域控制面積相差很小，所以本次泥沙計(jì)算直接采用昌馬堡的泥沙資料。月亮灣一級(jí)水電站 多年平均懸移質(zhì)輸沙量為317萬(wàn)t，推移質(zhì)用推懸比0.2計(jì)算，推移質(zhì)為63.4萬(wàn)t，按59月占年輸沙量的比例分配到59月，月亮灣一級(jí)水電站壩址處多年平均輸沙量為380.4以昌馬堡水文站觀測(cè)的冰情紀(jì)錄中，河水幾乎每年冬季都

7、要封凍，一般10月下旬開(kāi)始結(jié)冰，封凍天數(shù)最長(zhǎng)95天，4月上中旬全部融冰。岸邊最大冰厚1.34m,河心最大冰厚0.7m。月亮灣一級(jí)水電站的位置深處大陸腹地，距離海洋較遠(yuǎn)，水汽輸送不利，屬大陸性氣候特征。具有干旱少雨，蒸發(fā)強(qiáng)烈，冬季較長(zhǎng)，氣溫低，氣象要素變差大等特點(diǎn)。從昌馬1-2。不同頻率設(shè)計(jì)值（mi/s）堡水文站氣象資料統(tǒng)計(jì)表明，多年平均氣溫4.3 C，極端最高氣溫38.5 C，極端最低35.0C。多年平均降水量?jī)H有94.2mm年蒸發(fā)量則達(dá)2800.2mm平均日照時(shí)數(shù)為3267.6h,由于流域的地理位置和地形的影響，盛吹西北風(fēng)或西風(fēng)，最大風(fēng)速可達(dá)20.0m/s，最大凍土深超過(guò)150.0cm。1.

8、4工程地質(zhì)月亮灣一級(jí)水電站工程區(qū)處于青藏高原東北緣祁連山西段，有一系列走向NWW的山脈和盆地相間組成，形成南北向的起伏地貌，總的地勢(shì)南高北低，沿山脈縱向呈現(xiàn)西高東低 的階梯狀地貌。本區(qū)發(fā)育有三級(jí)夷平地，電站工程區(qū)所在的昌馬盆地處于時(shí)代最晚、高程最低的第三 級(jí)夷平地。本區(qū)出露的最老和最新地層分別為前震旦系和第四系，工程區(qū)主要為第四系。本區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造屬北祁連加里東褶皺帶和中央隆起帶。經(jīng)歷了多次地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，地 質(zhì)構(gòu)造非常復(fù)雜，斷裂非常發(fā)育。所幸的是電站工程區(qū)位于昌馬盆地中部，距大斷裂均較遠(yuǎn)，離壩址最近的昌馬祁連活動(dòng)斷裂帶，相距約10Km工程區(qū)地層較新，并未受到歷次 構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響，所以未見(jiàn)斷裂。據(jù)

9、地震部門資料，本區(qū)強(qiáng)震有沿?cái)嗔褞ё晕飨驏|遷移的跡象，故工程區(qū)附近仍有發(fā)生 強(qiáng)震的可能性。根據(jù)國(guó)家地震局2001年版中國(guó)地震動(dòng)峰值加速度區(qū)劃圖 (GB183062001)，本區(qū)50年超越概率為10時(shí)的地震動(dòng)峰值加速度為0.2g，地震反應(yīng)譜特征周期 為0.45s，相應(yīng)的地震基本烈度小于毗度。月亮灣一級(jí)水電站的庫(kù)區(qū)地處昌馬盆地中部，屬比較典型的盆地河槽帶狀水庫(kù)。河谷 呈陡坎與階地相間的復(fù)式地形，河床自然坡降710%。左右。庫(kù)區(qū)岸坡陡立，甚至倒坡。受河水常年沖刷，在下部最軟弱的巖層中形成側(cè)蝕副地形，當(dāng)懸空過(guò)大時(shí)，在重力作用下發(fā)生局部小規(guī)模崩塌、掉塊。但厚度有限，一般為2m6m，體積小，無(wú)統(tǒng)一滑移面，構(gòu)

10、不成較大的崩塌或滑移，故對(duì)水庫(kù)的運(yùn)行影響不大。庫(kù)區(qū)及兩側(cè)庫(kù)岸除中下壩線為白堊系地層外，其余均為第四系地層構(gòu)成，第四系地 層具中等透水性；庫(kù)區(qū)無(wú)低鄰谷滲漏問(wèn)題，但存在繞滲漏問(wèn)題；庫(kù)區(qū)現(xiàn)狀除中下壩線由白堊系地層構(gòu)成的岸坡崩塌現(xiàn)象嚴(yán)重外，其余較穩(wěn)定；因庫(kù)岸多由半膠結(jié)的Q2砂礫卵石層構(gòu)成，經(jīng)Q2砂礫卵石及Q1玉門礫巖崩解試驗(yàn)，其崩解能力較弱，因此，水庫(kù)蓄水后,Q2庫(kù)岸再造主要由卸荷作用引起的小規(guī)模崩塌；K1X n1岸坡崩塌現(xiàn)象將進(jìn)一步加重，并威脅中、下壩區(qū)建筑物的安全；庫(kù)區(qū)無(wú)浸沒(méi)問(wèn)題，淹沒(méi)僅造成昌魚(yú)簡(jiǎn)易公路跨河橋梁及約400500m路面改線；庫(kù)區(qū)無(wú)大規(guī)模泥石流溝道，固體徑流主要來(lái)源于庫(kù)區(qū)塌岸物質(zhì)。總之

11、，電站庫(kù)區(qū)封閉條件相對(duì)較好，庫(kù)岸再造除K1X n1岸坡嚴(yán)重為，其余不突出，電站無(wú)浸沒(méi)問(wèn)題，淹沒(méi)損失小，固體徑流物質(zhì)有限，因此，月亮灣水電站水庫(kù)區(qū)工程地質(zhì)較 好。電站廠房布置于疏勒河I級(jí)階地之上，場(chǎng)地?fù)?jù)鉆孔揭示，場(chǎng)地?zé)o地下水活動(dòng)，地層巖性：上部58 m為al-pl Q41沖洪積含漂石砂礫卵石層，結(jié)構(gòu)松散，其下為微半膠結(jié)的al-plQ2沖洪積砂礫卵石層，作為基礎(chǔ)持力層地質(zhì)條件較好。1.5當(dāng)?shù)亟ㄖ牧想娬竟こ趟杼烊唤ㄖ牧戏N類有：混凝土砂礫石料、塊石料和防滲土料。依據(jù)勘測(cè)任務(wù)書(shū)要求，大壩基礎(chǔ)開(kāi)挖主要包括大壩岸坡及壩基開(kāi)挖，總開(kāi)挖量為4.36萬(wàn) m3，其中, 砂礫石2.66萬(wàn) m3，巖石1.7萬(wàn) m

12、3。本次天然建筑材料的勘查，本著滿足質(zhì)量、儲(chǔ)量要求、就近的原則，最終選定砂礫石料場(chǎng)2處，土料、塊石料場(chǎng)各1處。地形圖1張。2水能規(guī)劃1.1水頭Hmax、Hmin、Hr的選擇由于中型水電站A=88.5，在此取A=8.2，gr=96%.1.6其它資料1.7既給設(shè)計(jì)控制數(shù)據(jù)3/s1.8設(shè)計(jì)任務(wù)根據(jù)Nrgrngr;Nr=AQH所以Nrgr13.503grngr96%=14.0625“03KW2.1.1最大水頭 Hmax的確定(1)校核洪水位2102.2m+滿發(fā)14.0625X103KW取校核洪水位時(shí)的最大流量為1830m3/s，查的相應(yīng)的下游水位為2072.1m.貝U H毛4=Z上一Z下=2102.2

13、 -2072.7 = 29.5mH凈=96% H毛1=0.929.5=28.32m(2)設(shè)計(jì)洪水位2100m+滿發(fā)14.0625X103KW取設(shè)計(jì)時(shí)的最大流量為1030m3/s，查的相應(yīng)的下游水位為2070.5m.貝 U H毛2=2上-Z下=2100 -2070.5 = 29.5mH凈2=96% H毛2=0.96 X 29.5 =28.32m(3)正常蓄水位2100m一臺(tái)機(jī)組發(fā)電臺(tái)機(jī)組發(fā)電的出力：N發(fā)=5.5X103KW再根據(jù)：N水=9.81hQH，初設(shè)時(shí)取n =85%，則有5729.2=9.81QH然后取不同的Q值，進(jìn)行試算，列表2-1 0由NQ關(guān)系曲線，N=5729.2KW/此時(shí)Q=19.

14、96m3/s， H凈=34.42m,即 Hmax= max28.32,28.32,34.42 = 34.42mo表2-1最大水頭試算過(guò)程表20.032099.22063.4435.7634.33573520.022099.22063.4035.8034.37573119.962099.22063.3535.8534.425729.22.1.2設(shè)計(jì)低水位 Hmin的確定設(shè)計(jì)低水位(即設(shè)計(jì)死水位)+機(jī)組滿發(fā)水輪機(jī)的出力：N水=13 5 X103已知Z上=2098m即水輪機(jī)的出力為N“ 一 09廠=14062.5kw然后取不同的Q值，進(jìn)行試算，列表2-2.表2-2試算過(guò)程表59.7820982068

15、.6129.3928.2114063.259.7020982068.5729.4328.2514062.959.6120982068.5329.4728.2914062.43N=14062.4KW/ Q=59.61m /s， H 凈=28.29m,即 Hmin=28.29m2.1.3Hav的確定由NQ關(guān)系曲線,加權(quán)平均水位 Havu + HHmax Hmin=31.36m2引水式電站 H= Hav=31.36m2.2水輪機(jī)選型根據(jù)工作水頭范圍和設(shè)計(jì)水頭查資料初選水輪機(jī)型號(hào)為ZZ450和HLD74由于本設(shè)計(jì)選擇了兩臺(tái)5.5MW和一臺(tái)2.5MW機(jī)組裝機(jī)方案，所以水輪機(jī)也要選成兩大一小的方案， 初

16、步計(jì)算先選出適合的水輪機(jī)型號(hào)，再定大小。2.2.1 ZZ450型水輪機(jī)方案的主要參數(shù)選擇限制工況下的單位流量Q1M=1.5m3/s，效率nM=87.3 %，此可初步假定原型水輪 機(jī)在該工況的單位流量Qi=QIM=1.5m3/s，效率n=89.3 %.(1)轉(zhuǎn)輪直徑的計(jì)算轉(zhuǎn)輪直徑：DT禹0說(shuō)%.81爲(wèi)；3；.2389.3%=1.209m，取標(biāo)稱直徑Di=1.2m。(2)轉(zhuǎn)速n計(jì)算查得ZZ450型水輪機(jī)在最優(yōu)工況下的單位轉(zhuǎn)速n10=120min，初步假定門勺。=，3.516咒103n=500 r/min.(3)效率及單位參數(shù)修正查得ZZ450型水輪機(jī)在最優(yōu)工況下的最高效率max=90.5 %，模型

17、轉(zhuǎn)輪機(jī)的直徑為D1M=0.35m,貝川max=1(1Wmaxy昔=1-(1-90.5% 彳葺=92.8%由此可得原型水輪機(jī)在最優(yōu)工況下的效率為max =%max+ An =90.5%+1.3%=91.8%=87.2%+1.3%=88.6% 工89.3%，所以重新擬定。假定:max -Smax+ AE =90.5%+2.0%=92.5%n =% +=87.眺+2.0%=89.3%與上述假設(shè)值相同。單位轉(zhuǎn)速的修正值按規(guī)定轉(zhuǎn)速可不加修正，同時(shí)單位流量Q,也不加修正.由上可見(jiàn)，原假設(shè)的n=89.3% ,Q1=Q1M=1.5m3/ s ,n10= n10M=120r/min。(4)工作范圍的經(jīng)驗(yàn)在選定

18、Di=2.5m, n =500r/min 后，水輪機(jī)的Qmax及各特征水頭相對(duì)應(yīng)的m即可算出來(lái)，水輪機(jī)在 Hr、Nr下工作時(shí)，其Q1=Q1max，故:則水輪機(jī)的最大引用流量為：與特征水頭 Hmax、Hmin、出相對(duì)應(yīng)的單位轉(zhuǎn)速為:mjHav120咒J32.23=567.7r/mi n ,選用與之接近而偏小的同步轉(zhuǎn)速Di1.2fDIMQ1max Nr3.516X1039.8ID1Hr332”5 _9.81K1.22K32.231.5K0.893 _1.49m/s在ZZ450型水輪機(jī)模型綜合特性曲線圖上繪出Q1max= 1.49m3/s，n1max=112.8r/min，n1min=102.2r/

19、min的直線。三條直線所圍成的水輪機(jī)工作范圍一部分包含該特性曲線的高效率區(qū)。(5)吸出高度Hs的確定式中：7水輪機(jī)安裝位置的海拔高程，2069.00m；bm模型氣蝕系數(shù)，查模型綜合曲線得bm=0.54ACm氣蝕系數(shù)修正值，查表得A bm=0.035Hr水輪機(jī)設(shè)計(jì)水頭，32m。計(jì)算得 Hs=-10m.2.2.2 HLD74輪機(jī)方案的主要參數(shù)選擇限制工況下的單位流量Q1M=1.247m3/s，效率=89.4 %，此可初步假定原型水 輪機(jī)在該工況的單位流量Q,=Q1M=1.247m3/s，效率口 =93 %.(1)轉(zhuǎn)輪直徑的計(jì)算Di=1.20mo(2)轉(zhuǎn)速n計(jì)算查得HLD74型水輪機(jī)在最優(yōu)工況下的單

20、位轉(zhuǎn)速n10=77r/min，初步假定n10= n10M,n=375 r/min.(3)效率及單位參數(shù)修正查得HLD74型水輪機(jī)在最優(yōu)工況下的最高效率Mmax= 92.7%，模型轉(zhuǎn)輪機(jī)的直徑為 DIM=0.35m,則由此可得原型水輪機(jī)在最優(yōu)工況下的效率為maxMmax+也n ”2.7%+0.6 %= 93.3%n=89.4%+0.6%=90% 北93%，所以重新擬定。轉(zhuǎn)輪直徑：D1 =Nr3.516咒103Jg= J9.81X 1.247x 321.5x 93%，取標(biāo)稱直徑p p _n1JHav7773223D11.20= 364.28r/min,選用與之接近而偏大的同步轉(zhuǎn)速假定:max =n

21、M max+也厲=92.7%+3.6% =96.3%n=M=89.4%+3.6%=93% 與上述假設(shè)值相同。單位轉(zhuǎn)速的修正值按規(guī)定轉(zhuǎn)速可不加修正，同時(shí)單位流量Q1也不加修正。由上可見(jiàn)，原假設(shè)的n=93%，Qi=QIM=1.247m3/s，n10= MM=77min.(4)工作范圍的經(jīng)驗(yàn)在選定 D1=1.2m, n=375r/min 后，水輪機(jī)的Qmax及各特征水頭相對(duì)應(yīng)的 厲即可算出 來(lái)，水輪機(jī)在Hr、Nr下工作時(shí)，其Q1=Q1max，故:Nr3.516八10, 3 ,*C3 /= 9.81D12Hr1.5n=9.81X1.22咒321.5X91.4%二.m s.ms則水輪機(jī)的最大引用流量為：

22、與特征水頭 Hmax、Hmin、出相對(duì)應(yīng)的單位轉(zhuǎn)速為:在HLD74型水輪機(jī)模型綜合特性曲線圖上繪出Q1max= 1.22m3/s，n1max=84.61r/min，叫冊(cè)=76.7r/min的直線。三條直線所圍成的水輪機(jī)工作范圍部分包含該特性曲線的高效率區(qū)。(5)吸出高度Hs的確定式中：京一水輪機(jī)安裝位置的海拔高程,2069.00m.bm模型氣蝕系數(shù)，查模型綜合曲線得bm=0.143； 心碼m氣蝕系數(shù)修正值，查表得 m=0.035；Hr水輪機(jī)設(shè)計(jì)水頭計(jì)算得 Hs=2.05m.表2-3水輪機(jī)選型方案參數(shù)對(duì)照表項(xiàng)目ZZ450HLD74模推存水頭范圍(m26402748型最優(yōu)單位轉(zhuǎn)速n10，(r/mi

23、 n)120773.516X103Q1 max參最優(yōu)單位流量Q0,(L/S)9201080數(shù)最高效率()90.5%92.7%氣蝕系數(shù)0.540.143包含高效率區(qū)的多少少多工作水頭(m28.334.428.334.4v轉(zhuǎn)輪直徑D(m1.21.2原V轉(zhuǎn)速n(r/min)500375型額定出力Nr(kw)35163516最大引用流量Qia)(m3/s)12.189.97V吸出高度(m10m2.05m經(jīng)比較選用三臺(tái)HLD74型水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪直徑：選擇1X 2.5+2 X 5.5MW方案分別取標(biāo)稱直徑 Di=1.20m和 D2=1.80m,經(jīng)計(jì)算水輪發(fā)電機(jī)組主要參數(shù)如下:表2-4水輪發(fā)電機(jī)組參數(shù)大機(jī)：小機(jī)

24、水輪機(jī)型號(hào)HLD74- LJ 180HLD74- LJ 120轉(zhuǎn)輪直徑D1= 1.80mD1= 1.2m額定水頭Hr=32mHr=32m額定流量Qr=20.26m3/sQr=9.31m3/s額定轉(zhuǎn)速n=250r/ minn=375r/m in額定工況點(diǎn)效率n = 93%n = 93%發(fā)電機(jī)型號(hào)SF5500-24/3250SF2500-16/2150額定容量5.5MW2.5MW額定電壓10.5kV10.5kV臺(tái)數(shù)2臺(tái)1臺(tái)所以最終選擇兩臺(tái)HLD74 LJ180和一臺(tái)HLD74 LJ120DiD2=!NrY9.81Q1Hr=INrV9.81Q1Hr2.5 咒 103=J0.96% 9.81 X1.2

25、47X 321.5咒 93% * =1.18m，二 J0.96 天 9.81 X1.247X 321.5X 93% X 二1.57m，3.5X103成 3 咒 10。3水電站廠房3.1廠房?jī)?nèi)部結(jié)構(gòu)3.1.1水輪發(fā)電機(jī)外形尺寸估算水輪發(fā)電機(jī)系由轉(zhuǎn)子、定子、機(jī)架、推力軸承、導(dǎo)軸承、冷卻器、制動(dòng)器等主要部件組成。由于本設(shè)計(jì)水輪機(jī)型號(hào)為立軸混流式水輪機(jī)， 故選用懸式水輪發(fā)電機(jī)。水輪發(fā)電機(jī)的外形尺寸應(yīng)根據(jù)電磁計(jì)算所確定的有關(guān)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，最終尺寸應(yīng)由制造廠提供。在電 站初設(shè)階段，本設(shè)計(jì)按以下方法進(jìn)行了估算。本電站選用兩臺(tái)大機(jī)組5.5MWSF55(24/3250和一臺(tái)小機(jī)組2.5MWSF25(16/215

26、0SF55O0-24/325尺寸估算1.基本尺寸(1)極距T=悵(cm)T =8.5咒=28.96 (cm)2x24式中：Sf發(fā)電機(jī)額定容量;P磁極對(duì)數(shù)，24對(duì);Kj系數(shù)，一般是810,容量大、線速度高的取上限，此處取為8.5m。(2)定子內(nèi)徑Di=321；T(cm)Di=x28.96 =442.7(cm)3.14(3)定子鐵芯長(zhǎng)度ItSf647111=2=Z62= 44.02cmcDi2rie3咒10咒442.72X250式中：c系數(shù)，查表額定容量在10000kVA以下，c取 2 咒 10,4 勺 0，此處取(2)上機(jī)架高度h21 七=44.02?？? 時(shí)，通風(fēng)困難；當(dāng) ltM 0.035，

27、可以選用傘式發(fā)電機(jī)。(4)定子鐵芯外徑DaDa=Di+ T =442.7+28.96=471.66cm2.外形尺寸估算(1)定子機(jī)座外徑D1214勺。300時(shí)， D1=1.2ODa=1.20 x471.66=5.66m(2)風(fēng)罩內(nèi)徑D2Sf214r/min，h1=lt+2T=44.02+2%28.96=1.02mne額定轉(zhuǎn)速，250r/minne166.7 r/min查得,D6=1.8mD7=1.2m傘式機(jī)架 h2=0.10Di=0.10 x442.7=0.443m推力軸承高度 h3勵(lì)磁機(jī)高度 h4和永磁機(jī)高度 hg，副勵(lì)磁機(jī) h5h3=1mh4=1.5mhs=0.6mhg=0.5m下機(jī)架高度

28、 h7傘式機(jī)架：h7=0.2Dj=0.12x442.7=0.8854m定子支座支承面至下機(jī)架支承面或下?lián)躏L(fēng)板之間的距離h8傘式機(jī)架：h8=0.25Di=0.25x442.7=1.11m下機(jī)架支承面主軸法蘭底面距離 h9h9=(7001500)mm, 取0.8mh12=0.46h1+h1o=0.46咒1.02+0.9402=1.4094m4.發(fā)電機(jī)重量估算式中：Gf發(fā)電機(jī)總重量(t);Ki系數(shù)， 傘式發(fā)電機(jī) Ki=79,本設(shè)計(jì)取&1發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子重=1Gf=35t2SF2500-16/2150尺寸估算1.基本尺寸(1)極距(7) 轉(zhuǎn)子磁軛軸向高度 h.o無(wú)風(fēng)扇：h10=lt+500mm=44.02+

29、50=0.9402m發(fā)電機(jī)主軸高度 h,.h/(0.70.9)H=0.8x6=4.8mH=hi+h2+h4+h5+h6+h8+h9=1.02+0.443+1.5+0.6+0.5+1.10675+0.8=5.96975m取6m(9)定子鐵芯水平中心線至法蘭盤底面距h12(1)定子機(jī)座外徑01T=Kj|f(cm)T=8I燃=25.39(cm式中：Sf發(fā)電機(jī)額定容量;P磁極對(duì)數(shù)，16對(duì);Kj系數(shù)，一般是810,容量大、線速度高的取上限，此處取為(2)定子內(nèi)徑=誥T(cm)2x16Di=-X 25.39 =258.8(cm)3.14(3)定子鐵芯長(zhǎng)度itit = =-A29412- = 39.03cm

30、cDi2rie3咒10厘咒258.82咒375式中：c系數(shù)，查表額定容量在10000kVA以下，c取 2 心 0 厘4 咒 10，此處取lt=39.03cm3 時(shí)，通風(fēng)困難；當(dāng) ItM 1 時(shí)，電機(jī)效率降低。由于,1vit/T=39.03/25.39=1.543，所以通風(fēng)較為良好，而發(fā)電機(jī)效率也不降低。當(dāng)h與 Dj確定后，則 %=0.018 166.7 r/minh9=(7001500)mm, 取0.8m300ne500時(shí),Di=1.25Da=1.25x284.19=3.55m(2)風(fēng)罩內(nèi)徑D2Sf214r/min ,0=11+2T=39.03+2天25.39=0.8981m上機(jī)架高度 h2懸

31、式發(fā)電機(jī) h2=0.25Dj=0.25咒258.8=0.647m(3)推力軸承高度 h3勵(lì)磁機(jī)高度 h4和永磁機(jī)高度 h6，副勵(lì)磁機(jī) hsh3=1mh4=1.5mh5=0.6mh6=0.5m下機(jī)架高度 h7懸式發(fā)電機(jī)：h7=0.12Di=0.12X258.8=0.31m(5) 定子支座支承面至下機(jī)架支承面或下?lián)躏L(fēng)板之間的距離h8懸式發(fā)電機(jī)：h8=0.15Di=0.1258.8=0.30m(6) 下機(jī)架支承面主軸法蘭底面距離 h9斷面外半徑:(7)轉(zhuǎn)子磁軛軸向高度hi0無(wú)風(fēng)扇：hi0=lt+600mm=39.03 +0.5=0.89m(8)發(fā)電機(jī)主軸高度hiih11=(0.70.9)H=0.8x

32、6.2451=4.996m, 取5.0mH=h1+h2+h3+h4+h5+h6+h8+h9=0.8981+0.647+1+1.5+0.6+0.5+0.3+0.8=6.2451m(9)定子鐵芯水平中心線至法蘭盤底面距h12h12=0.46h1+h10=0.4 0.8981+0.89=1.303m4.發(fā)電機(jī)重量估算式中：Gf發(fā)電機(jī)總重量(t)；K1系數(shù)， 懸式發(fā)電機(jī) K1=810,本設(shè)計(jì)取9。發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子重=1Gf=17.765t2(1)蝸殼的形式水頭接近40m選用金屬蝸殼。(2)蝸殼的斷面形狀金屬蝸殼的斷面均做成圓形，以改善其受力條件。蝸殼的包角金屬蝸殼一般采用345， 水輪機(jī)的流量幾乎全部經(jīng)過(guò)它

33、的進(jìn)口斷面， 為完全蝸殼, 故選用 =345,。(4)蝸殼的尺寸計(jì)算(4.1)大機(jī)組的蝸殼尺寸計(jì)算蝸殼進(jìn)口斷面的平均流速 Vc，查水電站Vcp-Hd關(guān)系曲線得 Vc=9.0m/s。斷面半徑:斷面中心距:ai= ra+ E斷面外半徑:圖3-1金屬蝸殼平面單線圏(4.2)小機(jī)組的蝸殼尺寸計(jì)算蝸殼進(jìn)口斷面的平均流速 Vc,查水電站得 Vc=9.0m/s。斷面半徑：Pj = /_QmaA_Y 360X叫斷面中心距：ai=侖中殲查水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊(cè)：ra = %ra=153cm。表3-1蝸殼漸變段內(nèi)徑數(shù)據(jù)表3451.1352.6653.83001.0582.5883.6462550.9762.5063.

34、4822100.8862.4163.3021650.7852.3153.11200.6692.1992.868750.5292.0592.588300.3351.8652.17斷面外半徑：Ri=ra+2#查水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊(cè)ra= D%=2% = 102cm。表3-2蝸殼漸變段內(nèi)徑數(shù)據(jù)表3450.7961.8162.6123000.7421.7622.5042550.6851.7052.3902100.6211.6412.2621650.5511.5712.1221200.4701.4901.960750.3711.3911.762300.2351.2551.490表3-3推薦的尾水管尺寸表2

35、.64.52.7201.351.350.6751.821.22(1)大機(jī)組尾水管設(shè)計(jì)h=2.604=2.6 xi.8=4.68mL=4.504=4.5 xi.8=8.1mBs=2.72Di=4.85m04=1.35D1=2.43mh4=1.35D1=2.43mh6=0.675D1=1.215mL1=1.82D1=3.276mh5=1.22D1=2.196mh2=0.02mh1=0.5mh3=h-hi-h?-h4=1.73mD3=D4-2人3tan 8=2.43-2 x 1.73 xtan 8=1.944m圖3-2彎肘形混流式水輪機(jī)尾水管(2)小機(jī)組尾水管設(shè)計(jì)h=2.6D1=2.1.2=3.12

36、mL=4.5D1=4. 1.2=5.4mB5=2.72D1=3.288mD4=1.35D1=1.62mh4=1.35D1=1.62mhe=0.675D1=0.81mL1=1.82D1=2.184mh5=1.22D1=1.464mh2=0.02mh1=0.5mh3=h-h1-h2-h4=0.98mD3=D4-2h3tan80=1.62-2 X 0.98咒tan 80=1.3445m3.1.3調(diào)速系統(tǒng)，調(diào)速設(shè)備選擇A =(2025) Q/HmaxD1A1=(2025) QHmaxD1=(30003750)kg m(18003000)A2=(2025) Q27HmaxDr=(11201400)kg

37、m表3-3工作參數(shù)表起重量跨度m起升高度m主鉤副鉤主鉤副鉤50101412 16極限位置推存用軌道中心距軌道面至起重吊鉤至軌面吊鉤至軌道中心距離大車軌起重機(jī)外端機(jī)頂端距離H距離道距離B1主鉤 副鉤主鉤副鉤hh1L1L3L2L4Q 803003000195010302200 2000104031953.2主廠房尺寸3.2.1長(zhǎng)度大機(jī)組:=6.1+2x0.3+2.5=9.2m綜上，取機(jī)組段長(zhǎng)度為9.5m小機(jī)組:稱為(1)由蝸殼層L=蝸殼寬度+26 =3.8+3.1 +1.0咒2 =8.9m(2)尾水管層L=尾水管出口斷面寬度+26=4.896 + 2X1.5 = 7.896m(3)發(fā)電機(jī)層L=風(fēng)罩

38、直徑+2咒發(fā)電機(jī)風(fēng)罩壁厚+兩臺(tái)機(jī)組風(fēng)罩外壁凈距(1)由蝸殼層L=蝸殼寬度+26 =2.612 + 1.954+1.0 x2 = 6.566m(2)尾水管層L=尾水管出口斷面寬度+25 =3.264 + 2x1.5 = 6.264m(3)發(fā)電機(jī)層L=風(fēng)罩直徑+2咒發(fā)電機(jī)風(fēng)罩壁厚+兩臺(tái)機(jī)組風(fēng)罩外壁凈距=4.6+2X0.3+2.5=7.7m考慮到層間樓梯的布置與梁的沖突，需要增加1-2m才可以滿足要求，則端機(jī)組段的長(zhǎng)度為10.5m,11m。裝配廠長(zhǎng)=（1.01.5）機(jī)組段長(zhǎng)，由吊車極限位置同時(shí)控制，確定裝配廠長(zhǎng)度為13.0m.綜上所述，廠房長(zhǎng)度=10.5+9.5+11+13=44m由于廠房設(shè)置蝴蝶閥

39、，故廠房尺寸取決于下部尺寸下游側(cè)結(jié)構(gòu)塊體寬度=中心線至下游側(cè)蝸殼外緣尺寸+AI +外墻厚度上游側(cè)結(jié)構(gòu)塊體寬度=中心線至上游側(cè)蝸殼外緣尺寸+蝶閥室寬度+4 +外墻厚度=2.588+4.5+1.5+1.5=9.588m，取為9.5m。最后取廠房寬度底部為9.5+6.5=16mo立軸混流式：Zs=Vw+Hs=2063.7 + 2.05 +0.5% = 2066m其中J設(shè)計(jì)尾水位；取水電站額定流量Q=50m3/s查流量關(guān)系曲線，得J =2063.7mo式中：h尾水位的高度（m）b0導(dǎo)葉咼度（m）尾水管底部開(kāi)挖高程=2061-s = 2061-1 = 2060mS底板厚度，巖基s=12，取1.0mo式中

40、：Zs水輪機(jī)安裝咼程d蝸殼尺寸6蝸殼頂部外包混凝土的厚度y+進(jìn)人孔(2m)+深梁(1m)=2068.2+1.4+1=2070.6mJ = J +hj+上機(jī)架高度=2070.6+1.02+1.68=2073.3m%=裝配廠高程+安全高度+最大吊運(yùn)部件尺寸=2070.6+2.5+8.2=2081.3m由吊車軌頂高程加上相應(yīng)的吊車尺寸以及廠房屋頂大梁、安全超高、經(jīng)適當(dāng)調(diào)整得: 燈7=2081.3 +3 + 2 +0.55 =2086.85m=3.482+1+2=6.482m，取6.5m。為方便布置公路，安裝場(chǎng)層與定子安裝咼程同咼，咼程2070.6m。Z=J-2060=26.85m3.3廠區(qū)布置廠房部

41、分依山而建，可利用場(chǎng)地面積狹小，故考慮將副廠房布置在廠房上游，廠 房西面有一定面積的平整場(chǎng)地，故考慮廠房西側(cè)布置升壓站，主變，裝配廠，公路，廠房北側(cè)過(guò)來(lái)，繞到廠房東側(cè)，布置開(kāi)關(guān)站。副廠房共分三層，最上層與裝配場(chǎng)同高，布置直接生產(chǎn)用房，（中控室，繼電保護(hù)盤室等）具體布置見(jiàn)正圖，第二層布置電纜層，第三層布置技術(shù)供水泵。4吊車梁專題4.1基本設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)采用“T”形梁，且采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，做成簡(jiǎn)支單跨梁，因?yàn)椤癟”形截面與矩形截面相比，縱向與橫向剛度均較大，抗扭性較好，便于固定鋼軌和有較寬的檢查走 道，起重量較大或中等的吊車梁宜采用這種截面。梁的高跨比一般取1/41/7,跨度為6.75m,則取梁高為

42、900mm上翼緣寬度一般為梁跨的1/101/15，取上翼緣寬度為600mm還需滿足軌道要求，一般為1/31/2梁高， 下翼緣寬度一般小于或等于上翼緣高度，取梁高的1/41/7,則取下翼緣寬度為300mm.如下圖所示:圖4-1截面示意圖對(duì)于吊車梁材料的要求：選用混凝土的標(biāo)號(hào)不得低于200號(hào)，鋼筋宜用n級(jí)及以上,本次設(shè)計(jì)混凝土選擇C30,fc=15N/mm2,Yc=24kN/m3，ft=1.5N/mm2,鋼筋選用n級(jí),fy=310N / mm2,箍筋選擇m級(jí)，fy = fy=360N /mm2,鋼筋混凝土容重取化=24kN/m3。吊車跨度 Lk=14m ,最大輪壓 Pmax=396KN ,單車小車

43、重 G =162.8KN ,最大起吊容 重 G490.5KN，橋機(jī)總重 Gs=362.97KN，平衡梁重 G196.2KN，采用柱距5.75m。結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)為：=0.9，因?yàn)槌志脿顩r，設(shè)計(jì)狀況系數(shù) W =1.0 ;結(jié)構(gòu)系數(shù):Yd =1.2 ;永荷載分項(xiàng)系數(shù)：YG=1.05，可變荷載分項(xiàng)系數(shù)：YQ=1.1 ；動(dòng)力系數(shù)取為:4 =1.05 。梁上作用的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值:1.梁自重標(biāo)準(zhǔn)值：gk=(0.6 咒 0.2 +0.3X0.70.1，此時(shí) b+ 12hf=300+12 200 = 2700mm按計(jì)算跨度考慮:以上數(shù)值均大于原有寬度，故該翼緣在這個(gè)范圍內(nèi)均起作用，按 bf=600mn進(jìn)行計(jì)算。(

44、2)判斷T形截面的類型故屬于第一類T形截面。圖4-4截面配筋圖計(jì)算 as計(jì)算(5) 計(jì)算 AsAsp =_ =_bh0300 x840snn9 9- - =0.01985 =1.99% 0.15% = P 冊(cè)(最小配筋率)選6束 614(AS=6x924)根據(jù)設(shè)計(jì)要求，豎向斜截面即配箍筋，又陪彎起鋼筋。(1)Vmax=548.02kN(2)驗(yàn)算最小截面尺寸hw=hohf= 840 200 = 640 mm冷 2.13“1 1gfcbhw)=存0.擴(kuò)曲300“40A600kNSx =548.02kN此尺寸符合要求，不會(huì)出現(xiàn)斜壓破壞。(3)驗(yàn)算是否按計(jì)算要求配置抗剪腹筋故需要按計(jì)算配置腹筋。nAsV根據(jù)V |0.07fcbh0+1.25fyv二可得:Ls -假定n=2，d=12mmAsv1=113.04mm2nAs f.08%初選雙肢箍筋，*12200。式中：Vc混凝土的受剪承載力Vcs構(gòu)件斜截面上的混凝土和鋼筋的受剪承載力設(shè)計(jì)值Vsv箍筋斜截面上的混凝土