水輪機文獻綜述

新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)專業(yè)文獻綜述題目:水輪機選型設(shè)計姓名:學(xué)院:水利與土木工程學(xué)院專業(yè):工程管理班級:學(xué)號:導(dǎo)教師:職稱:200年月日新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)教務(wù)處制水輪機選型設(shè)計作者：指導(dǎo)老師摘要：水輪機選型設(shè)計是水電站水能設(shè)計的一項主要設(shè)計內(nèi)容,在水電站裝機量已定的情況下,確定機組臺數(shù)單機容量
及水輪機的型式、轉(zhuǎn)輪直徑、額定轉(zhuǎn)速、安裝高程選定定漿式水輪機的葉片角度和導(dǎo)葉最大開度沖擊式水輪機的射流直徑和噴嘴數(shù)等。水輪機是一種把水能轉(zhuǎn)換成機械能的水力機械,它由引水部件、導(dǎo)水部件、工作部件和泄水部件四大部件組成。利用這種水力機械帶動發(fā)電機,使轉(zhuǎn)輪的旋轉(zhuǎn)能量變?yōu)殡娔?。關(guān)鍵詞：水輪機；反擊式；沖擊式；比轉(zhuǎn)速；型譜SelectionoftheturbinedesignAuthor:LiuTinghu,instructor:XiaQingchengAbstract:Theselectionoftheturbinedesignisamajordesignelements,designofhydropowerhydropowerinstalledcapacityofhydropowerstationhasbeensettodeterminethenumberofstand-alonecapacityoftheunitstation?,Andthetypeofturbine,runnerdiameter,ratedspeed,installationelevationselectedgivenmaximumopeningofthebladeangleandguidevaneimpulseturbineKaplanturbinejetdiameterandthenumberofnozzles.Theturbineisahydroconvertedintomechanicalenergy,hydraulicmachinery,whichiscomposedoffourcomponentsbythediversionmember,thewaterguidemember,aworkingmemberandadrainingmember.Withthishydraulicmachinerydrivengenerator,thewheelrotationalenergyintoelectricalenergy.Keywords:turbine;Impact;impact;thanspeed;-typespectrum水輪機選型設(shè)計是水電站設(shè)計中的一項重要工作。它不僅包括水輪機型號的選擇和有關(guān)參數(shù)的確定，還應(yīng)該認真分析與選型設(shè)計有關(guān)的各種因素，如水輪發(fā)電機制造、安裝、運輸、運行維護，電力用戶的要求以及水電站樞紐布置、土建施工、工期安排等。因此在選型設(shè)計過程中應(yīng)廣泛征集水工、機電和施工等多方面的意見，列出可能的待選方案，進行各方案之間的動能經(jīng)濟比較和綜合分析，力求選出技術(shù)上先進可靠，經(jīng)濟上合理的水輪機，水輪機選型過程中，一般是根據(jù)水電站的開發(fā)方式、動能參數(shù)、水工建筑物的布置等，并考慮國內(nèi)外已生產(chǎn)的水輪機的參數(shù)及制造廠的生產(chǎn)水平，擬選若干個方案進行技術(shù)經(jīng)濟的綜合比較，最終確定水輪機的最佳型式與參數(shù)。輪機牌號包括轉(zhuǎn)輪型號、裝置型式和轉(zhuǎn)輪直徑三部分,每一部分之間以“—”分開。第一部分水輪機型式用兩個漢語縮寫字母和阿拉伯?dāng)?shù)字組成,阿拉伯?dāng)?shù)字表示轉(zhuǎn)輪型號,采用比轉(zhuǎn)速代號。第二部分由兩個漢語縮寫字母組成,第一個字母表示水輪機主軸布置型式,第二個字母表示引水室特征。第三部分表示轉(zhuǎn)輪標稱直徑。如；混流式水輪機代表符號HL，臥軸代表符號為W，擊式水輪機型號第三部分有特殊要求,具體表示方法為；轉(zhuǎn)輪的標稱直徑/每個轉(zhuǎn)輪上的噴嘴數(shù)×射流直徑。各種形式水輪機的轉(zhuǎn)輪標稱直徑規(guī)定如下：1）混流式水輪機轉(zhuǎn)輪直徑是指其轉(zhuǎn)輪葉片進水邊的最大直徑。2）軸流式、斜流式和貫流式水輪機轉(zhuǎn)輪直徑是指與轉(zhuǎn)輪葉片軸線相交處轉(zhuǎn)輪內(nèi)徑。3）沖擊式水輪機轉(zhuǎn)輪直徑是指轉(zhuǎn)輪與射流中心線相切處的節(jié)圓直徑。水輪機選擇的原則力求水輪機平均效率最高,使水電站獲得較大的動能效益,同時盡量降低水電站造價,做到經(jīng)濟合理有利于水電站樞紐布置,適應(yīng)廠房的地形地質(zhì)條件,同時滿足電站運行方式的要求水輪機制造、運輸、安裝和運行等方便水輪機運行穩(wěn)定,設(shè)備經(jīng)久耐用,技術(shù)上可靠,保證安全供電盡可能縮短水電站施工期,使機組早日投產(chǎn),滿足國民經(jīng)濟的需要飛大型水電站水輪機必須根據(jù)電站條件、技術(shù)經(jīng)濟要求選擇中小型水電站水輪機要符合通用化、系列化、標準化的要求?，F(xiàn)代水輪機按其工作原理可分為兩種主要類型即沖擊式水輪機和反擊式水輪機。沖擊式水輪機以射流的形式,水流從噴嘴中流出,這樣的水流就把全部壓能轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽?該射流沖擊著轉(zhuǎn)輪上的葉片,由于水流的沖擊,轉(zhuǎn)輪就繞著主軸旋轉(zhuǎn),水流的動能轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)的機械能。沖擊式水輪機可分為水斗式、雙擊式和斜擊式三種。水斗式水輪機轉(zhuǎn)輪園周布置多種水斗,噴嘴將水的壓能變?yōu)閯幽?形成高速水流,沿轉(zhuǎn)輪園周的切線方向射向雙形水斗中部,水流在水斗中折轉(zhuǎn)向兩側(cè)排出,它使用水頭很高,廣西天湖水電站最大水頭達。斜擊式水輪機的轉(zhuǎn)輪園周密布葉片,噴嘴出來的高速水流從轉(zhuǎn)輪一側(cè)傾斜沖擊葉片,使轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn),水流經(jīng)轉(zhuǎn)輪上的葉折轉(zhuǎn)后,從另一側(cè)流出。反擊式水輪機在引水裝置中的水,以高水壓和低流速進人水輪機體,轉(zhuǎn)輪受水流的反作用,壓能轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽?然后轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)的機械能。反擊式水輪機由帶有導(dǎo)葉的進水裝置和具有若干葉片的轉(zhuǎn)輪葉片組成,可分為混流式、軸流式、斜流式、和貫流式幾種?；炝魇剿啓C是水電站應(yīng)用最普遍的一種型式,水流徑向流人導(dǎo)葉,然后軸向流出,它結(jié)構(gòu)簡單,運行可靠。與沖擊式水輪機比較,具有比轉(zhuǎn)速高,機組尺寸小,造價低,水頭可以全部利用及滿載時效率高等優(yōu)點缺點是低負荷時效率低。軸流式水輪機利用水頭較低,水流徑向進人導(dǎo)葉,在導(dǎo)葉與轉(zhuǎn)輪間由徑向轉(zhuǎn)為軸向,轉(zhuǎn)輪區(qū)域內(nèi)水流沿軸向流動。水輪機型號的選擇是在已知特征水頭包括設(shè)計水頭凡和該水頭下的水輪機額定功率的情況下進行的。根據(jù)各類水輪機適用水頭范圍,在水輪機暫行系列型譜見表中進行選擇,初步確定適宜的水輪機型號。我國反擊式水輪機暫行系列型譜目前僅包括軸流式和混流式兩種主要機型,其中轉(zhuǎn)輪直徑為1.4m及其以上的軸流式水輪機和轉(zhuǎn)輪直徑為1.0m及其以上的混流式水輪機劃分為大、中型水輪機。在查用型譜參數(shù)時,在同一水頭、容量情況下,可能有兒種型號的水輪機均可適用,此時均應(yīng)列為比較方案。選擇水輪機型號時,應(yīng)參考國內(nèi)設(shè)計、施工及已運轉(zhuǎn)的水輪機資料。此外,中小型水電站也可以選擇參數(shù)相近的機型套用。在選擇水輪機型號時主要有兩種方法：查型譜法和按比轉(zhuǎn)速法。型譜法：主要根據(jù)水電站的水頭來確定水輪機的形式。如“THT”水電站，該水電站的水頭在24.500m到26.660m之間，那么適用的水輪機就是反擊式，再根據(jù)水電站的實際來水情況，來具體確定水輪機的形式是貫流式還是混流式。由軸流定漿式水輪機和混流式水輪機出力與效率關(guān)系圖，可知混流式水輪機的適用水頭范圍更廣，而軸流定漿式水輪機的水頭適用范圍小，適用于流量穩(wěn)定的水電站。本水電站多年平均凈流量為0.4776×108m3，流量豐富，年徑流量變化大，降雨主要集中在5~8月。所以選用在很大范圍內(nèi)依然可以高效率發(fā)電的混流式水輪機。比轉(zhuǎn)速發(fā)：在進行初步設(shè)計時，用比轉(zhuǎn)速選擇水輪機的主要參數(shù)也是較為常用的方法。由于比轉(zhuǎn)速包括了水輪機的轉(zhuǎn)速、出力、水頭三個基本工作參數(shù)，因此它綜合反映了水輪機的特征。盡管在表達的形式上比轉(zhuǎn)速不是一個無量綱的參量，但它卻具有無量綱數(shù)的特性。按比轉(zhuǎn)速選擇水輪機的優(yōu)點是不受水輪機型譜中水頭段對應(yīng)的轉(zhuǎn)輪的限制。將水電站的最大、最小和額定水頭代入以下公式：以“THT”水電站為例，改水電站的最大、最小和額定水頭分別為：26.66m、24.5m和25.81m，將數(shù)據(jù)代入上公式得367.34m.kw、384.06m.kw和373.63m.kw，根據(jù)標準比轉(zhuǎn)速表查的HL310符合條件。水輪機選擇的主要內(nèi)容有確定水電站水輪機臺數(shù)確定水輪機型號確定水輪機轉(zhuǎn)輪標稱直徑及轉(zhuǎn)速確定水輪機設(shè)計水頭確定水輪機安裝高程。水輪機選擇的原則：力求水輪機平均效率最高,使水電站獲得較大的動能效益,同時盡量降低水電站造價,做到經(jīng)濟合理；有利于水電站樞紐布置,適應(yīng)廠房的地形地質(zhì)條件,同時滿足電站運行方式的要求；水輪機制造、運輸、安裝和運行等方便；水輪機運行穩(wěn)定,設(shè)備經(jīng)久耐用,技術(shù)上可靠,保證安全供電；盡可能縮短水電站施工期,使機組早日投產(chǎn),滿足國民經(jīng)濟的需要；大型水電站水輪機必須根據(jù)電站條件、技術(shù)經(jīng)濟要求選擇中小型水電站水輪機要符合通用化、系列化、標準化的要求選擇。水輪機基本參數(shù)包括水頭、流量、出力、轉(zhuǎn)輪直徑、額定轉(zhuǎn)速、飛逸轉(zhuǎn)速、效率、汽蝕系數(shù)。水輪機的參數(shù)值不同,即使同一水輪機在不同的工作這些基本工作參數(shù)的數(shù)值也常常發(fā)生變化。各參數(shù)的變化互成一定的關(guān)系,選擇水輪機必須了解基本工作參數(shù)的變化規(guī)律和相互關(guān)系。參考文獻：[1]《水輪機》鄭源鞠小明程云山編中國水利水電出版社[2]《水輪機》劉大愷編（第三版）[3]《水輪機調(diào)節(jié)》沈祖詒編（第三版）[4]《水力機組輔助設(shè)備》沈華秀編（第二版）[5]《水電站電氣部分》王士政主編河海大學(xué)出版社[6]《水電站動力設(shè)備設(shè)計手冊》絡(luò)如蘊主編[7]《水輪機設(shè)計手冊》哈爾濱大電機研究所主編[8]《水電站動力設(shè)備》[蘇]莫洛仁夫主編[9]《發(fā)電廠》（下冊）華中工學(xué)院主編[10]《發(fā)電廠變電所電氣設(shè)備》湖南省電力學(xué)校主編[11]《電力工程設(shè)計手冊》（第一冊）西北.東北電力設(shè)計院主編[12]《電力工程設(shè)計手