混流式水轮机调节保证计算报告Word下载.docx
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<30%
1.3混流式水轮机调节保证计算的标准
综合考虑机组的具体情况,该电站调节保证计算的标准定为:
机组在规定的运行范围内的在任何工况下速率上升不超过β≤40%,即机组最大过速不超过600r/min;
同时,压力钢管内的最大压力不超过140mH2O。
第二章该混流式水轮机调节保证计算的结果
2.1该电站的基本概况
1台机,钢管引水,水轮机中心高程:
。
最大净水头:
额定水头:
最小水头:
m
机组基本参数
水机机型:
略
转轮直径:
D1=
额定水头发水轮机出力:
Nr=10700KW
引水管压力波传播速度:
a=1000m/s
吸出高度:
Hs=+
水轮机主要参数
表1:
水轮机主要参数表
水头H(m)
出力Nr(kW)
流量Q(m3/s)
导叶开度A(mm)
导叶开度相对值
最大Max
10700
额定Rated
最小Min
6355
计算设计水头、最大水头下发额定出力时压力引水系统的
根据基本数据计算不同水头下压力管道的
、蜗壳的
、尾水管的
计算平均流速,
表2:
压力过水系统水管参数计算表
水头
引水管
蜗壳
尾水管
压力过水系统计算值合计
平均速度
H(m)
∑LT
∑LTVT
∑LC
∑LCVC
∑LB
∑LBVB
∑L
∑LV
Vcp
假定导叶的直线关闭时间
或关闭规律
导叶的直线关闭时间
一般取5—10s,对大容量机组可到15s。
通常是按设计水头下,机组甩全负荷时的工况来确定的,对于最大水头机组甩全负荷时的关闭时间由下式计算,
式中,
分别为最大水头和设计水头下带额定负荷时导叶的开度。
水击压力上升计算
(1)管段水击波速的计算
×
105N/cm3
为管壁材料的弹性系数,对于钢
=×
107N/cm3
D为管道直径,cm;
δ为管道厚度,cm;
为声波在水中的传播速度,一般为1435m/s。
复杂管路的水击波速可由下式计算:
为各管段的水击波速。
(2)压力管道水力损失计算
根据引水系统的布置,分别计算设计水头和最大水头下沿程摩擦损失、局部阻力损失,由此得到设计水头和最大水头的水力损失
因此各水头下的静水头为,
(3)管道特征系数计算
,
(4)判断水击类型
可由管道特征系数
、
,导叶起始相对开度
(
=0)在水击分类图上查找。
(5)最大压力上升计算
末相水击:
首相水击:
若为编程计算,也可不判断水击类型,将
和
都算出取大者。
计算出的
还要进行修正:
或
,其中对HL式水轮机取K=1.2。
(6)水击计算
压力水管末端最大压力升高
,
蜗壳末端最大压力升高
尾水管最大压力降低
尾水管最大真空度
HS为吸出高度,
和ΔHB应为同一时间的最大总和,近似计算时可取开始关闭时尾水管进口流速水头的一半(
)和ΔHB进行组合。
最大转速上升计算或确定机组飞轮力矩GD2
采用近似公式来求取最大转速上升
其中,
或
,(两式GD2的单位不同,前者是kN·
m2,后者为t·
m2)。
Tc=Tqabp
σ=
ne=
βr=
上式中:
Tc为调节迟滞时间;
Tq—0.3s;
bp由电站在系统中的地位而定一般为2%—6%;
f为水击修正系数;
C为水轮机飞逸特性影响机组升速时间系数;
为甩负荷前单位转速,r/min;
为单位飞逸转速,r/min。
水流加速、机组惯性时间常数、水管特性参数
表3:
时间常数、水管特性参数表
水头H(m)
水力加速Tw(s)
机组惯性Ta(s)
水管特性ρ
σ
压力波一次时间tr
2.2该电站的调节保证计算结果
在水轮机最大水头H=下:
水轮机调节保证计算
机组类型(冲击、混流、轴流)
2
(冲击为1,混流为2,轴流为3)
转轮直径:
D1(米)
水头H:
(米)
水轮机出力:
N(千瓦)
机组额定转速:
n(转/分)
机组飞逸转速:
nr(转/分)
发电机的:
GD2fd(吨米2)
76
飞轮的:
GD2fl(吨米2)
水轮机转动部分的:
GD2T(吨米)
估算
Hs(米)
Hs=10-Δ/900-(σ+Δσ)H
流量:
Q(米2/秒)
压力钢管:
LgVg(米2/秒)
蜗壳:
∑LwkVwk(米2/秒)
尾水管:
∑LwgVwg(米2/秒)
LV
如果上面压力管道尺寸无可带入LV=8H计算
压力钢管长度:
Lg(米)
蜗壳长度:
Lwk(米)
尾水管长度:
Lwg(米)
尾水管进口断面积:
F(米2)
总长度:
L
关闭时间:
Ts(秒)
压力传播速度:
a(米/秒)
1000
800~1200米/秒
初始流速:
V0(米/秒)
10
水管特性系数:
水击相长:
Tr
关闭时导叶相对开度:
τ0
1
管路特性常数:
ρ
压力上升:
ζpj
压力上升最大值:
ζmax
压力管中相对压力上升ζg
压力管中压力上升数值:
ΔHg
蜗壳中相对压力上升ξwk
Hr<
40(50%≤ξwk≤70%),40<
100(30%≤ξwk≤50%,Hr≥100(ξwk≤30%)
蜗壳中压力上升数值:
ΔHwk
尾水管中相对压力下降ηwg
尾水管中压力下降值:
ΔHwg
尾水管进口端面处的流速:
V
尾水管的:
v2/2g(米)
机组的转动惯量:
GD2(吨米2)
n′=nr/n
KTS(秒)
βy=182NKTS/GD2n2
c=1/(1+(βy/(n′-1)))
f=(1+ζpj)
尾水管最大真空度:
HB(米)
(HB<
8~9)米
速率上升:
β=βy*c*f
β≤55%
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