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1、团滩河水库电站工程水力机械设计方案1.1 电站基本资料1.1.1 一级电站(1)电站型式：混合式(2)装机规模：IooooKW(3)电站水头最大水头：H皿=133.OOm最小水头：in=106.OOm额定水头：Hr=123.85m(4)水库水位正常水位：480.OOm死水位：453.OOm(5)尾水位校核洪水位：345.98m设计洪水位：345.76m最低尾水位：338.77m(6)电站设计引用流量：Q=9.6m7s(7)年平均发电量：3108万kw.h(8)年利用小时数:3108h(9)保证出力：1179kw1.1.2 二级电站(1)电站型式：引水式(2)装机规模：15000KW(3)电站水
2、头最大水头：Hnax=145.58m最小水头：H=142.94m额定水头：Hr=144.OOm(4)前池水位最高运行水位：333.71m正常运行水位：333.02m最低运行水位：331.07m(5)尾水位校核洪水位：189.15m设计洪水位：188.84m最低尾水位：183.94Om(6)电站设计引用流量:Q=13.0m3s(7)年平均发电量：5031万kw.h(8)年利用小时数：3354h(9)保证出力：2163kw1.2 水轮机及其附属设备1.3 .1一级电站(1)水轮机型号选择本电站运行水头范围106.OOm-133.OOn按照水轮机系列型谱和有关资料,初选适合本电站的转轮型号有HLA5
3、75CHL160HLD46和HLD08等四种，各转轮模型参数见表7.I-I0各模型转轮参数表表7.IT转轮型号使用水头(m)最优工况限制工况n10(rmin)Q10(m7s)10(%)0Q.,(m3s)(%)HLA575C20066.20.46293.560.0450.572910.05HL1604515067.50.5891.50.0570.67890.063HLD46200680.5591.60.040.6489.20.045HLD0820070.50.57590.60.0380.62789.50.046从表7.1-1可以计算出各转轮真机情况参数见表7.l-2各转轮真机情况参数表表7.1-
4、2项目HLA575CHL160HLD46HLD08额定水头（ID）123.85123.85123.85123.85额定出力（kw）5208520852085208转轮直径（In）0.950.80.810.85额定转速（rmin）750100010001000额定流量（113s）4.84.624.994.64效率（%）9290.889.688.9模型汽蚀系数0.0450.0570.040.038允许吸出高度（m）2.44-0.43+2.62+3.55从表7.1-2可以看出，在额定水头和额定出力相同的情况下:HLI60、HLD46和HLDo8三转轮直径相差不多，转速相同，HL160效率最高,选择H
5、L160和HLA575C进行比较：a）从转轮的直径来看，HLA575C转轮直径较大，价格稍高；b）从额定转速来看，HLA575C转轮额定转速较低，所配的发电机磁极个数要多于HLI60转轮，电机价格稍高；c）从转轮的效率来看，HLA575C转轮的效率较高；d）从抗汽蚀性能来看，HL160转轮吸出高度为负值，要保证机组抗汽蚀性能，厂房相对开挖量较多。综上所述，HLA575C转轮的综合性能最好，土建投资较少，增加的设备投资有限，而每年的电量增益是长期的，多投入设备费用可通过多发电能短期内补偿回来，故本阶段推荐HLA575C转轮。（2）机组台数选择根据本电站的装机容量100OOkw,按照规程规范，装机
6、台数以23台为宜。如选3台机组，虽然电站运行、调度相对灵活，但机电设备总造价比两台机高，且多一个机组段，厂房长度增加，相应土建投资量较两台机多。两台机方案虽单机容量较大，运行调度不如3台机灵活，但亦能满足电网运行、调度要求。所以本阶段推荐装机两台，单机容量5000kw0选定装机方案机组主要参数及配套设备如下:水轮机型号：HLA575C-LJ-95额定水头：123.85m额定出力：5208kw额定流量:4.8m7s额定转速：750rmin效率：92%发电机型号：SF5000-8/2600额定功率：5000kw额定电压：10.5KV额定电流：343.7A额定转速：750rmin额定频率：50HZ功
7、率因数：0.8（滞后）效率:96%调速器（组合式，自动补气）型号:BWT-1800（PLC）工作油压：2.5MPa励磁装置型号：WKL-P进水阀型号：KD741H-25/DN1200公称直径：DN1200公称压力:2.5MPa操作方式：电动自动化元件：按微机配置1.2.2二级电站(1)水轮机型号选择本电站运行水头范围142.94-145.58m,按照水轮机系列型谱和有关资料,初选适合本电站的转轮型号有HLA575CHL160、HLDlO和HLD08等四种,各转轮模型参数见表7.1-3o各模型转轮参数表表7.1-3转轮型号使用水头(In)最优工况限制工况n,10(rmin)Q,10(m3s)10
8、(%)Qj(m7s)(%)OHLA575C-20066.20.46293.560.0450.572910.05HL1604515067.50.5891.50.0570.67890.063HLD46200680.5591.60.040.6489.20.045HLD0820070.50.57590.60.0380.62789.50.046从表7.1-3可以计算出各转轮真机情况参数见表7.1-4o各转轮真机情况参数表表7.1-4项目HLA575CHL160HLD46HLD08额定水头(m)144144144144额定出力(kw)7813781378137813转轮直径(m)1.10.8410.9额定
9、转速(rmin)750100010001000额定流量(m3s)6.55.15.525.32效率(%)92.191.088.788.9模型汽蚀系数0.0450.0570.0450.038允许吸出高度(In)+3.0-0.47+3.00+4.05从表7.1.4可以看出，在额定水头和额定出力相同的情况下：HLI60、HLD46和HLD08三转轮直径相差不多，转速相同，HLl60效率最高，选择HL160和HLA575C进行比较：a)从转轮的直径来看，HLA575C转轮直径较大，价格稍高；b)从额定转速来看，HLA575C转轮额定转速较低，所配的发电机磁极个数要多于HL160转轮，电机价格稍高；c)从
10、转轮的效率来看，HLA575C转轮的效率较高；d)从抗汽蚀性能来看，HLl60转轮吸出高度为负值，要保证机组抗汽蚀性能，厂房相对开挖量较多。综上所述，HLA575C转轮的综合性能最好，土建投资较少，增加的设备投资有限，而每年的电量增益是长期的，多投入设备费用可通过多发电能短期内补偿回来，故本阶段推荐HLA575C转轮。（2）机组台数选择根据本电站的装机容量15000kw,按照规程规范，装机台数以23台为宜。如选3台机组，虽然电站运行、调度相对灵活，但机电设备总造价比两台机高，且多一个机组段，厂房长度增加，相应土建投资量较两台机多。两台机方案虽单机容量较大，运行调度不如3台机灵活，但亦能满足电网
11、运行、调度要求。所以本阶段推荐装机两台，单机容量7500kw0选定装机方案机组主要参数及配套设备如下：水轮机型号：HLA575C-LJ-110额定水头：144.OOm额定出力：7813kw设计流量：6.5m3/s额定转速：750rmin效率:92.1%发电机型号：SF7500-8/2600额定功率：7500kw额定电压：10.5KV额定电流：515A额定转速：750rmin额定频率：50HZ功率因数：0.8（滞后）效率：96%调速器(组合式，自动补气)型号：BWT-1800(PLC)工作油压：2.5MPa励磁装置型号：WKL-P进水阀型号：KD741H-25/DN1500公称直径：DN1500
12、公称压力：2.5MPa操作方式：电动自动化元件：按微机配置1.4 调保计算1.4.1 一级电站本电站为混合式电站，设有调压井。通过压力管道引水后，至厂房前分岔供水，机组前设DNI200进水主阀，每台机组配一台BWT-1800(PLC)型调速器。根据电站水头范围和机组容量在系统中所占的比例，按设计规范要求，允许最大压力上升值为30%,最大转速上升值为50%o机组GD2=24.5t.m2,压力主管全长370.34m,支管长25.21m。经调保计算，导叶关闭时间整定为4.0秒。当机组甩全负荷时，机组最大转速上升值为30.4%,最大压力上升值为19.9%,满足规范要求。1.4.2 二级电站本电站为引水
13、式电站，两台机组由一根压力管道从前池取水，至厂房前分岔供水，在前池压力管道前设工作闸门，机组前设DN1500进水主阀，每台机组配一台BWT-1800(PLC)型调速器。根据电站水头范围和机组容量在系统中所占的比例，按设计规范要求，允许最大压力上升值为30%,最大转速上升值为60%o机组GD2=35.6t.m2,压力主管全长469.164m,支管长31.554m。经调保计算，导叶关闭时间整定为6秒。当机组甩全负荷时，机组最大转速上升值为41.3%,蜗壳压力上升值为22.5%,满足规范要求。1.5 辅助机械设备1.5.1 厂内起重设备两级电站机组安装和检修时的最重起吊部件均为水轮发电机转子连轴，考
14、虑起吊工具的重量后选取桥机型号，见表7.1-5：电站桥机的选择7.1-5电站名称一级电站二级电站最重起吊部件重量(t)1825桥机型号205t电动双梁桥机325t电动双梁桥机工作制度A55起升高度(m)1415跨度Lk(m)10.310.51.4.2技术供水系统考虑到技术供水压力等级一般在02MPa0.3MPa之间，一、二级电站额定水头相差不多，且最大水头都小于150m,为确保供水水源和水质的可靠，两级电站技术供水均采用从压力钢管减压取水至清水池，由清水池恒压供给机组的方式。一级电站设置一个有效容积约250n的清水池，二级电站设置一个有效容积约350m3的清水池,两级电站清水池的正常水位均与水轮机层地坪高程相差35m左右，池内设有液位信号器。每级电站的技术主供水管上都安装
