Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
ПЛ 40.docx
Скачиваний:
0
Добавлен:
01.05.2025
Размер:
74.94 Кб
Скачать

Паспорт объекта

Геология основания здания ГЭС: скала;

Расчётный расход воды в реке после возведения ГЭС:

Максимальный: 3500 м3/с;

Минимальный: 80 м3/с;

Основные параметры ГЭС:

Нормальный подпорный уровень (НПУ): 158 м;

Уровень мертвого объёма (УМО): 47 м;

Пропускная способность всех турбин ГЭС: 420 м3/с;

Количество агрегатов: 3;

Расход одного агрегата ГЭС: 80 м3/с;

Максимальный напор ГЭС: 34,96 м;

Минимальный напор ГЭС: 29,94 м;

Рабочий напор ГЭС: 33,29 м;

Тип турбины и тип рабочего колеса: ПЛ40;

Диаметр рабочего колеса: D1=!!! м;

Синхронная частота вращения турбины: n=!!! об/мин;

Исходные данные

Топография региона: №7;

Кривая связи расходов и уровней: №7;

Геология в основании здания ГЭС: скала;

Расчётный расход воды в реке после возведения ГЭС:

Максимальный: 3500 м3/с;

Минимальный: 80 м3/с;

Основные параметры ГЭС:

Нормальный подпорный уровень (НПУ): 158 м;

Уровень мертвого объёма (УМО): 47 м;

Пропускная способность всех турбин ГЭС: 420 м3/с;

Количество агрегатов: 4;

Связь с энергосистемой: 30 км.

Кривая связи расходов и уровней воды для плана №7

Абсолютная отметка уровня воды, h (м)

Расход, Q (м3/с)

123

70

124

320

125

800

126

1470

127

2330

128

3420

129

4820

  1. Построение кривой связи расходов и уровней воды в нижнем бьефе

Уровень воды ( ) в отводящем канале ГЭС в значительной степени зависит от расхода водотока и определяется из графической зависимости . По данным таблицы 1.1 строится график зависимости , при этом учитывается геология в основании ГЭС (по заданию скала), результат на рис.1.П1.

  1. Построение схемы напоров

Диапазон характерных напоров (Hmax, HР, Hmin), в пределах которого будет эксплуатироваться ГЭС, можно определить следующим образом:

Максимальный напор:

Минимальный напор:

Расчетный напор:

  1. Выбор основных параметров гидротурбины

    1. Выбор системы гидротурбины и типа рабочего колеса

По максимальному напору , выбираем поворотно лопастную турбину с типом рабочего колеса ПЛ 40.

    1. Определение диаметра рабочего колеса

Для определения диаметра рабочего колеса используют универсальную характеристику выбранной гидротурбины.

Диаметр рабочего колеса D1 гидротурбины определяется по формуле:

где - номинальная мощность гидротурбины, кВт; - приведенный расход в расчетной точке, м3/с; – расчетный напор гидротурбины, м; – полный КПД натурной гидротурбины, соответствующий режиму её работы в расчетной точке.

Положение расчетной (рабочей) точки на универсальной характеристике в первом приближении для ПЛ гидротурбин определяются следующими значениями приведенной частоты вращения и приведенного расхода в расчетной точке :

где - приведенная частота вращения в оптимуме универсальной характеристики, - приведенный расход в оптимуме универсальной характеристики.

КПД натурной турбины:

где – КПД модельной турбины в рабочей точке универсальной характеристики, – поправка за счет масштабного эффекта. В первом приближении можно принять .

Для предварительных расчётов мощность гидротурбины принимаем равной:

Вычисляем диаметр рабочего колеса гидротурбины:

Подсчитанный диаметр рабочего колеса округляем до ближайшего большего стандартного значения ([1], с. 19 табл 1.5):

Изменение диаметра рабочего колеса при округлении до ближайшего стандартного привело к некоторому смещению расчетной точки по приведенному расходу , что в дальнейшем необходимо учесть при определении координаты рабочей точки:

    1. Определение нормальной частоты вращения турбины

Нормальную частоту вращения гидротурбины ориентировочно определяют по формуле:

где - оптимальная приведенная частота вращения рабочего колеса натурной гидротурбины, определяющаяся с учетом масштабного эффекта по формуле:

    1. Построение зоны работы турбины на универсальной характеристике

    1. Определение разгонной частоты вращения

    1. Определение критической высоты отсасывания

    1. Выбор генератора и определение его геометрических параметров

, неверно.

Увеличиваем до 4,95 м.

принимаем .

верно.

При и ( ), окончательно принимаем подвесное исполнение генератора.

Постоянная механической инерции агрегата ( – время, необходимое для того, чтобы ротор гидрогенератора из состояния покоя под воздействием номинальной мощности N, кВт, достиг номинальной частоты вращения , об/мин):

Элемент генератора

Параметр

Значение, мм

Статор

Диаметр расточки статора

4950

Высота корпуса

(1,7÷1,9)

1,8

Диаметр корпуса

6500

Наружный диаметр активной стали

5500

Верхняя крестовина

Высота

1000

Диаметр лучей

6500

Подпятник

Высота

1000

Диаметр кожуха

2000

Нижняя крестовина

Высота

500

Диаметр лучей

4750

Надстройка

Высота

300

Диаметр

1000

Картер

Диаметр

7500

Минимальная ширина прохода

500

  1. Выбор вала гидрогенератора

Наружный диаметр вала выбирается по таблице VI.13 стр. 264 [4], в зависимости от крутящего момента, определяемого по формуле:

Выбираем =600 мм, =480 мм.

Проверяем выбранный вал на прочность с учетом осевых усилий. Приближённо значение осевого усилия определяют по формуле:

где - гидравлическая составляющая осевого усилия, – вес рабочего колеса, – вес вала гидротурбины, – вес ротора генератора, – вес вала генератора. Коэффициент 1,1 учитывает весовые нагрузки от прочих вращающихся и опирающихся на подпятник элементов гидроагрегата.

Гидравлическая составляющая осевого усилия:

где =7,2 кН/м3 – коэффициент, определяемый приближённо системой турбины и типом рабочего колеса (табл. 1.8. с. 27 [1]).

Вес рабочего колеса:

где К=(3,9-7,1) кН/м3 для ПЛ турбин, принимаем К=6 кН/м3.

Вес вала гидротурбины:

Вес ротора генератора и вес вала генератора определяются его конструкцией.

Приближенно вес вращающихся частей составляет 0,45…0,55 от общего веса гидрогенератора G определяемого по формуле:

Вес вращающихся частей :

Проверка вала на кручение:

Проверка на прочность с учётом осевых усилий:

Условия прочности выполняются, окончательно принимаем =600 мм, =480 мм.

  1. Эксплуатационная характеристика гидротурбины

    1. Построение линий равных значений коэффициента полезного действия турбины

H

k

=29,94

132,87

130,90

15946,59

30,74

131,13

129,16

16589,98

31,54

129,45

127,48

17241,80

32,34

127,84

125,87

17901,94

=33,29

126,01

124,04

18696,52

=33,95

124,77

122,80

19255,28

1

2

3

4

89

617,9

91,9

9055

90

706,9

92,9

10472

90,5

768,3

93,4

11443

91

889,9

93,9

13325

91,12

1002,5

94,02

15030

91

1312,2

93,9

19649

90,5

1503,1

93,4

22387

90

1587,2

92,9

23513

89

1680

91,9

24620

88

1747,4

90,9

25329

1

2

3

4

89

601,3

91,9

9168

90

688,3

92,9

10608

90,5

746,1

93,4

11561

91

853,9

93,9

13302

91,17

1007,7

94,02

15718

91

1320

93,9

20563

90,5

1500,1

93,4

23244

90

1578,5

92,9

24328

89

1671,2

91,9

25479

88

1735,8

90,9

26176

1

2

3

4

89

586,5

91,9

9293

90

671,6

92,9

10757

90,5

727,1

93,4

11709

91

825,3

93,9

13362

91,22

1012,8

94,02

16418

91

1323,5

93,9

21428

90,5

1495,2

93,4

24078

90

1569,2

92,9

25135

89

1662,5

91,9

26343

88

1724,1

90,9

27021

1

2

3

4

89

573,5

91,9

9435

90

657,1

92,9

10928

90,5

711,6

93,4

11898

91

803,3

93,9

13503

91,28

1017,6

94,02

17128

91

1323,9

93,9

22255

90,5

1488,9

93,4

24895

90

1559,1

92,9

25929

89

1653,4

91,9

27202

1

2

3

4

89

560,3

91,9

9627

90

642,8

92,9

11165

90,5

697,5

93,4

12180

91

782,6

93,9

13739

91,28

1012

94,02

17789

91

1320,1

93,9

23176

90,5

1480

93,4

25845

90

1546,5

92,9

26861

89

1641,7

91,9

28208

1

2

3

4

89

552,3

91,9

9773

90

634,6

92,9

11352

90,5

689,9

93,4

12407

91

770,5

93,9

13931

91,25

1019,9

94,02

18464

91

1315,6

93,9

23787

90,5

1473,1

93,4

26493

90

1537,8

92,9

27508

89

1632,9

91,9

28895