第一章 水轮机的选型设计第一节 水轮机型号选定一．水轮机型式的选择根据原始资料，该水电站的水头范围为18-34m ，二．比转速的选择水轮机的设计水头为m H r 5.28= 适合此水头范围的有HL240和ZZ450/32a三．单机容量第二节 原型水轮机主要参数的选择根据电站建成后,在电力系统的作用和供电方式, 初步拟定为2台,3台,4台三种方案进行比较。

首先选择HL240 n11=72r/min 一．二台1、计算转轮直径水轮机额定出力：kw N P GGr 67.66669.0106.04=⨯==η上式中： G η-----发电机效率,取0.9 G N -----机组的单机容量（KW ）由型谱可知，与出力限制线交点的单位流量为设计工况点单位流量，则Q 11r =1.155m 3/s,对应的模型效率ηm =85.5%，暂取效率修正值 Δη=0.03，η=0.855+0.03=0.885。

模型最高效率为88.5%。

m H Q P D r r 09.2885.05.28155.181.967.666681.95.15.1111=⨯⨯⨯==η 按我国规定的转轮直径系列（见《水轮机》课本），计算值处于标准值2m 和2.25m 之间，且接近2m ，暂取D 1=2m 。

2、计算原型水轮机的效率914.0246.0)885.01(1)1(155110max =--=--=D D M M ηη Δη=ηmax-ηM0=0.914-0.885=0.0.029η=ηm +Δη=0.855+0.029=0.8843、同步转速的选择min /18.197295.0/5.2872av 1110r D H n n =⨯==min /223.11855.0884.07210M 0T 11011r n n =-⨯=-=∆）（）（ηηmin /223.73223.172n 1111r 11r n n m =+=∆+= 4、水轮机设计单位流量Q11r 的计算r Q 11=rr r H D η5.12181.9P =884.05.28281.967.66665.12⨯⨯⨯=1.2633m /s 5、飞逸转速的计算r n =111max D H n r =73.223×28.33=212.851r/min6、计算水轮机的运行范围最大水头、平均水头和最小水头对应的单位转速 min)/609.66223.18.332180.19711max 1min 11r n H nD n =-⨯=∆-=min)/(777.70223.195.0/5.282180.19711av 111r n H nD n a =-⨯=∆-=min)/(713.90223.14.182180.19711min 111r n H nD n a =-⨯=∆-=二．三台1、计算转轮直径水轮机额定出力：kw N P GGr 444.44449.0104.04=⨯==η上式中： G η-----发电机效率,取0.9 G N -----机组的单机容量（KW ）由型谱可知，与出力限制线交点的单位流量为设计工况点单位流量，则Q 11r =1.155m 3/s,对应的模型效率ηm =85.5%，暂取效率修正值 Δη=0.03，η=0.855+0.03=0.885。

模型最高效率为88.5%。

m H Q P D r r 707.1885.05.28155.181.9444.444481.95.15.1111=⨯⨯⨯==η 按我国规定的转轮直径系列（见《水轮机》课本），计算值处于标准值1.6m 和1.8m 之间，一、当取D1=1.6m 时2、计算原型水轮机的效率910.06.146.0)885.01(1)1(155110max =--=--=D D M M ηη Δη=ηmax-ηM0=0.910-0.885=0.025η=ηm +Δη=0.855+0.025=0.887、同步转速的选择min/475.2466.195.0/5.28721110r D H n n p=⨯==min /061.11855.088.07210M 0T 11011r n n =-⨯=-=∆）（）（ηηmin /061.73061.172n 1111r 11r n n m =+=∆+= 8、水轮机设计单位流量Q11r 的计算r Q 11=rr r H D η5.12181.9P =88.05.286.181.9444.44445.12⨯⨯⨯=1.3213m /s 9、飞逸转速的计算r n =111max D H n r =73.061×6.18.33=265.474r/min10、 计算水轮机的运行范围最大水头、平均水头和最小水头对应的单位转速 min)/771.66061.18.336.1475.24611max 1min 11r n H nD n =-⨯=∆-=min)/(939.70061.195.0/5.286.1475.24611111r n H nD n p a =-⨯=∆-=min)/(875.90061.14.186.1475.24611min 111r n H nD n a =-⨯=∆-=二、当取D1=1.8m 时2、计算原型水轮机的效率912.08.146.0)885.01(1)1(155110max =--=--=D D M M ηη Δη=ηmax-ηM0=0.912-0.885=0.027η=ηm +Δη=0.855+0.027=0.88211、 同步转速的选择min/089.2198.195.0/5.28721110r D H n n p=⨯==min /147.11855.0882.07210M 0T 11011r n n =-⨯=-=∆）（）（ηηmin /147.73147.172n 1111r 11r n n m =+=∆+= 12、 水轮机设计单位流量Q11r 的计算r Q 11=rr r H D η5.12181.9P =882.05.288.181.9444.44445.12⨯⨯⨯=1.0413m /s 13、 飞逸转速的计算r n =111max D H n r =73.147×8.18.33=236.256r/min14、 计算水轮机的运行范围最大水头、平均水头和最小水头对应的单位转速 min)/685.66147.18.338.1089.21911max 1min 11r n H nD n =-⨯=∆-=min)/(853.70147.1308.1089.21911111r n H nD n p a =-⨯=∆-=min)/(789.90147.14.188.1089.21911min 111r n H nD n a =-⨯=∆-=三．四台1、计算转轮直径水轮机额定出力：kw N P GGr 333.33339.0103.04=⨯==η上式中： G η-----发电机效率,取0.9 G N -----机组的单机容量（KW ）由型谱可知，与出力限制线交点的单位流量为设计工况点单位流量，则Q 11r =1.155m 3/s,对应的模型效率ηm =85.5%，暂取效率修正值 Δη=0.03，η=0.855+0.03=0.885。

模型最高效率为88.5%。

m H Q P D r r 478.1885.05.28155.181.9333.333381.95.15.1111=⨯⨯⨯==η 按我国规定的转轮直径系列（见《水轮机》课本），计算值处于标准值1.4m 和1.6m 之间，且接近1.4m ，暂取D 1=1.4m 。

2、计算原型水轮机的效率908.04.146.0)885.01(1)1(155110max =--=--=D D M M ηη Δη=ηmax-ηM0=0.908-0.885=0.023η=ηm +Δη=0.855+0.023=0.87815、 同步转速的选择min/686.2814.195.0/5.28721110r D H n n p=⨯==min /96.01855.0878.07210M 0T 11011r n n =-⨯=-=∆）（）（ηηmin /96.7296.072n 1111r 11r n n m =+=∆+= 16、 水轮机设计单位流量Q11r 的计算r Q 11=r r r H D η5.12181.9P =878.05.284.181.9333.33335.12⨯⨯⨯=0.6363m /s 17、 飞逸转速的计算r n =111max D H n r =72.96×4.18.33=302.98r/min18、 计算水轮机的运行范围最大水头、平均水头和最小水头对应的单位转速 min)/872.6696.08.334.1686.28111max 1min 11r n H nD n =-⨯=∆-=min)/(04.7196.095.0/5.284.1686.28111111r n H nD n p a =-⨯=∆-=min)/(976.9096.04.184.1686.28111min 111r n H nD n a =-⨯=∆-=二、选择：ZZ450时，n11=120r/min,一．二台1、计算转轮直径水轮机额定出力：kw N P GGr 67.66669.0106.04=⨯==η上式中： G η-----发电机效率,取0.9 G N -----机组的单机容量（KW ）由型谱可知， Q 11r =0.92m 3/s,对应的模型效率ηm =90.5%，暂取效率修正值 Δη=0.03，η=0.905+0.03=0.0.935。

模型最高效率为93.5%。

m H Q P D r r 279.2935.05.2892.081.967.666681.95.15.1111=⨯⨯⨯==η 按我国规定的转轮直径系列（见《水轮机》课本），计算值处于标准值 2.25m 和2.5m 之间，且接近2.25m ，暂取D 1=2.25m 。

2、计算原型水轮机的效率953.025.246.0)905.01(1)1(155110max =--=--=D D M M ηη Δη=ηmax-ηM0=0.953-0.905=0.018η=ηm +Δη=0.905+0.018=0.92319、 同步转速的选择min/593.31125.295.0/5.281281110r D H n n p=⨯==min /244.11905.0923.012810M 0T 11011r n n =-⨯=-=∆）（）（ηηmin /244.129244.1128n 1111r 11r n n m =+=∆+= 20、 水轮机设计单位流量Q11r 的计算r Q 11=rr r H D η5.12181.9P =923.05.2825.281.967.66665.12⨯⨯⨯=1.213m /s 21、 飞逸转速的计算r n =111max D H n r =129.244×25.28.33=333.955r/min22、 计算水轮机的运行范围最大水头、平均水头和最小水头对应的单位转速 min)/346.119244.18.3325.2593.31111max 1min 11r n H nD n =-⨯=∆-=min)/(756.126244.195.0/5.2825.2593.31111111r n H nD n p a =-⨯=∆-=min)/(197.162244.14.1825.2593.31111min 111r n H nD n a =-⨯=∆-=二．三台1、计算转轮直径水轮机额定出力：kw N P GGr 444.44449.0104.04=⨯==η上式中： G η-----发电机效率,取0.9 G N -----机组的单机容量（KW ）由型谱可知， Q 11r =0.92m 3/s,对应的模型效率ηm =90.5%，暂取效率修正值 Δη=0.03，η=0.905+0.03=0.0.935。