1. 高水头水轮机选型
n=60f/p 转速 =60X频率/极对数 一般水轮发电机的磁极对数比较多,所以转速比较低。
水轮机转子各微段的质心不可能严格处于回转轴上,因此,当水轮机转子转动时,会出现横向干扰,在某些转速下还会引起水轮机系统强烈振动,出现这种情况时的水轮机转速就是水轮机临界转速。
2. 水轮机机型
不同地区、不同类型的机子都不同的。
一般火力发电厂的机组年利用小时大约为5500小时,机组年可利用小时数大约为7680小时。
水电站受蓄水情况制约,象三峡等大机组年利用小时数最少7000小时。象一般水库受枯水期制约,不好说。 水力发电利用的是把水的势能(水位的高度差引起的)和水的动能(速度引起的)转换成电能的。水轮发电机组主要由水轮机和发电机构成,前者的作用是把水的势能和动能转化成旋转机械能,是原动机;后者的作用是把旋转机械能转换成电能。两者通过主轴连接。发电机输出功率的大小由水轮机决定,而水轮机的输出功率则与引入流量和水头(上下游水位的高程差)成正比,流量越大或是水头越大或是两者都大,水轮机的输出功率也就越大。
在工程实际中,不同的河流,不同的地区,流量或是水头是不一样的,也就是说要么满足流量,要么满足水头,当然要兼顾二者。
当该地区河流落差不是很大的情况下,就只能尽量增加进入水轮机的流量来保证设计的输出功率了,这就要求水轮机的流道尺寸要大,单位时间进入水轮机的水要多,所以就产生了贯流式水轮机,顾名思义,水流的方向是沿着机组轴线方向贯穿其中的,又称为灯泡式机组。这类机型非常适合于水头很低(2~10米)的河床式电站,且单机容量一般在几万千瓦以下。
当水头在10~40米范围时,贯流式机组单机容量已经不能满足要求了,这就产生了轴流式水轮机,即水轮机的外形长得像轮船的螺旋桨,这种水轮机的轴是竖直的,故称为立轴式水轮机,水流进入叶片和流出叶片的方向都是顺着主轴的轴线方向的,故称为轴流式。整个机组的布置形式也是立着的!根据桨叶能否转动,又分为轴流转浆式和轴流定浆式水轮机,目前,绝大多数是轴流转浆式水轮机,单机容量从几万千瓦到20万千万不等。
当水头范围在30~300米左右范围时,轴流式水轮机已经不实用了(机械强度等不能满足要求),水轮机就变成混流式或斜流式的了,水流在进入叶片前是沿着圆周方向,流出叶片后是沿着轴线方向的,故称为混流式。混流式水轮机的叶片是固定的。当机组功率小于5000kw(数值不确定)时,一般设计为卧轴形式,即主轴是水平的,这种一般适用于小水电。当机组功率大于500kw时(数值不确定),机组就要设计成立轴形式的,以满足强度及检修需要。立轴混流式水轮发电机组单机容量从几千千瓦到80万千瓦(现在正在设计单机100万千瓦的)不等,是当今应用范围最广、技术条件最成熟的水轮机。
当水头达到200~500米或更高时,这时主要利用的是水的动能冲转水轮机,水流是从喷嘴喷出的,这叫做冲击式水轮机。这种水轮机单机容量一般在几万千瓦以下,布置形式。。五十年
3. 低水头水轮机
水轮机五大要素是:引水部件(蜗壳),导水部件(导叶),工作部件(转轮),泄水部件(尾水管)和非过流部件(轴承、主轴、密封和飞轮等)。作用:
(1)、蜗壳:保证把来自压力水管的水流以较小的水流损失,均匀、轴对称地引入导水机构,使转轮四周所受的水流作用力均匀;使水流产生一定的旋转量(环量),以满足转轮的需要。
(2)、导叶:将来自蜗壳的的水流以一定的速度和方向引入转轮,保证水轮机具有良好的水力特性;当外界负荷发生变化时调节进入转轮的流量,以改变机组输出功率;在正常停机和事故停机时能截住水流。
(3)、转轮:它是水轮机的核心部件,其作用就是进行能量转换,把水能转换成旋转的机械能。
(4)、尾水管:将转轮出口的水流平稳地引向下游;可使转轮安装在下游水位之上,并在转轮出口处形成静力真空,从而可利用转轮高出下游水面的水头,使水轮机多利用一部分位置水头;由于尾水管出口截面变大,降低了出口流速,减少了水轮机出口动能损失,使转轮出口的动能恢复为动力真空,使水轮机多利用一部分水流动能,从而提高了水轮机的效率。
4. 高水头水轮机选型标准
简而言之,就是水头较低,流量较大的,比转速较高的混流式水轮机。(水流由径向进入转轮,然后沿轴向流出的水轮机称为混流式水轮机。高比转速水轮机的显著特点是低水头、大流量。混流式水轮机的比转速范围在300——80,相比轴流转桨式水轮机算不上是高比转速,轴流转桨式水轮机的比转速范围是在1000——450。比转速可定义为水轮机在1m水头下工作,能发出1马力的功率,所对应的转速称为比转速。)
5. 水轮机净水头
功率(千瓦)=9.81 X 净水头(米) X 流量(秒立米) X 水轮机效率 X 发电机效率