第章水力机械的选型ppt课件.ppt

第二章叶片式流体机械的选型 第一节流体机械产品的标准化与系列化 一个矛盾 用户 性能参数的多样性价格低 质量可靠维修方便 制造商 满足多样要求 或小批量生产 价格 质量 维修难以保证 满足价格 质量 维修要求 大批量生产 参数难以满足不同用户要求 解决办法 三化 标准化 系列化 通用化 流体机械的系列型谱 主要考虑因素 流动特性和结构 强度 材料 型谱的主要内容 1 模型的数量模型 系列 和 型式 2 叶轮的标准直径 品种 确定品种数量的依据 效率降低值 第二节中 小型水轮机的系列型谱 一 水轮机型号的编制方法 水轮机型式 转轮型号 比转速 主轴布置型式 引水室的特征 转轮直径 主轴布置型式和引水室特征代表符号 冲击式水轮机直径表示 标称直径 型号示例 HL220 LJ 550 二 中小型轴流式 混流式水轮机转轮的系列型谱 混流式入谱转轮主要参数 标准直径系列 三 中小型轴流式 混流式水轮机产品系列型谱 第三节水轮机的选型计算 一 原始资料 选型任务及原则 一 水轮机选型的原始资料1 水电站的水头和流量 Hmax Hmin 运行范围内的最大与最小水头 设计水头Hd 最高效率点的净水头 额定水头Hr 能发出额定功率的最小净水头 加权平均水头Hw 加权平均值 最大流量qVmax 流经电站的流量的最大值 额定流量qVr 额定水头 转速 功率时的流量 2 上下游水位标高 海拔高程 3 水电站的装机容量 机组台数 及初步选择的水轮机转轮型号 参数 直径和转速 4 调节保证要求值 5 水电站的水质资料 如河流含砂量及砂粒大小等 6 水轮机输水管道尺寸及布置情况 7 水电站允许的最大挖深值 8 运输及安装条件 原始资料 选型任务及原则 系统的负荷分配 9 水电站的运行情况 如水电站在电力系统中担任峰荷或基荷的情况 是否要作调相机运行等 二 选型计算的任务 1 水轮机的类型和转轮型号 2 水轮机的结构型式 3 保证发出额定功率的转轮直径 4 水轮机的额定转速和飞逸转速 5 所有运行水头和功率下水轮机的效率和吸出高度值 即绘出水轮机的运转特性曲线 6 轴向推力及叶片力矩的计算 7 调节保证计算 8 辅助设备的选择 三 选型的一般原则 电站的水轮机选型是复杂的系统工程 对工程的综合效益有重大影响 主要的技术经济因素 工程的综合利用 发电 航运 防洪 灌溉 养殖 旅游机组 效率 空化 稳定性 尺寸 价格土建 工程造价 施工难度 工期制造 设计 毛坯 加工运输 安装 水力角度 max av NPSH D n 成本 比速系数 二 用系列型谱使用范围图和系列使用范围图选型 ZZ500系列使用范围图 三 根据综合特性曲线进行选型计算 1 选择水轮机的系列 水头段 2 转轮直径 参数 P 单机额定功率 考虑电机效率 Q11 混流式 5 功率限制线orHS轴流式 HSor效率 最小尺寸原则 混流式水轮机选型时单位流量的确定 ZZ式水轮机选型时单位流量的确定 转速计算 先近似取值 然后修正H 额定水头Hr 化整为标准直径 通常向大方向 允许采用非标准直径的情况 大机组or高转速 3 转速 注意 最优单位转速和加权平均水头 发电机同步转速 检查正确性 7 允许吸出高度HS的计算8 飞逸转速计算 单位飞逸转速 飞逸系数 混流式的飞逸特性 混流及轴流定桨式的最大飞逸转速 转桨式的飞逸特性 转桨式的最大飞逸转速 9 轴向水推力及叶片水力矩的计算 离心式轴向水推力的产生 减压孔与减压板 轴向水推力的估算 作用于轴流式叶片的力 单位轴向力 抬机事故 轴向力特性 防止措施分段关闭 10 水轮机重量估算 四 水轮机运转特性曲线的绘制 1 工作特性曲线 f P 的绘制 选定若干水头 包括Hmax Hmin Hr Hw 转向点 3 功率限制线的绘制 发电机功率限制 水轮机功率限制 定桨式 转桨式 转桨式的功率限制 4 等吸出高度线的绘制 辅助曲线HS f P 辅助曲线P f Q11 运转特性曲线汇总 检查直径与转速的合理性 第四节叶片泵的系列型谱与选型计算 一 离心叶轮的切割 一 切割定律 经验公式 二 切割抛物线及其应用 切割叶轮的出口速度三角形 讨论条件 A2 2不变 u2 D2如果有cm2 D2 则三角形相似此时有H D22 qV D2 切割定理 对应工况 三 最大允许切割量和切割高效区 允许切割量与nS的关系 切割高效区 二 叶片泵的系列型谱 泵产品的特点 用途广泛 要求各异 批量大 型谱的特点 综合划分 水力 结构 用途 一 农用水泵的分类方法 1 大类 排灌机械 2 小类 混合划分离心泵 混流泵 轴流泵 井用泵 地表潜水泵 喷灌机械 水轮泵 手动泵 特种泵 3 系列 结构型式 用途 材料相同 部件通用 参数按规律分布 4 品种规格 按基本参数划分 不同系列参数不同 品种还可分规格 机械产品 大类 小类 离心泵 混流泵 轴流泵 井用泵 排灌机械 系列 单级离心泵 多级离心泵 单级双吸泵 自吸离心泵 品种型号 IB50 32 125 规格 IB50 32 125A IB50 32 160 三 叶片泵的系列型谱 其他产品系列 泵的 系列 概念 更强调结构 材料 零部件的通用化程度 不再以比转速作为划分系列的依据 系列 结构形式 用途 材料相同 除过流部件外 其它零部件通用程度高 基本参数按一定规律分布的产品 同一系列中 可由若干比转速按一定规律变化的水力模型换算构成系列中的全部产品 不同的系列中 则可能有相同的水力模型 泵的系列型谱图 二叶片泵的选型计算 一 原始资料及选型原则 任务的分类 专用与通用产品 1 泵选型的原始资料 排灌泵站 1 系统的扬程和流量Hmax Hd Hmin Hav qVmax qVmin qVd2 系统的总容量 功率 3 输送介质资料 例如水中含砂量及砂粒大小等4 管道尺寸及布置情况5 系统的运行情况 2 泵选型的原则 1 满足流量及扬程要求2 效率高 同时不发生空蚀和动力超载的现象3 机电设备和土建投资少4 便于操作维修 运行和管理费用小5 尽量选用标准化 系列化的产品和相同型号的泵 二 叶片泵选型的计算 1 用系列型谱图或产品特性曲线进行选型 现有产品 注意事项 专用与通用系列台数 多方案比较各扬程时的实际流量 考虑管网特性以后 平均扬程对应于泵的高效范围设计扬程保证提供设计流量最大最小扬程时能安全运行 泵的运转特性曲线 补充说明 使用扬程范围问题离心 混流与轴流的选用台数问题多级泵