水电站毕业设计

1、答辩人答辩人： 王某某王某某学学号：号：1 1* * * * * * * * *2 2指导老师指导老师：* * * * * * * *答辩时间：答辩时间：2020* * *年年5 5月月2 29 9日日水电站设计及其优化运行水电站设计及其优化运行设计流程设计流程一、一、“BEBEJ J河河”水电水电站基站基本本资资料料分分析析二、水电站二、水电站设设计计三、三、水水电电站站优优化化运运行行水水轮轮机机选选型型设设计计蜗壳蜗壳尾管尾管结构结构形式形式及控及控制尺制尺 寸寸调节调节保证保证计算计算及调及调速器速器的选的选择择水电水电站厂站厂房尺房尺寸设寸设计计水轮水轮发电发电机选机选型设型设计计起

2、起重重设设备备的的选选择择水电站设计及其优化运行水电站设计及其优化运行 BEJ BEJ河引水枢纽通过河引水枢纽通过15km15km的渠道向的渠道向BEJBEJ河水库引水，水库主要任务是河水库引水，水库主要任务是调节水能，以供发电，水库放水闸通过调节水能，以供发电，水库放水闸通过700m700m长的明渠与长的明渠与BEJBEJ河水电站相河水电站相连接。连接。额定水头额定水头 25.810m 25.810m最大水头最大水头 26.660m 26.660m电能加权平均水头电能加权平均水头 25.810m 25.810m最小水头最小水头 24.500 24.500m m 电站引用流量电站引用流量 37

3、.200m 37.200m3 3/s/s 电站电站规划总装机容量规划总装机容量 65006500kWkW水电站设计及其优化运行水电站设计及其优化运行 水电站水电站利用水库集中了一部分水头，又利用利用水库集中了一部分水头，又利用700m的动力渠道集中的动力渠道集中了一部分水头，水电站开发方式为混合式开发。了一部分水头，水电站开发方式为混合式开发。 水轮水轮机型式选择混流式机型式选择混流式水轮机。水轮机。 考虑考虑到机组台数与设备制造、工程建设费、运行管理、电力系统、到机组台数与设备制造、工程建设费、运行管理、电力系统、电厂主接线、运行效率的关系，最终选择的机组台数为三台电厂主接线、运行效率的关系

4、，最终选择的机组台数为三台。水电站设计及其优化运行水电站设计及其优化运行 机组装机容量为两台机组装机容量为两台2500kW,一台一台1500kW。 用水轮机系列型谱和比转速法初步选择水轮机转轮型号为用水轮机系列型谱和比转速法初步选择水轮机转轮型号为HL310，HL260，A501-33.6。 初选水轮机转轮型号主要参数的初选水轮机转轮型号主要参数的确定。确定。 在在初步选择转轮初步选择转轮型号之后，对这型号之后，对这三三款款转轮进行转轮进行参数计算比较。参数计算比较。 在各自的模型综合特征性曲线上做出高效区，尽可能多的在各自的模型综合特征性曲线上做出高效区，尽可能多的包围最包围最高效高效率区。

5、率区。 通过对三种方案参数的比较，从能量特性和空蚀特性角度，通过对三种方案参数的比较，从能量特性和空蚀特性角度， 最后选最后选择的水轮机转轮型号为择的水轮机转轮型号为A501-33.6，水轮机选混流，水轮机选混流A501型。型。 水电站设计及其优化运行水电站设计及其优化运行 绘制绘制水轮机工作特性曲线水轮机工作特性曲线 运转特性曲线的绘制运转特性曲线的绘制 运转综合特性曲线分析，运转综合特性曲线分析，A501型合理。型合理。蜗壳蜗壳型式的选择型式的选择 由于当今金属蜗壳制造工艺成熟，且水力条件较好，由于当今金属蜗壳制造工艺成熟，且水力条件较好，而且安装而且安装时是已时是已制成的，混凝土蜗壳现场

6、浇筑比较麻烦，故选择金属蜗壳，蜗壳制成的，混凝土蜗壳现场浇筑比较麻烦，故选择金属蜗壳，蜗壳包角包角345。水电站设计及其优化运行水电站设计及其优化运行 蜗壳蜗壳水力计算水力计算 蜗壳蜗壳内水流运动是复杂的，为了简化蜗壳断面设计，本次设计内水流运动是复杂的，为了简化蜗壳断面设计，本次设计假设假设蜗壳蜗壳中水流流速矩不变对蜗壳进行水力计算。中水流流速矩不变对蜗壳进行水力计算。从从345开始开始每每隔隔15取取一个断面，共取一个断面，共取24个断面，计算蜗壳个断面，计算蜗壳x、y、z 三三个方向的尺寸。由圆个方向的尺寸。由圆断面过渡到椭圆断面的断面过渡到椭圆断面的角度角度大机组的为大机组的为97，小

7、，小机组的机组的为为94。其中其中蜗壳进口断面的尺寸如下表：蜗壳进口断面的尺寸如下表：小机组小机组1.3012.1323.433大机组大机组1.6802.8254.505水电站设计及其优化运行水电站设计及其优化运行水电站设计及其优化运行水电站设计及其优化运行水电站设计及其优化运行水电站设计及其优化运行 机组机组段段长度如表所示长度如表所示机组段长度机组段长度（m）小机组小机组4.6333.5958.228大机组大机组5.7054.37110.076 机组段的长度计算机组段的长度计算 分别计算蜗壳层、尾水管层、发电机层分别计算蜗壳层、尾水管层、发电机层+x方向和方向和-x方向的尺寸，方向的尺寸，

8、+x方向的最大尺寸与方向的最大尺寸与-x方向的最大尺寸之和即为机组段长度，机组段方向的最大尺寸之和即为机组段长度，机组段长度是由蜗壳层的尺寸决定的。长度是由蜗壳层的尺寸决定的。水电站设计及其优化运行水电站设计及其优化运行 分别分别计算蜗壳层、尾水管层、发电机层计算蜗壳层、尾水管层、发电机层+y方向方向和和-y方向方向的尺寸，的尺寸，+y方方向向的最大尺寸与的最大尺寸与-y方向方向的最大尺寸之和即的最大尺寸之和即为为主主厂房宽度厂房宽度，机组，机组段宽度段宽度是是由由发电机层平面布置的发电机层平面布置的尺寸决定的尺寸决定的。 边边机组段加长长度取机组段加长长度取1.5m。 安装安装间长度取间长度

9、取1倍的大倍的大机组机组机组机组段段长度长度10.075m。最后得主。最后得主厂房厂房 净净长长为为39.955m。副厂房长度与主厂房相同。副厂房长度与主厂房相同。水电站设计及其优化运行水电站设计及其优化运行 尾水平台宽度为尾水平台宽度为3m,3m,高程比最高尾水位高高程比最高尾水位高2 2m m。水电站设计及其优化运行水电站设计及其优化运行 水电站水电站优化运行采用动态规划法，本水电站在额定水头优化运行采用动态规划法，本水电站在额定水头25.81m25.81m，给定，给定负荷负荷5 56 60000k kW W方式下进行优化运行，流量满足要求，不受限制，目标函数为方式下进行优化运行，流量满足要求，不受限制，目标函数为电站的总出力一定，寻求电站的总流量最小，对应的数学模型为：电站的总出力一定，寻求电站的总流量最小，对应的数学模型为：水电站设计及其优化运行水电站设计及其优化运行 最后最后得出的最小流量得出的最小流量为为26.509m3/s,三台机组的负荷分配为三台机组的负荷分配为1号机号机2500kW,2号机号机2500kW，3号号机机600k