Здание ГЭС (стр. 1 из 3)

Кафедра "Гидротехническое и энергетическое строительство"

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

"Здание ГЭС"

Выполнил:

Руководитель:

Минск 2008

Содержание

1. Выбор числа агрегатов, типа и параметров гидротурбины

2. Построение рабочих (мощностных) и эксплуатационной характеристик турбин

3. Расчет турбинной камеры и отсасывающей трубы

4. Выбор генератора и вспомогательного оборудования

4.1 Выбор генератора

4.2 Подбор системы регулирования гидротурбин

4.3 Выбор подъемно-транспортного оборудования

1. Выбор числа агрегатов, типа и параметров гидротурбины

Выбор числа агрегатов производится по величине установленной мощности ГЭС и режиму ее работы. Необходимо учитывать минимальную нагрузку ГЭС и ее продолжительность, так как считается опасной длительная работа турбин с нагрузкой менее 40% их мощности. Принимается, что на ГЭС установлено 3 гидроагрегата Zа =3.

Для выбора типа гидротурбины по значению установленной мощности ГЭС

и количеству гидроагрегатов определяется мощность одной турбины:

Расчетный напор ГЭС Нр принимается равным средневзвешенному

.

Требуемый тип турбины по значениям расчетного напора и мощности турбины находится по сводным графикам областей применения гидротурбин. Точка соответствующая расчетному напору и мощности турбины находится в пределах области работы гидротурбины РО310.

Параметры турбины определяются по главной универсальной характеристике гидротурбины.

Приведенная оптимальная частота вращения турбины

=64,5 мин - 1 .

Диаметр рабочего колеса может быть определен по формуле:

После округления диаметра до ближайшего нормального

=5м.

Частота вращения определяется по средневзвешенному напору из уравнения:

Ближайшая синхронная частота n=200 мин - 1 .

Для оценки правильности выбора номинального диаметра рабочего колеса турбины и его частоты вращения на главную универсальную характеристику наносится зона работы турбины (четырехугольник со сторонами

при Нmin и
при Нmах и вершинами в точках с координатами
, соответствующими максимальной и минимальной мощностям при указанных двух крайних напорах).

Если зона работы турбины располагается в центральной части характеристики, обеспечивая достаточно высокие КПД, выбор параметров турбины считается правильным.

Высота отсасывания турбины

- отметка УНБ;

К=1,05 - коэффициент запаса;

σ=0,044 - кавитационный коэффициент.

2. Построение рабочих (мощностных) и эксплуатационной характеристик турбин

Для оценки энергетических свойств турбин и выбора оптимального режима работы при эксплуатации после определения номинального диаметра рабочего колеса турбины и частоты вращения для заданного диапазона напоров производят построение линейных мощностных (рабочих) характеристик

, показывающих эффективность работы турбины при переменной нагрузке, а также напорно-мощностной эксплуатационной характеристики одной турбины и суммарной эксплуатационной характеристики нескольких параллельно работающих турбин в виде изолиний КПД в координатной плоскости мощностей и напоров.

Построение рабочих характеристик.

Приведенная частота вращения турбины и откорректированная приведенная частота для напоров:

Нmin =220,8м –

НР =247,7м -

Нmax =264,6м –

Поправка приведенной частоты:

С помощью главной универсальной характеристики составляется зависимость

. Расчет по построению линейной мощностной характеристики
удобно вести в табличной форме.

Тип турбины РО 310; D1 =5м; n=200 об/мин; Δη=4,5%

№ режимных точек Н= 220,8м;
ηм ,% η= ηм +Δη,%
, м3
N, кВт
1 68 72,5 0,165 96256,39
2 70 74,5 0,17 101909,1
3 73 77,5 0,185 115366,9
4 75 79,5 0, 195 124741
5 76 80,5 0,215 139265
6 80 84,5 0,24 163183,2
7 82 86,5 0,26 180966
8 84 88,5 0,282 200816,8
9 86 90,5 0,305 222103,8
10 87 91,5 0,32 235601,8
11 88 92,5 0,34 253062,8
12 89 93,5 0,37 278369,1
13 89 93,5 0,41 308463
14 88 92,5 0,432 321538,6
15 87 91,5 0,455 334996,4
№ режимных точек Н= 247,7м;
ηм ,% η= ηм +Δη,%
, м3
N, кВт
1 68 72,5 0,16 110906,2
2 70 74,5 0,167 118951,7
3 73 77,5 0,18 133374,3
4 75 79,5 0, 19 144417,1
5 76 80,5 0,21 161626,7
6 80 84,5 0,23 185815,8
7 82 86,5 0,25 206754,1
8 84 88,5 0,272 230149,6
9 86 90,5 0,303 262173,8
10 87 91,5 0,32 279942,7
11 88 92,5 0,34 300689,8
12 89 93,5 0,38 339698,2
13 88 92,5 0,42 371440,3
14 87 91,5 0,44 384921,2
15 86 90,5 0,462 399750,1
№ режимных точек Н= 264,6м;
ηм ,% η= ηм +Δη,%
, м3
N, кВт
1 68 72,5 0,155 118621,5
2 70 74,5 0,165 129758
3 73 77,5 0,18 147254,3
4 75 79,5 0, 19 159446,3
5 76 80,5 0,21 178446,9
6 80 84,5 0,23 205153,2
7 82 86,5 0,251 229183,6
8 84 88,5 0,275 256903,3
9 86 90,5 0,31 296144,8
10 87 91,5 0,325 313905
11 88 92,5 0,35 341746,1
12 88 92,5 0,4 390567
13 87 91,5 0,429 414354,6
14 86 90,5 0,45 429887,6

Рассекая рабочие характеристики турбин рядом прямых линий η=const с интервалом через 2%, получают точки равных КПД. Перенося эти точки на координатную сетку N и Н и соединяя их плавными кривыми, строят семейство линий равных КПД.

Для радиально-осевых турбин линия ограничения мощности при напорах Н>Нр строится на основании линии 5% запаса мощности на главной универсальной характеристики, а при напорах Н<Нр мощность турбины не превышает своего максимального значения, соответствующего номинальной мощности агрегата.



Построенная таким образом эксплуатационная универсальная характеристика отражает основные свойства только одной турбины, однако ее недостаточно для оценки условий работы нескольких или всех совместно работающих турбин ГЭС. С этой целью на ее основе строят суммарную эксплуатационную характеристику турбин ГЭС, координаты которой для параллельно работающих двух, трех турбин находятся удвоением, утроением абсцисс всех точек данного напорного режима.