Основные параметры турбины ГЭС

 

Определяем мощность гидротурбины:

кВт.

По полученной мощности и напорам, на которых используется гидротурбина, выбираем для рассмотрения радиально-осевую турбину РО115.

 

Основные параметры РО 115

Диаметр рабочего колеса

 

Для определения диаметра рабочего колеса используем универсальную характеристику выбранной гидротурбины (прил. 4) и таблицу основных параметров номенклатурных гидротур­бин (таблица 2 [1]).

Диаметр рабочего колеса (м) гидротурбины опреде­ляем по формуле:

м м

где: N - номинальная мощность гидротурбины, кВт;

- приведенный расход в расчетной точке, ;

- расчет­ный напор гидротурбины, м;

- полный КПД натурной гидротурбины, соответствующий режиму ее работы в расчетной точке.

Положение расчетной точки на универсальной характеристике в первом приближении – на линии ограничения мощности, при n’ = n’_опт + 2 …5 мин^-1.

n’ = 74, 5+3=77, 5 мин^-1

Округляем полученный диаметр рабочего колеса до ближайшего стандартного: м.

Изменение диаметра рабочего колеса при округлении до ближайшего стандартного приведет к некоторому смещению расчётной точки по приведенному расходу , что необходимо учесть при определении координаты рабочей точки:

Таким образом, рабочая точка: м, .

 

 

Синхронная частота вращения

 

Определяем значение с помощью графика на рисунке 3 на стр. 13 [1]:

,

где: - диаметр рабочего колеса модельной гидротурбины м;

- диаметр рабочего колеса натурной гидротурбины м;

- напор модельной гидротурбины, м;

- напор натурной гидротурбины, м.

.

,

где: - максимальный КПД натурной гидротурбины;

- максимальный КПД модели, .

Необходимо иметь в виду, что , то есть ,

где: - поправка приведенной частоты вращения с учётом масштабного эффекта. Определяем ее по формуле:

.

Нормальную частоту вращения гидротурбины, выраженную числом оборотов вала в минуту, ориентировочно определяем по формуле:

,

где: - приведенная частота вращения рабочего колеса натурной гидротурбины, соответствующая рабочей точке на универсальной характеристике;

- расчётный напор гидротурбины, м;

- диаметр рабочего колеса после округления, м.

По таблице 3 на стр. 13 [1] выбираем синхронную частоту вращения: , число пар полюсов генератора .

 

Зона работы гидротурбины

 

После расчёта и выбора диаметра и частоты вращения проектируемой гидротурбины необходимо убедиться в правильности их выбранных значений. Для этого на универсальную характеристику наносим зону работы проектируемой гидротурбины.

Зона работы ограничена по приведенной частоте вращения двумя горизонтальными линями, соответствующими минимальному и максимальному напорам, то есть линями:

,

,

.

Определяем линию ограничения мощности:

Для – Н_max=89 м

.

Наносим зону работы гидротурбины и линию ограничения мощности на универсальную характеристику (прил. 4).

 

Высота отсасывания гидротурбины

 

Высоту отсасывания гидротурбины приходится опре­делять в связи с тем, что в гидротурбинах имеет место явле­ние кавитации. Кавитация играет важную роль при эксплуатации гид­ротурбин, в зависимости от степени своего развития она сопровождается следующими нежелательными последствиями:

1. кавитационными разрушениями деталей проточного тракта;
2. вибрациями агрегата и здания ГЭС, а также резким шумом;
3. ухудшением энергетических параметров, то есть снижением КПД и мощности.

Высоту отсасывания для любого режима работы, характеризуемого значениями , , по универсальной характеристике, целесообразно определять по формуле:

м

где:

- отметка расположения станции над уровнем моря, м;

- напор турбины, м;

- коэффициент запаса на величину , и , принимаем

- кавитационный коэффициент турбины, .

Полученное значение не превосходит предельного м – при обычном расположении здания ГЭС.

 

Таблица 1. Высоты отсасывания РО 115

 

Н, м	σ	Кσ	Нs, м
83, 2	0, 113	1, 05	–0, 09
86, 53	0, 13	1, 05	–2, 19
	0, 13	1, 05	–2, 04

Получили отрицательную величину отсасывающей трубы. Это отрицательно скажется на стоймости работ, так как часть гидротурбины будет находится под землей и для вывода отсасывающей трубы на поверхность потребуется больше затратить материала, а следовательно возрастет стоимость работ.

 

 

Выбор рабочего колеса

Рабочая точка имеет координаты:

Q’₁ = 0, 98 (м³/с)

n’_1н = 71, 66 об/мин

η _н = 91, 0%

при D₁ = 2, 0 м

n’_{1м max} = 73, 08 (об/мин)

n’_{1м min} = 70, 66 (об/мин)

H_s = -2, 19 м

Отметка рабочего колеса находят по формуле:

,

23-2, 19=20, 81 (м)

Выбор спиральной камеры

 

В реактивных гидротурбинах для подвода воды к направляющему аппарату используют турбинные камеры различной конструкции.

Для средних и крупных вертикальных гидротурбин применяют спиральные турбинные камеры. По сравнению с другими турбинными камерами они имеют минимальные габариты, обеспечивают осесимметричный подвод потока и необходимую его закрутку. Осесимметричный подвод и создание необходимой закрутки перед направляющим аппаратом исключает неустойчивые режимы работы турбины и обеспечивает высокую эффективность рабочего процесса.

Для РО115 применяется только металлическая спиральная камера. Ее параметры и конструкция рассчитаны ниже и представлены в прил. 6.

 

Расчет металлической спиральной камеры.

Для выполнения расчетов необходимы следующие исходные данные:

D₁ = 2, 0 м,

Н_р =86, 53 м,

N =28224, 57кВт

1. Выбираем по табл. 11 [1 ] угол охвата

φ ₀ = 345⁰

b₀= 0, 25*2, 0 = 0, 5 ( м)

B = 3, 65*2, 0 = 7, 3 ( м)

По табл 13 [1] находим стандартные размеры:

D₀ = 2, 4 м

D_а = 3, 4 м

D_b = 2, 85 м

2. По рис 12 б) находим V_вх при Н_р = 86, 53 м

V_вх = 8, 62 м/с

3. Расход через входное сечение спирали

где Q – расход турбины,

Q = N /9, 81 H_р η _н,

Q = 28224, 57/9, 81*86, 53*0, 91 = 36, 54 м³/с

Q_вх = 345*36, 54/360=35, 02 м³/с

4. Радиус входного сечения спирали:

5. По данным входного сечения определяем постоянную спирали:

6. Задавая углы в пределах от 0⁰ до φ ₀=345⁰ с интервалами в 15⁰ находят соответствующие радиусы сечений ρ _i и наружный радиус Ri

По данным таблицы строим теоретический чертеж спиральной турбинной камеры.

Таблица 2. Расчет спиральной камеры

⇐ Предыдущая1234Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. I. 49. Основные принципы разработки системы применения удобрений.
2. I. Основные подходы к определению и изучению культуры.
3. I. Основные физические явления и процессы в электрических аппаратах
4. I. Основные черты и особенности западноевропейской культуры XIX века
5. I. Основные черты и особенности западноевропейской культуры XIX века.
6. I. ХАРАКТЕРИСТИКА ТЕКУЩЕГО СОСТОЯНИЯ, ОСНОВНЫЕ ПРОБЛЕМЫ РАЗВИТИЯ СФЕРЫ КУЛЬТУРЫ И ИСКУССТВА
7. II. 36. Основные задачи семеноводства.
8. II. Основные электромеханические процессы
9. II. ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ ВЫПОЛНЕНИЯ ВКР
10. IV. Основные направления исследования
11. V. ОСНОВНЫЕ ЦЕЛИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ЭКОНОМИКИ
12. А.2 ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ