Использование водной энергии
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
?ы в таблице 19.
Таблица 19 - Результаты расчета режимного поля проектируемой ГЭС
QНБ, м3/сZНБЗима, мDhвс, мZНПУ, мZУМО, мZВБ1, мНапорные характеристикиОграничение по мощностиОграничение по пропуск. способностиHНПУ, мHУМО, мHZВБ1, мQ, м3/сH, мQ, м3/сH, м0850,410298,410016,1013,0014,60200020,35250010,4050085,20,410298,410015,9012,8014,40250016,28260011,25100085,30,410298,410015,8012,7014,30260015,65280013,05200085,40,410298,410015,7012,6014,20280014,53300014,98300085,50,410298,410015,6012,5014,10300013,57400085,70,410298,410015,4012,3013,905000860,410298,410015,1012,0013,60
По полученным значениям построено режимное поле с учетом ограничений по мощности и пропускной способности (рисунок 16).
По режимному полю определяем следующие параметры:
расчетный напор Hp=14.0м;
минимальный напор Нmin=12,5м;
максимальный напор Hmax=15.9м;
максимальный расход Qmax=2900м3/с.
Для полученного диапазона изменения напора по справочным материалам [1] подбираем все возможные типы гидротурбин, исходя из следующих условий:
1) значение предельного напора не должно быть меньше максимального расчетного;
) отношение Нmin/Hmax=12,5/15.9=0,78 должно быть не меньше справочных данных.
) максимальный диаметр рабочего колеса гидротурбин должен выбираться с учетом транспортировки к месту монтажа.
Рисунок 16 - Режимное поле Рыбинской ГЭС по напору и расходу
Диапазону напоров соответствует ПЛ20-ГК, ПЛ20-В со следующими параметрами, представленными в таблице 20.
Таблица 20 - Параметры турбинного оборудования
ПараметрТурбина ПЛ20-ГКТурбина ПЛ20-ВМаксимальный напор гидротурбин2020Диапазон регулирования0,350,50Оптимальная приведенная частота вращения155146Оптимальный приведенный расход15801160Оптимальный КПД модели0,9180,92Приведенный максимальный расход2000-27501800-2060Коэффициент кавитации1,2-1,80,78-1,0Приведенный диаметр рабочего колеса0,4600,500Напор модельной турбины3,66-101820
На главных универсальных характеристиках турбин намечаем расчетные точки Р1, предварительно проведя линию через оптимум КПД (мз/с- для ПЛ20-В, мз/с для ПЛ20-ГК).
Для более обоснованного выбора параметров гидротурбины выполняем расчеты для ряда стандартных диаметров (начиная с максимально возможного [1] для каждого типа турбин), результаты которых представлены в таблицах 21 и 22 для ПЛ20-В и ПЛ20-ГК соответственно.
КПД натурной турбины определим по формуле:
, (24)
где , D1м, Нм - КПД, диаметр и напор модельной турбины (20);
D1, - диаметр и расчетный напор натурной турбины;
, - коэффициенты кинематической вязкости воды для натурной и модельной турбины соответственно, зависящие от температуры воды для натурных и модельных условий tн и tм (по [1] м2/с, м2/с и м2/с для ПЛ20-В и ПЛ20-ГК соответственно);
- коэффициент, выражающий отношение потерь трения ко всем гидравлическим потерям (по [1] ).
Мощность одного агрегата:
, (25)
где - приведенный расход в расчетной точке;
- средний КПД генератора (предварительно принимаем [1]).
Число устанавливаемых на ГЭС агрегатов находим по формуле:
, (26)
где МВт - расчетная установленная мощность (п.п. 2.7).
Рассчитанное число агрегатов округляется в большую сторону ().
После чего уточняется мощность агрегата:
; (27)
Синхронная частота вращения:
, (28)
где - приведенная частота в расчётной точке на ГУХ;
- поправка на приведённую частоту вращения при переходе от модели к натуре.
По полученной синхронной частоте вращения принимаем ближайшее большее стандартное значение [1].
Приведенные частоты вращения соответствующие известным напорам - максимальному, расчетному и минимальному находятся по следующим формулам:
; (29)
; (30)
. (31)
Результаты расчета приведены в таблицах 21 и 22.
Таблица 21 - Результаты расчета параметров оборудования для различных значений D1 гидротурбины ПЛ20-В
D1,м44,555,35,666,36,77,17,580,9400,9410,9420,9430,9430,9440,9440,9440,9450,9450,946Na*,МВт13,917,621,724,427,331,334,539,143,949,055,8Za*25,2219,9116,1114,3312,8311,1710,138,957,977,146,27Za252016141311109876Na,МВт14,017,521,925,026,931,835,038,943,850,058,3?Р1,0221,0231,0241,0251,0251,0261,0261,0261,0271,0271,028nc*,об/мин138,1122,8110,6104,398,892,287,882,678,073,869,2nc,об/мин142,8125,0115,4107,1100,093,888,283,378,975,071,4n`min,об/мин141,7139,5143,0140,6138,7139,4137,6138,1138,6139,2141,3n`p,об/мин151,0148,6152,4149,9147,8148,5146,6147,2147,7148,3150,6n`max,об/мин159,8157,3161,3158,6156,4157,2155,2155,8156,4157,0159,4
Таблица 22 - результаты расчета параметров оборудования для различных значений D1 гидротурбины ПЛ20-ГК
D1,м44,555,35,666,36,77,17,580,9430,9440,9440,9450,9450,9460,9460,9460,9470,9470,947Na*,МВт20,726,232,436,440,646,751,558,265,473,083,1Za*16,9313,3610,829,628,617,506,806,015,354,794,21Za171311109876554Na,МВт20,626,931,835,038,943,850,058,370,070,087,5?Р1,0251,0261,0261,0271,0271,0281,0281,0291,0291,0291,030nc*,об/мин146,8130,5117,5110,9105,098,093,387,882,978,573,6nc,об/мин150,0136,4125,0115,4107,1100,093,888,283,378,975,0n`min,об/мин148,6152,0154,7151,4148,4148,4146,2146,1146,2146,3148,3n`p,об/мин158,4162,0164,9161,3158,1158,2155,8155,7155,8155,9158,0n`max,об/мин167,6171,4174,5170,7167,4167,4164,8164,8164,9165,0167,2
Анализируя полученные варианты параметров РО турбин выбираем турбину ПЛ20-ГК со следующими параметрами: ПЛ20-ГК с D1=7,1м, Za=5, nc=83,3 об/мин.
Вариант с турбиной РО170а-В в дальнейшем рассматриваться не будет, так как расчетная точка на главной универсальной характеристике не находится в рекомендуемом по справочным данным [1] диапазоне изменения и ?.
На главных универсальных характеристиках проводим линии n`max, n`p, n`min. Определяем окончательно положение расчетной точки. Для этого на универсальной характеристике на линии n`p подбираем такое сочетание и , чтобы выполнялось равенство:
; (32)
м3/с,
где м3/с, .
Для полученной расчетной точки строим линию ограничения по установленной мощности генератора. Для этого на линии n`min соответс