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低水头径流式电站水轮机优化选型设计

陶建民  
【摘要】: 我国低水头水力资源分布广,但不均匀,有的极具开发价值,有的开发困难。由于受南北地理条件限制,径流条件差异很大。以长江流域为主的南方河流,年径流量较大,泥沙含量相对较少;以黄河流域为主的北方河流,年径流量较小,泥沙含量相对较多,这就使得水轮机选型具有一定的差异。本论文根据径流原始条件不同,结合近年来国内外水轮机选型设计的经验和方法,改进了低水头径流式电站水轮机的选型方法。论文取得的研究成果如下: (1)参照国内传统的选型设计(水能计算)方法,对几个关键性的参数如水轮机设计比转速n_s、设计水头H_d和额定水头H_r、水轮机转轮直径D_1和额定转速n_r、单位流量Q_(11)和单位转速n_(11)等进行优化,使其达到最佳匹配,水轮机选型更加合理。 (2)低水头径流式电站多属河床电站,由于水头较低,引水部分水力损失占设计水头比重较大,从进水口到尾水管出口的水头损失必须考虑。 (3)径流式电站水轮机额定水头H_r是决定水轮机基本尺寸的水头,因此也是决定厂房基本尺寸的水头。径流式电站水轮机设计水头H_d应介于电站的最大水头H_(max)与加权平均水头H_w之间,并接近H_(max),达到枯水期流量小时水轮机效率最高的目的。汛期不追求水轮机效率,应充分加大过机流量,增大机组功率并尽量减少弃水损失,使电站年发电量最大。 (4)对于工程实践中一些与国标、规范相悖的概念作了阐述,并对 西安理工大学硕士学位论上 一些工程技术问题作了探讨,使选型设计更加规范化和国际化。


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