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水电站设计开题报告

水电厂利用水资源作为发电的能源。水电的开发建设不仅要考虑到水能资源的蕴藏量、地质、地形、水文等因素,还包括水轮机、发电机、电气部分、厂房部分、水力机组辅助设备的设计与选择。

一.水动水电站设计题目为综合训练型题目,题目设计水、机、电、控几方面的领域,使我们更加完善、系统的掌握所学专业知识,为以后学习、工作打下良好的基础,从而达到综合训练的目的。

二.理论联系实际,综合运用课堂学习知识,以及课外对水电厂的认识实习、生产实习、毕业实习的认识了解,同时查阅有关《水电站设计手册》等方面的知识结合本次设计题目,做好花园崮水电站的初步设计,包括水轮机、发电机、电气部分、水力机组辅助设备和厂房部分的设计与选择。

本次设计所涉及的专业课程有《水轮机原理与运行》,《水轮机调节》,《水力机组辅助设备》,《发电厂电气部分》,《电力系统继电保护原理》等,之前都已系统的学习过,理论上已经初步掌握了设计方法,同时四年中先后经过认识实习,生产实习,对水电站的功能,组成,设备布置等情况已经有了感性和认识,所以经过本人的努力,可以完成本次设计任务。

主要内容1.水轮机组部分水轮机部分的设计包括水轮机的设计、选型和发电机的选型设计对于水轮机主要是型号的选择,应用模型综合特性曲线和比转速法来初步拟定备选方案;后经过初步分析,淘汰明显不合理的方案,保留两个精选方案;精选过程要进行两个方案的动能经济比较,绘制运转综合特性曲线,进行机电设备的投资估算及土建工程比较,并对代表年进行水轮机的平均效率及电能计算,最后确定出最佳方案,并对最佳方案进行水轮机飞逸转速,轴向力,导叶高程,导叶最大和最优开度,蜗壳水力计算,最后还要选择尾水管形式,绘制2蜗壳及尾水管剖面图,并考虑水轮机的特殊要求。

2.电气部分电气部分设计的任务主要是通过技术,经济比较与论证,确定出电站的电气主接线。通过短路电流计算选择设备,确定厂用变压器的台数,容量及接地点并配制出电压,电流互感器,确定其型号,变比和接线方式等,初步规划二次回路的基本方案,结合厂房布置,确定出主要电气设备的布置,最后绘制出电气主接线图一张。

3.辅机部分水力机组的辅助设备主要有油、气、水三大系统,以及起重设备、主阀调节机构等。

主厂房起重设备的选择应根据最大重件和机组台数,来选择起重机的台数和额定起重重量及起重机型式,并确定起重机的各吊钩的起重重量、升起高度、工作速度与工作制等,此外,吊具,吊钩的尺寸、起重机的实验方法等也要考虑。

主阀的选择要论证设置主阀的理由,主阀的结构形式外形尺寸(包括伸缩节),操作能源,并估算出主阀的重量。

水轮机的调节系统要根据水轮机引排水系统尺寸、主机参数,进行调节保证计算,确定合理的关机时间;选择调速器的型式,型号及外形尺寸;选择油压装置的型式,型号及外形尺寸。

油系统选择要根据其服务对象,油系统类型,绘制油系统图;计算最大充油设备充油量和全厂总充油量;计算选择储油设备,净油设备,输油设备及管道直径.压缩空气系统的选择要根据各用气部门情况拟定供气系统图,储气罐,空压机的参数。

水系统包括技术供水,消防供水及排水系统,要根据不同的供排水要求来选

择水泵,水管及供排水系统图。

4.厂房部分厂房的设计布置要依据以上各部分特别是水机部分的尺寸,正确合理地确定厂房的尺寸,结构布置,主要构件尺寸,并根据枢纽布置及机电设备布置,确3定厂内外交通通道以及副厂房的位置尺寸,最后绘制出厂房剖面图与发电机层、水轮机层、蜗壳层(包括尾水管层)平面图。

五项内容是包括以上四项内容,另外再加上一个英文资料的翻译,英文翻译不少于2000汉字。

题目特点分析电站位于贵州部渡江上游38km处,坝址两岸地形对称,山岩壁立对峙,河谷狭窄,坝址地基岩石紧密坚硬,河床岩石较完整,开发方式为坝后式,某公路通过厂区,交通较方便。

建有坝后式地上厂房,厂内装有4台单机容量为100MW共400MW的混流式水轮机,型号为HL160,以及与之相适应的悬式水轮发电机。该电站的水能规划参数主要有:Hmax=144.2m;Hav=125m;Hr=117m;Hmin=100.2m;河水最高温度42℃,河水最低温度-7.1℃,平均气温17.7℃。年平均相对湿度85%,多年平均最大风速1.9m/s。并入系统运行,担任基荷及部分峰荷,有调相任务。有3回220KV出线,均送往距离电站100公里的某联合开关站,由该开关站直接送往系统,2回110KV的出线,直接送往距离65公里的远方负荷。厂用变压器容量按装机容量的0.4%~1.5%选定,厂用电压等级有6kv和0.4kv两种。

采取的主要技术路线或方法本设计是在对原始资料进行分析,在其现有的实际条件的基础上,按照水电站设计的完整步骤,经过一步步的分析、推理、论证进行的。是按照实际条件,借鉴其它类似水电站的设计过程,查阅图书馆资料,并结合当今的实际情况和发展的实际水平进行的。技术路线的基本过程是:水轮机部分的设计→发电机部分的设计→电气部分的设计→水力机组辅助设备部分的设计→厂房部分的设计。

关于水轮机的选型:本水电站是大型电站,一般用型谱法和比转速法进行选型,即根据电站水头范围,从水轮机型谱中选择合适的水轮机型号。注意水轮机的工作水头范围,要把与设计水电站接近的水轮机型号都选入,并要求水轮机的最高水头不超过型谱规定的使用水头上限,设计水头不要低于型谱规定的使用水头下限。机组台数的拟定必须有根据,要考虑到相近电站的水轮机台数、当前水轮机的制造水平、水电站的运行、维护的灵活性、电站的平均效率、4主接线等因素。

在确定了水轮机的型号和台数后,就可以确定出备选方案。各方案在之间在能量指标(流量,出力,效率)方面及稳定性(空化、磨蚀、振动、飞逸)

方面会有差距,通过基本性能的比较,淘汰一些明显差距较大的备选方案。备选方案的比较,可以直接用水轮机模型参数,动能指标主要比较单位流量和单位转速。结合电站设计的具体情况,用模型参数比较不同机型的优、劣,选出较好的方案作为初选方案。

比较初选方案,要用水轮机的原型参数。要计算各方案水轮机的转速、转轮直径、原型效率、吸出高度、飞逸转速、轴向水推力,还要绘制水轮机工作范围图。方案比较仍然比较动能指标,空化指标或经济指标。此外,要比较水轮机的工作范围图,涵盖最高效率区的方案优越。

精选方案的比较,是在初选方案的基础上进行的。精选方案除了比较动能指标外还要比较经济指标,因此要列表计算比较各方案的设备价格与土建投资。

经过充分论证,选择一个最佳方案,并列出最佳方案参数表。

在此过程中所采取的计算方法有:试算法、反算法、图表法等常用方法。 并借助计算机、计算器等计算工具对设计结果进行估价,以比较其经济性,验证其可靠性和有效性,分析比较优越性,经过一系列的严密分析论证确定最佳方案。

绘制设计图时采用手工绘图和计算机绘图相结合,用文字处理器编写,本电站的设计图包括运行水轮机的运行特性曲线,尾水管主要剖面图,电气主接线一张,厂房布置图纸三张(横剖面图一张、发电机层、水轮机层平面图蜗壳尾水管层平面图各一张)。编写设计计算书和说明书,均要用计算机打印。

对于设计中出现的问题,要及时准确的查阅相关资料,并请教指导教师。 为了保证设计质量,设计过程的阶段成果应定期的上交指导教师,经指导教师批改后,对错误部分要及时纠正,并吸取教训,降低错误率。