龙口电站轴流式机组介绍
水轮机是比较成熟的原动力，全世界从第一台水轮机问世至今，混流式、冲击式已经有一百多年，轴流转桨式也近一百年，斜流式、贯流式也有五六十年。经过长时间的结构完善后，特别是近几十年的发展，各种机型的总体结构也趋于定型。水轮机作为水电站的心脏，其运行的好坏决定着电站的经济效益。
水轮机的分类
水轮发电机组是水电站的主要设备，水轮机是将水能转换成旋转的机械能，带动发电机发电。
按水流能量的转换方式来讲，水轮机可以分为两种：反击式和冲击式。
反击式：转轮位于水流流经的整个通道，在同一时间内所有的转轮叶片通道都有水流通过，经过叶片，流速大小和方向发生了变化，水流对转轮有一个反作用力，推动转轮旋转，利用这种反作用力推动转轮旋转的水轮机称之反击式机组（龙口和万家寨都属于此种）。反击式水轮机主要利用了水流的势能和动能。
冲击式：当水流流经转轮的时候，不像反击式水轮机那样整个转轮位于水流通道中，只有部分转轮叶片充满了水，其余部分则处在大气之中，水流以射流形式冲击转轮。主要是利用水流的动能推动转轮旋转。成为冲击式机组。多用于高水头水电厂。冲击式水轮机主要利用的水流的动能。
反击式（混流式、轴流式、贯流式、斜流式）水轮机
冲击式（水斗式、斜击式、双击式）
混流式机组是最常见的最广泛的机组，其所以称之为混流式机组是
因为水流在转轮中的流动过程是辐向进轴向出。大型混流式机组适用于50-700m。万家寨电站所有机组形式都是混流式机组，龙口5#为混流式
机组1S1550-01机组布置图.dwg。国内最大的混流式机组为三峡电站（700MW）。
轴流式水轮机水轮机总装图.pdf是目前应用比较广泛的一种水轮机。适用水头为2-70m。是一种低水头大流量水轮机。它的水流方向为进出
转轮叶片都是轴向的，轴向进，轴向出。龙口1-4#为轴流式机组。国内比较大的轴流式机组170MW葛洲坝电厂。
轴流式机组分为两种类型，分为轴流转浆式和轴流定桨式。顾名思义，
桨叶固定方式有所不同。定桨式机组的桨叶不能操作。对于机组的运行
范围要求更加苛刻。由于这个弊端，此种形式的机组已经越来越少。而
转浆式机组它的桨叶和导叶能同时操作，且随着工况的变化形成最优的
协联关系，提高了水轮机的平均效率，扩大了运行范围，获得了稳定的
运行特性，更是值得广泛使用的一种机型。工作过程和混流式水轮机基
本相同。水流经压力水管、蜗壳、座环、导叶、转轮、尾水管到下游。轴流式机组概述
龙口大机组型号为ZZ6K069A0-LH-710，轴流转桨式机组，转轮型号6K069A0，立式混凝土蜗壳，转轮标称直径710cm。小机组型号HLA904a
－LJ －330。主要结构概述：转轮图片.pptx 上图为龙口轴流转桨式水轮机的结构图。它的工作过程和混流式水轮机基本相同。水流经压力水管、蜗壳、座环、导叶、转轮、尾水管到下游。与混流式水轮机所不同的是负荷变化时，它不但调节导叶转动，同时还调节转轮叶片，使其与导叶转动保持某种协联关系，以保持水轮机在高效区运行。轴流式水轮机转轮位于转轮室内，轴流式水轮机转轮主要由转轮体、叶片、泄水锥等部件组成。转轮体上部与主轴连接，下部连接泄水锥，在转轮体的四周放置悬臂式叶片。在转桨式水轮机的转轮体内部装有叶片转动机构，在叶片与转轮体之间安装着转轮密封装置，用来止油和止水。
轴流式机组的主要特点
轴流式水轮机广泛应用于平原河流上的低水头电站，应用水头范围为3～55m ，目前最大应用水头不超过70m 。限制轴流式水轮机最大应用水头的原因是空化和强度两方面的条件。由于轴流式水轮机的过流能力大。单位流量和单位转速都比较大，转轮中水流的相对流速比相同直径的混流式转轮中的高，所以它具有较大的空化系数。在相同水头下，轴流式水轮机转轮由于叶片数少，叶片单位面积上所承受的压差较混流式的大，叶片正背面的平均压差较混流式的大，所以它的空化性能较混流式的差。因此，在同样水头条件下，轴流式水轮机比混流式水轮机具有更小的吸出高度和更深的开挖量。随着应用水头的增加，将会使电站的投资大量增加，从而限制了轴流式水轮机的最大应用水头。另一方面是由于轴流式水轮机叶片数较少，叶片呈悬臂形式，所以强度条件较差。当使用水头增高时，为了保证足够的强度，就必须增加叶片数和叶片的厚度，为了能够方便地布置下叶片和转动机构，转轮的轮毂比
，亦要随之增大，这些措施将减少转轮流道的过流断面面积，使得单位流量下降。当达到某一水头时，轴流式水轮机的单位流量甚至比混流式水轮机的还要小，这种情况也限制了轴流式水轮机应用水头的提高。但随着科学技术的发展，相信轴流式水轮机的应用水头会进一步提高。 主要结构件
轴流转桨式机组水轮机部分主要有蜗壳、座环、导叶、转轮、叶片、真空破坏阀、泄水锥、控制环、接力器、顶盖、主轴密封、水导轴承、支持盖等。
蜗壳：设备关键点照片\水轮机\蜗壳三维图.png σ1D dh d h =11Q
轴流式机组由于其过流量大，水头比较低等特点，大多采用混凝土蜗壳，而混流式机组大多采用金属蜗壳。蜗壳的主要功能:1、使水流进入机组的通道。2、使水流沿圆周均匀的进入座环，保证转轮运行的稳定性。3、使水流在进入固定导叶、活动导叶前形成一定的环量。
蜗壳的结构：龙口轴流机组相对尺寸较大，水头较低，为降低成本，所以采用混凝土蜗壳。混凝土蜗壳断面形状为T型。包角：龙口电站216o。龙口水头36.1米。混凝土蜗壳顶部布置有金属里衬，混凝土内设有钢筋。
蜗壳能设置有蜗壳放空阀，龙口的放空阀为直径为600mm的液压排水阀。主要作用是在机组检修时候，排空蜗壳内的积水，一般布置在蜗壳的最低处，利于水的自流。在防空阀进口处设置有放空阀拦污栅。
顶盖和支持盖
大型的轴流式水轮发电机组，顶盖和支持盖是分开的。支持盖通过法兰与顶盖连接，并支承在顶盖上。顶盖为箱型结构固定在座环上。水轮机导轴承安装在支持盖下部的导流锥内。顶盖上装有控制环，导水机构传动部件等。支持盖的下翼板为水轮机过流通道表面的一部分，应做成流线型，该过流表面有承受转轮前水流压力的作用。支持盖还承受着作用在转轮上的轴向水推力和转动部分重量。中小型轴流式水轮机常将顶盖和支持盖合为一件，总称顶盖。
支持盖是导水机构的主要支撑部件，它连接顶盖和内部各零件。既承受内部零件的重量，同时承受水压力、轴承支反力等。支持盖要求在不拆顶盖的情况下，能拆转轮。同时是转轮安装的工具。支持盖外部与顶盖连接，内部与导轴承、主轴密封连接。支持盖上布置有：真空破坏阀、锁锭装配、指针装配等。顶盖：焊接箱式结构，有上、下环板和筋板组成，上、下环板分别为导叶的上、中支点。顶盖密封：压板密封形式：密封条直径25mm
活动导叶：
活动导叶数量为24片，高2600mm,导叶的结构形式：龙口是非对称导叶。焊接结构。导叶上、下轴头密封部位镶不锈钢套。导叶立面密封：金属密封，进、出水边铺焊不锈钢。导叶端面密封：金属密封，端面铺焊不锈钢板。导叶密封：轴径密封：外圆静密封，采用一道“O”形圈；内园动密封，密封形式为双“O”形圈。
三、座环：
座环的功能：
使水流在进入活动导叶前形成一定的环量。
水轮机的主支撑。不但承受水压力作用，还承受整个机组和混凝土的重量。所有的力通过基础传递到混凝土。
座环的结构形式：
座环的基本结构主要有上部箱体、下部箱体和固定导叶。
座环的固定导叶插入箱体内焊接，结构强度好。
受运输的限制，座环分为4瓣。固定导叶按一定的角度摆放，与活动导叶形成一定的夹角。在蜗壳的末端有特殊固定导叶。
四、导叶传动机构：
主要有控制环、连杆装配、导叶保护装置、连杆销等设备
操作原理：接力器推动控制环转动，控制环带动连板和转臂转动，进而带动导叶转动
五、转轮：LK-TE_龙口水轮机随机图纸\30 Rotation\3200001.pdf
转轮的作用是：将水流的动能转换成机械能，经主轴传递给发电机转换成电能。轴流式水轮机的转轮体上装有全部叶片和操作机构，在安放叶片处转轮体的外形有圆柱形和球形两种。大中型转桨式水轮机的转轮体多数采用球形，它能使转轮体与叶片内缘之间的间隙在各种转角下都保持不大于2～5mm，达到减少漏水损失的目标。另外环形转轮体增大了放置叶片处的轮毂直径，有利于操作机构的布置。但是相同的轮毂直径下，球形转轮体减小了叶片区转轮的过水面积，水流的流速增加，使球形转轮体的空蚀性能比圆柱形差。
圆柱形转轮体其形状简单，同时水力条件和空蚀性能均比球形转轮体好。但转轮体与叶片内缘之间的间隙是根据叶片在最大转角时的位置来确定的，而当转角减小时，转轮体与叶片之间的间隙显著增大，叶片在中间位置时，一般间隙达几十毫米，增加了通过间隙的漏水量，效率下降，所以圆柱形转轮体的效率低于球形转轮体。
龙口转轮为轴流转桨缸动式结构：6个桨叶可随负荷的变化与导叶协联动作，对负荷的适应性较好。转轮操作原理：油压作用下，活塞不动作，接力器缸上、下动作，通过连板、转臂、枢轴带动叶片转动，调节叶片转角来适应电站不同负荷的变化。高压油在接力器缸内，转轮体内是低压油，可以保证叶片密封和连轴螺栓受力好。转轮各部件的基础，在叶
片转角范围内呈球形，内、外球面上装铜轴套，形成叶片系统的内、外支撑。中间设通孔，用于安装操作油管。内支柱为接力器缸的导向杆。
转轮体上设有放油阀和通气孔，用以安装、试验、检修时放油、充油、排气用。
转轮体与主轴法兰用双头螺柱把合，设有圆柱销传递扭矩。材料:
ZG20SiMn，外部叶片转角范围内铺焊不锈钢。转轮名义直径710CM，缸动式结构，轮毂比为0.45，工作压力为6.3MPA，六只叶片。球面直径3200mm，球面外开六个孔，内装铜轴套，为叶片操作系统的内部轴承，形成叶片的内外支撑。中间设直径230通孔。用于安装操作油管，内支柱为接力器缸的导向杆。
叶片：LK-TE_龙口水轮机随机图纸\30 Rotation\3520101-01.pdf
轴流式转轮取消了混流式转轮的上冠和下环，叶片数目相应减少，一般为3~8片，叶片轴线位置变为水平，使得转轮流道的过流断面面积增大，提高了轴流式水轮机的单位流量和单位转速。轴流式转轮的叶片一方面承受其正背面水压差所形成的弯曲力矩，另一方面承受水流作用的扭转力矩，同时还要承受离心力作用。受力最大位置在叶片根部，叶片的断面是外缘薄，逐渐增厚，根部断面最厚。叶片根部有一法兰，这是为了叶片与转轮体的配合。叶片本体末端是枢轴，枢轴上套有转臂。这样，把枢轴插在转轮体内，通过转臂，连上叶片操作机构就可以转动叶片了。龙口机组叶片材质为高强度不锈钢，ZG06Cr13Ni4Mo，五坐标数控加工，用组合样板和激光检查。叶片结构是枢轴与法兰分体结构。安装时的一些技术要求：叶片根部与转轮体球面安装后的间隙为2-3.2mm；接力器在全关位置叶片的转角位10度，接力器在全开位置时候，叶片的转角为35度。接力器的最大行程为207.3mm;接力器的最大工作油压为63公斤。叶片装配好后要进行静平衡试验，允许的残留不平衡重量在3200圆上为4.5公斤。气蚀是指水轮机流道内流动水体中的微小气泡在其形成、发展、溃裂过程中对水轮机过流部件表面所产生的物理化学侵蚀作用。气泡的溃灭引起的金属材料的损坏。混流式水轮机的转轮气蚀点主要发生在1；叶片背部出水边的下半部靠近下环处。2；叶片进水边的背部和进水边正面的下侧。而轴流式机组的气蚀主要发生在叶片背部边缘靠近出水边处，2，叶片吊孔附近、叶片根部、转轮室及法兰的下半部。一般空化刚开始为麻点状，随即越来越严重成为蜂窝状，最后出现裂纹等现象。
由于转桨式水轮机在运行中需要转动叶片以适应不同的工况，当叶片操作机构工作时，一些转动部件与其支持面间需要进行润滑，因此在转轮体内是充满油的。转轮体内的油是具有一定压力的压力油，这是因为一
部分主轴中心孔的油，最后排入受油器，而受油器布置在发电机的顶上，所以转轮体内的油有相当于发电机的顶部至转轮体这段油柱高度的压力，另外由于转轮旋转，油的离心力使油产生一定的压力。在另一方面，转
轮体外是高压水流，为了防止水流进入转轮体内部和防止转轮体内部的
油向外渗漏，在叶片与转轮体的接触处必须安装密封装置。从电站的运
行实践看，转桨式水轮机转轮叶片密封结构性能的好坏对保证机组正常
运行关系很大。密封的型式很多，目前国内水轮机厂采用较普遍的“”型转轮叶片密封结构。通过试验和运行表明，它具有良好的密封性能、
结构紧凑、制造和装拆方便。龙口叶片法兰密封形式采用V.X型橡胶组
合密封，可以有效的保证不漏水，不漏油。叶片材料有很好的耐磨性和
抗气蚀性。叶片操作机构有接力器缸、活塞、转臂、连杆等组成，采用
缸动式结构，活塞不动，来至受油器开、关腔的压力油进入接力器缸，
推动接力器缸的运动，带动连杆、转臂操作叶片转动。接力器缸和转轮
器导向键间设置六个导向键可以防止活塞转动。活塞与活塞缸之间设置
有良好密封，减少两腔漏油。
水导轴承：
承受主轴支反力，径向力，使机组运行稳定。
结构形式:分块瓦轴承。
分块瓦轴承：由导瓦、油箱、轴承座、冷却器等组成。该结构承载能力强。
导瓦：导瓦坯采用钢板，内部浇注巴氏合金瓦，龙口共有8块导瓦。
导瓦支撑采用球面支钉,后部有楔键,可调每块瓦与轴的间隙,间隙为
0.2-0.3mm。水轮机在各种运行工况下，水导轴承的轴
瓦最高温度不超过 65度。轴承油温不超过60度。水轮
发电机主要采用普通瓦结构，即在60~120mm厚的钢瓦坯表面加工出燕尾槽，然后浇注轴承合金（常用巴氏合金，也成钨金瓦）
延伸：小型水轮发电机多采用卧式，中型采用卧式和立式，而大型机组
采用立式布置。
立式水轮发电机组的推力轴承位于转子上部的统称为悬式，位于转子下
部的统称为伞式。常有的结构有1、三导悬式结构（机组有推力轴承、
上导轴承、下导轴承、水导轴承共三部导轴承的悬式机组）2、二导悬式结构（机组有推力轴承、上导轴承、和水导轴承共二部导轴承的悬式结构）3、三导或者二导轴承半伞式结构。机组有发电机上导轴承、发电机下导轴承、推力轴承（和发电机下导轴承组成组合轴承）和水轮机导轴
承（共三个或二个导轴承）的半伞式结构。4、二导全伞式结构。机组有推力轴承、发电机下导轴承和水轮机导轴承的全伞式结构。
真空破坏阀：LK-TE_龙口水轮机随机图纸\20 Distributor\2700001.pdf 导水机构上设有2个防止破坏及事故扩大的真空破坏阀保护装置。机组紧急关机时，由于导叶切断水流，导叶后将形成真空，机组运行不稳定，为此采取真空破坏阀补气。真空破坏阀的数量为2个，补气直径450mm，其位置靠近转轮中心。混流式机组多采用大轴补气。
锁锭装配
?水轮机检修时将导叶可靠的锁定在关闭位置。
?锁定形式：液压锁定。
?工作状态有信号反馈装置，电器信号送至机旁控制屏或调速器。
主轴密封
功能：主轴密封是防止流道内压力水通过转动和静止部分之间的间隙漏出，它由工作密封和检修密封组成。密封块采用进口的cestidur材料，具有良好的密封性和耐磨性。
结构形式:端面水压平衡式，使用年限长，在ALSTOM的大、中型机组上广泛使用。
原理:弹簧力和浮动件的重力向下作用，将均匀分布的轴向力加在密封块上，并在密封块和抗磨板间通入0.3Mpa压力清洁水，形成向上的力，达到动态平衡，形成水封和润滑水膜，保证磨擦面良好的密封效果。另外，密封漏水汇集在导流锥内，由立式潜水泵排走。
检修密封采用空气围带式密封，停机检修时，围带内通入压缩空气使围带扩胀，防止流道内的水进入机组内。
泄水锥：
功能是引导由叶片出来的水流顺利的变成轴向，避免水流互相撞击和向上旋转所造成的水力损失，从而保证水轮机的效率。泄水锥的外形尺寸由模型试验确定。中小型机组的泄水锥大多采用ZG30铸造，泄水锥上部
周围开有带筋的槽口，用螺钉把合，除加保险垫圈外，装配后螺幅还应和锥体点焊，防止机组在运行中泄水锥脱落。
尾水管的作用：
1、将转轮出口水流引向下游。
2、利用转轮高出下游水面的那一段位能。
3、回收部分转轮出口的动能。
尾水管有两种形式，直锥形尾水管和弯肘形尾水管。直锥形尾水管，由于管子比较长，需将下游开挖的很深，增加了成本。当然弯肘形尾水管增加了转弯的附加水力损失和出口水流的不均匀性。龙口尾水肘管为弯肘形，进口为圆形，逐渐渐变为方形到扩散段。有多节椭圆锥管组成，钢板焊接，分块运至工地焊接。
蜗壳、尾水放空阀：
主要作用为排空蜗壳、尾水内的积水，主要用于检修。蜗壳放空阀和尾水放空阀一般都设置在蜗壳和尾水管的最低部，根据排水能力的大小设置的数目不同，龙口1-4G设置两个尾水放空阀和一个蜗壳放空阀，5G设置有一个尾水放空阀和一个蜗壳放空阀。由于两个阀组都处于水轮机组的流道内，流道内流态比较复杂，放空阀组的关闭要严密，否则会出现空化和空蚀。
水轮机的选型设计 水轮机选型时水电站设计的一项重要任务。水轮机的型式与参数的选择是否合理，对于水电站的功能经济指标及运行稳定性，可靠性都有重要影响。 水轮机选型过程中，一般是根据水电站的开发方式，功能参数，水工建筑物的布置等，并考虑国内外已生产的水轮机的参数及制造厂的生产水平，拟选若干个方案进行技术经济的综合比较，最终确定水轮机的最佳型式与参数。 一：水轮机选型的内容，要求和所需资料 1：水轮机选择的内容 （1）确定单机容量及机组台数。 （2）确定机型和装置型式。 （3）确定水轮机的功率，转轮直径，同步转速，吸出高度及安装高程，轴向水推力，飞逸转速等参数。对于冲击式水轮机，还包括确定射流直径与喷嘴数等。（4）绘制水轮机的运转综合特性曲线。 （5）估算水轮机的外形尺寸，重量及价格。 wertyp9 ed\结合水轮机在结构、材质、运行等方面的要求，向制造厂提出制造任务书。 2.水轮机选择的基本要求 水轮机选择必须要考虑水电站的特点，包括水能、水文地质、工程地质以及电力系统构成、枢纽布置等方面对水轮机的要求。在几个可能的方案中详细地进行以下几方面比较，从中选择出技术经济综合指标最优的方案。 （1）保证在设计水头下水轮机能发生额定出力，在低于设计水头时机组的受阻容量尽可能小。 （2）根据水电站水头的变化，及电站的运行方式，选择适合的水轮机型式及参数，使电站运行中平均效率尽可能高。 （3）水轮机性能及结构要能够适应电站水质的要求，运行稳定、灵活、可靠，有良好的抗空化性能。在多泥沙河流上的电站，水轮机的参数及过流部件的材质要保证水轮机具有良好的抗磨损，抗空蚀性能。 （4）机组的结构先进、合理，易损部件应能互换并易于更换，便于操作及安装维护。 （5）机组制造供货应落实，提出的技术要求要符合制造厂的设计、试验与制造水平。 （6）机组的最大部件及最重要部件要考虑运输方式及运输可行性。 3.水轮机选型所需要的原始技术材料 水轮机的型式与参数的选择是否合理、是否与水电站建成后的实际情况相吻合，在很大程度上取决于对原始资料的调查、汇集和校核。根据初步设计的深度和广度的要求，通常应具备下述的基本技术资料： （1）枢纽资料：包括河流的水能总体规划，流域的水文地质，水能开发方式，水库的调节性能，水利枢纽布置，电站类型及厂房条件，上下游综合利用的要求，工程的施工方式和规划等情况。还应包括严格分析与核准的水能基本参数，诸如电站的最大水头Hmax、最小水头Hmin,加权平均水头Ha，设计水头Hr，各种特征流量Qmin、Qmax、Qa,典型年（设计水平年，丰水年，枯水年）的水头、流量过程。此外还应有电站的总装机容量，保证出力以及水电站下游水位流量关系曲线。 （2）电力系统资料：包括电力系统负荷组成，设计水平年负荷图，典型日负荷
课程设计任务书及指导书 水利水电工程专业 专科适用 教师：简新平 河北工程大学水电学院 年月日 Ⅰ《水电站》课程设计任务书 1 课程设计的目的 课程设计的目的，是培养学生运用本课程及相关课程基本理论和技术解决实际问题，进一步提高运算、绘图和使用技术资料的能力，通过具体工程实例设计提高设计观念和分析解决工程问题的能力。 2 课程设计成果及要求 2.1 课程设计成果 （1）设计说明书一份，内容包括：
A、封面； B、课程设计任务书； C、中文摘要； D、英文摘要； E、目录； F、正文； G、谢辞； H、参考文献； I、附录（附录为可选内容）。 （2）设计图纸一张，内容为： 设计过程中的辅助图、蜗壳、尾水管单线图。采用大米格纸或1号AutoCAD打印图纸，文字书写必须采用符合制图规范的长仿宋体。 2.2设计成果要求 ※请大家务必按以下要求完成设计成果，否则，审查时不予通过。 2.2.1说明书内容要求 （1）摘要。中文摘要在300字左右，外文摘要以250个左右实词为宜，关键词一般以3～5个为妥。 （2）目录。按三级标题编写（即：1……、1.1……、1.1.1……），附录也应依次列入目录。 （3）量和单位。量和单位必须采用中华人民共和国的国家标准GB3100～GB3102-93，它是以国际单位制（SI）为基础的。非物理量的单位，可用汉字与符号构成组合形式的单位。 （4）正文标题层次。全部标题层次应有条不紊，整齐清晰。相同的层次应采用统一的表示体例，正文中各级标题下的内容应同各自的标题对应，不应有与标题无关的内容。 章节编号方法应采用分级阿拉伯数字编号方法，两级之间用下角圆点隔开，每一级的末尾不加标点。分级阿拉伯数字的编号一般不超过四级。 各层标题均单独占行书写。第一级标题居中书写；第二级标题序数顶格书写，后空一格接写标题，末尾不加标点；第三级和第四级标题均空两格书写序数，后空一格书写标题。第四级以下单独占行的标题顺序采用A.B.C.…和a.b.c.两层，标题均空两格书写序数，后空一格写标题。正文中对总项包括的分项采用⑴、⑵、⑶…单独序号，对分项中的小项采用①、②、③…的序号或数字加半括号，括号后不再加其他标点。 （5）公式。公式号以章分组编号，如（2?4）表示第2章的第4个公式。公式应尽量采用公式编辑程序录入，选择默认格式，公式号右对齐，公式和编号之间不加虚线，公式调整至基本居中。 （6）表格。每个表格应有表序和表题，表序以章分组编号。表序和表题应写在表格上放正中，表序后空一格书写表题。表格允许下页接写，表题可省略，表头应重复写，并在右上方写"续表××"。 （7）插图。插图必须精心制作，线条粗细要合适，图面要整洁美观。每幅插图应有图序和图题，图序以章分组编号，如（图2?4）表示第2章的第4个图，图序和图题应放在图位下方居中处。图应在描图纸或在白纸上用墨线绘成，也可以用计算机绘图。 （8）参考文献。一律放在文后，参考文献的书写格式要按国家标准GB7714－87规定。参考文献按文中出现的先后统一用阿拉伯数字进行自然编号，序码宜用方括号括起。书写格式为：
第一章 一、填空题： 1．水电站生产电能的过程是有压水流通过水轮机，将转变为，水轮机又带动水轮发电机转动，再将转变为。 2．和是构成水能的两个基本要素，是水电站动力特性的重要表征。 3．我国具有丰富的水能资源，理论蕴藏量为 kW，技术开发量为 kW。 4．水轮机是将转变为的动力设备。根据水能转换的特征，可将水轮机分为和两大类。 5．反击式水轮机根据水流流经转轮的方式不同分为、、、几种。 6．反击式水轮机的主要过流部件（沿水流途经从进口到出口）有：，，，，。 7．冲击式水轮机按射流冲击转轮的方式不同可分为、和三种。 8．混流式水轮机的转轮直径是指；轴流式水轮机的转轮直径是指。 9．冲击式水轮机的主要过流部件有、、、。 10．水轮机的主要工作参数有、、、、等。 包括、、，其关系是。 11．水轮机的总效率 12．水轮机工作过程中的能量损失主要包括、、三部分。 二、简答题 1．水力发电的特点是什么？ 2．我国水能资源的特点？ 3．反击式水轮机主要过流部件有哪些？各有何作用？ 4．当水头H，流量Q不同时，为什么反击式水轮机转轮的外型不相同？ 5．水轮机是根据什么分类的？分成哪些类型？。 6．反击式水轮机有哪几种？根据什么来区分？ 7．冲击式水轮机有哪几种？根据什么来区分？ 三、名词解释 1．HL240—LJ—250： 2．2CJ30—W—150/2×10： 3．设计水头： 4．水轮机出力： 5．水轮机效率： 6．最优工况： 7．水头： 8．转轮的标称直径
第二章 一、填空题 1．水轮机工作过程中的能量损失主要包括、、三部分。 2．根据水轮机汽蚀发生的条件和部位，汽蚀可分为：、、三种主要类型。3．气蚀现象产生的根本原因是水轮机中局部压力下降到以下. 4．水轮机的总效率 包括、、，其关系是。 5．立式水轮机的安装高程是指高程，卧式水轮机的安装高程是指。 6．水轮机的吸出高度是指转轮中到的垂直距离。 7．蜗壳根据材料可分为蜗壳和蜗壳两种。 8．金属蜗壳的断面形状为形，混凝土蜗壳的断面形状为形。 二、名词解释 1．汽化压力： 2．汽蚀现象： 3．水轮机安装高程： 4．吸出高度： 5．气蚀系数： 4．包角φ： 5．尾水管高度： 三、简答题 1．为什么高水头小流量电站一般采用金属蜗壳，低水头大流量电站采用混凝土蜗壳？ 2．水轮机的尾水管有哪些作用？ 3．蜗壳水力计算有哪些假定原则，各种计算方法的精度如何？ 4．汽蚀有哪些危害？ 5．防止和减轻汽蚀的措施一般有哪些？ 6．水轮机安装高程确定的高低各有什么优缺点？ 7．各类水轮机的安装高程如何确定？特别是要注意到哪些因素？ 8．尾水管的作用、工作原理是什么？尾水管有哪几种类型？ 四、计算 1．某水轮机采用金属蜗壳，最大包角为345○，水轮机设计流量Q○=10 m3/s，蜗壳进口断面平均流速v e=4m3/s，试计算蜗壳进口断面的断面半径ρe。 2．某水电站采用混流式水轮机，所在地海拔高程为450.00米，设计水头为100米时的汽蚀系数为0.22，汽蚀系数修正值为0.03，试计算设计水头下水轮机的最大吸出高度H S。
; 小型水电站设计2×15MW的水力发电机组
目录 一选题背景 (3) 原始资料 (3) 设计任务 (3) 二电气主接线设计 (3) 对原始资料的分析计算 (3) 电气主接线设计依据 (4) 主接线设计的一般步骤 (4) 技术经济比较 (4) 发电机电侧电压（主）接线方案 (4) 主接线方案拟定 (4) 三变压器的选择 (7) 3. 1主变压器的选择 (7) 相数的选择 (7) 绕组数量和连接方式的选择 (7) 厂用变压器的选择 (8) 四．短路电流的计算 (9) 电路简化图8： (9) 计算各元件的标么值 (10) 短路电流计算 (11) d1点短路电流计算 (11) d2点短路 (13) 五电气设备选择及校验 (15) 电气设备选择的一般规定 (15) 按正常工作条件选择 (15) 按短路条件校验 (16) 导体、电缆的选择和校验 (16) 断路器和隔离开关的选择和校验 (17) 限流电抗器的选择和校验 (17)
电流、电压互感器的选择和校验 (18) 避雷器的选择和校验 (18) 避雷器的选择 (18) 本水电站接地网的布置 (19) 六.设计体会 (19) 附录 (20) 参考文献 (22)
一选题背景 原始资料 （1）、待设计发电厂为水力发电厂；发电厂一次设计并建成，计划安装2×15MW的水力发电机组，利用小时数4000小时／年； （2）、待设计发电厂接入系统电压等级为110kV，距系统110kV发电厂45km；出线回路数为4回； （3）、电力系统的总装机容量为600MVA、归算后的电抗标幺值为，基准容量Sj＝100MVA; （4）、低压负荷：厂用负荷（厂用电率）%； （5）、高压负荷：110kV电压级，出线4回, Ⅲ级负荷，最大输送容量60MW，cosφ＝； （6）、环境条件：海拔＜1000m；本地区污秽等级2级；地震裂度＜7级；最高气温36℃；最低温度－℃；年平均温度18℃；最热月平均地下温度20℃；年平均雷电日T＝56日／年；其他条件不限。 设计任务 （1）、根据对原始资料的分析和本变电所的性质及其在电力系统中的地位，拟定本水电站的电气主接线方案。经过技术经济比较，确定推荐方案。 （2）、选择变压器台数、容量及型式。 （3）、进行短路电流计算。 （4）、导体和电气主设备（各电压等级断路器、隔离开关、母线、电流互感器、电压互感器、电抗器（如有必要则选）、避雷器）的选择和校验。 （5）、厂用电接线设计。 （6）、绘制电气主接线图。 二电气主接线设计 对原始资料的分析计算 为使发电厂的变压器主接线的选择准确，我们原始资料对分析计算如下； 根据原始资料中的最大有功及功率因数，算出最大无功，可得出以下数据
一、水轮机选型计算的依据及其基本要求.....................................................................1 1 水轮机选型时需由水电勘测设计院提供下列原始数据.................................1 2 水轮机选型计算应满足下述基本要求......................................................1 二、反击式水轮机基本参数的选择计算..................................................................1 1 根据最大水头及水头变化范围初步选定水轮机的型号.................................1 2 按已选定的水轮机型号的主要综合特性曲线来计算转轮参数.................................1 3 效率修正..........................................................................................4 4 检查所选水轮机工作范围的合理性.........................................................4 5 飞逸转速计算....................................................................................5 6 轴向推力计算....................................................................................5 三、水斗式水轮机基本参数的选择计算......................................................10 1 水轮机流量.......................................................................................10 2 射流直径d 0.......................................................................................10 3 确定D1/d 0.......................................................................................10 4 水轮机转速n ....................................................................................10 5 功率与效率................................................................................................11 6 飞逸转速..........................................................................................12 7 水轮机的水平中心线至尾水位距离A ......................................................12 8 喷嘴数Z 0的确定....................................................................................12 9 水斗数目Z1的确定.................................................................................12 10 水斗和喷嘴的尺寸与射流直径的关系...................................................13 11 引水管、导水肘管及其曲率半径.........................................................13 12 转轮室的尺寸..............................................................................14 A 水机流量..........................................................................................17 B 射流直径.............................................................................................17 C 水斗宽度的选择..........................................................................................17 D D/B 的选择.............................................................................................17 E 水轮机转速的选择.......................................................................................17 F 单位流量的计算..........................................................................................17 G 水轮机效率................................................................................................18 H 飞逸转速................................................................................................18 I 转轮重量的计算..........................................................................................18 四、调速器的选择.............................................................................................20 1 反击式水轮机的调速功计算公式.....................................................................20 2 冲击式水轮机的调速功计算公式.....................................................................20 五、阀门型号、大小的选择.................................................................................21 1 球阀的选择................................................................................................21 2 蝴蝶阀的选择 (22) 目 录
水电站水轮机结构详解 一、转轮室装配，转轮室装配包括转轮室、基础环、伸缩节。 1、转轮室为钢板焊接结构,上部在桨叶转角范围内90°易汽蚀区域采用不锈钢，与叶片配合面为球面，喉部直径为Φ5277mm，为了便于安装，分上、下两半，用螺栓把合在一起，采用Φ14橡胶条密封。转轮室用螺栓和外导水环把合在一起，把合法兰处密封采用Φ16橡胶条密封。 2、基础环上装有伸缩节，后部焊在尾水管上，它是伸缩节、转轮室的基础与座环具有一定的同轴度及平行度要求。基础环采用钢板焊接结构，在安装调整轴线后，下游端与尾水管里衬焊牢。基础环要承受转轮室传来的水力振动，因而要求与混凝土结合牢固。 3、伸缩节安装在转轮室与基础环之间,采用Φ27橡胶条密封结构,可有效地防止漏水,伸缩节轴向调节间隙15mm，作为消除安装时的间隙误差之用，也可消除因厂房基础变形而对机组结构之影响。 二、座环装配，座环装配分为座环、下游外锥两部分。 1、座环是机组的主要支撑，承受机组大部份重量，水的压力、浮力、正反向推力、发电机扭矩等，并将这些负荷传递到基础混凝土上，因而应具有足够的强度、刚度。座环是整个机组的安装基础，水轮机的导水机构，发电机定子，组合轴承等都固定在其法兰上，并以此为基础顺序安装。座环分为内环两半，外环两半，在水平方向有两个固定导叶，在垂直方向有两个进人筒，既为座环的主要受力构件，也作为安装油、水、气管路和电气线路，更换水轮机导轴承、密封、组合轴承的通道。在座环的外圆布置一些调整螺杆和锚钉，安装调整用。 2、导水机构，灯炮贯流式机组导水机构的主要功能是产生水流进入转轮前环量,并根据机组的功率的需要调节流量,水轮机停止运行时,导叶关 闭切断水流。导水机构装配主要包括：外配水环、内配水环、导叶、控制环、压环、套筒、导叶臂及传动机构等组成。 2.1 外配水环分成两半,两半之间以及与座环法兰把合面间用“O”橡胶条密封。外配水环和导叶配合面为球面，半径SR3782mm,外配水环上设有16只导叶套筒孔，与主轴中心线成65°夹角，并等距分布。为测量导叶后
摘要 水电站机电部分设计主要根据获得的设计材料中给定的水头范围进行的主机选型，根据选择的三方案中择优进行模型综合特性曲线的绘制，即选出一方案进行绘制，再根据效率，转速等选其一进行蜗壳、尾水管、水轮发电机外形的计算和绘图，最后进行水轮机的调节保证计算和调速器设备选择。 关键字：水轮机主机选型；水电站机电设备初步计算；外形设计；调节保证计算。
前言 毕业设计是高等教育教学中的最后一个教学环节，是实践性教育的环节。 毕业设计与其他教学环节构成有机的整体，也是各个教学环节的继续、深化补充和检验，是将分散、局部的知识内容加以全面的结合，这次设计提高了我们运用知识的综合能力，将知识化为能力，巩固和加深所学知识，培养知识，综合了系统化的运用。 目前，我国大陆水力资源理论蕴藏在1万KW以上的河流共3886条，水力资源理论蕴藏年发电量6082.9Tw·h；技术可开发装机容量541.64GW。经济可开发装机容量401.8GW。我国水力资源具有三个鲜明特点：第一、在地域上分布极不平衡，西部多，东部少。西部水利资源开发出了满足西部电力市场的需要，更重要的是考虑东部电力市场。第二、大多数河流年内、年际经流分布不均。第三、水力资源集中于大江大河，有利于集中开发和规模外送。 本次设计的主要内容为主机选型、蜗壳、尾水管、发电机确定和调节保证计算。设计过程中，依据资料水电站水头，单机引水流量，总装机，对水轮机发电进行初选，并根据单位转速，模型综合特性曲线，对水轮机型号，转速，效率出力等进行认真计算，校验，对选择方案的蜗壳水管，水轮机选型和绘图。对水轮机进行调节保证机算。
通过这次对相关专业知识的课题设计，更加深入的认识知识和实际应用，学会知识与实际结合、与实践结合，得以充分利用知识为以后工作打下了坚实的基础。 编者 2012年5月 目录 摘要 (1) 前言 (2) 目录 (3) 第一章水轮机型号选择 (5) 第一节水轮机型的选择 (5) 第二节初选水轮机基本参数的计算 (6) 第三节水轮机运转综合特性曲线的绘制 (17) 第四节待选方案的综合比较和确定 (19) 第二章蜗壳计算 (21) 第一节蜗壳形式、进口断面参数选择 (21) 第二节蜗壳各断面参数计算 (23) 第三节金属蜗壳图 (25) 第三章尾水管选型 (26) 第四章水轮发电机的初步选择计算 (27) 第五章调节保证计算及设备的选择 (33) 第一节调节保证计算 (33)
院校：河北工程大学水电学院专业班级：水利水电建筑工程01班姓名：苏华 学号： 093520101 指导老师：简新平
水电站水轮机的选型设计 摘要 本说明书共七个章节，主要介绍了大江水电站水轮机选型，水轮机运转综合特性曲线的绘制，蜗壳、尾水管的设计方案和工作原理以及调速设备和油压装置的选择。主要内容包括水电站水轮机、排水装置、油压装置所满足的设计方案及控制要求和设计所需求的相关辅助图和设计图。系统的阐明了水电站相关应用设备和辅助设备的设计方案的步骤和图形绘制的方法。 关键词： 水轮机、综合运转特性曲线图、蜗壳、尾水管、调速器、油压装置。 【abstract】 Curriculum project of hydrostation is a important course and practical process in curriculum provision of water-power engineering major . There are more contents and specialized knowledge in the curriculum project , which make students not to adapt themselves quickly to complete the design . In this paper , characteristic of the curriculum project is analyzed , causes of inadaptation to the curriculum project in students are found , rational guarding method are proposed , and a example of applying the guarding method is given . The results show that using provided method to guard student design is a good method , when teaching mode and time chart are given , students are guarded from mode of thinking and methodology , and design step are discussed and given . After the curriculum project of hydrostation , the capability of students to solve practical engineering problems is improved , and the confidence to engage in design is strengthened . 【Keyword】 Curriculum project of hydrostation ; guarding method ; mode of thinking ; methodology; design step.
小型水电站水轮机的选型设计 摘要：高坪桥水库电站水头运行范围为22.99~57.92m，以统计规律为指导，在容量相近的水轮机参数水平基础上，结合目前国内机组制造水平及转轮特点，通过技术经济比较分析，进行机组选型设计，最终确定合理的水轮机参数。 关键词：卧式混流机组；选型设计 1 引言 浙江省龙游县高坪桥水库工程地处龙游县境内衢江支流社阳溪上，社阳溪流域现有社阳水库调蓄能力有限，且未设置防洪库容，下游地区受衢江洪水顶托，汛期每遇暴雨，易发生洪涝灾害。 2水轮机参数选择 2.1 电站基本参数 高坪桥水库总库容3206万m3，供水调节库容2431万m3，防洪库容560万m3；死库容218万m3；配套电站总装机容量3.6MW。电站为引水式电站，正常蓄水位182.0m，发电死水位150.0m；电站最大毛水头58.42m，最小毛水头26.0m，加权平均水头46.66m。 2.2 水轮机模型参数选择 本电站水头范围为26.00m~58.42m。对于该水头段的机组宜采用卧式混流式机组。参考现有的水轮机模型转轮，供本电站选用的混流机转轮较多，其中A289和A551C模型参数较优，其能量特性和空化性能均较好，具有一定的代表性。 经计算比较，机组选型方案比较表如下 两个方案均能满足运行要求。模型转轮A551c效率较高，选用的转轮直径较小，机组总造价较低。但安装高程较低，主厂房土建造价较高。考虑本阶段预留一定裕度，选取效率略低，单位流量较小的模型转轮，有利获得较好汽蚀性能。 综合考虑，本阶段暂按照A286转轮来选择水轮机参数及机组流道主要控制尺寸，提出本电站水轮机应具有的能量指标及空化指标。 2.3 水轮机机组台数选择 台数的选择应综合考虑满足工程功能要求的技术经济指标。从运行和检修方面来看，机组台数越多，运行调度越灵活，检修工作也越容易安排。但是台数增加将加大机电设备及土建投资。本电站发电厂房距离大坝较远，大坝位置另外设置生态流量泄放装置，不需考虑通过机组泄放生态流量。 根据以上原则要求，选取2台机（2600 kW +1000kW）和3台机（3×1200 kW）两组方案进行比较，对比如下表： 综上，从技术上看，2台机和3台机方案都可以满足本电站发电的要求；从造价上看，3台机方案要高于2台机方案约363万（可比投资）；从运行维护管理上看，三台机组备品备件相同，在运行维护管理上，可增加互换性；综上多方面比较，并考虑业主意愿及运行管理现状和经验，本阶段选择机组台数为3台1200 kW的方案。 2.4 额定水头的选择 本电站为引水式开发，水库正常蓄水位182.00m，发电死水位150.00，消落高度32m，水轮机加权平均水头46.66m，选取水轮机额定水头为40.00m，可使水轮机长期运行在额定水头附近，在较大的范围内能够满负荷和高效运行。 2.5 水轮机安装高程的确定 混流式水轮机的安装高程应同时满足在各种可能出现的运行工况下避免空蚀的要求。同时，卧轴混流式水轮机的安装高程还应满足尾水管出口最小淹没深度的要求。经过计算，1200kW机组允许吸出高度[Hs]=+5.17m，装机吸出高度Hs=2.66m。确定水轮机的安装高程为126.0m。由满足最大水头工况的空蚀条件决定。
水电站水轮发电机组的常见故障与维护研究 伴随着社会的不断进步和提高，机械行业也迎来了自己的发展空间。水电站造福了社会，为人民提供生命之源。它已经摆脱了原来落后的工作模式，进而采取了水轮发电机组的方式。但是在水电站利用水轮发电机组也存在一定的问题。所以本文重点分析水电站水轮发电机组的常见故障与维护措施，进而找到行之有效的维护方式。 标签：水电站; 水轮发电机组; 常见故障; 维护分析 引言 作为水力发电的重要内容，水电站在实际运行过程中具有非常关键的作用。科学优化水电站的整体运行质量，全面优化水电站的运行安全，不仅关系着我国水力发电事业的健康持续发展，也关系着我国电能资源的节约与优化。水电站电力生产水平直接受到水电站发电机组运行能力的影响，在实际发电过程中，发电机组若出现故障或者隐患，势必影响水电站的整体运行成效，同时，也会在某种程度上造成发电机组损毁。因此，在发电机组的运行过程中，应该落实科学的运行方式，全面加强维护管理，综合性提升发电机组的整体运行安全，确保水电站平稳高效运行。 1 水电站水轮发电机组的结构与工作原理 水轮发电机组的主要组成部分就是定子、转子与励磁装置，定子主要有隔震系统、机座、铁芯，转子则主要包含了主轴、轮臂、轮毂、风扇、磁极、制动阀板等部件。水轮发电机组中的导水机构在关闭的过程中需要一定的时间，为了避免在关闭的过程中所造成的电网解列时的转速上升过快、过高的情况，就需要给水轮发电机的转子以更大的转动惯量。这是造成当前转子质量过重的主要原因。发电机同步运行的过程中，水轮发电机组内的励磁绕组会通过直流电流，直接形成正常运行的磁场，此时就需要借助励磁电源、励磁调节器、励磁绕组以及其他的组成设备才能获取给直流电流，如果直接给发电机提供励磁绕组与励磁电源，会使得水轮发电机组的定子与转子结构部分存在一定的气隙，而该气隙也会导致出现旋转磁场，这就称之为水轮发电机组的主磁场。经过分析发现，该磁场的变化呈现出正弦变化规律，在水轮发电机组主磁场与定子绕组实现切割时，定子绕组会伴随着时间的变化而产生正弦交流电动势，这样就能够达到发电的目的，这也是水轮发电机的工作原理。 2水电站水轮发电机组的常见故障 2.1水轮发电机组的温度太高。 水轮发电机组是通过电使得发电机运转起来的，水轮发电机组在转动的过程中因为机器之间的摩擦，会有热量的产生。而这些热量如果得到有效的处理，那
水轮机的选型设计
水轮机的选型设计 水轮机选型时水电站设计的一项重要任务。水轮机的型式与参数的选择是否合理，对于水电站的功能经济指标及运行稳定性，可靠性都有重要影响。 水轮机选型过程中，一般是根据水电站的开发方式，功能参数，水工建筑物的布置等，并考虑国内外已生产的水轮机的参数及制造厂的生产水平，拟选若干个方案进行技术经济的综合比较，最终确定水轮机的最佳型式与参数。 一：水轮机选型的内容，要求和所需资料 1：水轮机选择的内容 （1）确定单机容量及机组台数。 （2）确定机型和装置型式。 （3）确定水轮机的功率，转轮直径，同步转速，吸出高度及安装高程，轴向水推力，飞逸转速等参数。对于冲击式水轮机，还包括确定射流直径与喷嘴数等。 （4）绘制水轮机的运转综合特性曲线。 （5）估算水轮机的外形尺寸，重量及价格。 wertyp9 ed\结合水轮机在结构、材质、运行等方面的要求，向制造厂提出制造任务书。 2.水轮机选择的基本要求 水轮机选择必须要考虑水电站的特点，包括水能、水文地质、工程地质以及电力系统构成、枢纽布置等方面对水轮机的要求。在几个可能的方案中详细地进行以下几方面比较，从中选择出技术经济综合指标最优的方案。 （1）保证在设计水头下水轮机能发生额定出力，在低于设计水头时机组的受阻容量尽可能小。 （2）根据水电站水头的变化，及电站的运行方式，选择适合的水轮机型式及参数，使电站运行中平均效率尽可能高。 （3）水轮机性能及结构要能够适应电站水质的要求，运行稳定、灵活、可靠，有良好的抗空化性能。在多泥沙河流上的电站，水轮机的参数及过流部件的材质要保证水轮机具有良好的抗磨损，抗空蚀性能。 （4）机组的结构先进、合理，易损部件应能互换并易于更换，便于操作及安装维护。 （5）机组制造供货应落实，提出的技术要求要符合制造厂的设计、试验与制造水平。 （6）机组的最大部件及最重要部件要考虑运输方式及运输可行性。 3.水轮机选型所需要的原始技术材料 水轮机的型式与参数的选择是否合理、是否与水电站建成后的实际情况相吻合，在很大程度上取决于对原始资料的调查、汇集和校核。根据初步设计的深度和广度的要求，通常应具备下述的基本技术资料： （1）枢纽资料：包括河流的水能总体规划，流域的水文地质，水能开发方式，水库的调节性能，水利枢纽布置，电站类型及厂房条件，上下游综合利用的要求，工程的施工方式和规划等情况。还应包括严格分析与核准的水能基本参数，诸如电站的最大水头Hmax、最小水头Hmin,加权平均水头Ha，设计水头Hr，各种特征流量Qmin、Qmax、Qa,典型年（设计水平年，丰水年，枯水年）的水头、流量过程。此外还应有电站的总装机容量，保证出力以及水电站下游水位流量关系曲线。
troduction of hydro-electric power and hydraulicturbines Power may be developed from water by three fundamental processes : by action of its weight, of its pressure, or of its velocity, or by a combination of any or all three. In modern practice the Pelton or impulse wheel is the only type which obtains power by a single process the action of one or more high-velocity jets. This type of wheel is usually found in high-head developments. Faraday had shown that when a coil is rotat ed in a magnetic field electricity is generated. Thus, in order to produce electrical ener gy, it is necessary that we should produce mechanical energy, which can be used to rot ate the coil. The mechanical energy is produced by running a prime mover by the ene rgy of fuels or flowing water. This mechanical power is converted into electrical powe r by electric generator which is directly coupled to the shaft of turbine and is thus run by turbine. The electrical power, which is consequently obtaind at the terminals of the generator, is then transited to the area where it is to be used for doing work.he plant or machinery which is required to produce electricity is collectiv ely known as power plant. The building, in the entire machinery along with other aux iliary units is installed, is known as power house. Keywords hydraulic turbines hydro-electric power classification of hydel plants head scheme There has been practically no increase in the efficiency of hydraulic turbines sinc e about 1925, when maximum efficiencies reached 93% or more. As far as maximum efficiency is concerned, the hydraulic turbine has about reached the practicable limit o f development. Nevertheless, in recent years, there has been a rapid and marked increa se in the physical size and horsepower capacity of individual units. In addition, there has been considerable research into the cause and prevention of cavitation, which allows the advantages of higher specific speeds to be obtained at hig her heads than formerly were considered advisable. The net effect of this progress wit h larger units, higher specific speed, and simplification and improvements in design h as been to retain for the hydraulic turbine the important place which it has
斜击式小型水力发电机 斜击式小型水力发电机5KW，需要水头为15－50米左右，水流量为：0.047－0.014立方米/秒。可以选配永磁单相发电机和励磁三相发电机。斜击式小型水力发电机5KW配永磁单相发电机重量约为：150kg。 一、小型水力发电站简介：建微水电站是在有一定水头落差的地方，通过筑坝拦集小溪流水，通过管道等将水引入水力发电机组，推动水轮带动电机发电，然后通过输电线供给用电户。 二、斜击式水力发电原理：在有水落差比较高的地方，用水管将水从高处引往低处，由于水位差高，水产生比较高的压力，在高压力的作用下，水的流速非常快。在水轮机处装有圆形的小喷口，高压高速的水流喷射到斗状的叶片上带动水轮机高速旋转，从而带动发电机发电。在这里主要就是利用水的高压高速能量，因此，高落差非常重要。水位差，或者说水流落差，我们简称为水头。 三、功率计算：水流量和水头就可以决定安装发电机组的功率。水流量一般是指一秒钟内流出的水的体积。以立方米/秒为单位。理想理论上安装功率的计算公式为：水头(m)×流量(m3/s)×9.8＝功率(KW)。实际上机组的效率并不是100%，因此要把机组的效率算上。一般水头我们以H来表示，流量以Q来表示，机组效率为η来表示，一般η取0.7左右。g表示重力加速度，功率以P来表示，那么安装功率的计算公式为：P ＝ HQηg 例如：水流量为0.02m3/s，水头为10米高，那么可以安装的功率为： 0.02×10×9.8×0.7 ＝1.372(KW)，即实际可以安装功率为：1千瓦左右。 流量比较难测量一般以估算法来测。首先估算出水的流速，然后再估算出水流的横截面积大小，即可算出水流量大小。 流量(m3) Q = Sv 其中S为横段面积（m2），v为流速（m/s） ①、首先测量得水沟的横截面积S，比如可量得水沟的宽、高粗略算出横截面积S，如要测得更准确，可对水沟的横截面积进行分割细分测得各小块面积，然后再相加得出总面积。 ②、水流速的测法，可直接丢一漂浮物在水面上，然后看它在一定时间内漂流过的路程，然后再计算出其1秒内流过的路程，即为水的流速。 ③、还可以用一个比较大的水桶来直接接水，然后计算出流量。 估测流量时，要多次测量取平均值，还要考虑到每个季节的水量变化情况。四、斜击式小型水力发电机结构：斜击式小型水力发电机是专门针对高水头设计应用的。一般用在水头为6米－50米之间。典型的应用场合如：高落差的小溪旁、小瀑布边、小山水边等。斜击式小型水力发电机构造非常简单，由两大部分组成：斗式水轮机和发电机同轴构成。详细结构说明参照图“斜击式小型水力发电机结构图”。 五、主要规格及技术参数