水电站课程设计
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水电站课程设计任务书及指导书引水式水电站引水系统设计(供水工专业用)水利工程系2022.05.01设计任务书- 目的和作用课程设计是工科院校同学在校期间一个较为全面性、总结性、实践性的教学环节。
它是同学运用所学学问和技能,解决某一工程问题的一项尝试。
通过本次课程设计使同学巩固、联系、充实、深入、扩大所学基本理论和专业学问,并使之系统化;培育同学综合运用所学学问解决实际问题的力量和创新精神;培育同学初步把握工程设计工作的流程和方法,在设计、计算、绘图、编写设计文件等方面得到肯定的熬炼和提高。
二基本资料梯级开发的红旗引水式水电站,电站的主要任务是发电,并结合水库特性、地区要求可发挥水产养殖等综合效益。
电站建成后投入东北主网,担当系统调峰、调相及少量的事故备用容量,同时兼向周边地区供电。
该电站水库库容较小,不担当下游防洪任务,工程按二等∏级标准设计。
经比较分析,该电站坝型采纳混凝土重力坝,厂房型式为引水式,安装4台水轮发电机组。
引水系统的布置应考虑地形、地址、水力及施工条件,考虑到常规施工技术条件,引水隧洞洞泾不宜超过12m。
因此,引水系统采纳两条引水隧洞,在隧洞末端各设置一个调压室,从每个调压室又各伸出两条压力管道,分别给4台机组供水。
供水方式为单元供水,管道轴线与厂房轴线相垂直,水流平顺, 水头损失小。
经水能分析,该电站有关动能指标为:三 试依据上述资料,对该电站进行引水系统的设计,详细包括进水 口、引水隧洞、调压室及压力管道等建筑物的布置设计与水电站的调 整保证计算等内容。
四设计成果:计算说明书一份;全部绘图汇编入计算说明书。
五设计时间3.0周。
六设计参考书目:1 .相关设计法律规范及设计手册;2 .水电站教材 徐国宾 主编。
七附图3 枢纽地形图;2.引水发电系统纵剖面图。
水库调整性能 装机容量 水轮机型号HL240校核洪水位(0. 1%) 194. 7m 正常蓄水位191. 5m 最大工作水头38. 1 m 设计水头36. 2 m平均尾水位152. 0 m 发电机效率 单机最大引用流量年调整16 万 kw (4 台X4 万 kw) 额定转速107. lr∕min设计洪水位(1%) 191.7m 死水位190m加权平均水头36. 2 m最小工作水头34. 6 m设计尾水位150. 0 m96%-98%Q lllax = 124. 91m 3∕s指导书建议设计者按如下内容及挨次编写计算说明书:引水式水电站引水系统设计第一章基本资料其次章进水口设计L进水口型式的选择2.进水口高程的确定3.进水口尺寸的拟定(1)进口段(2)闸门段(3)渐变段(4)通气孔4.进口设施(进行简洁的布置设计)(1)拦污栅设计(2)闸门设计一事故闸门与检修闸门第三章引水隧洞L引水隧洞线路与坡度的确定2.隧洞断面形式与断面尺寸3.洞身衬砌(选择衬砌形式及按阅历确定衬砌厚度)第四章调压室设计L调压室设置的判别2.调压室位置的选择1号隧洞长675m,压力管道长125m; 2号隧洞长625m压力管道长175m o3.调压室的布置方式与型式选择(选择简洁圆筒式)4.调压室水力计算(1)调压室稳定断面的计算(2)调压室最高涌波水位计算(3)调压室最低涌波水位计算第五章水击及调整保证计算只计算在设计水头下丢弃全负荷和最大水头下丢弃全负荷两种状况。
水电站课程设计第一部分基本资料某水电站为混合式开发,枢纽由挡水建筑物,泄水建筑物,引水建筑物及水电站厂房组成,装机容量2?17MW ,厂房处平均地面高程350.00米。
1.水位经分析正常蓄水位为414.4米,死水位为399.6米。
尾水位:尾水渠水位流量关系见下表:2.供水方式:集中供水。
3.水头:水电站水头范围:H max =63m, H min =45m, 平均水头H av =51.5m 。
4.引水系统布置:引水隧洞长3000.00米,洞径5.5米,压力钢管由水平段(长50.00米)上斜坡段(长58.00米,坡角为18.43度),下斜坡段(长58.00米,坡角18.4度),和下水平段(长10.00米)组成,之后与蜗壳进口连接,机组间距为14.00米。
第二部分设计内容一.水轮机型号及主要参数:(一)水轮机型号选择:根据该水电站的水头变化范围45-63m ,在水轮机系列型谱表查出适合的机型有HL230和HL220两种,现在将这两种水轮机作为初选方案,分别求出其有关参数,并进行比较分析。
(二)HL220型水轮机方案的主要参数选择: 1.转轮直径D 1计算查书表3-6和图3-12可得HL220型水轮机在限制工况下的单位流量'1m Q =1150L/S=1.15m 3/s ,其中效率m η=89.0%,由此可初步假定原型水轮机该工况下的单位流量'1Q ='1m Q =1.15m 3/s, 效率η=91.0%,上述的'1Q ,η和N r =17000/0.95=17895KW, H r =51.5m ,代入D 1=ηr r rH H Q N '181.9可得D 1=2.172, 选用与之接近而偏大的标称直径为D 1=2.25m 。
2.转速n 计算查表3-4可得HL220型水轮机在最优工况下单位转速'10m n =70r/min ,初步假定'10n ='10m n ,将已知的'10n 和H av =51.5m ,D 1=2.25m ,代入n=1`1D Hn =223.2r/min ,选用与之接近而偏大的同步转速n=250r/min. 3.效率及单位参数修正查表3-6可得HL220型水轮机在最优工况下的模型最高效率为max M η=91.0%,模型转轮直径为D 1M =0.46m ,根据公式m ax η=1-(1-Mmas η)511D D M得max η=93%,则效率修正值为η?=93%-91.0%=2.0%,考虑到模型与原型水轮机在制造工艺质量上的差异,常在已求得的η?中再减去一个修正值ξ。
《水电站》课程设计一、设计目的使学生对水电站初步规划阶段的水能利用、水电站开发方式选择、水电站出力估算、水轮发电机组选择设计和厂房布置等工作内容有全面了解、重点掌握水电站装机容量和机组台数确定、水轮机选择设计、参数计算等工作内容和程序。
通过工程设计实例的训练,培养学生独立工作及综合分析、解决问题的能力,以便将来承担水电站工程设计任务。
二、拟设计水电站参数资料及相关要求拟设计某一引水式水电站,已经过水文水能计算,其各种技术参数及设计要求如下: 1.电站最大水头max 35.6H m =,加权平均水头28av H m =,设计水头28r H m =,最小水头min 24.5H m =;2.电站最大可引用流量3max 27.8/Q m s =;3.拟选用水轮发电机组额定出力(单机容量)及台数:1600,31600f y N KW N KW ==⨯;4.水电站站址海拔高程m 0.860=∇; 5.下游水位流量关系曲线(略); 6.要求最大允许吸出高m H s 5.5-≥。
三、设计内容1.确定水电站装机容量(通过估算水电站出力确定f y nN N =)及台数;2.机型号的选择及主要参数计算;3.水轮机调速设备及水轮机发电机的选配; 4.蜗壳、尾水管型式选择及各有关尺寸计算; 5.厂房布置设计(水电站主厂房各层平面及剖面图)。
四、设计报告1.水轮机型号的选择据该水电站的工作水头范围,在反击式水轮机系列型谱表中查得HL240型水轮机和ZZ440水轮机都可使用,这就需要将两种水轮机都列入比较方案,并对其主要参数分别予以计算。
2.水轮机主要参数的计算2.1 HL240型水轮机方案主要参数的计算2.1.1直径1D 的计算ηr r rH H Q N D 1181.9'=式中31160016840.95281240/ 1.24/(1)f r f r N N kW H m Q L s m s η⎧===⎪⎪⎪=⎨⎪'==⎪⎪⎩由附表查得同时在附图1中查得水轮机模型在限制工况下的效率,由此可初步假设水轮机在该工况的效率为91.0%。
目录1.工程概况及设计资料 (1)1.1工程概况 (1)1.2设计资料 (1)2.设备尺寸确定 (5)2.1蜗壳尺寸确定 (5)2.2尾水管尺寸确定 (5)2.3水轮机转轮尺寸确定 (6)2.4发电机尺寸确定 (7)2.5吊车尺寸确定 (7)3.主厂房平面尺寸 (7)3.1机组段长度L1 (7)3.2端机组段长度L2 (8)3.3主厂房宽度 (8)3.4安装场长度B (8)4.主厂房平面布置 (9)4.1发电机层 (9)4.2水轮机层 (9)4.3蜗壳层 (9)5.主厂房剖面设计 (9)5.1水轮机安装高程Zs (9)5.2主厂房开挖高程∇挖 (9)5.3水轮机层地面高程 (10)5.4发电机装置层高程 (10)5.5发电机层楼板高程 (10)5.6吊车轨顶高程∇轨 (10)5.7屋顶高程∇屋顶 (10)6.厂房辅助设备布置 (11)6.1油系统的布置 (11)6.2压气系统的布置 (11)6.3供水系统 (11)6.4排水系统 (12)7.厂房电气设备布置 (12)8.主要副厂房的布置 (12)9.厂区枢纽布置 (12)1.工程概况及设计资料1.1工程概况湘贺水利枢纽位于向河上游,河流全长270公里,流域面积6000平方公里属于山区河流。
本枢纽控制流域面积1350平方公里,总库容22.15亿立方米,为多年调节水库。
本枢纽的目标是防洪和发电。
主要建筑物有重力拱坝,坝高77.5米,弧长370米;泄洪建筑物;开敞式溢洪道或泄洪隧洞;发电引水隧洞及岸边地面厂房等工程。
水电站总装机60MW,装机4台,单机15MW。
电站担任工农业负荷,全部建成后担任系统灌溉负荷。
电站厂房位于右岸坝下游几十米处,由引水隧洞供水,主洞内径5.5米,支洞内径3.4米,厂内装置4台混流式立式机组,出线方向为下游,永久公路通至左岸。
1.2设计资料1.2.1水库及水电站特征参数(1)水库水位。
水库校核洪水位140.00m,水库设计洪水位137.00m,水库正常高水位125.00m,水库发电死水位108.00m,设计洪水尾水位77.00m,校核洪水尾水位78.50m。
水电站厂房设计说明书(MY水电站)1.绘制蜗壳单线图1。
1蜗壳的型式水轮机的设计头头H p=46。
2m〉40m,水轮机的型式为HL220-LJ-225,可知本水电站采用混流式水轮机,转轮型号为220,立轴,金属蜗壳,标称直径D1=225cm=2。
25m.1.2蜗壳主要参数的选择[1]金属蜗壳为圆断面,由于其过流量较小,蜗壳的外形尺寸对水电站厂房的尺寸和造价影响不大,因此为了获得良好的水力性能一般采用= 340°~350°.本设计采用= 345°,通过计算得出通过蜗壳进口断面的流量Q c,计算如下:①单机容量:,选取发电机效率为=0.96,这样可求得水轮机的额定出力:②设计水头:H p=H r=46。
2m,D1=2。
25m 由此查表得:= 0.91水轮机以额定出力工作时的最大单位流量:③水轮机最大引用流量:④蜗壳进口断面流量:根据《水力机械》第二版中图4—30可查得设计水头为46。
2m〈60m时蜗壳断面平均流速为V c=5。
6 m/s。
由附表5可查得:座环外直径D a=3850mm,内直径D b=3250mm,;座环外半径r a=1925mm,座环内半径r b=1625mm。
座环示意图如图一所示:1。
3蜗壳的水力计算1.3.1对于蜗壳进口断面断面的面积:断面的半径:从轴中心线到蜗壳外缘的半径: 座环尺寸(mm) 比例:1:1001.3。
2对于中间任一断面设为从蜗壳鼻端起算至计算面i处的包角,则该断面处,,其中:,,。
表一金属蜗壳圆形断面计算表1.3.3 蜗壳断面为椭圆形的计算对于中间任一断面(依据《水力机械》以及《水电站机电设计手册》(水力机械)),当圆形断面半径时,蜗壳的圆形断面就不能与座环蝶形边相切这时就改成椭圆形断面.则由椭圆断面过渡到圆形断面时的临界角计算如下:当时,如上图所示,由《水电站动力设备设计手册》查得:蝶形边高度可近似地定为,为座环蝶形边锥角,一般取55°。
《某小型水电站设计》课程设计学生姓名:学号:专业:水利水电指导教师:第一章内容简介内容摘要本设计为一座引水式径流开发的水电站。
拦河坝的坝型为5.5米高的砌石滚水坝,在河流右岸开挖一条356米长的引水渠道,获得平均静水头57.0米,最小水头50m,最大水头65m。
电站设计引用流量7.2立方米每秒,渠道采用梯形断面,边坡为1:1,底宽3.5米,水深1.8米,纵坡1:2500,糙率0.275,渠内流速按0.755米每秒设计,渠道超高0.5米。
在渠末建一压力前池,按地形和地质条件,将前池布置成略呈曲线形。
池底纵坡为1:10。
通过计算得压力前池有效容积约320立方米。
大约可以满足一台机组启动运行三分钟以上,压力前池内设有工作闸门、拦污栅、沉砂池和溢水堰等。
整个设计根据地形及地质条件和相关资料、规格等要求,进行全面结合考虑,力图合理、科学,有较强的实用性。
关键词:引水式径流水电站设计规划第二章有关设计资料2.1 厂区地形和地质条件水电站厂址及附近经地质工作后,认为山坡坡度约30度左右,下部较缓。
沿山坡为坡积粘土和崩积滚石覆盖,厚度约1.5米。
并夹有风化未透的碎块石,山脚可能较厚,估计深度约2~2.5米。
以下为强风化和半风化石英班岩,厂房基础开挖至设计高程可能有弱风化岩石,作为小型水电站的厂址地质条件还是可以的。
2.2 水电站尾水位厂址一般水位10.0米。
厂址调查洪水痕迹水位18.42米。
2.3 对外交通厂房主要对外交通道为河流右岸的简易公路,然后进入国家主要交通道。
2.4 地震烈度本地区地震烈度为六度,故设计时不考虑地震影响。
第三章 水轮机型号及主要参数选择本水电站的最大水头H max =65m ,,最小水头H min =50m ,平均水头H av =57.0m ;水轮机的装机容量N y =3380kW ,装机台数4台,单机容量N y1=845kW 。
对于引水式电站,设计水头H r =H av =57m 。
某水电站厂房课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能够理解水电站厂房的基本结构及其功能,掌握厂房内主要设备的名称及作用。
2. 学生能够描述水电站发电过程,并了解影响水电站发电效率的主要因素。
3. 学生能够解释水电站厂房在设计时考虑的主要因素,如安全性、经济性和环保性。
技能目标:1. 学生能够通过观察和分析,绘制水电站厂房的简单示意图,并标出主要设备。
2. 学生能够运用所学的知识,对水电站厂房的设计提出改进建议,提高发电效率。
3. 学生能够通过小组合作,共同探讨水电站厂房建设中的问题,并提出解决方案。
情感态度价值观目标:1. 培养学生关注我国水电资源的开发和利用,增强环保意识,认识到保护水资源的重要性。
2. 培养学生热爱科学,勇于探究的精神,激发他们对水电工程建设的兴趣。
3. 培养学生团队合作意识,学会倾听、尊重他人意见,共同完成学习任务。
课程性质:本课程为自然科学领域,结合实际工程案例,注重理论与实践相结合,提高学生的科学素养和工程观念。
学生特点:六年级学生具备一定的观察、分析能力和动手实践能力,对新鲜事物充满好奇,喜欢探索未知。
教学要求:结合学生特点,注重启发式教学,引导学生主动参与,培养他们独立思考和解决问题的能力。
将课程目标分解为具体的学习成果,便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 水电站厂房基本结构:介绍厂房的建筑结构,包括坝体、厂房主体、尾水渠等部分,分析各部分的功能及相互关系。
教材章节:《水电工程设计》第二章第二节2. 水电站主要设备:讲解水轮机、发电机、变压器等主要设备的结构和工作原理,以及它们在水电站中的作用。
教材章节:《水电工程设计》第二章第三节3. 水电站发电过程:阐述水从水库流经水轮机、发电机,最终转化为电能的过程,分析影响发电效率的因素。
教材章节:《水电工程设计》第三章第一节4. 水电站厂房设计因素:探讨厂房在设计时需要考虑的安全性、经济性和环保性等因素,分析如何优化设计方案。
湖南镇水电站课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解水电站的基本概念,掌握水力发电的基本原理和过程。
2. 学生能描述湖南镇水电站的地理位置、主要设施及其在地方经济发展中的作用。
3. 学生能运用所学知识分析水电站对当地生态环境和社会发展的影响。
技能目标:1. 学生通过收集和分析资料,提升信息处理和问题解决能力。
2. 学生通过小组合作,提高沟通协调和团队协作能力。
3. 学生能运用地理学、环境科学等多学科知识,对水电站建设进行综合评价。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对新能源和环保事业的关注和热情,树立可持续发展观念。
2. 学生能理解水电站建设对当地居民生活的影响,培养人文关怀和社会责任感。
3. 学生通过学习水电站建设中的科技创新,增强民族自豪感和创新精神。
课程性质:本课程为跨学科综合性课程,涉及地理、环境科学、工程技术等多领域知识。
学生特点:六年级学生具有较强的求知欲和自主学习能力,对现实生活中的事物有较高的关注热情。
教学要求:结合学生特点,注重实践性、探究性,鼓励学生主动参与,提高分析问题和解决问题的能力。
通过本课程的学习,使学生能够将所学知识与实际生活相结合,提升综合素养。
二、教学内容1. 水电站基本概念与原理- 水力发电的定义与原理- 水电站的分类及主要组成部分- 水能资源的分布与利用2. 湖南镇水电站介绍- 湖南镇水电站的地理位置与背景- 水电站的主要设施及其功能- 水电站的建设过程与成就3. 水电站对生态环境的影响- 水电站建设对流域生态环境的影响- 水电站运行对水质、水温的影响- 生态保护措施及其效果4. 水电站与社会经济发展- 水电站对地方经济发展的促进作用- 水电站建设对居民生活水平的影响- 水电站与区域可持续发展的关系5. 案例分析与讨论- 分析国内外典型水电站案例- 讨论水电站建设中的成功经验与教训- 探讨水电站未来的发展趋势教学安排与进度:第一课时:水电站基本概念与原理第二课时:湖南镇水电站介绍第三课时:水电站对生态环境的影响第四课时:水电站与社会经济发展第五课时:案例分析与实践讨论本教学内容将按照以上安排和进度进行,确保学生能够系统地掌握水电站相关知识,并结合实际案例分析,提高学生的综合分析能力。
大型水电站课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解大型水电站的基本概念、组成部分及工作原理;2. 学生能够掌握大型水电站对当地经济、社会和生态环境的影响;3. 学生能够了解我国大型水电站的发展现状及规划。
技能目标:1. 学生能够运用所学知识,分析大型水电站的优缺点;2. 学生能够通过小组合作,设计并展示一个简单的水电站模型;3. 学生能够运用地理信息系统(GIS)等工具,收集和分析大型水电站的相关数据。
情感态度价值观目标:1. 学生能够认识到大型水电站建设对国家和地方经济发展的重要性,培养爱国情怀;2. 学生能够关注大型水电站建设对生态环境的影响,树立绿色环保意识;3. 学生通过合作学习,培养团队协作精神和沟通能力。
本课程旨在帮助学生深入理解大型水电站的相关知识,提高学生的实践操作能力,培养学生的环保意识和团队协作精神。
课程设计将紧密结合学生的年级特点,注重知识性与趣味性的结合,使学生能够积极主动地参与学习,达到预期学习成果。
同时,课程将充分考虑学生的认知水平,以实际案例为载体,引导学生运用所学知识解决实际问题,提高学生的综合素养。
二、教学内容1. 大型水电站概述- 水电站的定义、分类及发展历程- 大型水电站的主要组成部分及其功能2. 大型水电站工作原理- 水力发电的基本原理- 大型水电站的发电、输电和配电过程3. 大型水电站对经济、社会和生态环境的影响- 大型水电站建设的经济效益分析- 大型水电站对当地社会和生态环境的影响及对策4. 我国大型水电站的发展现状与规划- 我国大型水电站的分布特点- 我国大型水电站的未来发展规划5. 大型水电站案例分析- 典型大型水电站的介绍与分析- 大型水电站建设中的技术创新与环保措施6. 实践活动:水电站模型设计与展示- 学生分组设计水电站模型- 模型展示与评价教学内容根据课程目标进行选择和组织,确保科学性和系统性。
本章节将按照教学大纲的安排,结合课本内容进行讲解。
《水电站建筑物》课程设计设计说明书组员:曾凯学号:09150312班级:09水利3班水电站课程设计说明书第一章基本资料第二章水轮机发电机选择第一节机组台数和机组型号的选择第二节水轮机主要参数的确定第二节蜗壳和尾水管尺寸的确定第四节发电机组的选择及尺寸第三章水电站厂房设计第一节主厂房的平面尺寸确定第二节主厂房布置的构造要求第三节桥吊选择第一章 基本资料(一)、流域概况该水电站位于S 河流的上游,电站坝址以上的流域面积为20,300km 2,本电站属于该河流梯级电站中的一个。
(二)、水利动能本电站的主要任务是发电。
结合水库特性、地区要求可发挥养鱼等综合利用效益。
本电站水库特征水位及电站动能指标见表1表1 H 水电站工程特性表名 称 单位数量备注 一、水库特性 1、水库特征水位 校核洪水位(P=0.1%) m 293.90 设计洪水位(P=1%) m 290.90 正常蓄水位 m 290.00 死水位 m 289.00 2、正常蓄水位时水库面积 km 2 15.173、水库容积校核洪水位时总库容 108m 32.29 正常蓄水位时库容 108m 3 1.63 死库容 108m 3 1.49二、下泄流量及相应下游水位包括机组过流量1、设计洪水最大下泄量 m 3.s -18 200.00 相应下游水位 m 273.20 2、校核洪水最大下泄量 m 3.s -111 700.00 相应下游水位 m 274.90三、电站电能指标装机容量 MW 200.00 保证出力 MW 35.00 多年平均发电量 108kW.h 4.35 年利用小时数 h 2255四、水轮机工作参数 最大工作水头 m 25.60 最小工作水头 m 22.80 设计水头 m23.305000100001500020000264266268270272274276278280水位 (m )流量(m 2/s)图1 下游水位——流量关系曲线第二章 水轮发电机选择第一节 水轮机的台数和机组型号选择 4台;单机容量50KW ;型号HL310 第二节 水轮机主要参数确定 直径D1=6.5m ;转速n=71.4r/min 允许吸出高度Hs=0.143m 第三节 蜗壳和尾水管的尺寸选择 混凝土蜗壳,包角为0225 L+x=6.4m ,L-x=4.8m弯肘形尾水管,参数如下表所示:参数1Dh L5B 4D4h6h1L5h肘管型式适用范围 实际6.516.929.2517.688.7758.7754.387511.837.93标准混凝土肘管混流式第四节 发电机组的选择及尺寸发电机型号为SF50-60/920,具体参数如下表所示:因水轮机的发电功率50MW ,转速n=72r/min 则选择发电机的型号为SF50-60/920。
水电厂自动运行课程设计1. 前言随着现代科技的不断发展和应用,许多传统行业也在不断更新和改进。
水电厂作为当代重要的电力供应来源,运行的自动化程度也越来越高。
本文将介绍水电厂自动运行课程设计,主要包括课程背景、课程目标、课程内容和课程评估等方面的内容。
2. 课程背景水电厂自动化控制技术是水电工业自动化控制技术的一个重要领域,是当前自动化技术发展的重点。
为了提高水电站的运行效率和安全性,水电厂运行智能化逐渐成为水电厂的发展趋势。
3. 课程目标本课程将教授以下几个方面的知识:1.水电站自动化控制系统的基本组成和结构;2.水电站各个环节的控制原理和运行规律;3.水电站自动化设备的维护和保养;4.水电站故障诊断和排除。
通过本课程的学习,学生将建立起完整的水电站自动化控制技术知识结构,掌握水电站自动化控制技术的基本框架和实际应用,能够灵活运用各种技术手段配合自动化设备实施水电站运行自动化控制。
4. 课程内容本课程的教学内容主要分为以下几个部分:4.1 水电站自动化控制系统的基本组成和结构介绍水电站自动化控制系统的基本概念、组成、结构和运行原理。
包括对水电站机组组成、水轮机及发电机的结构原理、水库的切换、调度等运行模式的自动化控制原理进行分析。
4.2 水电站各个环节的控制原理和运行规律介绍水电站各个系统和环节的控制原理和运行规律。
主要包括自动化控制系统、水轮机调速系统、励磁系统、水导系统、发电机保护及监控系统、水库出力调节与水文模型控制系统等。
4.3 水电站自动化设备的维护和保养介绍水电站自动化设备的维护和保养。
主要包括自动化控制系统的维护、清洁、保养及检修,设备故障诊断与排除,设备使用注意事项等。
4.4 水电站故障诊断和排除介绍水电站故障诊断和排除的方法和步骤。
主要包括故障识别、故障定位、故障分析、故障排除等方面,全面提高学生对水电站自动化设备的故障处理能力。
5. 课程评估针对课程设计的教学目标和教学内容,我们将开展评估工作。
第一章 基本资料 .............................................................. 3 第二章 水电站装机容量及组成(台数及单机容量)的选择计算 (4)2.1估算水电站出力引用 .................................................... 4 2.2水电站装机容量及组成(台数及单机容量)的选择计算 ...................... 4 第三章 水轮机型号的选择 .. (5)3.1 HL230型水轮机主要参数的选择计算 (5)3.1.1.计算转轮直径公式 (5)3.1.2.效率修正值η∆的计算 .......................................... 5 3.1.3.转速n 的计算和选择 ............................................ 6 3.1.4.工作范围的检验计算 ............................................ 6 3.1.5.吸出高s H 的计算 .............................................. 8 3.2 A630型水轮机方案主要参数的计算 ...................................... 8 3.2.1.计算转轮直径公式 . (8)3.2.2.效率修正值η∆的计算 .......................................... 9 3.2.3.转速n 的计算和选择 ............................................ 9 3.2.4.工作范围的检验计算 ........................................... 10 3.2.5.吸出高s H 的计算 (11)第四章 蜗壳、尾水管的选择,计算 ........................................... 13 4.1 蜗壳选择,计算 (13)4.1.1蜗壳选择 ...................................................... 13 4.1.2蜗壳选择 ...................................................... 13 4.2尾水管的选择、计算 .................................................. 14 第五章 发电机及调速设备选择 ................................................ 15 5.1发电机选择 .. (15)5.2调速器选择 .......................................................... 15 第六章 水电站主厂房设计 ..................................................... 16 6.1主厂房各层高程确定 (16)6.1.1水轮机安装高程a Z ............................................. 16 6.1.2 尾水管底板高程WD ∇ (16)6.1.3主厂房基础开挖高程k ∇ (16)6.1.4水轮机层地面高程SD ∇ (16)6.1.5发电机装置高程FZ ∇ ............................................ 17 6.1.6发电机层地面高程FD ∇ (17)6.1.7安装间高程A ∇ (17)6.1.8桥吊轨道高程G ∇ (17)6.1.9厂房顶高程CD ∇ (18)6.2主厂房长度确定 (16)6.2.1机组段长度L 0的确定 ............................................ 18 6.2.2边机组段加长△L 边 .............................................. 19 6.2.3安装间长度L 安 . (19)6.3主厂房宽度确定 (20)第一章 基本资料拟设计水电站参数资料及相关要求:某一引水式水电站,经过水文水能计算,确定其各种技术参数及设计要求如下: 1.电站最大水头max 56H m=,设计水头和加权平均水头52.3r av H H m==,最小水头min 48.6H m=;压力管道长度L=260米,管中最大流速为3max 4/v m s =; 2.电站最大可引用流量3max 3 5.14/Q m s =⨯;385% 5.14/P Q m s ==。
《水电站水库运行与调度》课程案例集设计一、课程简介《水电站水库运行与调度》是针对水电站运行管理相关专业的一门重要课程,通过对水电站水库运行与调度的理论和方法进行系统的学习,培养学生的实际操作能力和技术素质。
本课程以案例分析的方式,涵盖了水库调度的基本理论、实践技术和实战操作,旨在为学生提供丰富的实践经验和应用技能。
二、课程目标1. 掌握水库调度的基本理论和方法2. 熟悉水电站水库运行与调度相关技术3. 培养学生分析和解决实际问题的能力4. 提高学生在水电站运行管理领域的实际操作水平三、课程内容1. 水库调度的基本原理和方法2. 水库调度的实际操作流程3. 水库调度过程中的常见问题分析与解决4. 水库调度系统的应用与发展趋势四、案例集设计1. 案例一:水库调度实际操作流程案例描述:某水电站水库在汛期突发暴雨,水位急剧上涨,需要进行紧急调度,保证水库安全运行和附近村庄的安全。
学生需要根据给定的实时水位、流量等数据,制定相应的调度方案,并进行模拟操作。
学习目标:学生通过实际操作,了解水库调度的具体流程和方法,掌握紧急调度时的操作技巧和应对措施。
2. 案例二:水库调度过程中的常见问题分析与解决案例描述:某水电站水库运行出现了水位波动较大的情况,导致周边农田受灾,需要及时解决问题。
学生需要分析水库调度过程中可能出现的问题,找出原因并制定相应的改进措施。
3. 案例三:水库调度系统的应用与发展趋势案例描述:某水电站引入了先进的水库调度系统,提高了水库运行效率和安全性。
学生需要研究该系统的应用情况,并探讨水库调度技术的发展趋势。
学习目标:学生通过案例分析,了解水库调度系统的应用技术和发展趋势,培养学生的创新思维和技术研究能力。
五、案例教学方法1. 理论讲解与案例分析相结合,提高学生的理论认识和实际操作能力。
2. 利用真实的水库调度数据进行案例分析,增强学生的实践操作能力。
3. 组织学生参观实际水电站运行,让学生深入了解水库调度的实际工作环境和流程。
水电站课程设计任务书及指导书第一篇:水电站课程设计任务书及指导书水电站课程设计任务书及指导书水轮机选型设计(供水工专业用)水利水电工程系设计任务书一目的和作用课程设计是工科院校学生在校期间一个较为全面性、总结性、实践性的教学环节。
它是学生运用所学知识和技能,解决某一工程问题的一项尝试。
通过本次课程设计使学生巩固、联系、充实、加深、扩大所学基本理论和专业知识,并使之系统化;培养学生综合运用所学知识解决实际问题的能力和创新精神;培养学生初步掌握工程设计工作的流程和方法,在设计、计算、绘图、编写设计文件等方面得到一定的锻炼和提高。
二基本资料某梯级开发电站,电站的主要任务是发电,并结合水库特性、地区要求可发挥水产养殖等综合效益。
电站建成后投入东北主网,担任系统调峰、调相及少量的事故备用容量,同时兼向周边地区供电。
该电站水库库容小不担任下游防洪任务。
经比较分析,该电站坝型采用混凝土重力坝,厂房型式为河床式。
经水工模型试验,采用消力戽消能型式。
经水能分析,该电站有关动能指标为:水库调节性能日调节保证出力 4万kw 装机容量 16万kw 多年平均发电量 44350 kwh 最大工作水头 39.0 m 加权平均水头 37.0 m 设计水头 37.0 m 最小工作水头 35.0 m平均尾水位 202.0 m 设计尾水位 200.5 m 发电机效率98.0% 三试根据上述资料,对该电站进行水轮机选型设计。
四设计成果:计算说明书一份;所有图纸汇编入计算说明书。
五设计时间2.0周。
六设计参考书目:1.水电站机电设计手册第一卷水利机械水电站机电设计手册编写组编2.水电站(第三版)河海大学刘启钊主编3.水利机械(第三版)西安理工大学金钟元编七附图1.HL240型水轮机模型综合特性曲线2.ZZ440型水轮机模型综合特性曲线指导书设计者应根据相关原则确定机组台数与单机容量。
由工作水头范围利用水轮机型谱初定机型。
依据模型综合特性曲线选择水轮机的主要参数,经方案比较后确定水轮机型号(该部分内容可参考教材78页“水轮机型号及主要参数选择举例”)。
该枢纽工程位西北某省A河上游干流上,其布置和工程参数如附件所示,该水电站拟定主要设计参数序号项目单位数值1 最大水头m 1252 最小水头m 863 多年平均水头m 92.54 设计水头m 885 总装机容量MW 360(一)水轮机型号选型1 根据该水电站的水头变化范围86~125m,在水轮机系列谱表3-3,表3-4中查出适合的机型有HL180和HL200两种。
2 主要参数选择2.1 选取4台机组2.2 转轮直径D1计算单机容量:36万kw/4=9万kw(一)HL180水轮机2.2.1查文献HL180转轮综合特性曲线可知机组效率M=90%;g =96%Nr=Ny/zg=360000/4*0.96=93750kw查表3-6可得HL180型水轮机在限制工况下的单位流量'1MQ =860L/s=0.86m ³/S ,效率m=89.5%,由此可初步假定原型水轮机在该工况下的单位流量'1Q ='1MQ=0.86m ³/S ,效率=92%。
上述的Q1’,和Nr=单机容量:36万kw/4=9万kw ;g=96%Nr=Py/zg=360000/4*0.96=93750kw ,Hr=88m 带入式ηr r 11'81.9rH H Q N D =可得=3.83m ,选用与之接近而偏大的标称直径=3.9m 。
2.2.2转速n 计算查表3-4可得HL180型水轮机在最优工况下单位转速10Mn'=67r/min,初步假定M1010'n 'n =,将已知的和avH=92.5m ,1D =3.9m 代入式11'n n D H=可得n=165.2r/min ,选用与之接近而偏大的同步转速n=166.7r/min 。
(上式中'n 选用原型最优单位转速10'n ,H 选用加权平均水头Hav )2.2.3 效率级单位参数修正ηηη1D 1D 10'n ⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=-=∆)5/1()^(1)1(11Mmax Mmax max D D K K M ηηηη)(M101'n 'n ∆ 采用上述第一种方法的式(K 值为0.5~1)进行效率修正。
查表3-6可得HL180型水轮机在最优工况下的模型最高效率为maxM η=92%,模型转轮直径为MD 1=0.46m ,根据上式,可求出原型效率maxη=95%,则效率修正值为η∆=95%-92%=3%,考虑到模型与原型水轮机在制造工艺质量上的差异,常在已求得的η∆值中再减去一个修正值ξ。
现取ξ=1.0%,则可得效率修正值为η∆=2%,由此可得原型水轮机在最优工况和限制工况下的效率为ηηη∆+=max max M =92%+2%=94%%5.91%2%5.89=+=∆+=ηηηM (与上述假定值相同)单位转速的修正值按下式计算)1/('n 'n max max 10-=∆M M ηη则=-=-=∆192.0/945.0)1/('n 'n max max 101M Mηη 1.35% 由于 <3%,按规定单位转速可不加以修正,同时,单位流量'1Q 也可不加修正。
由上可见,原假定的η=92%,M 1010'n 'n =,'1Q ='1M Q 是正确的,那么上述计算及选用的结果1D =3.9m ,n=166.7r/min 也是正确的。
2.2.4 工作范围的检验在选定1D =3.9m ,n=166.7r/min 后,水轮机的max1'Q 及各特征水头相对应的1'n 即可计算出来。
水轮机在rr N H ,下工作时,其max 11''Q Q 即为,故ηr r 1max 12^81.9r'H H D N Q ==92.0*88*88*3.9^2*9.8193750=0.83<0.86m³/s则水轮机的最大引用流量为Q max ==115.14㎡/s 与特征水头Hmax ,Hmin 和Hr 相对应的单位转速为min /r 15.581253.9*7.166n 'n max 1min 1===H D min /r 11.70863.9*7.166n 'n min 1max 1===H Dmin /r 30.69883.9*7.166n 'n r 1r 1===H D 在HL180型水轮机模型综合特性曲线图上分别绘出=850L/S ,=70.11r/min ,=58.15r/min 的直线。
由图可知,由这三根直线所围成的水轮机工作范围(途中阴影部分)基本上包含了该特性曲线的高效率区。
所以对于HL180型水轮机方案,所选定的1D =3.9m 和n=166.7r/min是合理的。
2.2.5吸出高度Hs 计算由水轮机的设计工况参数,n'1r =69.30r/min ,Qmax1'Q max1'n min1'n r1max1H ^2D 'Q∆m 472.088)02.0088.0(900109710)(90010s〈--=+--=∆+-∆-=m H Hσσ‘1max =850L/S ,在图3-25上可查得相应的气蚀系数约为σ=0.088,并在图上2-26上查得气蚀系数的修正值约为σ∆=0.02,由此可求出水轮机吸出高度为公式为电站的海拔高程为1097m 。
σ为水轮机的气蚀系数为0.088。
Δσ为水轮机的气蚀系数修正值为0.02。
可见,HL180型水轮机方案的吸出高度满足电站要求。
(二)HL200转轮2.3.1 查文献HL200转轮综合特性曲线可知机组效率M=90%;g=96%Pr=Py/zg=360000/4*0.96=93750kw查表3-6 可得HL200型水轮机在限制工况下的单位流量'1MQ =960L/s=0.96m ³/S ,效率m=89.5%,由此可初步假定原型水轮机在该工况下的单位流量'1Q ='1MQ=0.96m ³/S ,效率=92%。
上述的Q1’,和Nr=单机容量:36万kw/4=9万kw ;g N =96%Nr=Py/zg=360000/4*0.96=93750kw ,Hr=88m 带入式ηηη⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=-=∆)5/1()^(1)1(11Mmax Mmax max D D K K M ηηηη)(ηr r 11'81.9rH H Q N D =可得=3.51m ,选用与之接近而偏大的标称直径=3.6m 。
2.3.2 转速n 计算查表3-4可得HL200型水轮机在最优工况下单位转速10Mn'=68r/min,初步假定M1010'n 'n =,将已知的和avH =92.5m ,1D =3.6m 代入式11'n n D H=可得n=181.7r/min ,选用与之接近而偏大的同步转速n=187.5r/min 。
采用上述第一种方法的式(K 值为1)进行效率修正。
查表3-6可得HL200型水轮机在最优工况下的模型最高效率为maxM η=92%,模型转轮直径为MD1=0.46m ,根据上式,可求出原型效率maxη=95%,则效率修正值为η∆=95%-92%=3%,考虑到模型与原型水轮机在制造工艺质量上的差异,常在已求得的η∆值中再减去一个修正值ξ。
现取ξ=1.0%,则可得效率修正值为η∆=2%,由此可得原型水轮机在最优工况和限制工况下的效率为ηηη∆+=max max M =92%+2%=94%1D 1D 10'n 2.3.3效率级单位参数修正%5.91%2%5.89=+=∆+=ηηηM (与上述假定值相同)单位转速的修正值按下式计算)1/('n 'n max max 10-=∆M M ηη则1.35%192.0/945.0)1/('n 'n max max 101=-=-=∆M M ηη由于<3%,按规定单位转速可不加以修正,同时,单位流量'1Q 也可不加修正。
由此可得:原假定1'Q =MQ 1', = 是正确的,那么上述计算及选用的结果D1=3.6m ,转速n=182.0r/min 也是正确的。
2.3.4 工作范围的检验在选定1D =3.6m ,n=182.0r/min 后,水轮机的max1'Q 及各特征水头相对应的1'n 即可计算出来。
水轮机在rr N H ,下工作时,其max 11''Q Q 即为,故0.96m3/s<0.89=92.0*88*88*3.6^2*9.8191836.732^81.9r 'r r 1max 1==ηH H D N Q则水轮机的最大引用流量为Q max ==108.20㎡/s 与特征水头Hmax ,Hmin 和Hr 相对应的单位转速为min /r 37.601253.6*5.187n 'n max 1min 1===H DM101'n 'n ∆10'n M 10'n r1max1H ^2D 'Qm H H 4m 72.088)02.0088.0(900109710)(90010s 〈--=+--=∆+-∆-=σσmin /r 79.72863.6*5.187n 'n min 1max 1===H Dmin /r 96.71883.6*5.187n 'n r 1r 1===H D 在HL200型水轮机模型综合特性曲线图上分别绘出=890L/S ,=72.79r/min ,=60.37r/min 的直线。
由图可知,由这三根直线所围成的水轮机工作范围(途中阴影部分)基本上包含了该特性曲线的高效率区。
所以对于HL200型水轮机方案,所选定的1D =3.6m 和n=182.0r/min 是合理的。
2.3.5 吸出高度Hs 计算由水轮机的设计工况参数,r 1'n =71.96r/min ,max 1'Q =890L/S ,在图3-25上可查得相应的气蚀系数约为σ=0.088,并在图上2-26上查得气蚀系数的修正值约为σ∆=0.02,由此可求出水轮机吸出高度为可见,HL200型水轮机方案的吸出高度满足电站要求。
3 两种方案的比较分析max1'Q max 1'n min 1'nm06.109722.072.068.10972b 0s w =+-=++∇=∇H4 水轮机安装高的确定水轮机安装高程用符号∇表示。
立轴反击式水轮机安装高程是指导叶中心高程:式中w ∇是尾水位s H 是吸出高度、0b 是导叶高度第二部分 发电机的选型 一、 发电机的外型尺寸。