水利工程概预算课件第七章

水工模型
船闸
一、机电和金属结构专业知识
1.概述
2.水轮机 3.水轮发电机 4.进水阀 5.水利机械辅助设备 6.电气设备 7.起重设备 8.闸门安装 9.压力钢管制作及安装
二、概(估)算编制







1.项目划分 (1) 机电设备及安装工程 (2)金属结构设备及安装工程 2. 设备及安装工程概(估)算编制依据及其他 (1) 编制依据 (2) 编制的准备工作 3. 设备及安装工程概(估)算编制 (1)设备费概(估)算编制 (2)运杂费 (3)运输保险 (4)采购及保管费 (5)安装费编制 (6)举例


(3)可逆式水轮机 随着可逆式水轮机的发展，出现了蓄能电站。可逆式水轮机 概算定额中称水泵/水轮机。在发电时作水轮机使用，抽水时作 水泵运行。 它可利用系统电力过剩时来抽水蓄能；在系统缺电时它可发 电，把电力送往系统中去。 水泵/水轮机的分类和反击式水轮机相同，它可分为轴流式、 斜流式、混流式。轴流式水泵/水轮机分转浆式与定浆式两种。 应用于低水头的是斜流式可逆水泵/水轮机，应用于高水头的是 混流式可逆水泵/水轮机。
举例


①HL110—LJ-140：表示混流式水轮机，转轮型号为110；立轴， 金属蜗壳；转轮标称直径D1为140厘米。 ②ZZ560—LH—800：表示轴流转浆式水轮机，转轮型号为560； 立轴，砼蜗壳；转轮标称直径D1为800厘米。 ③XLN195-LJ-250：表示斜流可逆式水轮机，转轮型号为195； 立轴，金属蜗壳；转轮标称直径为250厘米。 ④2CJ30—W-120/2*10：表示一根轴上有2个转轮的水斗式水轮 机，转轮型号为30；卧式；转轮标称直径（节园直径）为120厘 米，每个转轮有2个喷咀，设计射流直径为10厘米。 ⑤GD600—WP-250：表示贯流定浆式水轮机，转轮型号为600； 卧式，灯泡式引水；转轮标称直径为250厘米。


1)混流式（辐向轴流式、法兰西式、旧称Φ .F） 水流沿辐向进入转轮，逐渐变为沿轴向而离开转轮。所以叫 辐向轴流式水轮机，或称混流式水轮机。 ①主要特征：应用普遍、性能稳定、效率高，最高可达94%。 三峡工程左厂水轮机效率为98.77%。 ②适用水头范围：从10米左右——600～700米（一般应用于 中水头20m～450m）。 ③单机容量：20千瓦～60万千瓦。三峡左厂为71.4万千瓦。 ④适用范围：大、中、小型水电站。 ⑤单机重量：每台水轮机重几十公斤～3000t多。
(3)转动机构（转轮） 转动机构指的就是转轮，它是水轮机的核心部件。一般所指水轮 机的型式，实际就是指该水轮机转轮的型式。 1)轴流式转轮：由轮毂、轮叶和泄水锥等部件组成。轴流转桨式 转轮的轮叶可以随着外界负荷的变化与导水机构导叶协同动作， 始终保持有利的组合关系，因此对负荷变化的适应较好，运行区 域广，平均效率高。轮叶数目3～8片，不少于3片。水头高时， 轮叶多。 轴流定桨式转轮的叶片固定在轮毂周围，不随外界负荷的变化而 改变轮叶的角度。运行稳定性较差，运行区域窄，低负荷运行时 效率低。 2)混流式转轮：由上冠、叶片和下环组成，三者联成整体。上冠 通常装有减少漏水的止漏环，它的上法兰面与主轴螺栓连接，它 的下部中心装有泄水锥，用来引导水流以免水流从轮叶流道流出 后相互撞击，以保证水轮机的效率。 叶片按圆周均匀分布固定于上冠和下环，叶片呈三向扭曲形上 部扭曲较缓，下部扭曲较剧，叶片的断面为机翼型，叶片数目约 10～20片，通常为14～15片。下环也设有止漏装置。
水轮机类别与型号 型 号
第二部分 主轴布置 转轮型号 引水室特征 型式 比转速代号： 代 含 代 含义 数字 号 义 号 立 金属蜗 L J 轴 壳 卧 W H 砼蜗壳 轴 明槽式 M 引水 P G Z 灯泡式 罐式 轴伸式 第三部分 转轮标称直径 D1 数字表示；单 位cm不表示
水轮机型号 代号 HL ZZ 含义 混流式 轴流转浆 式 轴流定浆 式 斜流式 贯流转浆 式 贯流定浆 式 冲击(水斗) 式 斜击式 双击式
反 击 式
ZD XL GZ GD
冲 击 式
CJ XJ SJ
注：1.可逆式水轮机，在机型代号后加“N”。 2.水斗式水轮机，用加在机型代号前的阿拉伯数字表示转轮数目。



转轮型号：采用统一规定的比转速代号，用阿拉伯数字表示。 比转速（ns）的物理意义是：当有效水头H=1米，出力N=1马力 时模型水轮机所具有的转速，称为水轮机的比转速ns。 水轮机比转速ns和比速系数K是衡量水轮机能量特性、经济 性和先进性的综合指标。大容量机组为缩小机组及厂房的尺寸， 节省投资，提高电站的经济效益，在可能的条件下，倾向于选择 较高的比转速ns和比速系数K。因此，随着水轮机设计制造水平 的提高，水轮机比转速和比速系数有所提高。但是ns的提高受到 水轮机的强度、效率、气蚀、稳定性等因素的制约。 转轮标称直径D1，用阿拉伯数字表示，单位是厘米。 混流式：D1是指转轮叶片进水边的最大直径。 轴流式：D1是指与转轮叶片轴心线相交处的转轮室内径。 斜流式：D1同轴流式。




③高压开关柜：6.3kV、10.5kV。 包括的设备：高压开关柜、母线桥等。 ④厂用电设备：380V/220V、10.5kV。 包括的设备：厂用变压器、低压开关柜、低压配电盘、动力 柜、动力配电箱、低压电器（磁力启动器、自动空气开关、补偿 器、闸刀、熔断器等）。 2)按设备所处的位置分。 ①屋内设备。指配电部分的设备。 ②屋外设备。指变电部分的设备。 (2)二次设备 是指对一次设备的工作进行测量、监测、控制、保护、操作 的辅助设备。 包括的设备：各类继电器、保护元件、测量元件、各种保护 屏、盘、柜、箱、台、控制电缆等。



(3) 公用电气设备 1)直流系统 提供直流电源的设备。主要用于控制保护系统、操作系统、 特殊部位的照明电源。 2)通信系统 包括的范围：电力系统通信、梯级调度通信、电站内部通信、 电站对外通信、水情自动测报系统通信、河道预警系统通信等。 包括的通信方式：高频电力线路载波通信、数字微波通信、 地线复合光缆通信、卫星通信、程控电话通信、无线电移动通信、 有线广播等。 3)计算机监控系统 一般的监控系统分为：全厂计算机控制管理系统、站级监控 系统和现地控制单元。 4)电气试验设备 5)电缆 6)母线


3)斜流式 水流介于辐向轴向之间，斜向流进转轮。它适用水头较宽广，范 围20米～200米。它性能稳定，高效率区宽广。亦可适用于抽水 蓄能电站。安装定额中缺此型式，目前应用较少。 4)贯流式 水流沿轴向（或沿水平方向）从进口到尾水管出口。它过水能力 大，水头损失小，效率高，结构紧凑，适用水头2米～30米之间， 单机容量从几个千瓦到几万千瓦。适用于低水头大流量的电站或 潮汐电站。


（4）水轮机的型号 各类各型水轮机及其代号详见表7—2—1。 水轮机的型号的排列顺序为： 第一部分 第二部分 第三部分


Cm不表示出来 主轴布置型式 转轮型号（比转速代号） 水轮机型号（代号）
转轮标称直径D1（cm） 引水室特征

类 别
表3—44
第一部分
一、概述




设备及安装工程可分为三部份：机、电、金属结构。 1．机械部份 指水轮机、水轮发电机、调速器及其辅助设备及安装。 2．电气部份 指一次设备、二次设备及其他电气设备及安装。 (1)一次设备 是指直接输送、分配电能的设备。它所承受的电压较高。 1)按电压等级分。 ①变电站电压：11kV、35kV、110kV、220kV、330kV、500kV。 包括的设备：主变压器、断路器、隔离开关、避雷器、电压 互感器、电流互感器、电抗器、组合电器、高压电缆及其终端、 阻波器及一次拉线等。 ②发电机电压：6.3kV、10.5kV、13.8kV、 15.75kV、18kV、 20kV。 包括的设备：断路器、隔离开关、电压互感器、电流互感器、 避雷器、消弧线卷、母线、电缆等。

3．金属结构部分 指起重设备、闸门、压力钢管制作及安装。 (1)起重设备及安装 水电站的起重设备是安装、运行和检修电站各种设备的起吊 工具。包括的设备如下： 1)桥式起重机 2)门式起重机 3)油压启闭机 4)卷扬式启闭机 5)螺捍式启闭机 6)电梯 7)轨道 8)滑触线








2)轴流式（包括轴流转浆式（又叫卡普兰式）、轴流定桨式、 轴流调桨式） 水流特征：水流进出转轮都是轴向（或称垂直方向）。 ①轴流转浆式：性能稳定，高效率区宽广，适用水头3米～80 米，单机容量：20千瓦～20万千瓦，或更大。适用于低水头大流 量的大中型电站。单机重量：几十公斤～3600t。 ②轴流定浆式：运行稳定性差，低负荷运行时效率低。适用水 头3米～50米。单机容量：几个千瓦～数百千瓦。适用于低水头 大流量的中、小型水电站。单机重量：几十公斤～数百吨。 ③轴流调浆式：同轴流定浆式参数一致。不同的是：根据每年 的季节不同，来水量不同，可以停机后，人为地调整轮毂上轮叶 的角度，使运行性能有所改善。




(2)冲击式水轮机的水力特性 水流在大气压力下以高速射流冲击转轮使它旋转，因此，称 为冲击式水轮机。在同一时间内水流只冲击转轮部分斗叶，而不 是全部斗叶。此类水轮机仅利用了水流的动能。它不用尾水管， 蜗壳和导水机构。它构造简单，便于维护和管理。冲击式水轮机， 可分为水斗式、斜击式和双击式。一般适用于100米以上的水头。 1)水斗式。由喷咀喷射的水柱沿转轮圆周相切方向冲击到装在 转轮四周的水斗上，使转轮旋转。它适用于高水头电站，水头最 高可达1760米。单机容量从十多个千瓦到二十万千瓦。运行性能 稳定。效率较反击式水轮机低些，但其结构较简单。 2)斜击式。喷咀呈斜向布置。水头适应范围从二十多米到三百 米，转轮结构较水斗式简单，制造容易，过水能力较水斗式大些。 3)双击式。水流两次沿转轮叶片流动，即两次冲动转轮，所以 称为双击式。一般用于小型电站。