水轮机 2010华北水利水电学院

华北水利水电学院毕业设计任务书设计题目：220T/H CFB锅炉设计专业：热能动力工程班级学号：200606528姓名: 莫观贵指导教师：王爱军设计期限：2010年03 月22 日开始2010 年06月03 日结束院、系：电力学院2010年3月2日一、毕业设计的目的毕业设计是学完专业基础课和专业课后，检验学生所学知识是否扎实，培养学生解决实际工程问题的能力的主要环节；是走上工作岗位前的必须训练；它是集大学所学知识与一体的综合性设计；是培养学生主动性和创新能力、树立严谨的科学作风和正确的设计思想、努力贯彻国家有关方针政策观念的基本训练。

通过毕业设计的综合训练，培养学生实地考察、查阅文献、收集资料的能力；提高学生运用资料综合分析的能力；提高制定合理的设计方案的能力；培养学生深入细致进行设计运算校核的能力，合理运用工具书的能力；提高学生计算机制图的能力。

总之，毕业设计后学生应具有独立工作与协同工作的能力，掌握工程设计的基本过程和科学研究的初步方法，真正达到合格本科毕业生的要求。

我国是世界上最大的煤炭生产与消费国，煤炭消费占一次能源的比例高达75％。

在今后相当长时期内，一次能源的消费仍将以煤炭为主。

煤炭燃烧产生的灰渣、SO2、NOx 等污染物对环境造成的污染成为一个重要问题。

循环流化床锅炉与采用其他燃煤方式的锅炉相比具有锅炉效率高、脱硫效果号、NOx 排放量底和燃料适应性广等优点，是国内外近阶段重点研究和开发的有发展前途的燃煤锅炉。

通过本次设计，能够进一步理解循环流化床锅炉的工作原理、掌握锅炉的基本设计计算方法和过程。

二、主要设计内容1.计算部分：锅炉传热计算；锅炉结构计算；锅炉热力计算2.设计部分锅炉本体整体设计（炉膛、旋风分离器、尾部受热面）；3.图纸部分（全部采用CAD制图），包括：锅炉本体结构图；工质流程系统图；旋风分离器结构图三、重点研究问题锅炉传热计算过程；锅炉结构计算过程；锅炉热力计算过程四、主要技术指标或主要设计参数12．石灰石3．锅炉设计参数五、设计成果要求1．提交的成果：1)开题报告1份2)说明书和计算书1套3)图纸1套4)与设计相关外文资料与译文，附在说明书后5)所查阅的文献2．要求：1)论文或说明书的电子版和打印文档各一份，要求语句通顺，无错别字，排版规范。

水电站水轮机设计毕业论文1 前言水轮机是水电站的重要设备之一，它是靠自然界水能进行工作的动力机械与其他动力机械相比，它具有效率高、成本低、环境卫生等显著特点。

另外，水轮机的好坏直接影响到水电站的能量转换效率，在水轮机生产制造前，我们必须首先根据给定电站的水力条件对水轮机进行选型设计、对其零件进行结构分析以及对部分零部件进行强度计算及校核等。

鉴于此，作为我们以后在水轮机制造厂或水电站工作的热能与动力工程专业的学生，也就必须熟练掌握水轮机的设计思想、设计方法以及设计步骤，所以在学习各种专业课程后开始本次毕业设计。

毕业设计是本科教学计划中最后一个综合性、创造性的教学实践环节，是对学生在校期间所学基础理论、专业知识和实践技能的全面总结，是对学生综合能力和素质的全面检验，也是教学、工程实践的重要结合点。

它主要是培养学生综合运用所学知识和技能去分析和解决本专业范围内的工程技术问题，建立正确的设计思想，掌握水轮机设计的一般程序和方法，使学生在进行了工程实践能力的综合训练后，在今后的工作岗位上具有应用专业技术解决工程实际问题的能力。

本次毕业设计从水轮机的基本工作原理出发，系统地、较为全面地进行了水轮机的选型设计、水轮机的结构分析、水轮机部分零部件的强度计算及校核等。

设计分为六部分:第一部分：水轮机的选型设计；第二部分：导水机构运动图的绘制；第三部分：蜗壳的水力设计；第四部分：尾水管的设计；第五部分：蜗壳的强度计算；第六部分：绘制导叶加工图。

在设计过程中，着重阐述了水轮机选型设计的具体方法及方案选择、水轮机的结构设计两部分。

2水电站的水轮机选型设计2.1 水轮机的选型设计概述水轮机的选型设计是水电站设计中的一项重要任务，其计算结果直接关系到水电站的机组能否长期运行、投资的多少、经济效益的高低。

它是根据水电站设计部门提供的原始资料及参数，选择合理的水轮机型号和计算水轮机的各种性能参数。

一般情况下，先根据水电站的类型、动能计算以及水工建筑物的布置等初选若干个方案，然后进行技术经济比较，再根据水轮机的生产情况和制造水平，最后确定最佳的水轮机型号及尺寸。

名词解释1. 设计保证率：水电站的设计保证率是指水电站正常发电的保证程度。

一般用正常发电总时段与计算期总时段壁纸的百分数表示。

2. ★保证出力：指水电站相应于设计保证率的枯水时段发电的平均出力。

3. ★多点平均发电量：水电站隔年发电量的平均值。

4. ★最优工况：即效率最高工矿，水轮机达到运行效率最高时的工况。

在水轮机模型综合特性曲线上最内图等效率曲线中面积的集合中心效率最高。

该店相应的工况即为最优工况。

5. 限制工况：用于限制水轮机在增大流量是，由于效率过低反而会发生出力下降的情况，或是限制影响最大出力的因素所规定的相应工况。

6. 吸出高：水轮机的吸出高Hs。

从理论上讲应是转轮中压力最低位置到下游面得垂直高度，但在不同工况时次压力最低位置亦有所不同。

7. ★单位参数：通常采用将模型试验的成果都化为D1m=1m,H1m=1m标准情况下的参数，次参数称为单位参数。

分别用表示。

8. 比转速：水轮机在工作水头H=1m，出力N=1kw是所具有的转速称为水轮机的比转速。

9 抽水蓄能电站：是一种控制系统，由多余电能，在电气系统中起调峰作用的电站，包括抽水蓄能和放水发电两个过程：系统负荷低时，将下库水抽到上库（电动机+水泵）；系统负荷高时，将水库的水放出发电（水轮机+发电机）。

填空1. 确定Ny（装机容量）的简化方法：年利用小时数法、保证出力倍比法、套用定型机组法。

2. 水电站按其开发方式的不同分为：坝式水电站、引水式水电站和混合式水电站3. 反击式水轮机按转轮区的水流相对于水轮机主轴的方向的不同，可分为混流式，轴流式，斜流式和贯流式。

简答、计算、设计1.各类水电站的特点及其适用范围。

答：（1）坝式水电站：在河道上修建拦河大坝抬高上游水位以集中落差，并形成水库调节流量。

这种水电站适宜建在流量较大，坡度较小的山谷河段上，可分为坝后式和河床式水电站两种。

坝后式水电站的主要特点是厂房布置在紧靠大坝下游。

河床式水电站的厂房布置在河床中作为坝的一部分，有挡水作用。

华北水利水电大学水利水能规划课程设计一、水文计算1.1设计年径流计算1.1.1年月径流分析计算步骤（1）对径流一致性、可靠性、代表性进行论证。

（2）在一定的设计保证率P设下，用数理统计法推求设计年径流量。

（3）用相应代表年法推求年内分配过程。

1.1.2设计保证率的选择水电站设计保证率的选择至关重要，它关系到电站的供电可靠性、水资源利用程度以及水电站工程造价。

一般来说，设计保证率主要依靠水电站的装机规模及水电在电力系统中的比重来确定的。

系统中重要用户越多，相对来说设计保证率应该越高；对于河川径流变化剧烈和水调节性能好的水电站也多选用较高的设计保证率。

根据《水利水电工程水利动能设计规范》SDJ11-77，见下表：水电站设计保证率1.1.3频率计算，求设计丰、中、枯水年的年径流量（1）适线法进行频率计算1、年平均流量Q1=378.3 m3/s2、实测频率计算1961295.211419 1.060.003637.9 1962422.212405.9 1.030.000941.4 1963482.413403.7 1.020.000444.8 1964429.614401 1.020.000448.3 1965320.515361.50.990.000151.7 1966249.416355.20.910.008155.2 1967447.217350.90.890.012158.6 196841918320.50.850.022562.1 1969449.319303.40.810.036165.5 197040120295.20.760.057669.0 1971475.421290.30.750.062572.4 1972282.122289.30.740.067675.9 1973487.823287.80.730.072979.3 1974361.524282.10.720.078482.8 1975497.225270.10.680.102486.2 1976355.2262700.680.102489.7 1977403.727249.40.630.136993.1 1978289.328245.90.620.144496.6 合计10611.810611.827.02 1.523814003、利用矩估计法初步确定C v值，由C s与C v的倍数关系确定Cs值，由已确定的参数查K值表，确定理论曲线（1）经适线后知理论曲线1与实测资料比较适合，故选择理论曲线1为设计年（3）代表年的选择根据选取原则：根据年径流量接近设计年径流量的实测年为代表年。

冲击式水轮机水斗三维造型摘要：本文以一个冲击式（切击式）水轮机水斗实例造型为基础，阐述了水轮机水斗的造型思路、方法及步骤，明确了造型中的难点及需要注意的事项。

使冲击式水轮机实现流体分析计算、强度分析及数控加工成为可能，为冲击式水轮机的国产化打下基础。

关键词：冲击式水轮机；水斗三维造型；分水刃造型；切水刃造型；应力缺口造型1水轮机水斗造型的基本原则冲击式水轮机是靠高速射流冲向水轮机旋转做功将水流动能转化为机械能的水力机械，与一般混流式水轮机相比，国外水轮机水斗表面粗糙度要求（见图1-a、图1-b）要远高于混流式叶片（见图1-c-IEC 60193：1999 第二版）的要求。

这就意味着在进行水斗三维造型时首先应把保证真机与理论数据误差最小放在首位，其次在数控编程时由于为简化加工工序缩短加工时间又要求造型时在保证精度的前提下尽量用最少的面来完成。

这就要求在保证精度和简化加工之间找到一个平衡，水斗表面合理的造型区域划分及正确设计造型步骤则成为水斗三维造型是否成功的关键。

2水斗造型数据的前期处理及总体造型思路此次造型以哈电生产的某切击式水轮机为例，水轮机水斗形状如“双碗状”对称分布，故只需完成水斗对称部分的“一只碗”即可。

由于原始理论数据为水斗各个位置的二维断面尺寸，需通过二维设计软件（I-deas）进行相应整理，然后将型线数据导入至UGS NX软件中的建模环境中，按照各个断面型线数据的相对位置关系定位至相应的空间位置，造型前期的数据整理工作就此完成。

整理后的水斗数据见图3示。

水斗型线数据及真机水斗外形（见图-2）对照分析我们知道，冲击式水轮机水斗影响水力性能的关键部位在其分水刃、切水刃及水斗的正面。

三维造型时这些位置的精度控制要引起特别注意。

通过对水斗正背面外部形状的观察水斗的中间部位外形比较平坦曲率变化不大而切水刃位置形状变化最为复杂，为减少造型难度及保持曲面之间的光滑过渡，把图中水斗的正背面型线数据分为14个区域分别造型。

表1Q/105 班多水电站技术标准水轮机检修维护规程目次前言 (II)1 范围 (1)2 规范性引用文件 (1)3 概述 (1)4 技术规范 (1)5 维护管理 (4)6 检修管理 (4)7 故障分析及处理 (11)8 备品备件 (11)前言本规程制定的目的是为了班多水电站机组投产后能够做好设备的运行维护工作，保证机组安全稳定的运行。

本规程根据DL/T 600─2001《电力行业标准编写基本规定》和DL/T 800─2001《电力企业标准编制规则》的规定编写，在本规程的编写过程中对DL/T817—2002《立式水轮发电机检修技术规程》、GB/T7894—2001《水轮发电机基本技术条件》、GB/8564—1988《水轮发电机安装技术规范》、DL/T838—2003《发电企业设备检修导则》、等标准中的有关内容进行了引用。

参考了ZZ—LH—660水轮机设计说明书、现场安装作业指导书。

本规程由班多水电站安全监督与生产技术部提出，在试行过程中发现有待改进的内容，及时提出，补充完善。

本规程归口单位：班多水电站安全监督与生产技术部本规程起草单位：龙羊峡发电分公司本规程起草人：刘青本规程初审人：韩毅柳克圣刘民生杨冬张伟华本规程审核人：张华周国亭本规程批准人：王怀宾本规程于 2010年07月01日首次发布， 2010年09月01日实施本规程由班多水电站安全监督与生产技术部负责解释班多轴流转浆式水轮机检修维护规程1 范围本规程规定了班多电站轴流转浆式水轮机维护及检修项目、周期、工期、质量标准及验收等级、检修技术管理及工艺要求，巡回检查项目。

2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本规程的引用而成为本规程的条款。

凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单或修订版不适用于本规程。

然而，鼓励根据本规程达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本规程。

DL/T817— 2002立式水轮发电机检修技术规程GB/T7894—2001水轮发电机基本技术条件GB/8564— 2003 水轮发电机安装技术规范DL/T838— 2003发电企业设备检修导则3 概述班多水电站水轮机组由浙江富春江水电设备股份有限公司制造，水轮机型号为ZZ—LH—660，型式为轴流转浆式水轮机，水轮机在运行中通过协联方式控制浆叶和导叶的操作，蜗壳为不对称梯形断面包角为210°的混凝土蜗壳，尾水管型式为弯肘型，水平扩散段设1个中墩（设有中墩护头），金属尾水管里衬延伸至肘管的出口位置，转轮主要由转轮体、6只叶片、叶片密封、叶片操作机、上下端盖和泄水锥等部件组成。

设计任务书题目 WHX-8水电站初步设计学院电力学院专业热能与动力工程(水动)姓名李逍遥学号200806707指导教师王逸飞2014年6月5 日一、毕业设计的目的本毕业设计是本专业最后一个综合性实践环节，学生需要把本专业的主要专业知识融会贯通，用学过的知识与技能，结合工程实例，进行水电站机电工程的系统初步设计，达到工程设计的基本训练，以提高其综合专业素质。

二、主要设计内容(一)水轮机与发电机部分1、水轮机型号选择2、应用主要综合特性曲线初步拟定待选方案。

3、通过初步的分析比较淘汰明显不合理的方案，保留两个较好方案精选。

4、精选过程，要进行两个方案的动能经济比较。

绘制运行特性曲线，进行机电设备的投资估算及土建工程比较，对代表年进行水轮机的平均效率及电能计算。

5、最后确定最佳方案。

并对最后确定的方案进行如下计算：(1)水轮机飞逸转速；(2)轴向力；(3)导叶高程、导叶最大及最优开度；(4)蜗壳水力计算及单线图；(5)尾水管型式选择及单线图和主要剖面图的绘制；(6)对水轮机结构的特殊要求。

6、发电机部分（1）根据水轮机形式、单机出力、转速，确定发电机类型及结构形式，以及单机容量、电压等级，功率因数等。

（2）确定发电机的冷却方式及励磁方式。

（3）对发电机结构的特殊要求。

（4）估算发电机的外形尺寸。

并绘制外形件图标好尺寸。

（二）电气部分1、通过技术、经济的比较论证确定电站电气得主接线。

2、计算短路电流和选择主要电气设备。

3、确定厂用变压器台数、容量及连接地点。

4、配置电压、电流互感器，并确定其型号、变比和接线方式等。

5、初步规划二次回路的基本方案。

6、结合厂房布置，确定主要电气设备的布置。

7、绘制电气主接线图一张(包括互感器配置)（三）水力机组辅助设备1、主厂房起重设备选择：(1)根据最大重件和机组合数，选择起重机的型式与台数及额定起重量。

(2)确定起重机的不同吊钩起重量、跨度、起升高度、工作速度、工作制。

一、选择题
1.水利工程中，用于调节和分配水量的重要建筑物是：
A.水坝
B.水电站
C.水闸（正确答案）
D.溢洪道
2.在水电站的建设中，下列哪项设备是用来将水能转换为电能的？
A.发电机（正确答案）
B.变压器
C.水轮机
D.输电线
3.华北地区水资源管理的重要策略之一是：
A.大量开采地下水
B.跨流域调水（正确答案）
C.无限制使用地表水
D.雨水收集利用为主
4.下列哪项不是水利工程对环境可能产生的负面影响？
A.破坏生态平衡
B.改变地质结构
C.提高地下水位（正确答案）
D.影响水生生物栖息地
5.在水土保持工作中，下列哪项措施是减少水土流失的有效方法？
A.陡坡开荒
B.植被恢复（正确答案）
C.过度放牧
D.河流截流
6.水利工程施工中，常用的测量高程的方法是：
A.GPS定位
B.水准测量（正确答案）
C.雷达探测
D.激光测距
7.下列哪项不是水利工程规划时需要考虑的主要因素？
A.地形地貌
B.气候条件
C.社会经济需求
D.宇航员太空活动（正确答案）
8.水利工程管理中，为了保障工程安全，需要定期进行的工作是：
A.拆除部分结构进行检查
B.安全评估与维护（正确答案）
C.更换所有设备
D.增加工程规模。

华北水利水电学院机械学院专业介绍机械学院机械设计制造及其自动化本科，学制四年。

本专业历史悠久，前身为水利施工机械专业，本科开办于1985年（原北京水利水电学院），1998年根据教育部高等院校新专业目录调整为机械设计制造及其自动化。

培养具备机械设计及制造、计算机、机电控制技术的综合理论基础及基本技能，具有较为扎实宽厚的专业知识与应用能力，并能在机械工程及自动化等某个方向上具有机电产品设计制造、科技开发、应用研究、运行管理等方面专长的高级工程技术人才。

主要课程：工程力学、电工及电子技术、机械原理、机械控制理论、微型计算机原理、机械制造技术基础、现代设计理论及方法、液压与气压传动、工程机械、内燃机构造与原理、工程机械地盘设计、数控技术、PLC原理及应用、机床设计等。

毕业生可选在机电设计制造企业、国家重点工程建设及工程施工建设企事业单位、管理部门、科研院所或高等院校等部门工作。

或到国内外有关教学研究单位相近学科继续深造本专业设置工程机械、机械制造、机械电子工程、车辆工程五个专业方向。

材料成型及控制工程本科，学制四年。

培养具备材料成型及控制学科、计算机学科以及与电控制有关的基础理论知识和应用能力，能够从事材料成型及控制工程领域的科学研究、技术开发、设计制造、实验研究、销售和经营管理的方面的工作，适应21世纪.社会主义现代化建设需要的，德、智、体、美全面发展的，具有创新精神和实践能力的高素质复合型工程技术人才。

主要课程：画法几何预计挟制图、工程力学、电子技术、电工技术、机械原理、机械设计、机械控制理论、微型计算机原理、材料科学基础、制造技术基础、液压与气压传动、材料成型原理、材料加工冶金传输原理、材料力学性能、塑性成型工艺与模具设计、金属与塑料成型设备、模具制造工艺、模具CAD/CAM等毕业生可在相关研究机构、厂矿企业、高等院校从事材料成型和模具设计以及新产品研究开发、生产技术管理等工作，或到国内外有关教学研究单位相近学科继续深造。