Главная -> Гидравлические машины: турбины и насосы 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 [ 25 ] 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 >5 IS. Q 3- в u cS e о о в о е 3 -в п о в с S с с >. ь с с С с с о к о о о о о о о о о о 1М о о о 8 ?5
§ S я га п. 3 X >я Й а в- 2. m Я Я О, С а, >Я § ч о ч ы 1С о о о с га су я я Е- я м ч >. н & га я ч >я а S ч Таблица 7-4 Основные расчетные данные поворотно-лопастных капсульных турбин
варительные, особенно по турбинам ДЗО. Представленный диапазон данных для каждого угла (Э = 60, 45 и 30°) предусматривает возможность использования нескольких типов турбин с различной формой проточной части. Основные размеры показаны на рис. 7-3. Таблица 7-5 Основные расчетные данные поворотно-лопастных диагональных турбин Показатели Угол наклона оси поворота лопастей рабочего колеса 6, град ..... Диапазон напоров, м........ Приведенная частота вращения, об/мин: оптимальная ........ средняя расчетная njp ..... Приведенный расход (максимальный, расчетный) Q, л1с ....... Коэффициент кавитации а, соответствующий Qjp.......... Число лопастей рабочего колеса Относительный диаметр втулки рабочего колеса й^т ......... Относительный диаметр горловины камеры рабочего колеса Dk..... Относительная высота направляющего аппарата fto ........... Тип турбины ДЗО
Относительный диаметр по осям поворота направляющих лопаток Do = 1,25-f- 1,28. Диаметр втулки в диагональных турбинах определяется по осям поворота лопастей. Аналогичным образом определяется и диаметр рабочего колеса D. Следовательно, максимальный размер втулки и максимальный диаметр по входным кромкам рабочего колеса будут значительно больше, чем и Dj. Тип отсасывающей трубы берется такой же, как для осевых турбин, относительной высотой/г= 1,92,3. Пропеллерные осевые и диагональные турбины Рис. 7-3. Основные размеры диагональных турбин. Сопоставление характеристик (см. рис. 6-20) показывает, что у пропеллерных турбин при отклонении нагрузки или расхода от оптимального к. п. д. снижается значительно быстрее, чем у поворотно-лопастных. В связи с этим мощные пропеллерные турбины применяются редко. Но поскольку на многоагрегатных ГЭС имеется возможность использовать турбину в узкой зоне режимов, близкой к оптимальному, отношение к этим турбинам в последнее время изменяется. Так, на ДнепроГЭС II, введенной в эксплуатацию в 1976 г., часть агрегатов имеет разработанные и изготовленные на ХТГЗ мощные пропеллерные турбины Dj = 6,8 м, с углом установки лопастей рабочего колеса -f 9°30, iV = 115 МВт, п = = 107,1 об/мин. Это позволило уменьшить диаметр втулки с в^. сФ = 0,43 у соответствующей поворотно-лопастной турбины до = 0,35, снизить примерно на 10% массу турбины и несколько улучшить кавитационные показатели. Полученный опыт указывает на целесообразность использования в некоторых случаях пропеллерных осевых и диагональных турбин. Рис. 7-4. Размеры радиально-осевых турбин. Радиально-осевые турбины Показатели радиально-осевых турбин различных типов в широком диапазоне напоров - от 45 до 700 м приведены в табл. 7-6, а размеры - на рис. 7-4. Относительный диаметр по осям направ- Основные расчетные данные радиально-осевых турбин Таблица 7-6
ляющих лопаток Do = 1,20 (в турбинах более panjtinx выпусков он составлял 1,16). Высота до низа рабочего колеса /г^ = 0,12 -ь 0,15 для напоров до 200 м и Fj = 0,18 - 0,2 для более высоких напоров. Для каждого диапазона напоров имеется несколько типов турбин и могут быть разработаны другие, поэтому параметры, особенно Qj и or, могут иметь и промежуточные значения, т. е. определяться интерполяцией. Показатели массы турбин Прн проектировании гидроэлектростанции часто требуется определить общую массу турбины и отдельных ее частей, особенно рабочего колеса. Эти данные важны, поскольку стоимость турбины данного вида в основном пропорциональна ее массе, а от массы рабочего колеса зависит выбор способов транспортировки и монтажа. Точное значение массы турбины можно установить только на основании проектных данных завода-изготовителя. Следует учитывать, что даже для одних и тех же условий и при одинаковых размерах в разных проектах масса турбины будет разной, что свя- зано с применяемыми конструктивными решениями. Со временем в процессе совершенствования конструкций турбин показатели удельной массы довольно существенно изменяются. На рис. 7-5 показано непрерывное снижение удельной массы всех видов турбин по годам. Процесс этот шел быстрее в 30-50-е годы, продолжается и сейчас, хотя медленнее. Эти факторы нужно учитывать при использовании аналогов. Рисунок 7-5 показывает также, что удельная масса турбины существенно зависит от напора и с увеличением напора снижается. Так, при Я = 200 м удельная масса составляет около 3,5 кг/кВт, а при Я = 20 - около 13 кг/кВт, т. е. в 3,7 раза больше. Следовательно, с увеличением напора снижается и относительная стоимость турбинного оборудования ГЭС. Для предварительных расчетов можно использовать приведенные ниже приближенные эмпирические формулы. Для осевых повороти о-л опастных турбин общая масса к г/кВт 25 20 15 10
9 1930 1950 Годы 7960 1970 Рис. 7-5. Изменение удельной массы турбин по годам. GV = \,bDrH]iLcK... (7-1) Здесь Di - диаметр турбины (рабочего колеса), м; Н^ - максимальный напор ГЭС, м; -коэффициент, учитывающий массу стальной облицовки спиральной камеры. Если применена стальная камера, как, например, на Верхнетуломской ГЭС на рис. 2-12 и на ГЭС Орлик на рис. 2-19, то с.к-= 1.2 -ь 1,25; при бетонной камере с. к = 1 Масса рабочего колеса Орк: Gl\ = kp.J)\Hf..c, (7-2) где К, к - коэффициент, зависящий от числа лопастей. Для = = 4 ftp. к = 0,1 0,12, для 21 = 6 Ajp.k = 0,130,16. Масса диагональных турбин примерно на 10% больше, чем дает формула (7-1), в основном за счет большей массы рабочего колеса. Для радиальн о-о севых турбин общая масса, включая стальную спиральную камеру G?°, Gr = 3,6DfV fKec.k. (7-3) Здесь Di - номинальный диаметр рабочего колеса, м; Я^а^с - максимальный напор ГЭС, м; /г^. - коэффициент, учитывающий массу спиральной камеры. Если применена бетонная камера (обычно при небольшом напоре, например, Плявинская ГЭС, Я„акс = 40 м), то k = 0,8 0,85. При стальной спиральной камере с-к = 1-Масса рабочего колеса радиально-осевой турбины в основном зависит от диаметра и приближенно может вычисляться по формуле Gp. к - р. kD\, где р. = 0,55 0,65. (7-4) 7-2. ПОДБОР РЕАКТИВНЫХ ТУРБИН ПО ПРИВЕДЕННЫМ ПАРАМЕТРАМ В качестве исходных условий задаются: Яр - расчетный напор, Я„аке - максимальный напор, Я„и„ - минимальный напор, Np - требуемая расчетная мощность турбины и у - абсолютная отметка уровня нижнего бьефа. Необходимые для расчетов показатели п\, Q\, о и др. можно брать по табл. 7-2 - 7-5, но более полные данные устанавливаются по главным универсальным характеристикам турбин соответствующих типов. Расчет производится в следующей последовательности. 1. Тип турбины выбирается в основном по Я„акс- 2. Расчетный расход турбины Qp (наибольший) определяется по заданной мощности Np с помощью формулы (1-19) Q = . (7-5) 9,81ЯрГ] Поскольку расчет ведется на полное открытие турбины, то ц меньше оптимального. Обычно принимают для поворотно-лопастных турбин ц = 0,87 -ь 0,9, для радиально-осевых турбин т] = = 0,9 -4- 0,92. 3. Диаметр турбины Di находится по формуле (3-35) (7-6) Для радиально-осевых турбин расчетный приведенный расход Qip = Qi на линии 5%-ного запаса мощности (0,95Л^ акс)- В поворотно-лопастных турбинах Qip обычно выбирается из условий, определяемых допустимой высотой отсасывания, т. е. по максимальному значению коэффициента кавитации а. В связи с этим в табл. 7-3 - 7-5 указаны два значения Qip с соответственными величинами о. Предпочитают всегда наибольший Qip, это позволяет уменьшить Di и повысить частоту вращения. Можно брать и промежуточные значения Qip, тогда а находится интерполяцией. |
© 2024 Constanta-Kazan.ru
Тел: 8(843)265-47-53, 8(843)265-47-52, Факс: 8(843)211-02-95 |