Выбор основных параметров турбины по универсальным характеристикам (приведенным показателям)

Параметры турбины (номинальный диаметр D₁, частота вращения n и высота отсасывания H_s) могут быть определены наиболее надежно по глав­ным универсальным характеристикам, приводимым в номенклатуре для каж­дого типа турбины.

Определение размеров гидротурбин по ним ведется с использованием формул приведения:

(2.1)

(2.2)

(2.3)

где n₁′, Q₁′, N₁′ – приведенные соответственно частота вращения, расход и мощность условной турбины данной серии диаметром D₁ = 1 м при напоре Н = 1 м;

Н, Q, N_т и η – напор, расход, мощность и КПД турбины.

Диаметр рабочего колеса может быть определен по формуле:

(2.4)

с округлением до ближайшего номенклатурного. Значения нормальных диа­метров реактивных турбин, включенных в номенклатуру в соответствии с табл. 1.2 [19], следующие:

ПЛ10 и ПЛ 15 - 280, 320, 360 и 400-1050 через 50 см;

ПЛ20 - 280, 320, 360 и 400-1000 через 50 см;

ПЛ30 и ПЛ 40 - 280, 320, 360 и 400-950 через 50 см;

ПЛ50 - 280, 320, 360 и 400-900 через 50 см;

ПЛ60, ПЛ 70 и ПЛ 80 - 250, 280, 320, 360 и 400-850 через 50 см;

РО 45, РО 75, РО 115 и РО 170 - 200, 225, 250, 280, 320, 360 и 400-850 через 50 см;

РО 230 - 180, 200, 225, 250, 320, 360 и 400-850 через 50 см; РО 310 - 180, 200, 225, 250, 280, 320, 360 и 400-600 через 50 см; РО 400 - 180, 200, 225, 250, 280, 320, 360, 400 и 450 см; РО 500 - 180, 200, 225, 250, 320 и 360 см.

При расчетах в формуле (2.4) значение КПД турбины принимается: η= 0,86-0,89 для поворотно-лопастных турбин и η= 0,88-0,91 для радиально-осевых турбин (большие значения ηсоответствуют большим значениям Di). Величина Q₁’ для радиально-осевых турбин выбирается по универсальной ха­рактеристике на линии 5 %-го запаса мощности при п= п’_1опт (п’_1опт- приве­денная частота вращения, соответствующая на универсальной характеристи­ке точке с максимальным КПД, т.е. оптимальной точке). Для поворотно-лопастных турбин величина Q₁’принимается из условия обеспечения бескавитационной работы по таблице 2.1 не более его предельного значения. Q₁’подставляются в формулу (2.4) в м³/с.

Частота вращения определяется по средневзвешенному напору из фор­мулы приведения

(2.5)

При выборе расчетного значения п^/необходимо учитывать возраста­ние приведенной частоты вращения с увеличением диаметра рабочего колеса турбины в отношении (г|/г|_м)⁰'⁵, где ц - КПД турбины, л_м- КПД модели. Это увеличение приведенной частоты вращения А п^/ подсчитывают для опти­мальной точки:

где η_{М опт} - берется по главной универсальной характеристике, а η_опт вычисля­ется по формулам (2.6) или (2.7) в зависимости от отношения диаметров и напоров модели и турбины:

(2.6)

(2.7)

Найденная по формуле (2.5) частота вращения турбины округляется до ближайшей синхронной. Рекомендуемые значения синхронной частоты вра­щения в зависимости от числа полюсов ротора генератора приведены в табл. 2.4 (в соответствии с таблицей 1.5 [19]).

Для оценки правильности выбора номинального диаметра рабочего ко­леса турбины D₁ и его частоты вращения n для заданного режимного графика работы ГЭС в электроэнергосистеме на главную универсальную характери­стику наносится зона работы турбины – четырехугольник со сторонами n₁^/=const при H_min и n₁^/=const при H_maх, подсчитанными по формуле (2.1), и вершинами в точках с координатами Q₁^/, соответствующими максимальной и минимальной мощностям при указанных двух крайних напорах, подсчитан­ными по формуле (2.2).

Значения турбинных расходов Qподсчитываются:

Выбор параметров турбины считается правильным, если зона ее работы располагается в центральной части характеристики, обеспечивая достаточно высокие значения КПД. Если центр зоны работы турбины окажется сильно смещенным относительно центра универсальной характеристики, следует произвести повторный выбор параметров турбины, изменив D₁и n.

Таблица 2.4 - Ряд синхронных частот вращения гидроагрегатов

После этого уточняется мощность турбины по формуле (2.3):

Высоту отсасывания турбины, соответствующую Н_р и N_т,определяют с учетом поправки на барометрическое давление и поправки к кавитационному коэффициенту, т.е.

где Δ - отметка расположения ГЭС (абсолютная отметка расчетного уров­ня в нижнем бьефе, м);

k- коэффициент запаса (k= 1,05-1,1);

σ- кавитационный коэффициент (берется из главной универсальной характеристики для режимной точки или по таблицам 2.1 в 2.2).

• ⇐ Назад
• 123
• 4
• 5
• Далее ⇒