Другие предметы \ Оборудование установок возобновляемой энергетики

Расчет гидротурбины ПЛ40/587а-46 (расчетный напор - 36,3 м, номинальная мощность турбины одного агрегата - 75000 кВт), страница 2

В аварийных ситуациях, например при внезапном отключении генератора, неисправной системе регулирования или неисправном направляющем аппарате, частота вращения ротора будет быстро возрастать и через некоторое время может достигнуть максимального для турбины значения, которое называется разгонной частотой вращения.

Разгонную частоту вращения натурной гидротурбины определяют по формуле:

В случае отсутствия разгонных характеристик значение n’Iразг на стадии эскизного проектирования можно оценить приближенно, из соотношения:

, где Кразг – коэффициент разгона, принимаем для ПЛ40 равным 2,7. Тогда приведенная разгонная частота вращения:

Разгонная частота вращения натурной гидротурбины:

1.7Осевое усилие

Для расчета и конструирования вала и упорного подшипника (подпятника) вертикального гидроагрегата необходимо знать величину усилия , действующего вдоль оси вращения рабочего колеса.

Приближенное значение  определяют по формуле:

где  – гидравлическая составляющая осевого усилия;  - вес рабочего колеса гидротурбины;  - вес вала гидротурбины;  - вес ротора генератора;  - вес вала генератора.

где  – коэффициент, определяемый приближенно системой турбины и типом рабочего колеса, принимаем равным 7,2;

.

где К= (3,9-7,1) кН/м3, принимаем K=5 кН/м3.

Общий вес генератора определяется по формуле:

где .

1.8Определение критической высоты отсасывания

Высота отсасывания – разность отметок от нижнего бьефа до оси поворота лопасти рабочего колеса. Критическая высота отсасывания – максимальная высота отсасывания.

Hs кр = 10 - Кσ*σ*Н – Δр.к./900,                           (1.15)

где Кσ = 1,05; 2 – коэффициент запаса, σ – кавитационный коэффициент турбины.

Рассчитаем высоту отсасывания для различных напоров. Результаты расчета сведем в таблицу 2.1.

Таблица 2.1

Кδ

Н

δ

Hs

Zрк

1,05

Нмакс

39,4

0,39

-6,24541

93,75459

Нр

36,3

0,48

-8,40631

91,59369

Нмин

26,7

0,45

-2,72686

97,27314

2

Нмакс

39,4

0,39

-20,8431

79,15689

Нр

36,3

0,48

-24,9591

75,04089

Нмин

26,7

0,45

-14,1411

85,85889

Принимаем высоту отсасывания -8,4 м.

2  Эксплуатационная характеристика гидротурбины

2.1Построение линий равных значений КПД турбины.

Порядок построения:

1.  Разбить диапазон напоров от Нmin = 26,7м до Hmax = 39,4 м на 5 приблизительно равных частей (Н1=26,7 м, Н2 =29,9 м, Н3 =33,1 м, Н4=Нр =36,3 м, Н5=39,4 м).

2.  Проводим на универсальной характеристике горизонтальные линии nIm’ = const. Для каждого напора в табличной форме производится расчет рабочих характеристик турбины. Для этого определяем приведенный расход QI’ в точках пересечения горизонтальных линий с линиями постоянных значений КПД модели ηм = const.

3.  Определяем коэффициент полезного действия турбины по формуле

,                                               (2.1)

где поправка , определенная ранее для оптимального режима, принимается постоянной для всех режимов работы гидротурбины.

4.  Вычисляем мощность турбины по формуле

(2.2)

Значения КПД и мощности N турбины указаны в 3 и 4 столбцах табл. 2.2


Таблица 2.2

H=26,7м, n1м = 143,35 об/мин, к=33835,8, Δŋ=0,027

1

2

3

4

ŋм

Q

ŋ

N

0,76

0,435

0,787

11,584

0,78

0,44

0,807

12,014

0,8

0,452

0,827

12,648

0,82

0,48

0,847

13,756

0,83

0,5

0,857

14,499

0,84

0,52

0,867

15,255

0,85

0,56

0,877

16,617

0,86

0,61

0,887

18,308

0,87

0,655

0,897

19,880

0,88

0,72

0,907

22,096

0,89

0,91

0,917

28,235
Скачать файл