DQZHAN技術(shù)訊：【漲知識(shí)】水輪機(jī)機(jī)組臺(tái)數(shù)及機(jī)型的選擇
一、機(jī)組臺(tái)數(shù)的選擇
水電站的裝機(jī)容量等于機(jī)組臺(tái)數(shù)和單機(jī)容量的乘積，根據(jù)已確定的裝機(jī)容量，就可擬定出幾個(gè)機(jī)組臺(tái)數(shù)的方案。當(dāng)機(jī)組臺(tái)數(shù)不同時(shí)，單機(jī)容量不同，水輪機(jī)的直徑和轉(zhuǎn)速也不同，從而引起工程投資、運(yùn)行效率、運(yùn)行條件和產(chǎn)品供應(yīng)情況的變化。機(jī)組臺(tái)數(shù)的選擇通常從下列幾個(gè)方面考慮。
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1.機(jī)組臺(tái)數(shù)與水輪機(jī)類(lèi)型的關(guān)系
水輪機(jī)類(lèi)型不同，機(jī)組臺(tái)數(shù)對(duì)水電站平均效率的影響也不同。軸流轉(zhuǎn)槳式和低比轉(zhuǎn)速的混流式水輪機(jī)，由于其工作特性曲線(xiàn)較平緩，高效率區(qū)較寬，故機(jī)組臺(tái)數(shù)的增減對(duì)水電站平均效率的影響不大。軸流定槳式和高比轉(zhuǎn)速混流式水輪機(jī)，當(dāng)出力變化時(shí)，效率變化比較劇烈，因此，增加機(jī)組臺(tái)數(shù)可較顯著地提高水電站的平均效率。
2.機(jī)組臺(tái)數(shù)與水電站在系統(tǒng)中擔(dān)負(fù)負(fù)荷類(lèi)型的關(guān)系
水電站在擔(dān)任系統(tǒng)基荷工作時(shí)，雖選擇較少的機(jī)組臺(tái)數(shù)，亦可使水輪機(jī)在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)以*優(yōu)工況運(yùn)行，使水電站的平均效率較高。水電站擔(dān)任系統(tǒng)峰荷時(shí)，由于負(fù)荷經(jīng)常變化，且變化幅度較大，為使每臺(tái)機(jī)組都能以高效率工作，就需要較多的機(jī)組臺(tái)數(shù)。
3.機(jī)組臺(tái)數(shù)與供電可靠性的關(guān)系
機(jī)組臺(tái)數(shù)多，運(yùn)行方式機(jī)動(dòng)靈活，能適應(yīng)負(fù)荷變化。一臺(tái)機(jī)組發(fā)生事故時(shí)影響較小，檢修也較易于安排。但機(jī)組臺(tái)數(shù)過(guò)多時(shí)，設(shè)備就多，操作次數(shù)增加，發(fā)生事故的可能性增加，管理復(fù)雜，將會(huì)提高運(yùn)行管理費(fèi)用。
4.機(jī)組臺(tái)數(shù)與水電站造價(jià)的關(guān)系
通常機(jī)組臺(tái)數(shù)少，廠房長(zhǎng)度小（寬度略有增加），機(jī)電設(shè)備少，運(yùn)行管理簡(jiǎn)單，因而可降低造價(jià)，但從另一方面來(lái)說(shuō)，機(jī)組臺(tái)數(shù)少，單機(jī)容量就大，廠房?jī)?nèi)的起重能力、安裝場(chǎng)地、基礎(chǔ)開(kāi)挖量都將增加，因而又可能增加水電站造價(jià)；采用機(jī)組臺(tái)數(shù)較多時(shí)，機(jī)組單機(jī)容量小，相應(yīng)的各種機(jī)電設(shè)備套數(shù)增加，機(jī)組單位千瓦消耗的材料多，廠房長(zhǎng)度大，總造價(jià)高，但采用小型機(jī)組，廠房的起重能力、安裝場(chǎng)地、基坑開(kāi)挖量都減小，因此又可減少一些投資。總的說(shuō)來(lái)，機(jī)組臺(tái)數(shù)增多將增大投資，所以一般希望選用較大容量的機(jī)組。
上述各因素中都包含著互相對(duì)立又互相聯(lián)系的兩個(gè)方面，在選擇時(shí)應(yīng)針對(duì)主要因素確定合理的機(jī)組臺(tái)數(shù)。實(shí)際工程中，為了運(yùn)行靈活和便于檢修，除裝機(jī)容量小于100kW時(shí)，選用一臺(tái)機(jī)組外，一般應(yīng)不少于兩臺(tái)，為了制造、安裝和運(yùn)行維修方便，如無(wú)特殊要求，一個(gè)電站應(yīng)盡量選用同一機(jī)型。但對(duì)某些低水頭電站或灌溉渠系上的電站，為了利用季節(jié)性電能，也可采用大小機(jī)組搭配方案。為便于主接線(xiàn)設(shè)計(jì)，機(jī)組臺(tái)數(shù)一般選用偶數(shù)。我國(guó)已建成的中型水電站大多采用4～6臺(tái)，大型水電站采用6～8臺(tái)，小型水電站以2～4臺(tái)為宜。
二、水輪機(jī)機(jī)型選擇
水輪機(jī)機(jī)型選擇是在已知裝機(jī)容量和水電站各種特征水頭的情況下進(jìn)行的。
水輪機(jī)機(jī)型可根據(jù)水輪機(jī)型譜選擇，也可根據(jù)水輪機(jī)使用范圍綜合圖選擇。
1.根據(jù)水輪機(jī)型譜選擇機(jī)型
根據(jù)已確定的單機(jī)出力及水電站水頭范圍，從水輪機(jī)型譜中選擇出適宜的機(jī)型。型譜中推薦了各種機(jī)型適用的水頭范圍，其上限水頭是由水輪機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和汽蝕特性等條件限制的，下限水頭主要是由經(jīng)濟(jì)因素定出的。適合電站水頭范圍的機(jī)型即為可選機(jī)型。
2.根據(jù)水輪機(jī)使用范圍綜合圖選擇機(jī)型
水輪機(jī)使用范圍綜合圖是在以水頭為橫坐標(biāo)，出力為縱坐標(biāo)的坐標(biāo)系中，繪出每種水輪機(jī)使用范圍的圖形。在水輪機(jī)使用范圍綜合圖上，每種水輪機(jī)使用范圍為一斜方框，方框的兩豎線(xiàn)為水頭范圍，兩斜線(xiàn)為該型水輪機(jī)*大、*小轉(zhuǎn)輪直徑的出力范圍。選擇時(shí)，根據(jù)設(shè)計(jì)水頭和單機(jī)出力查圖確定，坐標(biāo)點(diǎn)所在方框的機(jī)型即為可選機(jī)型。
