|
Стр. 2
Для подачи крупногабаритного и тяжелого оборудования на нижние
отметки предусматриваются грузовые люки и шахты, расположенные в
зоне действия кранов машинного зала.
Лестницы между отметками машинного зала, генераторным и
турбинным помещениями следует предусматривать не реже чем одна
лестничная клетка на два агрегата. Продольные проходы, как
правило, следует предусматривать по всем имеющимся отметкам
здания. Вертикальная транспортировка персонала с помощью лифтов,
как правило, обеспечивается на все отметки здания и сооружения
(кровлю, щитовое отделение верхнего и нижнего бьефов,
трансформаторную площадку, транспортные и коммуникационные
коридоры) при разности отметок 12 м и более. При этом один
пассажирский (грузопассажирский) лифт, как правило,
предусматривается в блоке монтажной площадки. Второй пассажирский
(грузопассажирский) лифт может предусматриваться в противоположном
от монтажной площадки торце здания электростанции.
При компоновке горизонтальных и вертикальных проходов
обеспечивается наименьший путь персонала станции при обходах
установленного оборудования.
2.6.2. Технологические коммуникации предусматриваются для
кабельных потоков высокого и низкого напряжения, магистральных
трубопроводов воды, масла, воздуха, прокладываемых вдоль здания
или для связи с другими объектами гидроузла (ОРУ, водоприемник,
масляное хозяйство и т.д.).
Для магистральных технологических трубопроводов рекомендуется
предусматривать отдельно выделенные участки стен верхнего или
нижнего бьефов, позволяющие смонтировать трубопроводы без
пересечений с проходами и технологическими помещениями. К
трубопроводам и арматуре на них должен быть обеспечен удобный
проход для осмотра и ремонта.
2.6.3. Не рекомендуется:
закладка в бетон масляных и воздушных трубопроводов. В случае
необходимости эти трубопроводы прокладывают через бетон и
строительные конструкции в металлических обсадных трубах;
вывод сливных трубопроводов всех систем в зону конусов
отсасывающих труб гидромашин, кроме слива воды из спиральной
камеры турбины;
совместная прокладка масляных и воздушных трубопроводов.
2.7. Компоновка служебных и производственных помещений.
2.7.1. Номенклатура и площади служебных и производственных
помещений зависят от установленной мощности электростанции и
организационной структуры управления гидроузлом.
2.7.2. Помещения для персонала управления и производственных
подразделений, а также лаборатории, столовую (буфет), здравпункт,
кабинеты технической учебы, архивы, бытовые помещения
рекомендуется размещать в служебно-производственном корпусе.
Служебно-производственный корпус, как правило, располагается в
отдельном здании. Бытовые помещения в этом случае размещаются в
пределах здания электростанции.
2.7.3. Помещения центрального пункта управления (ЦПУ)
электростанцией размещаются в служебно-производственном корпусе;
допускается размещать ЦПУ в здании электростанции. В помещении ЦПУ
предпочтительно иметь естественное освещение.
В подземных зданиях электростанций расположение ЦПУ решается в
каждом конкретном случае с учетом специфических условий компоновки
подземного здания.
Допустимые уровни звукового давления и вибрации в ЦПУ от
внешних источников принимаются по государственным стандартам на
уровни шума и вибрации.
Группа механического исполнения аппаратуры, устанавливаемой в
ЦПУ, принимается по государственному стандарту на внешние
механические воздействия.
При выборе расположения ЦПУ рекомендуется стремиться к
сокращению кабельных коммуникаций. Место расположения ЦПУ
принимается с учетом готовности его к пуску первого агрегата.
2.7.4. Помещение вычислительного центра АСУ ТП располагается
ближе к ЦПУ.
2.7.5. Помещения электрического и машинного цехов размещаются
ближе к монтажной площадке. Механические мастерские, как правило,
размещаются на одном уровне с монтажной площадкой при наличии
дневного освещения.
Помещения гидротехнического цеха, столярная мастерская,
колерная, склад стройматериалов и металлопроката, гараж,
авторемонтная мастерская и т.п. размещаются, как правило, на
хозяйственном дворе.
2.7.6. При компоновке служебных и производственных помещений
целесообразно стремиться к сокращению пути персонала между
указанными помещениями и оборудованием электростанции.
3. Механическое оборудование
3.1. Общие требования.
3.1.1. Механическое оборудование является, как правило,
нестандартизированным и изготавливается по индивидуальным
проектам.
3.1.2. На гидросооружениях в районах с расчетной температурой -
40 -C и ниже применяются материалы, приборы и оборудование в
исполнении "ХЛ".
3.1.3. Компоновка механического оборудования разрабатывается с
учетом защиты от обмерзания его элементов в холодное время года.
Маневрирование затворами в зимних условиях может обеспечиваться
обогревом закладных частей, затворов и захватных балок.
3.1.4. В конструкции узлов оборудования обеспечивается
возможность очистки, окраски и ремонта.
3.1.5. Перед поверхностными затворами, установленными на
водотоках с ледоставом, предусматриваются устройства для
поддержания майны.
3.1.6. Подъемные механизмы, применяемые для маневрирования
затворами и решетками, снабжаются грузовым реле.
3.2. Закладные части.
3.2.1. Закладные части предназначены для фиксации положения
элементов механического оборудования на гидротехнических
сооружениях, передачи нагрузки от затворов, решеток и другого
оборудования на бетонные конструкции и для примыкания
уплотнительных элементов.
3.2.2. Сечение закладных частей, определенное максимальной
нагрузкой, выполняют таковым только в пределах действия этой
нагрузки. Вне зоны действия максимальной нагрузки устанавливаются
облегченные закладные части.
3.2.3. В конструкции закладных частей затворов и решеток
обеспечивается неизменяемость формы и размеров при
транспортировке, монтаже и обетонировании.
3.2.4. Для надежной работы закладных частей в местах установки
уплотнений обеспечивается градиент напора в бетоне для основных
затворов - 20, а для ремонтных и аварийно-ремонтных - 40.
3.3. Сороудерживающие решетки и затворы.
3.3.1. Сороудерживающие решетки рассчитываются на перепад 2 м
водяного столба при заглублении порога решетки до 20 м под уровень
соответствующего бьефа и на перепад 3 м - при заглублении более 20
м. При соответствующем обосновании решетки могут быть рассчитаны и
на другие перепады, включая полный напор на решетки в месте их
установки.
3.3.2. Ригели и поперечные диафрагмы сплошного сечения у
решеток устанавливаются в направлении вектора расчетных скоростей
потока.
Форма стержней сороудерживающих решеток и конфигурация
струенаправляющих конструкций определяются с учетом безотрывного
обтекания их во всей зоне изменения вектора скорости,
обусловленного расчетными режимами водоприемника.
3.3.3. Расстояние между стержнями решеток принимается по табл.
3.1.
Таблица 3.1
-----------------------------T-----------------------------------¬
¦ Диаметр рабочего колеса, м ¦Расстояние между стержнями решеток,¦
¦ ¦ мм, для турбин ¦
¦ +-----------------T-----------------+
¦ ¦ РО ¦ ПЛ ¦
+----------------------------+-----------------+-----------------+
¦До 3 ¦ 60 ¦ 60 ¦
+----------------------------+-----------------+-----------------+
¦До 4 ¦ 60 ¦ 90 ¦
+----------------------------+-----------------+-----------------+
¦До 5 ¦ 90 ¦ 120 ¦
+----------------------------+-----------------+-----------------+
¦До 6 ¦ 120 ¦ 150 ¦
+----------------------------+-----------------+-----------------+
¦До 7 ¦ 150 ¦ 180 ¦
+----------------------------+-----------------+-----------------+
¦До 8 ¦ 180 ¦ 200 ¦
+----------------------------+-----------------+-----------------+
¦Выше 8 ¦ 200 ¦ 220 ¦
L----------------------------+-----------------+------------------
3.3.4. Для исключения намерзания льда и шуги на решетках
предусматривается обогрев ее элементов.
3.3.5. В качестве ремонтных затворов применяются, как правило,
плоские скользящие затворы. Подъем и опускание затворов может
производиться только при выровненных уровнях.
3.3.6. Маневрирование ремонтными затворами производится, как
правило, с помощью грузоподъемных кранов.
3.3.7. Количество ремонтных затворов, устанавливаемых перед
турбинами и на отсасывающих трубах, назначается исходя из
возможности одновременного прекращения доступа воды к двум
агрегатам, а перед водосбросными отверстиями принимается, как
правило, один ремонтный затвор на все сооружение.
Большее число комплектов ремонтных затворов обосновывается
проектом организации технического обслуживания и ремонта
оборудования.
3.3.8. Маневрирование ремонтными затворами, установленными на
глубинах до 50 м от верха затвора до НПУ, осуществляется
посредством захватных балок. Применение штанг в этом случае
специально обосновывается. Маневрирование ремонтными затворами,
установленными на глубинах свыше 50 м, осуществляется посредством
штанг.
3.3.9. Для отсасывающих труб применяются ремонтные затворы.
Применение шандорных затворов обосновывают. Расчетная нагрузка на
затвор определяется максимальным уровнем нижнего бьефа в период
ремонта.
3.3.10. Расположение ремонтных затворов в пределах диффузора
отсасывающей трубы не рекомендуется. При необходимости их
расположения в пределах диффузора отсасывающих труб пазы этих
затворов рекомендуется закрывать потоконаправляющими рамами.
3.3.11. Аварийно-ремонтные затворы, как правило, принимаются
плоскими, применение других типов затворов обосновывается.
3.3.12. Конструкция аварийно-ремонтного затвора обеспечивает
перекрытие отверстия в потоке при расчетном расходе и максимальном
уровне. Подъем затвора производится при выровненных уровнях.
3.3.13. Выравнивание уровней до и после затвора
предусматривается осуществлять, как правило, байпасом,
установленным на затворе, либо на сооружении. Допускается
выравнивание уровней производить подъемом верхней секции затвора.
При необходимости заполнения деривационной системы
предусматривается подъем аварийно-ремонтных затворов под полным
напором.
3.3.14. Основные затворы поверхностных водосбросов на
совмещенных гидроэлектростанциях предусматриваются для
регулирования сбросных расходов и, в случае необходимости, для
сброса льда, мусора и др. Затворы рассчитываются на опускание и
подъем в текущей воде.
3.3.15. В условиях значительных снежных покровов
предусматривается возможность механического или пневматического
удаления снега из пазух затворов и из полостей между бычками и
опорами сегментных затворов. Опоры сегментных затворов в этих
случаях выполняются коробчатого сечения.
3.4. Подъемные механизмы.
3.4.1. Стационарные подвижные механизмы оснащаются местным и
дистанционным управлением, а также указателями положения затвора.
3.4.2. Параметры мостового крана машинного зала определяются с
учетом требуемых скоростей подъема подвесок, скоростей
передвижения крана, грузовой тележки и др.
3.4.3. Статическое испытание кранов грузоподъемностью выше 160
кН, как правило, производится гидронагружателями, кранов
грузоподъемностью 160 кН и ниже - испытательными грузами.
3.4.4. Захватные приспособления, в том числе и траверсы,
испытываются рабочими грузами.
3.4.5. Очистка решеток производится решеткоочистной машиной
либо с помощью грейферов. При обосновании очистка может
производиться подъемом решетки на поверхность.
В технически обоснованных случаях может использоваться
гидравлическая очистка решеток.
3.4.6. При необходимости предусматриваются устройства для сбора
и транспортирования мусора от сороудерживающих устройств.
3.4.7. В условиях низких отрицательных температур и при
отсутствии утепленного закрытого щитового отделения верхнего бьефа
электростанции или водосливной плотины предусматривается обогрев
подвесок крана для исключения их обмерзания при опускании в воду
во время маневрирования затворами или перестановки решеток.
4. Гидромашины, регулирование, предтурбинные затворы
4.1. Гидромашины.
4.1.1. Выбор системы, мощности и типоразмера гидромашины и
модификации рабочего колеса производится на основе стандартов на
гидравлические турбины. Для гидромашин, не вошедших в стандарты, а
также для вновь разрабатываемых модификаций используются
универсальные или эксплуатационные характеристики, подтвержденные
заводом - разработчиком оборудования.
4.1.2. Конструкции гидромашин, системы регулирования и
вспомогательного оборудования рассчитываются на надежную работу во
всех режимах без вмешательства дежурного персонала.
4.1.3. Систему гидромашин рекомендуется выбирать по
максимальному напору (табл. 4.1) с учетом заданных режимов работы
и диапазона изменения напора на гидроэлектростанции.
Таблица 4.1
--------------T-----------------T--------------------------------¬
¦Напор макси- ¦ Система ¦ Вариант исполнения ¦
¦мальный, м ¦ гидромашин ¦ ¦
+-------------+-----------------+--------------------------------+
¦ Гидротурбины ¦
+-------------T-----------------T--------------------------------+
¦До 25 ¦Осевая ¦Поворотно-лопастная и пропеллер-¦
¦ ¦ ¦ная в вертикальном и горизонта- ¦
¦ ¦ ¦льном исполнении, в том числе ¦
¦ ¦ ¦капсульная и прямоточная ¦
+-------------+-----------------+--------------------------------+
¦От 25 до 45 ¦Радиально-осевая ¦В вертикальном исполнении ¦
¦ ¦Осевая ¦Поворотно-лопастная и пропеллер-¦
¦ ¦ ¦ная в вертикальном исполнении ¦
+-------------+-----------------+--------------------------------+
¦От 45 до 80 ¦Радиально-осевая ¦В вертикальном исполнении ¦
¦ ¦Осевая и диаго- ¦Поворотно-лопастная и пропеллер-¦
¦ ¦нальная ¦ная в вертикальном исполнении ¦
+-------------+-----------------+--------------------------------+
¦От 80 до 170 ¦Радиально-осевая ¦В вертикальном исполнении ¦
¦ ¦Диагональная ¦Поворотно-лопастная в вертикаль-¦
¦ ¦ ¦ном исполнении ¦
+-------------+-----------------+--------------------------------+
¦От 150 до 600¦Радиально-осевая ¦В вертикальном и горизонтальном ¦
¦ ¦ ¦исполнении ¦
+-------------+-----------------+--------------------------------+
¦Свыше 250 ¦Ковшовая ¦В вертикальном и горизонтальном ¦
¦ ¦ ¦исполнении ¦
+-------------+-----------------+--------------------------------+
¦ Насос-турбины ¦
+-------------T-----------------T--------------------------------+
¦До 25 ¦Диагональная и ¦Поворотно-лопастная в вертикаль-¦
¦ ¦осевая ¦ном и горизонтальном исполнении ¦
+-------------+-----------------+--------------------------------+
¦До 30 ¦То же ¦Поворотно-лопастная в вертикаль-¦
¦ ¦ ¦ном исполнении ¦
+-------------+-----------------+--------------------------------+
¦От 30 до 80 ¦Диагональная ¦Поворотно-лопастная в вертикаль-¦
¦ ¦ ¦ном исполнении ¦
¦ ¦Радиально-осевая ¦В вертикальном исполнении ¦
+-------------+-----------------+--------------------------------+
¦От 80 до 600 ¦Радиально-осевая ¦В вертикальном и горизонтальном ¦
¦ ¦одноступенчатая ¦исполнении ¦
+-------------+-----------------+--------------------------------+
¦Свыше 600 ¦Радиально-осевая ¦В вертикальном исполнении ¦
¦ ¦многоступенчатая ¦ ¦
+-------------+-----------------+--------------------------------+
¦Свыше 1200 ¦Трехмашинный аг- ¦В вертикальном и горизонтальном ¦
¦ ¦регат, включающий¦исполнении ¦
¦ ¦многоступенчатый ¦ ¦
¦ ¦насос и ковшовую ¦ ¦
¦ ¦турбину ¦ ¦
L-------------+-----------------+---------------------------------
4.1.4. В случае, если эффективная работа электростанции в
заданном диапазоне используемых напоров может быть обеспечена
гидромашинами нескольких систем, окончательный выбор должен
производиться на основе технико-экономического сопоставления
вариантов.
При выборе диапазона изменения напоров следует
руководствоваться следующими соотношениями:
H
min
для капсульных турбин ---- >= 0,4;
H
max
для осевых и диагональных поворотно-лопастных турбин
H
min
---- >= 0,5;
H
max
H
min
для радиально-осевых турбин ---- >= 0,6 - 0,65;
H
max
H
min
для ковшовых турбин ---- >= 0,9;
H
max
H n
p max st
для насос-турбин радиально-осевых ------ >= 0,9 + 0,185 ---
H 100
t min
-1
(для n = 100 - 350 мин. );
st
H n
p max st
для насос-турбин диагональных ------ >= 1,2 + 0,2 --- (для
H 100
t min
-1
n = 200 - 400 мин. ).
уф
При большем диапазоне изменения напоров рассматривается
применение двухскоростных гидроагрегатов.
Величины сопрягаемых частот вращения определяются с учетом
рекомендаций разработчиков оборудования.
4.1.5. Число и единичная мощность гидроагрегатов выбираются для
каждой конкретной электростанции на основе технико-экономического
сравнения вариантов.
В расчетах учитываются влияние мощности агрегата на стоимость
оборудования, стоимость строительной части, эксплуатационные
затраты и водно-энергетические характеристики электростанции,
обеспечение необходимых режимов работы электростанции в
энергосистеме и на изолированного потребителя.
4.1.6. При равных показателях надежности и технико-
экономических показателях с учетом эксплуатационных затрат
принимается наибольшая технически возможная мощность с учетом
соображений по унификации оборудования как по условиям
изготовления, так и по условиям эксплуатации на каскаде.
Наибольшая технически возможная мощность гидромашины
обосновывается по результатам анализа следующих факторов:
характеристики энергосистемы и ее требований к режимам работы
электростанции, в том числе к участию электростанции в покрытии
пиков графика нагрузки, условиям аварийного отключения
гидроагрегата и пропуска санитарного расхода;
требований по режимам уровней воды в нижнем бьефе;
геоморфологических и геологических условий створа
гидроэлектростанции;
наименьшего отрицательного влияния на окружающую среду;
технологических возможностей изготовления, транспорта и монтажа
оборудования;
типа здания электростанции и конструкции водоподводящих
устройств;
возможности создания предтурбинных затворов.
4.1.7. При выбранной номинальной мощности гидроагрегата и
заданных характеристиках гидрогенератора гидромашина при напорах
выше расчетного рассчитывается на мощность, обеспечивающую работу
синхронной машины с активной мощностью, равной ее полной
номинальной мощности.
4.1.8. Применение генератора мощностью более номинальной для
работы агрегата при напорах выше расчетного в каждом конкретном
случае обосновывается дополнительной выработкой энергии и
возможной экономией ремонтной мощности на электростанциях
энергосистемы.
4.1.9. При выборе оборудования и составлении технического
задания на разработку оборудования коэффициенты быстроходности,
приведенные расходы и коэффициенты полезного действия (в
зависимости от напора) принимаются не хуже указанных ниже в табл.
4.2, 4.3, 4.4, 4.5, 4.6. Значения максимального коэффициента
полезного действия, приведенные в табл. 4.2, 4.3, 4.4, 4.5,
отнесены к модели рабочего колеса турбины диаметром 460 мм,
испытанной при напоре 4 м и температуре воды 20 -C.
Таблица 4.2
ОСЕВЫЕ ПОВОРОТНО-ЛОПАСТНЫЕ ГИДРОТУРБИНЫ
В ГОРИЗОНТАЛЬНОМ (КАПСУЛЬНОМ) ИСПОЛНЕНИИ
------------------------------T------T------T------T------T------¬
¦ Напор максимальный, м ¦ 7 ¦ 10 ¦ 15 ¦ 20 ¦ 25 ¦
+-----------------------------+------+------+------+------+------+
¦Коэффициент быстроходности ¦1000 -¦900 - ¦800 - ¦750 - ¦750 - ¦
¦ -1 ¦900 ¦800 ¦750 ¦700 ¦670 ¦
¦n , мин. ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦ s опт ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦Расход приведенный, куб. м/с:¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦Q' ¦3,2 - ¦2,8 - ¦2,4 - ¦2,0 - ¦1,7 - ¦
¦ I max ¦3,5 ¦3,0 ¦3,0 ¦2,75 ¦2,5 ¦
¦Q' ¦1,8 - ¦1,7 - ¦1,6 - ¦1,5 - ¦1,45 -¦
¦ I опт ¦2,0 ¦1,9 ¦1,8 ¦1,75 ¦1,7 ¦
+-----------------------------+------+------+------+------+------+
¦Коэффициент полезного ¦92,7 ¦92,7 ¦92,2 ¦91,9 ¦91,9 ¦
¦действия модели эта , % ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦ max ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
+-----------------------------+------+------+------+------+------+
¦Частота вращения приведенная ¦150 - ¦145 - ¦140 - ¦135 - ¦135 - ¦
¦ -1 ¦190 ¦180 ¦170 ¦165 ¦160 ¦
¦n' , мин. ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦ I опт ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
L-----------------------------+------+------+------+------+-------
Таблица 4.3
ОСЕВЫЕ ПОВОРОТНО-ЛОПАСТНЫЕ ГИДРОТУРБИНЫ
В ВЕРТИКАЛЬНОМ ИСПОЛНЕНИИ
---------T------T------T------T------T------T------T------T------T------¬
¦Напор ¦ 10 ¦ 15 ¦ 20 ¦ 30 ¦ 40 ¦ 50 ¦ 60 ¦ 70 ¦ 80 ¦
¦максима-¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦льный, м¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
+--------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+
¦Коэффи- ¦773 - ¦669 - ¦585 - ¦517 - ¦482 - ¦457 - ¦413 - ¦383 - ¦353 - ¦
¦циент ¦640 ¦561 ¦493,4 ¦436 ¦384 ¦373 ¦346 ¦327 ¦300 ¦
¦быстро- ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦ходности¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦n , ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦ s опт ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦ -1 ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦мин. ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
+--------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+
¦Расход ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦приве- ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦денный, ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦куб. м/ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦с: ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦Q' ¦2,3 - ¦2,1 - ¦1,8 - ¦1,45 -¦1,25 -¦1,15 -¦1,05 -¦0,95 -¦0,9 - ¦
¦ I max ¦2,5 ¦2,35 ¦2,25 ¦2,0 ¦1,7 ¦1,5 ¦1,3 ¦1,2 ¦1,1 ¦
¦Q' ¦1,25 -¦1,15 -¦1,05 -¦1,0 - ¦1,0 - ¦0,95 -¦0,9 - ¦0,85 -¦0,84 -¦
¦ I опт ¦1,45 ¦1,35 ¦1,25 ¦1,2 ¦1,2 ¦1,15 ¦1,05 ¦1,0 ¦0,95 ¦
+--------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+
¦Коэффи- ¦90,5 ¦91,4 ¦91,4 ¦91,7 ¦91,6 ¦90,8 ¦90,6 ¦90,0 ¦89,4 ¦
¦циент ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦полезно-¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦го дей- ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦ствия ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦эта , ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦ mах ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦% ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
+--------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+
¦Частота ¦165 - ¦150 - ¦138 - ¦125 - ¦115 - ¦110 - ¦105 - ¦102 - ¦100 - ¦
¦вращения¦185 ¦165 ¦150 ¦135 ¦126 ¦120 ¦116 ¦110 ¦105 ¦
¦приве- ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦денная ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦n' , ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦ I опт ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦ -1 ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦мин. ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
L--------+------+------+------+------+------+------+------+------+-------
Таблица 4.4
ДИАГОНАЛЬНЫЕ ПОВОРОТНО-ЛОПАСТНЫЕ ГИДРОТУРБИНЫ
------------------T------T-----T------T-----T------T------T------¬
¦ Напор ¦ 50 ¦ 60 ¦ 70 ¦ 90 ¦ 115 ¦ 140 ¦ 170 ¦
¦ максимальный, м ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
+-----------------+------+-----+------+-----+------+------+------+
¦Коэффициент ¦430 - ¦420 -¦410 - ¦370 -¦300 - ¦280 - ¦240 - ¦
¦быстроходности ¦380 ¦370 ¦353 ¦300 ¦280 ¦260 ¦219 ¦
¦ -1 ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦n , мин. ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦ s опт ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
+-----------------+------+-----+------+-----+------+------+------+
¦Расход приведен- ¦1,25 -¦1,2 -¦1,1 - ¦1,0 -¦0,85 -¦0,75 -¦0,7 - ¦
¦ный, куб. м/с: ¦1,5 ¦1,4 ¦1,3 ¦1,2 ¦1,05 ¦0,95 ¦0,8 ¦
¦Q' , по Н ¦0,9 - ¦0,9 -¦0,85 -¦0,8 -¦0,76 -¦0,72 -¦0,55 -¦
¦ I max s ¦1,15 ¦1,1 ¦1,0 ¦1,0 ¦0,9 ¦0,85 ¦0,65 ¦
¦Q' ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦ I опт ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
+-----------------+------+-----+------+-----+------+------+------+
¦Коэффициент по- ¦91,3 ¦89,8 ¦91,3 ¦92,2 ¦92,1 ¦92,5 ¦91,5 ¦
¦лезного действия ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦модели эта , % ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦ max ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
+-----------------+------+-----+------+-----+------+------+------+
¦Частота вращения ¦105 - ¦100 -¦100 - ¦85 - ¦83 - ¦82 - ¦77 - ¦
¦приведенная ¦115 ¦115 ¦110 ¦95 ¦91 ¦87 ¦85 ¦
¦ -1 ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦n' , мин. ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦ I опт ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
L-----------------+------+-----+------+-----+------+------+-------
Таблица 4.5
РАДИАЛЬНО-ОСЕВЫЕ ГИДРОТУРБИНЫ
---------T------T------T------T------T------T-----T------T-----T------T------¬
¦Напор ¦ 45 ¦ 75 ¦ 115 ¦ 140 ¦ 170 ¦ 230 ¦ 310 ¦ 400 ¦ 500 ¦ 600 ¦
¦максима-¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦льный, м¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
+--------+------+------+------+------+------+-----+------+-----+------+------+
¦Коэффи- ¦360 - ¦315 - ¦250 - ¦240 - ¦220 - ¦175 -¦140 - ¦123 -¦113 - ¦100 - ¦
¦циент ¦300 ¦250 ¦220 ¦210 ¦170 ¦140 ¦115 ¦93 ¦110 ¦86 ¦
¦быстро- ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦ходности¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦n , ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦ s опт ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦ -1 ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦мин. ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
+--------+------+------+------+------+------+-----+------+-----+------+------+
¦Расход ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦приве- ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦денный, ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦куб. м/ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦с: ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦Q' ¦1,35 -¦1,15 -¦0,95 -¦0,85 -¦0,7 - ¦0,5 -¦0,35 -¦0,3 -¦0,25 -¦0,2 - ¦
¦ I max ¦1,55 ¦1,4 ¦1,15 ¦1,0 ¦0,85 ¦0,65 ¦0,5 ¦0,37 ¦0,3 ¦0,26 ¦
¦(5%-ный ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦запас) ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦Q' ¦1,15 -¦1,0 - ¦0,85 -¦0,75 -¦0,55 -¦0,4 -¦0,30 -¦0,2 -¦0,8 - ¦0,15 -¦
¦ I опт ¦1,3 ¦1,15 ¦1,0 ¦0,9 ¦0,7 ¦0,55 ¦0,40 ¦0,30 ¦0,25 ¦0,20 ¦
+--------+------+------+------+------+------+-----+------+-----+------+------+
¦Коэффи- ¦92,4 ¦92,2 ¦93,1 ¦93,3 ¦93,0 ¦93,0 ¦92,2 ¦90,3 ¦90,2 ¦90,0 ¦
¦циент ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦полезно-¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦го дей- ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦ствия ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦модели ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦эта , ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦ max ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦% ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
+--------+------+------+------+------+------+-----+------+-----+------+------+
¦Частота ¦80 - ¦70 - ¦68 - ¦66 - ¦64 - ¦62 - ¦60 - ¦60 - ¦58 - ¦56 - ¦
¦вращения¦90 ¦83 ¦77 ¦74 ¦72 ¦68 ¦66 ¦65 ¦65 ¦65 ¦
¦приве- ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦денная ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦n' , ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦ I опт ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦ -1 ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦мин. ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
L--------+------+------+------+------+------+-----+------+-----+------+-------
Таблица 4.6
КОВШОВЫЕ ГИДРОТУРБИНЫ
------------------------------T-------T--------T--------T--------¬
¦ Напор максимальный, м ¦ 400 ¦ 600 ¦ 1000 ¦ 1500 ¦
+-----------------------------+-------+--------+--------+--------+
¦Количество сопел, шт. ¦4 ¦4 ¦4 ¦4 ¦
+-----------------------------+-------+--------+--------+--------+
¦Коэффициент быстроходности ¦25,5 ¦23 ¦18,5 ¦13 ¦
¦ -1 ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦на одно сопло n , мин. ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦ s ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
+-----------------------------+-------+--------+--------+--------+
¦Расход приведенный, куб. м/с:¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦Q' ¦0,135 ¦0,110 ¦0,070 ¦0,035 ¦
¦ I max ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦Q' ¦0,085 -¦0,07 - ¦0,04 - ¦0,02 - ¦
¦ I опт ¦0,125 ¦0,1 ¦0,055 ¦0,025 ¦
+-----------------------------+-------+--------+--------+--------+
¦Коэффициент полезного ¦90,4 ¦90,8 ¦90,5 ¦- ¦
¦действия модели эта , % ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦ max ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
+-----------------------------+-------+--------+--------+--------+
¦Частота вращения приведенная ¦39 - 40¦39 - 40 ¦39 - 40 ¦39 - 40 ¦
¦ -1 ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦n' , мин. ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦ I опт ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
L-----------------------------+-------+--------+--------+---------
Примечание к табл. 4.2 - 4.6. Оптимальные значения
приведенного расхода Q' и приведенной частоты вращения
I опт
n' соответствуют режиму максимального коэффициента полезного
I опт
действия эта для рассматриваемой универсальной характеристики.
max
4.1.10. При определении параметров и габаритов обратимых
гидромашин для ГАЭС необходимо произвести технико-экономические
расчеты по выбору их оптимальной быстроходности.
Для насосного режима значение быстроходности вычисляется по
формуле:
_
3,65n \/Q
n = ---------,
sн 3/4
H
-1
где: n, мин. ; Q, куб. м/с; H, м.
Для предварительной оценки быстроходности можно использовать
_
эмпирическую зависимость K = n = \/H. Значение показателя уровня
sн
быстроходности K принимается, как правило, около 2500.
При выборе параметров обратимой гидромашины следует учитывать,
что наибольший КПД имеют насос-турбины быстроходностью 170 - 230.
Использование гидромашин с n < 110 ведет к резкому снижению КПД
s
агрегата.
Для турбинного режима величина быстроходности вычисляется по
формуле:
_
1,167n \/N
n = ----------,
sт 3/4
H
-1
где: n, мин. ; N, кВт; H, м.
Значения Q, H и N принимаются для расчетного режима.
Зависимость коэффициента быстроходности по насосному режиму от
напора на предварительной стадии определяется по табл. 4.7.
Таблица 4.7
РАДИАЛЬНО-ОСЕВЫЕ НАСОС-ТУРБИНЫ
-----------------------T-----T-----T-----T-----T-----T-----T-----¬
¦Напор максимальный, м ¦45 - ¦ 80 ¦ 115 ¦ 150 ¦170 -¦300 -¦500 -¦
¦ ¦ 60 ¦ ¦ ¦ ¦ 200 ¦ 400 ¦ 600 ¦
+----------------------+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+
¦Коэффициент быстроход-¦320 -¦280 -¦250 -¦210 -¦190 -¦145 -¦110 -¦
¦ -1 ¦300 ¦270 ¦230 ¦200 ¦175 ¦125 ¦95 ¦
¦ности, мин. , насос- ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦ный режим n ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦ sн ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
+----------------------+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+
¦Показатель уровня ¦2500 ¦2500 ¦2500 ¦2500 ¦2500 ¦2500 ¦2500 ¦
¦быстроходности (сред.)¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦ _ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦K = n \/H ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦ s ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
L----------------------+-----+-----+-----+-----+-----+-----+------
4.1.11. Приведенный расход при расчетном по мощности напоре и
номинальной мощности определяется как экономически целесообразная
величина по минимуму капитальных вложений и эксплуатационных
затрат для конкретных условий размещения электростанции и
выбранной модификации рабочего колеса с учетом изменения габаритов
блока, массы оборудования, показателей надежности и требуемых
высот отсасывания.
4.1.12. Основными расчетными параметрами гидромашин при
заданных максимальном, расчетном по мощности и средневзвешенном по
выработке напорах и мощности считаются:
номинальный диаметр рабочего колеса Д , м;
1
диаметр расположения осей лопаток направляющего аппарата Д ,
0
м, для гидромашин вертикального исполнения;
-1
номинальная частота вращения n , мин. ;
ном
-1
угонная частота вращения n , мин. ;
уг
коэффициент полезного действия максимальный эта , %;
max
коэффициент полезного действия в расчетной точке эта , %;
расч
требуемая высота отсасывания H , м;
s
-1
коэффициент быстроходности n , мин. ;
s
_
показатель уровня быстроходности K = n \/H.
s
4.1.13. Номинальный диаметр рабочего колеса гидравлической
турбины определяют исходя из мощности гидроагрегата, экономически
целесообразного значения приведенного расхода, определенного с
учетом капитальных затрат, эксплуатационных издержек и обеспечения
требуемых высот отсасывания, при расчетном по мощности напоре ГЭС
и соответствующем ему значении коэффициента полезного действия.
Полученное значение номинального диаметра рабочего колеса
гидромашины целесообразно округлять до ближайшего рекомендованного
значения в соответствии со стандартом на гидромашины.
4.1.14. Номинальная частота вращения гидроагрегата назначается
из условия работы гидравлических турбин при средневзвешенном по
выработке напоре с приведенной частотой вращения, соответствующей
зоне максимального коэффициента полезного действия универсальной
характеристики.
При назначении номинальной частоты вращения учитываются
рекомендации заводов - разработчиков гидрогенераторов.
Номинальная частота вращения обратимых агрегатов определяется
по насосному режиму исходя из условий размещения рабочего
диапазона напоров в оптимальной зоне характеристики и заглубления
рабочего колеса.
4.1.15. Требуемые высоты отсасывания на предпроектных стадиях
принимаются по модельным универсальным характеристикам
существующих гидротурбин. На последующих стадиях это значение
уточняется по характеристикам гидротурбин.
Для обратимых гидромашин отметка рабочего колеса определяется
по насосному режиму для наихудшего сочетания напора и уровня
нижнего бассейна.
4.1.16. Выбор отметки установки реактивной гидромашины
производится по требуемым высотам отсасывания с учетом графика
нагрузки гидроэлектростанции, условий неустановившегося режима в
нижнем бьефе, в частности, времени наполнения бьефа,
прогнозируемых размывов в нижнем бьефе, согласованной с
разработчиком оборудования допустимой величиной кавитационной
эрозии и экономического сопоставления затрат на заглубление здания
электростанции и последующее устранение кавитационной эрозии, а
также изменения режимов работы гидроагрегата в разные периоды
эксплуатации.
4.1.17. При выборе оборудования допустимая величина
кавитационной эрозии определяется в соответствии с рекомендациями
Международной электротехнической комиссии по объему унесенного
металла либо по глубине и площади кавитационных разрушений
(Публикация МЭК N 609).
4.1.18. Пусковой напор на ГЭС ограничивается пределами поля
универсальной характеристики и принимается по согласованию с
заводом - разработчиком гидромашины.
4.1.19. Необходимость ввода гидроагрегатов на пониженных
напорах обосновывается с учетом длительности наполнения
водохранилища или строительного периода.
4.1.20. Для ГЭС, на которых предполагается работа
гидроагрегатов в широком диапазоне рабочих напоров или на которых
предполагается достаточно длительная работа при пониженных
пусковых напорах, рассматриваются:
применение турбин двойного регулирования, в том числе
диагональных поворотно-лопастных (для напоров до 150 м);
использование радиально-осевых гидротурбин со сменными рабочими
колесами с большей быстроходностью, чем у штатных (при этом должно
быть обеспечено соответствие разгонной частоты вращения сменного
рабочего колеса с разгонной частотой вращения штатного
генератора);
использование радиально-осевых гидротурбин с временными
сменными генераторами, устанавливаемыми на фундамент штатного
генератора. При этом следует обеспечить унификацию и максимальную
преемственность узлов временного и штатного генераторов;
комплексное использование временных рабочих колес и временных
генераторов;
использование двухскоростного генератора, если это возможно по
кратности применяемых частот вращения;
применение преобразователей частоты переменного тока,
обеспечивающих возможность работы агрегата с переменной частотой
вращения.
Принятая в проекте схема ввода электростанции на пониженных
пусковых напорах подтверждается технико-экономическим расчетом.
4.1.21. Для ГЭС, где вода содержит взвешенные наносы диаметром
частиц менее 0,25 мм с твердостью по шкале Мооса меньше 4,
применение специальных мер по защите гидротурбины от истирания не
требуется. При преобладании во взвешенных наносах частиц
твердостью по шкале Мооса 4 и более применяются специальные меры
по повышению износоустойчивости проточной части, что оговаривается
в исходных данных технического задания на разработку
гидротурбинной установки.
Дополнительные затраты на обеспечение износоустойчивости
проточной части гидротурбины сопоставляются с затратами на
сооружение отстойника.
4.1.22. Тип, форма и габариты спиральной камеры, а также
скорость во входном сечении спиральной камеры принимаются по
отраслевым стандартам.
В тех случаях, когда для заданного максимального напора
возможно применение двух типов спиральных камер, выбор их следует
производить на основании технико-экономических расчетов.
Железобетонные спиральные камеры таврового сечения применяются
до максимального напора 80 м.
Железобетонные спиральные камеры в диапазоне напоров от 50 до
80 м полностью облицовываются металлом.
Металлические спиральные камеры круглого или эллиптического
|
