3.1.3 Определение отметки установки рабочего колеса гидротурбины

Определение заглубления рабочего колеса необходимо для обеспечения бескавитационной работы турбины.

Для выбранных диаметров определяются высоты отсасывания и отметки установки рабочего колеса гидротурбины.

Расчет произведен для турбины ПЛ30а-В-530.

Отметка рабочего колеса гидротурбины, определяется по формуле:

(3.17)

где – отметка уровня воды в нижнем бьефе при расходе, соответствующему расчетному значению высоты отсасывания;

– высота отсасывания.

Высота отсасывания рассчитывается для трех наиболее опасных с точки зрения кавитации случаев, то есть требующими наибольшего заглубления рабочего колеса:

1. Работа одного агрегата с расчётной мощностью при H_max;

2. Работа одного агрегата с расчётной мощностью при H_расч;

3. Работа одного агрегата при Н_min и соответствующей ему мощности на линии ограничения.

Высота отсасывания определяется по формуле:

(3.18)

где – коэффициент кавитации, определяемый на главной универсальной характеристике;

– напор турбины, определяемый уровнем верхнего бьефа и ;

– разность высотных отметок. Для поворотно-лопастных турбин

1. Работа одного агрегата с расчётной мощностью при H_max:

Пересчет расхода с модели на натуру:

(3.19)

По кривой связи нижнего бьефа для летних расходов определяется отметка , которая равняется 526,43 м. По главной универсальной характеристике определяется, коэффициент кавитации .

Высота отсасывания:

Отметка установки рабочего колеса:

2. Работа одного агрегата с расчётной мощностью при H_расч:

Пересчет расхода с модели на натуру:

(3.20)

По кривой связи нижнего бьефа для летних расходов определяется отметка , которая равняется 526,62 м. По главной универсальной характеристике определяется, коэффициент кавитации .

Высота отсасывания:

Отметка установки рабочего колеса:

3. Работа одного агрегата при Н_min и соответствующей ему мощности на линии ограничения

Пересчет расхода с модели на натуру:

(3.21)

По кривой связи нижнего бьефа для летних расходов определяется отметка , которая равняется 526,61 м. По главной универсальной характеристике определяется, коэффициент кавитации .

Высота отсасывания:

Отметка установки рабочего колеса:

В таблице 3.5 представлены результаты расчета высоты отсасывания для выбранных диаметров гидротурбин.

Таблица 3.5 – Результаты расчета высоты отсасывания для выбранных диаметров гидротурбин ПЛ30а – В, ПЛ30б – В

Тип турбины		ПЛ30а – В				ПЛ30б – В
D1, м	5,3		5,6	6,3	5		5,3
Hs (Hmax), м	-3,17		-1,6	-4	-3,58		-0,94
Hs (Hp), м	-5,41		-2,43	-7,28	-6,66		-3,55
Hs (Hmin), м	-4,83		-1,95	-6,75	-5,67		-3,03
Zр.к. (Hmax), м	523,26		524,75	522,76	522,85		525,5
Zр.к.2 (Hр), м	521,21		523,94	519,58	519,97		523,07
Zр.к.3 (Hmin), м	521,78		524,41	520,1	520,94		523,58

Сопоставление выбранных гидротурбин различных диаметров представлено в таблице 3.6.

Таблица 3.6 – Сравнение турбин

Тип турбины	ПЛ30а– В			ПЛ30б – В
D1, м	5,3	5,6	6,3	5	5,3
η, о.е.	0,928	0,929	0,93	0,924	0,924
Zа, шт	3	3	2	3	3
Nагр, МВт	49	49	73,5	49	49
Zр.к, м	521,21	523,94	519,58	519,97	523,07
Hs, м	-5,41	-2,43	-7,28	-6,66	-3,55

Сравнив различные гидротурбины, была принята гидротурбина ПЛ30а – В – 560, так как этот вариант соответствует заданным условиям:

• высота отсасывания наименьшая из вариантов;

• значение КПД в расчетной точке велико;

• диаметр рабочего колеса не велик;

• небольшое количество гидроагрегатов.

Зона работы турбины ПЛ30а-В-560 на главной универсальной характеристике представлена на рисунке Б.1 приложения Б.