xx电站工程施工图设计水力过渡过程大波动计算调保计算报告(交业主)

'xxx电站工程施工图设计水力过渡过程大波动计算xxx电站工程水力过渡过程大波动计算报告xxxxxxxxxx勘测设计院2006年10月5 xxx电站工程施工图设计水力过渡过程大波动计算目录工程概况及计算任务…………………………………………………2计算要求及约束条件…………………………………………………2计算主要基本资料……………………………………………………3结论意见………………………………………………………………45 xxx电站工程施工图设计水力过渡过程大波动计算一、工程概况及计算任务：xxxxxx水电站位于xxx省xxxx岗乡，地处xxx河一级支流xxx河中下游河段，属xxx水电梯级开发规划的第六级。电站最大水头63.39m，额定水头54.0m，最小水头48.5m，装机容量2×20MW。本站引水系统由进水口、压力隧洞、主压力钢管、分岔管、支管、机组、尾水管组成。本电站的调保计算采用河海大学的《水电站水力-机械过渡过程仿真计算通用软件》进行分析计算。计算任务：1、上、下游正常高水位：2台机同时甩负荷：2×20MW→02、上、下游最高洪水位：2台机同时甩负荷：2×20MW→03、上游死水位、下游最低水位：2台机同时甩负荷：2×20MW→04、额定水头下2台机同时甩负荷：2×20MW→0二、计算要求及约束条件：1、选择合理的关机规律：2、计算蜗壳进口压力，最大值不超过96m：3、计算机组最大速率上升值，最大值小于60％：4、计算尾水管内的最大真空度不大于８ｍ水柱：5、计算压力输水管全线各断面最高点的最小压力不低压0.02Mpa，不得出现负压脱流现象。三、计算主要基本资料：1、上游前池水位：校核洪水位：518.32m正常高水位：516.0m死水位：502.0m5 xxx电站工程施工图设计水力过渡过程大波动计算2、厂房尾水位：校核洪水位：461.64m最低尾水位：450.6m3、电站指标：装机容量：2×20MW额定出力：20.619MW最大水头：63.39m额定水头：54m最小水头：48.5m额定转速：250r/min转轮直径：2.25mGD2：570t.m2安装高程：452.1m。水轮机型号：HLF100-LJ-225发电机型号：SF20-24/4250调速器型号：WT-PC-804、压力引水管线：方案1：进水口中心高程为491.75m，主压力隧洞及钢管长288.32m，其中隧洞内径5.5m，壁厚0.5m，相应糙率0.014；末端分岔，岔管后为双支管，支管管径3.2m，长度29.26m，后进主厂房再接管径3.2m，长度9.5m的压力钢管后接蜗壳。钢管相应糙率0.012，钢管壁厚0.02m。方案2：进水口中心高程为491.75m，主压力隧洞及钢管长288.32m5 xxx电站工程施工图设计水力过渡过程大波动计算，其中隧洞内径5.0m，壁厚0.5m，相应糙率0.014；末端分岔，岔管后为双支管，支管管径3.2m，长度29.26m，后进主厂房再接管径3.2m，长度9.5m的压力钢管后接蜗壳。钢管相应糙率0.012，钢管壁厚0.02m。见引水管线图。本电站的调保计算采用河海大学的《水电站水力-机械过渡过程仿真计算通用软件》进行分析计算。计算时采用本站选择的水轮机HLF100的转轮特性数据库。电站水力过渡过程计算的各种工况及结果详见表1、表2：三、结论意见：在压力引水管长度相同的情况下，设计分别对主压力引水隧洞及钢管管直径5.5m、5.0m进行过渡过程大波动计算。经计算后确定主压力引水隧洞及钢管管长不变的情况下，主压力引水隧洞及钢管直径可由5.5m优化为5.0m。其直径5.0m的计算成果如下：（1）、机组一段直线关闭，关机时间8.0秒，机组GD2＝570t.m2。（2）、机组最大转速上升值58.9%，蜗壳最大压力89.2m，最低尾水管压力-5.75m。满足大波动计算要求。（3）、当上游为死水位502.0m，下游尾水位450.60m时，两台机组同时甩负荷时，压力输水管全线各断面最高点，即进水口接点1处管中心最低水位为500.98m，换算到该接点的断面最高点压力为0.0923Mpa，高于限制压力0.02Mpa计算要求，机组可以安全运行。5 xxx电站工程施工图设计水力过渡过程大波动计算9 xxx电站工程施工图设计水力过渡过程大波动计算表1主压力引水管直径5.5m各种工况及计算结果表工况序号直线关闭时间Ts(s)上游水位（m）下游水位（m）静水头(m)工况描述初始工况计算结果N（MW）流量(m3/s)水头(m)蜗壳进口压力(m)最大转速升高(%)最低尾水管压力(m)结点1水位（高/低）结点3水位（高/低）对应图号最大水头值(m)最大压力升高(%)17516451.1564.85上游正常高水位2×20MW→020.6035.1163.4388.5445.646.2-4.219517.04/514.92534.41/498.227518.32461.6456.68上、下游校核水位2×20MW→020.6039.7054.8689.2442.653.95.331519.39/517.11535.16/501.6837502.0450.651.4上游死水位2×20MW→018.8740.2949.5371.7140.453.2-5.831502.97/501.00518.11/486.3347507.06451.1555.91额定水头2×20MW→020.6040.2954.0477.7342.255.0-5.3508.03/506.0523.85/490.5959 xxx电站工程施工图设计水力过渡过程大波动计算表2主压力引水管直径5.0m各种工况及计算结果表工况序号直线关闭时间Ts(s)上游水位（m）下游水位（m）静水头(m)工况描述初始工况计算结果N（MW）流量(m3/s)水头(m)蜗壳进口压力(m)最大转速升高(%)最低尾水管压力(m)结点1水位（高/低）结点3水位（高/低）对应图号最大水头值(m)最大压力升高(%)18516451.1564.85上游正常高水位2×20MW→020.6035.2363.0988.7045.950.0-4.19516.95/515.02535.02/497.1328518.32461.6456.68上、下游校核水位2×20MW→020.6040.0354.4189.242.558.45.29519.21/517.42535.94/500.8438502.0450.651.4上游死水位2×20MW→018.6140.149.1271.7740.556.4-5.75502.86/500.98518.76/485.4148507.5451.1556.35额定水头2×20MW→020.640.2954.0578.3042.2458.9-5.28508.41/506.43525.06/490.0959 xxx电站工程施工图设计水力过渡过程大波动计算主压力引水管直径φ5.5m上游正常高水位516.0m，下游正常高水位451.15m过渡过程计算结果第1号机组过渡过程计算结果甩前工况甩前转速N0=250.000r/min甩前流量Q0=35.112M**3/sec甩前力矩M0=80.266kg*M甩前开度Y0=0.747甩前水头H0=63.429M甩前功率P0=20.601MW关闭规律不动时间T0=0.100s第一段关闭时间T1=7.000s第二段关闭时间T2=0.000s第三段关闭时间T3=0.000s第一分段开度Y12=0.000第二分段开度Y23=0.000计算结果最大频率FMAX=73.115Hz发生时间TFMAX=3.600s相对值BETA=0.462最大涡壳压力HUMAX=88.540m发生时间THUMAX=4.960s相对值KSI=0.456最小尾管压力HDMIN=-4.219m发生时间THDMIN=0.920s第2号机组过渡过程计算结果甩前工况甩前转速N0=250.000r/min甩前流量Q0=35.112M**3/sec甩前力矩M0=80.266kg*M甩前开度Y0=0.747甩前水头H0=63.429M甩前功率P0=20.601MW关闭规律不动时间T0=0.100s第一段关闭时间T1=7.000s第二段关闭时间T2=0.000s第三段关闭时间T3=0.000s第一分段开度Y12=0.000第二分段开度Y23=0.000计算结果最大频率FMAX=73.115Hz发生时间TFMAX=3.600s相对值BETA=0.462最大涡壳压力HUMAX=88.540m发生时间THUMAX=4.960s相对值KSI=0.456最小尾管压力HDMIN=-4.219m发生时间THDMIN=0.920s第1号节点水压力变化过程计算结果计算结果最高测压管水位HMAX=517.039m发生时间THMAX=9.700s最低测压管水位HMIN=514.923m发生时间THMIN=5.660s第3号节点水压力变化过程计算结果计算结果 xxx电站工程施工图设计水力过渡过程大波动计算最高测压管水位HMAX=534.411m发生时间THMAX=2.320s最低测压管水位HMIN=498.200m发生时间THMIN=6.000s主压力引水管直径φ5.5m上游校核洪水位518.32m，下游校核洪水位461.64m过渡过程计算结果第1号机组过渡过程计算结果甩前工况甩前转速N0=250.000r/min甩前流量Q0=39.704M**3/sec甩前力矩M0=80.257kg*M甩前开度Y0=0.928甩前水头H0=54.863M甩前功率P0=20.599MW关闭规律不动时间T0=0.100s第一段关闭时间T1=7.000s第二段关闭时间T2=0.000s第三段关闭时间T3=0.000s第一分段开度Y12=0.000第二分段开度Y23=0.000计算结果最大频率FMAX=76.955Hz发生时间TFMAX=4.240s相对值BETA=0.539最大涡壳压力HUMAX=89.237m发生时间THUMAX=6.540s相对值KSI=0.426最小尾管压力HDMIN=5.331m发生时间THDMIN=0.920s第2号机组过渡过程计算结果甩前工况甩前转速N0=250.000r/min甩前流量Q0=39.704M**3/sec甩前力矩M0=80.257kg*M甩前开度Y0=0.928甩前水头H0=54.863M甩前功率P0=20.599MW关闭规律不动时间T0=0.100s第一段关闭时间T1=7.000s第二段关闭时间T2=0.000s第三段关闭时间T3=0.000s第一分段开度Y12=0.000第二分段开度Y23=0.000计算结果最大频率FMAX=76.955Hz发生时间TFMAX=4.240s相对值BETA=0.539最大涡壳压力HUMAX=89.237m发生时间THUMAX=6.540s相对值KSI=0.426最小尾管压力HDMIN=5.331m发生时间THDMIN=0.920s第1号节点水压力变化过程计算结果计算结果最高测压管水位HMAX=519.394m发生时间THMAX=10.960s最低测压管水位HMIN=517.113m发生时间THMIN=6.920s第3号节点水压力变化过程计算结果 xxx电站工程施工图设计水力过渡过程大波动计算计算结果最高测压管水位HMAX=535.159m发生时间THMAX=6.620s最低测压管水位HMIN=501.681m发生时间THMIN=7.260s主压力引水管直径φ5.5m上游死水位502.0m，下游水位450.6m过渡过程计算结果第1号机组过渡过程计算结果甩前工况甩前转速N0=250.000r/min甩前流量Q0=40.286M**3/sec甩前力矩M0=73.515kg*M甩前开度Y0=1.000甩前水头H0=49.529M甩前功率P0=18.868MW关闭规律不动时间T0=0.100s第一段关闭时间T1=7.000s第二段关闭时间T2=0.000s第三段关闭时间T3=0.000s第一分段开度Y12=0.000第二分段开度Y23=0.000计算结果最大频率FMAX=76.600Hz发生时间TFMAX=4.480s相对值BETA=0.532最大涡壳压力HUMAX=71.709m发生时间THUMAX=7.040s相对值KSI=0.404最小尾管压力HDMIN=-5.831m发生时间THDMIN=0.920s第2号机组过渡过程计算结果甩前工况甩前转速N0=250.000r/min甩前流量Q0=40.286M**3/sec甩前力矩M0=73.515kg*M甩前开度Y0=1.000甩前水头H0=49.529M甩前功率P0=18.868MW关闭规律不动时间T0=0.100s第一段关闭时间T1=7.000s第二段关闭时间T2=0.000s第三段关闭时间T3=0.000s第一分段开度Y12=0.000第二分段开度Y23=0.000计算结果最大频率FMAX=76.600Hz发生时间TFMAX=4.480s相对值BETA=0.532最大涡壳压力HUMAX=71.709m发生时间THUMAX=7.040s相对值KSI=0.404最小尾管压力HDMIN=-5.831m发生时间THDMIN=0.920s第1号节点水压力变化过程计算结果计算结果最高测压管水位HMAX=502.969m发生时间THMAX=11.460s最低测压管水位HMIN=501.001m发生时间THMIN=7.420s xxx电站工程施工图设计水力过渡过程大波动计算第3号节点水压力变化过程计算结果计算结果最高测压管水位HMAX=518.106m发生时间THMAX=3.120s最低测压管水位HMIN=486.328m发生时间THMIN=7.780s主压力引水管直径φ5.5m额定水头工况：上游水位507.06m，下游水位451.15m过渡过程计算结果第1号机组过渡过程计算结果甩前工况甩前转速N0=250.000r/min甩前流量Q0=40.292M**3/sec甩前力矩M0=80.257kg*M甩前开度Y0=0.953甩前水头H0=54.039M甩前功率P0=20.599MW关闭规律不动时间T0=0.100s第一段关闭时间T1=7.000s第二段关闭时间T2=0.000s第三段关闭时间T3=0.000s第一分段开度Y12=0.000第二分段开度Y23=0.000计算结果最大频率FMAX=77.482Hz发生时间TFMAX=4.320s相对值BETA=0.550最大涡壳压力HUMAX=77.728m发生时间THUMAX=6.700s相对值KSI=0.422最小尾管压力HDMIN=-5.301m发生时间THDMIN=0.920s第2号机组过渡过程计算结果甩前工况甩前转速N0=250.000r/min甩前流量Q0=40.292M**3/sec甩前力矩M0=80.257kg*M甩前开度Y0=0.953甩前水头H0=54.039M甩前功率P0=20.599MW关闭规律不动时间T0=0.100s第一段关闭时间T1=7.000s第二段关闭时间T2=0.000s第三段关闭时间T3=0.000s第一分段开度Y12=0.000第二分段开度Y23=0.000计算结果最大频率FMAX=77.482Hz发生时间TFMAX=4.320s相对值BETA=0.550最大涡壳压力HUMAX=77.728m发生时间THUMAX=6.700s相对值KSI=0.422最小尾管压力HDMIN=-5.301m发生时间THDMIN=0.920s第1号节点水压力变化过程计算结果计算结果最高测压管水位HMAX=508.026m发生时间THMAX=11.140s xxx电站工程施工图设计水力过渡过程大波动计算最低测压管水位HMIN=506.003m发生时间THMIN=7.100s第3号节点水压力变化过程计算结果计算结果最高测压管水位HMAX=523.846m发生时间THMAX=3.080s最低测压管水位HMIN=490.587m发生时间THMIN=7.440s主压力引水管直径φ5.0m上游正常高水位516.0m，下游正常高水位451.15m过渡过程计算结果第1号机组过渡过程计算结果甩前工况甩前转速N0=250.000r/min甩前流量Q0=35.229M**3/sec甩前力矩M0=80.258kg*M甩前开度Y0=0.751甩前水头H0=63.089M甩前功率P0=20.599MW关闭规律不动时间T0=0.100s第一段关闭时间T1=8.000s第二段关闭时间T2=0.000s第三段关闭时间T3=0.000s第一分段开度Y12=0.000第二分段开度Y23=0.000计算结果最大频率FMAX=75.022Hz发生时间TFMAX=3.960s相对值BETA=0.500最大涡壳压力HUMAX=88.697m发生时间THUMAX=6.040s相对值KSI=0.459最小尾管压力HDMIN=-4.187m发生时间THDMIN=0.920s xxx电站工程施工图设计水力过渡过程大波动计算第2号机组过渡过程计算结果甩前工况甩前转速N0=250.000r/min甩前流量Q0=35.229M**3/sec甩前力矩M0=80.258kg*M甩前开度Y0=0.751甩前水头H0=63.089M甩前功率P0=20.599MW关闭规律不动时间T0=0.100s第一段关闭时间T1=8.000s第二段关闭时间T2=0.000s第三段关闭时间T3=0.000s第一分段开度Y12=0.000第二分段开度Y23=0.000计算结果最大频率FMAX=75.022Hz发生时间TFMAX=3.960s相对值BETA=0.500最大涡壳压力HUMAX=88.697m发生时间THUMAX=6.040s相对值KSI=0.459最小尾管压力HDMIN=-4.187m发生时间THDMIN=0.920s第1号节点水压力变化过程计算结果计算结果最高测压管水位HMAX=516.953m发生时间THMAX=7.720s最低测压管水位HMIN=515.019m发生时间THMIN=8.420s第3号节点水压力变化过程计算结果计算结果最高测压管水位HMAX=535.016m发生时间THMAX=6.120s最低测压管水位HMIN=497.127m发生时间THMIN=6.800s xxx电站工程施工图设计水力过渡过程大波动计算主压力引水管直径φ5.0m上游校核洪水位518.32m，下游校核洪水位461.64m过渡过程计算结果第1号机组过渡过程计算结果甩前工况甩前转速N0=250.000r/min甩前流量Q0=40.030M**3/sec甩前力矩M0=80.258kg*M甩前开度Y0=0.942甩前水头H0=54.406M甩前功率P0=20.599MW关闭规律不动时间T0=0.100s第一段关闭时间T1=8.000s第二段关闭时间T2=0.000s第三段关闭时间T3=0.000s第一分段开度Y12=0.000第二分段开度Y23=0.000计算结果最大频率FMAX=79.224Hz发生时间TFMAX=4.700s相对值BETA=0.584最大涡壳压力HUMAX=89.195m发生时间THUMAX=7.560s相对值KSI=0.425最小尾管压力HDMIN=5.278m发生时间THDMIN=0.920s第2号机组过渡过程计算结果甩前工况甩前转速N0=250.000r/min甩前流量Q0=40.030M**3/sec甩前力矩M0=80.258kg*M甩前开度Y0=0.942甩前水头H0=54.406M甩前功率P0=20.599MW关闭规律不动时间T0=0.100s第一段关闭时间T1=8.000s第二段关闭时间T2=0.000s第三段关闭时间T3=0.000s第一分段开度Y12=0.000第二分段开度Y23=0.000计算结果最大频率FMAX=79.224Hz发生时间TFMAX=4.700s相对值BETA=0.584最大涡壳压力HUMAX=89.195m发生时间THUMAX=7.560s相对值KSI=0.425最小尾管压力HDMIN=5.278m发生时间THDMIN=0.920s第1号节点水压力变化过程计算结果计算结果最高测压管水位HMAX=519.211m发生时间THMAX=9.240s最低测压管水位HMIN=517.415m发生时间THMIN=7.960s xxx电站工程施工图设计水力过渡过程大波动计算第3号节点水压力变化过程计算结果计算结果最高测压管水位HMAX=535.939m发生时间THMAX=7.640s最低测压管水位HMIN=500.842m发生时间THMIN=8.320s主压力引水管直径φ5.0m上游死水位502.0m，下游水位450.6m过渡过程计算结果第1号机组过渡过程计算结果甩前工况甩前转速N0=250.000r/min甩前流量Q0=40.100M**3/sec甩前力矩M0=72.523kg*M甩前开度Y0=1.000甩前水头H0=49.119M甩前功率P0=18.614MW关闭规律不动时间T0=0.100s第一段关闭时间T1=8.000s第二段关闭时间T2=0.000s第三段关闭时间T3=0.000s第一分段开度Y12=0.000第二分段开度Y23=0.000计算结果最大频率FMAX=78.222Hz发生时间TFMAX=4.900s相对值BETA=0.564最大涡壳压力HUMAX=71.767m发生时间THUMAX=8.040s相对值KSI=0.405最小尾管压力HDMIN=-5.751m发生时间THDMIN=0.920s xxx电站工程施工图设计水力过渡过程大波动计算第2号机组过渡过程计算结果甩前工况甩前转速N0=250.000r/min甩前流量Q0=40.100M**3/sec甩前力矩M0=72.523kg*M甩前开度Y0=1.000甩前水头H0=49.119M甩前功率P0=18.614MW关闭规律不动时间T0=0.100s第一段关闭时间T1=8.000s第二段关闭时间T2=0.000s第三段关闭时间T3=0.000s第一分段开度Y12=0.000第二分段开度Y23=0.000计算结果最大频率FMAX=78.222Hz发生时间TFMAX=4.900s相对值BETA=0.564最大涡壳压力HUMAX=71.767m发生时间THUMAX=8.040s相对值KSI=0.405最小尾管压力HDMIN=-5.751m发生时间THDMIN=0.920s第1号节点水压力变化过程计算结果计算结果最高测压管水位HMAX=502.863m发生时间THMAX=9.700s最低测压管水位HMIN=500.977m发生时间THMIN=8.420s第3号节点水压力变化过程计算结果计算结果最高测压管水位HMAX=518.760m发生时间THMAX=8.120s最低测压管水位HMIN=485.405m发生时间THMIN=8.800s主压力引水管直径φ5.0m额定水头工况：上游水位507.50m，下游水位451.15m过渡过程计算结果 xxx电站工程施工图设计水力过渡过程大波动计算第1号机组过渡过程计算结果甩前工况甩前转速N0=250.000r/min甩前流量Q0=40.288M**3/sec甩前力矩M0=80.261kg*M甩前开度Y0=0.953甩前水头H0=54.047M甩前功率P0=20.600MW关闭规律不动时间T0=0.100s第一段关闭时间T1=8.000s第二段关闭时间T2=0.000s第三段关闭时间T3=0.000s第一分段开度Y12=0.000第二分段开度Y23=0.000计算结果最大频率FMAX=79.469Hz发生时间TFMAX=4.740s相对值BETA=0.589最大涡壳压力HUMAX=78.298m发生时间THUMAX=7.660s相对值KSI=0.424最小尾管压力HDMIN=-5.275m发生时间THDMIN=0.920s第2号机组过渡过程计算结果甩前工况甩前转速N0=250.000r/min甩前流量Q0=40.288M**3/sec甩前力矩M0=80.261kg*M甩前开度Y0=0.953甩前水头H0=54.047M甩前功率P0=20.600MW关闭规律不动时间T0=0.100s第一段关闭时间T1=8.000s第二段关闭时间T2=0.000s第三段关闭时间T3=0.000s第一分段开度Y12=0.000第二分段开度Y23=0.000 xxx电站工程施工图设计水力过渡过程大波动计算计算结果最大频率FMAX=79.469Hz发生时间TFMAX=4.740s相对值BETA=0.589最大涡壳压力HUMAX=78.298m发生时间THUMAX=7.660s相对值KSI=0.424最小尾管压力HDMIN=-5.275m发生时间THDMIN=0.920s第1号节点水压力变化过程计算结果计算结果最高测压管水位HMAX=508.408m发生时间THMAX=9.320s最低测压管水位HMIN=506.429m发生时间THMIN=8.040s第3号节点水压力变化过程计算结果计算结果最高测压管水位HMAX=525.059m发生时间THMAX=7.740s最低测压管水位HMIN=490.086m发生时间THMIN=8.420s'