水轮机选型
中小型水电站水轮机选型与优化的探讨
中小型水电站水轮机选型与优化的探讨一、前言水力发电是一种利用水能转化为电能的清洁可再生能源，在全球范围内具有广泛的应用前景。
中小型水电站是水力发电系统的重要组成部分，其投资成本低、建设周期短、生产稳定可靠等优点，使得其在中国乃至全球水力发电市场上具有较大的发展潜力。
水轮机是中小型水电站的核心设备，其选型与优化对于水电站的运行效率、经济性和可靠性具有重要影响。
本文就中小型水电站水轮机选型与优化进行探讨，并提出一些相关的技术建议。
二、水轮机选型与分类1. 水轮机选型在中小型水电站的水轮机选型过程中，需要考虑到水轮机的流量、水头、装机容量等因素，以确保水轮机可以在水电站的运行条件下实现最佳的发电效率。
选择合适的水轮机型号和参数是确保水电站正常运行的基础。
根据水轮机的结构和工作原理，可以将水轮机分为内嵌式水轮机和外控式水轮机两大类。
内嵌式水轮机直接受到水流作用，其转动部件与水流接触，适用于水流比较稳定的小型水电站；外控式水轮机则通过导流装置调节水流作用力，可以适应水流波动较大的水电站。
三、水轮机优化1. 流道优化水轮机的流道是保证水轮机高效运行的关键部位。
通过对水轮机流道进行优化设计，可以减小流体的能量损失，提高水轮机的效率。
常见的流道优化措施包括改善流道内部的曲率、加装导流板、增加水流的扰流装置等。
2. 叶轮优化叶片是水轮机的动力转换部件，其叶片的设计与优化对于水轮机的性能具有重要影响。
采用现代流体动力学的分析方法，结合流场模拟和试验验证，可以实现叶轮的优化设计，提高水轮机的效率和稳定性。
3. 轴系优化水轮机的轴系部分包括轴承、密封装置、联轴器等组件，其设计与选型对于水轮机的安全可靠运行至关重要。
通过优化轴系的设计，可以减小机械损耗，提高水轮机的传动效率。
2. 运用现代流体动力学的分析方法，对水轮机的流道和叶轮进行优化设计，提高水轮机的效率和稳定性。
3. 注意水轮机轴系的设计与选型，确保水轮机的安全可靠运行。
第三章水轮机的特性及选型
三、水轮机型号及装置方式的选择
（一）型号选择 依据：N单，特征水头(Hmax、Hmin、Hav、 Hr ) 1 根据水轮机系列型谱选择 水轮机生产系列化、标准化和通用化，尽 可能减少水轮机系列，控制系列品种，以 便加速生产、降低成本。在水电站设计中 按自己的运行条件和要求选择合适的水轮 机。
3、内容 (1)、确定机组台数及单机容量 (2)、选择水轮机型式（型号）装置方式。 (3)、确定水轮机转轮直径D1、n、Hs、 Za（安装高程）、 Z0（台数）等。 (4)、绘制水轮机运转特性曲线
(5)、估算水轮机的外形尺寸、重量及价 格、蜗壳、尾水管的形式、尺寸、调速器 及油压装置选择 (6)、根据选定水轮机型式和参数，结合 水轮机在结构上、材料、运行等方面的要 求，拟定并向厂家提出制造任务书，最终 由双方共同商定机组的技术条件，作为进 一步设计的依据。
四、轴流定浆式水轮机的模型综合特性曲线
第六节 水轮机的运转特性曲线
一、水轮机运转特性曲线（由模型综
合特性曲线换算而来的） 组成：N（出力）为横座标，H（水 头）为纵座标，绘有η=f (H 、 N)、 Hs=f (H 、 N)、出力限制线。反映能 量特性、汽蚀特性、运行限制范围。 （课本图3-11)
第四节 水轮机的模型试验
一、模型试验的目的及任务 1、目的 ： 保证水轮机在工作范围内高效率、稳定 运行，研究水轮机在各种工况下的能量特 性、气蚀特性等 必须依靠水轮机模型试 验(因水流在转轮中的运动相当复杂，理 论分析困难，只有在最优工况下，作些假 定后才能进行)
反击式水轮机能量试验台
QM rM D12M H M SM
Q r D
2 1
课件：水轮机机组与水泵机组的选型
D．斜击式
E．双击式
参考答案：BDE
1F418024 水轮机机组与水泵机组的选型
例题：
2.2011(1)-5.低水头、大流量水电站，通常选用（
）水轮机。
A.双击式
B.贯流式
C.斜流式
D.混流式
参考答案：B
1F418024 水轮机机组与水泵机组的选型
一、水轮机的类型 （二）水轮机的型号 1．第一部分：拼音字母、阿拉伯数字组成，其中拼音字母表示水 轮机形式，阿拉伯数字表示转轮型号。 2．第二部分：两个拼音字母组成，分别表示水轮机主轴布置形式 和水轮机引水室特征。 3．第三部分：阿拉伯数字，表示以cm为单位的水轮机转轮的标 称直径。 如：HL220—LJ一500，表示转轮型号为220的混流式水轮机，立 轴，金属蜗壳，转轮直径为500cm。
1F418024 水轮机机组与水泵机组的选型
一、水轮机的类型 （二）水轮机的型号
1F418024 水轮机机组与水泵机组的选型
二、水泵机组的选型（跨度太大，一下由水轮机转到泵） 包括水泵、动力机和传动设备。
1F418024 水轮机机组与水泵机组的选型
二、水泵机组的选型 （一）水泵类型 泵站工程中最常用的水泵类型是叶片泵。有离心泵、轴流泵及混 流泵等。水泵按泵轴安装形式分为立式、卧式和斜式；按电机是否能 在水下运行分为常规泵机组和潜水电泵机组等。（2016(1)考点） 1．离心泵 (1)分类 按叶轮进水方向分为单吸式和双吸式；按叶轮的数目分为单级和 多级；按泵轴安装形式分为立式、卧式和斜式。 2．轴流泵 3．混流泵
1F418024 水轮机机组与水泵机组的选型
例题： 1.2016(1)-7、下列不属于叶片泵的是（） A、离心泵 B、混流泵 C、轴流泵 D、容积泵 参考答案：B3333
水轮发电机组中水轮机的选型设计
水轮发电机组中水轮机的选型设计摘要: 在水利水电系统中的建设过程, 怎样合理选择适用的水轮机组的类型对水轮机的性能是否优越十分重要。
因此应本着具体情况具体分析的原则设计相应的实践方案, 以提高其运行的灵活性。
本文着重阐述实践中应如何对水轮机组进行设计。
关键词: 水轮机组；特征；选型设计Abstract: In the water conservancy and hydropower system in the construction process, how to choose suitable hydraulic turbine type on turbine performance is superior is very important. It should be based on concrete analysis of the principles of design and the corresponding practices, in order to improve the operation flexibility. This paper focuses on the practice should be how to design of hydraulic turbine.Key words: turbine selection design; feature;0引言水轮机组的选型设计是水电站水力机械设计的重要组成部分。
发电机由水轮机驱动，它的转子短粗，机组的起动、并网所需时间较短，运行调度灵活。
水轮机组选型设计不仅为以后的电气部分、水工部分设计打下基础，同时也会影响到电站的机电设备投资、厂房投资及发电效益等经济指标。
因此，水轮机组的选型设计必须做到科学、准确、合理、先进，满足技术性能和经济指标的要求。
1水轮机选型设计的任务及内容水轮机是水电站中最主要动力设备之一，影响电站的投资、制造、运输、安装、安全运行、经济效益，因此根据H、N的范围选择水轮机是水电站中主要设计任务之一，使水电站充分利用水能，安全可靠运行。
冲击式水轮机组选型方法的分析与比较
冲击式水轮机组选型方法的分析与比较冲击式水轮机组是一种利用水流动能转换成机械能的设备。
在选择冲击式水轮机组时，需要考虑多个因素，包括水头、流量、效率、可靠性以及运行成本等。
本文将从以上几个方面进行分析与比较，以帮助读者更好地理解冲击式水轮机组的选型方法。
首先，水头是选择冲击式水轮机组的关键因素之一、水头是指水位差与水流动速度所共同产生的能量，是决定水轮机组输出功率的重要参数。
对于有一定水头但水流速度较小的场合，宜选择高水头、低速度的冲击式水轮机组。
而对于水头较小但水流速度较快的场合，则宜选择低水头、高速度的冲击式水轮机组。
其次，流量是另一个需要考虑的因素。
流量是指单位时间内通过流体的体积。
冲击式水轮机组根据流量的大小，可分为小流量、中流量和大流量冲击式水轮机组。
根据具体的水资源条件和用电需求，选择适当的流量范围的冲击式水轮机组非常重要。
第三，效率也是考虑的重要因素之一、效率是指冲击式水轮机组将水动能转换成机械能的比率。
一般情况下，冲击式水轮机组的效率较高，可达到70%以上。
但在实际应用中，由于灰垢、磨损等因素的存在，效率可能会有所降低。
因此，在选型时应选择高效率的冲击式水轮机组，以提高能源利用效率。
第四，可靠性是选择冲击式水轮机组的另一个关键因素。
可靠性是指冲击式水轮机组在使用过程中的稳定性和安全性。
冲击式水轮机组通常采用耐磨材料制造，能够在恶劣环境下运行，并具有较高的抗磨损性能。
在选择时，应考虑供应商的信誉度和产品的质量保证，以确保冲击式水轮机组的可靠性。
最后，运行成本也是需要考虑的因素之一、运行成本包括运维费用、维修费用和能耗等。
在选择冲击式水轮机组时，应考虑设备的投资成本、运行费用以及长期维护成本等，以降低运行成本并提高经济效益。
总之，选择冲击式水轮机组要考虑多个因素，包括水头、流量、效率、可靠性和运行成本等。
在选型时，应根据具体的水资源条件和用电需求，综合考虑各个因素，选择适合的冲击式水轮机组。
第六章 水轮机的选型设计 (2)
最高效率
（%）
平均效率 吸出高度 飞逸转速
（%） （r/min）
水轮机设计水头 受阻容量 （kW） 机组重量（吨） 机电设备投资（万元）
注意：
1、比转速ns 来自n P H5 4
其中： H 表示水轮机的设计水头（由运转特性 曲线确定） 2、利用面积法求平均效率
1 2 S12 2 3 S23 3 4 S34 cp 2 S12 S23 S34
⑥ 其它方面 a.台数常用偶数，可节省电气部分投资，采用扩 大单元出线（两台机共用一个母线出口）。 b.规范规定，第一台机组投入运行时，区域电网
单机容量不超过系统容量的10%，或不要大于
电网的事故备用容量。 c.考虑到事故和检修时有可靠的厂用电，一般要 装两台以上的机组。
⑵ 选择水轮机机型
① 搭接水头段不同类型水轮机的选择。 3-—15m，有GL式与ZL式可选择； 30——60m，有ZL式与HL式可选择； 300——500m，有HL式与CJ式可选择；
Q11
，换算成模型
Q11M Q11 Q11
③检验模型水轮机的单位流量是否超过限制工
况点的单位流量 若
Q11M Q11M限
(较接近为好），说明所
选
D1
能发出额定出力。
若
Q11M Q11M限
，说明
D1
选小了，发
不出额定出力。不能满足要求。
2、检验吸出高度
H s 是否满足工程上的要求
与5%
H
----水轮机的设计水头，单位m。
Q11 ----设计工况下的单位流量
对于HL式和ZD式水轮机，采用模型最优单
位转速 n
值；
110M
中小型水电站水轮机选型与优化的探讨
中小型水电站水轮机选型与优化的探讨水电站的水轮机选型与优化是一个关键的环节，它直接影响到水电站的发电效率和经济效益。
本文将从水轮机的选型原则、水轮机的类型与特点、水轮机的优化等方面对中小型水电站水轮机的选型与优化进行探讨。
一、水轮机的选型原则水轮机的选型原则主要包括选择合适的装机容量、符合水头和流量条件、适应水力发电的要求等。
1.选择合适的装机容量中小型水电站通常装机容量较小，因此选择合适的装机容量是非常重要的。
一方面，要根据水资源条件、装机容量与水头的关系等因素进行合理的匹配，避免装机容量过大或过小导致发电效率低下；还要考虑电网需求和发电经济性等因素，选择合适的装机容量。
2.符合水头和流量条件水轮机的工作性能受到水头和流量的限制，因此在选型过程中必须考虑水头和流量条件。
一般来说，根据水轮机的闸门控制方式，可以区分为常规型和调节型：常规型水轮机适用于水头和流量变化较小的情况，而调节型水轮机适用于水头和流量变化较大的情况。
根据实际情况选择符合水头和流量条件的水轮机，可以使水电站的发电效率达到最优化。
3.适应水力发电的要求水轮机在选择时还需要考虑适应水力发电的要求，如安全可靠性、运行稳定性、运行维护便捷性等。
水轮机应具备良好的适应性，能够满足水力发电的需要，并具备较高的经济效益。
二、水轮机的类型与特点根据运行原理和结构特点，水轮机主要分为水轮发电机组和涡轮发电机组两大类。
根据叶轮的形状，又可分为斜流水轮机、径流水轮机和混流水轮机等。
1.水轮发电机组水轮发电机组主要由水轮机、发电机和辅助设备等组成，其主要特点包括结构简单、运行稳定、安全可靠等。
水轮机采用分配器或喷管导水，利用水的能量来驱动水轮机转动，再通过轴向流导叶或斜流导叶的作用，将水能转化为机械能，驱动发电机转动进行发电。
三、水轮机的优化水轮机的优化主要包括叶轮型式的选择、叶轮流道的设计和调整、水轮机性能的优化等方面。
1.叶轮型式的选择根据实际需求和水资源条件，选择合适的叶轮型式非常重要。
水轮机特性曲线及选型
第四章 水轮机的特性曲线与选型第一节 水轮机的相似律一、水轮机的相似条件在进行模型试验时，模型与原型水轮机之间应满足的条件称为水轮机的相似条件。
模型和原型水轮机之间应满足几何相似、运动相似和动力相似三个相似条件。
1.几何相似（必要非充分）（同轮系）几何相似是指两个水轮机的过流部件形状相同（即过流部件几何形状的所有对应角相等），尺寸大小成比例。
即：===mmma ab b D D 000011式中 ：01b D 、、0a ——水轮机的转轮直径、导叶高度、导叶开度。
满足几何相似的一系列大小不同的水轮机，称为同轮系（或同型号）水轮机。
只有同轮系的水轮机才能建立起运动相似或动力相似。
2.运动相似（等角工作状态）运动相似是指同一轮系的水轮机，水流在过流通道中对应点的同名流速方向相同，大小成比例，即相应点的速度三角形相似。
即两水轮机运动相似就称此两水轮机为等角工作状态。
3.动力相似动力相似是指同一轮系水轮机在等角工作状态下，水流在过流部件对应点的作用力（惯性力、重力、粘滞力、摩擦力等），同名力的方向相同，大小成比例。
二、轮机的相似律在满足相似条件的基础上原型与模型水轮机各参数之间的相互关系称为水轮机的相似律，也称为水轮机的相似公式。
1.转速相似律s m sm mH D H D n nηη11=s H D n η11∝2.流量相似律sm m msvmm vH D H D Q Q ηηηη2121=s VH D Q ηη21∝式中：v Q η—有效流量。
称为水轮机的流量相似律，亦称为流量方程式。
在应用中，直径m D 1、1D 、水头m H 、H 为定值，若效率vm η、sm η、v η、s η为已知时，则可由测得的m Q 求得原型水轮机的流量Q 。
3.出力相似律()()jmsm m m j s mH D H D N N ηηηη23212321=2321s H D N η∝称为水轮机的出力相似律，亦称出力方程式。
水轮机选型
大型调速器的选择
1、主配压阀直径的选择
d 4V m v T s
式中：V— 接力器的总容量（m3） v— 管路中油的流速（m/s）。一般取 v≤4～5m/s。 Ts— 接力器关闭时间（4~6s），准确值 通过调节保证计算得到。 主配压阀直径系列： 80，100，150，200，250mm
V
z
dz
4
2
S z max m
Байду номын сангаас
3
油压装置的选择
在进行初步设计时，一般可按下式估算 油压装置容积大小： 混流和定浆式：Vk=(18～20)VH 转桨式水轮机：Vk=(18～20)VH+(3～4)VR 目前，油压装置标准型号为： HYZ—0.3 HYZ—0.6 HYZ—1.0 HYZ—1.6 HYZ—2.5 HYZ—4.0 YS—8A YS—10A YS—20A
D a
a 1 0.0687 3
H
max
式中：d— 蜗壳进口断面直径（m） a─ 与水头有关的系数，
冲击式机组的选型
1、射流直径的选择 按下式计算：
d 0 0.545 Q Z0 H
中小机组一般取计算值的1.03~1.05倍。 喷嘴数的选择： a 单个喷嘴射流直径一般不大于14cm b 单喷嘴水轮机出力一般不超过5MW c 国内极少使用3喷嘴和5喷嘴机型 d 6喷嘴单机容量一般大于30MW
接力器的最大行程Smax Smax=(1.4～1.8)α0max (mm) α0max =α0M（D1ZOM/D1MZOT） 式中： ZOM— 模型导叶数目 ZOT — 真机导叶数目 D1 — 真机转轮直径（m） D1M— 模型转轮直径（m） α0M— 模型导叶最大开度（m） 双缸接力器的总容积：
水电站课程设计之水轮机选型设计
水电站课程设计之水轮机选型设计学校：河北工程大学系别：水利水电工程班级：07水工本（5）班姓名：李啸云学号：070290515指导老师：袁吉栋第一章：基本资料基本设计资料某梯级开发电站，电站的主要任务是发电，并结合水库特性、地区要求可发挥水产养殖等综合效益。
电站建成后投入东北主网，担任系统调峰、调相及少量的事故备用容量，同时兼向周边地区供电。
该电站水库库容小不担任下游防洪任务。
经比较分析，该电站坝型采用混凝土重力坝，厂房型式为河床式。
经水工模型试验，采用消力戽消能型式。
经水能分析，该电站有关动能指标为：水库调节性能日调节保证出力 4万kw装机容量 16万kw多年平均发电量 44350 kwh最大工作水头 39.0 m加权平均水头 37.0 m设计水头 37.0 m最小工作水头 35.0 m平均尾水位 202.0 m设计尾水位 200.5 m发电机效率 98.0%第二章：机组台数与单机容量的选择水电站的装机容量等于机组台数和单机容量的乘积。
根据已确定的装机容量，就可以拟订可能的机组台数方案，选择机组台数与单机容量时应遵守如下原则：1、机组台数与工程建设费用的关系在水电站的装机容量基本已经定下来的情况下，机组台数增多，单机容量减小。
通常大机组单位千瓦耗材少，整体设备费用低；另外，机组台数少，厂房所占的平面尺寸也会减小。
因此，较少的机组台数有利于降低工程建设费用。
2、机组台数与设备制造、运输、安装以及枢纽安装布置的关系单机容量大，可能会在制造、安装和运输方面增加一定的难度。
然而，有些大型或特大型水电站，由于受枢纽平面尺寸的限制，总希望单击容量制造得大些。
3、机组台数与水电站运行效率的关系水轮机在额定出力或者接近额定出力时，运行效率较高。
机组台数不同，水电站平均效率也不同。
机组台数越少，平均效率越低。
但是机组台数多到一定程度，再增加台数对水电站运行效率增加的效果就不显著。
当水电站在电力系统中担任基荷工作时，引用流量较固定，选择机组台数较少，可使水轮机在较长时间内以最大工况运行，使水电站保持较高的平均效率。
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水轮机型号选择根据已知的水能参数初选水轮机型号最大工作水头：H max=Z上max-Z 下min-△h=609.86-573.12-1.732=35 m 最小工作水头：H min=Z 上min-Z 下max-△h=607.78-574.27-1.732=31.77m平均水头：1 1H a= (H max+H min)= X (35.85+31.35)=33.4 m2 2查水电站机电设备手册根据我国小型反击式水轮机适应范围参考表初选水轮机型号。
初选水轮机型号：HL240-LJ-140水轮机类型混流式转轮型号HL240最大水头35m最小水头31.77m设计水头33m出力3400kw校核机组的稳定性水轮机主要参数的计算：HL240-LJ-140型水轮机方案主要参数的计算转轮直径计算Nr=3400/0.95=3368.42kw Hr=33.4mD i=,——Nr—（1-3）.9.81Q i Hr 2M式中：Nr-为水轮机的额定出力（kw）D 1 -为水轮机的转轮直径（mn M-为水轮机的效率Hr-为设计水头（m）Q 1'--为水轮机的单位流量（m/s）由水力机械课本附表1中查得Q'=12.4 L/s=1.24m3/s,同时在附表1中查得水轮机模型在限制工况下的效率 n 沪90.4%,由此可初步假定水轮机在该工况的效率为92.0%将 Nr=3400kw, Q i '=1.24 m 3/s, Hr=33.4m,n M =92%#3368.429.81 1.24 33.4320.92选择与之接近而偏大的标准直径 D=1.40m 效率的修正值计算由水力机械课本附表1查得水轮机模型在最优工况下的效率 型转轮直径Di M =0.46m,则原型水轮机的最高效率n max ，即：式中:n max --为原型水轮机的最高效率n Mma --为水轮机模型在最优工况下的效率D 1M --为模型转轮直径 (m D 1 --为原型转轮直径(m将 n Mma =91.0% , Di M =0.46m, D 1=1.4m 带入得:n Mma =1- ( 1- n max ) 5 nD 1=92.8%考虑到制造工艺水平的情况取 & 1=1%由于水轮机所应用的蜗壳和尾水管的型式与模型基本相似，故认为& 2=0,则效率修正值△ n 为：△ n = n ma - n Mmax - £ 1式中：△ n --为效率修正值n max --为原型水轮机的最咼效率 n Mma --为水轮机模型在最优工况下的效率 将 n max=0.928, n Mmax=0.91 £ 1= 0.01 带入上式得:= 1.12mn Mma =89.6%,模n ma =1- (1-4)D 1M =1- (1-0.91 )0.46 1.4(1- n Mma )D 1 MD 1△ n = n max-n Max- & 1=0.928-0・91-0.01=0・008由此求得水轮机在限制工况的效率为：n =n M +^ n =0.904+0.008=0.912 （与原来假定的数值相近） 转速的计算n 。
Ha n= D i式中：n --为水轮机的转速 （r/min ） n 10 --为最优单位转速 （r/min ） Ha --为加权平均水头 （m ） DI --为原型转轮直径（mn 10= ni0M +△n 1式中：n ；o --为最优单位转速 （r/min ）n ；oM --模型水轮机的最优单位转速（r/min ）由水力机械课本附表1查得最优工况下的n 10M =72r/min 同时由于(1-5)式中:(1-6)n' 10M --模型水轮机的最优单位转速 （r/min ）n max --为原型水轮机的最咼效率n Mmax --为水轮机模型在最优工况下的效率将 n max =0.95, n Mmax =0.92,带入式（2-9）得:「1Fn 10M■■■. max / M max一 10.936 /0.92 - 1=0.0087<0.03所以'n^j 可以忽略不计，则以n 10M =72r/min 代入上式得:72 35n=1.4 =304r/min 訥1n 10M选与之接近而偏大的标准同步转速n=300 r/min工作范围验算在选定的D1=1.4m、n=300r/min的情况下，水轮机的QTmax和各种特征水头的下的相应的n1'值分别为Q11 max= ------------- 3（1-7）9.81D；Hr 州式中：Nr--为水轮机的额定出力（kw）D1 --为水轮机的转轮直径（m）n --为水轮机的效率Hr--为设计水头（m）Q1' max--为水轮机最大单位流量（m3/s）将Nr=3940kw, Q1 '=1.24 m3/s, Hr=35m, n =92%, D1=1.4m 带入式（1-10）得：NrQ1 max= ------------- 39.81D12Hr 2n______ 3940 _____9.81%1.42%35%X0.92=1.07m3/s<1.24m3/s则水轮机的最大引用流量Q max为:Q max = Q1max D〔2 -• Hr式中：Q max--为水轮机的最大引用流量（m3/S）Q1 'max--为水轮机最大单位流量（m3/S）D1 --为水轮机的转轮直径（m）Hr--为设计水头（m）将Q1‘max=1.07m3/s, D1=1.4m, Hr=35m 带入式（1-11）得:Q max = Q1‘max D2. Hr =1.07 x 1.4冬35=12.4 m3/s对于nJ值，在设计水头Hr=35m时，/ nD in 1r = -------vHr式中：n ir '--为水轮机设计单位转速 （r/min ）n --为水轮机的转速 （r/min ）D i --为水轮机的转轮直径 （m ）Hr--为设计水头（m ）将 n=300r/min, D i =1.4m , Hr=30.71m 带入上式得:在最小水头H min =3i.35 m 时‘ nU30074 ”.n imax75r/min.H min、3i.35式中：n 'imax--为水轮机最大单位转速，r/min ; n --为水轮机的转速，r/min ; D i --为水轮机的转轮直径，m ； H min -- 为最小水头，m ；将设计水头 H min =35m, n=300r/min, D i =i.4m 带入式得：n ir'=nD j ,Hr300 1.4「35=7ir/m in ,_ nD in 1min = ---------•: H max式中：n 'imin --为水轮机最小单位转速（r/min）n --为水轮机的转速 （r/min ）D i --为水轮机的转轮直径（m ）H max -- 为最大水头（m ）n iminnQ300 i.4=70.ir/min 35.85! ___ n 1max =Hmin在HL240型水轮机的模型综合特性曲线图（《水力机械》课本图3-7） 上, 分别画出 Q ' ma =1240L/s. n 1max =75r/min 和 n 1min =70.1 r / min 的直线。
可以看出 这些直线所标出的水轮机相似工作范围基本包括了特性曲线的高效率区，所以 对所选定的直径D=1.4m, n=300 r/min 还是比较满意的。
水轮机吸出高计算由水轮机的设计工况在水力机械课本附表 1可查得相应的汽蚀系数c =0.2，则可求得水轮机的吸出高为:式中:Hs--为水轮机的吸出高度（m 。
▽--为水轮机安装处的海拔高程（m 初步计算时采用下游平均水位咼程。
K -- 为安全系数K 取1.1至1.2。
c --为水轮机的汽蚀系数。
Hr--为设计水头（m 。
将^ =571.48m ,K=1.2 , c =0.2，Hr=35m 带入式(1-15)得:(1-8)14=1.39-1=0.39取最大值Hs=0.39m1.4确定发电机型号、容量、电压、冷却方式本设计中采用 N 发=3175.77KW 功率因数0.8，与水轮机HL240-LH-140配套 水轮发电机参数选择如下:型号：TSL325/36-20，容量 N=3200K 。
1.5水轮机安装高程对立轴混流式水轮机，安装咼程由下式确定:(1-9)\ w ---------------尾水位mg 一30叮4=71亦,35式中：H s——吸出高度b0——导叶咼度m查表知，电= 0.365,故b0 =0.365 1.4 = 0.511m，取b0 = 0.511m D i Z s 八w H s b°=571.48+0.39+1+0.511/2=574.28m2故机组安装高程为574.28m。