Đồ án nhà máy thủy điện kết cấu của NHÀ máy THUỶ điện

Đồ án Nhà máy thủy điện Đề số: 72 MỤ CHƯƠNG SỐ LIỆU ĐỀ BÀI 1.1 Bảng số liệu 1.2 Bảng quan hệ lưu lượng mực nước hạ lưu Q = f(Zhl) CHƯƠNG LỰA CHỌN THIẾT BỊ CỦA NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN 2.1 Lựa chọn thiết bị nhà máy thủy điện 2.1.1 Chọn số tổ máy (z) 2.1.2 Chọn kiểu tuabin 2.1.3 Vẽ đường đặc tính tổng hợp ch 2.1.4 Xác định thông số c 2.1.5 Xác định hệ số tỷ tốc ns 2.1.6 Xác định tốc độ quay lồng l 2.1.7 Chọn cao trình đặt BXCT t 2.2 Tính tốn xác định buồng tuabin 2.2.1 Chọn kết cấu kích thước 2.2.2 Tính tốn thủy động xác định k 2.3 Chọn ống hút 2.4 Chọn thiết bị điều chỉnh tuabin 2.4.1 Chọn thiết bị dầu áp lực 2.4.2 Chọn máy điều tốc 2.5 Chọn máy phát điện 2.5.1 Xác định thông số c 2.5.2 Xác định kích thước 2.6 Chọn máy làm nguội 2.7 Chọn máy biến áp 2.8 Chọn thiết bị nâng CHƯƠNG KẾT CẤU CỦA NHÀ MÁY THUỶ ĐIỆN 3.1 Chọn loại kết cấu NMTĐ 3.2 Nhà máy thủy điện 3.2.1 Phần nước NMTĐ 3.2.2 Phần khô NMTĐ Đồ án Nhà máy thủy điện Đề số: 72 3.2.3 Hệ thống cột, cửa sổ, cửa vào cầu thang 41 3.2.4 Hệ thống thơng gió, chiếu sáng 42 Đồ án Nhà máy thủy điện Đề số: 72 CHƯƠNG SỐ LIỆU ĐỀ BÀI 1.1 Bảng số liệu MNDBT Pđb (m) 407 1.2 Bảng quan hệ lưu lượng mực nước hạ lưu Q = f(Zhl) Zhl(m) 380 Q(m3/s) 405 400 395 390 385 380 375 Hình 1- 1:Đồ th Đồ án Nhà máy thủy điện Đề số: 72 CHƯƠNG LỰA CHỌN THIẾT BỊ CỦA NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN 2.1 Lựa chọn thiết bị nhà máy thủy điện 2.1.1 Chọn số tổ máy (z) Theo đề Nlm = 606 (MW) Chọn phương án tổ máy Công suất tổ máy: 2.1.2 Chọn kiểu tuabin Công suất tuabin : NTB = Ntm/ tm (KW) tm : hiệu suất máy phát điện, sơ lấy tm = 0.98 (kW) Chọn kiểu tuabin: Phạm vi cột nước làm việc: Hmax Hmin = 44.44 23.13(m) Dựa vào phạm vi sử dụng cột nước công suất tuabin tra biểu đồ phạm vi sử dụng hệ loại tua bin ta chọn loại Tuabin CQ50/642-46 Tuabin TT45/820-46 Đồ án Nhà máy thủy điện 2.1.3 Vẽ đường đặc tính tổng hợp tuabin Đường đặc tính tổng hợp Tuabin CQ50/642-46: n'I (vg/ph) 150 140 130 120 110 100 90 80 300 400 Hình 2- 1:Đường đặc tính tổng hợ Đường đặc tính tổng hợp Tuabin TT45/820-46: n' (vg/ph) I 110 105 100 95 90 85 80 75 70 ao=14mm 500 Đ ờng đặc tính tổng hợ p cđa tuabin TT45/820-46 Hình 2- 2: Đường đặc tính tổng hợp Tuabin TT45/820-46 Đồ án Nhà máy thủy điện Đề số: 72 2.1.4 Xác định thông số tuabin Tuabin CQ50/642-46 (phương án tổ máy) Cơng thức xác định đường kính tuabin: N D1 = √ TB 9.81.❑TB Qln' HTT √HTT Giả thiết điểm làm việc tuabin A’ (1250l/s; 110); ❑TB: Hiệu suất tuabin tai điểm tính tốn ❑TB=0.893 Q'ln: Lưu lượng quy dẫn tính tốn lấy Q'ln=1250 ¿/s) HTT: Cột nước tính tốn HTT = 28.46m NTM: Công suất tuabin NTM = 44000kW = > Dựa vào bảng 6-4 (tr.70 [3]), ta được: { D1 a=5.00 m D1 b=5.30 m Xác định tốc độ quay đồng tuabin Công thức xác định tốc độ quay đồng bộ: H n' n= 1ln √ bq D1 Trong đó: n’1Mln : tốc độ quay quy dẫn lợi 110 vg/phút Hbq: cột nước bình quân TTĐ, Hbq = 31.3m Thay số ta có kết quả: D1 D1a D1b Đồ án Nhà máy thủy điện Đề số: 72 Vậy có phương án: Xác định hiệu suất tua bin theo phương án Xác định độ hiệu chỉnh hiệu suất : = Tmax - Mmax Trong đó: Tmax = 1-( 1- Mmax) D1M √ 10 √HM HT HTT Sbx = 0.14 x = 0.28(m) Thay số Vbx = 0.88(m3) Vbl = 18 x 0.237 + x 0.88 = 7.8(m3) Quy chuẩn theo bảng trang 24 [3] chọn kiểu thiết bị dầu áp lực MHY10/1-40-12.5-2 Kiểu thiết bị dầu áp lực MHY10/1-40- 2.4.2 Chọn máy điều tốc Máy điều tốc có nhiệm vụ điều chỉnh tốc độ quay tua bin điều khiển, khống chế chế độ làm việc tua bin Máy điều tốc loại lớn thường có số kích thước tiêu chuẩn Các kích thước phụ thuộc vào kích thước van điều phối Khi chọn cần phải xét đến lượng dầu qua van điều phối đến động tiếp lực phải đảm bảo pittông động tiếp lực chuyển dịch với tốc độ cần phải có Đường kính van điều phối thường lấy đường kính ống dẫn dầu vào van điều phối động tiếp lực: √ dV = do= T V d H π.v Trong đó: VHD : Tổng dung tích động tiếp lực VHD = 0.237(m3) Td :Thời gian đóng BPHD, xác định theo điều kiện điều chỉnh đảm bảo Td = 5(s) v : Vận tốc dầu chảy ống, lấy v = 8(m/s) Chọn v = 8m/s 28 Đồ án Nhà máy thủy điện Đề số: 72 Thay số ta tính được: dV = 0,087(m) Quy chuẩn dv = 100mm Vậy ta chọn máy điều tốc điều chỉnh kép PK–100 có đường kính van điều phối = 100 (mm) 2.5 Chọn máy phát điện 2.5.1 Xác định thông số máy phát điện Xác định cơng suất biểu kiến (cơng suất tồn phần) máy phát điện: (KVA) Trong đó: NT: Cơng suất máy phát điện mf: Hiệu suất máy phát ( mf = 98%) cos = 0,8: Hệ số công suất Điện áp máy phát điện lấy theo giá trị S: Với S = 56.122 (50 150)MVA điện áp Stato U = 13.8(KV) Tần suất dòng điện f: Tần suất dòng điện máy phát điện xoay chiều pha nước ta quy định f = 50Hz Số vòng quay máy phát điện ( n ) phụ thuộc vào số vòng quay tua bin, máy phát điện nối đồng trục với tua bin số vịng quay tua bin số vịng quay máy phát điện, có: n = 115.4vg/ph Số cặp cực MPĐ p = 60f/n = 60x50/ 115.4= 26cặp 2.5.2 Xác định kích thước MPĐ Căn vào số vịng quay n = 115.4(vg/ph) cơng suất 56122.45(KVA) Trong bảng tra loại máy phát điện chế tạo sẵn khơng có kiểu máy phát điện có cơng suất phù hợp với yêu cầu Do ta chọn máy phát điện gần với yêu cầu nhất, máy phát điện CB900/135-48 có thơng số kỹ thuật sau: Tần số Mã hiệu quay n vg/ph CB900/ 135-48 29 Đồ án Nhà máy thủy điện Đề số: 72 Bảng 2- 12:Thông số máy phát điện Do máy phát điện có thơng số khơng khớp với thơng số thiết kế Do ta phải tiến hành thiết kế máy phát điện xuất phát từ máy phát điện kiểu CB900/135-48 có thơng số sau: Chiều dài thép hoạt động: (cm) =1313mm Quy chuẩn trị số ta có: la = 1350mm Đường kính thép hoạt động Da = Dst/(1.07 1.1) = 900/(1.07 1.1) = 820(cm) Đường kính ngồi rơto Di Di = Da – (0.5 0.6) = 8.2– (0.5 0.6) = 7.6 7.7(m) Quy chuẩn Di = 7.5m Chiều cao stato hst = la + (1.0 – 1.035)s Trong : s = Di/ 2p khoảng cách cực từ rôto, p số đối cực MPĐ Thay số tính tốn, chọn (m) Chọn kiểu máy phát điện Ta có Tính sơ kích thước khác MPĐ Các kích thước Đường kính máy kích thíc Chiều cao máy kích thích Đường kính vỏ máy ngồ MPĐ Đưịng kính dầm Đường kính dầm Chiều cao dầm Chiều cao dầm Đường kính hầm (giếng) tuabin 30 Đồ án Nhà máy thủy điện Đề số: 72 Các đặc tính học MPĐ Mơmen đà: (T.m2) 2.6 Chọn máy làm nguội Máy phát điện có công suất S > 4000(KVA) nên ta sử dụng hệ thống làm nguội tuần hồn khơng khí Lượng nhiệt máy phát điện toả Q = (1- mf).Nmf 860 (Kcal.h) Trong đó: Nmf : cơng suất máy phát điện, Nmf = mf = 0,98 - Hiệu suất máy phát điện 860: Dung lượng nhiệt KWh Thay giá trị vào công thức ta được: Q = 756800(Kcal.h) Lưu lượng khơng khí cần có để làm nguội máy phát điện: Trong đó: = t hệ số giãn nở nhiệt khơng khí; o : Nhiệt độ cao cho phép máy phát điện, lấy : Nhiệt độ khơng khí lạnh đưa vào máy, lấy to to t o = 65o; = 25o; 0,306: Lượng nhiệt cần để đốt nóng 1m3 khơng khí 0oC lên 1oC, áp suất at ; 3600: Số giây quy đổi từ  Lưu lượng khơng khí cần có để làm nguội là: QL = 19.66(m3/s) Ta chọn kiểu máy làm nguội CB1340-150/96 có thơng số bảng Kích thước Sâu Diện tích khơng Rộng Cao (mm)(mm) (mm) khí qua (mm2) 2000x900 440 1100 2224 Bảng 2- 13:Thông số máy làm nguội 31 Đồ án Nhà máy thủy điện Đề số: 72 2.7 Chọn máy biến áp Nhiệm vụ MBA làm tăng điện áp MPĐ lên điện áp cao đường dây tải điện Cấp điện áp đường dây phụ thuộc vào công suất khoảng cách truyền tải điện áp hệ thống nơi chúng đấu nối Chọn MBA phụ thuộc vào sơ đồ nối điện Chọn sơ đồ khối, nghĩa máy phát nối với máy biến áp Với tổ máy ta chọn MBA Dựa vào công suất S = 56.12(MVA) cấp điện áp U = 13.8 (KV) ta chọn MBA mã hiệu ТДЦ có thơng số sau: mã hiệu ТДЦ Bảng 2- 14:Thông số máy biến áp 2.8 Chọn thiết bị nâng Thiết bị nâng chọn cầu trục nhà máy phục vụ cho việc lắp ráp sửa chữa tổ máy Để chọn cầu trục cần dựa vào trọng lượng thiết bi tháo dời nặng nhất, kết cấu tháo dời thiết bị Trong nhà máy thuỷ điện thường phận Rôto máy phát điện trục Roto MPĐ có trọng lượng 300 Chọn cầu trục có sức nâng 450(T) tính toán tải trọng lấy tăng lên 10% có thêm dầm liên kết cầu trục Các kích thước lấy catalog cầu trục Nhịp 21m Để cầu trục di chuyển tải trọng làm giảm chiều cao nhà máy, ta bố trí trục tổ máy lệch bên 32 Đồ án Nhà máy thủy điện Đề số: 72 Tải trọng nâng,T móc móc 450 phụ 100 Kích thước mm H B1 800 Bảng 2- 15:Thông số cầu trục 33 150 F Đồ án Nhà máy thủy điện Đề số: 72 21 2.3 4.3 2.4 4.2 Hình 2- 15:Chi tiết cầu trục 34 Đồ án Nhà máy thủy điện Đề số: 72 CHƯƠNG KẾT CẤU CỦA NHÀ MÁY THUỶ ĐIỆN 3.1 Chọn loại kết cấu NMTĐ Với cột nước Hmax = 44.44 (m), ta chọn kiểu nhà máy sau đập với số ưu điểm như: Phía trước nhà máy có đập dâng,áp lực nước thượng lưu đập chịu ,nhà máy hoàn tồn khơng chịu áp lực nước từ thượng lưu.Do yêu cầu chống thấm kết cấu đơn giản Khoảng cách đập nhà máy thường tận dụng bố trí máy nâng áp,các phịng điện áp máy phát phòng phục vụ Nhà máy tách khỏi đập dâng khe lún để tránh lún khơng hai cơng trình 3.2 Nhà máy thủy điện 3.2.1 Phần nước NMTĐ Cửa lấy nước Kích thước cửa lấy nước cần chọn để đảm bảo v = ( 2)m/s Dạng trần CLN có dạng chảy bao elip phải nằm MNC 1m ( lớn 3v2/2g) để tránh khơng khí lọt vào đường dẫn Kích thước phần nước nhà máy Phần nước NMTĐ có kích thước phụ thuộc vào buồng tua bin, ống hút, đường ống dẫn vào Tuabin Ngồi phải đủ diện tích để bố trí thiết bị cho vận hành bão dưỡng thiết bị khác NMTĐ Cao trình đặt tua bin : TB = 379.2 (m), lấy mặt phẳng qua trục ngang cánh quay Cao trình MNHLmin HLmin =381.7 (m) ; Cao trình MNHLmax tra đồ thị quan hệ Zhl = f(Q) HLmax = f(Qlũ) = 382.075(m) Chiều dày đáy đá lấy = 0.5 2(m).chọn 2m Chiều rộng B khối tổ máy khoảng cách tổ máy theo thiết kế chọn B1 = 17 (m) Chiều dày L phụ thuộc vào chiều dài ống hút khoảng cách từ van trước tuabin đến trục tổ máy Chiều dày tối thiểu buồng tuabin kế cận phải đảm bảo điều kiện bền áp lực nước gây buồng tuabin khơng có nước, không nhỏ 2m 35 Đồ án Nhà máy thủy điện Đề số: 72 3.2.2 Phần khô NMTĐ Sàn gian máy Sàn gian máy nơi bố trí máy phát điện, tủ điều khiển hệ thống nồi dầu áp lực phục vụ vận hành NMTĐ Cao trình sàn gian máy phụ thuộc vào cao trình đặt TB, chiều cao khối tổ máy MNHLmax Chọn cao trình sàn gian máy cao MNHLmax Vậy cao trình sàn gian máy 385(m) Chiều dài sàn gian máy xác định nhờ việc chọn tổ hợp chiều dài khoang tổ máy phần nước chiều dài khoang tổ máy phần khô Chiều rộng gian máy phụ thuộc nhịp cần trục cầu, L = 21(m), đủ bố trí thiết bị tổ máy Sàn lắp máy Chiều rộng sàn lắp máy phụ thuộc nhịp cần trục cầu, L = 21(m), đủ bố trí thiết bị tổ máy Là nơi dùng để lắp ráp sửa chữa thiết bị nhà máy thuỷ điện Bố trí sàn lắp máy đầu hồi NmTĐ nơi có đường giao thơng vào Cao trình sàn lắp máy cao trình sàn gian máy Để lợi dụng cầu trục gian máy, lấy chiều rộng sàn lắp máy chiều rộng gian máy Chiều dài sàn lắp máy LSLm = (1 1,2)LSGm = 21(m) Các phòng phục vụ Các phòng phục vụ nhà máy thuỷ điện bố trí ngồi nhà máy cao trình khác nhau, chia làm nhóm chính: Nhóm 1: Gồm phịng sản xuất, đảm bảo trực tiếp làm việc bình thường nhà máy: phịng khí nén, phịng cấp nước kỹ thuật, phòng ắc qui, phòng cung cấp điện tự dùng, phòng thí ngiệm điện cao áp Nhóm 2: gồm phòng thao tác phục vụ: phòng điều khiển, phòng thiết bị phân phối điện năng, phòng phân phối điện tự dùng, phịng thơng tin liên lạc Nhóm 3: gồm phịng liên quan đến hoạt động trực tiếp nhà máy, phịng quản lý hành Diện tích phịng lấy theo u cầu sử dụng theo quy định qui phạm 3.2.3 Hệ thống cột, cửa sổ, cửa vào cầu thang Bước cột lấy chiều dài gian máy, sàn lắp máy gian máy có khe lún, bố trí cột đơi nằm hai bên khe lún Cột làm bê tông cốt thép, kích thước 1.5x1.5(m) 36 Đồ án Nhà máy thủy điện Đề số: 72 Hệ thống cửa sổ bố trí thành hai dãy phần tường bên lẫn bên dầm cầu trục Giữa phòng tầng thông với cửa vào cầu thang Tường nhà máy xây gạch dày 22(cm), chủ yếu để bao che tác dụng chịu lực 3.2.4 Hệ thống thơng gió, chiếu sáng Ngồi phần thơng gió, chiếu sáng tự nhiên hệ thống cửa sổ nhà máy thuỷ điện, ta cần phải bố trí hệ thống thơng gió, chiếu sáng nhân tạo để đảm bảo hoạt động bình thường an toàn cho nhà máy thuỷ điện Phần thơng gió, chiếu sáng nhân tạo cần tính tốn theo quy định quy phạm Trong phạm vi đồ án khơng trình bày 37 ... 1 :Đồ th Đồ án Nhà máy thủy điện Đề số: 72 CHƯƠNG LỰA CHỌN THIẾT BỊ CỦA NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN 2.1 Lựa chọn thiết bị nhà máy thủy điện 2.1.1 Chọn số tổ máy (z) Theo đề Nlm = 606 (MW) Chọn phương án. .. phương án 16 Đồ án Nhà máy thủy điện Bảng 2- 6: Bảng tính hiệu suất phương án 2(TT45) Hình 2- 8: Vùng làm việc TB theo phương án 17 Đồ án Nhà máy thủy điện Bảng 2- 7: Bảng tính hiệu suất phương án. .. TB theo phương án 18 Đồ án Nhà máy thủy điện Bảng 2- 8: Bảng tính hiệu suất phương án 4(TT45) Hình 2- 10: Vùng làm việc TB theo phương án 19 Đồ án Nhà máy thủy điện Đề số: 72 Kết luận: 89.35