Nghiên ứu sử dụng nguồn năng lượng nước đến sản xuất đá viên và bảo quản thực phẩm

Em xin chân th nh cà ảm ơn thầ Vũ Huy Khuê đã giúp đỡy em hoàn thành bản lu n văn này.. Tác gi ảluận văn Trịnh Văn Hùng Trang 5 viDANH MỤC CÁC HÌNH VẼHình 2.1.. MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀTÀI ....

Chuyên nghành: Kỹ thu t nhi t ậ ệ

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THU T Ậ

NGƯỜI HƯỚ NG DẪ N KHOA H C Ọ

TS VŨ HUY KHUÊ

Hà N i - 2018 ộ

LỜ I CẢM ƠN

B n luả n văn này đư c th c hi n trong th i gian t ờ ừth ng 10/2016 đến th ng

03/2018, dưới s hướng d n c a ẫ ủ thầ TS Vũ Huy Khuê, giảy ng viên Vi n khoa học

và công ngh nhi t l nh ạ trường ĐHBK Hà Nội

Em xin chân th nh cà ảm ơn thầ Vũ Huy Khuê đã giúp đỡy em hoàn thành bản

lu n văn này Đ ng th i, em c ng xin g i l i cờ ũ ử ờ ảm ơn đến các th y giáo, cô giáo ầtrong trường đã quan tâm giúp đỡ em trong su t th i gian h c t p và rèn luy n t i ố ờ ọ ạtrường

Tác gi ả luận văn

Trịnh Văn Hùng

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan lu n văn này là kết qu nghiên c u c a tôi ả ứ ủ

N i dung luộ n văn có tham khảo và s d ng các tài liử ụ u, thông tin đư c đăng

tải trên các tạp chí và các trang web theo danh mục tài li u tham kh o cả ủa lu n văn

N u sai, tôi xin ch u mế ọi h nh thức k lu t theo quy đ nh

Tác gi ả luận văn

Trịnh Văn Hùng

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình 2.1 Quan h gi a công suữ ất th c nước vớ ộ cao và lưu lưi đ ng 17

Hình 2.2 Tua bin xung kích gáo 20

Hình 2.3 Tua bin xng k ch ầ2 l n 20

Hình 2.4 Tua bin xung k ch phun xiên 21

Hình 2.5 Tua bin ph n kích tâm tr c 22 ả ụ Hình 2.6 Mô men c a tua bin th y l c 25 ủ ủ Hình 3.1 M y đ viên 38

H nh 3.2 Sơ đ m t b ng kho l nh 39 ặ ằ ạ Hình 3.3 Nền móng kho l nh 41 ạ Hình 3.4 Cấ ạ ủu t o c a panel l p kho l nh 45 ắ ạ Hình 3.5 Bi u di n chu tr nh làm vi c m y lạnh trên đ th 57

H nh 3.6 Sơ đ nguyên lý h th ng l nh 72 ố ạ

H nh 4.1 Sơ đ nguyên lý h th ng thi t b 73ố ế

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN V DANH MỤC CÁC HÌNH V Ẽ VIDANH MỤC BẢNG BI U VII Ể

GIỚI VÀ VI T NAM 9 Ệ1.2.3 Những ưu đi m khi s d ng sử ụ ức nư c đớ làm l nh 12 ạ1.3 T NG QUAN V KHU DU L CH SINH THÁI LÁI THIÊU VÀ LỀ Ị ỰA CHỌN

H ỆTHỐNG LẠNH 13 1.3.1 Giới thi u v khu du l ch sinh thái Lái Thiêu 13 ề1.3.2 L a chọn h thống lạnh m y đ viên và bảo qu n thả c phẩm 13 1.4 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU VÀ NHỮNG ĐỀ XUẤT MỚI CỦA ĐỀ TÀI 15

CHƯƠNG CƠ SỞ2 L THUY T 15 Ế2.1 CƠ SỞ TÍNH TOÁN NĂNG LƯỢNG NƯỚC 15 2.1.1 Đặc đi m c a nguủ n năng lư ng th c nước 15 2.1.2 X c đ nh và đ nh gi công suất c c th c nước 16 2.2.2 X c đ nh công su t c a dòng ch y 18 ấ ủ ả2.2 TUA BIN TH Y LỦ ỰC VÀ GUỒNG NƯỚC THỦ CÔNG 19

2.2.1 Tua bin th y l c 19 ủ 2.2.2 Các thông s c a tua bin th y l c 23 ố ủ ủ 2.2.3 Phương tr nh cơ bản c a tua bin th y l c 25 ủ ủ 2.2.4 Cơ ở s lý thuy t tính toán thi t k tua bin 26 ế ế ế

2.2.5 Tính toán thiết kế và lắp đặt các tua bin 31

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN THI T K H TH NG L NH 37 Ế Ế Ệ Ố Ạ 3.1 THI T K TÍNH TOÁN H Ế Ế ỆTHỐNG LẠNH 37

3.1.1 M y làm đ viên 37

3.1.2 Kho b o qu n l nh 39 ả ả ạ 3.1.3 Tính toán cách nhi t, cách ẩm cho m y làm đ 42

3.1.4 Tính toán cách nhi t, cách ẩm cho kho đ và kho bảo qu n 44 ả 3.1.5 Tính toán ph t i h ụ ả thống l nh 47 ạ 3.1.6 Tính toán chu trình l nh, ch n máy nén vạ ọ à tuabin 56

3.2 Tính ch n thiọ ết b h thống 61

3.2.1 Ch n tua bin dọ ẫn động m y n n và tua bin ph t đi n 61

3.2.2 Tính ch n thiọ ết b bay hơi cho m y đ 63

3.2.3 Tính chọn dàn bay hơi cho kho bảo qu n 65 ả 3.2.4 Các thiết b ph ụ trong m y đ 66

3.2.5 T nh toán di n t ch trao đ i nhi t của dàn ngưng tụ 68

3.2.6 T nh và ch n các thiọ ết b ph 68 ụ 3.2.7 Sơ đ h th ng l nh 71 ố ạ CHƯƠNG 4 LẮP ĐẶT H TH NG L NH 73 Ệ Ố Ạ 4.1 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ H TH NG 73 Ệ Ố 4.1.1 Sơ đ nguyên lý 73

4.1.2 Nguyên lý hoạ ột đ ng 73

4.2 LẮP ĐẶT TH C NGHI M T I KHU DU L CH SINH THÁI LÁI THIÊU 74 Ự Ệ Ạ Ị 4.2.1 Lắp đặt các tua bin 74

4.2.2 Lắp đặt đường ng th y l c 75 ố ủ 4.2.3 Lắp đặt m y đ viên 76

4.2.4 Lắp đặt kho l nh 77 ạ

4 Ki m tra và hoàn thi n kho l nh 78 ạ4.2.5 K t qu lế ả ắp đặt 79 CHƯƠNG 5 V N HÀNH, TH NGHIẬ Ử ỆM VÀ ĐÁNH GIÁ 81 5.1 QUI TRÌNH V N HÀNH 82 Ậ5.1.1 V n hành tua bin 82 5.1.2 V n hành m y đ viên 83 5.1.3 V n hành kho l nh b o quạ ả ản đ Error! Bookmark not defined 5.1.4 V n hành kho l nh b o qu n thạ ả ả c phẩm Error! Bookmark not defined 5.2 TH NGHI M H Ử Ệ ỆTHỐNG 84 5.2.1 K t qu vế ả n hành m y đ viên 84 5.2.2 K t qu v n hành kho b o quế ả ả ản đ 85 5.2.3 K t qu v n hành kho b o qu n th c ph m ế ả ả ả ẩ Error! Bookmark not defined 5.3 TÍNH TOÁN HIỆU QUẢ KINH T 87 Ế5.3.1 Cơ sở tính toán kinh t 87 ế5.3.2 Tính toán kinh t và hi u qu ế ả đầu tư 87 5.3.2.3 Hi u qu c a d ả ủ án T3 90 5.3.2.4 Tính toán th i gian hoàn v n 91 ờ ốTÓM TẮT VÀ K T LU N 93 Ế ẬTÀI LIỆU THAM KH O 94 Ả

1

MỞ ĐẦU

Trong nh ng ữ năm qua, trên thế ớ gi i s biến động v giá c d u mề ả ầ ỏ đã à l m

cho nhi u Qu c gia ph i xem x t l i ch nh sề ố ả ạ ch năng lư ng c a mủ nh Năng lư ng

đã ảnh hưởng đến s ph t tri n b n v ng c a nhiề ữ ủ ều nước Đ gi i quy t vả ế ấn đề à n y,

m t mộ ặt người ta đề ra nhi u ch nh s ch v ề ềtiết ki m năng lư ng, b t buắ ộc phải th c

hi n các gi i pháp nâng cao hi u qu s dả ả ử ụng năng lư ng và thu h i m t phộ ần năng

lư ng s d ng, m t kh c khuy n kh ch khai th c v s d ng c c nguử ụ ặ ế à ử ụ n năng lư ng

m i, r ớ ẻ tiền như năng lư ng m t trặ ời, năng lư ng gió, đ a nhi t, năng lư ng sóng

bi n

V ti t ki m v nâng cao hi u qu s d ng năng lư ng: Tiết ki m năng

lư ng là m t chính sách quan tr ng c a nhi u qu c gia trên th gi i Hi n nay nhi u ộ ọ ủ ề ố ế ớ ề

xí nghi p và nhà máy ở nước ta đang sở ữ h u không t thi t b c hi u qu ế ó ả năng

lư ng không cao, t n th t l n Vì th nhi u s n phấ ớ ế ề ả ẩm ra đời có giá thành cao, kém

s c c nh tranh v i các s n ph m trên th giứ ạ ớ ả ẩ ế ới, ảnh hưởng nhiều đến hi u qu kinh ả

doanh và s n xu ả ất

Vi c đề xu t các gi i pháp k ấ ả ỹthu t m i và trang b thêm nh ng thi t b ớ ữ ế thu

h i nhi t năng sẽ góp ph n nâng cao hi u qu làm vi c c a các h ầ ả ủ thống, mang lại

hi u qu thiả ết th c cho các doanh nghi p

V s d ng c c ngu n năng lư ng m i, năng lư ng t i t o: Đi n h nh v à

hi u qu nh t ngu n than tr ng ả ấ ắ –thủy đi n Năng lư ng c a c c thủ c nước v d ng à

chảy công su t lấ ớn đã à đang đ v p ng m t ph n r t quan trứ ộ ầ ấ ọng đi n năng cho c c

qu c gia Nố ăng lư ng m t trặ ời đư c khai th c v s dà ử ụng dưới nhi u h nh th c t ề ứ ừđun nước n ng, chó ưng cất nước ng t, pin m t tr i, nh mọ ặ ờ à y đi n m t tr i, h th ng ặ ờ ố

l m m t s dà ử ụng năng lư ng m tr ặt ời Năng lư ng sinh kh i c ng c ngh a v gi ố ũ ó à

tr s d ng r t lử ụ ấ ớn Năng lư ng gi có ũng đư c nghiên c u s dứ ử ụng đ ph t đi n v àchạy m y l nh ạ

2

n nay, vi c nghiên c u s d ng các ngu ng t

năng lư ng m t trặ ời, năng lư ng th c nước, năng lư ng gió đ sinh l nh ph c v ạ ụ ụ

đờ ối s ng v n còn r t h n ch , các nghiên c u ch t p trung s d ng nguẫ ấ ạ ế ứ ỉ ử ụ n năng

lư ng m t tr i Th c t cho th y, các máy l nh s dặ ờ ế ấ ạ ử ụng năng lư ng m t tr i có ặ ờnăng suất, hi u qu r t thả ấ ấp, nhưng chi ph kh lớn Vi c nghiên c u s d ng các ứ ử ụngu n năng lư ng t nhiên kh c như năng lư ng của th c nước, dòng chảy và năng

lư ng gió đ ch y máy l nh vạ ạ ẫn chưa đư c các nhà nghiên c u quan tâm ứ Ưu đi m

c a các nguủ n năng lư ng như th c nước và dòng ch y là d dàng biả ến đ i tr c tiếp thành cơ năng làm quay c c máy nén lạnh và do đó có th t o ra công su t l n ạ ấ ớkhông ph i qua khâu biả ến đ i thành đi n năng Đây là một ưu đi m rất cơ bản

Đã có t c giả thành công trong vi c s dử ụng năng lư ng c a các dòng chủ ảy đchạy m y bơm bơm nước cho rẫy cà phê M y bơm đã hoạt động hi u qu , có công ảsuất và c t áp khá lộ ớn đ đ p ứng như cầu bơm nước cho các r y cà phê di n tích ẫ

l n ớ

Đây là một hướng đầy tri n v ng, có th mang l i hi u qu cao, công su t l n và ọ ạ ả ấ ớ

hi u qu kinh tả ế Hướng nghiên cứu này đặc bi t có ý ngh a ở những vùng như ở

Đà Nẵng nơi có sẵn nhiều th c nước công su t khá l n n m g n bi n r t thu n l i ấ ớ ằ ầ ấcho vi c khai thác

S c n thi ự ầ ế t của đề tài

- Năng lư ng th c nước và dòng chảy ở nước ta có tiềm năng kh lớn do đ a

h nh đ i núi g n bi n Các ngu n công su t lầ ấ ớn đã đư c khai thác làm thủy đi n, còn l i r t nhi u các ngu n công su t v a và nh ạ ấ ề ấ ừ ỏ ở c c đ a phương không đủ đ s n ả

xuất đi n nhưng đủ ớn đ l chạy các máy l nh công su t t trung bình, lạ ấ ừ ớn đến rất

l n ớ

- Một đặc đi m vô cùng quan tr ng là nhi u vùng mi n núi cọ ề ề ủa nước ta vẫn chưa có đi n nhưng có sẵn c c th c nước ho c dòng su i ch y xi t có th s d ng ặ ố ả ế ử ụchạy máy nén l nh s d ng vào nhi u mạ ử ụ ề ục đ ch kh c nhau như : làm đ , điều hòa không khí, b o qu n l nh nông s n thả ả ạ ả c phẩm vv

Những lý do cơ bản để ọ ch n đ ề tài là

- Nghiên cứu c c cơ sở lý thuy t và th c nghi m v kh ế ề ả năng sử ụng năng d

lư ng th c nước và dòng chảy đ ch y máy nén l nh ạ ạ

- Thiế ết k , ch t o h ế ạ thống l nh s dạ ử ụng năng lư ng th c nước và dòng chảy

ng nghiên c u là các th c c công su t nh không th xây d ng

c c nh m y thà ủy đi n nhưng vẫn c ó th s d ng ử ụ đ chạy c c h thống l nh công ạsuấ ừt t trung b nh, lớn đến r t l n nh m nhi u mấ ớ ằ ề ục đ ch kh c nhau như: sản xu t ấnước đ , điều h a không kh v b o qu n th c ph m à ả ả ẩ

4

CHƯƠNG 1  T NG QUAN 1.1 TNG QUAN VỀ NGUỒN NĂNG LƯỢNG NƯỚC

1.1.1 Năng lượng nước là nguồn năng lượng sạch và tái tạo

Hằng ngày con người đang khai th c và sử ụng năng lư d ng t nhi u ngu n ừ ềkhác nhau, ví d ụ như năng lư ng m t tr i trong sinh ho t và trong ngành công ặ ờ ạnghi p vũ trụ; năng lư ng t than, d u, khí thiên nhiên trong h u h t các ngành và ừ ầ ầ ếtrong sinh hoạt; năng lư ng t khí sinh v t hừ ọc biogas năng lư ng của gió và cơ năng của nước Trong đó ngu n năng lư ng nước đã đư c khai thác t r t s m và ừ ấ ớngày nay vẫn đang đóng góp một ph n quan trầ ọng trong cơ cấ năng lưu ng quốc gia

Năng lư ng khai thác t nguừ n nước ch y u là th ủ ế ế năng của c c h nước, động năng của dòng ch y m t (sông, su i), c a thu ả ặ ố ủ triều và c a các dòng hủ ải lưu.Vi c s dử ụng động năng của dòng ch y mả ặt trên sông có ngh a rất to l n và ớ

th c thi

T nh ch t t i t o c a nguấ ạ ủ n năng lư ng nước th hi n chu k ở tuần hoàn nước trong thiên nhiên Khi con ngườ ử ụi s d ng ngu n năng lư ng n y, n s không b à ó ẽ

mất đi v nh vi n như c c ngu n năng lư ng h a th ch, m s ó ạ à ẽ đư c t i t o l i trong ạ ạ

v ng tu n ho n ti p theo V ầ à ế thế khi s d ng nguử ụ n năng lư ng t i t o, ch ng ta ạ úkhông s n s b c n ki t, m ó ẽ ạ à luôn đảm b o t nh b n v ng v lâu d i trong vi c s ả ề ữ à à ử

d ng ch ng ụ ú

c c ng l ngu ng s ch v khi s d ng h

không gây ô nhi m môi trường Kh c v i c c nguớ n năng lư ng kh c khi khai th c

v s dà ử ụng thường gây ô nhi m môi trường th năng lư ng th c nước v d ng chà ảy

c óth coi là ngu n năng lư ng sạch

c s d ng s c h mang l i l ch Ngay c ngu

l n cho c c nh m y thớ à ủy đi n, vi c xây d ng c c h chứa nước lớ ó thn c l m bià ến

5

đ i sinh th i c m t v ng, l m ng p c m t khu v c r ng lả ộ ù à ả ộ ộ ớn Nhưng ch nh c c h

đó ó c th l m t th ng c nh du là ộ ắ ả ch đ p, l à nơi đ c c lo i c sinh sôi n y n à ả ở

i v i c c ngu c nh khai th c ch y m y l nh th n to n không

ảnh hưởng g n môi đế trường, môi sinh

1.1.2 Năng lượng nước trên th gi i ế ớ

Ngu n năng lư ng th c nước v c c d ng ch y trên th gi i l vô c ng l n à ả ế ớ à ù ớChúng ta bi t c r t nhiế ó ấ ều đ p thủy đi n công su t r t l n t i Nga, M v Trung ấ ấ ớ ạ ỹ àQuốc Trong hai d ng tiạ ềm năng k trên, năng lư ng ti m ẩn dướ ạề i d ng th c nước

d d ng khai thà c và ử ụng hơn cả s d

Trữ lư ng thủy năng trên thế gi i r t l n theo nghiên c u và công b c a ớ ấ ớ ứ ố ủB.Xlebinger t i h i ngh ạ ộ năng lư ng toàn th gi i l n th ế ớ ầ ứ 4 (Luân Đôn-1950), tr ữ

lư ng thủy năng trên thế ớ gi i đư c th ng kê trong b ng 1.1 ố ả

Bảng 1.1 Trữ năng (trữ năng thủy năng) trên thế giới theo B.Xlebinger

Vùng Di n tích

(10 3 km 2 )

Trữ lư ng (10 6 kW)

M t độ công su ấ t (kW/km 2 )

Như v y t b ng 1.1 cho th y, châu c ừ ả ấ Á ó trữ lư ng thủy năng lớn nh t trên th ấ ế

gi i v phân b ớ à ốthủy năng t nh cho 1 km2 c ng v o lo i l n nh t ch sau Nam M ũ à ạ ớ ấ ỉ ỹ

6

Châu Âu v à Châu Đại Dương là nơi có trữ lư ng v a b m phân b cừ à ố ũng thưa thớt hơn nhiều

Trên th gi i c r t nhi u thế ớ ó ấ ề c nước v à đ p thủy đi n c công su t c c k ó ấ

l n Ch ng hớ ạn đ p Tam Hi p t i Trung Quạ ốc là ộ m t v d Công su t nh m y thụ ấ à ủy

đi n này lên đến 2400 MW Đây là ộ m t trong nh ng nh m y thữ à ủy đi n l n nh t th ớ ấ ế

gi ới

1.1.3 Năng lương nước tại Việt Nam

1.1.3.1 T nh Sơn La

Theo đ nh gi củ ạch năng lư ng, Sơn La có th

kho ng 3400 MW công su t các nguả ấ n đi n, v i sớ ản lư ng hàng năm trên 14 t

kW.h Đây đư c coi là t nh có ti m năng th y ỉ ề ủ đi n l n nhớ ất cả nước

Nhìn trên bản đ đất nước, Sơn La có h thống sông, su i khá dố ầy đặc, với

m t độ ừ 1,2 đế t n 1,8 km/km2 Trong đó, sông Đà, đoạn chảy vào đ a ph n tỉnh Sơn

La dài 253 km g m 24 chi lưu lớn như N m Mu, N m Chi n, N m Trai, Nế m Muội, N m Pàn, Su i T c, Su i S p và nhi u su i nhố ấ ố ề ố ỏ, độ ố ớn Sông Mã (đoạ d c l n chảy trên đ a ph n tỉnh Sơn La) dài 93 km với 11 chi lưu lớn là N m Công, N m Sai, N m L , N m Thi và nhi u suề ối nhỏ trên di n t ch lưu v c rộng 2.800 km2

Hầu hết c c sông suối thuộc đ a ph n tỉnh Sơn La có độ dốc l ng sông lớn, lắm th c ghềnh Hai lưu v c sông Đà và sông Mã đã tạo cho Tây Bắc giống như những l ng m ng kh ng l , có đoạn "m ng" nằm dưới cos 100 m t (so với mặt

bi n) xung quanh là núi non, trong đó có đỉnh cao nhất nằm trên dãy Pu Đen Đin cao 1.934 mét

Với tiềm năng thu đi n như v y, trên đ a bàn tỉnh hi n đang xây d ng c c công tr nh thủy đi n lớn như Sơn La, Hu i Quảng, N m Chiến Ngoài ra, Sơn La

c n có hơn 100 v tr có th xây d ng thu đi n vừa và nhỏ, với t ng công suất trên

500 MW Riêng trong giai đoạn từ nay đến năm 2010, tỉnh Sơn La d kiến xây

d ng - đầu tư - kinh doanh (BOO) g m 36 d án thu đi n nh v i t ng công suỏ ớ ất

d ki n 374 MW ế Hi n có 8 d án v i công suđã ớ ất gần 110 MW đư c khởi công và đang tri n khai thi công; trong đó có 3 d án thu đi n nh s ỏ ẽ ph t lên lưới đi n

quốc gia trong qu IV năm nay 17 d n trong giai đoạn chuẩn b đầu tư d ki n s ế ẽhoàn thành xây d ng và ph t đi n lên lưới ốqu c gia trước tháng 12/2010

Ngoài ra, Sơn La c n đư c chọn 2 trong 3 đi m l p phương n xây d ng nhà

m y thu đi n t ch năng tại Phù Yên Đông và Phù Yên Tây trên đ a bàn huy n Phù Yên Mỗi d n có công suất khoảng 1.200 MW, t ng vốn đầu tư khoảng từ 700 đến 800 tri u USD Phương n này do T p đoàn Đi n l c Vi t Nam (EVN) phối

h p với Cơ quan h p t c quốc tế Nh t Bản (JICA) đưa ra Theo d kiến, c c nhà

m y thu đi n t ch năng sẽ đư c tri n khai th c hi n vào năm 2018 Vi c tiến hành tri n khai xây d ng c c nhà m y thu đi n không những cung cấp ngu n đi n n

đ nh cho đất nước mà c n góp phần to lớn đ Sơn La khai th c tiềm năng, th c hi n công nghi p ho , hi n đại ho , ph t tri n kinh tế - xã hội của cả vùng

K từ năm 2005, trên đ a bàn tỉnh có Thu đi n Sơn La, công suất thiết kế (CSTK) 2.400 MW, thu đi n Hu i Quảng trên sông N m Mu thuộc h thống sông

Đà (CSTK 520 MW), thu đi n N m Chiến (CSTK 215 MW) Cùng thời đi m khởi công c n có thu đi n Bản Ch t đư c xây d ng trên thư ng ngu n sông N m Mu thuộc đ a ph n huy n Than Uyên, tỉnh Lai Châu với CSTK 220 MW Những công

tr nh này khâu nối, hỗ tr cho nhau h nh thành một trung tâm thu đi n lớn của vùng Tây Bắc

8

1.1.3.2 T  nh Quả ng Nam

Trong th i gian gờ ần đây, Quảng Nam đư c xem là đ a phương có nhi u d ề

án thủy đi n v a và nh ừ ỏ đư c tri n khai hàng loạt, cho ph p người dân hy v ng vào ọ

s phát tri n nhanh, m nh và b n v ng c a công nghiạ ề ữ ủ p đi n đ a phương

cùng làm”, mộ ốt s huy n, th đã đầu tư xây d ng 13 công trình thu đi n v a và ừ

nh , t ng công suỏ ất trên 11 MW Trong đó lớn nh t là thu ấ đi n Phú Ninh (2000 kW) và Thu đi n An Điềm (5400 kW) Đến nay, ph n l n các thu ầ ớ đi n nói trên đang đư c khai thác s d ng, góp ph n gi i quy t tình tr ng thiử ụ ầ ả ế ạ ếu đi n đang di n ra gay g t trong ph m vi c ắ ạ ả nước

quy ho ch 43 d án v i công su t 457 MW Ngoài ra, UBND t nh Qu ng Nam còn ạ ớ ấ ỉ ảcho phép nghiên c u, kh o sát, lứ ả p b o c o đ b sung quy ho ch thêm 14 d án ạ

nữa

Xây d ng các công trình thu đi n trên đ a bàn t nh Qu ng Nam ch c chỉ ả ắ ắn

s mang l i hi u ích t ng h p r t l n: B sung nguẽ ạ ấ ớ n đi n cung cấp cho lưới đi n

qu c gia; giúp giố ảm lũ cho hạ lưu về mùa mưa v khả năng t ch nước và phân lũ của các h chứ ớn; điềa l u ti t cế ấp nước ph c v cho s n xu t và sinh ho t vùng h du ụ ụ ả ấ ạ ạvào mùa hè; góp phần nâng cao đời sống v t ch t và tinh thấ ần của đ ng bào các dân

t c mi n núi L i ích mang lộ ề ại từ nh ng d án này không phữ ải là nh ỏ

1.1.3.4 T  nh Đ  c L c 

Tỉnh Đăk Lăk có 2 con sông lớn là Sêrêpôk và Krông Năng, ngoài ra c n có c c nhánh sông, su i l n khác v i nh ng bố ớ ớ ữ c thang đư c t o ra bạ ởi đ a h nh đ i núi dốc Đây ch nh là tiềm năng đ Đăk Lăk có th khai thác phát tri n thủy đi n

Trong những năm qua, trên cơ sở qui hoạch đư c duy t, tỉnh Đăk Lăk từng bước huy động ngu n vốn đã và đang xây d ng nhi u công trình thề ủy đi n l n Ch ng ớ

h n, ạ ở lưu v c sông Sêrêpôk, t ng công su t các nhà máy thấ ủy đi n lên t i 734 ớ

9

MW Tại đây, đã có Nhà m y Thủy đi n Đray linh, công suất 12 MW đư c xây

d ng và v n hành t ừ năm 1989 và 4 công tr nh kh c đang đ ng loạt đư c thi công

Đó là công tr nh Thu đi n Buôn Tua Srah công su t 84 MW, Buônkuôp, công su t ấ ấ

280 MW, Sêrêpok 3, công su t 220 MW, Sêrêpok 4, công su t 74 MW ấ ấ Ở lưu v c sông Krông Hnăng có công tr nh Thủy đi n Krông Năng có công suất 64 MW cũng đang đư c tri n khai xây d ng Ch tính nhỉ ững công tr nh trên đây th t ng vốn đầu

tư cũng đã là 13.433 t đ ng Ngoài ra, theo qui ho ch thì hi n t i, ạ ạ ở Đăk Lăk có kho ng 100 khu v c có th xây d ng thả ủy đi n lo i v a và thô v i t ng công suạ ừ ớ ất khoảng 190 MW đang đư c nhi u doanh nghiề p nhà nước và tư nhân t b vỏ ốn đầu

tư xây d ng, khai thác

1.2 NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG NGUỒN NĂNG LƯỢNG NƯỚC RÊN THẾ T

GIỚI VÀ VIỆT NAM

1.2.1 Nghiên c u s d ng nguứ ử ụ ồn năng lượ ng nư ớc trên th gi i ế ớ

L ch s khai thác và s dử ử ụng năng lư ng nước đã trải qua nhi u th k T ề ế ừchế

độ công xã nguyên thu , con người đã đế ởn bên các tri n sông và ven bi n Tuy ềnhiên vi c t n dụng năng lư ng th c s của d ng nước ch di n ra khi nông nghiỉ p

bắt đầu phát tri n cùng v i viớ c h nh thành nhà nước nô l Đ dẫn nước tưới ru ng, ộngười ta đã làm m ng nước và dâng nước Lúc đầu nước đư c nâng b ng s c c a ằ ứ ủngười nô l , sau đó là do súc v t và chuy n sang c c động cơ ki u c nh t là các ấ

b nh xe nước Có th k n các khu vđế c đầu tiên trong l nh v c này là vùng châu

th sông Hoàng Hà (Trung Qu c) và sông Nile (Ai C p) ố

Trong thời phong ki n trung c ch y u xây d ng các cế ủ ế ối xay nước thô sơ

S phát tri n của thương nghi p và th công nghiủ p đầu th kế XIV-XVI đưa

cối xay nước lên nh ng ti n b thông qua công ngh s n xuữ ế ộ ả ất giấy

Trong th i gian t ờ ừ thế k XVII-XVIII do s phát tri n c a công nghi p và ủthương nghi p đã tạo nên m t cao trào xây d ng thu l i Th i k này xu t hi n rộ ờ ấ ất nhiều c c nhà m y cưa, đúc gang, đúc đ ng, luy n thép, d t len, nhà m y đóng tàu,

10

công xưởng vv… có s ph c vụ ủụ c a c c b nh xe nước

Thế k thứ XVIII, các ngành khoa h c phát tri n m nh, riêng v m t lý thuyọ ạ ề ặ ết

l nh v c th y lủ i đã có những bước ti n b r t l n v i các vi n s hàn lâm khoa h c ế ộ ấ ớ ớ ỹ ọPêtecbua như: D.becnuli, L.Ơle, M.V Lômônôxôp Nhưng phải đến n a sau th k ử ếXIX, m i xu t hi n m t cao trào xây d ng thớ ấ ộ ủy đi n m i, m t m t nh s phát ớ ộ ặ ờminh ra tu c bin ố nước, m t khác gi i quyặ ả ết đư c vấn đề truy n tề ải đi n đi xa nên tri n v ng phát tri n thọ ủy đi n lớn đư c m ra ở

Tuy v y, tuốc bin nước ch ỉ đư c hoàn thi n và phát tri n r ng rãi sau khi k ộ ỹ sư

M Franxit (1849) và Penton (1890), kỹ ỹ sư Ti p Kaplan (1913) hoàn ch nh v kỉ ề ết

c u Cùng v i phát minh v ấ ớ ề d ng đi n xoay chiều 3 pha, động cơ đi n 3 pha và máy

bi n áp, lúc này thế ủy đi n mới có đầy đủ điều ki n phát tri n

Nhìn ra th giế ới, chúng ta đã thấy s ph n vinh kinh t toàn cế ầu đã làm chuy n

động m nh m tiêu th ạ ẽ ụ năng lư ng m c k l c Tuy nhiên ph n ch y u cở ứ ụ ầ ủ ế ủa năng

lư ng hi n nay (khoảng 80%) là đư c cung c p t ngu n nhiấ ừ t đi n, ngh a là từthan, dầu kh và năng lư ng hạt nhân Nhưng mối quan tâm c a s ủ tăng trưởng toàn

c u là s ầ thiếu b n v ng c a dề ữ ủ ạng năng lư ng này, th hi n s phá v ở ỡth trường nhiên li u hóa th ch và s leo thang quá m c c a giá c ạ ứ ủ ả như hi n nay Cùng v i s ớdao động c a th trư ng hóa th ch và s cân nh c r t c n thủ ờ ạ ắ ấ ẩ n đố ới năng lưi v ng

h t nhân, là h u qu ạ ả đ ng k v ề môi trường nhà máy nhiở t đi n, đã đặt ra nhi m

v quan tr ng cụ ọ ủa ch nh s ch năng lư ng b n v ng là phát tri n m nh m vi c cung ề ữ ạ ẽ

cấp năng lư ng t i t o Công ngh ạ năng lư ng t i t o tạ n tại ở nhi u d ng Hi n nay ề ạquan tâm nhi u nh t v ề ấ ề năng lư ng t i t o lạ à đi n năng sản xu t t gió, m t trấ ừ ặ ời, đ a nhi t, vv… Nhưng ngu n năng lư ng t i t o l n nhạ ớ ất đã đư c công ngh chứng minh là thu đi n

Thủy đi n là ngu n năng lư ng t i t o, s ch và có vai trò then ch t trong phát ạ ạ ốtri n b n v ng v i nhi u lý ề ữ ớ ề do kh c nhau Chúng là năng lư ng t i t o và cung c p ạ ấnăng lư ng không làm c n ki t nguạ n, đúng như là đ nh ngh a của s b n v ng, là ề ữ

“ph t tri n mà th a mãn nhu c u dân chúng hôm nay, mà không làm t n h i kh ỏ ầ ạ ả

11

năng của th h ế tương lai, đ th o mãn nhu c u c a hả ầ ủ ọ” Thủy đi n là ngu n năng

lư ng s ch, s n xu t không gây ô nhi m không khí, làm gi m s lan t a hi u ng ạ ả ấ ả ỏ ứnhà kính, góp ph n gi m thi u s ầ ả thay đ i khí h u, gây ra các hi n tư ng c c tr thủy văn (lũ lụt, h n hán, nhiạ t độ quá cao hay quá thấp, nước bi n dâng cao, vv…) làm t n th t kinh t xã h i dân sinh ph m vi khu v c và toàn c u, do h u qu cấ ế ộ ở ạ ầ ả ủa

s t nhiên li u hóa thđố ạch Do đó, v l i ch môi trường, H i ngh ộ chuyên đề Liên

hi p qu c v ố ề “Thủy đi n và s phát tri n b n vự ể ững”, t chức ở ắ B c Kinh năm 2004

đã nhấn m nh s quan tr ng chiạ ọ ến lư c c a s phát tri n thủ ủy đi n trong xóa đói,

gi m nghèo và làm gi m khói th i hi u ng nhà kính Các h i ngh qu c t khác ả ả ả ứ ộ ố ếnhư “ ộH i ngh v ị năng lư ng t i t o t ch c ” ứ ở Born năm 2004, Hội ngh b ộtrưởng châu Phi v ề “Thủy đi n và s phát tri n b n vự ể ững” t ch c Johaunesburg ứ ởnăm 2006, đư c cam kết tăng cường phát tri n thủy đi n như một phương n năng

lư ng t i t o ch yạ ủ ếu, đ thúc đẩy s phát tri n b n v ng, h i nh p khu v c, an ninh ề ữ ộnước và lương th c và th ủ tiêu đói nghèo

i v ng, các công trình th n v i h a, có kh

c p v n hành linh ho t nhấ ạ ất, đ p ứng h u h t các nhu c u c p tầ ế ầ ấ ốc khi dao động ph ụ

tải đi n năng Nó không những h ỗ tr đắ c l c các ngu n nhi t đi n l n, nguớ n năng

lư ng hạt nhân đư c v n hành có hi u qu , mà còn là nguả n đi n t t nhố ất đ ph i ố

h p s d ng có hi u qu các nguử ụ ả n năng lư ng t i tạo kh c như năng lư ng gió và

m t tr i, mà v n là nguặ ờ ố n năng lư ng không liên t c Ngoài ra, thụ ủy đi n còn th c

hi n các d ch v h ụ ỗ tr cho h thống lưới đi n v n hành t t nh t, khi th c hi n các ố ấchức năng điều ch nh t n sỉ ầ ố, điều chỉnh đi n th , d tr ế ữ quang, vv…

Ngoài vai trò quan tr ng c a thọ ủ ủy đi n trong cân bằng năng lư ng, chúng ta không th quên vai trò c a thủ ủy đi n trong cân b ng nguằ n nước Thủy đi n nằm trong hai ph m trù cạ ủa an ninh năng lư ng và an ninh ngu n nước, mà chính s an ninh ngu n nước lại là vấn đềthế giới cũng như khu v c, rất quan tâm

12

1.2.2 Nghiên c u s d ng nguứ ử ụ ồn năng lượ ng nư ớ c tại Vi Nam ệt

H u h t c c ngu n lầ ế ớn đã à đang đư c con ngườ v i khai th c đ s n xuả ất đi n l àchủ ế y u Hi u nay người ta cũng đang nhắm t i c c ngu n c công su t trung b nh ớ ó ấ

v nh à ỏ đ l m c c nh m y thà à ủy đi n nh C n l i c c ngu n nh v r t nh l ỏ ạ ỏ à ấ ỏ à chưa khai th c Đây là nh ng ngu n ch ng ta c n v c ữ ú ầ à óth s dử ụng đ sinh l nh ph c v ạ ụ ụ

cu c sộ ống đ ng b o nh ng v ng xa xôi h o l nh à ữ ù ẻ

Đối v i Vi t Nam, nghiên c u thớ ứ ủy đi n theo phương châm “Khai th c thủ y

năng đư c coi l con đường cơ b n xây d ng nguự n năng lư ng quốc gia” thì vi c phát tri n thủy đi n trong th i gian qua, th c chờ ất đã, vừa là c u cánh cho s phát ứtri n năng lư ng, v a là thành ph n ch o t o ngu n cho phát tri n nông nghi p ừ ầ ủ đạ ạ

với đất nước g n 80% dân s là nông dân, cho phát tri n công nghi p và dân sinh ầ ố

đ ng thời cũng là ngu n đ gi m nh ả thiên tai (lũ lụt, h n hán) b o v ạ ả môi trường t nhiên và xã h ội

1.2.3 Những ưu điểm khi sử dụng sức nước để làm lạnh

So v i các nguớ n năng lư ng tái tạo kh c như năng lư ng m t trặ ời, năng

lư ng sinh khối vv… năng lư ng th c nước và dòng ch y có m t số ưu điả ộ m n i b t khi s dử ụng đ chạy máy l nh ạ

- Tr c p ttiế ạo ra cơ năng chạy máy nén nên có th t o ra công suạ ất lớn

- Có th hoạt động liên t c, không ph thu c vào thụ ụ ộ ời đi m trong ngày như năng lư ng m t tr i ặ ờ

- Năng lư ng th c nước có s n hẵ ầu như trên toàn quốc, thông thường có

những nơi mà đi n lưới quốc gia chưa đến hoặc đến khó khăn v thế ấ r t ti n l i trong vi c tạo ra các ngu n l nh nhạ ững nơi đó

13

1.3 TNG QUAN VỀ KHU DU LỊCH SINH THÁI LÁI THIÊU VÀ LỰA CHỌN HỆ THỐNG LẠNH

1.3.1 Giới thiệu về khu du lịch sinh thái Lái Thiêu

Khu du l ch sinh th i L i Thiêu Đà Nẵng n m t i thôn Phú Túc, xã Hòa Phú, ằ ạ

Khu Du L ch Sinh Thái Lái Thiêu , n m trên ằ đ a bàn huy n Hòa Vang tiế p n i ố

v i khu lớ du ch Bà Nà Hills cùng ớ các v i khu du l ch sinh thái Ngầ Đôi,m khu du

l ch Suố Hoa,i khu du l ch nước khoáng nóng Suố Đôi,… ỗi m i khu mang m t b n ộ ả

s m t phong cách, m t b n s c ắc, ộ ộ ả ắ riêng đã và đang ạ t o nên m t ộ quầ thn du l chphía tây thành ph ốphụ ụ cácc v nhu c u tham quan, ngh ầ ỉ dưỡng vui chơicho ọ m i du khách m i l a ở ọ ứ tu i khác nhau

1.3.2 Lựa chọn hệ thống lạnh máy đá viên và bảo quản thực phẩm

V i nhu c u s dớ ầ ử ụng đ viên và th c ph m ph c v cho khách tham quan du l ch ẩ ụ ụthì vi c cần ph i có mả ột h th ống lạnh đặ ạt t i khu du l ch là rất cần thiết

Một số đặc đi m của th c nước tại khu du l ch sinh thái:

- Lư ng nước hoàn toàn t nhiên

- Lưu lư ng l n, chi u cao l n nên có th s dớ ề ớ ử ụng đ chạy m y ph t đi n

Đ đ p ứng đư c nhu c u cho vài nghìn khách du l ch tr ng ngày Ta l a ch n h ầ ọ ọthống lạnh m y đ viên với năng suất 100 kg/ m , v i thẻ ớ ời gian làm đ khoảng 35 phút/ m ( tính ph n sau ) và kho l nh b o qu n thẻ ở ầ ạ ả ả c phẩm dung t ch 3 đến 4 t n ấ

1.4 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU VÀ NHỮNG ĐỀ XUẤT MỚI CỦA ĐỀ TÀI

1.4.1 Mục đích nghiên cứu

1 T ng quan v nguề n năng lư ng nước và l ch s khai thác s dử ử ụng năng

lư ng nước trên th gi i và ở Vi t Nam ế ớ

14

2 Xây d ng cơ sở lý thuy t tính toán v ế ề năng lư ng nước

3 Tính toán thi t k h ế ế thống lạnh đ s n xuả ất đ viên và bảo qu n th c phả ẩm

t khu du lich sinh thái Lái Thiêu ại

4 Lắp đặt h thống l nh t i khu du lich sinh thái Lái Thiêu ạ ạ

5 V n hành thử nghi m và đ nh gi h thống l nh t i khu du lich sinh thái Lái ạ ạThiêu

1.4.2 Đề xu t m i cấ ớ ủa đề tài

Có th s d ng nguử ụ n năng lư ng nướ ại c c th c nước đc t chạy máy l nh sạ ản

xuất đ viên, bảo qu n th c phả ẩm và điều hòa không khí ph c v ụ ụ cho đời ốs ng con ngườ ặi đ c bi t các khu du l ch sinh thái ở

Kế t luận:

- Thống kê đư c ngu n năng lư ng nước ở Vi t Nam và trên th gi i ế ớ

- Nghiên cứ ử ụu s d ng ngu n năng lư ng nước ở Vi t Nam và trên th ếgiới

- Giới thi u v khu du lề ch sinh th i L i Thiêu, nơi l a chọn thiết kế ắp đặt h lthống l nh ạ

- Nêu đư c mục đ ch nghiên cứu và những đềxuất mới củ ềa đ tài

Năng lư ủa c c th c nướ ềm ẩn dướ ạ ế năng Như v

thông s c trung quan tr ng nh t c a nguố đặ ọ ấ ủ n năng lư ng này là độ cao h và tr ữ

lư ng nước Tr ữ lư ng đó ẽ s quyết đ nh lưu lư ng ch y c a thả ủ c Do đó công suất

của c c th c nước và hoàn toàn do độ cao v à lưu lư ng quyết đ nh

Một đặc đi m n a c a c c thữ ủ c nướ à thườc l ng nằm ở c c v ng cao, nhù ững nơi rất t khi c ó đi n lưới Qu c gia Nhu c u v b o qu n l nh c ng c r t nhiố ầ ề ả ả ạ ũ ó ấ ều, đ

b o qu n rau qu v ả ả ả àth c ph m Ngo i ra m t s khu du l ch c ng c s n c c suẩ à ộ ố ũ ó ẵ ối nước c th khai th c s d ng cho c c kho tr ó ử ụ ữ đông c c th c ph m v kh ẩ à n đ nh

Ngu n năng lư ủ c nướ ũng thay đ i quanh năm do lư

nước thay đ i theo m a Mù ùa mưa nướ ấc r t nhi u, trong khi mề ùa khô lưu lư ng t

V thế khi thi t k c n tế ế ầ nh đến điều n y, l m sao h à à thống v n hoẫ ạt động t t ngay ố

c m a khô, v d ả ù ụ như xây những b ch a nh m cung cứ ằ ấp lưu lư ng đủ ớ l n cho c ả

mùa hè, tương t như c c đ p thủy đi n, nhưng mở ức độnhỏ hơn nhiều

ng th c r t d bi i th nh công, khi chuy ng qua c

gu ng c nh, m t ph n lộ ầ ớn động năng biến thành cơ năng quay gu ng c nh v dà ẫn

động m y n n l nh l m vi c M t kh c ch nh c c gu ng cạ à ặ nh đã ch a mứ ột lư ng nước r t l n m t bên so v i tr c quay, t o nên m t mô men ph tấ ớ ở ộ ớ ụ ạ ộ ụ c động lên

gu ng l m cho gu ng quay mà ạnh hơn Do đó khi ch t o gu ng c n ế ạ ầ lưu đến đặc

đi m n y M t thà ộ c nước c cao không ló độ ớn nhưng nhờ gu ng c nh đặc bi t

c ngc ũ ó th t o nên m t mô men quay r t lạ ộ ấ ớn, đủ ứ à s c l m quay c c m y n n l nh ạcôngsuất lớn, theo nguyên tắc đ n bẩy

c ó th s dử ụng đ dẫn động nhi u thi t b ề ế kh c c a h ủ thống như quạ à ạt d n l nh,

t n không th ó sinh ra cơ năng mà ầ c n bi n thế ành động năng Khi d ng nước chuy n động t cao h xu ng mừ độ ố ặt đất (m t h ho c chân th c), th ặ ặ ế năng của th c

bi n thế ành động năng của nước, động năng đó ó c th bi n thế ành cơ năng làm quay

gu ng nước đ ph t đi n hoặc dẫn động c c thiết b kh c

t c a mCông suấ ủ ột th c nước đư c x c đ nh như sau:

h.g.Gh.g.MH

 Thời gian mà lư ng nướ n độ ết th c nướ

GN - Lưu lư ng nước của th c, kg/s;

g - Gia tốc trọng trường, m/s2 ;

h - Chiều cao th c nước, m

17

D a vào công thức (2-1) ta xây d ng đ th quan h gi a công suữ ất th c nước

vớ ội đ cao và lưu lư ng của th c như h nh 2.1 sau:

0,0 100,0 200,0 300,0 400,0 500,0 600,0

Hình 2.1 Quan h gi a công suữ ất th c nư c v i độ cao v lưu lư ng

T ừ đ th quan h , ta c đó óth bi u di n trên hình 2.1 v c à óth sơ bộ đ nh gi

đư c công su t c a m t thấ ủ ộ c nước Ch ng h n m t th c cao 25m, c ạ ộ ó lưu lư ng ch y ảkho ng 700 kg/s c ả óth t o ra công su t 170 ạ ấ kW

2.1.2.2 T  c đ nư  c cu  i th c

Khi chuy n động t trên cao xu ng th ừ ố ế năng biến đ i ho n to n thà à ành động năng (bỏ qua t n th t), ta c ấ ó phương tr nh:

.Gh.g.G

Q= N = N 2 , kW (2-2) Suy ra

gh2

=

 , m/s -3) (2

Tốc độ x c đ nh theo công th c (2-3) l tứ à ốc độ l thuy t t nh theo cế ch rơi t

do trong môi trường chân không, trên th c t do c t n th t khi chuyế ó ấ n động trên

d ng nước, năng lư ng n y tià ềm ẩn dướ ạng động năng Tuy nhiên, năng lư ng i d

th c nước mu n biố ến đ i thành cơ năng trước h t c ng ph i bi n thế ũ ả ế ành động năng

đã V th v m t b n ch t v t nh ch t s d ng hai nguế ề ặ ả ấ à ấ ử ụ n năng lư ng này tương tnhau

Tuy nhiên khi s dử ụng năng lư ng d ng ch y trong m t s ả ộ ố trường h p kh ó

t n d ng mô men ph do ụ ụ lư ng nước t ch trữ trong gu ng t o nên ạ

D ng ch y c ng c cả ũ ó c đặc đi m thu n l i kh c tương t như c c th c nước

T lâu nhân dân c c vừ ùng cao đã ế ử ụ bi t s d ng sức nước đ quay c c gu ng nước đđưa nước v o ru ng Ch ng ta c th s d ng c c guà ộ ú ó ử ụ ng tương t đ dẫn động m y

n n l nh ạ

2.2.2.2 X  c đ nh công sut d ng ch y ả

Công su t c a d ng chấ ủ ảy đư c đặc trưng bở hai thông s ố cơ bả : lưu lưn ng

d ng ch y Gả DC v tà ốc độ chuy n động c ủa ó Trong đó ốc độ ảnh hưởn t ng nhiều

2.2.1.2 Phân lo i, nguyên l l m vi c, đ ý  ệ c điể m c a c c lo ủ   i tua bin th ủ y l ự c

ng d ng ch y qua tua bin bao g m : Th ng

năng Căn cứ à v o th nh phà ần năng lư ng biến đ i l m quay tua bin m à à người ta chia ra c c loại tua bin thủy l c như sau:

- Tua bin xung l c (xung k ch)

- Tua bin phản l c (phản k ch)

a Tua bin xung kích

L à loại tua bin ch s d ng phỉ ử ụ ần động năng d ng nước đ l m quay b nh xe àcông t c Loại này ch y không ạ p v d ng chảy trong môi trường kh quy n (hở), p suất ở ử c a v o v cà à ửa ra như nhau và ằ b ng p su t kh quy n Tua bin xung k ch ấ

đư c chia ra l m: à

- Tua bin xung k ch g o

- Tua bin xung k ch ki u phun xiên

- Tua bin xung k ch hai l n ầ

- Tua bin xung k ch g o: do một người M tên l ỹ à Penton đưa ra năm 1880, nên

c n g i l tua bin Penton ọ à (hình 2.2) Nguyên l hoạt động kh đơn giản, nướ ừc t thư ng lưu theo ống đư c d n v qua v i phun, ẫ ề ở đây có th điều chỉnh lưu

lư ng trước khi ph ng v o c c c nh d ng g o c a c c b nh xe công tó à ạ ủ c Nước

bắn ra đư c vỏ bao b c gom lọ ại đưa về ạ lưu h

20

Hình 2.2 Tua bin xung kích gáo

Tua bin g o s dử ụng động năng đ quay b nh xe công t c nên c n v n tầ ốc

d ng phun l n, k t c u ph i v ng ch c, s d ng cho c c thớ ế ấ ả ữ ắ ử ụ c cao, lưu lư ng nhỏ Phạm vi s d ng cử ụ ột nướ à ừc l t 200 2000m ho ặc hơn nữa Đố ới v i lo i nh th c ạ ỏ ó

th t 40 250m Trừ  ục c a tua bin c ủ óth đặt đứng ho c n m ngang C c tr m th y ặ ằ ạ ủ

đi n V nh Sơn và Đa Nhim nước ta s d ng lo i tua bin n y ử ụ ạ à

- Tua bin xung k ch hai l n: c n g i l tua bin Banki, c ph m vi cọ à ó ạ ột nướ ửc s

d ng t ụ ừ 6 đến 150m, k t cế ấu đơn giản (h nh 2.3), d chế ạo nên đư t c s ử

d ng r ng rụ ộ ãi ở c c nh m y thà ủy đi n lưu lư ng b , cột p nh , tr c nỏ ụ ằm ngang Khi hoạt động, d ng nước t c động v o c c c nh ph a trên nhà n khoảng 80% năm lư ng, sau đó p ttiế ục rơi về ph a dưới nh n ti p m t phế ộ ần

c n lại và đi ra ngoài

-Hình 2.3 Tua bin xng k ch 2 l n

Tua bin xung k ch hai lần thường s d ng cho c c nguử ụ n nước cột p không cao, lưu lư ng nh C u t o c d ng l ng s c, hi u suỏ ấ ạ ó ạ ó ất đạt 80-85% Ưu đi m c a ủ

21

tua bin lo i n y c ạ à óth chọn k ch thước c a b nh xe công t c khủ c nhau đ c óth c ó

tốc độ quay trong m t ph m vi r ng, ngo i ra c ộ ạ ộ à óth thay đ i b rề ộng đ tăng công suất

- Tua bin xung k ch xiên: ó ạc d ng gi ng tua bin g o ch khố ỉ c ở ế ấ k t c u b nh xe công t c v à hướng c a củ c tia nước v o b nh xe công t c à (hình 2.4) Tia nước b n v o b nh xe công t c c a tua bin d ng n y nghiên m t g c ắ à ủ ạ à ộ ó 

Hình 2.4 Tua bin xung k ch phun xiên

Tua bin xung k ch phun xiên c ó ưu đi m v à th o l p c c c nh vắ ào đ a d

d ng Thà c tế t s d ng, n ử ụ óchỉ th ch h p cho c c trạm thủy đi n nh ỏ

b Tua bin ph n k ch

S d ng th ử ụ ế năng và ộ m t phần động năng của d ng nướ àc l m quay b nh xe công

t c B nh xe công t c l m vià c trong môi trường ch t l ng ch y liên t c Trong tua ấ ỏ ả ụbin ph n kả ch p l c d ng nước ph a đầu v o v u ra c a tua bin kh c nhau, phà à đầ ủ a trướ ớn hơn phc l a sau Khi chuy n động qua c c r nh t o b i c c c nh, dã ạ ở ng nước

s ẽ thay đ i hướng Căn cứ ào hướ v ng chuy n động chia ra l m: tua bin ki u tâm àtrục, hướng tr c, cụ nh ch o, tua bin d ng, thu n ngh ch

- Tua bin ph n k ch tâm tr c: L m t trong nh ng d ng tua bin ph n k ch à ộ ữ ạ ả đư c

s d ng nhi u nh t (hình 2.5) ử ụ ề ấ

Trong tua bin tâm trục, nước đi vào qua theo hướng tâm đi qua c c c nh của

b nh xe công t c, sau đótho t ra qua hướng tr c c a b nh xe công tụ ủ c Đây là loại

22

s d ng ph bi n nh t Tua bin n y do kử ụ ế ấ à ỹ sư người Ph p Franxis ho n chà ỉnh năm

1849, c n gọi là tua bin Franxis

Hình 2.5 Tua bin ph n kích tâm tr c

Ở nước ta, nhi u nh m y do Liên xô giề à úp đỡ ử ụ s d ng lo i tua bin nạ ày như thủy

đi n Tr an, sông Đà à ủy đi v th n H a B nh

- Tua bin ph n k ch hư ng tr c

ng tr c l tua bin m ng d ng ch y trong ph m vi b nh xe

công t c theo hướng tr c quay c a tua bin ụ ủ

Tua bin phả ch hướng đư c chia ra là c loại:

+ Tua bin c nh qu t ạ+ Tua bin c nh quay (Kaplan)

- Tua bin c nh qu t c c nh c ạ ó ố đ nh v i b u, lo i tua bin n y c ớ ầ ạ à ó đường đặc

t nh d c, nên khi l m viố à c l ch với ch ế độ thiết kế à l hi u suất giảm rất nhanh

- Tua bin c nh quay l à loại m c nh c à ó th quay đư c Nh ờ quay đư c nên

th ch ứng đư c với c c ch l ch vế độ ới thi t kế ế, v v y vẫn đảm b o hi u suả ất cao

- Tua bin c nh ch o

i n

Loạ ày ra đời ch m hơn c c lo i trên N k t hạ ó ế p đư c ưu đi m c a hai ủ

loại tua bin hướng tr c v tâm tr c N ụ à ụ ó thuộc lo i tua bin cạ nh quay Nhưng nhờ ó c

c nh ch o nên c ó th l p nhi u c nh nên c ắ ề ó th l m vià c ở ột nước cao hơn mà ckhông b kh xâm th c C c tr c c a tuan bin nghiêng v i tr c tua bin m t g c 30, ụ ủ ớ ụ ộ ó

23

45 v à60o Nh c ờ ó cơ cấu quay c nh nên hi u su t cấ ủa nó cao hơn tua bin tâm trục ở

h u hầ ết chế độ Tua bin n y thà ch h p với th c độ cao 30 150  m

- Tua bin d ng

c ch l d ng tua bin c nh quay tr c ngang, lo i n y th ch h p v

nơi th c nước thấp nhưng lưu lư ng l n N c 2 lo i: ớ ó ó ạ

Tua bin n a th ng (Capxun)

ng + Tua bin th

- Tua bin thu n nghịch

i tua bin n y c kh m vi 2 ch c v tua bin ph

đi n N g m hai m y l m vi c 2 ch m y ph t v ó à ở ế độ à động cơ

2.2.2 Các thông số của tua bin thủy lực

M i mỗ ột tua bin nư c đư c đớ ặc trưng bởi c c thông số ỹ thu k t sau:

Cột p c a tua bin l ủ à năng lư ng c a mủ ột đơn v khối lư ng nước trao đ i

với tua bin khi chuy n động qua

g

P P Z Z H

.2

)

2 1

−+

24

g

.2

2 2

- Lưu lư ng trọng lư ng G, N/s

Giữa c c lưu lư ng trên c m i quan h sau: ó ố

- Công suất làm vi c của tua bin là công suất trên trục của n khi l m vió à c

- T n th t cấ ột p c a d ng ch y, g i l t n th t th y lủ ả ọ à ấ ủ c, đư c đ nh gi b ng ằ

hi u suất cột p tl

25

- T n th t ma s t c a c c b phấ ủ ộ n cơ kh c a tua bin, g i l t n thủ ọ à ất cơ kh ,

đư c đ nh gi b ng hi u suằ ất cơ khc 

- T n th t do r r ấ ỉ chấ ỏt l ng l m già ảm lưu lư ng g i l t n thọ à ất lưu lư ng,

đư c đ nh gi b ng hi u suằ ất lưu lư ng Q 

2.2.3 Phương trình cơ bản của tua bin thủy lực

Cột p H c a tua bin th y l c l ủ ủ à năng lư ng đơn v c a d ng chủ ảy trao đ i

v i m y th y l c, ch nh l công c a mớ ủ à ủ ột đơn v trọng lư ng ch t lấ ỏng trao đ i với

m y

t th y l a mCông suấ ủ c củ y đư c x c đ nh theo công th c sau: ứ

Nlt = .Q1.H1 = .g.Q1.H1 (2-11) Trong đó:

26

 - Khối lư ng riêng của nước, = 1000 kg/ m 3;

g G– ia tốc trọng trường, g = 9,81 m/s2;

Q1 – Lưu lư ng l thuyết chưa t nh t n th t, mấ3/s;

H1 C– ột p c a mủ y ứng với trường h p không c t n th t, b nh xe công t c c s ó ấ ó ố

g

n)

.cos.Rc.cos.R(c

H 1 1 1 2 2 2 1

c c

2.2.4 Cơ sở lý thuyết tính toán thiết kế tua bin

m c a tua bin gáo, h u h t các công trình công su t nh

đều ch n tua bin gáọ o đ ph t đi n

2.2.4.1 C  u t o các b ph n chính c a tua bin gáo  ậ ủ

d ng nước thành hai ph n khi chầ ảy vào theo hướng m t phặ ng b nh xe công t c Đ

tr nh c nh g o trướ ảnh hưởng đến d ng nước c xung kích và cánh gáo sau

c Vỏ máy

M t m t ngoài cặ ộ ủa b nh xe công t c đư c b c b i l p v máy, tác d ng cọ ở ớ ỏ ụ ủa

nó là đ ngăn ngừa d ng nước trên bánh xe công tác bắn ra xung quanh và đỡ mi ng vòi phun

28

2.2.4.2 Phương trnh cơ bả n c a tua bin gáo ủ

vào tam giác t c a vào và c a ra c a tua bin cho c ly t v trí

t dòng ch y khi qua gáo không b t n th ng thì:

2.2.4.3 Các thông s  cơ bả n củ a tua bin gáo

• Lưu lư ng tua bin gáo

gH 2 4

d Q

2 o

vo =  - V n t c dòng tia ố

• Lưu lư ng quy dẫn đư c tính

29

2

1 o 2

1

o 2

1

' t

D

d 48 , 3 D

d 4

g

2 H

• Đối với tua bin có Zo vòi phun thì

2

1

o o

' t

D

d Z 48 , 3

D g 2

60 H

D n

=u 0,44 0,48 Trong đó   

• Công suất quy d n ẫ

2

1

o o

' 1

' t

D

d Z 34 Q

81 , 9

1

o o

' 1

' 1 s

D

d Z Ku 576 D

d Z 48 , 3 5

, 84 65 , 3 Q n 65

' 1

D

d Z 4 , 3

' 1

D

d Z 3 , 28

30

1

o o s

D

d Z ) 252 231 (

2.2.4.4 Xc đ nh các thông s  cơ bả n c a tua bin gáo ủ

Khi thi thi t k tua bin gáo c n biế ế ầ ết trước các cột nước Hmin, Hmax, Htt

và công suất đ nh m c và s ứ ố lư ng t máy c a tr m Nhi m v ủ ạ ụ là x c đ nh : ki u tua bin, đường k nh D1, đường kính dòng tia do, s lư ng vòi phun, s vòng quay ố ố

1 Lưu lư ng l n nh t chảấ y qua tua bin v i công su t và cớ ấ ột nước tính toán

đư c x c đ nh theo công th c : ứ



=

H

N 102 Q

tt

t

- u su t tua bin gáo, =0,86 0,90, ph

và ki u tua bin

2. Đường kính dòng tia đư c x c đ nh theo công thức :

tt o

max tt

o

max '

o

H Z

Q 3 , 17 gH

2 Z

Q 4

' tt

1 = -34) (2

4 Đường k nh mũi phun

' 1 1 ott 0 , 545 D Q

Đường kính vòi phun do đư c tính: do = (1,1 1,2)d ott

5 K ch thư c cơ b n c a cánh gáo ủ

31

B = ( 2 , 8  4 ) do

L = ( 0 , 7  0 , 9 ) B

B ) 3 , 0 25 , 0 (

mm 5 d 2 , 1

o

d ) 2 , 1 9 , 0 (

D và cho bở ảng dưới đây:

B ng 2.1 Quan h giả ữa số cánh Z và D1/do

2.2.5 Tính toán thiết kế và lắp đt các tua bin

2.2.5.1 Tính toán các thông s tua bin ch y máy l    nh

Các thông s ố đ u vào c a tua bin ch y máy l nh:ủ

- Loại tua bin : Tua bin gáo

- Cột áp Htt = 75m

- Công suất tua bin : N=7,5 kW