Luận văn thạc sĩ Xây dựng công trình thủy: Nghiên cứu các giải pháp cấu tạo tháp điều áp để phù hợp với điều kiện địa hình đồi núi dốc cho trạm thủy điện có đường dẫn nước áp lực dài

LỜI CẢM ƠN

Trong khuôn khổ của luận văn: “Nghién cứu các giải pháp cấu tạo tháp điều ápđể phù hợp với điều kiện địa hình đôi núi dốc cho trạm thủy điện có đường dẫnnước áp lực dài”, tác giả của luận văn hy vọng đóng góp một phần nhỏ bé cho lĩnh

vực nghiên cứu, thiết kế và xây dựng các công trình thủy điện đang phát triển ở

nước ta.

Tác giả xin chân thành cảm ơn các thầy giáo trong bộ môn Thủy điện và Nănglượng tái tạo, Khoa công trình, Khoa sau đại học - Trường Đại học Thủy lợi và đặcbiệt tác giả xin được bày tỏ lòng cảm ơn tới thầy giáo - PGS.TS Phan Kỳ Nam, đãtận tình hướng dẫn và vạch ra những định hướng khoa học để tác giả hoàn thành tốt

quá trình làm luận văn này.

Cuối cùng tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến gia đình, bạn bè, đồngnghiệp đã động viên và tạo mọi điều kiện thuận lợi để tác giả hoàn thành quá trình

học tập và viết luận văn.

Hà Nội, ngày thang 11 năm 2012

Tac gia

Đỗ Ngọc Anh

CAM DOAN

“Tác giả xin cam đoan: Luận văn "Nghiên cứu các giải pháp cấu tạo thấp điềuáp dé phủ hep với điều kiện dja hình đồi múi đắc cho tram thấy điện có đườngdẫn nước áp lực" là luận văn nghiên cứu riêng của tác giả Những số liệu trong.

luận văn này là số liệu trung thực Luận văn này được hoàn thành bằng sự nỗ lực

tìm hiểu, nghiên cứu của tác giả và sự giúp đỡ tận tinh của PGS.TS Phan Kỳ Nam

cùng các bạn bẻ, đồng nghiệp

Học viên

Đỗ Ngọc Ánh

MỤC LỤC

MO DAU res ve ve « ve « 1CHUONG I: TONG QUAN VE KHẢ NĂNG KHAI THAC VA SỬ DỰNG CAC

DANG NANG G VIET NAM coi S

1.1 KHẢ NANG CỨNG CAP NANG LUONG Ở VIỆT NAM _1.1.1 Khả năng khai thác than 5 51.12, Dau khí 61.13, Năng lượng sóng và triều, 71.14, Nang lượng giố 81.1.5, Nang lượng bite xạ mặt tời 5¬ 101.1.6 Năng lượng sinh khối - woe1.17 Thủy nang u1.2 ANH GIÁ TIEM NANG THUY ĐIỆN Ở VIETNAM "

12.1 Trữ năng lý thuyết "

1.22, Trữ năng kỹ thuật so so l212.3 Trữ năng kính tế (hay gọi là kinh t8 - Kỹ thuật -5sscso.e 121.3 QUY HOẠCH PHÁT TRIEN ĐIỆN 555555 „2014 MỘT SỐ NHÀ MAY THỦY ĐIỆNCÓ SU DỤNG THAP ĐIỀU ÁP 22CHƯƠNG 2: PHAN TÍCH UU NHƯỢC DIEM VA DE XUẤT CÁC GIẢIPHAP VE HÌNH THUC CAU TẠO THÁP ĐIỀU ÁP „242.1 TAC DỰNG, ĐIỀU KIEN UNG DUNG VÀ CÁC LOẠI THÁP DIEU ÁP.24

2.1.1 Tác dụng 24

2.1.2 Điều kiện va vị tí đặt thấp so _—.2.1.3 Nguyên lý lâm việc của tháp điều áp 22 seseeeeeesoeoeooo2B

2.1.4 Các kiểu tháp điều áp " m —

22 PHAN TÍCH UU NHƯỢC DIEM ĐÈ XUẤT GIẢI PHÁP CÁU TẠO HOPLÝ CHO MỘT SO CÔNG TRÌNH CỤ THẺ 32

2.2.1 Ưu nhược điểm của các kiểu tháp điều dp ~ees.32

áp kiểu vi sai cải tiến (dang trụ có tiết diện.mẫu vành Khăn) 34CHUONG 3: AP DUNG LY THUYET DE TINH TOAN THAP DIEU AP KIEUVIEN TRỤ CÓ HONG CAN VA KIỂU VI SAI CẢI TIEN CHO CÔNG TRINH2.2.2 Đề xuất giải pháp cầu tạo tháp di

THỦY ĐIỆN HUỘI QUẢNG 5 snd

3.1 TONG QUAN CONG TRINH THUY ĐIỆN HUỘI QUANG 353.1.1 Vị tí công trình 353.1.2 Nhiệm vụ công trinh, 35

3.1.3 Cấp công trình và tiêu chuẩn thiết kể ¬ — `3⁄2 GIẢI PHÁP VÀ QUY MÔ CÔNG TRÌNH 363.2.1 Sơ đỗ khai thác thủy năng 363.2.2 Các thông và chỉ tiêu chính của công tình 373.23 Đặc điểm địa hình khu vực công trình 44

3.3 TINH TOÁN LỰA CHỌN CÂU TẠO THAP DIEU AP CHO CÔNG TRINH

THUY ĐIỆN HUỘI QUẢNG on3.3.1, Phương trình vi phân cơ bản của tháp điểu áp sec 453.3.2 Tính toán thuỷ lực tháp điều áp bằng giải tích AB3.3.3 Tính toán thuỷ lực - tháp viên trụ có họng cản (TDA thượng lưu số l) 5Š3.3.4 Tính toán thuỷ lực - tháp điều áp kiểu vi sai cải tiến : 64KET LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ 68

DANH MỤC CÁC BANG BIEU

Bang 1.1 Tiềm năng khai thác dầu khí

Bảng 1.2: Dự bảo khả năng khai thác dầu mỏ (2000 — 2020) sdBang 1.3: Dự báo khả năng khai thác khí đốt (2000-2020) 4Bing 1.4 Tiém năng lý thuyết của các sông lớn "5 `.Bang 1.5 Tiềm năng KTKT các lưu vực sông chính 14Bảng 1.7 Danh mục các công trình thuỷ điện có các chỉ tiêu KT-MT đáp ứng yêucầu 7

Bảng 1.8 Tiềm năng KTKT các lưu vực sông chính (2008) 9Bảng 1.9 Danh mục các nhà máy điện đưa vào vận hành giai đoạn 2005-2025 21Bang 1.10 Tổng hợp một số công trình TD đã xây dựng có sử dụng tháp điều áp 22.Bảng 3.1 Các thông số và chỉ tiêu chính của công trình thủy TD Huội Quảng 37Bảng 3.2 Tinh toán các kích thước đường kính họng cản (di) ứng với đường kính

tháp D=18m, đ;=7.50 (đường kính hà 58

Bảng 3.3 Tinh toán các kích thước đường kính họng cản (d,) ứng với đường kínhtháp D=20m, d;=7.3m (đường kính hầm dẫn) cccccscccccecce 60Bing 3.4 Tinh toán các kích thước đường kính họng cin (d,) ứng với đường kínhtháp D=20m, đ;=7.5m (đường kính hằm dẫn) -ccsccccc.c.Ø2Bang 3.5 Tổng hợp thông số kỹ thuật tháp điều áp kiểu viên trụ có hỏng cản 64.Bang 3.6 Tổng hợp thông số kỹ thuật tháp điều áp kiểu vi sai cải tiến 66

DANH MỤC CÁC HÌNH VỊ

Hình 2-1 Đường do áp khi say ra nước va 25Hình 2-2 Biểu thị sự quan hệ giữa Ts, z„ và Baus 2Hình 2-3 Van xã không tai „26Hình 2-4, Sơ đồ đặt tháp điều áp 25 <<esseesesseeacecee 27Hình 2-5 Sơ đồ dao động mực nước trong tháp điều áp sone 28Hình 2-6a, Tháp điều áp kiểu viên trụ 29Hình 2-6b Tháp điều áp kiểu viên trụ có màng cản 29Hình 2-6c Tháp điều áp kiểu hai ngăn (có ngăn trên va ngăn dud 30Hình 2-64, Tháp điều áp kiéu có mắng tràn seo 30Hình 2-6e Tháp điều áp kiểu vi sai (còn gọi là kiểu có lõi trong) 30.Hình 2-6g Tháp điều áp kiểu khí nén —Hình 2-7 Các kiểu đặt tháp và cắp nước TDA 31Hình 2-8, Tháp điều áp kiểu vi sai cải tiến 34

Hình 3-1, Sơ đồ tuyển nang lượng, mat bằng công trình 36

Hình 3-2 Sự ảnh hưởng của sức cản Š„ đến Z„„ à áp lực nước H, trong đường,

dẫn 54

Hinh Đường quan hệ diện tích họng cản với chiều cao Zpax trong tháp.

điều áp (ứng với đường kính tháp D=18m, d:=7.5m) 59Hình 3-4 Đường quan hệ điện tích hong cản với chiều cao Z„ trong thápđiều áp (ứng với đường kính tháp D=19m, d;=7.5m) „61Hình 3-5 Đường quan hệ diện tích họng cản với chiều cao Z„ trong thápđiều áp (ứng với đường kính tháp D=20m, d;=7.5m) 6â

khủng hoảng năng lượng đã

khiến cho cả nhân loại lo lắng về sự thiếu hụt các nguồn nhiên liệu Đó là nguyên

nhân dẫn đến các cuộc chạy đua giữa các quốc gia trong lĩnh vực nghiên cứu, ứng.

dụng những nguồn năng lượng tai tạo Mặc dù nhận thức rõ được tam quan trọng.

của vin đề này, nhưng từ 46 tới nay, dường như vẫn chưa đạt được hiệu quả như

mong muốn trên phạm vỉ toàn cầu Theo dự bảo, nhủ cầu tiêu thụ ning lượng trong

vòng 50 năm tối so với năm 1995 sẽ tăng 50% (néu tăng trường kinh tế thấp) hoặc

tăng 250% (nêu tăng trưởng kinh tế cao).

Trong khi đó, nguồn năng lượng truyén thông (hoá thạch, thuỷ năng ) vin

là nguồn năng lượng chủ yêu hiện tai, và có thể sử dụng trong khoảng 4 - 5

thập kỷ nữa ei án và trở nên đất dd Cúc nhà kinh tẾ năng lượngđây đang cạntrên thể giới đã cảnh báo: Hành tỉnh của chúng ta có thể tiếp tục lâm vào khủng

hoàng năng lượng có tinh tàn phá thời điểm 2050 - 2060, néu chủng ta không tiết

kiệm và sử dụng hiệu qua các nguồn năng lượng truyn thống hiện có, và nếu không

phát triển sử dụng các dạng năng lượng sạch tái tạo.

Mặt khác trong những năm gin đây việc biến đổi khí hậu, ding cao mực

nước biển, tinh trạng bùng nỗ dân số và phát triển kinh tế làm cho vẫn đề năng.

lượng ngây cảng trở nên cấp bách Hiện nay ở nước ta hệ thống thủy điện vừa và

nhỏ rất phát tri, ty công suất của những trạm thủy điện này không lớn và chiếmtý lệ nhỏ trong hg thống nhưng lại có ÿ nghĩa hết sức quan trọng để phát triển nănglượng ở những vùng sâu, ving xa, những ving kém phát triển hơn Haw hết cáccông trình thủy điện này đều có đường dẫn nước áp lực dài chiếm một tỷ trọng.

không nhỏ trong tổng số cúc tram thủy điện Do vậy việc nghiên cứu tìm giải phápcông trình hợp lý để nâng cao hiệu qia khai thác nguồn năng lượng ở các trạm thủy,điện đường dẫn áp lực đài có sử dung thấp điều áp sao cho hợp lý và kinh tế nhất là

cần thiết, Tuy nhiên việc nghiên cứu có xây dựng tháp điều áp hay không phải căn

cứ vào hiệu quả kinh tế và im ra giải php khoa học kỹ thuật để có cơ sở một cáchhiệu quả nhất nhằm mục đích khai thác hợp lý nguồn tiềm năng to lớn về năng.lượng thủy điện để phát triển kinh tế xã hội, đảm bảo chính trị an ninh Quốc phòng.là nhiệm vụ cấp thiết cần phải thực hiện

“Tiềm năng thuỷ điện vừa và nhỏ ở nước ta là khá lớn, có thé khai thác và đáp.

ứng được nhủ cầu phụ tải của những vũng xa điện lưới quốc gia và phù hop với khảnăng tài chính của các doanh nghiệp Khai thác thủy điện vừa và nhỏ với mục dich

Khai thác thuỷ điện tại chỗ, phục vụ yêu cổđiện khí hoá nông thôn tại những khuvực xa lưới điện quốc gia hoặc chỉ phi đầu tw cho lưới điện quốc gia quá cao so với

đầu ur cho thuỷ điện.

% diện tích lãnh thí

lại là các vùng sâu, vùng xa và hải đảo Thể nhưng việc phủ kín lưới điện đến các

Hiện tại ở nước ta, điện lưới đã phú khoảng 8 20% cô

nơi này ước tính cần phải mắt khoảng 10 năm nữa và với chỉ phí ắt tốn kếm, kém

theo tôn thắt điện năng đáng kế trong truyỄn tải điện

“rong khi đó, tốc độ tăng trưởng kinh tế cao đã kéo theo như cầu sử dụng điện

trong nước tăng nhanh Theo số liệu của Ban soạn thảo quy hoạch phát triển diện

lực giai đoạn 2006-2015, thì nhu cầu phát triển phụ tải giai đoạn 2006-2010 sẽ vào.khoảng 11.1% năm và như cầu điện sin xuất là 169% năm Trong các năm 2001-

2015, tốc độ tăng trưởng phụ tải sẽ vào khoảng 11% năm và còn khoảng 9% năm.trong giai đoạn đến 2020

‘Theo cân đối nhu cầu năng lượng cho thấy, từ sau nim 2001 (nếu không có

đột biến lớn về khả năng khai thic) thi khả năng cung cắp năng lượng tử các nguồn

nguyên liệu truy thống trong nước sẽ không thé đáp ng được như cầu Dự tínhđến năm 2015 sẽ thiểu hụt nhiên liệu tương ứng 9 tỷ kWh điện Tương tự năm2020 sẽ thiểu hụt khoảng 35-64 ty kWh Dai hạn hơn đến năm 2030 khả năng thiểu

hụt sẽ tang lên từ 59 đến 192 tỷ kWh, Thậm chí những năm sau đó khả năng thiếu

hụt còn trim trong hơn Dé tránh nguy cơ thiếu hụt năng lượng, một ch

trển năng lượng di han, trong dé khai thác hiệu quả các nguồn nguyên liệu sẵn có,

kết hợp cùng yếu tổ môi trường bÈn vững đang trở nên rit cấp thiết

(Cae công trình thủy điện có đường dẫn nước áp lục đi, để giảm áp lực nước,

và người ta bổ trí thấp điều áp cuối đường him có áp và đầu đường ống dẫn nướcáp lực Ở vị tí này thường địa hình đổi núi dốc và phức tạp, nếu dùng tháp điều ápkiểu viên trụ hay một phần viên trụ có đường kính khá lớn Trong thực tế đã xây có

một số trạm thủy điện có đường kính lớn hàng chục mét, có khối lượng dao dip lớn

vi hiệu quả chưa tốt Mặt khác thấp điều áp là một trong những hạng mục quan

trọng của trạm thủy diện có đường din áp lực đài Việc nghiên cứu các giải pháp

cần tlcấu tạo phủ hợp với điều kiện kinh tẾ kỹ thuật của từng công trình là

Do di tic giả muốn di sâu nghiên cứu giải pháp cầu tạo hợp ý về thấp điều dp để nâng

ất cần thiết

cao hiệu quả sử dụng tháp điều áp là có ý nghĩa thực tiễn và khoa học.

2 MYC DICH VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.

2.1 Cách tiếp cận

“Thu thập nghiên cứu tài liệu các công trình thủy điện kiểu đường dẫn đã, dang

và sẽ xây dụng ở Việt Nam

‘Thu thập nghiên cứu hồ sơ Thiết kế các công trình thủy điện kiểu đường dẫn

đã, đang và sẽ xây dựng ở Việt Nam.

Nghiên cứu các tải liệu, quy phạm hướng dẫn thiết kế tháp điều áp của trạm

thủy điện và các t liệu liên quan khác2.2 Phương pháp nghiên cứu

Thu thập tả liệu, sử dụng các phương pháp tính toán Thủy lực, so sinh đốichứng với một số công trình thuỷ điện có đường dẫn áp lực dải đã thiết kế và xây dựng.

thức cấu tạo, kíchTừ các giải pháp kỹ thuật về công trình: lựa chọn bi

thước tháp điều ấp tìm ra giải pháp có tính khả th về kinh tẾ kỹ thuật nhất

3.1 Phạm vĩ nghiên cứu.

C6 nhiều kiểu dạng tháp điều dp tuy nhiên với tùng công trinh và điều kiệnthi công, điều kiện kính tế cin thiết phải tỉnh toán tìm ra một cấu tạo phù hợp nhất

cho từng công trình cụ thé.

Trong phạm vi luận văn tác gi đi tim giải pháp cấu tạo hợp lý nhất của thápđiều áp so sánh kiểu viên trụ có mảng cân với kiểu vĩ sai cải tiến tong điều kiện

địa hình đổi núi đốc cho một công trình thực té,

3⁄2 Nội dung của luận vẫn.

Mo ĐẦU

1 Ý nghĩa thực tiễn và khoa học của đề tài

2 Mục dich vi Phương pháp nghiên cứu

3 Phạm vi nghiên cứu và nội dung của luận văn

CHUONG 1: TONG QUAN VE KHẢ NANG KHAI THẮC VÀ SỬ DỤNG CÁCDẠNG NẴNG LƯỢNG Ở VIỆT NAM

1.1 Khả năng cung cấp năng lượng ở Việt Nam,1.2 Đánh giá tiềm năng thủy điện ở Việt Nam1.3 Quy hoạch phát triển điện

1.4 Một số nhà máy thủy điện có sử dụng thấp điều áp

CHUONG I: PHAN TÍCH UU NHƯỢC DIEM VA ĐÈ XUẤT CÁC GIẢI PHÁPvé HÌNH THỨC CAU TẠO THÁP DIEU AP

2.1 Tác dụng, điều kiện ứng dụng và các loại tháp điều áp,

2.2 Phân tch ưu nhược điểm đề xuất giải pháp cầu tạo hợp lý cho một số công trình ey thể

'CHƯƠNG II: AP DỤNG LÝ THUYẾT bE TÍNH TOÁN THÁP DIEU ÁP KIEUVIÊN TRỤ CÓ HỌNG CAN VA KIEU VI SAI CẢI TIEN CHO CÔNG TRÌNH.THỦY ĐIỆN HUỘI QUANG (LAI CHAU - SƠN LA)

31 Tổng quang công trình thủy điện Huội Quảng3.2 Giải pháp và quy mô công trình,

3.3 Tính toán lựa chon,

CHƯƠNG I: TONG QUAN VE KHẢ NANG KHAI THÁC VASỬ DỤNG CAC DANG NANG Ở VIỆT NAM

1 KHẢ G CUNG CAP NANG LƯỢNG Ở VIỆT NAM.

1.1.1 Khả năng khai thác than

Tổng trữ lượng than đã tìm kiếm thăm dò còn lại đến 1/1/2002 theo Tổng sođồ phát tiễn ngành than giai đoạn 2001-2010 cổ xét tới 2020 là 3.880 triệu tắn

Trong dé phần tt lượng do Tổng công ty than Việt Nam quản ý l 3.414 trigu tắn,của cúc ngành, địa phương là 394.5 triệu tắn Trong tổng trữ lượng, than anthracitelà 3.238 triệu tắn chiếm 85%, Côn lạ là các loại than nâu, than mỡ và than bùn.

Trữ lượng than tập trung chủ yếu tại Quảng Ninh, Đông Bắc Việt Nam Tổng 3

vùng mỏ ở đây có trữ lượng chiếm 83% trữ lượng than toin quốc Sản lượng than

khai thác bàng năm ở đây chiếm 90% sản lượng than khai thác toàn ngành than"Ngoài m6 than Quảng Ninh còn nhiều mò than khai thúc rải rắc nhiều th:ai Phong, Bắc Giang, Thái Nguyên, Sơn La với sản lượng khai thác đại từ 1 -

1.3 triệu tắn năm,

"Ngoài ra da phát hign ting Neogen ving tring Hà Nội có 14 via than nâu Các

via than tập trung chủ yêu ở dai Khoái Châu - Tiền Hải Diện tích toàn vùng

22.000km trong đồ đái Khoái Châu - Tiễn Hai 11.00km® Các kết quả khảo sắt,

tìm kiếthăm đồ sơ bộ cho thấy tiêm năng than nâu ở vùng này rất lớn, trừ lượng

dự báo gần 37 tý tấn Tuy nhí

sâu 500m với tữ lượng dự báo khoảng 35 tỷ tin Riêng khu vực Khodi Châu én độdling quan tâm hơn cả là phần tải nguyễn

-Đình Minh trừ lượng thâm dò tới mức âm (2) 450m là 166 triệu tin, Hiện tại ngànhthan đang nghiên cứu đánh giá khả năng khai thie va sử dụng than khu vực này.

© Việt Nam, việc khai thác than bùn làm chất đốt sinh hoạt và phân bón ở

phạm vi quy mô nhỏ, khai thác thủ công, sim lượng khai thác từ 70-80.000 tấn /

năm Việc khai thác than bùn ở quy mô lớn thường sặp vẫn đề 6 nhiễm môi trưởng.

Dự báo trữ lượng than bùn của Việt Nam có khoảng 7.100 triệu m’, trong đó đồngbằng Nam Bộ là lớn nhất (6.000 triệu m).

Đầu khí

Theo đánh giá gần đây nhất tính đến năm 2002 tổng trữ lượng đầu khí có

thể thu hồi ở nước ta vào khoảng 3,7 tỷ m’ dầu qui đồi (m’ OE), tập trung chủ yếu

ở thêm lục dja, Trong đồ rữ lượng đã phát hiện có th thu hồi khoảng 1,251 tỷ m”với tỷ lệ khí đốt chiếm hơn 50% Tổng hợp trữ lượng dầu khí như trong bảng sau:

Bang 1.1 Tiềm năng khai thác dầu khí

TT Danh mục “Tổng (hiệu m` qui dầu)I Tông trữ lượng va tiém năng dầu khí 3.750

T Trữ lượng đã pháthiện cổ thể thuh 1251

Tiềm năng chưa phít hiện trong đó 2.499

2 = Giathiée 1.535- Debio 964II Sản lượng đã khai thác 1414

TH Trĩ lượng còn li có thể khai thác 11096

‘Cie mỏ dầu và khí được phát hiện phân bố không đều Các mỏ dẫu tập trung

chủ ở bê Cửu Long (Thém lục địa phía Đông Nam) Các mỏ khi tự nhiên được

phát hiện phân tán ở các bể Nam Côn Sơn, Malay-Thé Chu và Sông Hồng.

So với các nước trong khu vục Dông Nam A, tiểm ning dẫu khí của Việt

Nam được đánh giá ở mức trung bình, thấp hơn Indénéxia và Malaysia nhưng caohơn các nước còn lại

Theo chiến lược phát triển đầu khí, sản lượng khai thie trung bình dẫu thôtrong nước khoảng 16-18 triệu tắn/ năm vả sản lượng dau thô khai thác từ nước.

ngoài khoảng 2-3 triệu tắnnăm trong giai đoạn hiện nay và giữđịnh mức này,trong giai đoạn tới 2020, trong đó mức khai thác trong nước sẽ giảm di ở giai đoạn.sau năm 2020 và tăng dần mức khai thác từ nước ngoài

Dy báo khả năng khai thác đầu thô giai doạn từ nay đến năm 2020 như sau:

Bang 1.2: Dự báo khả năng khai thúc đầu mỏ (2000 ~ 2020)

Năm 2000 | 2005 | 2010 | 2015 | 2020

PA co sở (10° tấn) 165 | 172 | 206 | 161 | 107

“Trong đó nội đị chiếm 165 17 | 176 | 123 | 47

PA cáo (10%) 165 | 178 | 216 | 218 18Trong đồ nội địa chiếm 165 1701) 176 | 155 102

Dự bo khả ning khai thác khí đốt giá đoạn từ nay đến 2020

Băng 1.3: Dự báo khã năng khai thắc khí dt (2000-2020)

Năm 2000 | 2005 | 2010 | 2015 | 2030

PA cơ sở (tỷ m) 1.6 67 12 13 14PA cao (tỷ m’) 16 67 14 7 181.1.3 Năng lượng sóng và triều

Do đặc điểm phức tap ;hế tạo các thiết bị tạo và biển đôi năng lượng biển

thành các nguồn năng lượng khắc nói chung và điện năng nổi riêng nền việc sử

dụng nguồn năng lượng tá tạo trên biển vào thực tế ở Việt Nam vẫn côn đang ở giai

đoạn nghiên cửu đánh gid tiềm năng Năm 2000, Cục Hàng hải đã đặt mua bộ mayphát điện bằng năng lượng sóng (Model TGW-3A-vave activated generator) với giá

2.917USD của Nhật Bản và lip đặt thiết bị này để chạy đèn tín hiệu báo lưỗng ra

vào cảng tại phao số "0° tại cảng Cia Lò Cho đến nay, thiết bị này đang hoại động

tốt, đạt hiệu quả rat cao trong các điều kiện thời tiết nguy hiểm Nguyên nhân chính.gây hạn chế việc sử dụng các nguồn năng sống biển so với các nguồn năng lượngtái tạo khác như năng lượng mặt trời, năng lượng gió là việc chế tạo các thiết bịphức tạp hơn, do vậy gi thành các may phát điện cao hơn nhiều lẫn (giá bộ máy

phát điện bằng năng lượng sóng nêu trên cao hơn Š lần so với giá giản pin mặt trời

trang bị cho các phao iu), Tuy nha, tử thực tỄ sử dung cho thiy trong các điều

kiện thời tit gio mùa đông b „ cổ sương mi các giản pin mặt trời thường im việckém hiệu qu Trong khi đó, các động cơ phát điện bằng năng lượng sóng lại có thé

làm việc suốt ngày đêm trong mọi điều kiện vẺ thời tiết,

Một trong các kết quả nghiên cứu khoa học về sử dụng năng lượng sống ởnước ta là đ tài nghiên cứu cấp Bộ

"nguồn chiếu sing phao tin hiệu hoạt động ngoài khơi biển Việt Nam” Để ti được(shiên cứu sử dụng năng lượng sóng biển làm.

thực hiện trong năm 2000, 2001 do Bộ Giao Thông Vận Tải là cơ quan chủ quản vàViện Khoa Học Công Nghệ Giao Thông Vận Tải li cơ quan chủ trì với sự hợp táccủa Khoa môi trường, Đại học quốc gia Hà Nội và cục Hàng Hải Việt Nam Kết quả

của để tai là đã chứng minh được khả năng sử dụng năng lượng sóng để tạo ra

nguồn điện thấp sáng đèn trên phao tín hiệu và chế tạo thử nghiệm được một mô.

"hình hệ thống thiết bị phát điện bằng năng lượng sóng biễn.

1.1.4 Năng lượng gió

Nằm trong khu vực cận nhiệt đới gió mùa với bờ biển dai, Việt Nam có một

thuận lợi cơ bản để phát triển năng lượng gid So sánh tốc độ gió trung bình trong

vũng biển Đông Việt Nam và các vùng biển lan cận cho thấy gió tại biển Đông khámạnh và thay đổi nhiễu theo mùa.

“Trong chương trình đánh giá vé năng lượng cho Châu A, Ngân hàng Thế

giới đã có một khảo sát chỉ tiết về năng lượng gió khu vực Đông Nam A, trong đó Việt

Nam cỏ iềm năng giỏ lớn nhất với tổng tiềm năng điện giỏ của Việt Nam ước đạt513.360 MW tức là bằng hơn 200 lần công suất của thủy điện Sơn La, và hơn 10 lần

tổng công suất dự báo cia ngành điện vào năm 2020 Tắt nhiên, để chuyển tử tểm

năng lý thuyt hành ăng có thể Kha thác, đến tiềm năng kỹ thật, và cuối cũng,

thành tiềm năng kinh tế à cả một câu chuyện dài; nhưng điều đó không ngăn cản việc

chúng ta xem xét một cách thấu đáo tiêm năng to lớn về năng lượng gid ở Việt Nam.

Ở Việt Nam, các khu vục có thể phát triển năng lượng gió Không trải đều

tiên toàn bộ lãnh thổ Với ảnh hưởng của gió mùa thi cli cũng Khác nhau,

Nếu ở phía bắc đèo Hai Vân thi mùa gió mạnh chủ yếu tring với mùa gió đông bắc,trong đó các khu vực giàu tiêm năng nhất là Quảng Ninh Quảng Bình, và Quảng

Trị, Ở phần phía Nam déo Hai Vacác vùng tiểm năng nhất

„ mùa gió mạnh trùng với mủa gió Tây Nam, và

thuộc cao nguyên Tây Nguyên, các tỉnh ven biển đồngbằng sông Cửu Long, và đặc biệt là khu vực ven biển của hai tinh Bình Thuận, Ninh

Thuận Theo nghiên cứu của NHTG, trên lãnh thé Việt Nam, hai vùi

năng nhất để phát triển năng lượng gió là Sơn Hải (Ninh Thuận) và vùng đôi cát ở.độ cao 60-100m phía tây Him Tiền đến Mũi Né (Bình Thuận) Gió ving này không

những có vận tốc trung bình lớn, mà còn có một thuận lợi khác, đó là số lượng các.cơn bão khu vu và gi6 có xu thể ôn định Đây là những điều kiện rt thuận lợi để

phát triển năng lượng gió Trong những tháng có gió mùa, ty lệ gié nam và đông

nam lên đến 98% với vận tốc trung bình 6-7m/s, tức là vận tốc có thể xây dựng các

trạm diện gió công suất 3 - 3,5 MW Thực tế là người dân khu vực Ninh Thuận

cũng đã tự chế tạo một số máy phát điện gió cở nhỏ nhằm mục đích thấp sáng Ở cảhai khu vực này dân cư thưa thớt, thời tiết khô nóng, khắc nghiệt, v là những vũng

dân tộc đặc biệt khô khăn của Việt Nam.

Mặc đủ có nhiều thuận lợi như đã nêu trên, nhưng ching ta cần phải lơ ý

một số điểm đặc thi của năng lượng giỏ để có thé phát triển nó một cách có hiệu

quả nhất Nhược điểm lớn nhất của năng lượng gió là sự phụ thuộc vào điều kiệnthời tiết và chế độ gió Vi vậy khi tht kế, cần nghiên cứu hết sức ch tết về chế độ(có ảnh hưởng không tốt đếnmấy phil) Căng vĩ những lý do có tính phụ thuộc vào điều kiện môi trường nhưgi, địa hình cũng như loại gió không có các dòng r

trên, năng lượng gió tuy ngày cảng phổ biến và quan trọng nhưng không thé là

nguồn năng lượng chủ lực Tuy nhiên, khả năng kết hợp giữa điện gió và thủy điệntích năng lại mở ra cơ hội cho Việt Nam, một mặt da dang hóa được nguồn năng

lượng trong đó kết hợp những nguồn năng truyền thống với những nguồn lượng tái

tạo sạch với chỉ phí hợp lý; mặt khác khai thác được thể mạnh, đồng thời hạn chế

của mỗi nguồn năng lượng, và tận dụng các nguồn năng lượng này trong mỗi quan

hệ bd sung lẫn nhau Một điểm cần lưu ý nữa là khả năng các trạm điện gió sẽ gây 6

nhiễm ting én trong khi vận hành, cũng như cổ thé phá vỡ cảnh quan tr nhiên và

có thể ảnh hưởng đến ín hiệu của các sóng vô tuyén néu các yêu tổ về kỹ thật không

được quan tâm đúng mức Do vậy, khi xây dựng các khu điện gió cần tính toán khoảngcách hợp lý đến các khu dân cư, khu du lịch để không gây những tác động tiêu eye.

115.tăng lượng bức xạ mặt trời

"rong khi Việt Nam đang tiêu tốn hàng ty kWh điện năng hing năm choviệc đun nấu, thi chúng ta lại mới chỉ khai thác được 25% nguồn năng lượng tai tạo

rong 6 có năng lượng mặt trời) Là một nước có tiềm năng lớn về nguồn năng

lượng tái tạo, ning lượng bức xạ mặt rời trùng bình dạt 4 đến SkWVh/m mỗi ngày,Việt Nam có nhiễu lợi thể phát tiễn hệ thống sử dụng năng lượng mặt trời Trongđó, hiệu qui nhất là sử dụng năng lượng mặt tời vào dun nước nóng Tuy vay, Việt

Nam mới chỉ khai thác được 25% nguôn năng lượng tái tạo (trong đó có năng lượng.

mặt trời) và còn lại 75% vẫn chưa được khai thác Với sự tăng trưởng kinh tẾ mạnh.

mẽ của Việt Nam trong hơn thập kỷ qua đã khiến cho nhu cẩu về điện năng tăng.

thêm khoảng 15% mỗi năm Tuy nhiên nguồn điện năng đang chủ yếu dựa vào

nhiệt điện và thay điện Tình trạng thiếu điện của Việt Nam khá trim trọng, đặc biệtlà vào mùa khô do sự phụ thuộc quả lớn vào thủy điện

khí hậu nhiệt đới như

"rong điều kí ệt Nam, nguồn năng lượng mặtrời sử dụng hầu như quanh năm Tiềm năng điện mặt tời tốt nhất ở các vùng Thừa“Thiên-Huế trở vào nam Vùng Tây Bắc gồm các tỉnh Lai Chau, Sơn La, Lào Cai.

và vùng Bắc Trung Bộ gồm các tỉnh Thanh Hóa, Nghệ An, Hà

lượng mặt trời khá lớn Mật độ năng lượng mặt rời biển đổi trong khoảng 300 đến

inh có năng

500 callemÈ/ngày Số giờ nắng trung bình cả năm trong khoảng 1.800 đến 2.100gi Nhu vậy, các tỉnh thành ở miễn bắc nước ta đều có th sử dụng hiệu qui Tuyhiên, do có sự bức xạ mặt ồi nhiễu hơn mia đông nên mùa hè sử dụng thết bị

dun nước nóng bằng năng lượng mặt trời đạt hiệu quả cao hơn

141.6, Ning lượng sinh khối

Tiềm năng sinh khối trong phát triển năng lượng tái tạo ở Việt Nam cũng khálớn, Lợi thé to lớn của sinh khối so với các nguồn tải tao khác như năng lượng giỏ

và mặt ti là có thể dự trữ và sử dụng khi đồng, đồng thời luôn ôn định, tinh hìnhcắp điện không bị th thường Nguồn sinh khối chủ yêu ở Việt Nam là tấu, bã mía,

sin, ngô, quả có đầu, gỗ, phân động vit, rác sinh học đô thi vi phụ phẩm nông

nghiệp Theo nghiên cứu của Bộ Công Nghiệp, tiềm năng sinh khố

là 200 - 250 MW, trong khi vỏ chấu có tiém năng tối đa là 100 MW Hiện cả nước.

mía, bã mia

có khoảng 43 nhà máy mía du

nhiện điện bằng bã mía với tổng công xuất lip đặt I30MW.

1.17 Thủy năng

Nước ta có tiểm năng thuỷ điện dồi dio va phân bổ trên hầu khắc các vũng

„ trong đó 33 nhà máy sử dụng hệ thống phát

lãnh thé, Với trên 2.200 sông sudi lớn nhỏ có chiều dài LOkm trở lên, tổng tiềm

năng lý thuyết nguồn thuỷ điện nước ta vào khoảng 300 tỷ kWhy nấm,

‘Tiém năng kinh tẾ - kỹ thuật thuỷ điện của nước ta là trên 17.600MW, điện

năng 75 ty kWh, Nếu kế cả thuỷ điện nhỏ và vừa có tổng R8 tỷ kWh v

lắp đặt khoảng 20.500MW chưa ké tiểm năng trên 10.000MW thuỷ điện tích năng.

Tính đến năm 2005 tổng công suit các nhà máy thuỷ di

công st

đã được xây dựngở nước ta là 4.115 MW (22,8% tổng tiém năng kinh tế - kỹ thuật) tương ứng sảnlượng điện trung bình hàng năm khoảng 1 tỷ kWh

‘V8 thuỷ điện tich năng gần đây tổ chức JICA đang phối hợp với chuyên gia

Việt Nam nghiên cứu đề án Tổng sơ đồ phát triển các nhà máy thuỷ điện tích năng

ở Việt Nam Theo những nghiên cứu ban dầu, trên toàn quốc cổ trên chục vi

địa hình phù hợp với việc xây dựng nhà máy thuỷ điện tích năng với công suất từ

-400-1.000 MW ở cả 3 miễn, tuy nhiên tip rung nhiều ở miễn Bắc Tổng tiềm năng

thuỷ điện tích năng sơ bộ ude tinh khoảng trên 10.000 MW Dự kién sau năm 2010

có thể triển khai một vải công trình nhà máy thuỷ điện tích năng và đến 2020 có

thể xây đựng khoảng 1,000-1.500 MW.

13 DANH GIÁ TIEM NANG THUY ĐIỆN Ở VIỆT NAM

Theo quy ước, trong quy hoạch thuỷ điện, phải xác định nguồn trữ năng lý

thuyết, trữ năng kỹ thuật và nhất là trữ năng Kinh tế.

1.2.1 Trữ năng lý thuyết

Trữ năng lý thuyết là nguồn năng lượng tiém tàng của dòng nước chảy tirthượng nguồn đến cửa sông được đánh gia trung bình cho hàng năm Ta gọi năng

lượng đó là E, (đơn vị KWhinim) và cổ thể thay đổi theo mức độ chính xác củ tải

liệu oo bản, chủ yếu là thuỷ văn, địa hình và một phần do mức độ chỉ tiết củaphương pháp tinh toán Tài liệu cơ bản được sử dụng trong nghiên cứu trữ năng lý:

thuyết là bản đồ tỷ lệ 1/50.000; tà liệu thuỷ văn sử dụng bản đồ đẳng trì mô phòng

số dòng chảy kết hợp với các tài liệu thực đo; mức độ tính toán: Toàn bộ các dòng.chỉnh và đồng nhánh có chiều đài sông (subi) từ 10km trở lên

1.2.2 Trữ năng kỹ thuật

Trữ năng kỹ thuật là nguồn năng lượng mã trình độ kỹ thuật hiện nay cho

phép khai thác được tại các vị trí lựa chọn Kinh nghiệm một số nước cho thấy trữ

năng kỹ thuật khoảng bằng 40 - 50% của trữ năng lý thuyết1.2.3 Trữ năng kinh tẾ (hay gọi là kinh tẾ - Kỹ thuật)

Trữ năng KTKT là nguồn năng lượng thuỷ điện hợp lý có thể khai thác một

cách chắc chắn và kinh tế trong giai đoạn hiện tại Qua nghiên cứu một số nước cho

thấy trữ năng kin tế thường bằng khoảng 60 70% của nguồn trừ năng kỹ thuật

Tính toán thuỷ năng cho các công trình dua theo các nguyên tic cơ bản su đầyCông thức nh toán cơ bản

N=9,8IxQxHxn(W)Trong đó

N: Công suất trạm thủy điện (TTD) kW:

Q: lưu lượng đồng chảy qua tua bin, m’/s1H: Chiều cao cột nước tính toán (m).

mới chỉ sử dụng khoảng trên 6% tiềm năng này.

1 Các nghiên cứu đánh giá tidm năng thuỷ điện trước đâp

4 Dinh giá của trung tâm nghiên cứu và thiết kế thuỷ điện (TTNC và TKTD - Bộđiện và than).

[Nam 1980, Trung tâm này đã nghiên cửu tỉnh toắn cho 2.171 sông subi đã xúc định

được trữ năng lý thuyết va kinh tế của các lưu vực ghi trong bảng 1.4 va bảng 1.5Bảng 1.4 Tiềm năng lý thuyẾt của các sông lớn

ST ÌTamsông khuygc | PHAR IH Công suk Điện ning |

vực (km?) 10kW 10W268239 1ø7ng | 30a

i 1614 THA 67600

2 26.800 8100 | 70.98283 37.059 90990 | “196880

4 40834 22106 | 23.8147

5 26134 mo | 2828326 [NghĩaBình,PhúKhánh — 33736 3340 | 72543407 |TâyNguyên 29569 40185 | 3528877

8 | Song Đồng Nai 34473 33964 | 291834

Ngun + Trung tâm nghiên cứu và thiết RE thuỷ điện 1980TTNC và TKTP, thông qua việc nghiên cứu 80 công trình thuỷ điện đã và

đang dự kiến xây dụng, xác định được khoảng 14.000MW (Bang 1.5), điện lượng

khoảng 68,917 tí KWh Ngoài đánh giá trên, Trung tâm còn xác định thêm tiềm.

năng kinh tế của 67 công trinh thuỷ điện loại vừa, hing năm cho điện lượng 11,579tỉ KWh; và 108 công trình thuỷ điện nhỏ, điện lượng khoảng 2 tỉ KWh; tổng trữ

năng thuỷ điện vita và nhỏ khoảng 14,411 tỉ KWh, Như vậy, nếu kể cả thuỷ điện

‘vita và nhỏ thi tổng trữ năng kinh tế nước ta có thé lên tới 80,466 tỉ KWh,

Bảng 1.5 Tiềm năng KTKT các lưu vực sông chính

——— Dig ch lưu Công sup | Dia ningvygetkm?) may (MW) nim (10° KWh)i 22600 1068 4052

15000 iv 757

26800 ails 3175Sông Mã - Chu 17000 330 1256

‘Song Vũ Gia-Thu BonSông Trà Khúc

13974 242 1239

18200 469 2636

26568 2160 1033517936 13904 68917

- Tiềm năng kỹ thuật 80 tỉ KWnăm (Bảng 1.6) Trong đồ miễn Bắc có 51 t

KWh, miễn Trung có 18,5 tỉ KWh, miền Nam có 10,6 tỉ KWh Tổng số các vị tí

hả máy thuỷ điện (theo quy hoạch thuỷ điện có công suất kip máy N>I0MW/mam)

là 154 nhà máy Trong đó

~ Loại cổ công suất lắp đặt > 500MW là nhà máy

áp đặt 200 -500MAW có 13 nhà máy

~ Loại cổ công suit lắp đặt 50 - 200MW có 56 nhà mấy

~ Loại cổ công suit kip đặt 10- SOMW có $1 nhà máy

= Loai có công suất

- Tiềm năng thuỷ điện nhỏ khoảng 1.600 ~ 2.000MWC tính vsuất lắp đặt N<10MW/nhà máy), với khoảng 500 nhà may.

các trạm có công

“Trong các đánh giá nêu trên khẳng định trong 15:20 năm tới “Trữ năng có thể khai

thác phục vụ hệ thống năng lượng sẽchỉ có thé là 4.000MW và 69 ỉ KWnant"

Bảng 1.6 Tiềm năng kinh tế kỹ thuật của các sông lớn

(Tinh cho các công rình có công suất lắp dar> 10M)

Số Ndh Mdb Mid | Nim | Etb Eth.

TM TTD ‘Ten sông Mw % Mw % | 10kwh %

154 |Toàn quốc 6293 100 17438| 100 | 79.657 100

% MiinBic 42069-67211 663 | 6688 | 50.132 6291 | 29 /Séng Bi 2880 | 458 | 7821 | 449 | 33813 [4352] 31 Sing Thao | 246 459 | 741 | 400] 3.68 | 39

+ lai Sow LO + Gm) sọ ge | sme | 904 | 7328 92

4 | 4 Sông Kỳ Cùng 37 706 TH | 064 | 408 OS

" ast | ose | 27 oat

6) 7 HE MIE EY ays chọi | aon |4 | 399 08

7 | 8 He théng sing Ca} 228 638 | 365 | 2736 344

§ | 6 (Quảng Bình| 61.7 L0 | 203 | ll | 740 10

Quảng Trị

9 | 3 SôngHương 224 036 | 68 | 030 | 340 04310 | 12 | Séng Thu Bi 229 | 4.75 | 874 | 501 | 4152 | 5,661Í | 5 Song TaKhéc | 107 l7 | 217 |124| Liga 1442 ÌSông Hà Giao i4i 224 | 288 | 1.64 | 1470 1856 — Sông Sẽ San 485 Ì 77 | 1420 | 8.14 | 7370 9276 (Song SéRépok | 205 326 | 623 | 357 | 3269 46 — ÏSống Ba I1 i977 | 2 |9 | Lads TRI

Miễn Nam( Sông >

Bone Nap 626 10.0 1.793 | 103 | 9.182 | 116

Win Fin hoch Bi dn vã Cũng t Ph i OE Điện T-I991

10.00MW, điện lượng 2 tỉ KWh Như vậy có * Tổng cộng có 29 công trình lớn và

va có tổng công suit 11.583MW, điện lượng S1,8 tỉ KWh” đấp ứng được c

tiêu về kính tế và môi trường

Căn cứ vào các chỉ tiêu về môi trường thì chỉ có 23 công trình chắc chắn có

i 10.595MW, điện lượng 46 tỉthể xây dựng từ nay đến năm 2020 sẽ có công s

KWh chưa ké thuỷ điện nhỏ.

MIT đáp ứng yêu cầu

Bảng 1.7 Danh mục cá công trình thuỷ điện có các chỉ

or Ímenwrp Sing CôMEMẤt|EMgbnh my ChiHÊu - Chiđudidôn, Đồnhà

aw | (GWh) ngập KW/ha KW/người | USD/KW

“Các công trình dang vận hành 2.804 1218

1 [Hoà Bình Da 1920 3.200 290 56 306

3 Thc BA Chay 108 480 579 562 ce

3 Da Nhim Đồng Nai 160 1000 1654 Tian Đồng Nai 400 1700 190

5 | Thie Mo Be 150 600

6 | Vinh Son Côn 66 230

'Các công trình dang xây dựng 1.562

10 |DaMi La Ngà 12 16

1L | Dai Ninh ‘Dang Nai 300Ce công trình đang nghiên cứu 6.39512 [SonLa(cao) — Đà 3.600

14 [CinBon15 JĐồngN

22 | Bie Mé(195)

33 |Ding mais

24 | Ban Mai

Sẽ SanSẽ SanSẽ SanSẽ Sanâm

29 [An Khê Ba H6 a, 795 265 1955

30 | Rao Quán Quảng Trị 80 267 0,93

Thuj điện obs 1000 | 2000

‘Tong cộng 1061 | 46202

Sa BE RAN TTT

2 Đánh giá tiềm năng thuỷ điện (2005)

"rong bảng 1.8 thống ké cúc công tình thuỷ điện lớn (công suit lớn hơn 30MW)trên 10 lưu vực sông chính nước ta Thống kê này được tham khảo từ các nghiênén Quốc gia do SWECO

STATKRAFT và NORPLAN lập trên các lưu vực chính, cùng với cập nhật các tàicứu đến cudi năm 2004 của các dự án quy hoạch thuỷ.

liệu quy hoạch các lưu vực sông do các Công ty Tư vấn xây dựng điện và 2 lập

Bang 1.8 Tiềm năng KTKT các lưu vực sông chính (2005)

‘Cong suất | Điện năng

Sông Hương

Sông Sẽ San 8Song Ba 6

ông Sêrêpok = Sông

10 |Sông Đồng Nai 1Ô 2189

Ích so | 17669 | 75116 | 100

Thuy điện vừa và nhỏ 2900 | 13500 | l8Ting cộng 20869 | 88616

Có thể thấy tim năng thuỷ điện của các NMTĐ cỡ vữa và lớn trên các lưu

vực sông chính của Việt Nam chiếm 86% tiềm năng kinh tế kỹ thuật có thể khai

thắc trên toàn lãnh thd, trong dé có 9990MWV và 38,8 TWh tập trung ở miễn Bắc

v4 về điện năng); 4.940MW và 21,8 TWh tip(Chiếm tỷ lệ 56% về công suất va 5

trung ở min Trung (Chim tỷ l 27% và 30%) côn lại 2.870MW và 11.6TW phân

bồ trong khu vực mitn Nam (Chiếm tỷ ệ 163 công suất và điện năng)

Một phần không nhỏ của tiềm năng thuỷ điện Việt Nam cần phải tính đếncác công tình thuỷ điện cỡ vừa và nhỏ (công suất nhỏ hon 30MW) Theo cácđánh giá quy hoạch quy mô công suất và điện năng của các công trình thuỷ điệnnhỏ trong toàn quốc được đảnh giá trong khoảng 2.900MW và I3tÿ KWh Tuynhiên có nhiều công tình ở vị tí rt khó khai th, kim khá xã trung tâm tiêu thụđiện, nên sẽ không phát triển ngay trong giai đoạn trước mắt mã chỉ cổ thé xâydựng đồng bộ với việc phát triển kinh tế xã hội khu vực tại chỗ.

1.3 QUY HOẠCH PHÁT TRIÊN ĐIỆN

Theo kết quả quy hoạch thuỷ điện vừa và lớn đã được thủ tướng chính phủvà bộ công ngiệp phê duyệt đến năm 2005, Tàiquy hoạch 9 hệ théng sôngchính do hang SWeco-Stalkraft lập năm 2005; Tải liệu quy hoạch thu điện nhỏ

toàn quốc được bộ Công nghiệp ph duyệt năm 2005; ải liệu quy hoạch thu điện

tích năng do JICA lập được bộ Công nghiệp phê duyệt năm 2005 thi tim năng lýthuyết thuỷ điện Việt Nam được xác định khoảng 300 tỷ KW, tém năng kỹ thuật

được xác định khoảng 123 tỷ KWh, tié

10~80 KWh tương đương với công sắt lip máy Nim = 18,000 ~ 20,000 MWnăng kinhxÿ thuật xác định khoảng

Theo quyết định phê duyệt quy hoạch phát triển điện lực quốc gia giai đoạn2006 - 2015 có xét đến 2025 thi mục tiêu vé dự báo phụ ti là đáp ứng như cầuphát triển kinh tế - xã hội của cả nước với mức tăng GDP khoảng 8,5% - 99%/nămgiả đoạn 2006 - 2010 và cao hơn, dự bảo như cầu điện nước ta tăng ở mức 17%

năm (phương án cơ sở), 20% năm (phương án cao) trong giai đoạn 2006 - 2015,

trong đó xác định phương án cao là phương án điều hành, chuẩn bị phương án 22.

năm cho trường hợp tăng trưởng đột biến, VỀ phát triển nguồn điện: Phát triển

nguồn điện phải đáp ứng nhu cầu phụ tải nêu trên Đảm bảo thực hiện tiến độ xâydưng các nhà máy thay điện có các lợi ích tổng hợp như: chống lũ, cắp nước, sảnxuất điện; phát triển hợp lý có hiệu qua các nguồn nhiệt điện khí; đẩy mạnh xây

dựng nhiệt điện than; phát triển thủy điện nhỏ, năng lượng mới vả tái tạo cho các

vũng sâu, vũng xa, miễn núi, biên giới, bài đảo; chủ động tro đổi điện ning cổ

hiệu quả với các nước ong khu we; đảm bảo an nin năng lượng quốc gia và

phát triển bén vững Hoàn thành giai đoạn chuẩn bị đầu tư Dự án nhà máy điện hạt

nhân, trình Thủ tướng Chính phủ phê duyệt.

“Theo đó danh mye các nhà máy điện vào vận hành giai đoạn 2006 ~ 2015và dự kiến giai đoạn 2016 ~ 2025 như sau:

Bảng 1.9 Danh mục các nhà máy điện đưa vào vận hành giai đoạn 2005-2025‘Nim các công trình

TẾ ao van ann Côngsuấtđặt CW) | Thuỷđiện (MW)

T năm 2006 861 4012 năm 2007 2096 7463 năm 2008 32m 155I4 năm 2009 3493 1.239

3 năm 2010 4.960 2049

6 năm 2011 5401 19017 năm 2012 6554 27548 năm 2013 7.309 17599 năm 2014 7.1 154210 năm 2015 1722 1022TT năm 2016 93IT 176712 năm 2017 10025 6351ã năm 2018 10150 0

4 năm 2019 10.982 3.082

15 năm 2020 11250 130016 năm 2021 1100 15007 năm 2022 12650 145018 năm 2023 13.850 S5019 năm 2024 15.450 60020 năm 2025 16.150 900

Nguẫn "i hah pa i it quố gi gi đạn 3008-3015 cũ xã fễn tiễn vọng nấm 308%

14 MỘT SỐ NHÀ MAY THỦY ĐIỆNCÓ SỬ DỤNG THÁP DIEU AP

Công trình dẫn nước của trạm thuỷ điện có thể là công trình không áp (kênh

dẫn, đường him không áp) hoặc loại số áp (đường him có áp, đường ông áp lực).

Trần công trình lấy nước (cửa lẫy nước) 06 áp được bỗ trí ở cao trình sâu hơn MNC

khi mực nước thay đổi nhiều Sử dung loại công trình nay cho phép tăng độ sâucông tác của hỗ chứa và do dé tăng được dung tích hiệu dụng của hỗ Những công.trình sử dung tuyến dẫn nước có áp thường bé trí tháp điều áp để giảm áp lực nước.va do dé chỉ phí cho tuyến năng lượng khá tốn kém Chính vi vậy cần phải có giải

hon thấp điều áp thích hợp cho tuyển năng lượng để giảm

pháp công trình hợp lý

thiểu chỉ phí đầu tư cho công trình cũng như làm tang hiệu quả kinh tế cho dự án.

Băng 1.10 Tổng hợp một số công trình TD đã xây dựng có sử dụng tháp điều áp

T0 | TP Rio Quin oe 5.330 4 | Quing Tri

TT [TD Song Bungd | 156 2450, T5 — | Quang Nam12 | Za Hưng 30 12658 9 — |QwàngNam13 |TD Sông Côn sã 4553 § — | Quang NamT4 [TD Sông Tran] 190 15154 25— [Quảng Nam15 [TD Dasiat 155 ZiT %5 | Lim Ding16 |TBIALY 70 3708 7 [Gina17 [TD An Khế T60 3075 93 [Smiai

Nhận x

Qua kết qua tổng hợp một số công trình thủy điện đã xây dựng ở Việt Nam

có sử dụng thấp điều áp đều dùng tháp kiểu viên trụ có họng cần và nhận thay rằng

các loại này thường có đường kính khá lớn (từ 8 25m) mà những vị trí đặt tháp

thường là ở cudi đường him dẫn nước có áp và đầu đường ống áp lực, ở vị trí này.thường có địa hình đồi núi dốc nên có khối lượng đảo đắp lớn, gây khó khn trong

quá tình thi công do đó đẫn đến giá thành cũng tăng lên nên không hiệu quả kinhtế, Vi vây nghiên cứu các giải pháp cấu tạo thấp điều áp để phủ hợp với điều kiệnđịa hình đồi núi dốc tro tram thủy điện có đường dẫn nước áp lực di rất cin

CHƯƠNG 2: PHAN TÍCH UU NHƯỢC DIEM VÀ DE XUAT

CÁC GIẢI PHAP VE HÌNH THỨC CẤU TẠO THAP DIEU AP

2.1 TAC DUNG, DIU KIỆN UNG DUNG VÀ CÁC LOẠI THÁP DIEU ÁP.

3.11 Tae dung.

Trong nhà máy thủy điện thi đường ông dẫn nước vio tra bin ngoài phải

chịu áp lực nước thông thường, còn phải chịu thêm áp lực nước và khi đồng mở tua

bin Nếu tạo ra một mặt thoáng ở một vị trí nào dé trên đường ống, thì ở đó áp lực.nước và được giải phỏng và từ vị tri này trở lên thượng lưu đường ống sẽ không

chịu áp le nước va nữa Mat khác nước va lâm gia ting áp lực trong đường ống

dẫn nước và các bộ phận dẫn nước, gây cân trở trong quá trình điều chỉnh công suất,

tăng thêm sự chênh lệch mồ men trong quá trình điều Do đó trong thiết kế phải tính

toán các trường hợp và trị số nước va, cập các giải pháp giảm bớt áp lựcing

nước va, từ đó giảm chiều dầy thành ống din và giảm thấp sự mắt cân bằng tạm

thời của ổ máy,

Mot số biện pháp giảm áp lực nước va

1 Tăng tết diện đường ng din

Tang tết diện ông din sẽ giảm được vận tốc đồng chảy trong ống V từ đồ

sẽ giảm được áp lực nước va, đồng thời giảm được tổn thất cột nước Nhưng như

vây sẽ ting chi phi đầu tư vào đường Ống, do đó cần phải tính toán kinh tế để chọn

ra đường kinh hợp ý:

2 Giảm chiều đài dường ống

Giảm chiều dai đường ống dẫn sẽ giảm được thời gian một pha nước va ttừ đồ giảm được áp lực nước va Nhưng điều này còn phụ thuộc điều kiện địa hình,

dia chit Giảm chiều dài Sng thường phải ting độ nghiêng tuyến dng, như vậy dẫn

đến khối lượng đào lớn hoặc tăng khối lượng các mổ ôm giữ ông Do đồ cũng phải

tính toán kinh tế để chọn tuyến ống hợp lý nhất

4 Xây đựng tháp điều áp.

Hinh 2-1 Đường đo áp khi sy ra nước va

Đường chim: 056, 078: Khi có thấp điều áp; Đường liên nét 012, 034: Khi

không có tháp điều áp; a- Đường him dẫn nước; b- Tháp điều áp:"Đường ống dẫn nước vào tua bin.

Voi tram thuỷ điện có đường dẫn đài, áp lực nước va lớn, phải làm tháp

điều áp để t90 ra một mật thoáng trên đường dẫn, giải phóng áp lục nước, Từ đồ

chiều di p n đường din ống trong ính toán nước va chỉ là tr hấp điều áp đến bộiphận hướng nước của tư bin Như vậy giảm được áp lực nước va rit nhiều, tỷ theo

vi tí của thập

4, Tag thời gian đồng tur bin

Tri số áp lực nước va phụ thuộc rất nhiều vào.

thời gian đồng mở Tua bin Ts, Tang Ts sẽ giảm được

áp lực nước và tương đối, nhưng tăng Tạ làm cho tỉ số

vòng quay lớn nhất /„„ =" tăng lên,

Max! số vòng quay lớn nhất của tua bin khi có Hồnh 2-2 Quan hệ giữTs» Sax VỀ am

ing: số vòng quay định mức của tur bin, Hình 2-2 biểu thị sự quan bệ giữa Ts,

mm VÀ đạc: ế,

Trong điều kiện thường phải giới hạn Bry, $150+165, để tránh cho lực lytâm lớn có thể phá hỏng các bộ phận quay.

5 Dùng van xả không t

Van này đặt ngay sau tiết diện vào của buồng xoắn Nguyên lý làm việc của nó

như sau

Khi có sự cổ, tua bin đông nhanh theo hành trình a, van xả không tải | tự động

mở theo hành tình 5, xả nước xuống hạ lưu không qua tua bin Sau khi tua bin đã

đông kin, van xả đồng lại từ từ trong thời gian 7,

Kết quả là tua bin vẫn đồng kin sau thời gian 7y, nhưng thời gian đóng van

cuối Ống th lai kéo dai bằng 7 =7y +7,, như vậy áp lục nước va sẽ giảm thấp vi

tính với thời gian đồng bằng 7 =7; +7, Nhưng sẽ có một phần lưu lượng Q, phải

tháo ra hạ lưu Đường lưu lượng tháo ra hạ lưu theo hình 2-3

“Hình 2-3 Van xả không tái

ae Sơ đồ; b- Qué trình độ mỏ; c- Quá trình lưu lượng1- Van xả không tai: 2- ông đẫn nối với buồng tua bin

3- ống dẫn nước ra; 4- Bộ phận điều khién

Trong những biện pháp trên xây dựng tháp điều áp là một biện pháp thôngdụng trong các công trình đã được thiết kế xây dựng.

“Tháp điều áp (TDA) chính là một bộ phận công.

có tác dụng tạo ra mặt thoáng để giảm áp lực nước va (hình 2-4) Do đồ nó có táctrên tuyển năng lượng

“Hình 2-4 Sơ đồ đặt tháp điề

1 tháp điều áp phía thương lưu: 2 thấp điều áp phía hạ lưu; 3 nhà máy thuỷ điện

4-đường ham dẫn nước áp lực; 5- đường ống áp lực dẫn nước vào tua bin

2.1.2 Điều kiện và vị trí đặt tháp.

G mục 2.1.1 đã nói về tác dụng của tháp điều áp Tuy nhiên có xây dựngthấp điều áp hay không phải căn cứ vào hiệu quả kinh tế: nếu thấy chỉ phí để xây

thấp nhỏ hơn chỉ phí giám bớt do đường him dẫn nước không phải chịu ép lực

nước va, thì xây dựng tháp điều áp là hợp lý; trường hop ngược lại, chỉ phí để xây

thấp lớn hơn chỉ phí giảm bớt của đường him và đường ống áp lực do hiệu quả củatháp đem lại, thì không nên xây dựng tháp điều áp.

Theo tiêu chun gần ding cần thiết phải xây đựng tháp điều ấp có thể căn cửvào hằng số quản tính của đường ống

Up? en

Khi trạm thuỷ điện vận hành độc lập hoặc là khi ti trọng của nhà máy ong

lấy số nhỏ khi ti trọng nhỏ hơn 10 + 20% lấy trị sốhệ thống điện vượt quá 50%

Họ - cột nước tỉnh (m)

Ui, Ei tương ứng li chiều dai và diện ích đoạn đường hằm thứ

Với tác dụng nêu trên, rõ rằng là vị trí của tháp cảng gần nhả máy cảng có

lợi Nhưng thông thường như vậy chiều cao của tháp cảng phải tăng Dung hoà hai

đặc điểm này tháp thường đặt ở chỗ bắt đầu chuyển sang độ dốc lớn của tuyến

năng lượng

“rong trường hợp đường him thoát nước từ turbin ra hạ lưu quá dải, có khi

cũng phải đặt thấp điều áp hạ lưu cho đường thoát Khi đô thấp ở gần turin là hợp,

2.1.3 Nguyên lý làm vig của thấp điều áp

Hinh 2-5 Sơ dé dao động mực nước trong tháp điều áp

Khi giảm tả đột ngột turbin từ Qụ xuống Qy Do quấn tính của dong chảy, lưu

lượng vào đường him dẫn nước vẫn là Qo, như vậy sẽ có một trị số lưu lượng AQ

= QQ - Q chiy vào thấp, làm cho mực nước trong thấp ding lên din, từ đồ độ

chênh lệch mực nước giữa thượng lưu (rong hỗ chữa) và trong tháp giảm dẫn, dẫndn vậntốc dòng chảy giảm din, do đó lưu lượng rong đường him giảm dần

Nhung cũng do quán tinh của dòng chảy, mực nước trong thấp không dừng ở

mực nước tương ứng với lưu lượng Q, trong đường him mà vẫn tiếp tục đăng lên

thậm chỉ ao hơn cả mực nước thượng lưu Sau đó, đ cân bằng thuỷ lực nước phải

chảy ngược trở lại về thượng lưu, mực nước trong tháp hạ xuống Nhưng cũng do.lực quản tính nó lại hạ xuống quá mức nước cân bằng và dong chảy lại chảy vào

thấp Cứ như vậy, mực nước trong tháp dao động theo chu ky và tit dẫn do ma sắt.

Cuối cùng mục nước trong tháp đừng ở mực nước ôn định mới ứng với lưu lượng

Q¡ (hình 2-5).

“Trường hợp giảm tải trong thiết kế thường tính với mực nước thượng lưu caonhất vet wi Kim nhất (hưởng là ít toàn bộ công suất lớn nhất của nhà máy) đểxác định mực nước cao nhất của tháp điều áp (Z,„„.).

2 Trường hợp ting ti

Khi lưu lượng qua turin tăng đột ngột mực nước trong tháp hạ xuống đến

tr số Zmin và cũng dao động theo cha kỹ vi tt dẫn ngược lại vi trường hợp trên

Trong thết kế thường tính với mực nước thấp nhất ở thượng lưu là MNC vàmức tăng tải với trường hợp (Z -1) tổ máy vận hành day tải còn tổ máy cuối củng.tăng tải từ 0 đến Q„„„ (day tải) trong vận hành dé xác định mực nước thấp nhất của

thấp Zan)

2.14 Các kiểu thấp điều áp.

CChọn kiểu thấp điều ấp phải xuất phát từ các nguyên tắc sau

- Giá thành công trình thấp nhất;

- Bảo đảm các tổ máy làm việc ôn định;

~ Triệt tiêu dao động nhanh:

1 Theo hình dạng cất

a) Tháp điều áp kiểu vi ==

“Thấp điều áp kiểu viêntrụ (hình 2‹a) là một giếng đứng _ Hômh2.0ø.háp

điển dp kiể ven

tạo thường gặp các kiéu tháp sau:

hoặc nghiêng có tiết điện không thay đồi.

Ð) Tháp điều áp kiểu viên trụ có mang cản hình 2-6b

tác dụng lâm tăng tổn thất thuỷ lục khi nước chây qua

nỗ và do đồ giảm được biên độ dao động dẫn đến giảm

được dung tích thấp và lim cho dao động mực nước rong thấp tắt nhanh

©) Tháp điều áp kiéu hai ngăn (có ngẫn trên và ngăn dưới)

Tháp điều áp kiểu này (hình 2-6e) gồm hai ngăn và một

giếng đứng, ngăn trên và ngăn dưới có tiết diện lớn hơn.

nhiều so với giếng ding, Nguyên ý tim việc như su:

Khi thay đổi phụ tải, mực nước trong tháp dao động,

lớn, vì vậy khi mực nước rong thấp dao động đến cao độ nhất định, do tiét điệnđược mở rộng rất nhiều ở ngăn trên hoặc ngăn dưới nên biên độ dao động sẽ

không tăng nhanh được.

ngoài, nhưng các lỗ này nhỏ, khi mực nước dao động,

nước không thoát từ giếng đứng ra ngoài kịp (v4 các lỗ HE

thông nhỏ) nên thay dé óc nhanh, tạo ra hignet y “Hình 2-60 Tháp

qui giống như trường hợp (hình 2-60), sau đó nước mới dd dp hi vi sal

chiy din qua lỗ thông để cho mực nước ở giếng trong và giếng ngoài bằng nhau.

Toàn bộ thập đặt ngằm đưới mặt đt, khi này thường đồng kiểu cố ngăn trên là có

lợi (hoặc cả ngăn trên và ngăn dưới) vì có thể dễ dàng mở rộng tiết diện của các ngăn.

©} Kiẫu hỗn hợp nữa chìm nữa nỗi

Kiễu này thường ding khi không đặt ngim được hoàn toàn.4 Phân loại theo cách đặt

@) Đặt trên đường ddn nước vào nhà máy

b) Đặt trên đường dẫn nước từ nhà máy ra

4 Phân loại theo cách đặt nhiều thấp thành hệ thống«a Hệ thẳng tháp điều áp đặt nỗi tấp (hình 2-7a)

Cö trường hợp đặt một tháp điều áp thi biên độ sẽ quả lớn, có thể phải đặt

bai hay nhiề tháp kế tiếp nhau.

ác Hệ thing thấp điều ấp dt ndi tiếp; b- hg thống tháp điều ấp dat song songb) Hệ thống tháp did

cùng một nguồn cung cấp cho hai nhà máy thì có thể đặt hai thấp riêng biệt trên

áp dat song song (hình 2-7b): Trường hợp dẫn nướchai nhánh đường dẫn.

22 PHAN TÍCH UU NHƯỢC DIEM ĐÈ XUẤT GIẢI PHÁP CAU TẠO HỢPLY CHO MỘT SỐ CÔNG TRÌNH CỤ THE.

2.2.1 Ưu nhược điểm của các ki tháp điều áp1 Tháp điều áp kibu viên trụ

Kiểu này có kết cấu đơn giản, để thi công, nh toán thiết kế cũng đơn giảnNhung có nhược điểm cơ bản nhất là ở chế độ ổn định khi dòng chảy qua tháp tổnthất thuỷ lực cục bộ ở chỗ nỗi tiếp đường him và đường ống với thấp lớn đồngthời dung tích tháp lớn, thời gian dao động kéo dài Tháp điều áp viên trụ được.ứng dụng ở các TTD cột nước thấp, mực nước thượng lưu ít thay đồi.

2 Thập điều áp kiểu viên trụ có mang cân

Có cấu tạo như thấp điều áp kiểu viên trụ nhưng được bổ tí thêm mảng cản

(lỗ can, họng cản) làm tăng tổn thất thuỷ lực khi nước chảy qua nó và do đó giảm

được biên độ dao động dẫn đến giảm được dung tích tháp và làm cho dao độngmực nước trong thi tất nhanh Ngoài ra so với thấp điều áp viên trụ nồ còn giảm

được tốn thất thuỷ lực của dong On định khi qua vị trí đặt tháp.

Kiểu này về kết cầu cơ bản giống kiểu thấp điều ấp kiểu viên tru nên đơngiản dễ thi công có thé áp dụng cho da số các tram thuỷ điện cần bổ tr thấp điềuáp Chiễu cao thấp thấp hơn thip kigu viên trụ (cho cũng một điều kiện và quy mô

công tình) do đó hạ giả thành công trình

(có ngăn trên và ngăn dưới)

ấu tạo hợp lý như trên, tháp điều áp kiểu 2 ngăn có dung tích tháp nhỏ

hơn nhiều so với tháp điều áp kiểu viên trụ, nhưng nó có nhược điểm là cấu tạo

phức tạp, thường thích hợp vớ thấp ngim trong đất

“Thấp điều áp kiểu này cũng thích hợp với trường hợp cột nước cao mựcnước hỗ chúa thay đổi lớn, khi đỗ chỉ việc kéo dài phin giếng đứng

Khi thay đối phụ ti, mực nước trong thấp dao động, ngưng vi tiết diện giếng

đứng nhỏ, nên mực nước thay đổi ắt nhanh làm cho dao động giảm, Nhưng néu chỉ

với tiết diện của giếng đứng thì biên độ dao động sẽ lớn, vì vậy mực nước trongthấp dao động đến cao độ nhất định, do tiết diện được mở rộng it ud ngân trênhoặc ngăn đưới nên biên độ dao động sẽ không tăng nhanh được Như vậy tháp điều.ấp loại này đã giảm được thời gian dao động mà lại hạn chế được biên độ dao độngmực nước trong thấp

4 Tháp điều áp kiểu cổ mang trầm

Nguyên lý làm việc tương tự như trường hop hình 2-6, nhưng ngăn trê cóđường trăn nước Kid này inh 2-6đ) có ưu điểm hoàn toàn có thể không chếmực nước cao nhất của thấp, nhưng có nhược điểm là mắt một phần nước quamáng tràn Trong thực tế việc bổ trí ngăn trên, máng tràn, đường thoát nước của.mắng trăn không phải sông tình nào cũng phù hợp, ngoài ra kết cấu, độ ổn định

của ngăn trên và mắng tràn tương đối phức tạp và đặc biệt là tổn thất nước khi cất

tải do vậy kiểu này không được áp dụng nhiều trong thực tiễn.

5 Tháp điều áp kiéu vỉ si.

Ở kiểu này khi mực nước lên cao khỏi miệng giếng đứng bên trong thì tràn.ra ngăn ngoài, do đó mà khổng chế được độ cao lớn nhất của mực nước tuỷ theo

sức chứa của ngăn ngoài.

Tháp điều áp kiểu này thường được ứng dụng trong tắtcúc trường hopkhi thấp để hở trên mặt đắt hay ngằm Tuy nhiên do kết cầu phức tạp tính toánkhông đơn giản và đặc biệt thi công khó khăn do vây hình thức này ít được ápdung ở nước ta

6 Thập diều áp kiểu khi nên.

Kiểu này có ru điểm là giảm được dung tích và chiều cao thấp nhưng tínhtoán và kết cầu phức tạp, khó thi công.

3.2.2 ĐỀ xuất gi

tiết điện mẫu vành khăn).

1 Cấu tạo thập vi sai cải tiến như sưu:

pháp cấu tạo tháp điều áp kiểu vỉ sai cải tiền (dang trụ có

Ging đứng õi dạn viên trụ ó it diện tong tương đương tiết diện đường him,

vị trí có thé đặt ở trong hoặc ở ngoài sát với giếng ngoài.tủy theo điều kiện địa hình, chiêu cao thấp lõi nh từ đáy

thấp diều áp (định đường him din nước, noi giao nhau

giữa lõi tháp với đường him dẫn nước) tới cao trình myenước cao nhất Z„„ trong thấp điều áp.

Giếng ngoài có dạng trụ tiết điện mẫu vành khăn.“Trên mặt bằng tiết diện mẫu vành khăn có đường viễn

ngoài và đường vién trong có dạng song song với những,

đường đồng mite đa hình nơi đặt thấp điều áp, Chiều Su pay „ my xa,

của giếng ngoài phụ thuộc vào tiết điện mẫu vành khăn dp kéu vi sai cai ién

chọn, điều kiện thủy lực nói chung là nông hơn nhiều sovới kiểu vi sai thông thường

2 Uwcủa tháp vi sai cai ti

Dang này có ưu điểm tương tự như kiểu vi sai thông thường nhưng dộ sầu

giếng ngoài nông hơn nên giảm được khối lượng đào dip nhất là khi gặp đồi núi

đốc, tinh én định kết cầu cũng tốt hơn và dé thi công hơn nên tiến có hiệu quả vềmặt kinh tế,