Bài giảng - Thủy điện 2- chương 11&12 docx

140 Chương XI. BỂ LẮNG CÁT CỦA TRẠM THUỶ ĐIỆN ng chảy trung bình mang lượng phù sa lên tới 60 kg/m 3 . Cần phải lọc các hạt phù sa nầy ra khỏi dòng chảy để tránh làm mòn thành ống dẫn nước và các phần qua nước của thiết bị thuỷ lực nhằm khắc phục được sự cố và nâng cao tuổi thọ đường ống và thiết bị, tránh giảm hiệu suất turbine. Biện pháp Ở TTĐ kiểu đập do có hồ ch ứa lớn nên các hạt bùn cát nguy hiểm đã được lắng đọng ở đáy hồ và do đó không cần phải có giải pháp chống tác động của bùn cát cho các công trình dẫn nước. Ở các TTĐ đường dẫn với công trình đầu mối cột nước thấp, trong cửa lấy nước thường bố trí các bộ phận ngăn cản dòng bùn cát đáy xâm nhập vào công trình đường dẫn (xem chương X), còn các hạt bùn cát lơ lửng nguy hiểm được l ắng n cát cứng có ỹ thuật các giải pháp công trình, ví dụ so sánh giữa việc xây dựng bể lắng với chi phí nạo vét bùn cát trong công trình hoặc chi phí sửa chữa turbine trong trường hợp không xây bể v.v xem giải pháp nào lợi hơn để chọn. XI. 1. 2. Nguyên lý về cấu tạo bể lắng cát. Hình (11-1) trình bày ba bộ phận chính của bể lắng cát gồm: phần vào 2, phần thân (gồm đoạn chuyển tiếp 5 và đoạn công tác 4), phần cửa ra (gồm ngưỡng cửa ra 7 và đoạn nối tiếp với kênh dẫn 8): - Phần vào là đoạn nối tiếp 2, nối với kênh dẫn ; đoạn này có tiết diện mở rộng dần trên mặt bằng từ kênh 1 đến ngưỡng vào 3, có tác dụng phân phối dòng ch ảy vào bể lắng. Ngưỡng vào 3 có tác dụng và cấu tạo như một cửa lấy nước mặt. Trên ngưỡng bố trí rãnh hướng cửa van 14 (để hé mở van khi tiến hành xói rữa cát trong thân bể, hoặc đóng van làm khô bể khi sửa chữa). - Phần thân của bể gồm hai đoạn: đoạn chuyển tiếp có chiều dài l 1 , được đào sâu dần xuống theo dòng chảy theo độ dốc hợp lý để chảy thuận. Đoạn thân chính 4 có chiều dài l K là đoạn công tác của bể, có độ dốc nhỏ để dễ chuyển bùn cát xuống. Đây là nơi lắng đọng loại bùn cát nguy hiểm. Các tường dọc 6 có tác dụng phân đều vận tốc. - Phần cửa ra của bể: đây là ngưỡng ra 7, bên trên bố trí khe van cửa ra 15, khe van sửa chữa 16 và khe van tháo cát 13. Van 15 đóng khi sửa chữa bể cùng với đóng van 14. Van 13 mở khi tiến hành xói rữa bùn cát qua hành lang xả cát 10 vào hành lang chung 11 dưới ngưỡng. Đoạn nố i tiếp ra nối với kênh dẫn được thu hẹp dần để dẫn nước vào kênh dẫn. XI. 1. CÔNG DỤNG VÀ PHÂN LOẠI BỂ LẮNG CÁT XI. 1. 1. Công dụng và điều kiện xây dựng bể lắng cát Các con sông trong quá trình chảy đều mang theo phù sa lơ lửng và dòng phù sa đáy, đặc biệt các sông miền núi, có sông với dò công trình để lọc phù sa lơ lửng là xây dựng bể lắng cát trên đường dẫn. đọng và tháo khỏi bể lắng cát đặt ngay đầu đường dẫn, sát sau cửa lấy nước. Trường hợp địa hình không cho phép bố trí trong thành phần đầu mối thì bể lắng cát được bố trí trên kênh dẫn cách đầu mối một đoạn, cũng có thể kết hợp lắng và tháo cát ở bể áp lực. Để lắng được bùn cát thì vận tốc dòng chảy trong bể phải giảm nhỏ, thường lấy t ừ (0,1 - 0,5) m/s, do vậy mặt cắt ướt của bể lắng phải lớn hơn nhiều so với mặt cắt ướt của đường dẫn nước. Giải pháp bể lắng cát được đặt ra khi hàm lượng bùn cát trong 3 dòng chảy lớn hơn 0,5 kg/m hoặc hàm lượng hạt nguy hiểm (các hạt bù đường kính d ≥ 0,25 mm hoặc hạt mềm hơn có d > 0,4 mm được coi là hạt nguy hiểm) lớn hơn 0,2 kg/m 3 . Do kinh phí xây dựng bể lắng cát rất lớn , chiếm từ 20 - 25 % vốn ầu tư ó phải qua luận chứng kinh tế k đ công trình thuỷ điện, do vậy việc xây dựng n Hình 11-1. Các bộ phận của bể lắng cát. XI. 1. 3. Các loại bể lắng cát Có nhiều cách phân loại bể lắng cát. Dựa theo số ngăn của bể phân ra bể lắng một ngăn hoặc bể lắng nhiều ngăn, dựa theo đặc tính làm việc của bể phân ra: bể tháo rữa định kỳ và bể tháo rữa liên tục Biện pháp tháo rữa bùn cát trong các bể có thể có thuỷ lực); có thể dùng cơ giới để khuấy và tháo bùn cát (gọi là tháo rữa cơ giới); hoặc cũng có thể kết hợp cả hai biện pháp trên (gọi là biện pháp hỗn hợp). Sau đây chúng ta xem xét các ại bể hi phần dung tích chết với độ sâu h c (xem hình 11-1) đã lắng đọng nhiều bùn cát và đầy dần lên làm dòng chảy thu hẹp khiến vận tốc tăng lên đến mức có thể kéo bùn cát nguy hiểm vượt qua ngưỡng 7 vào kênh dẫn, cần phải tháo chúng khỏi bể lắng bằng các biện pháp đã nêu trên. Thông thường hay dùng biện tháo rửa bằng thuỷ lực. Khi tháo bùn cát, do dòng chảy trước ngưỡng ra bị xáo trộn mạnh có nguy cơ kéo theo bùn cát đã lắng vào đường dẫn, do vậy nếu bể lắng ch ỉ có một ngăn thì khi xói rửa bùn cát phải tạm ngừng cấp nước. Nếu bể lắng có nhiều ngăn (hình 11-1 và 11-2) thì tiến hành xói rửa định kỳ lần lượt các ngăn và chỉ ngừng cấp nước ở ngăn đang xói rửa. Bể xói rửa nhiều ngăn tục và khả năng ó từ 2 - 6 ngăn. Công việc tháo rửa bùn cát trong các ngăn tiến hành cách sau (hình 11-1): trước tiên đóng các cửa van 14, 15 ở đầu và cuối ngăn bể cần rửa; sau đó mở cửa van tháo cát 13 để tháo cạn nước trong ngăn; tiếp đến hé mở cửa van đầu ngăn 14 để tạo dòng chảy xiết cuốn bùn cát vào các hành lang 10, 11 đưa bùn cát cần tháo về kênh tháo rửa 12. nhiều cách : dùng dòng nước tốc độ lớn để cuốn trôi bùn cát (gọi là biện pháp lo theo đặc tính làm việc. 1. Bể lắng cát tháo rữa định kỳ Bể lắng cát xói rữa định kỳ có thể một ngăn hoặc nhiều ngăn. K được dùng nhiều hơn loại chỉ có một ngăn do tính chất cấp nước liên phân phối đều vận t ốc dòng chảy theo hướng ngang của nó, thường bể c 141 1- các ngăn; 2- đoạn nối tiếp với kênh dẫn; 3- kênh dẫn; 4- tường ngực; 5- rãnh van sửa chửa; 6- van công tác; 7- tời điện; 8- lưới phân phối; 12- hành lang thu cát; 13- kênh tháo cát; 16- đập tràn. Hình 11-2. Sơ đồ bể lắng cát nhiều ngăn (của TTĐ Tritrick ở Liên xô cũ). Để tăng hiệu quả xói rửa, đáy dốc được chọn i = (0,01 - 0,05), nếu bể có chiều rộng lớn người ta làm các tường gân dọc có đỉnh cao hơn mực nước cao nhất của bùn cát một ít để tăng vận tốc tháo nước. 142 143 2. Bể lắng cát xói rửa liên tục Hình 11-3. Sơ đồ một số loại bể lắng cát xói rửa liên tục . những lỗ hình khe dọc từ đáy bể lắng xuống. Bùn cát liên tục được cuốn xuống và mang về hạ lưu cùng với nước xói rửa. Để bùn cát dễ lắng đọng và cuốn trôi thì đáy và từng ngăn được làm có độ dốc. Hình (11-3,e) là loại bể có hành lang xói rửa dọc có khe Bể lắng cát xói rửa liên tục có có cấu tạo như sau (hình 11-3,a): dọc đáy bể của mỗi ngăn người ta bố trí một hành lang tập trung bùn cát tiết diện nhỏ 8, bên trên hành lang này đặt lưới chắn rác 7 với các thanh 14 đặt theo phương nằm ngang. Bùn cát đọng sẽ qua lưới vào hành lang tập trung chảy có áp với lưu lượng tăng dần và qua hành lang xả cát 13 nằm dưới ngưỡng trả bùn cát về lại sông. Đối với bể lắng có b ề rộng lớn người ta xây các tường dọc (hình 11-3,b) và đặt một số hành lang tập trung bùn cát đáy riêng. Hình (11-3,c) trình bày loại bể lắng cát xói rửa liên tục của I. F. Iarôsen, ở bể này ở đáy có đặt nhiều hành lang đáy, các hành lang này chạy dọc theo chiều dài các ngăn và có 144 đứng, nước mang bùn cát qua các lỗ đáy 4 lên khe đứng và đi vào các máng xả cát 6. Loại này tháo bùn cát rãi đều trên tuyến và đỡ tắc rác hơn các sơ đồ a, b, c và e. Nhược điểm của bể lắng xói rửa liên tục là tốn nước liên tục trong quá trình vận hành (thường 10 - 15% lưu lượng qua bể lắng) và hành lang xói cát dễ bị tắc, khó dọn rác, do vậy mà trong mùa kiệt nó thường vận hành theo nguyên tắc xói rữa định kỳ để tiết kiệm nước. Tuy nhiên nó có ưu điểm là khi xói rửa không nghỉ vận hành trạm. Việc tháo rửa bể lắng thường dùng chủ yếu là rửa b ằng nước, tuy nhiên còn có thể dùng máy hút bùn để tháo rửa liên tục. Ngoài ra còn có thể kết hợp tháo cát bằng thuỷ lực và cơ giới (hình 11-3,g). Ở phương pháp này bùn cát từ các ngăn 1 chảy vào XI. 2. TÍNH TOÁN THUỶ LỰC BỂ LẮNG CÁT Tính toán thuỷ lực bể lắng cát bao gồm xác định các kích thước công tác của bể (chiều dài l K , chiều rộng B, chiều sâu h 0 xem ký hiệu trong hình 11-1) và xác định thời gian tháo rửa bùn cát lắng đọng trong bể. Các kích thước B, h liên hệ nhau theo quan hệ B h = Q/V. Trong đó V là vận phần kích thước của bể. chọn kết quả cuối cùng theo thời gian làm đầy dung tích chết của bể. Sau đây trình bày nội dung tính toán các thông số . XI. 2. 1. Xác định chiều dài công tác của bể lắng cát Xét quỹ đạo chuyển động của một hạt bùn cát M trong dòng chảy ở thời điểm bất kỳ tại mặt cắt 1-1 (hình 11-1, ở đầu chương). Hạt M tham gia đồng thời hai chuyển động: chuyển động theo phương nằm ngang với vận tốc trung bình hành lang góp 2 rồi tập trung vào giếng 14, máy bơm bùn cát 8 sẽ bơm tháo xuống hạ lưu sông. 0 0 tốc trung bình trong bể theo phương ngang, thường lấy trong khoảng (0,2 - 0,5)m/s. Khi giảm h 0 thì chiều dài công tác l K sẽ giảm và B sẽ tăng lên (hay số khoang tăng lên), hoặc ngược lại. Vì vậy phương án tối ưu phải là tối ưu cho các thành Để chọn phương án, ta giả thiết một số phương án h 0 (thường lấy h 0 từ 3- 3,5) m, trường hợp lưu lượng lớn có thể lấy 6 - 8 m), rồi tính ra B và l K và số ngăn bể, tính toán khối lượng phương án để so sánh chọn phương án có lợi. Đối với bể xói rửa định kỳ chiều cao tổng cộng của bể còn tính đến lớp bùn cát ứng với dung tích chết là h C (hình 11-1); thường lấy h C khoảng 20 - 25% chiều sâu toàn bộ của nước trong bể (đối với bể xói rửa liên tục thì h C = 0) và h C được x n o V Q nB h = ( n - số ngăn; B n - chiều rộng mỗi ngăn; h 0 - độ sâu công tác của bể tại tiết diện đang xét; Q - lưu lượng chảy qua bể) và chuyển động tương đối theo phương thẳng đứng dưới tác dụng của trọng lực với vận tốc lắng chìm của hạt trong nước ở trạng thái đứng yên là ω (còn gọi là độ thô thuỷ lực). Tổng hợp hai chuyển động này là vận tốc tuyệt đối của hạt. Nếu xem vận tốc phân bố đều theo chiều sâu và bỏ qua ảnh hưởng của dòng chảy rối thì quỹ đạo chuyển động của hạt M sẽ là đường thẳng nghiêng góc với phương ngang (đường AO hình 11-4,b). Thực tế vận tốc phân bố không đều theo chiều sâu dòng chảy, do đó quỹ đạo chuyển động của hạt là đường cong, tốc độ chảy càng lớn thì chiều dài để lắng hạt cát càng dài. Mặt khác độ rối của dòng chảy làm cho phương chuyển động của hạt thay đổi thành đường dích dắc (hình 11-4,a). Mạch động theo phương đứng làm giảm tốc độ lắng chìm của hạt, làm tăng chiều dài lắng đọng l và chiều dài công tác l K của bể. Độ rối dòng chảy phụ thuộc nhiều yếu tố trong đó có sự phân bố lưu tốc không đều theo chiều sâu và chiều ngang. Sau đây trình bày một số cách tính l K cho bể tháo rửa định kỳ: 145 1. Tính chiều dài công tác l K theo vận tốc trung bình và mạch động Yêu cầu xác định chiều dài l K của bể lắng là chiều dài này đủ cho hạt bùn cát có kích thước nhỏ nhất nguy hiểm lắng đọng hết trong bể, nghĩa là hạt cát nằm ở mặt nước tại mặt cắt đầu phần công tác của bể kịp lắng đến mực nước chê trong phạm vi l K . Phương pháp tính này lúc đầu tính thời gian để lắng chìm hạt cát có độ thô thuỷ lực W từ mặt nước đến đáy bể bỏ qua tác động của rối là t W h T 0 0 = , tương ứng sẽ có chiều dài tính toán là W hV VTl 0 0 . . == , sau đó đưa thêm vào công thức một hệ số k > 1 để tính đến ảnh hưởng của chảy rối ( kinh nghiệm lấy k = 1,3÷2,0) và có: W h.V .kV.T.kl 0 0k == (11-1) Theo I.B.Egiazrôp thì mạch động lưu tốc của dòng rối theo phương thẳng đứng /n (n là hệ số phụ thuộc vào độ sâu cônbg tác của bể, qua thí nghiệm lấy: n = 5, khi h 0 = 1m; n = 28 khi h 0 = 10m). Như vậy tốc độ lắng chìm của hạt bùn cát có kể đến mạch động sẽ là ω' = ω - V/n và chiều dài công tác t thiểu sẽ là: r V V= n/V W h.V VTl 0 ' 0k − == (11-2) Công thức tính chiều dài công tác (11-2) dùng các trị số trung bình của lưu tốc và mạch động cho toàn bộ dòng chảy, tuy nhiên chưa xét đến sự phân bố không đều của vận tốc và mạch động của chúng theo chiều sâu dòng nước, do vậy kết quả tính có sai lệch với thực tế. Để khắc phục tồn tại này giáo sư F.F. Gubin đề nghị chia h 0 ra nhiều lớp theo chiều sâu (h 0 ; 0,9h 0 ; 0,8h 0 ; ; 0,1h 0 ), với mỗi lớp có V, n tương ứng và dùng công thức (11-2) tính ra các ∆ k l của mỗi lớp sau đó cộng lại sẽ được . Chú ý rằng khi vận tốc V lấy lớn sẽ dẫn đến V/n = W thì → ∞, vì vậy phải chọn V rất nhỏ. 2. Tính chiều dài công tác l K theo lý thuyết xác suất Như phần trên đã mô tả quỹ đạo của hạt A (nhì 11-4,b) khi chưa xét tới dòng rối là AO nghiêng với phương ngang một góc, khi kể đến mạch động dòng rôi thì quỹ đạo của hạt sẽ lệch khỏi quỹ đạo trung bình AO theo đường dích dắc theo hướng đứng (hình k l k l 11-4,a) không có quy luật và ngẫu nhiên. Vì thế có thể áp dụng lý thuyết xác suất trong tính toán xác định chiều dài bể lắng cát. Người đầu tiên áp dụng phương pháp này là M.A. Velikanôp (năm1936), theo ông thì độ lệch độ lệch ngẫu nhiên của hạt theo chiều thẳng đứng so với quỹ đạo trung bình tuân theo luật phân bố trung bình của Gausse. Hình 11-4. Sơ đồ lắng của bùn cát trong bể lắng cát. 146 D.Ia. Xôcôlốp đề nghị áp dụng luật này cho việc phân bố các hạt lắng xuống của bể lắng cát. Độ lệch thẳng đứng so với quỹ đạo trung bình theo định luật phân bố thông thường, tức tần suất và mật độ phân bố y của độ lệch thẳng đứng x theo công thức: y = 1 2σπ e − 2 2 2 x σ (11-3) Trong đó σ - là độ lệch trung bình bậc hai. Trên (hình 11-4,b) trình bày sơ đồ đại lượng y có hình dạng đường cong, có giá trị cực đại tại Oy. Theo thực nghiệm của X.F. Xavelep σ phụ thuộc chiều dài l và khoảng cách đến đáy h và được biểu diễn gần đúng theo công thức sau: σ ≈ 0,26 lh (11-4) Diện tích tích của các phần riêng trên biểu đồ y(x) đặc trưng cho xác suất đi qua của hạt qua phần tương ứng của mặt cắt II. Xác suất p h đi qua của các quỹ đạo của các hạt có độ thô thuỷ lực thấp hơn điểm D, tức là xác suất rơi của chúng xuống đáy sẽ bằng diện tích của phần gạch ngang trên đường cong, nằm dưới điểm D: W h = ∫ −∞ − ydx l V h ω (11-5) Để xác định tần suất rơi trên đáy của tất cả các hạt có độ thô thuỷ lực đã cho Wp đi qua mặt cắt đầu I, cần phải biết sự phân bố các hạt theo chiều sâu tại mặt căt đầu (mặt cắt I). Việc tìm được sự phân bố này rất khó, thường để đơn giản người ta lấy phân bố của chúng là ủ a ∆ h đều nhau suốt chiều sâu. Lấy tích phân c h o W h ⋅ đối với toàn ng sẽ lấy bùn cát càng xuống sâu càng tăng. đã vẽ được biểu đồ quan hệ giữa tần điều kiện vận tốc phân bố đều theo mặt căt ngang. Sử dụng biểu đồ này có thể nhanh chóng xác định một loạt phương án có các kích thước bể khác nhau và chọn ra phương lợi nhất và kinh tế. bộ độ sâu h 0 của mặt căt đầu I có thể tìm được tần suất Wp. Ở đây tần suất lắ nhỏ chút ít vì thực tế hàm lượng Dựa trên hàng loạt tính toán, A.F. Degzda suất lắng của hạt có độ thô thuỷ lực ω với các thông số h 0 và l K : Wp = f(h 0 /l K ) và các tỷ số ω/V (hình 11-5), trong đó V lấy bằng vận tốc trung bình của nước trong ngăn trong Hình 11-5. Biểu đồ Wp = f (h 0 /l K ) dùng tính toán bể lắng cát. Để dùng biểu đô trên, thường người ta tự cho tần suất lắng Wp của các thành mm (tương ứng có ω = 0,027 m/s) độ lắng của các thành phần hạt phù sa khác nhau. Để thực hiện việc này theo biểu đồ ười ta xác định tần suất lắng tương ứng Wi của hàng loạt thành phần hạt hỉ số i là k ∆Si, (trong đó ∆Si là s g nước đi vào bể lắng). Tổng số S = Σ (Wi.∆Si) đối i tất cả các thành phần hạt cho ta tổng số hù sa lắng. Trị số cuối cùng này cho phép ta xác định được thời gian lấp đầy dung tích o rửa liên tục thì trị số trong phạm vi 1 lần/ hưa kể đến thực tế là vận tốc V thay đổi theo độ sâu và theo chiều rộng dòng chảy trong các ngăn cũng như chưa xét đến sự phân bố không đều của phù sa có độ lớn khác nhau theo chiều sâu. Hiện nay cũng đã có một số tác giả đưa ra phương pháp tính đến các yếu tố này. 3. Tính toán thời gian lắng đầy và xói rửa bể lắng cát Đối với bể lắng cát xói rửa chu kỳ, việc tính toán thời gian lắng đầy dung tích bể (W ) và thời gian xói rửa (T ) bể nhằm xác định chu kỳ tháo rữa và lựa chọn chính xác phần hạt phù sa có hại đối với turbine hay đường dẫn (Quy phạm của Viện xây dựng Thuỷ năng Liên xô cũ thì tuỳ theo cấp công trình lấy Wp = 80 - 90 %). Hạt nguy hại đối vơi turbine được coi là hạt có đường kính d > 0,25 khi hàm lượng phù sa lơ lửng trong nước vượt quá 0,5 kg/m 3 còn hàm lượng của các hạt nguy hiểm vượt quá 0,2 kg/m 3 . Khi hàm lượng phù sa nhỏ hơn không nhất thiết phải xây bể lắng cát. Khi cột nước của TTĐ dưới 40 m thì kích thước có hại có thể lấy đến 0,4 mm (tương ứng có độ thô thuỷ lực ω = 0,043 m/s). Khi xác định được các kích thước của bể lắng cát, người ta xác sẽ xác định mức (hình 11-5) ng (c ý hiệu của thành phần hạt đem xét). Sau đó tìm được tích số Wi. ố phần trăm hàm lượng bùn cát của thành phần hạt đem xét ở tron vớ p chết của bể lắng ứng với độ sâu h c bên dưới h 0 . Trong bể lắng thá lấyS dùng để tính lưu lượng để rửa bể. Dung tích chết thường ngày đêm hoặc 1 lần/tuần do vậy trị số dung tích chết cần lấy sao cho đảm bảo phạm vi này. Nếu như với tần suất đã biết nếu cần một dung tích chết quá lớn thì chuyển qua dùng tháo rửa liên tục hoặc phải sử d ụng tháo rửa cơ giới. Phương pháp tính vừa trình bày c C L dung tích chết cũng như số ngăn của bể. 147 148 a - Thời gian lắng đầy dung tích chết của bể Khi tính toán thời gian lắng đầy dung tích chết thì ngoài phần dung tích bùn cát nguy hiểm còn cần phải tính toàn bộ lượng bùn cát thực tế có thể lắng đọng trong nó. Thực tế chỉ cần phải tính đến các loại bùn cát có đường kính d ≥ 0,05 mm. Thời gian lâp đầy toàn bộ các ngăn công tác (s) được tính như sau: L c c L T W G = ρ 1000 [s] và thoả mãn điều kiện tháo rửa > n .T th , (11-6) Trong đó: Wc là tổng dung tích chết (m 3 ), tính từ độ sâu h C xuống đáy bể; G L - tổng lượng bùn cát lắng đọng trong bể trong 1 giây, bao hàm những hạt có đường kính d ≥ 0,05 mm, (kg/s); ρ C - khối lượng riêng của bùn cát lắng đọng trong bể, lấy ρ C = 1,6 T/m 3 . n - số ng T th - Thời gian tiến hành tháo rửa mỗi ngăn bể, (s). b - Thời gian tháo rửa bể lắng cát Thời gian tháo rửa định kỳ mỗi ngăn bể lắng cát bao gồm: thời gian tháo bùn c lắng đọng (T tc ), thời gian đóng mở van, thời gian tháo cạn nước khỏi bể, thời gian cho nước trở lại bể và thời gian đưa bể trở lại hoạt động: T th = (1,5 - 2,0).T tc và phải thoả mãn điều kiện (11-6). (11-7) Trong đó : ăn công tác của bể; tc c c th t h T W pQ = 12 100, ρ , (s) (*) Trong công thức (*) cần xác định: Q th là lưu lượng tính toán dùng cho tháo rửa, ta giả thiết , thường lấy 30 - 40% lưu lượng toàn bộ bể lắng cát và không quá lưu lượng công tác của một ngăn; p th - hàm lượng bùn cát trong dòng tháo, (%): th th th p Vd h = ⎡ ⎣ ⎢ ⎤ ⎦ ⎥ ⎡ ⎣ ⎢ ⎤ ⎦ ⎥ 75% 4 75% 2 ω Trong đó: V th là vận tốc dòng tháo bùn cát: V th = q th /h th , với: + lưu lượng tháo đơn vị q th = Q /B với B là chiều rộng phần tháo của ngăn; + chiều sâu dòng cát tháocát: th th th th th o h q n i = ⎡ ⎣ ⎢ ⎢ ⎤ ⎦ ⎥ ⎥ 35 / , hệ số nhám đáy bể với lớp bùn cát n = 0,0275, còn i 0 là độ dốc đáy bể; , tương ứng là: độ thô thuỷ lực và đường kính của hạt bùn cát lắng đọng có 75% số hạt có kích thước nhỏ hơn nó. Nếu T th tính được theo công thức (11-7) mà chưa thoả mãn điều kiện (11-6) thì có thể tăng độ dốc i 0 hoặc tăng Q th , nếu được, và tiến hành tính toán lại. 75% ω 75% d 149 c - Kiểm tra điều kiện tháo rửa Hình 11-6. Các sơ đồ tháo rửa bể lắng cát a - tháo rửa định kỳ; b - tháo rửa liên tục. Để tháo rửa bằng phương pháp thuỷ lực, cần bảo đảm độ chênh mực nước: * Đối với bể lắng xói rửa định kỳ thì do làm việc không áp, do vậy cần bảo đảm mực nước ở tiết diện cuối cùng của không được thấp hơn mực nước sông khi xả lư u lượng thiết kế. Muốn vậy dộ chênh lệch mực nước thương hạ lưu của bể lắng phải thoả mãn: ocok tl hl t hW hhil ZZ h h ++ ≤ − + − ∑ () (11-8) với ổng tổn thất cột nước trong các bộ phận tháo rửa. * Đối với bể lắng cát xói rửa liên tục thì yêu cầu chênh lệch mực nước trước và sau bể lắng cát phải lớn hơn tổng tỏn thất cột nước qua các bộ phân tháo rửa và tổn thất cửa vào: ∑ W h t tl hl c vao luoi xa ZZ h h h −≥ + + . (11-9) với: ương ứng là tổn thất cửa vào, trên lưới chắn rác và tổn ất thu c vao luoi xa hhh . ,, t th ỷ lực trong hành lang xả cát. [...]... vòng trong của áo hai lớp làm bằng bêtông cốt thép 152 Hình 1 2-3 Các kiểu vỏ áo chịu lực của đường hầm có áp 1- lỗ khoan phun xi măng gia cố; 2- ống để dổ xi măng; 3- cốt thép vòng; 4- cốt thép phân bố; 5- bêtông toàn khối; 6- vữa phun; 7- dăm sỏi; 8- ống tiêu nước; 9- vử xi măng; 1 0- khối bêtông; 1 1- thép tấm có đai; 1 2- thép xoắn chịu ép - Vỏ áo đường hầm áp lực làm bằng bêtông cốt thép lắp ghép (sơ... các sơ đồ bố trí ở trên 166 Hình 1 2-1 1 Các sơ đồ bố trí bể áp lực 1- kênh dẫn; 2- ngăn trước; 3- ống turbine; 4- tháo vật nổi; 5- tràn nước; 6- tường hướng vật nổi; 7- phao nổi; 8- trụ hướng dòng; 9,1 0- dốc nước TTĐ đường dẫn không áp, nếu có Bể điều tiết ngày trong thành phần trạm thì việc bố trí tổng thể Bể áp lực có liên quan đến Bể điều tiết ngày (BĐTN) Hình (1 2-1 2) trình bày một số phương án và... 0,3 - 1 m Lưới chắn rác đặt nghiêng 70 - 750 so với phương ngang để dễ vớt rác bằng thủ công Cửa van dùng trong bể áp lực thường là cửa van phẳng Chiều dài phần thu nước được xác định dựa vào yêu cầu đủ kích thước bố trí lưới chắn rác và các cửa van, thường 3 - 5 m 165 Hình 1 2-1 0 Các bộ phận của Bể áp lực 1 kênh dẫn; 2- ngăn trước; 3- tường áp lực; 4- ống turbine; 5- ngưỡng tràn; 6- cửa tháo cát; 7-. .. 1 2-9 ,a) Hình 1 2-9 Đồ thị xác định kích thước kinh tế kênh - Bước 3: Với mỗi bề rộng b trên đồ thị tìm được độ sâu h cho Z nhỏ nhất (các điểm 1, 2, 3, , 6 trên hình 1 2-9 ,a), tương ứng chọn được các cặp Zmin ~ b và vẽ dược đường quan hệ Zmjn = f2(b) (hình 1 2-9 ,b) Từ quan hệ này tìm được bề rộng kinh tế bKT: - Bước 4: Có bề rộng bKT lặp lại bước 2 và vẽ được quan hệ Z =f(h), đường nét đứt ở hình (1 2-9 ,a)... tính đổi về công suất của TNĐ thay thế; Ψ = 1,05 - 1,10 - hệ số tính đổi diện lượng của TNĐ thay thế; ∆E - tổn thất điện lượng cua TTĐ do tổn thất cột nước; s - đơn giá sản xuất điện năng tính cho chi phí vận hành TNĐ 163 Để đơn giản tính toán, chi phí tính đổi năng lượng bị tổn thất có thể tính như sau: (1 2-1 5') Z E = ψ ⋅ ∆E ⋅ s p trong đó s p -là đơn giá điện năng, trong đó bao hàm cả chi phí sản xuất... năm thuỷ văn, tính theo công thức sau: T T ∆E = ∫ ∆N dt = ∫ 9,81 η Q ∆h dt 0 (1 2-9 ) 0 Để tính tích phân (1 2-9 ) ta có thể dùng phương pháp đồ giải như sau: - Dựa vào lưu lượng của TTĐ ta vẽ đường duy trì Q = f1(t) trong năm (hình1 2-8 ) - Ứng với các trị số Q tra đường tổn thất cột nước ∆h = f2(Q) như đã thiết lập ở hình (1 2-7 ) đối với đường dẫn không áp, ta được các trị số tổn thất cột nước tương ứng... Hình 1 2-1 4 Sơ đồ tính toán ổn định bể áp lực 1- tường chắn bể áp lực; 2- tường bên; 3- bờ kênh; 4- dòng thấm; 5- các lớp đất - Sơ đồ I và II biểu thị dòng thấm 4 chảy ra ngoài mái dốc gây trượt mái dốc Việctính ổn định trong trường hợp này cần tính ổn định thấm bao gồm tính lưu lượng thấm, xác định đường bão hoà thấm, sự phân bố áp lực thấm, vận tốc dòng thấm dưới đáy và xung quanh công trình; - Sơ... (1 2-1 3) ω 2C 2 R Trong đó: Qtb3 là lưu lượng trung bình lập phương (hình 1 2-8 ,b); β = 1,1 - 1,15 là hệ số tính đến việc giảm lưu lượng mùa lũ Cũng cần chú ý những điều đã đề cập ở đường dẫn không áp và tính như sau: - Nếu mùa xả nước mà H ≥ Htt thì do có thể tăng lưu lượng để bù tổn thất cột nước, do vậy bỏ qua tổn thất năng lượng ở mùa nầy, lúc này thay tích phân từ 0 - T bởi tích phân từ TX - T -. .. tràn; 6- cửa tháo cát; 7- cửa lấy nước vào kênh tưới; 8- đường xả nước thừa; 1 0- lưới chắn rác; 1 1- van công tác; 1 2- khe phai sửa chữa, 9- kênh tưới XII 5 2 Các sơ đồ bố trí tổng thể Bể áp lực Việc bố trí mặt bằng Bể áp lực phụ thuộc vào địa hình, địa chất, địa chất thuỷ văn và thành phần bể áp lực Hình (1 2-1 1) trình bày một số sơ đồ bố trí Bể áp lực: - Về thuỷ lực, sơ đồ dẫn chính diện I và II là tốt... hai trong công thức (1 2-1 1) * Đối với TTĐ đường dẫn có áp : Đối với TTĐ đường dẫn áp lực, nếu chỉ kể đến tổn thất cột nước dọc đường (bỏ qua tổn thất cục bộ) thì công thức tính tổn thất năng lượng theo công thức: 9,81 η L T (1 2-1 2) ∫ Q dt ω 2C 2 R 0 Có thể dùng phương pháp đồ giải để xác đinh năng lượng tổn thất như sau: - Vẽ đường duy trì lưu lượng Q ~ t (hình 1 2-8 ,b ở trên); - Từ các cặp Q ~ t ta . 1- các ngăn; 2- đoạn nối tiếp với kênh dẫn; 3- kênh dẫn; 4- tường ngực; 5- rãnh van sửa chửa; 6- van công tác; 7- tời điện; 8- lưới phân phối; 1 2- hành lang thu cát; 1 3- kênh tháo cát; 1 6-. Hình 1 2-3 . Các kiểu vỏ áo chịu lực của đường hầm có áp 1- lỗ khoan phun xi măng gia cố; 2- ống để dổ xi măng; 3- cốt thép vòng; 4- cốt thép phân bố; 5- bêtông toàn khối; 6- vữa phun; 7- dăm. áp . Hình 1 2-1 trình bày khái quát qua một số mặt cắt ngang và bố trí của chúng. Chương X X Hình 1 2-1 . Các loại đường dẫn của TTĐ. - Công trình dẫn nước có áp (hình 1 2-1 sơ đồ g,