Thiết kế trạm thuỷ điện nậm mô 1

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành KTTĐ & NLTT LỜI NÓI ĐẦU Năng lượng điện có vai trò vô to lớn phát triển văn hoá đời sống nhân loại. Nhu cầu điện giới tăng trưởng ngày mạnh hoà nhịp với tốc độ tăng trưởng kinh tế chung, nói tiêu chuẩn để đánh giá phát triển quốc gia nhu cầu sử dụng điện năng. Nguồn điện chủ yếu nhiệt điện than, nhiệt điện khí đốt, thuỷ điện, điện nguyên tử số nguồn lượng khác lượng gió, lượng mặt trời Song nguồn điện thủy điện chiếm tỷ trọng lớn hệ thống điện quốc gia. Đối với Việt Nam với ưu hệ thống sông ngòi dày đặc, tiềm vững cho phát triển nguồn lượng thủy điện. Việt Nam có khoảng 124 hệ thống sông với 2860 sông có chiều dài 10km, với trữ lượng lý thuyết 271.3 tỷ KWh/năm trữ kỹ thuật khoảng 90 tỷ KWh/năm. Tuy nhiên khai thác 20% trữ thủy điện dồn đó. Hiện nước ta nguồn lượng thuỷ điện chiếm vai trò quan trọng hệ thống điện Việt Nam. Nó chiếm tỷ trọng khoảng 60% công suất hệ thống điện Việt Nam. Nhận thức rõ tầm quan trọng đó, từ sau ngày Giải phóng miền Nam, với chủ trương đẩy mạnh khai thác nguồn thủy điện nhằm đảm bảo cho việc cân hệ thống điện nước đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế quốc dân, nhiều công trình thủy điện xây dựng Thủy điện Sơn La (2400MW) ,Hoà Bình (1920 MW), Yali (720 MW), Trị An (400 MW), Đa Nhim (160 MW), Thác Bà (108 MW) tương lai Thủy điện Sơn La (3600 MW) đem lại nguồn lợi ích cho ngành kinh tế, khắc phục nhiều tồn thiên nhiên. Chính tầm quan trọng tiềm thủy điện lớn, đòi hỏi người kỹ sư thiết kế thi công Trạm thủy điện phải nắm vững kiến thức Thủy Điện. Để củng cố hệ thống lại kiến thức thuỷ điện, đồng ý nhà trường Hội đồng thi tốt nghiệp khoa Năng Lượng, giao đề tài “Thiết kế trạm thuỷ điện NẬM MÔ 1” SV:Nguyễn Nguyên Cương Thiết kế Trạm Thủy điện Nậm Mô Đồ án tốt nghiệp Ngành KTTĐ & NLTT PHẦN 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH 1.1. Vị trí địa lý: Thủy điện Nậm Mô nằm sông Nậm Mô, thuộc địa phận Nhạn Lỳ, xã Tà Cạ, huyện Kỳ Sơn, tỉnh Nghệ An. Vị trí tuyến công trình có toạ độ 19°24’37” Vĩ độ Bắc, 104°04’50” Kinh độ Đông, cách biên giới Việt – Lào khoảng km. Đặc Trưng Diện tích lưu vực Chiều dài sông Độ cao bình quân lưu vực Chiều rộng bình quân lưu vực Đơn vị Km2 Km M Km Trị số 2492 106 960 23,5 1.2 Đặc điểm khí tượng thuỷ văn: 1.2.1. Nhiệt độ: Đặc trưng nhiệt độ không khí trạm Tương Dương ( t0c) Thán 10 11 12 Năm g TBìn 17, 19, 22, 25, 27, 28, 28, 27, 26, 24, 21, 28, 23,8 h Max 36, 38, 41, 42, 42, 41, 41, 39, 39, 38, 36, 36, 42,7 Min 1,7 5,0 4,2 11, 17, 18, 21, 21, 16, 11, 7,5 2,8 1,7 1.2.2. Chế độ mưa. Lượng mưa ngày lớn ứng với tần suất thiết kế khu vực tuyến công trình lấy theo trạm đại biểu Mường Xén, trình bày bảng sau : P(%) Xp(mm) 0,1 241. 0,2 226. 0,5 206. 191. 166. 154. 10 138.6 Số ngày mưa năm thống kê trạm khí tượng đại biểu Mường Xén trình bày bảng sau: Tháng N(ngày 1 2 13 13 13 16 12 10 11 12 Tổn g 97 ) SV:Nguyễn Nguyên Cương Thiết kế Trạm Thủy điện Nậm Mô Đồ án tốt nghiệp SV:Nguyễn Nguyên Cương Ngành KTTĐ & NLTT Thiết kế Trạm Thủy điện Nậm Mô Đồ án tốt nghiệp Ngành KTTĐ & NLTT 1.2.3. Tổn thất bốc hồ chứa Nậm Mô 1(mm) Tháng 10 11 12 Tổn g Zpich 59, 63, 84, 96, 102, 91, 96, 72, 57, 52, 49, 54, 881, e ∆Z 35, 37, 50, 56, 60,5 53, 57, 42, 33, 31, 29, 32 519 1.2.4. Chế độ dòng chảy: - Tài liệu bùn cát: + Hàm lượng bùn cát nước ρ bc = 386,1 g/m3. + Hàm lượng riêng bùn cát γ bc = 1,5 T/m3. 1.3 Tình hình vật liệu xây dựng: 1.3.1. Đá: Xung quanh khu vực tuyến đập không phát nguồn vật liệu đá có chất lượng tốt với trữ lượng dồi dào. 1.3.2. Vật liệu cát, sỏi: Vật liệu cát sỏi phạm vi khu vực dự án lân cận khan hiếm. Kết hành trình tìm kiếm cho thấy nguồn cát dồi đáp ứng chất lượng trữ lượng gần công trình. 1.3.3. Các loại vật liệu khác: Về xi măng, sắt thép, địa phương chưa phát triển ngành này, nên phải mua nơi khác. SV:Nguyễn Nguyên Cương Thiết kế Trạm Thủy điện Nậm Mô Đồ án tốt nghiệp Ngành KTTĐ & NLTT CHƯƠNG 2: CÁC QUAN HỆ 2.1 Quan hệ lòng hồ (Z ~ F ~ W): Z(m) 155,0 160,0 165,0 170 175 180 185 190 195 200 205 210 215 F (km2) 0,000 0,167 0,254 0,508 0,691 0,993 1,463 2,099 2,75 3,428 4,166 4,863 5,726 V ( triệu m3) 0,000 0,293 1,361 3,231 6,217 10,404 16,504 25,361 37,448 52,862 71,816 94,365 120,808 Z(m) 220 225 230 235 240 245 250 255 260 265 270 275 F (km2) 6,584 7,482 8,533 9,621 10,929 12,258 13,582 15,243 16,718 18,276 19,87 21,408 V ( triệu m3) 151,558 186,701 226,71 272,066 323,407 381,343 445,913 517,937 597,812 685,267 780,604 883,776 2.2. Phân phối bốc tháng: Tháng 10 DZ (mm) 35,0 37,4 50,0 56,9 60,5 53,7 57,1 42,5 33,9 31,2 11 29,1 12 32,0 2.3. Quan hệ tổn thất: Q(m3/s) Hw(m) 20 0.066 40 0.264 60 0.594 80 1.056 2.4. Quan hệ lưu lượng với mực nước hạ lưu (Q~Zhl): Q ( m3/s) Zhl (m ) Q ( m3/s) Zhl (m ) 150,1 240 155,4 40 153,5 500 156,8 80 154 1205 159,4 120 154,4 1565 160,4 160 154,8 2679 163 200 155,1 4203 165,8 PHẦN II: TÍNH TOÁN THỦY NĂNG CHƯƠNG : NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG 1.1. Mục đích việc tính toán thuỷ : Mục đích việc tính toán thuỷ xác định thông số hồ chứa trạm thuỷ điện (TTĐ) 1.2. Chọn mức bảo đảm tính toán: SV:Nguyễn Nguyên Cương Thiết kế Trạm Thủy điện Nậm Mô Đồ án tốt nghiệp Ngành KTTĐ & NLTT 1.2.1 Khái niệm mức đảm bảo tính toán: Tình hình làm việc trạm thủy điện (TTĐ) phụ thuộc vào tình hình thủy văn. Trong điều kiện thuận lợi TTĐ đảm bảo cung cấp điện, năm nước TTĐ không đảm bảo cung cấp điện an toàn. 1.2.2. Nguyên tắc chọn Ptt: Mức đảm bảo dùng để xác định thông số TTĐ dùng để xác định vai trò TTĐ cân công suất hệ thống gọi mức bảo đảm tính toán (Ptt).Ta thấy Ptt tăng công suất bảo đảm TTĐ (Nđb) giảm xuống. P =(Thời gian làm việc bình thường / Tổng thời gian vận hành) x100% 1.2.3. Mức bảo đảm tính toán TTĐ Nậm Mô 1: Kinh nghiệm cho thấy, nếu: - NMTĐ lớn có công suất Nlm> 50 Mw, thường chọn Ptt = (85÷ 95)% - NMTĐ có công suất trung bình tỷ trọng hệ thống không lớn Ptt = (75÷ 85)%. - NMTĐ nhỏ làm việc độc lập tỷ trọng hệ thống nhỏ P tt = (50 ÷ 80)%. Các tiêu tính cho TTĐ có nhiệm vụ phát điện chính. Ngoài sử dụng số tiêu khác để tính cho TTĐ có nhiệm vụ lợi dụng tổng hợp. Đối với TTĐ Nậm Mô có nhiệm vụ phát điện chính, có nhiệm vụ phòng lũ cho vùng hạ du. Theo QCVN 04-05: 2012/BNNPTNT, công trình thuỷ điện Nậm Mô có công suất dự kiến > 50 MW thuộc công trình cấp II, chọn tần suất thiết kế PTK = 85%. CHƯƠNG TÍNH TOÁN THỦY NĂNG VÀ LỰA CHỌN CÁC PHƯƠNG ÁN TTĐ NẬM MÔ 2.1. Chọn năm tính toán năm thuỷ văn đặc trưng: 2.1.1. Phân mùa dòng chảy : Dựa vào bảng liệu thủy văn xác định được: + Từ tháng VI đến tháng X hàng năm tháng mùa lũ: tháng. + Từ tháng XI đến tháng V hàng năm tháng mùa lũ: tháng SV:Nguyễn Nguyên Cương Thiết kế Trạm Thủy điện Nậm Mô Đồ án tốt nghiệp Ngành KTTĐ & NLTT Dựa vào số liệu cho ta tiến hành vẽ đường tần suất dòng chảy kiệt lũ 2.1.2. Xác định năm điển hình: - Xây dựng đường tần suất: + Đường tần suất lưu lường trung bình mùa kiệt Mùa kiệt: từ tháng XI đến tháng V Q Với: = tb mk ∑Q i =1 i + Đường tần suất lưu lường trung bình mùa lũ Mùa lũ: từ tháng VI đến tháng X Q Với: tb ml = ∑Q i =1 i 12 + Đường tần suất lưu lường trung bình năm Với: Q = tb n ∑Q i =1 i 12 Từ đường tần suất lưu lượng ta xác định được: P% Qtbn Qtbmk Qtbml 15 50 85 80,233 61,9 50,477 43,297 34,623 26,51 134,377 97,71 72,38 a. Năm kiệt thiết kế : Dựa vào đường tần suất ta tìm P = PTK = 85% 85% ⇒ Qmk = 26,51 (m3/s) ⇒ Qn85% = 50,477( m3/s) Dựa vào bảng số liệu thủy văn ta chọn năm kiệt điển hình năm 1986-1987 dh 85% Qmk = 29,87 m3 / s ≈ Qmk = 26,51m / s Qndh = 54, 08m3 / s = Qn85% = 50, 477m / s Hệ số thu phóng: Kmk = = Qmk 85% dh Q mk 26,51 29,87 = 0,89 SV:Nguyễn Nguyên Cương Thiết kế Trạm Thủy điện Nậm Mô Đồ án tốt nghiệp Kml = 85% Qn Ngành KTTĐ & NLTT = 85% x 12- Q mk x dh dh Q n x 12- Q mk x 50,477 x 12- 26,51 x 54,08 x 12- 29,87 x = 0,96 Kết sau thu phóng : VI VII 17,9 72,2 17,10 68,96 b. VIII 125,1 119,48 IX 103,5 98,85 X 121,2 115,76 XI 62,8 55,73 XII 41,6 36,92 I 32,6 28,93 II 21,9 19,44 III IV V 17,4 16 16,8 15,44 14,20 14,91 Năm trung bình nước: Dựa vào đường tần suất ta có: P = Ptk = 50% ⇒ Qn50% = 50% ⇒ Qmk = 34,623 m3/s 61,9 m3/s Dựa vào số liệu thủy văn ta chọn năm trung bình nước điển hình năm 1974-1975 : dh 50% Qmk = 38,33m3 / s ≈ Qmk = 34, 623m3 / s Qndh = 62, 5m3 / s = Qn50% = 61,9m3 / s Hệ số thu phóng: Kmk = Q mk 50% dh Q mk Kml = = 34, 623 38, 33 50% 50% dh dh = 0,9 = Q n x 12- Q mk x7 Q n x 12- Q mk x 61,9 x 12- 34,623 x 62,5 x 12- 38,33 x = 1,04 Kết sau thu phóng : c. Năm nhiều nước : Dựa vào đường tần suất ta tìm : P = Ptk =15% 15% 43,297 m3/s ⇒ Q mk = 15% ⇒ Qn 80,233 m3/s = SV:Nguyễn Nguyên Cương Thiết kế Trạm Thủy điện Nậm Mô Đồ án tốt nghiệp Ngành KTTĐ & NLTT Dựa vào số liệu thủy văn ta chọn năm nhiều nước điển hình năm 1996-1997 : dh 15% Qmk = 46,51m3 / s ≈ Qmk = 43, 297m / s Qndh = 83, 68m3 / s = Qn10% = 80, 233m3 / s Hệ số thu phóng : 15% K ml = 15% 12Q n − T k * Q mk dh dh 12Q n − T k ∗ Q mk = 0,97 15% K mk = Q mk dh Q mk = 0,93 Kết sau thu phóng : 2.2. Lựa chọn mực nước dâng bình thường (MNDBT): MNDBT mực nước cao hồ ứng với điều kiện thuỷ văn chế độ làm việc bình thường. Nó thông số chủ chốt quan trọng có ảnh hưởng đến quy mô, kích thước công trình (chiều cao đập, kích thước công trình xả lũ), tiêu lượng khác (dung tích hồ chứa, cột nước, lưu lượng, công suất đảm bảo điện hàng năm trạm thủy điện) vấn đề có liên quan vùng hồ. Trong đồ án này, giao phương án: MNDBT = 234 m. 2.3. Xác định MNC hay độ sâu công tác có lợi (hct): Mực nước chết (MNC): Là mực nước thấp hồ chứa điều kiện làm việc bình thường hồ chứa. 2.3.1 Mối quan hệ MNC với lợi ích. Đối với ngành lợi dụng tổng hợp MNC thấp ⇒ Vhi tăng (hct tăng ) dẫn tới: + Lợi ích cấp nước + Cấp nước công nghiệp, sinh hoạt tăng… + Thủy sản tăng + Giao thông thủy phía thượng lưu giảm phía hạ lưu tăng. 2.3.2 Mối quan hệ MNC với chi phí. Khi MNDBT = const, thay đổi hct => C thay đổi, hct tăng => MNC giảm => vốn SV:Nguyễn Nguyên Cương Thiết kế Trạm Thủy điện Nậm Mô Đồ án tốt nghiệp Ngành KTTĐ & NLTT đầu tư vào cửa lấy nước tăng, vốn đầu tư vào đường dẫn thay đổi, h ct tăng => tiền mua thiết bị tăng lên, tiền lắp ráp tăng lên, kích thước nhà máy tăng lên =>KNM lớn lên 2.3.3 Xác định MNC giới hạn độ sâu công tác cho phép hồ: Đối với phương án MNDBT vấn đề đặt nên chọn độ sâu công tác có lợi nhất. hct = MNDBT - MNC Từ điều kiện bồi lắng lòng hồ điều kiện làm việc Tuabin ta chọn độ sâu công tác cho phép ( Độ sâu công tác cho phép hctcf ) hctcf = min(hctTB ; hctbc ) a, Xác định độ sâu công tác cho phép theo điều kiện làm việc tuabin. Sơ chọn kiểu tuabin tâm trục: hctTB = H max Trong đó: + Hmax: cột nước lớn TTĐ. + Hmax = MNDBT – Zhl (Qht min) + Qhlmin : Lưu lượng nhỏ hạ lưu nhà máy. Do tài liệu cụ thể yêu cầu nước hạ lưu chưa xác định số tổ máy, qua việc nghiên cứu quan hệ Q ~ Z hl ta thấy mực nước hạ lưu thay đổi tương đối so với thay đổi lưu lượng chảy hạ lưu. Vì sơ ta lấy: Qhlmin≈ 85% = 26,52 m3/s. Tra quan hệ Qhl ~ Zhl : Z(Qhlmin) ≈ 152,35 m. Q mk => Hmax = MNDBT – Zhl (Qhlmin) = 234 – 152,35 = 81,65 m. Chọn hcttb = 81,65 H max = = 3 27,22 (m) => MNC = MNDBT - hcttb = 234 – 27,22 = 206,78 (m) b, Xác định độ sâu công tác cho phép theo điều kiện bồi lắng lòng hồ: SV:Nguyễn Nguyên Cương Thiết kế Trạm Thủy điện Nậm Mô Đồ án tốt nghiệp Ngành KTTĐ & NLTT + Ho: Cột nước chế độ áp lực ổn định, Ho = 64 m. +Vmax: Lưu tốc lớn đường ống ứng với trường hợp tính toán µ= 974,89.75,37 = 4, 22 2.9,81.13,85.64 ⇒µ.τo =4,22.1 =4,22> 1. Vậy nước va pha giới hạn (trị số áp lực nước va lớn xuất pha cuối cùng). Xác định số đặc trưng thứ hai đường ống σ= LV . max 108.75,37 = = 0, g .H .Ts 9,81.13,85.64.4, 73 Trị số áp lực nước va: ξ max = σ 0, (σ + σ + 4) = (0, + 0, 22 + 4) = 0, 22 2 Nhận thấy: ξ max = 0,22< [ ξ ]=( 0,3 ÷ 0,5) Cột nước áp lực nước va dương: H+ = 1.H = 0,22.64 = 14,08 m Cột nước lớn cuối đường ống trường hợp là: H =64+14,08=78,08 m. So sánh trường hợp thấy áp lực nước va dương lớn xẩy TTĐ làm việc với MNDBT, N=Nlm/2cắt tải 1tổ máy. Kiểm tra lại chiều dài thành ống γ.H .D δc = 2.ϕ1 .ϕ .[σ ] = 1000.100,75.4200 + = 35,3mm < 36mm 2.0,75.0,95 × 8400000 Vậy đường ống không bị vỡ xẩy nước va gián tiếp,và làm việc an toàn. + Tính toán nước va âm: Tính cho trường hợp bất lợi nhất: mực nước thượng lưu MNC TTĐ làm việc với cột nước Ho= Hmin= 55,4 m, lưu lượng qua turbin lớn nhất, có xét tổn thất thuỷ lực. Độ mở tương đối ban đầu τo = độ mở tương đối cuối τc =1. Ts’= (τc - τđ ).Ts = 4,73 s. SV:Nguyễn Nguyên Cương Thiết kế Trạm Thủy điện Nậm Mô Đồ án tốt nghiệp Ngành KTTĐ & NLTT Lưu lượng lớn qua tổ máy ứng với MNC( MNC Qmax MNC Qmax = Qmax Trong đó: ) MNC hmin htt (được xác định phần thủy MNC hmin = 55, 4(m) năng) MNC → Qmax = 150, 74 55, = 140, 25( m3 / s ) 64 4.Qmax → Lưu tốc qua tổ máy lúc là: Vmax = π .D = Xác định đặc trưng thứ đường ống: µ= 4.140, 25 π .4, 22 = 10,13 m/s. C.VH 974,89.10,13 = = 9, 09 2.g .H 2.9,81.55, Xác định số đặc trưng thứ hai đường ống: σ= Lô .Vmax g .H .Ts = 108.10,13 9,81.55, 4.4, 73 =0,43 ⇒µ.τo =0,43.0 = ξ m. Độ tăng tương đối áp lực nước va âm lớn cuối đường ống trường hợp là: ( ) (τ  τ + µ .τ −  d ξmax = 2µ.  d + µ .τ 12 ) − (τ o ) − τ 12   Trong đó: τ1 - độ mở tương đối cánh hướng nước cuối pha thứ . τ1 = τ1 = τ d + τ c −τ d 1− .T f = + .0, 22 = 0, 047 Ts 4, 73 ; τ0 = τd = Thay số vào công thức ta có: ξmax = 2.0,43  ( + 0, 43 × 0, 047 ) −  ( + 0, 43 × 0, 047 ) − ( − 0, 047 )  2 ξmax = - 0,046 SV:Nguyễn Nguyên Cương Thiết kế Trạm Thủy điện Nậm Mô Đồ án tốt nghiệp Ngành KTTĐ & NLTT Trị số áp lực nước va âm lớn cuối đường ống là: ∆H- = ξmax.Hmin = - 0,046 . 55,4 = - 2,55 (m). Đối với nước va âm trường hợp nước va pha thứ quy luật phân bố áp lực nước va theo đường cong lõm. Nhưng để đơn giản dễ vẽ ta coi phân bố theo quy luật đường thẳng đặt đường phân bố tổn thất thuỷ lực. Tổn thất thuỷ lực tính với lưu lượng tương ứng với độ mở cuối cùng. *Tính toán tổn thất thủy lực: Công thức chung để tính toán tổn thất: htt = ∑hdd +∑hcb Trong đó: •∑hdd : Tổn thất dọc đường theo chiều dài dòng chảy. •∑hcb: Tổn thất cục chỗ thay đổi hình dạng ống. + Xác định tổn thất dọc đường ∑hdd λ.L V . D 2.g = kt Σhdd = 0, 025 × 108 × 10,132 4, × × 9,81 = 3,36 Trong đó: L - chiều dài ống áp lực; L = 108 m. Dkt - đường kính đường ống áp lực; Dkt = 4,2 m. V - vận tốc đường ống; V = 10,13 m/s. g - gia tốc trọng trường; g = 9,81 m/s2. λ - hệ số đặc trưng đường ống thép. λ=0,1.( 1, 46.∆ 100 + D Re )=0,025 ∆ = 0,15 ; Re=25000 + Xác định tổn thất thủy lực cục bộ: ∑ hcb = ∆hCLN + ∆hkhuyucong + ∆hchuyentiep + Tổn thất qua đoạn khuỷu cong: hKC SV:Nguyễn Nguyên Cương V2 10,132 = 2ξ = 2*0.1 = 1, 05 2.g 2*9.81 m Thiết kế Trạm Thủy điện Nậm Mô Đồ án tốt nghiệp Ngành KTTĐ & NLTT +Tổn thất qua đoạn chuyển tiếp: h = ξ5 . V2 2.g V2 10,132 ξ5 = 0, 05 ⇒ h5 = ξ5 . = 0, 05 = 0, 26 2g 2*9.81 +Tổn thất qua cửa lấy nước : m. ∆hCLN = 0, 042(m) ⇒Σhcb =0,107m Vậy htt=0,34+0,107=0,447m Vậy tổng áp lực âm ∆H-max =-1,153-0,447=-1,6m PHẦN VI : NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN Nậm Mô CHƯƠNG CÁC KÍCH THƯỚC CƠ BẢN CỦA NHÀ MÁY 1.1 Vị trí loại nhà máy. Nhà máy nằm phía hạ lưu đập,bên phía bờ trái sông Nậm Mô 1, Thể vị trí Bản vẽ A1 Với NMTD Nậm Mô , xác định từ trước, NMTD Nậm Mô NMTD sau đập. 1.2 Kết cấu kích thước phần nước NMTĐ. 1.2.1 Các kết cấu phần nước nhà máy Phần nước nhà máy tính kể từ cao trình máy phát trở xuống, phần nhà máy, chiếm khối lượng bê tông lớn nhà máy. Kết cấu phần nước nhà máy thuỷ điện sau đập gồm: buồng xoắn, ống hút. Điều kiện địa chất có ảnh hưởng lớn đến kích thước hình dạng phần nước nhà máy đáy tổ máy. 1.2.2 Xác định kích thước cao tŕnh chủ yếu phần nước. 1.2.2.1 Kích thước mặt đoạn tổ máy Chiều dài đoạn tổ máy (Lđ) khoảng cánh tim tổ máy nhau. Chiều dài đoạn tổ máy phụ thuộc vào kích thước buồng xoắn kích thước mặt máy phát. Lđ = max (R345 ;0,5*Dh) + max (R(ϕcv-180);0,5*Dh )+ 2. ∆ SV:Nguyễn Nguyên Cương Thiết kế Trạm Thủy điện Nậm Mô Đồ án tốt nghiệp Ngành KTTĐ & NLTT Trong đó: R345: Bán kính hình bao buồng xoắn góc bao ϕmax = 3450; R345 = 5,49(m). R(ϕcv-180): Bán kính buồng xoắn góc bao ϕ = 1650; R165 = 4,313 (m). Dh: Đường kính hố máy phát, Dh = 7,5 (m).=>0,5*Dh = 3,75 m 2.∆:Chiều dày lớp bê tông bảo vệ, chọn 2.∆ =2*1 = (m). Lđ = max (5,49; 3,75 )+ max (4,313; 3,75) + = 11,80 (m). Suy ra: Chiều dài đoạn tổ máy: Lđ = 11,90 (m). 1.2.2.2 Các cao trình chủ yếu phần nước. a. Cao trình lắp máy (∇lm). Cao trình lắp máy (∇lm): cao trình lắp đặt turbin. Đối với Turbin cánh quay, trục đứng cao trình lắp máy cao trình mặt phẳng nằm ngang ∇lm = 153,53 m Cao trình đáy ống hút (∇đôh). ∇ doh = ∇ lm − b0 0, 56 − h = 153, 53 − − = 146, 25m 2 b. Cao trình miệng ống hút (∇môh). ∇môh = ∇đôh + h5= 146,25+ 3,668 = 149,918 (m). Trong đó: h5 - Chiều cao miệng ống hút, h5 = 3,668 (m). Kiểm tra điều kiện: ∇môh < (Zhlmin – 0.5 m) - Cao trình miệng ống hút phải thấp mực nước hạ lưu nhỏ để tránh không khí lọt vào ống hút Trong đó: Zhlmin mực nước hạ lưu nhỏ nhất, Zhlmin = 153,15 (m) >∇môh + 0.5 = 149,918 + 0.5 = 150,418 Vậy cao trình miệng ông hút đảm bảo điều kiện không khí không chui vào ống hút turbin làm việc an toàn. c. Cao trình móng nhà máy (∇m). ∇ m = ∇ doh − δ = 146, 25 – = 144, 25 ( m ) . SV:Nguyễn Nguyên Cương Thiết kế Trạm Thủy điện Nậm Mô Đồ án tốt nghiệp δ Ngành KTTĐ & NLTT : Chiều dày bê tông đáy nhà máy, phụ thuộc kết cấu nhà máy, vào địa chất nơi đặt cao trình. > = = 1,28 ( m ) δ B *7, 672 Vì nhà máy nằm đá tốt , ta chọn δ = 2(m). d. Cao trình sàn Turbin (∇stb). ∇stb = ∇lm + ρmax + δ Trong đó: ρmax : khoảng cách từ tâm buồng xoắn tới trần BX tiết diện cửa vào, Vì BX chọn BXKLρmax = ρcv = 1,65 (m). δ: Chiều dày lớp BT bảo vệ buồng xoắn BTCT, δ = (0.8 ÷1.0) m chọn = 1.0 ∇stb = 153,53 + 1.65 + = 156,18 (m). e. Cao trình lắp máy phát (∇lmf). ∇lmf cao trình đáy stato máy phát. Đây khoảng không gian tầng turbin có chiều cao từ cao trình sàn turbin đến cao trình đáy stator máy phát. ∇lmf = ∇stb + hc + h2 + c + a Trong : hc: Chiều cao cửa vào giếng turbin, chọn hc = 2,5 (m). h2: Chiều cao giá chữ thập dưới, h2 = 0,37 (m). a : khoảng cách trục = 0.2m c : khoảng cách từ mặt bích đến giá chữ thập dưới, c = (m) ∇lmf = 156,18 + 2,5 + 0,2 + 0,37 + = 160,25 (m). f. Cao trình sàn máy phát (∇SMF). ∇SMF = ∇lmf + hst Hmf :chiều cao stato máy phát: hst = 1,75 (m) ∇SMF = 160,25 + 1,75 = 162 (m). Ta thấy: Zhlmax ứng với (qxa max + QTD max ) = 167,36(m) (mực nước hạ lưu nhà máy tương ứng với lưu lượng lũ kiểm tra p = 0,1% ;q max = 4904 (m3/s) QTD max= 150,74 (m3/s) Ta thấy ∇SMF< Zhl max nên có số biện pháp công trình, Nếu nâng ∇lmf trục nhà máy dài không đảm bảo điều kiện kỹ thuật đóta tiến hành xây tường chắn phía SV:Nguyễn Nguyên Cương Thiết kế Trạm Thủy điện Nậm Mô Đồ án tốt nghiệp Ngành KTTĐ & NLTT hạ lưu nhà máy để tránh cho nước không tràn vào nhà máy trình vận hành. g. Cao trình sàn lắp ráp ∇SLR Dựa vào điều kiện địa hình, giao thông qua lại , mực nước hạ lưu lớn nhất, ta thiết kế sàn lắp ráp mực nước hạ lưu max cộng khoảng an toàn. ∇SLR= z HL max+0.5=167,36+0.5=167,86 m. 1.3 Kết cấu kích thước phần nước NMTĐ. Phần nước nhà máy thuỷ điện tính từ cao trình sàn nhà máy trở lên. Tuỳ thuộc vào điều kiện tự nhiên khí hậu ta có sơ đồ kết cấu phần nước sau:Kết cấu nhà máy thuỷ điện kiểu kín, kiểu hở, kiểu nửa hở. Với TTĐ Nậm Mô 1, chọn kết cấu nhà máy kiểu kín . 1.3.1 Kích thước mặt NM 1.3.1.1 Chiều rộng nhà máy. + Xác định chiều rộng nhà máy theo kích thước máy phát: Bk = Dh + b1 + b2+ 2.t Trong đó: Dh - đường kính hố máy phát, Dh = 7,5 m -b1;b2 chiều rộng hành lang (b1;b2 ) = (2÷3) m . chọn b1=b2= 2m – chiều dày tường nhà máy, t = 0.25 m Thay vào ta có: Bk = 7,5 + 2*2 + 2* 0,25 = 12m +Tính theo nhịp cầu trục Nhịp cầu trục chọn 13 m>Bk nên phải cắt cầu trục. Nhịp cầu trục sau cắt 12 m. Chiều rộng nhà máy: Bk = Lk + 2.δ + 2.t=12+2*0,5+2*0,25=13,5m Ta thấy, kích thước máy phát phận nhà máy lớn , nên ta thiết kế BNM= 13,5 m để thuận tiện bố trí nâng cẩu thiết bị . 1.3.1.2 Chiều dài nhà máy (L). L = Z.Lđ + LSCLR + ∆L + 2.t Trong đó: SV:Nguyễn Nguyên Cương Thiết kế Trạm Thủy điện Nậm Mô Đồ án tốt nghiệp Ngành KTTĐ & NLTT Lđ: Chiều dài đoạn tổ máy, Lđ = 11,9 (m).Z: Số tổ máy, Z = (tổ). LSCLR: Chiều dài gian lắp ráp. Gian lắp ráp sửa chữa: Tác dụng : gian lắp ráp dùng để lắp ráp thiết bị thời kì xây dựng nhà máy tiến hành sửa chữa tổ máy trình vận hành nhà máy. - Kích thước gian lắp ráp cố định phụ thuộc vào yêu cầu thời điểm sửa chữa lắp ráp tổ máy số tổ máy Z ≤ 10 hai tổ máy số tổ máy Z > 10. - Khi tiến hành láp ráp tổ máy phải dùng cầu trục gian máy chiều rộng gian lắp ráp chiều ngang gian máy. Số tổ máy TTĐ Z = 2(tổ) [...]... tuabin mẫu : Q’1M = NT 9, 81. ηtt D12tc H tt H tt = 418 37 9. 81* 0.93* 2,82 * 64 * 64 Vậy điểm tính toán mới có: n′ = Itt = 1, 14 (m3/s) 73,86 v/ph, Q = 11 40 (l/s)ηT = 0,895 =>điểm A(73,86 ;11 40) Điểm tínhtoánthoảmãn điềukiện: SV:Nguyễn Nguyên Cương 1 Thiết kế Trạm Thủy điện Nậm Mô Đồ án tốt nghiệp  Q1' Mtt − Q1' M  '  Q1Mtt - Ngành KTTĐ & NLTT  1, 14 − 1, 135   10 0% =   10 0% = 0, 44%  1, 14   < 5%... min STT Hx 1 2 3 4 5 6 7 50 52 54 55,4 56 58 60 Qx 13 3,2366 13 5,8752 13 8,4635 14 0,2469 14 1,0044 14 3,5002 14 5,9534 Zhlx Ztlx 15 4,5324 204,5324 15 4,5588 206,5588 15 4,5846 208,5846 15 4,6025 210 ,0025 15 4, 61 210 , 61 154,635 212 ,635 15 4,6595 214 ,6595 Với MNC = 210 (m) Từ bảng tính toán trên ứng với Ztlx = 210 (m) ta có Qtđmax(MNC) = 15 0,74 (m3/s) ⇒ Zhl (Qtđ max(MNC)) =15 4,60 (m) Vậy Hmin = 210 – 15 4,60= 55,40... tính toán Htt = 64 (m) < 15 0 (m) thì ηTmax được tính như sau: ηTmax = 1 – (1 – ηMmax) 5 D1M D1T Trong đó: D1M, D1T: Đường kính của bánh xe công tác của turbin mẫu và turbin thực D1M = 0,46m, D1tt = 2,8 m Thay số ta được ηTmax = 1 – (1 - 0,9) = 0,93 5 ∆n 1 =69.( 0, 46 2,8 ) = 1, 14v/p) 0,93 1 0,9 n’1tt = 69 + 1, 14 = 70 ,14 (v/p) SV:Nguyễn Nguyên Cương 1 Thiết kế Trạm Thủy điện Nậm Mô Đồ án tốt nghiệp Ngành... đồng) SV:Nguyễn Nguyên Cương 1 PA1 11 ,634 PA2 15 ,678 Thiết kế Trạm Thủy điện Nậm Mô Đồ án tốt nghiệp Giá thành máy phát Kmf(tỷ đồng) Khối lượng Bêtông Wbt (m3) Giá thành bê tông Kbt (tỷ đồng) Tổng Vốn Đầu Tư K (tỷ đồng) SV:Nguyễn Nguyên Cương 1 Ngành KTTĐ & NLTT 46 20235,54 20,235 77,869 45,6 18 603,5 18 .603 79,8 81 Thiết kế Trạm Thủy điện Nậm Mô Đồ án tốt nghiệp Ngành KTTĐ & NLTT 1. 6 Phân tích chọn phương... hợp chính ta tìm được: Q 1 = Q’1M = 11 35 (l/s) = 1, 135 (m3/s),ηtb= ηM = 89,6% Htt là cột nước tính toán của trạm thuỷ điện Htt = 64 (m) Thay số vào công thức ta được: D1 = =2,86(m) 3 41, 837 *10 9. 81* 0.896 *1, 135*64 64 Chọn đường kính tiêu chuẩn theo bảng (5-5) giáo trình turbin thuỷ lực được D1tc =2,8(m) SV:Nguyễn Nguyên Cương 1 Thiết kế Trạm Thủy điện Nậm Mô Đồ án tốt nghiệp Ngành KTTĐ & NLTT Xác định... 2.7-5 Bảng 2.7: Tổng hợp kết quả tính toán SV:Nguyễn Nguyên Cương 1 Thiết kế Trạm Thủy điện Nậm Mô Đồ án tốt nghiệp Ngành KTTĐ & NLTT Thông số Đơn vị Giá trị MNDBT m 234 VMNDBT m3 263 .10 6 MNC m 210 VMNC m3 94,37 .10 6 Vhi m3 16 8,63 .10 6 hct m 24 Nbđ MW 20,38 Nlm MW 82 h(Nlm) h 3698 Htt m 64 Hbq m 69,36 Hmax m 80,63 Hmin m 55,4 SV:Nguyễn Nguyên Cương 1 Thiết kế Trạm Thủy điện Nậm Mô Đồ án tốt nghiệp Ngành... bộ lấy bằng 1, 5 T/m3 * T : Tuổi thọ công trình, sơ bộ chọn công trình cấp I, lấy T = 10 0 năm SV:Nguyễn Nguyên Cương 1 Thiết kế Trạm Thủy điện Nậm Mô Đồ án tốt nghiệp * Ngành KTTĐ & NLTT : Lượng nước trung bình nhiều năm W0 W0 = Q0 365.24.3600 = 63,88.365.24.3600 = 2 014 ,5 .10 Vậy: Wbcll= → → K ρ W 0 T γ = 6 (m) 6 0,8.0,386.2 014 ,5 .10 10 0 = 41, 47 .10 6 3 1, 5 .10 (m3) Wbcdđ = Wbcll x 0,2 = 8,294 10 6 (m3) Wbc... MVA, cosϕ = 0,8 khi Sđm< 12 5 MVA Căn cứ vào số vòng quay đồng bộ (n) và công suất thiết kế (Nmf hoặc Smf) để chọn máy phát cho tất cả phương án.Với Nlm = 82 MW ta có: Phương án Nmf .10 3 (KW) SV:Nguyễn Nguyên Cương 1 Smf .10 3 (KVA) n (v/f) Thiết kế Trạm Thủy điện Nậm Mô Đồ án tốt nghiệp Ngành KTTĐ & NLTT 2 tổ máy 41 51, 25 214 ,3 3 tổ máy 27,3 34 ,12 5 272,6 Tra tài liệu chọn thiết bị điện ta không tìm được... ) Tra bảng 8 -1 trang 13 1 Giáo trìnhTuabin thủy lực, ta chọn được tuabin tâm trục PO75/702 cho 2 phương án Z 2 3 Ntb (Mw) 41, 837 27,89 Ntm (Mw) 41 27,33 SV:Nguyễn Nguyên Cương 1 Thiết kế Trạm Thủy điện Nậm Mô Đồ án tốt nghiệp Ngành KTTĐ & NLTT 1. 4 Tính toán thông số tuabin cho các phương án chọn: 1. 4 .1 Phương án 2 tổ máy Xác định đường kính bánh xe công tác (D1) Với loại tua bin PO170/741ta có đường... trước cửa lấy nước VCLN = ( 1 ÷ 1, 2) (m/s) chọn VCLN = 1 m/s Sơ bộ chọn số tổ máy của trạm thủy điện là Z = 2 tổ, khi đó: Qt = QTDmax QTDmax = Z 2 QTDmax = (1, 6 ÷ 2).Q0 = 2.Q0 => Qt = = 2.63,88 = 12 7,76 (m3/s) QTDmax 12 7,76 = = 63,88 2 2 SV:Nguyễn Nguyên Cương 1 (m3/s) Thiết kế Trạm Thủy điện Nậm Mô Đồ án tốt nghiệp Ngành KTTĐ & NLTT Vậy =9,02 m D= 4* Qt 4*63,88 = πV 3 ,14 *1 Độ sâu công tác theo điều . 8,533 226, 71 170 0,508 3,2 31 235 9,6 21 272,066 17 5 0,6 91 6, 217 240 10 ,929 323,407 18 0 0,993 10 ,404 245 12 ,258 3 81, 343 18 5 1, 463 16 ,504 250 13 ,582 445, 913 19 0 2,099 25,3 61 255 15 ,243 517 ,937 19 5 2,75. tài Thiết kế trạm thuỷ điện NẬM MÔ 1 SV:Nguyễn Nguyên Cương Thiết kế Trạm Thủy điện Nậm Mô 1 Đồ án tốt nghiệp Ngành KTTĐ & NLTT PHẦN 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH 1. 1. Vị trí địa lý: Thủy điện. m3/s) 0 40 80 12 0 16 0 200 Zhl (m ) 15 0 ,1 153,5 15 4 15 4,4 15 4,8 15 5 ,1 Q ( m3/s) 240 500 12 05 15 65 2679 4203 Zhl (m ) 15 5,4 15 6,8 15 9,4 16 0,4 16 3 16 5,8 PHẦN II: TÍNH TOÁN THỦY NĂNG CHƯƠNG 1 : NHỮNG