Thiết kế trạm thủy điện huội muồng PA1

Đồ án tốt nghiệp 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 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 quốc gia Ở nước ta, điện đóng vai trò quan trọng nghiệp phát triển kinh tế đất nước.Để đáp ứng phát triển kinh tế đất nước yêu cầu điện đòi hỏi ngày nhiều Nước ta thường xuyên thiếu điện so với nhu cầu phát triển sản xuất nhu cầu nâng cao chất lượng đời sống xã hội Nhiều năm qua thiếu điện góp phần làm chậm tốc độ sản xuất , tác động tiêu cực đến môi trường đầu tư làm ảnh hưởng đến tốc độ tăng trưởng chung kinh tế Thiếu điện khiến sống phận dân cư gặp khó khăn làm giảm khả thỏa mãn nhu cầu nâng cao chất đời sống toàn xã hội Có thể nói thiếu điện vấn đề lớn mà việt nam phải đối mặt tiến trình phát triển quốc gia công nghiệptheo hướng đại Chính tầm quan trọng tiềm thủy điện lớn nên đòi hỏi người kỹ sư thiết kết thi công phải năm vững kiến thức thủy điện Để củng cố hệ thống lại kiến thức thủy điện, đồng ý nhà trường hội đồng thi tốt nghiệp khoa lượng em giao đề tài " Thiết Kế Trạm Thủy Điện Huội Muồng PA1 " công trình nằm địa bàn huyện Quế Phong tỉnh Nghệ An - -SV:Trần Văn Dũng PA1 Thiết Kế Trạm TĐ Huội Muồng Đồ án tốt nghiệp Ngành KTTĐ & NLTT MỤC LỤC - -SV:Trần Văn Dũng PA1 Thiết Kế Trạm TĐ Huội Muồng Đồ án tốt nghiệp Ngành KTTĐ & NLTT PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Vị trí địa lý: Thủy điện Huội Muồng PA1 nằm sông Chu, thuộc Bản Huổi Muồng trung tâm xã Đồng Văn, huyện biên giới Quế Phong, Nghệ An Vị trí tuyến công trình có toạ độ 19°48’50” Vĩ độ Bắc, 105°03’50” Kinh độ Đông, nằm phía thượng lưu khoảng 14 km so với tọa độ trạm thủy văn Mường Hinh 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 5345 210 960 27,1 1.2 Đặc điểm khí tượng thuỷ văn: 1.2.1 Nhiệt độ: Đặc trưng nhiệt độ không khí trạm Quế Phong ( t0c) Tháng 10 11 12 Năm TBình 17, 17, 20, 24 26, 28, 28, 27, 26, 24, 21, 18, 23,4 Max 33, 34, 37, 39, 41, 41, 39, 39 37, 35, 34, 34, 41,5 Min 2,6 5,7 6,9 12, 16, 19, 21, 21, 17, 12, 8,1 3,4 2,6 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 Hinh, trình bày bảng sau : P(%) Xp(mm 0,1 241, 0,2 226, 0,5 206, 191, 166, 154, 10 138, ) Số ngày mưa năm thống kê trạm khí tượng đại biểu Mường Hinh trình bày - -SV:Trần Văn Dũng PA1 Thiết Kế Trạm TĐ Huội Muồng Đồ án tốt nghiệp - -SV:Trần Văn Dũng PA1 Ngành KTTĐ & NLTT Thiết Kế Trạm TĐ Huội Muồng Đồ án tốt nghiệp Ngành KTTĐ & NLTT bảng sau: Tháng N(ngày) 1 2 4 13 13 13 16 12 10 11 12 Tổng 97 1.2.3 Tổn thất bốc hồ chứa Huội Muồng PA2(mm) Thán g ∆ Z 25, 21, 23, 28, 1.2.4 Chế độ dòng chảy: 10 11 Tổn g 403 40, 42, 43, 34, 33, 38, 33, - Tài liệu bùn cát: + Hàm lượng bùn cát nước + Hàm lượng riêng bùn cát γ bc ρ bc = 386,1 g/m3 = 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 1.3.2 Vật liệu cát, sỏi: Vật liệu cát sỏi phạm vi khu vực dự án lân cận khan 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:Trần Văn Dũng PA1 Thiết Kế Trạm TĐ Huội Muồng Đồ án tốt nghiệp Ngành KTTĐ & NLTT CHƯƠNG 2: CÁC QUAN HỆ 2.1 Quanhệlònghồ (Z ~ F ~ W): Z(m) F (km2) 152 155 160 165 170 175 180 185 190 195 200 205 210 0,000 0,002 0,03 0,1 0,3 0,71 1,28 2,06 2,91 3,99 5,18 6,39 7,86 V ( triệu m3) 0,000 0,06 0,35 1,29 3,74 8,63 16,9 Z(m) F (km2) 215 220 225 230 235 240 245 250 10,03 12,27 14,46 16,78 19,09 21,29 23,79 26,17 V ( triệu m3) 178,36 234 300,79 378,83 468,44 569,35 681,99 806,83 29,26 46,43 69,28 98,15 133,73 2.2 Phânphốibốchơitrongtháng: Tháng DZ (mm) 21, 23, 28, 40, 42, 43, 34, 33, 10 38, 11 12 25,6 9 36,8 33,8 2.4 Quan hệ lưu lượng với mực nước hạ lưu (Q~Zhl): Q ( m3/s) Zhl (m ) Q ( m3/s) Zhl (m ) 162 868,7 168 7,3 163 1310,8 169 46,5 164 1871,2 170 136,9 165 2561,6 171 294,6 166 3388,4 172 534,4 167 4374,5 173 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) - -SV:Trần Văn Dũng PA1 Thiết Kế Trạm TĐ Huội Muồng Đồ án tốt nghiệp Ngành KTTĐ & NLTT 1.2 Chọn mức bảo đảm tính toán: 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 Huội Muồng P1: Kinh nghiệm cho thấy, nếu: - NMTĐ lớn có công suất Nlm> 50 Mw, thường chọn Ptt = (85÷ 95)% - 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 Ngoài sử dụng số tiêu khác để tính cho TTĐ có nhiệm vụ lợi dụng tổng hợp Đối với TTĐ Huội Muồng PA2 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 Huội Muồng PA2 có công suất dự kiến > 50 MW thuộc công trình cấp I chọn tần suất thiết kế PTK = 90% - -SV:Trần Văn Dũng PA1 Thiết Kế Trạm TĐ Huội Muồng Đồ án tốt nghiệp Ngành KTTĐ & NLTT CHƯƠNG :TÍNH TOÁN THỦY NĂNG VÀ LỰA CHỌN CÁC PHƯƠNG ÁN TTĐHUỘI MUỒNG PA1 CHƯƠNG 2:TÍNH TOÁN THỦY NĂNG VÀ LỰA CHỌN CÁC PHƯƠNG ÁN TTĐ HUỘI MUỒNG PA1 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 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 Q = tb mk Mùa kiệt: từ tháng XI đến tháng V ∑Q i i =1 Với: + Đường tần suất lưu lường trung bình mùa lũ Q = tb ml Mùa lũ: từ tháng VI đến tháng X Với: ∑Q i =1 i 12 Q = tb n + Đường tần suất lưu lường trung bình năm Với: ∑Q i =1 i 12 Từ đường tần suất lưu lượng ta xác định được: P% Qtbn Qtbmk Qtbml - -SV:Trần Văn Dũng PA1 10 130 130,88 267,26 50 88,89 50,875 163,48 90 64,64 33,89 111,87 Thiết Kế Trạm TĐ Huội Muồng Đồ án tốt nghiệp Ngành KTTĐ & NLTT Năm kiệt thiết kế : Dựa vào đường tần suất ta tìm P = PTK = 90% 90% ⇒ Qmk = 33.89 (m3/s) ⇒ Qn90% = 64,64( m3/s) Dựa vào bảng số liệu thủy văn ta chọn năm kiệt điển hình năm 1986-1987 dh 90% Qmk = 33,89m3 / s ≈ Qmk = 33,88m3 / s Qndh = 64, 64m3 / s = Qn90% = 64,8m3 / s Hệ số thu phóng: Q mk 85% dh Kmk = Q mk = 33.88 33.89 90% Qn = 0,99 90% x 12- Q mk x dh Kml = 64,8 x 12- 33,88 x 64,64 x 12- 33,89 x dh Q n x 12- Q mk x = = 1,00 Kết sau thu phóng : Năm trung bình nước: Dựa vào đường tần suất ta có: P = Ptk = 50% ⇒ Qn50% = 50% ⇒ Qmk = 50,875 m3/s 88.98 m3/s Dựa vào số liệu thủy văn ta chọn năm trung bình nước điển hình năm 1966-1967 : - -SV:Trần Văn Dũng PA1 Thiết Kế Trạm TĐ Huội Muồng Đồ án tốt nghiệp Ngành KTTĐ & NLTT dh 50% Qmk = 56,87 m3 / s ≈ Qmk = 50,875m3 / s Qndh = 84,91m3 / s = Qn50% = 88,98m3 / s Q mk 50% 50,875 56, 87 dh Hệ số thu phóng: Kmk = Q mk 50% = = 0,89 50% Q n x 12- Q mk x8 dh Kml = 88,98 x 12- 50.875 x 84,91 x 12- 56,87 x dh Q n x 12- Q mk x = = 1,1 Kết sau thu phóng : Năm nhiều nước : Dựa vào đường tần suất ta tìm : 10% P = Ptk =10% 10% ⇒ Qn ⇒ Q ml = 267,26 m3/s = 130 m3/s Dựa vào số liệu thủy văn ta chọn năm nhiều nước điển hình năm 1996-1997 : dh 10% Qmk = 279, 65m3 / s ≈ Qmk = 267, 26m3 / s Qndh = 130,88m3 / s = Qn10% = 130m3 / s Hệ số thu phóng : 10% K ml = 12Q n dh 10% − T ml * Q ml dh 12Q n − T ml ∗ Q ml = 1, 08 10% K ml = Q ml dh Q ml = 0,95 Kết sau thu phóng : 10 - -SV:Trần Văn Dũng PA1 Thiết Kế Trạm TĐ Huội Muồng Đồ án tốt nghiệp Ngành KTTĐ & NLTT ∇đôh = 166,4 – (8,0 + 1, 28 ) = 157,8 (m) c.Cao trình miệng ống hút (∇môh) ∇môh = ∇đôh + h5 = 157,8 + 5,19 = 163,0 (m) Trong đó: h5 - Chiều cao miệng ống hút, h5 = 5,37 (m) Kiểm tra điều kiện: ∇môh < (Zhlmin – 0,5 m) Với Zhlmin = 164,15 (m) d Cao trình móng nhà máy (∇m): ∇m = ∇đôh – δ δ : Chiều dày bê tông đáy nhà máy, phụ thuộc kết cấu nhà máy, vào địa chất nơi đặt cao trình Vì nhà máy xây dựng đá tốt chọn δ = 1,5(m) ∇m = 157,8 – 1,5 = 156,3 (m) e Cao trình sàn Turbine (∇stb) ∇stb = ∇lm + ρmax + δ Trong đó: ρmax -khoảng cách từ trung tâm cánh hướng nước tới trần BX tiết diện cửa vào, ρmax = 2,0 (m) δ: Chiều dày lớp bê tông bảo vệ buồng xoắn, δ = (1,2 ÷1,5) m Chọn = 1,5m ∇stb = 166,4 + 2,0 + 1,5 = 169,9 (m) f Cao trình lắp máy phát (∇lmf) ∇lmf cao trình đáy stato máy phát: ∇lmf = ∇stb + h1 + h2 Trong : + h1 chiều cao giếng turbin đảm bảo vận chuyển lắp đặt thiết bị thuận tiện cho người vận hành, chọn h1 = 2,5 (m) + h2 chiều cao bê tông làm bệ đỡ máy phát ta lấy h2 = 1,5 m Vậy : ∇lmf = 169,9 + 2,5 + 1,5 = 173,9 (m) 83 - -SV:Trần Văn Dũng PA1 Thiết Kế Trạm TĐ Huội Muồng Đồ án tốt nghiệp Ngành KTTĐ & NLTT g Cao trình sàn máy phát (∇smf) Máy phát đặt: giá chữ thập đặt nổi; phần lại đặt chìm ∇smf = ∇lmf + hst hst : chiều cao stato máy phát; hst = 1,75 (m) ∇smf = 173,9 + 1,75 = 175,7 (m) Ta thấy ∇smf = 175,7 (m) > Zhlmax = 174,0 (m) Như sàn nhà máy không bị ngập mực nước hạ lưu lớn 6.1.3 Kết cấu phần nước NMTĐ 6.1.3 Kết cấu phần nước nhà máy thuỷ điện Phần nước nhà máy thuỷ điện tính từ cao trình sàn nhà máy trở lên Với nhà máy thuỷ điện Huội Muồng PA1, để đảm bảo điều kiện khí hậu khắc nghiệt, em sử dụng kết cấu nhà máy thuỷ điện kiểu kín Nhà máy thuỷ điện kiểu kín có kết cấu tương tự nhà công nghiệp 6.1.3 Kích thước chủ yếu phần nước nhà máy thuỷ điện Huội Muồng PA2 Kích thước mặt NM a Chiều dài nhà máy (L): L = Z.Lđ + LSLR + ∆L1 + 2t Trong đó: Lđ: Chiều dài đoạn tổ máy, Lđ = 14,5 (m) Z: Số tổ máy, Z = (tổ) ∆L1: Đoạn kích thước tăng thêm tổ máy cuối để cầu trục thao tác tổ máy Chọn ∆L1 = 2,5m t : Chiều dày tường cột đầu hồi, lấy t = 0,5 (m) LSLR: Chiều dài gian lắp ráp 84 - -SV:Trần Văn Dũng PA1 Thiết Kế Trạm TĐ Huội Muồng Đồ án tốt nghiệp Ngành KTTĐ & NLTT Gian lắp ráp sửa chữa: + Cao trình sàn lắp ráp chọn lớn mựu nước hạ lưu lớn cao trình đặt MBA + Diện tích 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 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 Chiều dài sàn lắp ráp tính theo công thức kinh nghiệm: LSLR = (1,3÷1,5) Lđ = (1,3 ÷ 1,5).11,2 = (14,56 ÷ 16,80) (m) Đồng thời vào việc bố trí thiết bị sàn lắp ráp sữa chữa tổ máy Chọn LSLR = 16,0 m Vậy chiều dài nhà máy là: L = x 14,5 + 16,0 + x 0,5 + 2,5 = 48,5 (m) b.Chiều rộng nhà máy: Chiều rộng nhà máy phụ thuộc kích thước cầu trục, phương thức cẩu, việc bố trí thiết bị: máy phát, buồng xoắn, thiết bị bố trí sàn máy phát - Xác định chiều rộng nhà máy theo kích thước máy phát: B1 = Dh + b1 + b2 + 2t Trong đó: Dh: Đường kính hố máy phát, Dh = 8,0 (m) b1, b2: Khoảng cách lại sàn máy phát b = 2,5 (m) (hố máy phát cách tường hạ lưu nhà máy), b2 = 3,5 (m) (hố máy phát cách tường thượng lưu nhà máy) t: Chiều dày tường, cột thượng lưu, hạ lưu nhà máy, t = (m) B1 = 8,0 + 2,5 + 3,5 + x = 16,0 (m) 85 - -SV:Trần Văn Dũng PA1 Thiết Kế Trạm TĐ Huội Muồng Đồ án tốt nghiệp Ngành KTTĐ & NLTT - Xác định chiều rộng nhà máy theo kích thước cầu trục: B2 = Lk + 2δ + 2t Lk: Nhịp cầu trục: Lk = 14 (m) δ: Khoảng cách từ tim đường ray cầu trục đến tường nhà máy, δ = 0,5 (m) t: Chiều dày tường nhà máy, t = 0,3 (m) B2 = 14 + 0,5 + 0,3 = 15,6 (m) - Chiều rộng nhà máy xác định từ điều kiện B = max(B1; B2) = 16,0 (m) 2.Các cao trình chủ yếu phần nước NM a Cao trình sàn lắp ráp (∇SLR) Cao trình sàn lắp ráp chọn lớn mực nước hạ lưu lớn cao trình đặt MBA ∇SLR = ∇MBA = 175,7 (m) b Cao trình cầu trục (∇ct) Là cao trình đỉnh đường ray cầu trục Do sàn lắp ráp nằm cao hẳn so với cao trình sàn máy phát Cao trình cầu trục xác định theo công thức sau: ∇ct = ∇max + Lmax + l1 + l2 + l3 + δ3 Trong đó: ∇max : Cao trình cao vật cố định nằm đường cần cẩu ∇max = ∇SLR = 175,7 (m) l1: khoảng cách từ đỉnh vật cẩu tới móc buộc dây; chọn l1 = (m) l2: độ dài an toàn tính đến độ giãn dây; chọn l2 = 0,5 (m) l3: khoảng cách từ móc đến đỉnh đường ray; chọn l3 = 0,65 (m) δ3: khoảng cách an toàn từ đáy vật cẩu tới đỉnh vật cố định cao nhất; δ3 = 0,3 (m) Lmax: Chiều cao lớn vật cẩu 86 - -SV:Trần Văn Dũng PA1 Thiết Kế Trạm TĐ Huội Muồng Đồ án tốt nghiệp Ngành KTTĐ & NLTT Lmax = max{ LMF+trục , LBXCT + trục, HMBA} • LMF + trục xác định theo công thức: LMF + trục = c + h2 + a + hst + h1 + h3 + h0 Với c = 1,0 m - khoảng cách từ đáy giá chữ thập tới mặt bích h2 = 1,2 m - chiều cao giá chữ thập a = 0,5 m - khoảng cách từ đỉnh giá chữ thập tới đáy sàn lắp mắy phát hst = 1,75 m - chiều cao stato h1 = 0,6 m - chiều cao giá chữ thập h3 = 0,9 m - chiều cao ổ trục chặn h0 = 0,5 m - chiều cao chop máy phát ⇒ LMF + trục = 1,0 + 1,2 + 0,5 + 1,75 + 0,6 + 0,9 + 0,5 = 6,45 m • LBXCT + trục = ∇mf – ( a + c + h2) - ∇lm + b0/2 + h1’ + h2’ Với ∇lmf = 173,9 m – cao trình lắp máy phát ∇lm = 166,4 m – cao trình lắp máy b0 = 1,28 m - chiều cao cánh hướng nước h1’ + h2’ = 0,4 m – khoảng cách từ chân cánh hướng nước tới cửa vào ống hút ⇒ LBXCT + trục = 173,9 – (0,5 + 1,0 + 1,2) – 166,4 + 0,64 + 0,4 = 5,84 m • HMBA = 6,06 m Vậy Lmax = max(LMF+trục , LBXCT + trục, HMBA) = max(6,45; 5,84; 6,06) m = 6,45 (m) ⇒ ∇ct = 175,7 + 6,45 + + 0,5 + 0,65 + 0,3 = 184,6 (m) c Cao trình trần nhà máy (∇tnm) 87 - -SV:Trần Văn Dũng PA1 Thiết Kế Trạm TĐ Huội Muồng Đồ án tốt nghiệp Ngành KTTĐ & NLTT ∇tnm = ∇ct + Hctr + δat Trong đó: Hctr: Chiều cao cầu trục + xe con, Hctr = 4,8 (m) δat: khoảng cánh an toàn, chọn δat = 0,5 (m) ∇tnm = 184,6 + 4,8 + 0,5 = 189,9 (m) Cao trình đỉnh nhà máy (∇đnm) b ∇đnm = ∇tnm + Hmái = ∇đnm = 189,9 + = 191,9 (m) Trong đó: Hmái - Chiều cao mái nhà máy, Hmái = (m) 6.2 BỐ TRÍ THIẾT BỊ VÀ PHÒNG PHỤ TRONG NHÀ MÁY THUỶ ĐIỆN 6.2.1 Bố trí thiết bị nhà máy 6.2.1.1 Thiết bị động lực Thiết bị động lực bao gồm turbin thuỷ lực máy phát điện tổ hợp thành tổ máy trục đứng Turbin sử dụng nhà máy loại PO115/697 có trục nối trực tiếp với trục rotor máy phát Máy phát máy phát đồng ba pha 6.2.1.2 Các thiết bị khí nhà máy thuỷ điện Thiết bị khí TTĐ bao gồm loại cửa van: cửa van CLN, cửa van cửa ống hút thiết bị nâng phục vụ lắp ráp sửa chữa 6.2.1.3 Các hệ thống khác: Thiết bị điện Thiết bị điện TTĐ bao gồm: dây dẫn điện từ máy phát, máy biến áp chính, trạm phân phối điện, hệ thống điện tự dùng, hệ thống đo lường kiểm tra điều khiển, thiết bị điều khiển trung tâm a Máy biến áp 88 - -SV:Trần Văn Dũng PA1 Thiết Kế Trạm TĐ Huội Muồng Đồ án tốt nghiệp Ngành KTTĐ & NLTT Máy biến áp phải đặt cao trình với sàn lắp ráp để di chuyển MBA dễ dàng sử dụng cầu trục gian máy sửa chữa, đồng thời máy biến áp nên đặt gần gian máy Với TTĐ Huội Muồng PA1, kết cấu phần thượng lưu tiếp giáp với đập bê tông nên diện tích, em bố trí máy biến áp phía hạ lưu nhà máy (trên ống hút), nằm cao trình sàn nhà máy b Trạm phân phối điện cao Trạm phân phối điện cao có nhiệm vụ truyền tải toàn điện TTĐ lên hệ thống điện Quốc gia, bố trí trời, nằm bên bờ trái thuận tiện đường giao thông, cao trình cao mực nước hạ lưu lớn Điện áp cao của TTĐ Huội Muồng PA1 110kV nên diện tích chiều rộng trạm phân phối điện cao tham khảo bảng 1-4, 1-5 trang 262 giáo trình “Công trình trạm thủy điện” - ĐH Thủy Lợi được: diện tích 480(m 2) c Bộ phận phân phối điện máy phát Bộ phận phân phối điện máy phát hay gọi phận điện thấp từ máy phát điện đến máy biến áp tự dùng, bố trí phía thượng lưu nhà máy Hệ thống thiết bị phụ Hệ thống thiết bị phụ nhà máy chủ yếu để đảm bảo chế độ vận hành bình thường tổ máy, bao gồm: + Hệ thống điều chỉnh công suất tổ máy bao gồm: thiết bị dầu áp lực, tủ điều khiển, động máy tiếp lực, đường ống dẫn dầu áp lực 89 - -SV:Trần Văn Dũng PA1 Thiết Kế Trạm TĐ Huội Muồng Đồ án tốt nghiệp Ngành KTTĐ & NLTT + Hệ thống khí nén để điều khiển tổ máy hãm máy cắt tải, phục vụ cho thiết bị kiểm tra đo lường dùng để đẩy nước ống hút tổ máy làm việc chế độ chạy bù đồng + Hệ thống thoát nước tháo cạn nước sửa chữa kiểm tra tổ máy cần phải bơm cạn nước buồng xoắn ống hút + Hệ thống cung cấp nước kĩ thuật nhà máy chủ yếu để làm mát máy phát, ổ trục chặn turbin số trường hợp làm mát MBA, bôi trơn ổ trục turbin + Hệ thống thiết bị đo lường kiểm tra Hệ thống dầu Trong nhà máy thuỷ điện sử dụng hai loại dầu dầu bôi trơn dầu cách điện Tác dụng dầu bôi trơn bôi trơn ổ trục Mặt khác hấp thụ lượng nhiệt sinh ổ trục làm việc Tác dụng dầu cách điện cách điện dập tắt hồ quang máy cắt điện Tổng lượng dầu nhà máy (G) = Lượng dầu dùng cho thiết bị (G 1) + Lượng dầu dự trữ cố (G2) + Lượng dầu bổ sung (G3) + Lượng dầu dùng cho thiết bị (G 1) bao gồm lượng dầu đổ vào phận dùng dầu cộng thêm lượng dầu đường ống Lượng dầu thiết bị dùng cho tổ máy phụ thuộc vào công suất định mức kiểu turbin D1 H = K.Z.Ntb G : Trọng lượng dầu dùng cho thiết bị (kg) Trong đó: G K: Hệ số phụ thuộc vào hình dạng turbin, với turbin cánh quay thì: K = (0,9÷1,1) Chọn K = 1,0 90 - -SV:Trần Văn Dũng PA1 Thiết Kế Trạm TĐ Huội Muồng Đồ án tốt nghiệp Ngành KTTĐ & NLTT Z: Số tổ máy TTĐ, Z =2 Ntb: Công suất định mức Turbin Ntb = 55.103 (KW) D1: Đường kính BXCT, D1= 3,2 (m) H: Cột nước tính toán, H = Htt = 64 (m) G1 = 1,0 55 103 3, 64 = 24597 (kg) = 24,6 (tấn) + Lượng dầu dự trữ cố (G 2) 110% lượng dầu dùng cho thiết bị có nhu cầu dùng dầu nhiều Thiết bị dùng dầu nhiều nhà máy máy biến áp chính, lượng dầu dùng cho máy biên áp có trọng lượng 21,5 (xác định phần – lựa chọn thiết bị nhà máy thủy điện) G2 = 110% 21,5 = 23,65 (tấn) + Lượng dầu bổ sung cho hao hụt (G 3): bổ sung dầu hao hụt trình vận ÷ hành, Turbine tâm trục 10 15% tổng lượng dầu, với máy biến áp 5% tổng lượng dầu G3 = 15%.G + 5%G Tổng lượng dầu dùng nhà máy là: G = G1 + G2 + G3 = 24,6 + 23,65 + 0,15G + 0,05G = 60,3 (tấn) Bố trí phòng chứa dầu: Đối với TTĐ Huội Muồng PA1 kho xử lý dầu đặt nhà máy Kho xử lý dầu gồm: kho chứa, kho thiết bị xử lý, thiết bị tái sinh… Trong nhà máy có đặt thùng dầu trung gian để tháo dầu sửa chữa phận riêng lẻ thu hồi dầu rò rỉ Các ống hệ thống dầu đặt hành lang hệ thống dầu bố trí hạ lưu nhà máy chạy dọc nhà máy, ống nhánh đặt phạm vi tổ máy Hệ thống cung cấp nước kỹ thuật Nước dùng nhà máy thủy điện gồm: nước làm mát máy phát, làm mát dầu ổ chặn, làm mát thiết bị khí nén, máy biến áp 91 - -SV:Trần Văn Dũng PA1 Thiết Kế Trạm TĐ Huội Muồng Đồ án tốt nghiệp Ngành KTTĐ & NLTT Chọn hình thức cung cấp nước kỹ thuật cho TTĐ Huội Muồng PA1 bơm nước từ thượng lưu cung cấp cho thiết bị Hành lang cung cấp nước kỹ thuật bố trí tầng turbine Nước sau làm mát máy phát thiết bị khác theo đường ống xả xuống hạ lưu Hệ thống khí nén Hệ thống khí nén có nhiệm vụ cung cấp khí nén cho thiết bị như: thiết bị điều tốc, hệ thống phanh hãm tổ máy, dập tắt hồ quang cho thiết bị phân phối điện, phục vụ cho thiết bị đo lường Hệ thống khí nén bố trí tầng máy phát Hệ thống tháo nước Hệ thống tháo nước thực tháo nước làm mát thiết bị, tháo nước rò rỉ trình vận hành (tháo nước rò rỉ từ nắp turbin, nước rò rỉ thẩm thấu qua công trình thủy công ), tháo nước phần dẫn dòng tổ máy (đường dẫn nước, buồng xoắn, ống xả turbin) sửa chữa nước tháo xuống hạ lưu nhà máy Hình thức tháo nước TTĐ Huội Muồng PA1: Tháo nước tự chảy nước làm mát cao trình cao mực nước hạ lưu Tháo nước máy bơm thiết bị dùng nước cao trình thấp mực nước hạ lưu, tháo nước phần dẫn dòng tổ máy sửa chữa, bảo dưỡng tổ máy, tháo nước rò rỉ 7.Hệ thống đo lường nhà máy Hệ thống đo lường có mục đích đo đạc thông số thủy lực công trình thông số thể trạng thái vận hành thiết bị khí thủy lực công trình, phục vụ công tác vận hành sửa chữa Các thông số đo đạc cập nhật báo phòng điều khiển trung tâm nhà máy để kịp thời đưa biện pháp xử lý vận hành an toàn công trình V.2.2 Các phòng phụ nhà máy 92 - -SV:Trần Văn Dũng PA1 Thiết Kế Trạm TĐ Huội Muồng Đồ án tốt nghiệp Ngành KTTĐ & NLTT Ở nhà máy thuỷ điện, thiết bị phụ thiết bị đo lường bố trí phòng riêng, phòng bố trí nhà máy Theo chức chia phòng thành hai nhóm: Phòng đặt thiết bị điều khiển gọi phòng thao tác, phòng bố trí thiết bị để sửa chữa trạm vận hành thiết bị gọi phòng sản xuất Ngoài phòng bố trí phòng làm việc, phòng sử dụng công cộng, phòng phục vụ sinh hoạt, đời sống Các phòng quản lý vận hành nhà máy thuỷ điện bao gồm: - Các phòng có liên quan trực tiếp đến vận hành nhà máy gồm: Phòng điều khiển trung tâm, phòng điện, phòng trực ban điều độ, phòng thông tin liên lạc, phòng ắc quy, phòng nạp điện, phòng axít + Phòng điều khiển trung tâm: Toàn tín hiệu thiết bị đo lường kiểm tra nhà máy hệ thống dây cáp dẫn phòng điều khiển trung tâm Tại ta theo dõi tình hình làm việc trạm thuỷ điện đưa phương án xử lý bị cố Phòng điều khiển trung tâm bố trí tầng phía hạ lưu tổ máy + Phòng điện chiều: Để cung cấp điện thao tác thiết bị, thắp sáng cho nhà máy xảy cố… cần phải có hệ thống điện chiều gồm phòng Acquy, Axit, phòng nạp điện Hệ thống điện chiều bố trí phía phòng điều khiển trung tâm - Các phòng sản xuất gồm: Phòng kiểm tra sửa chữa, phòng hoá nghiệm dầu, phòng tái sinh dầu, phòng đặt máy bơm, phòng khí nén, trạm cung cấp nước kỹ thuật, kho dụng cụ - Phòng trực ban phận công nhân đường dây, công nhân phận máy thủy lực, công nhân phong hoả - Phòng hành gồm: Phòng giám đốc, phòng kỹ sư trưởng, phòng kỹ thuật, phòng hội họp, phòng phục vụ 93 - -SV:Trần Văn Dũng PA1 Thiết Kế Trạm TĐ Huội Muồng Đồ án tốt nghiệp 94 - -SV:Trần Văn Dũng PA1 Ngành KTTĐ & NLTT Thiết Kế Trạm TĐ Huội Muồng Đồ án tốt nghiệp Ngành KTTĐ & NLTT LỜI CẢM ƠN Sau 14 tuần làm đồ án tốt nghiệp, với nỗ lực phấn đấu thân hướng dẫn tận tình thầy giáo TS.Phan Trần Hồng Long, thầy cô giáo khoa Năng Lượng - trường Đại học Thủy Lợi, em hoàn thành đồ án tốt nghiệp mình, với đề tài: “Thiết kế trạm thuỷ điện Huội Muồng PA1” Thời gian làm đồ án tốt nghiệp khoảng thời gian áp lực căng thẳng Nhưng, nhờ mà em hệ thống lại kiến thức học tìm hiểu thêm nhiều vấn đề chưa biết,chưa nắm rõ trình học tập vừa qua Em học kỹ cần thiết người kỹ sư ngành kỹ thuật thuỷ điện lượng tái tạo, biết cách áp dụng lí thuyết vào thực tế Tuy nhiên kiến thức kinh nghiệm em hạn chế nên đồ án em tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận đóng góp thầy, cô giáo để đồ án tốt nghiệp em hoàn thiện Qua thời gian làm đồ án, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy TS.Phan Trần Hồng Long trực tiếp hướng dẫn em hoàn thành đồ án Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy, cô giáo trường Đại học Thủy Lợi toàn thể thầy cô khoa Năng Lượng thầy cô môn Thuỷ điện lượng tái tao tạo điều kiện giúp đỡ em suốt thời gian học tập làm đồ án Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày … tháng năm 2015 Sinh viên thực Trần Văn Dũng 95 - -SV:Trần Văn Dũng PA1 Thiết Kế Trạm TĐ Huội Muồng Đồ án tốt nghiệp Ngành KTTĐ & NLTT TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] - Quyết định số 2014/QĐ- BCN ngày 13/6/2007 Bộ công nghiệp [2] - Bộ môn Thiết bị thủy năng, Trường Đại học Thủy Lợi Giáo trình Tuabin thủy lực Nhà xuất Xây Dựng, Hà Nội 2004 [3] - Hoàng Văn Tần, Phạm Hồng Nhật, Trường Đại học Xây Dựng Hướng dẫn đồ án nhà máy thủy điện Nhà xuất Xây Dựng, Hà Nội 2004 [4] - PGS-TS Hồ Sỹ Dự, PGS-TS Nguyễn Duy Hạnh, TS Huỳnh Tấn Lượng, PGS TS Phan Kì Nam, Trường Đại học Thủy Lợi Công trình trạm thủy điện Nhà xuất Xây Dựng, Hà Nội 2003 [5] - Tiêu chuẩn tải trọng tác động, TCVN 2737 - 1995 [6] - Thiết kế đập bê tông bê tông cốt thép - Tiêu chuẩn thiết kế, 14TCN 56 - 88 [7] - Bộ môn Thủy lực, Trường Đại học Thủy Lợi Các bảng tính thủy lực Nhà xuất Xây Dựng, Hà Nội 2005 [8] - Bộ môn Thủy công, Trường Đại học Thủy Lợi Đồ án môn học thủy công Nhà xuất Xây Dựng, Hà Nội 2004 96 - -SV:Trần Văn Dũng PA1 Thiết Kế Trạm TĐ Huội Muồng Đồ án tốt nghiệp Ngành KTTĐ & NLTT PHỤ LỤC 97 - -SV:Trần Văn Dũng PA1 Thiết Kế Trạm TĐ Huội Muồng [...]... trình TuaBin ta được loại Tuabin PO115/697 (Tuabin tâm trục, trục đứng, cột nước lớn nhất Hmax= 115m; buồng xoắn kim loại) 26 - -SV:Trần Văn Dũng PA1 Thiết Kế Trạm TĐ Huội Muồng Đồ án tốt nghiệp 27 - -SV:Trần Văn Dũng PA1 Ngành KTTĐ & NLTT Thiết Kế Trạm TĐ Huội Muồng Đồ án tốt nghiệp Ngành KTTĐ & NLTT Hình 3.1- Đường ĐTTHC của Turbine PO115/697 3.2.1.1 Xác định đường kính bánh xe công tác (D1) Đường kính... tuabine; n = ntc = 187,5 (v/ph) Chọn máy phát: Tra tài liệu chọn thiết bị điện ta không tìm được kiểu máy phát phù hợp nên ta phải thiết kế máy phát cho trạm thuỷ điện Tính Di Công suất biểu kiến của máy phát: Smf = N mf Cosϕ 55 = 68,75( MVA) 0,8 = Công suất tính toán được điều chỉnh: 35 - -SV:Trần Văn Dũng PA1 Thiết Kế Trạm TĐ Huội Muồng Đồ án tốt nghiệp Ngành KTTĐ & NLTT × S0 = k.Smf =1.08 68,75... 2.6 Xác định công suất lắp máy (Nlm) 2.6.1 Khái niệm: Công suất lắp máy của trạm thủy điện là công suất lớn nhất mà trạm thủy điện có thể phát khi sử dụng toàn bộ số tổ máy có ở trạm thủy điện 2.6.2 Nguyên lý xác định Nlm: Công suất lắp máy khi chọn phụ thuộc vào công suất bảo đảm và nhiệm vụ cung cấp điện của TTĐ trong hệ thống điện 2.6.3 Xác định công suất lắp máy: Trong phạm vi đồ án này do thiếu tài... án phù hợp 20 - -SV:Trần Văn Dũng PA1 Thiết Kế Trạm TĐ Huội Muồng Đồ án tốt nghiệp Ngành KTTĐ & NLTT Theo kinh nghiệm thiết kế và vận hành các TTĐ trong hệ thống: thì số giờ làm việc của Nlm nằm trong khoảng: hNlm = E nn N lm = ( 3500 ÷ 4500 giờ) Từ bảng tính toán thủy năng 3 năm điển hình ta giả thiết các phương án Nlm, ứng với mỗi phương án Nlm ta sẽ xác định được điện năng trung bình nhiều năm E... mức độ tham gia vào cân bằng công suất điện lượng trong hệ thống điện 2.5.2 Các phương pháp tính Nbđ: + Phương pháp 1: Xác định Nbđ theo năm kiệt thiết kế + Phương pháp 2: Xác định Nbđ theo đường tần suất công suất trung bình mùa kiệt + Phương pháp 3: Xác định Nbđ theo đường tần suất công suất trung bình tháng 18 - -SV:Trần Văn Dũng PA1 Thiết Kế Trạm TĐ Huội Muồng Đồ án tốt nghiệp Ngành KTTĐ & NLTT... Thiết Kế Trạm TĐ Huội Muồng Đồ án tốt nghiệp Ngành KTTĐ & NLTT 51.8 249.8 52.5 246.5 2.7.3 Xác định cột nước trung bình Htb 165.20 165.15 51.8 51.9 Cột nước trung bình là cột nước xảy ra trong quá trình vận hành bình thường của trạm thủy điện = Hbq ∑ Ni*Hi ∑N 128689,32 = 67,5 1905,57 = m (Các giá trị Ni, Hi lấy từ bảng tính toán thủy năng 3 năm điển hình) Htt = 0,95 x Hbq = 64m Bảng 2.7: Tổng hợp kết... VMNC Vhi hct Nbđ Nlm Eo h(Nlm) Htt Hbq Hmax Hmin 24 - -SV:Trần Văn Dũng PA1 Đơn vị m m3 m m3 m3 m MW MW 106 kWh h m m m m Giá trị 245.0 681,99.106 217.0 200,82.106 481,37.106 28.0 29.3 110.0 425,90 3872 64 67.5 81.0 51.8 Thiết Kế Trạm TĐ Huội Muồng Đồ án tốt nghiệp Ngành KTTĐ & NLTT PHẦN III - LỰA CHỌN THIẾT BỊ CHO NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN 3.1 CHỌN SỐ TỔ MÁY 3.1.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến số tổ máy của TTĐ... qua nhà máy VCLN: Là vận tốc 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 = 1,8.Q0 14 - -SV:Trần Văn Dũng PA1 = 1,8 x 92.28 = 166.1 (m3/s) Thiết Kế Trạm TĐ Huội Muồng Đồ án tốt nghiệp Qt = => Ngành KTTĐ & NLTT QTDmax 166.1 = = 83.01 2 2 D= (m3/s) 4* Qt 4*83.1 = πV 3,14*1 Vậy =10,29... giá trị hct giả thiết + Cột(2): MNC tương ứng với hctgt, MNC= MNDBT- hctgt + Cột(3): Dung tích chết VC tra từ quan hệ Z~F~W + Cột(4): Dung tích hữu ích Vhi = VMNDBT - Vc + Cột (5): Lưu lượng trung bình thủy điện mùa kiệt + Cột(6): Dung tích trung bình Vtb = 0,5Vhi+ Vc + Cột(7): Mực nước thượng lưu trung bình , tra theo quan hệ Z~F~W 15 - -SV:Trần Văn Dũng PA1 Thiết Kế Trạm TĐ Huội Muồng Đồ án tốt nghiệp... máy nhiều Số tổ máy nhiều thì ảnh hưởng của sự cố tới hệ thống là nhỏ nhưng khả năng xảy ra sự cố nhiều 4 Vốn đầu tư vào thiết bị và xây dựng công trình Nếu chọn số tổ máy nhiều thì vốn đầu tư vào thiết bị và xây dựng công trình sẽ tăng 25 - -SV:Trần Văn Dũng PA1 Thiết Kế Trạm TĐ Huội Muồng Đồ án tốt nghiệp Ngành KTTĐ & NLTT 5 Về vận chuyển, lắp ráp Nếu chọn số tổ máy ít thì kích thước và trọng lượng ... Mường Hinh trình bày - -SV:Trần Văn Dũng PA1 Thiết Kế Trạm TĐ Huội Muồng Đồ án tốt nghiệp - -SV:Trần Văn Dũng PA1 Ngành KTTĐ & NLTT Thiết Kế Trạm TĐ Huội Muồng Đồ án tốt nghiệp Ngành KTTĐ & NLTT... xoắn kim loại) 26 - -SV:Trần Văn Dũng PA1 Thiết Kế Trạm TĐ Huội Muồng Đồ án tốt nghiệp 27 - -SV:Trần Văn Dũng PA1 Ngành KTTĐ & NLTT Thiết Kế Trạm TĐ Huội Muồng Đồ án tốt nghiệp Ngành KTTĐ & NLTT... 2012/BNNPTNT, công trình thuỷ điện Huội Muồng PA2 có công suất dự kiến > 50 MW thuộc công trình cấp I chọn tần suất thiết kế PTK = 90% - -SV:Trần Văn Dũng PA1 Thiết Kế Trạm TĐ Huội Muồng Đồ án tốt nghiệp