ĐỒ ÁN MÔN HỌC THỦY ĐIỆN

Số liệu cho: Bảng lưu lượng bình quân tháng của 3 năm điển hình.. - Xác định các thông số: hct, Nbd, NLM, Enn, hNlm, Hmax, Hmin, Hbq, Htt.- MNDBT có ảnh hưởng quyết định đến dung tích hồ

ĐỒ ÁN MÔN HỌC THỦY ĐIỆN PHẦN I: TÍNH TOÁN THỦY NĂNG

Sinh viên:

Lớp:

Đề số:

A Số liệu cho:

Bảng lưu lượng bình quân tháng của 3 năm điển hình

Thán

TBnăm

+ Tuổi thọ công trình T= 100 năm

3 Tài liệu địa hình:

- Xác định các thông số: hct, Nbd, NLM, Enn, hNlm, Hmax, Hmin, Hbq, Htt.

- MNDBT có ảnh hưởng quyết định đến dung tích hồ chứa, cột nước, lưu lượng,

công suất đảm bảo và điện lượng hàng năm của trạm thủy điện Về mặt công trình

nó quyết định chiều cao của đập, kích thước các công trình xả lũ Về mặt dân sinh

kinh tế : do ngập lụt long hồ nó ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống kinh tế, văn hóa,

xã hội, lich sử của khu vực long hồ Vì vậy việc chọn MNDBT phải được tiến

hành thận trọng, so sánh, lựa chọn phương án có lợi nhất

MNDBT = 551 m

2 Xác định hct:

- Mỗi loại Tuabin chỉ thích hợp với một giao động cột nước nhất định

70) 65 61 60 72 92

Ta có:

Qmin= Q

tb mk

1.50,58 = 16,86 (m)

b) Xác định hct theo điều kiện bồi lắng:

Ta có công thức:

h

bl ct

= MNDBT – MNC+ Xác định MNC:

MNC= Zbl + d1 +d2 + DTrong đó:

D: đường kính cửa vào CLN (giả thiết tròn)

D d

d

hct

1

2 bc

Hình 1: Các kích thước cơ bảnCao trình bùn cát được xác định theo thể tích bùn cát

Dung tích bùn cát bồi lắng được xác định theo công thức:

Wbl=

γ

T.f.V

=

)(10.14,8710

.5,1

10010.811923,07,

+ T : tuổi công trình (lấy T = 100 năm)

+ γbc: trọng lượng riêng của bùn cát γbc = 1,5 T/m3 =1,5.103 (Kg/m3)

50%

n

_ 0

D =

cv

đ/ômax max

πV 4Q

max

= (2÷5)

TĐ mk

Q , chọn Q

TĐ

max

= 4

TĐ mk

Q

Với

TĐ mk

Q =

6 k

hi k

n 1

mk(90%) tn

2.62.10t

Vt

Q

×+

∑

tk : số tháng mùa kiệt

h =551 – 16,86 = 534,14 (m)

tk : số tháng của mùa kiệt : tk =7 tháng

Theo bảng đặc trưng của hồ chứa ta có:

10.47,727

×

= 123,24 (m3/s) =

đ/ômax max

Vậy :

bl ct

h = 551 – 534,83= 16,17(m)

Từ hai điều kiện trên ta chọn

cp ct

h

ct

h,

bl ct

h trong khoảng: 0 ÷

cp ct

hi

n

1 i

tn i dt

.2,62.10t

Vn

Q: là lưu lượng các tháng trong mùa kiệt năm kiệt thiết kế

HL TL

mk td n

mk K Q H

(Kn = 8)+ Theo đó ta lập được bảng tính sau, với:

Bảng tính hct

mk tb

46,72

42,697

121,1

Lập biểu đồ quan hệ Emk ~ hct ,từ quan hệ ta tìm được hct ứng với

max mk

E

Từ những kết quả thu được qua tính toán 3 điều kiện lưạ chọn độ sâu công

đảm bảo được đúng yêu cầu thiết kế, khả năng phát điện của nguồn nước theođiều kiện ràng buộc của Tuabin

⇒ Vhi = Vtp – Vc = 1056,8.106 – 346,72.106 = 710,08.106 (m3)

II Tính toán thuỷ năng cho 3 năm điển hình:

- Tính toán điều tiết ta tính cho 3 năm điển hình tương ứng với tần suất 10% ,50%, 90%

- Các thông số cơ bản cuả trạm thuỷ điện:

=2,62.106 s

- Thời đoạn tính toán ∆t = 1 tháng

- Giả thiết lưu lượng thủy điện (do điều tiết)

- Các bước tính toán như sau:

(1) Số thứ tự : (STT)

(2) Thứ tự tháng săp xếp theo năm thuỷ văn

+ Mùa lũ (trữ):

+ Giả thiết số tháng trữ: n

Vn

Q

hi

n

1 i

i tn

Q

hi

m

1 i

i tn

∆+

(13)Lưu lượng bốc hơi: Δt

.hF

_ i tđ pđ

_

QQQ

(16) Tra quan hệ

hl hl

_

Z Z

_

Q.H.K

N=

(chọn Kn = 8 )

_ _

×

=N E

Bảng tính Q điều tiết ứng với mực nước dâng bình thường năm có p =5%

Mùa lũ từ tháng 1 đến tháng 5 - Mùa kiệt từ tháng 6 đến tháng 12

Bảng tính Q điều tiết ứng với mực nước dâng bình thường năm có p = 50%

Mùa lũ từ tháng 1 đến tháng 5 - Mùa kiệt từ tháng 6 đến tháng 12

Bảng tính Q điều tiết ứng với mực nước dâng bình thường năm có p = 95%

Mùa lũ từ tháng 1 đến tháng 5 - Mùa kiệt từ tháng 6 đến tháng 12

III Xác định công suất bảo đảm của nhà máy:

Công suất đảm bảo là công suất bình quân thời đoạn tính toán theo khả năng củadòng nước ứng với tần suất thiết kế Công suất bảo đảm quyết định khả năng tham giacân bằng công suất của Trạm Thủy Điện

năng 3 năm điển hình ở mục trên

36 tháng của 3 năm điển hình

bình (Ni ~ P)

Pi = n 1

m

+

Trong đó : n : dung lượng mẫu ( là số tháng tính toán : n= 36 )

m : số thứ tự của mẫu sau khi đã sắp xếp

Ki = tb

i

NN , với Ntb =

84,89736

N

36

1 i

IV Xác định công suất lắp máy cuả trạm thuỷ điện (N lm ):

Công suất lắp máy là tổng công suất đinh mức các tổ máy trong TTĐ Hay nó chính

là công suất tối đa mà trạm có thể phát huy trên cơ sở sử dụng toàn bộ số tổ máy củaTTĐ Công suất lắp máy của trạm thủy điện dựa vào nhiều yếu tố: biểu đồ phụ tải, cáctiêu chí về lợi dụng tổng hợp nguồn nước, các chỉ tiêu kinh tế: NPV, IRR… Từ đó đểchọn ra phương án tối ưu Nhưng ở đây không có biểu đồ phụ tải, không có yêu cầu về

V Xác định điện lượng bình quân nhiều năm E nn :

Điện lượng bình quân nhiều năm của TTĐ là giá trị điện lượng thu được trung bình

cuả trạm thuỷ điện và cũng dùng để tính toán kinh tế

Các cách xác định Enn:

+Theo tài liệu liệt năm thuỷ văn

+ Sử dụng 3 năm điển hình

+ Sử dụng năm trung bình nước

+ Sử dụng đường tần suất công suất

- Chọn phương pháp sử dụng 3 năm điển hình :

cho các năm thuỷ văn điển hình P% ( đã tính ở trên )

- Theo tài liệu mà đề bài đã cho, có thể xác định điện lượng bình quân nhiều nămbằng điện lượng bình quân của ba năm điển hình, công thức như sau:

( n )

95%

n 50%

n 5%

nn

_

E E

E 3

1

- Ta tiến hành xác định các điện lượng bình quân năm (P90%, P50%, P10%) theonguyên tắc sau: Nếu tháng nào có công suất Ni< Nlm thì lấy ngay điện lượng Ei đã tính ở

với công suất lắp máy

Thán g

VI Xác định số giờ lợi dụng công suất lắp máy:

Số giờ lợi dụng công suất lắp máy đước xác định theo công thức sau:

4246,7(h)175000

743,18.10N

Eh

6

lm nn _

VII Xác định các cột nước đặc trưng:

1 Xác định cột nước Hmax:

- Cột nước lớn nhất của TTĐ trong điều kiện làm việc bình thường:

1207,8

36,36).1044,63

(48,36N

.HNH

3

i

i i _

=+

+

++

Htt = 39 (m)

4 Xác định cột nước Hmin:

- Cột nước nhỏ nhất là cột nước mà tại đó mực nước ở trong hồ ứng với mực nướcchết MNC = 534,83 (m), đồng thời mực nước ở hạ lưu ứng với mực nước có lưu lượngphát điện lớn nhất

- Vậy ta có: Hmin = MNC - ZHLmax ; do vậy ta xác định ZHLmax = f(QPĐmax)

thiết một số các giá trị Hx giảm dần từ Htt (Hxmax = Htt = 39 (m )

+ Có các giá trị Hx ta tiến hành xác định các giá trị Qx theo công thức:

tt

x max x

H

HQ

560,939

8

175000K.H

NQ

chuỗi các giá trị ZTLxi ta sẽ tìm được giá trị ZTLxi = MNC = 88,38 (m) Khi đó ở hạ lưu sẽ

Ta có bảng tính toán như sau:

3 33 515,953 502,58 535,58

42

502,46

532,46

516,74

Như vậy sau khi tính toán phần Thủy năng ta xác định được các thông số sau:

PHẦN II: LỰA CHỌN THIẾT BỊ VÀ XÁC ĐỊNH CÁC KÍCH THƯỚC

CHỦ YẾU CỦA THIẾT BỊ

175Z.η

Dựa vào số liệu tính toán thuỷ năng ở trên ta thấy chênh lệch cột nước thượng hạ

Dựa vào tài liệu thủy năng đã tính toán với (Hmax ÷ Hmin) = (50,45÷

32,28) Trahình 8.1/133 và căn cứ vào bảng (8-2)/131 giáo trình tuabin thuỷ lực được các thông sốsau:

D

b

= 0,35

- Số vòng quay quy dẫn lợi nhất: n’Iln = 108 (v/ph)

- Số vòng quay quy dẫn tính toán: n’Itt = 120 (v/ph)

- Lưu lượng quy dẫn lợi nhất: Q’I = 820 (l/s)

n

và đường 95% Trong đó :

' Itt

n

là số vòng quay qui dẫn tính toán của Tua bin mẫu

' Itt

n

=

' I0

n+ Δn

n

=108 vòng/phút

= (2÷5) vòng /phút , ta lấy Δn=2

=>

' Itt

n

=

' I0

Q

⇒

(A)= 900 (l/s) (hình 10.10– trang 204 )

D1 =

tt tt I T

T

H H Q 9,81.η

10.05,

- Có D1 ta tính lại QI ‘ :

/s)1,338(m39

3940,99,81

46,05.10H

H.D9,81.η

N

2 3

tt tt

2 1 T

T '

⇒

c Xác định số vòng quay của Tuabin (n)

Số vòng quay của Tuabin tính theo công thức:

là số vòng quy dẫn tính toán của tuabin

Δn

Mmax

Tmax '

5 lT

lM Mmax

Tmax

D

D)η(11

n = 110vòng/phút

' Itt

n

Q′

= 1400 (l/s) của tuabin CQ50/642 tra trên đường

Δn ' I

= 1,79 (v/ph)

108 1,79 n

Δn

I0

' I

= 176,9 (v/ph)

quay đồng bộ của tuabin

n.D n

tt

1 '

1

106,77 (v/ph)

tt tt

2 1

T Itt

H H9,81.η,8

N

=9,81.0,9.4 .39. 39

10.05,46

2 3

4 166,7 H

n.D n

h) 116,73(v/p 32,63

4 166,7 H

n.D n

max

1 '

1H

min

1 '

lưu.Đối với Tuabin tâm trục điểm khí thực là điểm thấp nhất nằm trên cánh hướng nước.Chiều cao hút của Tuabin tâm trục xác định như sau:

033 , 0 2 , 0 ( 900

55 , 500

= 0,35

Cao trình lắp máy là măt phẳng đi qua trung tâm cánh hướng nước

2

bHZ

s hlmin

Trong đó:

với loại Tuabin CQ50/642:

35,0

=501,6 (m)

f Số vòng quay lồng của Tuabin:

Số vòng quay lồng là số vòng quay đột biến lớn nhất của Tuabin khi cắt phụ tải toàn bộ mà bộ phận hướng nước không thể đóng vì một lý do nào đó

Tra bảng 8.2 – GT Tuabin, ứng với kiểu BXCT CQ50/642 ta được số vòng quay

lồng quy dẫn khi mất liên hệ liên hợp:

50275D

Hnn

1 max

'

=

= 486,14 (v/ph)

4 Chọn và tính toán kích thước buồng xoắn:

a Chọn loại buồng xoắn và kích thước mặt cắt của vào:

ϕ

= 345o.Hình thức mặt cắt của vào: hình tròn

b Xác định kích thước hình bao ngoài buồng xoắn theo nguyên lý momen vân tốc không đổi: (

constk

Cột 1: thứ tự

Cột 2: Các giá trị góc bao (

o o

, trong đó:

) 2ρ (R R ρ

R

C

v a a v

a

max +

− +

;Với

o max = 345

;

Qttϕmax

Với

394

1,338H

DQ

tt

2 1

' Itt

=133,69 (m3/s)128,12

360

345 133,69

, với kx : hệ số kinh nghiệm (= 0,8

1 , 1

÷

), chọn kx=1,16,86

391,1

⇒

(m/s)18,686,86

128,12V

15 ,

=

⇒R a

(m)Thay số ta được:

606,192,44)

2(3,0753,075

2,443,075

345

×+

×

−+

=

(0/m)

.2.Raϕi

.2.RC

Kết quả tính toán được thể hiện ở bảng sau:

Từ bảng tính toán trên ta vẽ được hình bao buồng xoắn kim loại như sau:

=0

=345o max



1,352

5

0,1070,782

Kích thước cơ bản ống hút cong dùng cho Tuabin tâm trục, đơn vị - m

Kích thước cơ bản của khuỷu cong, đơn vị - m

(tính theo D1 = 4 m)Kiểu

ta sẽ tra ra được loại máy phát.

.ηN

43,75MW4

175Z

NN

166,7v/p

n

mf tb

lm tt

+ Số đôi cực: p = 36

7 Chọn thiết bị nâng cẩu:

Khái niệm: Cầu trục là thiết bị để nâng cầu các thiết bị trong NMTD trong công trình xây dựng cũng như vận hành

Ta có:

Groto + trục = Gp = 210 (T)G

(T) 254 50,45

4 2,88 H

.D k

1 1 TT

canhquay

Trong đó k1, a1, b1, phụ thuộc vào cột nước Tra giáo trình tuabin thủy lực trang