Bơm tuốc bin và trạm bơm tổng hợp nguyễn duy thiện

NGUYỄN DUY THIỆN N H À X U Ấ T BẨN XÂY D Ự N G HÀ N Ộ I - 1996 6X - 6X 7.5 717 - 94 X D -9 LÒI GIÓI THIỆU Bơm tuốc-bin thiết bị động lực dùng sức nưốc làm quay tuốc-bin gắn với bơm li tâm quay theo đẩy nước từ địa hình thấp lên địa hình cao đê lấy nước dùng cho tưới, sinh hoạt Khi xây dựng trạm bơm tuốc-bin tổng hợp dùng vào việc phát điện, xay xát trực tiếp phục vụ cho công nghiệp địa phương Một dùng đập, kềnh để dãn nước (dẫn nước kiểu trọng lực) mực nước sông thấp địa hình cần dùng nước, việc dùng kiểu bơm tuốc-bin biện pháp kinh tế Khi nguồn dầu khí có hạn, giá tăng, vận chuyên khó khăn vấn đề toàn cầu nay, việc phát triển ứng dụng bơm tuốc-bin dùng sức nước, nguồn lượng tái tạo không bao giò hết ) lại có ý nghĩa to lớn coi giải pháp thay đáng tin cậy đê giải vấn đề lượng cho nhiều quốc gia Ỏ nước ta, việc đưa thiết bị động lực vào địa hình miền núi, vùng đồi, vùng triều đ ể đẩy nước lên cao dùng cho tươi, sinh hoạt, công nghiệp địa phương v.v cho dân tộc vùng cao có tù vài thập kỷ Song, khó khăn vốn, nhận thức đưa tiến kỹ thuật vào phục vụ xây dựng kỉnh tế, văn hoá, quốc phòng miền núi (nhất vùng biên giới, hải đảo) mờ nhạt, nên loại hình hạn chế phát triển Trong điều kiện nay, cổ vốn, nhận thức vai trò miền núi, vùng triều cửa ngõ hành lang thông thương vói nước láng giềng việc củng cố địa bàn có ý nghĩa chiến lược đặc biệt quan trọng Đó khách quan phù hợp với chủ trương lón Nhà nước ta Mong loại hình công trĩnh phổ biến rộng rãi cho tỉnh miền núi, vùng đòijVÙng triều để hy vọng dược góp phần nhỏ vào xu th ế phát triên chung đất nước4 Quá trình biên soạn xuất không tránh khỏi thiếu sót định Rất mong đóng góp bạn đọc NHÀ XUẤT BẤN XÂY D ựN G Chương KẾT CẨU VÀ ĐẶC TRƯNG THỦY CỦA MÁY BOM TUÓC-BIN Lực 1-1 NG UYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA MẤY BÖM TUỐ C-BIN Bơm tuốc-bin bao gồm m ột tuốc-bin máy bơm Tuổc-bin nguồn động lực, máy bổm phận kéo theo Như hình 1-1 giới thiệu sơ đồ máy bơm tuốc-bin tầng làm việc ngập nước Bơm tuốc-bin muốn làm việc cần có cột nước làm việc lượng dòng chảy qua bơm tuốc-bin Dòng chảy qua buồng bơm tuốc-bin vào bánh xe quay tuốc-bin làm cho khởi động, sau nước chảy qua ống hút xuống hạ lưu dòng chảy Cánh bánh xe máy bơm nối trục với tuốc-bin tuốc-bin kéo theo Máy bơm quay tạo nên sức li tâm đẩy nước theo đường ống lên cao Khi nối dài trục, bơm tuốc-bin sử dụng để kéo máy phát điện máy chế biến nông sản khác Bơm tuốc-bin nhanh chóng hoàn năm gần So bơm nước khác bơm ưu điểm sau : phát triển thiện vổi loại tuốc-bin có a) Không cần tiêu thụ loại nhiên liệu kể điện b) Kết cấu đơn giản, dễ chế tạo chủ yếu thép, gang c) Thuận tiện lắp đặt Những máy bơm tuốc-bin nhỏ lắp đặt trời không cần giá đỡ d) Các đặc trưng làm việc bơm tuốc-bin tốt với hiệu suất học tương đối cao ; điều kiện, hiệu suất bơm tuốc-bin cao máy bơm điện máy bơm dầu ma zút Hình 1-1 : Sơ đồ nguyên tác bơm tuốc-bin Bánh xe máy bơm ; v ỏ máy bơm; Bánh xe quay tu ốc-bin ; Ống h ú t ; ố n g đẩy e) Dễ bảo quản với chi phí quản lý thấp, v n đề bôi trơn lau chùi thường kỳ thấy cần vài phận đặc biệt f) Loại bơm -tuốc-bin sử dụng vào nhiều mục đích : Bơm nước phục vụ tưới, sản điện phục vụ để kéo máy chế biến nông sản Nếu lắp đặt thích hợp cho địa phương, thích hợp vói điều kiện kinh t ế - x ã hội việc sử dụng bơm tuốc-bin mang lại lợi nhuận đáng kể Bất kỳ nơi nào, miền núi miền xuôi, đâu có tạo cột nước làm việc lắp đặt trạm bơm thích hợp với điều kiện nơi 1-2 BOM TUỐC-BIN CÓ GHÉP MÁY BÖM MỘT CẤP BẤNH XE Ihốc-bin dùng cho bơm tuốc-bin, cột nước thấp vào khoảng 0,3 -ỉ- 15m, mà phần máy bơm lại có số vòng quay lớn, chọn dùng tuốc-bin hướng trục tuốc-bin chảy thẳng Tuốc-bin xuyên tâm hướng trục sử dụng truyền động dây cua-roa số trường hợp đặc biệt Bộ phận máy bơm có tì số cột nước iH thay đổi với biên độ lớn (iH tì số chiều cao bơm nước phận tuốc-bin máy bơm tuốc-bin, thông số tính chủ yếu máy bơm tuốc-bin), sử dụng riêng với loại máy bơm : Loại hướng trục (i^ > 500), loại hỗn hợp (rig = 250 -ỉ- 500), loại ly tâm (ns < 250) Hình vẽ 1-2 cấu máy bơm tuốc-bin sử dụng rộng rãi Bánh xe công tác bánh xe cánh quạt lắp trục o trục tựa ổ trục cao su bôi trơn nước, ổ trục sử dụng bền lâu dù làm việc nước hay nước đục tốt, có nơi dùng liên tục 10 năm mà tốt Ổ trục ổ bi lăn chịu nước, bôi trơn mỡ, bơm tuốc-bin dùng ổ bi lăn đề chịu lực dọc trục dư tuốc-bin máy bơm, có lắp vòng đệm để ngăn nước chặn cát ; vỏ xoắn máy bơm ; lưới chắn rác Thiết bị hướng nước chia làm loại : loại cố định loại điều chỉnh Loại sau dùng cho trạm bơm nước vùng thủy triều trạm lợi dụng tổng hợp Loại máy bơm tuổc-bin có tỉ số cột nước vào khoảng 1,6 -í- Hình vẽ 1-3 hình tháo rời máy bơm tuốc-bin Hình 1-4 loại máy bơm tuốc-bin có phận tuốc-bin giống hình vẽ 1-2 Nhưng phận bơm máy bơm hướng trục, tỉ số cột nước nhỏ, tì số lưu lượng lớn, dùng cho vùng thủy triều có chiều cao bơm nước không Hình -3 : (1) Lưới lọc (2) B u-lông cạnh ¿(3) Vòng đệm nhẵn (4); ổ bi hướng tâ m hàng đơn (5) Chốt phẳng thông thường đẩu tròn^(6) Cuộn dây bọc;(7) Trục chính;(8) Thi hồng (9) Bánh xe cánh q u t'(10) Chốt phẳng thông thường đáu tr ò n ;( ll) Cổ ổ trụ c trê n (12) Vỏ bánh xe hướng nUỚCj(13) B u-lông cạnh^(14) È -cu cạnh cỡ lớn_j(15) Vòng đệm sợi ^ (16) Bulôngj(17) Chóp bánh xe công táCị(18) Mũ đậy ổ tr ụ c •( 19) Đệm cao su (20) Ẹ -cu trò n (21) Thùng chụpj(22) N áp bơm ^(23) Vòng mònjj(24) Bulông cạnh (25) Đinh ốc đ ẩu vòng-(26) v ỏ b m 427) Bulông can h -(28) Áo ổ trụ c ứ } ' (29) o trục đ ổ n g -(30) Bánh xe hướng nước-(31) B ánh xe công tác (32) E -c u tr ò n -(33) Vòng đệm lò X O ' (34) Bulông cạnh* lớn, vùng núi lợi dụng chiều cao bơm nước m áy bơm tu ố c-b in để thay cho đập khỏi phải xây cao, v.v H ình -5 kết cấu bơm tu ố c-b in cỡ nhỏ, phận tu ố c-b in loại chảy thẳng, kết cấu khác tương tự hai loại Trục tỳ lên hai ổ trục chất dẻo 2, hai đầu có lắp : đầu bánh xe công tác tu ố c-b in đầu bánh xe cánh quạt bơm ; vỏ xoắn m áy bơm lưới chắn rác H ình -6 máy bơm tu ốc - bin cỡ -8 có kết cấu mở ngang giữa, phận tu ố c-b in loại chảy thẳng T hiết bị hướng nước gồm cánh cố định hướng trục bánh xe công tác có tõcđộ cao, cánh hướng nước đúc liền với vỏ bơm, thân bơm chia làm phận 3, trục gối lên ổ trục chất dẻo Loại máy bơm tuốc-bin cần mở nửa thân bơm bên lấy khối quay được, sửa chữa tiện lợi Loại bơm tuốc-bin dùng thích hợp với hình thức lắp máy trục ngang, phận bơm có cửa nước nửa phần bên dưới, mở khối bơm bên trên, không động chạm đến đường ống o trục chất dẻo có đặc tính tốt chịu mòn tự bôi trơn v.v không ngậm lưu huỳnh (S), không làm mòn trục bơm, tốt ổ trục cao-su Ỏ trình bày loại bơm tuốc-bin có phận tuốc-bin nối liền trục với máy bơm, máy bơm loại cấp bánh xe 1-3 BỒM TUỐ C-BIN CÓ GHÉP MÁY BƠM NHIỀU CẤP BẢNH XE Khi tỷ số cột nước trên, tỉ tốc số cột nước 10 nước lên chuyển đến tới 12 bơm tuốc-bin lớn 8, dùng máy bơm cấp máy bơm thấp, hiệu suất giảm xuống, tỉ 12 dùng máy bơm hai cấp bánh xe Cấp thứ bơm cấp thứ hai đẩy nước lên, tỷ số cột nước đạt Bơm tuốc-bin cỡ SM W 080-20 có kết cấu tương tự máy phát điện tuốc-bin kiểu chảy thẳng Giữa máy bơm tuốc-bin có lắp thêm phận tăng tốc bánh xe khía, xem hình vẽ '7 Hình 1-7 : (1), (3), (4), (5)- Đệm lót vòng nhựa ; (2) Ong thông ; Bánh xe công tác truyền lượng cho bánh xe cánh quạt để bơm nước lên cao nhờ có trục tuốc-bin 8, tăng tốc (tỉ số tăng tốc in = 4,5) trục máy bơm Nhờ có tăng tốc, số vòng quay phận máy bơm lớn 4,5 lần tuốc-bin, phận máy bơm nhỏ ; cánh hướng nước cố định có dạng xuyên tâm ; vỏ xoắn lưđi chắn rác phận máy bơm 1-4 TÍNH NĂNG CỦA MÄY BƠM TƯỐC-BIN I Đặc điểm máy bơm tuốc-bin : 1) Tuốc-bin máy bơm khối thống nhất, nối liền trục tiết kiệm cấu truyền động mà kết cấu lại chặt chẽ 2) Máy bơm tuốc-bin làm việc ngập nước, nên tiết kiệm thiết bị thời gian mồi nước ban đầu ; 3) Lực đẩy dọc trục dòng nước tác dụng vào bánh xe công tác thiết kế ngược chiều với cột nước bơm lên cộng với lực đẩy dọc trục bánh xe, phần lớn lực triệt tiêu nhau, kết cấu trục giản đơn, tuổi thọ lâu dài 4) Công suất trục máy bơm thiết kế công suất trục tuốc bin, nên làm việc mà phụ tải máy bơm thay đổi (công suất trục máy bơm thay đổi chiều cao đẩy nước lượng nước bơm lên thay đổi), phận tuốc-bin tự động điều chinh tốc độ cho phù hợp Như phận có xuất trình tự điều tiết cho nhau, bổ sung cho để lượng tạo cân bằng, tượng bất hợp lý xảy tuốc-bin lớn bơm nhỏ, tuốc-bin nhỏ bơm lớn, V V 5) Tuốc-bin máy bơm giống máy điện động điện Tuy chúng ngược nhau, mặt việc, chúng có chung đặc tính thủy lực II Hệ thức máy bơm tuốc-bin Như nói : công suất trục tuốc-bin máy bơm tự chúng cân nhau, hệ thức máy bơm tuốc-bin : Nt = N b hay VT ■ Vb • QH = qh Vbtb ■ = _q *?BTB Q h • ỊỊ Trong : NB,NT- công suất trục máy bơm tuốc-bin r¡¿ , TỊr - hiệu suất máy bơm tuốc-bin ^fl-rß ~ tổng hiệu suất máy bơm tuốc-bin Nếu gọi iH = ^ tỉ số cột nước (hoặc gọi chiều cao bơm nước đơn vị chiều cao bơm nước cột nước lm ) i0 = ^ tỉ số lưu lượng : H */ b TB = 1H1Q *7b t b hay iH = - ỹ — Tỉ số cột nước iH m ột thông số quan trọng máy bơm tuốc-bin III Định luật đồng dạng máy bơm tuốc-bin Giả sử có máy bơm tuốc-bin, mà tỉ số kích thước tương ứng phận nước chảy qua chúng m ột số, góc tương ứng gọi hai máy bơm tuốc-bin đồng dạng hình học Cũng máy bơm, tuốc-bin đó, cồng tác có tỷ số tổc độ chất điểm dịch thể tương ứng phận chuyển động m ột số, góc tương ứng tốc độ nhau, gọi máy bơm tuốc-bin dồng dạng dộng học Giả sử hai máy bơm tuốc-bin, máy thứ ký hiệu a, máy thứ hai ký hiệu b, chúng thỏa mãn điều kiện đồng dạng hình học đồng dạng động học, định luật đồng dạng máy bơm tuốc-bin nói trên, thể biểu thức sau : Qa CÖ 0*-H p Qb ' % % " % H Ị/2 D ?b ' H F D lb H l/2 D la H ¿/2 D ?a H F2 qb ~' D ? b ■ H F Ha hb 10 '' Hb Na D?a Nb D?b x W dân cư nhỏ Song nồ góp phần cải thiện đời sống nhân dân đảm bảo vụ mùa ổn định 7-2 THIẾT KẾ TRẠM BƠM TUỐC-BIN ỏ v ù n g t r iề u Khả dùng bơm tuốc-bin lấy nước từ sông chịu ảnh hưởng dòng thủy triều xuống lên trình bày chương Các công trình bơm túốc-bin thường phải xây dựng đập qua Vịnh rộng hay hẹp qua cửa sông đập có cống lấy nưóc buồng máy bơm tuốc-bin Tuy nhiên, trước thiết kế thi công trạm bơm tuốc-bin vùng triều cần thông qua điều tra khảo sát, định vị trí thích hợp kinh tế Muốn cần phải thu thập tài liệu sau : a) Các đặc trưng hồ chứa vùng triều đường cong đặc tính b) Thông tin dạng triều mức nước triều vị trí xây trạm c) Cao trình lấy nước kênh tưới d) Mặt cắt dọc lưu vực triều vẽ địa hình vị trí trạm e) Diện tích tưới iihu cầu tưới cho vụ canh tác f) Thông tin giao thông thủy, lũ, thoát nước, bùn khai thác g) Các điều kiện địa chất khu vực xây dựng trạm Trong số tư liệu loại triều, độ cao triều đặc tính hồ chứa quan trọng Từ số liệu cung cấp thông tin tính khả thi dự án, lập qui hoạch thiết kế có độ tin cậy lớn Việc lập qui hoạch thiết kế thường bao gồm bước sau : a) Chọn vị trí đặt trạm bơm kết cấu công trình thủy lực b) Tính toán cho trình vận hành khai thác trạm bơm tuốc-bin vùng triều, tức chọn lưu lượng định dạng triều mà trạm bơm tuốc-bin làm việc c) Trên sở nhu cầu đặc điểm lập qui hoạch thiết kế, tiến hành tính toán vẽ thiết kế liên quan d) Đánh giá kinh tế lợi nhuận e) Hoàn thành báo cáo kết bước thiết kế sơ Dưới xin giới thiệu số ví dụ thiết kế sơ trạm bơm tuốc-bin vùng triều : Mục đích yêu cầu dự án Làng bên cạnh cửa sông vùng triều Nơi nhân dân địa phương cần dùng nước để tưới cho diện tích 560 X 103 m2 đất trồng lúa Thông thường họ dùng hình thức đưa nước lên cao sức người thời kỳ lũ triều Song thời kỳ múa kiệt, hình thức không hữu hiệu, hiệu suất thấp 161 Trong thời kỳ này, đất cần tưới nằm địa hình cao so với mực nước triều Một diện tích lớn đất cày cấy thưòng chịu hạn nặng, mùa màng Để giải vấn đề tưới kịp thời vụ tiết kiệm công sức lao động, việc xây dựng trạm bơm tuốc-bin đề đặc biệt nhấn mạnh tầm quan trọng Phươnẹ thức khai thác sơ đồ bô' trí dự án Dựa điều kiện địa phương kết khảo sát vị trí dự án, đặt trạm bơm tuôc-bin để phục vụ cho tưới vùng cửa sông Phương thức khai thác loại trạm bơm tuốc-bin hoạt động chiều Trạm bơm tuốc-bin cống lấy nước xây dựng hai vị trí khác giới thiệu hình 2-11 M ột đập đất đầm nện chọn để lấp cửa sông Tính toán chu trình khai thác vã chọn loại máy bơm tuốc-bin 1) Các số liệu : a) Đường cong dung tích hồ : Dựa sở vị trí khảo sát tính toán số đo ; kết ghi vào bảng 7-1 Số liệu cao trình - dung tích hồ chứa B n g -1 •Cao trìn h , (m) 13,0 14,0 14,7 15,0 15,3 15,5 15,8 Dung tích hổ, (m3) 2000 15.500 26.000 28.000 30000 33.000 40.000 b) Thông tin dạng triều mực nước triều : Các số liệu lấy từ trạm thủy văn vùng * Số liệu thủy văn lưu vực sông có triều * Các dạng triều điển hình tháng năm 1960 đến 1970 * Các đường cong quan hệ mực nước triều trạm dọc sông c) D n g triều đo vị trí xây dựng : Tại vị trí xây dựng có đặt trạm quan sát tạm thời thu thập số liệu từ tháng đến tháng năm 1975 tổng cộng 29 ngày d) D iện tích tưới lượng nước cần : Dựa số liệu điều tra có : * Diện tíc h tưới 560 X 103 m * Lượng nước cần hàng ngày khoảng 10,5 -ỉ- 12,0m3/103 ữi2 Lượng nước cần trung bình ngày dùng cho thiết kế láy ll,2 m 3/103, m2 * Cao trình mực nước đầu kênh 18,Om * Cao trình đáy cửa sông vị trí xây trạm llj40m 162 * Trạm cần đường giao thông thủy thuyền nhỏ qua lại chở sản phẩm làng lân cận gạch, ngói 2) Dạng mực nước triều thiết k ế a) Tiêu chuẩn thiết kế : Mực nưdc trung bình sử dụng làm sở thiết •kế, chọn mức triều cường mức triều thấp * Vụ khu vực lúa Để phù hợp với nhu cầu tưói, thời kỳ tưới thường từ tháng tới tháng 10 tháng thời kì đỉnh nhu cầu nước b) Mức triều thiết kế : + Mức triều cường thiết kế : 15^80m * Mức triều trung bình thiết kế : 15j45m + Mức triều rút thiết kế : 15 - lOm c) Chọn loại triều thiết kế loại triều trung bình : * Đường cong trình mực nước triều đo đạc coi đường trình mực nước triều điển hình (xem hình 7-5) Hình -5 : Đường cong trình làm việc cùa trạm bơm tuốc-bin Đường trình thao tác ; Đường trình mực nước triều ; Mực nước đầu kênh ; Mực nưồc triêu trung bình ; Mực nước chết ; Cao trỉnh đáy cống ; Mức nước triều thấp ; Cao trình đáy cửa sông 163 3) Xác định kích thước công a) Cao trình đáy cống : Xác định sở kết phân tích sơ đồ bố trí công trình, móng công trình, mực triều thấp điều kiện vận tải thủy Đáy cửa sông vị trí trạm có cao trình 11,4m, mực nước triều thấp trung bình cao trình 12,5m Cao trình đáy cống thông thường đặt thấp mức triều thấp khoảng từ 20 đến 30cm tùy thuộc vào loại bơm tuốc-bin Ỏ ta lấy cao trình đáy cống thiết kế cao trình 12,3m b) Chiều rộng cống : X ét tới nhu cầu vận tải thủy trữ nước cửa sông khoảng cầu đường giao thông khu vực hồ, ta lấy chiều rộng cống 4,Om Cánh cửa cống tự động đóng mở mực nước triều lân, xuống c) Mực nước chết : Dựa đặc tính bơm tuốc-bin điều kiện tỉ số cột nưóc, mực nưóc chết thường láy cao mực nước triều thấp khoảng từ 0,8 đến l,2m Đ ể phù hợp với phân tích trên, mực nước chết công trình lấy cao trình 13,7m 4) Tính toán tích trữ nưóc hồ : Trong việc tích trữ nước, loại kích thước cống thông số chủ yếu để tính toán TVên sở lựa chọn kích thước cuối cống mực nước triều diễn toán việc trữ nước cho công trình bơm tuốc-bin bảng 7-2 hình 7-5 Ghi : t - thời gian tính phút Thời đoạn lấy khoảng 0,5 1,0 sau thời gian vận hành bơm tu ốc-b in tj, tức ti+1 = t + Àt Trong Àt = 0,5 - 1,0 H - mức triều (m) tra từ đường trình mực nước triều h - mực nước hồ (m) Khi bắt đầu vận hành mực nước trữ cao nhất, sau dùng phương pháp thử dần tìm (như bảng 7- 2) z- Cột nước (m), z = h - H Q - Lưu lượng qua tuốc-bin : Q = Q j.(Z )1/2, Qj lưu lượng vào lm cột nước q - lưu lượng bơm lên (m3/s) thời gian, q = qj X (Z )1/2 AV - lượng nước hồ giảm thời đoạn (m3) AV = Qb At Trong Qbq = |(Q i + Q i+1 + q s + q i+1 ); At = tị - thỉ V - Dung tích cửa sông (m3) lúc bắt đầu kết thúc thời đoạn V, = V i+1 - AV h’ - mực nước hồ, tra từ đường cong V - H 164 ứ>p - lượng nước bơm tính đơn vị thời gian, tức ừ) = ^ (q +q +1) X At : cột nước bơm thực thời gian : 1^ = c a o tr ìn h m ự c n c đ ầ u k ê n h - m ực nước hồ + tổ n th ấ t đ n g ố n g hp : c ộ t n c b m tức th i tín h to n từ iH X z „Q.z qt : lưu lượng bơm thực tế tức thời (m3/s) : qt = - 7-— ù)l : lượng nước bơm thực tế (m3/s) : ù)t = ^(qt + q t +i).At Khi hj > hp (tìt < 0) Khi hj < hp 0)t > (Up Mục đích trình tính toán cho vận hành tìm tổng lượng nước thực tế cần bơm chu kỳ dòng triều So sánh với tổng lượng nước tưới cần thiết, loại hình bơm tuốc-bin điều chỉnh cho phù hợp với thực tế điều chỉnh diện tích tưới dung tích hồ để đảm bảo ứ>t « tóp 5) Lựa chọn loại hình bơm tuốc-bin a) Tính thông số : * Dung tích cần bơm : Con triều cường rút xuất lần ngày trung bình ngày có triều thấp trung bình Ỵ ì vậy, với diện tích tưới 56 lượng nước bơm trung bình ngày phải 112,5 má/ha, lượng nước cần bơm triều tính theo : v - ì 11 oc X OK * 560 x lff5 x " 2625 (m3) Thời gian vận hành bơm tuốc-bin triều lấy t = giờ, V 2625 có : q = Ý = 7 5 = 0,122 mVs * Cột nước bơm trung bình h(b = mực nước đầu kênh - mực nước triều thiết kế chiều sâu công tác hồ : 18,0 - 15,45 +1/2 (15,45 - 13,7) Ẩi h,b = 3’43m1 * Cột nước làm việc trung bình : Htb = nrác tí*iều trung bình = I X 2,95 = l,48m * Tỷ số cột nước trung bình : iHtb = 7K j— “ tb 3,43 2,32 1,48 165 b) Chọn lưu lượng : Qua tính toán đường trình vận hành bơm tuốc-bin vùng triều, chọn lừu lượng thích hợp sau : Lưu lượng cho mức triều trung bình : q t X At = 3030 m3 > q c x At = 2625 m3 Tương tự, lưu lượng cho mực nước triều thấp : q t X At = 2662 m3 > q c X At = 2625 m3 Lưu lượng mức triều xuân : q t X At = 5418 m3 > q c x At = 2625 m3 Như vậy, việc lựa chọn sơ loại hình bơm tuốc-bin 60-2,5-1,25 phù hợp với nhu cầu để vận hành bình thường trạm Thiết k ế kết cấu công trình : a) Buồng túôc-bin : Buồng máy xây dựng đất sét nhẹ với khả chịu tải thấp, xây buồng đá xây có phủ lớp bêtông mỏng mặt Ống hút bêtông kiểu lưỡi đổ chỗ Mặt mặt cắt buồng hình 7-6 7-7 Hình 7-8 biểu thị cách bố trí đường ống xả b) Cửa cống tự động đóng mở : Cửa cống tự động xây dựng đất sét nhẹ có khả chịu tải thấp Kết cấu cửa cống tự động hình 7-9 Các hình 7-10, 7-11 7-12 giới thiệu vị trí đặt cánh cống tự động kết cấu trụ kết cấu làm kín nước Khối lượng công việc vật liệu a) Các công việc đất đá Tổng khối lượng đất đào : 5700 m3 Đá có kích thước đặn, đá thường : 200m3 Ngày công thợ chuyên ngành : 228 ngày Ngày công thợ phụ (thông thường) : 6000 ngày b) Các vật liệu xây dựng Ximăng 13 Gỗ 25 m3 Vôi 6,5 166 Bảng 7-2 : Kết tính toán trình vận hành trạm bơm tuốc-bin (dạng triều thiết kế : triều trung bình) Sơ chọn loại bơm : 60-2,5-12,5, Qx = 0,58 m3/s, qx = 0,125 m3/s, ì] = 0,47 (Q i + t H h z Q Qi + + qi + q qi + ì) AV Vi h ’ ct>p ht hp (m3) (m3) (m) (m3) (tn ) (m) 3 ,0 0 ,4 ,0 ,4 ,0 ,3 0 ,3 ,1 ,2 ,1 qt cot (m3/s) (m3/s) G iờ P h ú t (m) (m) (m) 20 00 ,4 ,4 ,0 ,5 ,1 21 00 ,9 ,3 ,4 0 ,5 ,1 (m3/s) ,7 ,8 22 00 ,5 ,0 ,5 0 ,6 00 ,0 ,6 ,6 0 ,7 00 ,6 ,4 ,8 0 ,7 00 ,5 ,2 ,7 0 ,7 Ới 00 ,5 ,9 ,4 ,7 ,1 ,1 4 515 ,8 ,3 ,7 ,1 547 ,0 ,1 ,1 601 ,4 ,2 0 ,9 ,4 585 ,6 ,1 ,4 ,5 ,3 ,1 520 560 ,9 ,9 ,9 ,1 ,1 436 541 ,1 ,9 497 ,0 ,1 ,8 23 ,8 0 (m3/s) (m3) 553 ,2 ,1 ,9 ,1 459 585 ,3 ,9 6 ,9 ,5 ,3 V1 Hình -6 : M ặt bàng buồng m y c ủ a tr m b m tu ố c -b in Lớp đá xây ; Nền đá lèn ; Bơm tuốc-bin vùng triêu 60-2,5 Hỉnh -7 : M ặ t c t - c ủ a b u ỗ n g t u ố c - b i n Bánh lái điều khiển ; Đá xây ; Bơm tuốc-bin ; Lưới chắn rác ; Đá khối xây ; Các cọc đố đặt nằm ngang ; Nền đả lèn ; Mức triều trung bình ; Mức triễu thấp ; 10 Mức triêu thấp ; 11 Ong hút hình lưỡi 168 ỵ Hỉnh -8 : B ố t r í đ n g ó n g x ả c ủ a tr m b m tu ố c - b in Van chiều ; Mức triều xuân ; Mức triều trung bỉnh ; Mức triều thấp ; Mức nước chết Hình 7-9 : Sơ đ k ế t c u c ủ a v a n p h n g c ủ a bơ m t u ố c - b i n v ù n g tríầ u Các ghép van với kích thước (1,2 X 10 X 10 cm) ; Các bulông ; Các bulông xuyên 2,54cm ; Đầu bulông phẳngỷl,6 ; Mối nối thẳng nửa ; Trục g ỗ cứng cánh cổng.; Các nẹp^0,8 X X ỏ cm ) 169 Hỉnh -1 : V ị t r í đ ặ t c n h c ố n g tự đ ộ n g Các phẳng ghép cánh ; Trục cảnh cống Hình 7-11 : V ị t r í c n h c ố n g m ứ c t r iề u c n g và, tr íầ u r ú t Dây tờ i ; M ó c ; Ngoài cửa sông ; Trong lòng cống 170 Hình 7-12 : S đ k ế t cấu tr ụ v v ậ t k ín n ó c, Bulông đầu bẹt ; Vật kín nước cao su ; Thanh nẹp 14 X 10cm ; Ê-cu ; Tấm panen gỗ SÁCH THAM KHẤO Xiao Guanying, Ki Zhang : Water - Turbine Pump and Water - Turbine Pump station July 1965 Troskolanski Adam : Les turbopompes Eyrolles - 1977 Fraen kel P.L : Water lifting devices FAO-1986 Ke Zhang : Engineering water - turbine pumps - Rapa FAO - Bangkok 1987 Kristoferson L.A Renewable energy technologis Their applications in developing coutries London 1988 172 MỤC LỤC Lời giới thiệu Trang Chương I : KẾT CẤUVÀĐẶCTRƯNGTHỦYLực CỦAM ÁYBƠMTUỐC-BIN 1.1 Nguyên lí làm việc máy bơm tuốc-bin 1.2 Bơm tuốc-bin có ghép máy bơm cấp bánh xe 1.3 Bơm tuốc-bin có ghép máy bơm nhiều cấp bánhxe, 1.4 Tính mẩy bơm tuốc-bin 1.5 Đường đặc tính máy bơm tuốc bin 12-* 1-6 Tiêu chuẩn hóa bơm tuốc-bin 1.7 Ví dụ lựa chọn máy bơm tuốc-bin Chương : DIỀU TRA, KHẨO SẤT VÀTÍNH TOẤN THỦY Lực 16 19 TRẠMBOMTUỐC-BIN 24 2.1 Phương thức khai thác bố trí công trình đầu mối trạm bơm tuốc-bin vùng núi 24 2.2 Phương thức khai thác bố trí công trình đầu mối trạm bơm tuốc-bin thủy triều vùng đồng 28 2.3 Khảo sát trạm bơm tuốc-bin sông suối miền núi 33 2.4 Khảo sát trạm bơm tuốc-bin vùng đồng chịu ảnh hưởng thủy triều Ĩf7 2.5 Tính toán thủy lực cho trạm bơm tuốc-bin sông suối miền núi 40 2.6 Tính toán trình công tác bơm tuốc-bin chọn loại bơm tuốc-bin vùng triều 47 Chương : THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH THỦY CÔNG CỦA TRẠMBƠMTUỐC-BIN 60 3.1 Khái niệm chung 60 3.2 Thiết kế đập ngăn sông 60 3.3 Thiết kế cống lấy nước, cống tháo cát cửa van 67 3.4 Thiết kế kênh dẫn, kênh tháo lưới chắn rác 72 3.5 Thiết kế buồng máy bơm tuốc-bin 76 3.6 Thiết kế ống hút ống xả 83 173 3.7 Thiết kế đoạn nối tiếp buồng máy vổi cửa ngăn nước trạm bơm vùng triều 87 3.8 Thiết kế đường viền đất cửa phai buồng máy bơm trạm bơm vùng triều 91 3.9 Thiết kế kết cấu buồng máy trạm bơm vùng triều 94 3.10 Phân tích ổn định toàn khối buồng máy trạm bơm vùng triều 103 3.11 Thiết kế buồng máy móng cống trạm bơm vung triều 107 Chương : THI CỒNG TRẠM BƠM TUỐC-BIN 115 4.1 Thi công công trình thủy công củatrạm bơm tuốc-bin 115 4.2 Lắp ráp thiết bị khí 120 4.3 Lắp ráp đường ống xả 125 Chương : LỢI DỤNG TổNG Hộp TRẠM BƠM TUỐC-BIN 128 •5.1 Phương thức lợi dụng tổng hợp 128 5.2 Kết cấu nối trục thiết bị chuyền động lực máy bơm tuốc-bin 129 5.3 So sánh máy đặt đứng máy đặt nằm 131 5.4 Phương pháp điều tốc 132 5.5 Thiết bị xay*át nghiền bột 136 5.6 Chuyền động dây cua-roa 137 5.7 Nhà máy bố trí nhà máy 147 Chương : QUẤN LÝ, BẨO DƯỠNG VÀ SỬA CHỮA TRẠM BƠM TUỐC-BIN 148 6.1 Bảo quản trạm bơm tuốc-bin 148 6.2 Quản lý sửa chữa công trình 151 6.3 Kỹ thuật tháo lắp bơm tuốc-bin 153 6.4 Công tác an toàn 156 Chương : VÍ DỤ THựC TẾ VỀ THIẾT KẾ TRẠM BƠM TUỐC-BIN VÙNG N ÚI, VÙNG TR IỀU 157 7.1 Thiết kế trạm bơm tuốc-bin tổng hợp ởvùng núi 157 7.2 Thiết kế trạm bơm tuốc-bin vùng triều 161 - SÁCH THAM KHẨO 174 172 BƠM TUỐC-BIN VÀ TRẠM BƠM TỔNG HỢP Chịu trách nhiệm xu ấ t : KTS VŨ QUỐC CHINH B iên tập : LƯƠNG XUÂN HỘI Trình bầy : HOÀNG DIỆP Vẽ bìa : ĐINH ĐỒNG Chế : PHÒNG VI TÍNH NXB XD Sửa in : HOÀNG GIANG - MINH KHÔI