THIẾT kế TRAM

thiết kế sơ trạm thuỷ điện I- Tài liệu thiết kế: 1- Tài liệu dòng chảy năm điển hình: Q (m3/s) Tháng VI P% 90 50 10 VII VIII IX X XI XII 809 3457 3579 3234 1231 623 456 2315 3623 4232 3079 1564 1099 831 2952 3524 5762 2982 1320 1009 966 I II III IV V 350 551 769 311 352 576 302 276 457 314 298 431 627 352 1612 2- Các đặc trng hồ chứa: Z (m) F (km2) W (106 m3) 109 132 151 172 193 211 232 253 273 16.609 54.438 88.281 146.56 209.452 277.94 366.973 462.672 132.31 736.38 2225.5 4601.95 8140 12974 19350 27681 3- Quan hệ đặc tính hạ lu Q~Zhl: Q (m3/s) Zhl (m) 100 794 120 1908 2811 3878 5120 7131 126.02 127.31 128.511 130.78 135 4- Tài liệu bốc hơi: Tháng Z (mm) I 69.109 II III IV 65.5 57.39 61.60 V VI VII VIII IX X XI XII 67.5 62.89 67.29 70.60 88.70 124.2 116.2 100.8 5- Tài liệu phụ tải ngày đêm trung bình : 0h-1h 1h-2h 2h-3h 3h-4h 4h-5h 5h-6h 6h-7h 7h-8h 8h-9h 9h-10h 1273 12h-13h 1101 13h14h 1601 984 14h15h 1538 1240 15h16h 2001 1466 16h17h 2373 1709 17h18h 2606 2120 18h19h 2974 2297 19h20h 2718 2454 20h21h 2362 2402 21h22h 1994 1795 5- Tài liệu khác: - Thấm - Bùn cát WBl - MNDBT - Cấp công trình = 0.77% = 18.106 m3/năm = 230 m : 10h11h 2256 22h23h 1543 11h12h 2002 23h24h 1291 II- Nội dung yêu cầu: A- Tính toán thuỷ năng: I II III IV - Xác định đặc trng hồ chứa: MNDBT, MNC, Vi, hct - Tính toán điều tiết xác định công suất bảo đảm trạm thuỷ điện - Xác định công suất lắp máy điện lợng trung bình năm - Xác định cột nớc đặc trng Hmax, Hmin, Htb, Htt B- Lựa chọn thiết bị cho trạm thuỷ điện: I II III IV - Chọn nhãn hiệu xác định kích thớc tua bin - Chọn xác định kích thớc buồng xoắn, ống hút - Chọn máy điều tốc - Chọn xác định kích thớc máy phát điện C- Nhà máy thuỷ điện: I - Xác định hình thức công trình II - Xác định cao trình kích thớc nhà máy III - Thiết kế sơ nhà máy thuỷ điện (3 mặt cắt tỷ lệ 1:100 1:50) Thuyết minh chi tiết A- Tính toán thuỷ năng: I- Xác định đặc trng hồ chứa: Chọn năm tính toán tần suất thiết kế: a- Tần suất thiết kế trạm thuỷ điện: Trạm thuỷ điện làm việc phụ thuộc vào tình hình nguồn nớc, điều kiện thuận lợi TTĐ làm việc bình thờng Gặp mùa kiệt, lu lợng nhỏ dẫn đến công suất trạm giảm Nếu lũ lớn tới, trạm kiểu cột nớc thấp giảm công suất chênh lệch mực nớc thợng hạ lu bị giảm đáng kể Khi TTĐ làm việc không bình thờng, việc cung cấp điện cho hộ dùng điện không đảm bảo Khi phải hạn chế việc cung cấp điện cho cở sản xuất khu dân c, gây thiệt hại cho hộ dùng điện Nếu TTĐ có hồ điều tiết lớn, hệ số điều tiết cao, phân bố dòng chảy sông t ơng đối điều hoà chọn tần suất thiết kế cao mà lợi dụng đợc phần lớn lợng nớc thiên nhiên Trong trờng hợp hồ điều tiết dài hạn muốn lợi dụng dòng nớc nhiều không nên chọn mức bảo đảm cao Theo cấp công trình: Cấp tần suất thiết kế P = 90 % b- Chọn năm tính toán thuỷ văn: - Năm tính toán (năm nớc kiệt thiết kế) ứng với tần suất P = 90% - Năm nớc trung bình ứng với P =50 % - Năm nớc nhiều ứng với P =10 % Xác định mực nớc dâng bình thờng: Mực nớc dâng bình thờng (MNDBT) thông số chủ chốt công trình thuỷ điện Đây mực nớc cao hồ chứa ứng với điều kiện thuỷ văn chế độ làm việc bình thờng MNDBT có ảnh hởng định đến dung tích hồ chứa, cột nớc, lu lợng, công suất đảm bảo điện lợng hàng năm trạm thuỷ điện Về mặt công trình định chiều cao đập, kích thớc công trình xả lũ Về mặt dân sinh kinh tế: ngập lụt lòng hồ ảnh hởng trực tiếp đến đời sống kinh tế, văn hoá, xã hội, lịch sử khu vực lòng hồ Vì việc chọn MNDBT phải đợc tiến hành thận trọng, so sánh, lựa chọn phơng án có lợi Phơng án thiết kế chọn (đề cho): MNDBT = 230 (m) 3 Xác định độ sâu công tác hồ chứa hCT: Độ sâu công tác hồ chứa trạm thuỷ điện khoảng cách MNDBT MNC hồ hCT = MNDBT - MNC Trong tính toán trạm thuỷ điện ngời ta thờng tính toán độ sâu công tác có lợi theo tiêu chuẩn sau: - Điều kiện bồi lắng bùn cát - Theo chế độ làm việc tuabin - Theo điện lợng mùa kiệt lớn a- Xác định hCT theo điều kiện bồi lắng bùn cát: Trong suốt trình làm việc TTĐ lợng bùn cát lắng đọng không gây ảnh hởng đến trình làm việc TTĐ : MNC = Zbc + d1+ d2 + D Với : d1 : khoảng cách chống không khí theo dòng chảy d1= 1m d2 : khoảng cách chống bùn cát theo dòng chảy d2 = 1m D : đờng kính cửa vào đờng ống áp lực Zbc = f(Vbc) Xác định dung tích bùn cát lắng đọng : Vbc = Wbl.T Với : Wbl : bùn cát bồi lắng Wbl = 18.106 m3/năm T : tuổi công trình T = 100 năm Vbc = 18.106 x 100 = 1800.106 (m3) Tra quan hệ W~Z ta có cao trình bùn cát sau 100 năm là: Zbc = 167 m Xác định đờng kính cửa vào đờng ống áp lực : Chọn số tổ máy : Z = Đờng kính tổ máy : D = 4.F = 4.Q max .Z.V Trong đó: F : diện tích cửa vào đờng ống áp lực V : vận tốc cửa vào đờng ống áp lực trớc cửa chắn rác V = 1,2 m/s Qmax = (Qbqmk)90% = 426,1 m3/s 4.426,1 3,14.6.1,2 D MNC = 167 + + + 8,68 = 177,68 m hct = = 230 - 177,68 = 8,68 m = 52,32 m b- Tính hCT theo điều kiện Turbin: hct Chọn : hct Với < Hmax = 30%Hmax : Hmax = MNDBT - Zhl(Qmin) Xác định Zhl: Qmin = (Qbqmk)90% = 426,1 m3/s Tra quan hệ Q~Zhl ta có: Zhl = 112 m Hmax = 230 - 112 = 118 m hct = 30%Hmax = 35,4 m c- Tính hCT theo tiêu chuẩn điện lợng mùa kiệt lớn nhất: TB BL h CP ct = min( h ct , h ct ) = 35,4 m Giả thiết độ sâu hct từ đến h CP ct Lập bảng tính Emk - Bảng Cột Cột Vc Vhi Cột Qfđ Với : T TK Cột Qbhơi F = f(MNDBT- hct) = VMNDBT - VC Vhi = (Qbqmk)90% + T.TK = 2,62.106 (s) = 720 (h) = (Tháng) Z k F = T V = f( V ) = f(Vc + hi ) Cột QThấm = Cột Qtt Cột ZTl Cột 10 hhl 0,77%.V T = Qbh + Qthấm V = f(Vc + hi ) = f(Qfd) = f(Qbqmk - Qtt) Cột 11 H = ZTl Zhl Cột 12 Qfd = Qbqmk - Qtt Cột 13 N = K.Qfd.H Cột 14 K Ek = 7,5 = N.T max ứng với E MK ta xác định đợc hct có lợi Từ bảng tính toán điện lợng mùa kiệt lớn ta có: hct = 35,4 m Xác định mực nớc chết hồ chứa: MNC = MNDBT - hct = 230 - 35,4 = 194,6 m Dung tích hữu ích hồ chứa: Theo Bảng ta có Vhi = 7650.106 m3 II- Tính toán điều tiết xác định công suất đảm bảo Nđb trạm thuỷ điện: Định nghĩa : Công suất đảm bảo trạm thuỷ điện điều tiết năm công suất trung bình mùa kiệt tính theo khả dòng nớc tơng ứng với mức bảo đảm thiết kế Bảng tính toán điều tiết : - Tính toán điều tiết cho năm điển hình tơng ứng với tần suất 10%,50%,90% - Thời đoạn tính toán t =1 tháng Lập bảng tính toán điều tiết cho năm : Bảng 2, Bảng 3, Bảng Cột : Lu lợng tự nhiên - Số liệu đề Cột : Lu lợng điều tiết : Vhi Vhi Q bqml = Q TnLu ; T TK T.Tlu Cột : Dung tích công tác đầu thời đoạn tính toán : Vđầu = (Vcuối) Thời đoạn trớc Đầu mùa tích nớc : Vđầu = Vc Q bqmk = Q TnKiet + Cột : Dung tích công tác cuối thời đoạn tính toán : Vcuối = Vđầu + V Vd + Vc Cột10 : Dung tích trung bình hồ thời đoạn tính toán : V = Cột11 : Mực nớc thợng lu : Từ V tra đồ thị quan hệ Z ~ W đợc ZTL Cột12 : Diện tích bề mặt trung bình : Từ V tra đồ thị quan hệ W ~ F đợc F Cột13 : Tổn thất bốc : hbh - Tài liệu đề Cột14 : Lợng tổn thất bốc : Wbh = Z.F Cột15 : Lợng tổn thất thấm : WTh = 0,77% V Cột16 : Tổng lợng tổn thất : Wtt = Wbh + WTh Cột18 : Lu lợng phát điện : Qpđ Wtt 2,62.10 = Qdt - Qtt Cột19 : Mực nớc hạ lu : Từ Qpđ tra đồ thị quan hệ Q ~ Zhạ đợc ZHL Cột20 : Cột nớc phát điện : H = Z TL - Z HL Cột21 : Công suất phát điện :N Cột17 : Lu lợng tổn thất : Qtt = = K.Qpđ H K = 7,5 Từ bảng tính toán ,ta vẽ đờng tần suất công suất Vẽ đờng tần suất N-P : - Sắp xếp Ni theo thứ tự giảm dần (i=1ữ36) Ni N - Ki= với : N = N0 36 m - P= n +1 với m : số thứ tự n = 36 Lập bảng để tính đờng quan hệ N-P ứng với P = 90% ta đợc Nbđ = 440 (MW) III- Xác định công suất lắp máy điện lợng bình quân nhiều năm : Định nghĩa : - Công suất lắp máy công suất lớn tổng công suất định mức đầu cực máy phát điện Đợc ghi nhãn hiệu máy phát điện - Điện lợng bình quân nhiều năm điện lợng năm tính bình quân cho nhiêu năm Xác định Nlm : Nlm = NCtMax + Nd + Ntrùng Với : NCtMax : Công suất công tác hệ thống mà trạm thuỷ điện đảm nhận mức cao Nd : Công suất dự trữ mà hệ thông giao cho TTĐ đảm nhận NTrùng : Phần công suất lắp thêm vào trạm thuỷ điện để sử dụng lợng nớc thừa mùa lũ a- Xác định Tính NCTMax : - Xây dựng biểu đồ phụ tải ngày đêm, đờng luỹ tích công suất - Biểu đồ - Tính toán : Ngày E Bd = 24.NBd = 24 x 440 = 10.560 (MWh) Ngày E Ngày = 1,2 E Bd = 1,2 x 10.560 Max = 12.672 (MWh) - Dựa vào biểu đồ phụ tải ngày đêm, tra đợc NCTMax = 2.974- 1.450 = 1.524 (MW) b- Xác định Nd : Nd Với : Ndp = Ndp + Ndsc + Ndsch : Thành phần dự trữ phụ tải Chọn : Ndsc Ndp = 3,5%NCTMax Ndsc = (2%-5%)NCTMax = 3,5%1.524 = 53,34 (MW) Máy :Ndsc = (10%-12%)NCTMax < N 1CTMax : Thành phần dự trữ cố Chọn : :Ndp Máy = N 1CTMax = 1.524 = 254 (MW) Ndsch : Thành phần dự trữ sữa chữa - Bố trí sữa chữa tổ máy/lần Nd 1M y Ndsch = N CTMax = 53,34 + 254 +254 = 254 (MW) = 561,34 (MW) c- Xác định NTrùng : Trạm thuỷ điện không xây dựng phần công suất trùng : NTrùng NLm = 1.524 + 561,34 + = 2085,34 (MW) Xác định En : - Phơng pháp năm điển hình : Lập bảng tính E - Bảng E 90% + E 50% + E10% En Số lợi dụng công suất lắp máy : = = 8.771.390 (MWh) = h = En N lm 8.771.390 = 4206,2 (h) 2085,34 = IV- Xác định cột nớc đặc trng : Cột nớc lớn Hmax : - Hmax trị số cột nớc lớn tháng năm điển hình tính toán Hmax = MNDBT - ZHL = 230 - 124,32 = 105,68 (m) Cột nớc bình quân Hbq: - Từ Bảng 5, ta có : 36 Hbq = N H i =1 36 i N i =1 i i = 3.320.605,32 = 90,86 (m) 36.547,44 Cột nớc tính toán trạm thuỷ điện Htt : - Là cột nớc mà trạm thuỷ điện phát đợc công suất lắp máy - Theo kinh nghiệm : Htt = 90% - 95 %.Hbq Chọn : Htt = 95%Hbq = 0,95.90,86 = 86,32 (m) Cột nớc nhỏ Hmin : - Là cột nớc ứng với Thợng lu MNC, Hạ lu lớn - Tính toán thử dần từ hai công thức : MNC Q max = Q max H H tt MNC Q max = 2gH Lấy Hmin từ HTT, giảm dần thử B- Lựa chọn thiết bị cho trạm thủy điện Chọn nhãn hiệu xác định kích thớc turbin a Chọn nhãn hiệu : Nh phần ta xác định đợc : Hmax = 224,13(m) Hmin = 185,2 (m) Htt = 199,7(m) Công suất turbin: NT = N lm Z mf đó: Nlm - công suất lắp máy, Nlm = 1020 000(kW) Z - số tổ máy, chọn Z = mf - hiệu suất máy phát, chọn mf = 0,9 NT = 1020000 = 283333( kW) ì 0.9 Từ NT Htt tra biểu đồ phạm vi sử dụng loại turbin ta chọn máy bơm tâm trục ký hiệu PO246 Chọn số hiệu BXCT: TT246 b Các thông số turbin * Xác định đờng kính D1 D1 = NT 9,81ì Q ' I tt ì ì H tt H tt = 0,9 - Lu lợng quy dẫn( QI) lấy thời điểm tính toán đờng đặc tính tổng hợp Số vòng quay thời điểm tính toán: Với tua bin PO246 , n' IT = n1' M + n I' Trong : n = vòng/phút (với tua bin tâm trục) nM : số vòng quay quy dẫn tính toán ,tra bảng 8_2: nM = 60vòng/phút n' IT = 60 + = 62(vong / phut ) Tra đờng hạn chế đờng ĐTTHC, QItt=191,7 l/s * Xác định số vòng quay đồng turbin (n) n= n' I tt H bq D1 Hbq : Cột nớc bình quân Hbq= 210,26 m n1tt : số vòng quay quy dẫn tính toán tua bin thực n= n' I tt H bq D1 = 62 210,26 = 112,38( v/ph) Tra bảng 8-4 , làm tròn số n = 115,4 (v/ph) Tốc độ quay đồng máy phát: nmf = 60.f P f: tần số dòng điện (Hz) f = 50 (Hz) P: số đôi cực máy phát điện, chọn P = 52( đôi) nmf = 57,69 (v/ph) Vậy chọn số vòng quay turbin n = 115,4(v/ph) Xác định độ cao hút nớc (HS): Chiều cao hút nớc cho phép phụ thuộc vào công suất cột nớc làm việc tuabin.Muốn chọn Hs hợp lý, tua bin làm việc khí thực trờng hợp phải lấy cao độ thấp mực nớc hạ lu để đặt BXCT H S = 10 HL ( tt + ) ì H tt 900 đó: Hs : Chiều cao hút nớc tua bin Cao trình mực nớc hạ lu lu lợng xả qua trạm thuỷ điện nhỏ Lấy cao trình nớc hạ lu lu lợng hạ lu 70% lu lợng tổ máy trạm thuỷ điện Qmin= 70% 168,152= 117,71 (m3/s) Tra đờng Q ~Zhạ , lấy Zhlmin=304,8 Htt : Cột nớc ứng với trạng thái làm việc tuabin Htt=199,7 m :Độ hiệu chỉnh hệ số khí thực ( tra đồ thị hình 7-4 trang 114 GT Turbin thuỷ lực ) = 0,015 tt = 0,042 HS = 10 304,8 (0,042 + 0,015) ì 199,7 900 HS = -1,72 (m) Xác định cao trình lắp máy Tra đờng đặc tính kỹ thuật BXCT PO-230 (Bang 8-2-Giáo trình turbin) Có b0 =0,16 b0 : Chiều cao phận hớng dòng b0= b0 ì D1 = 0,16 = 1,28 (m) LM = HL + H S + bo = 304,8 - 1,72 + 0,64 = 303,72(m) Chọn LM = 303,7(m) Lựa chọn xác định kích thớc buồng xoắn a Lựa chọn buồng xoắn Đây turbin tâm trục nên ta chọn buồng xoắn kim loại,tiết diện tròn b Tính toán thuỷ lực xác định kích thớc buồng xoắn * Phơng pháp tính : Để xác định kích thớc buồng xoắn ta dùng phơng pháp tính toán buồng xoắn theo nguyên tắc mô men vận tốc số vu.r = k = const * Sơ đồ tính * Cách xác định Tiết diện tròn có bán kính () R(i) : khoảng cách từ trục đối xứng đến mặt cắt xét Lu lợng chảy qua vi phân tiết diện: dq = vu dr.b Lu lợng chảy qua tiết diện thứ i: Ri Ri Ri b 2k - (R - a ) dr với a= Ra+ Q i = v u b.dr = k dr = r Ra Ra Ra r [ = 2k (R a + ) (R a + ) ] (*) Mặt khác ta có: Q o i Qi = (**) 360 Từ (*) (**) ta có: 720.k. i = (R a + ) (R a + ) Qo = [ ] i + 2.R a i C C R (i)= Ra + (i) đó: C = (***) max R a + cv R a (R a + cv ) Các thông số buồng xoắn : Tua bin tâm trục Hbq = 210,26 m , Chọn max = 345 o bo = b0ìD1 = 0,16 = 1,28 (m) (bảng 8-2) Da = 11,95(m) (Bảng 5-5) Db = 10,45 (m) Q Tại cửa vào ta có: Q max = o max 360 Qo = QI tt D12 H tt = 191,7 ì ì 210,26 = 1779201,8 (l/s) Qmax = 1779201,8 ì 345 = 170489,3(l/s) =170,489 (m3/s) 360 vcv = k H tt k : hệ số kinh nghiệm xét đến tổn thất thuỷ lực kích thớc kinh tế buồng xoắn, chọn k = 0,9 v cv = 0,9 199,7 = 12,72(m/s) Q max 170,489 = = 13,4(m ) v cv 12,72 Fcv = cv = C= Fcv 170,489 = = 7,37(m) 3,14 max 345 = = 155,43 R a + cv R a (R a + cv ) 5,975 + 7,37 5,975.(5,975 + ì 7,37) Từ công thức (***) với mặt cắt i khác ta có bán kính buồng xoắn r(i) mặt cắt tơng ứng i 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 345 0.00 1.71 2.53 3.21 3.81 4.36 4.88 5.37 5.84 6.29 6.73 7.16 7.37 R 5.98 9.40 11.04 12.39 13.59 14.70 15.73 16.71 17.65 18.56 19.44 20.30 20.71 Lựa chọn xác định kích thớc ống hút: Tra bảng 6-5 giáo trình turbin thuỷ lực có thông số ống hút 20 ứng với D1=8 m h/D1 D1 h L B5 D4 h4 h6 Lk h5 Kiểu BXCT 18.4 18.4 28 17.36 8.32 8.32 4.08 11.3 7.496 PO230 Tra bảng - giáo trình turbin thuỷ lực có thông số khuỷu 20 ứng với D1=8 m kiểu 20 D4 h4 B4 Lk h6 a 8.32 8.32 17.36 11.28 4.08 2.952 Góc đoạn chóp = 14ữ18o Góc leo đoạn chóp = 8o Chiều dài đoạn chóp h3 =(0,3 ữ0,5)D3 D3 = 7,9 m , chọn h3 =0,4 D3= 1.5 m Góc leo đoạn mở rộng =10ữ14o C Nhà máy thủy điện I.Chọn máy phát điện R6 a1 R7 a2 R8 7.032 9.08 6.72 0.64 4.72 1.Chọn máy phát điện : Nlm =1.020.000 (kW) N mf = N lm Z Z : Số tổ máy, Z = 4(máy) N mf = 1.020.000 = 255000 (kw) n = nmf = 115,4 (v/phút) Công suất biểu kiến S= N mf cos = 255000 = 318750( KVA) 0,8 Cos = 0,8 Tính toán máy phát theo kinh nghiệm : Di = 20.S 0, 24 20.318750 0,24 = = 11,33 (m) n 0,76 115,4 0,76 la= 0,54 S 0,89 n 1,1 Di = 0,54 318750 0,89 = 1,80 115,4 1,1.11,33 (m) la 1,80 = = 0,16 Di 11,33 la/Di > 0,15 ; n < 150 (v/ph) => Chọn máy phát kiểu Ô Các kích thớc chủ yếu máy phát : +/ Chóp máy phát : Chiều cao : hc = (0,15 ữ0,2 )Di Chọn hc = 0,2 Di = 0,2 11,33= 2,26 (m) Đờng kính : Dc = (0,35 ữ 0,45 )Di Chọn Dc = 0,4 Di = 0,4 11,33= 4,53 (m) +/ ổ trục chặn : Chiều cao : hôc = (0,12~0,17)Di = 0,15 Di = 0,15 11,33 = 1,7 (m) Đờng kính : Dôc = (0,4~0,5)Di = 0,5 Di = 0,5 11,33 = 5,67(m) +/ Giá chữ thập : Chiều cao : h1 = (0,1~0,2)Di = 0,2 Di = 0,2 11,33 = 2,27 (m) Đờng kính : D1 = Dngoài lõi thép +/ Xtato : Chiều cao máy phát : hst = 1,8 la = 1,8 1,8 = 3,24 (m) Đờng kính máy phát : Dst = Di +0,7 = 11,33 +0,7 = 7,93 (m) Dst = 7,93 (m) +/Trục : Đờng kính trục : Dtr = 0,13.3 S 318750 = 0,13.3 = 1,82 (m) n 115,4 Khoảng cách giá chữ thập dới Stato : a = 0,5 (m) +/ Giá chữ thập dới : Đờng kính giếng : Dgtb = (1,3~1,4)D1= 1,4 =11,2 (m) Chiều cao : hkd = (0,25~0,30) Dgtb = 0,3 11,2 = 3,36 (m) Đờng kính : D2 = 1,2 Dgtb = 1,2 11,2 = 1,2 11.2 = 13,44(m) Khoảng cách : a = 0,5 (cm) Khoảng cách trục : C = 1,5 (m) +/ Hố máy phát : Đờng kính : Dgmf = (1,4~1,5)Di = 1,4 11,33 = 15,86 (m) Chiều dày máy làm mát : t = 0,35(m) Khoảng cách lại : b = 1(m) Chọn máy biến áp : Công suất cần tải máy biến áp : Nct = Nlm -Ntd =Nlm - (2%Nlm) = Ntd = (2%Nlm) =2% 102 104 = 20,4 103 (KW) Nct =102 104 - 20,4 103 = 999,6.103 (KW) N1mba= N ct 999,6.10 = = 249,9.10 (KW) Z L1mba 249,9.10 = = 312,375.10 S= cos 0,8 (KVA) Tra bảng 8-3 sổ tay thiết bị điện Chọn MBA Ký hiệu: T 360.000/220 với thông số nh sau : CS định mức( 360.103 Kích thớc chủ yếu Trọng lợng (tấn) vận l h b 15,1 9,8 7,7 c h u y ể n 229 II Chọn động tiếp lực turbin : Động tiếp lực cánh hớng nớc : */ Chọn kiểu động tiếp lực : nâng dầm 195 67 Chiều rộng đ/ray toàn 335 dọc Ngang 1524 2x2000 Tuabin cỡ lớn, chọn động tiếp lực chuyển động thẳng tác dụng hai bên, tuabin có động */ Độ dời lớn động tiếp lực - Độ mở cánh hớng nớc lớn : a 0max = a 0max M D0 Z M D0 M Z0 a0Mmax : Độ mở cánh hớng nớc lớn đờng đặc tính tổng hợp a0Mmax = 41 mm D0M , D0 : Đờng kính vòng tròn qua tâm cánh hớng nớc tua bin thực mẫu Z0M , Z0 : Số cánh hớng nớc tua bin thực mẫu Từ D1=8 m suy D0= 9,3 m = 9300 mm , Z0= 24 D0M = 1237 D1M= 990 mm , Z0M = 18 ( hình vẽ tua bin mẫu) Thay thông số : a 0max = 41 9300 18 = 288,86( mm ) 990 24 -Độ dời động tiếp lực: SHmax=1,4 a0Mmax =1,4 288,86 = 404,40 (mm) */ Thể tích động tiếp lực VH = d H H S Hmax Z H dH : Đờng kính xi lanh d H = D1 b0 H max = f(Z0) , Tra bảng T158_GT = 0,03 Chiều cao tơng đối cánh hớng nớc b0 = 0,04.D1 = 0,04 D1 Hmax : Cột nớc lớn Hmax=224,13 (m) d H = 0,03 0,04 224,13 = 0,719( m ) Làm tròn đến đờng kính tiêu chuẩn, chọn dH = 700 mm d H = 719( mm ) H : Hệ số co hẹp cần pittông chiếm chỗ H=0,8 VH = 0,7 0,8 404,4.10 = 0,5( m ) ZH : Số xi lanh động tiếp lực ZH = */ Lực tác dụng lớn lên động tiếp lực : P0 : áp lực dầu P0 = 40 at = 4000 (KN/m2) PH = P0 d H H Z H PH = 4000 0,785 0,72 0,8 = 4923,52 (KN.m) */Khả công tác : A = P0 VH = 4000 0,5 =2000(KNm) 2/ Thùng dầu áp lực Thể tích thùng dầu áp lực với tua bin tâm trục : V = (18~20) VH = 19 0,5 =9,5 (m3) Theo bảng (9-1) Trang 62 , chọn thiết bị dầu TB 10 Có thông số sau Nồi Thùng dầu Máy bơm dầu Thể tích (m3) Kích thớc mm Trọng luợng Toàn nồi H D h1 T 10 10 3790 2064 650 7,0 Thể tích Trọng luợng Kích thớc mm (m3) H L B A T 12,5 1600 2800 2800 1800 8,2 Lu lợng Công suất Số vòng quay Đờng kính ống (l/s) (KW) (v/ph) (mm) 13,5 75 1480 80 3/ Chọn máy điều tốc : Đờng kính máy điều tốc: = Qvt Vd Vd : Vận tốc dầu Vd = 5m/s Qvt : Lu lợng dầu vào động tiếp lực Ts : Thời gian đóng mở cánh hớng nớc ( Lấy theo tính toán đảm bảo điều chỉnh tổ máy) Ts= 8(s) Q vt = V H 0,5 = = 0,0625( m / s ) TS = 0,0625 = 0,126( m ) = 126( mm ) 3,14 Theo cấp đờng kính van truọt tiêu chuẩn chọn d0=150 (mm).Chọn máy điều chỉnh kép ,nhãn hiệu 3PK150 với loại máy đờng kính van trợt phận hớng nớc buồng xoắn công tác Kích thớc máy :Cao x dài x rộng =1,9 x 0,8 x0,8 (m) Chọn cẩu trục : Căn vào trọng lợng lớn vật cần cẩu để ta chọn cầu trục G=max(G BXCT , Grotomf , G MBA) +/Trọng lợng bánh xe công tác: G BXCT = K D1a Hb K,a,b : hệ số tra bảng T176 gt Với tua bin tâm trục, Htt= 199,7 (m), tra K=17,4 , a=0,49, b=0,16 D : Đờng kính bánh xe công tác D = m G BXCT = 17,4 0,49 199,7 0,16 = 112,5 (T) +/Trọng lợng rôto máy phát: G mf = 28 318750 = 1471,5(T ) 115,4 Groto = 0,5 Gmf = 0,5 1471,5= 735,5 (Tấn) +/Trọng lợng máy biến áp G BA =195 ( T) Chọn trọng lợng cầu trục phải cẩu G= Groto =735,5 (T) Chọn cầu trục 630 (Tấn) có móc nâng * Các thông số chủ yếu cầu trục +/ Sức nâng: móc 630T móc phụ 90T +/ Nhịp Lk = 22(m) +/ Chiều cao nâng: móc 18(m) móc phụ 20(m) Các kích thớc cầu trục: H=5,8m B=18.7 m F=18 m Lt=7.2 m T=2.6 m Vị trí h=1.6 m h1=0,7 m l1=3.3 m l2=4,9 m l3=6,8 m l4=2.5 m III Xác định kích thớc chủ yếu thiết kế nhà máy a Các cao trình chủ yếu nhà máy : * Khối dới nớc +/ Cao trình lắp máy LM = HL + H S + bo LM = 303,7(m) +/ Cao trình đáy ống hút OH = LM - bo -h OH = 303,7 - 0,64 - 18,4 OH = 284,7 (m) +/ Cao trình đáy móng ống hút dmoh = OH - -chiều dày lớp bê tông đáy ống hút = 1m dmoh = 284,7 -1 =283,7 (m) +/ Cao trình miệng ống hút M OH = OH + h5 = 284,7 + 7,496 = 292,2(m) +/ Cao trình đáy móng nhà máy : M = OH - t Ta làm trụ pin miệng ống hút t B5 12 B5 = 17,36 (m) ; chọn t = 1,45 (m) M = 284,7 - 1,45 = 283,3(m) +/ Cao trình sàn turbin STB = LM + hmaxbx + hmaxbx = max = 7,37(m) : chiều dày lớp bê tông bảo vệ, = 0,5(m) STB = 303,7 + 7,37 + 0,5 = 311,57(m)s +/ Cao trình lắp máy phát điện MP = STB + h2 + h3 h2 : chiều cao cửa xuống giếng turbin, chọn h2 = 2(m) h3 : khoảng cách từ giá chữ thập duói đến đáy Xtato đợc xác định từ kích thớc máy phát , h3 = 3,0(m) MP = 311,57 + + = 316,57 (m) +/ Cao trình sàn máy phát Máy phát bố trí kiểu kín SM = MP + hst = 316,57 + 3,24 = 319,81 (m) hlmax Là mực nớc hạ lu phát điện lớn ứng với Htt QmaxHtt = 578.37 Tra biểu đồ Q~Z đợc hlmax =308.1 SM < hlmax Do thoả mãn yêu cầu mực nớc không ngập máy phát * Khối nớc +/ Cao trình cầu trục Với máy phát kiểu ô dùng phơng thức cẩu đỉnh Sơ xác định chiều rộng nhà máy : B = Dgmf +2 +2 = 15,86 + = 19,86 (m) Nhịp cẩu trục LK=22 (m) CT = max + Lmax + 0,2 +hmóc+ h Trong đó: max : Cao trình cao dới đáy vật cẩu vật cẩu di chuyển max = dmf = smf + h1 + h0 + hc hst,h1,h0,hc đợc xác định từ kích thớc máy phát h1= 2,27 m ; h0 = 1,7 m ; hst= 3,24 m ; hc= 2,26 m max = dmf = smf + h1 + h0 + hc =319,81 + 2,27 + 1,7 + 2,26 = 326 m Lmax : chiều dài lớn vật cẩu Lmax = max ( Rôto máy phát +trục ; Bxct +trục) Rôto máy phát +trục = h1 + hst + a + c a= 0,5 ; c=1,5 Rôto máy phát + trục = 2,27 + 3,24 + 0,5 + 1,5 = 7,51 (m) - hmóc, h :Xác định từ kích thớc cẩu trục hmóc =1,6 m , h = 0,7 m - 0,2 m : khoảng cách an toàn CT = max + Lmax + 0,2 +hmóc+ h =326 + 7,51 + 0,2 + 1,6 + 0,7 = 336 m CT =336(m) +/ Cao trình trần nhà máy trần = CT + HCT + HCT : chiều cao lớn cầu trục, HCT = 5,8 (m) : độ cao an toàn tính từ vị trí cao cầu trục đến đáy trần, = 0,2 (m) trần = 336 + 5,8 + 0,2 trần = 342 (m) +/ Cao trình đỉnh nhà máy đỉnh = trần + hmái Chọn kết cấu mái khung thép hmái = m đỉnh = trần + hmái = 342 +2 = 344 (m) b Xác định kích thớc mặt nhà máy * Khối dới nớc +/ Kích thớc khối tổ máy - Chiều dài đoạn tổ máy (lđ) khoảng cách hai trục tổ máy lđ = Dmax + Dmax : chiều rộng lớn thiết bị có kích thớc mặt lớn Dmax = 15,86(m) : khoảng cách ngắn hai tổ máy = (m) lđ = 15,86 + = 17,86(m) - Chiều rộng đoạn tổ máy (Bđ) định chiều dài ống hút * Khối nớc +/ Chiều dài nhà máy L = Llr + Z lđ + l đó: Z : số tổ máy Z=4 lđ : chiều dài đoạn tổ máy l =Bct= 18,7(m) LLR : chiều dài gian lắp ráp,sửa chữa Z = Lấy LLR = lđ = 17,86 (m) L = 4*17,86 + 17,86 + 18,7 = 108,0 (m) +/ Chiều rộng nhà máy Phụ thuộc vào phơng thức cẩu vật, với trờng hợp cẩu đỉnh chiều rộng nhà máy chọn: Bnmtt =Dgmf + =15,86 +4=19,86 (m) < LK=22(m) Vậy chọn chiều rộng nhà máy : BNM = LK = 22 (m) c Bố trí thiết bị phụ nhà máy * Hệ thống dầu * Hệ thống khí nén * Hệ thống cấp nớc kỹ thuật * Hệ thống thoát nớc nhà máy IV Kết luận : Trong đồ án em xác định đợc kích thớc trạm thuỷ điện nh lựa chọn thiết bị cho trạm thuỷ điện Qua đồ án em sơ hiểu đợc bớc thiết kế nhà máy Thuỷ điện Nhng thiếu tài liệu tra cứu thiết bị trình độ thiết kế có hạn nên số liệu đồ án không đợc xác nh mong muốn Vậy em mong thầy giáo bảo thêm cho em Cuối em xin trân thành cảm ơn thầy giáo Th.s Lê Ngọc Sơn hớng dẫn tận tình để em hoàn thành tốt đồ án môn học Hà Nội ngày 27 /3/2005 Sinh viên thực Nguyễn Tôn Quân ... trạm thuỷ điện nh lựa chọn thiết bị cho trạm thuỷ điện Qua đồ án em sơ hiểu đợc bớc thiết kế nhà máy Thuỷ điện Nhng thiếu tài liệu tra cứu thiết bị trình độ thiết kế có hạn nên số liệu đồ án... III - Thiết kế sơ nhà máy thuỷ điện (3 mặt cắt tỷ lệ 1:100 1:50) Thuyết minh chi tiết A- Tính toán thuỷ năng: I- Xác định đặc trng hồ chứa: Chọn năm tính toán tần suất thiết kế: a- Tần suất thiết. .. chọn mức bảo đảm cao Theo cấp công trình: Cấp tần suất thiết kế P = 90 % b- Chọn năm tính toán thuỷ văn: - Năm tính toán (năm nớc kiệt thiết kế) ứng với tần suất P = 90% - Năm nớc trung bình ứng