PhanIV thuy cong đồ án tốt nghiệp thủy điện

Đồ áN TốT NGHIệP Thiết kế sơ trạm thuỷ điện T2 PHN IV THU CễNG Đồ áN TốT NGHIệP Thiết kế sơ trạm thuỷ điện T2 CHNG : KHI QUT CHUNG 1.1 Nhim v ca cụng trỡnh thu cụng: Cụng trỡnh thu cụng l mt phn quan trng ca trm thu in cú nhim v trung ct nc to thnh h cha, iu tit lu lng cho nh mỏy thu in theo yờu cu s dng Ngoi cũn cú nhim v phũng l cho h lu, tng kh nng nuụi trng thu sn, ci to mụi trng sinh thỏi, m bo giao thụng thu tt hn c kit v l Cụng trỡnh thu cụng cú nh hng trc tip n hiu qu phỏt in v cỏc ngnh li dng tng hp khỏc Vỡ vy, thit k cụng trỡnh thu cụng cn m bo tho v kinh t v k thut Thnh phn cụng trỡnh thu cụng bao gm: + Cụng trỡnh u mi: p dõng nc v cụng trỡnh x l + Cụng trỡnh nc vo: Ca ly nc, ng ng ỏp lc, nh mỏy, kờnh h lu Cụng trỡnh thu in T2 cú nhim v chớnh l phỏt in vi cụng sut lp mỏy NLM = 56 MW, sn lng in bỡnh quõn hng nm Enn 228 triu KWh Ngoi nú cũn gúp phn gim mc nc l cho vựng h du 1.2 Chn tuyn p v b trớ cụng trỡnh u mi: 1.2.1 Chn tuyn p: Trờn c s nhng ti liu thm dũ, kho sỏt v iu tra c bn nh iu kin a hỡnh, a cht, thu vn, vt liu xõy dng, dõn sinh kinh t Tin hnh so sỏnh cỏc phng ỏn tuyn cụng trỡnh giai on quy hoch thu li, c bit l quy hoch thu nng, t ú ó quyt nh chn tuyn T2 l tuyn cụng trỡnh c coi l hp lý nht vỡ nhng lý sau õy: + a hỡnh thun li, tuyn p c b trớ gia hai khe nỳi nh vy gim c lng o p + V a cht: a cht khu vc xõy dng cụng trỡnh cú nn ỏ cng, ớt nt n nh vy m bo tt n n nh cụng trỡnh, gim nh lng x lý nn múng Đồ áN TốT NGHIệP Thiết kế sơ trạm thuỷ điện T2 + B trớ cỏc cụng trỡnh liờn quan c thun li nh: p dõng, p trn v cỏc p ph khỏc + Vn b trớ hin trng thi cụng c thun li Ti v trớ xõy dng trm thu in, a hỡnh khỏ bng phng, tin cho vic b trớ v xõy dng ng giao thụng p chớnh c xõy dng gn bói vt liu, tin cho vic chuyn, gim c giỏ thnh xõy dng cụng trỡnh 1.2.2 Chn loi p: Trong cụng trỡnh u mi thỡ p dõng l mt b phn rt quan trng Nú trc tip chn dũng nõng cao ct nc to thnh h cha p dõng cú th l p t, p ỏ , p bờ tụng trng lc Vic xỏc nh loi p c da vo iu kin a hỡnh, a cht ca tuyn p, tỡnh hỡnh vt liu a phng v cỏc c trng khỏc nh iu kin khớ hu, a cht thu vn, thu dũng chy chn c loi p thớch hp phi thụng qua phõn tớch kinh t k thut chn c phng ỏn hp lý 1/ p t: * u im: Tn dng c vt liu a phng ti ch, tit kim vt liu quý nh st thộp bờ tụng t ú lm gim giỏ thnh cụng trỡnh Cu to n gin, bn v chng thm tng i tt, chu c cỏc chn ng D qun lý, d m rng v tụn cao D thi cụng v cú th p trờn mi mt nn Cho n nay, kinh nghim thit k v cỏc cụng ngh thi cụng p t phỏt trin tng i hon ho vỡ vy cht lng p sau p tt * Nhc im: Thi gian thi cụng di, kh nng x l b hn ch, x lý tip giỏp khú nu cụng trỡnh x l bng bờ tụng Trong quỏ trỡnh xõy dng, gp l khụng cho nc trn qua m phi cú cụng trỡnh dn dũng thi gian thi cụng Mt ct ngang p ln 2/ p ỏ: * u im: Tn dng c vt liu a phng, yờu cu a cht nn khụng cao, chi phớ nh, chng ng t tt, tit kim c vt liu t tin nh st thộp Thi cụng vo mi * Nhc im: Kh nng x l b hn ch, x lý tip giỏp khú nu cụng trỡnh x l bng bờ tụng Gia c mỏi phc tp, mt ct ngang p rng p cao v d b thm mt nc 3/ p bờ tụng trng lc: Đồ áN TốT NGHIệP Thiết kế sơ trạm thuỷ điện T2 * u im: õy l loi p cú th kt hp trn nc v khụng trn nc vỡ vy khụng phi b trớ cụng trỡnh trn c lp, mt khỏc li cho phộp dn dũng thi cụng trờn thõn p Thi gian thi cụng nhanh kh nng thi cụng c gii cao, mt ct p nh, cú th xõy dng p mi iu kin khớ hu Lng tn tht thm nh, an ton p bờ tụng trng lc rt cao * Nhc im: Vt liu xõy dng p nhõn to nờn giỏ thnh tng i cao Yờu cu a cht nn cao (nn ỏ gc) Trong quỏ trỡnh xõy dng p cú kh nng phỏt sinh khe lnh, ũi hi cụng ngh hin i, i ng cỏn b cụng nhõn phi lnh ngh v cú kinh nghim Ti tuyn xõy dng p ca trm thu in T2 cú a cht nn tt (nn ỏ cng, ớt nt n) Vt liu xõy dng nh cỏt, cui, si cú tr lng ln, khai thỏc d dng trờn nhiu bói bi ln v phớa thng lu ca cụng trỡnh Qua nhng phõn tớch trờn, ta chn hỡnh thc p l p bờ tụng trng lc nh vy tuyn nng lng ca nh mỏy s ngn hn v ng ng c b trớ thõn p lm tng an ton 1.2.3 B trớ tng th cụng trỡnh u mi: Vic b trớ cụng trỡnh u mi phi chỳ ý kớch thc tit din x nc ca cụng trỡnh, m bo ni tip dũng chy h lu, nc thun dũng, lng o p ớt, khụng gõy xúi l p, b sụng Cn c vo loi p ó chn v cỏc ti liu a hỡnh, a cht ta b trớ cụng trỡnh u mi cho trm thu in T2 nh sau: Tuyn nng lng bao gm ca ly nc, ng ng ỏp lc v nh mỏy c b trớ phớa b trỏi lũng sụng (nhỡn t thng lu) Nh mỏy thu in b trớ sau p, song song vi p, kờnh x sau nh mỏy c ni lin vi lũng sụng p trn b trớ gia lũng sụng 1.3 Cp cụng trỡnh v cỏc ch tiờu thit k: 1.3.1 Cp cụng trỡnh: Cp cụng trỡnh c xỏc nh theo hai iu kin: Theo chiu cao p v loi nn: Chiu cao p s b cú th ly: H = MNDBT + d ỏy Trong ú: d: vt cao an ton, s b ly d = m Đồ áN TốT NGHIệP Thiết kế sơ trạm thuỷ điện T2 ỏy: Cao trỡnh ỏy sụng cha xõy dng cụng trỡnh, t bỡnh ta xỏc nh c ỏy = 428 m H = MNDBT + d ỏy = 490 + 428 = 65 m Theo tiờu chun xõy dng Vit Nam 285-2002, tra bng (P1-1) ỏn mụn hc thu cụng (AMHTC) vi loi p l p bờ tụng trng lc trờn nn ỏ ta xỏc nh c cp cụng trỡnh l cp II Theo nhim v: Nh mỏy thu in cú cụng sut lp mỏy 56 MW, tra bng (P1-2) AMHTC ta xỏc nh c cp cụng trỡnh l cp II Tng hp c hai iu kin thỡ cp cụng trỡnh l cp II 1.3.2 Cỏc ch tiờu thit k: T cp cụng trỡnh ta xỏc nh c cỏc ch tiờu thit k: + Tn sut thit k: P = 0,5% + Tn sut kim tra: P = 0,1% + H s iu kin lm vic: m = + H s tin cy: Kn = 1,2 2% = 30 m/s + Tn sut giú ln nht: P = 2%, vi tc giú ln nht: Vmax + Tn sut giú bỡnh quõn ln nht: P = 50% 50% = 18 m/s Vn tc giú bỡnh quõn ln nht: Vmax + súng: - ng vi MNDBT: D = km - ng vi MNDGC: D' = 2,5 km + Dũng chy l ln nht: Q0,5% max = 4850 m /s + H s t hp ti trng: nc = CHNG 2: Đồ áN TốT NGHIệP Thiết kế sơ trạm thuỷ điện T2 TNH TON IU TIT L 2.1 Khỏi nim, nhim v: iu tit l núi chung l quỏ trỡnh lm thay i dũng chy l dc theo ng chuyn ca nú, c th l nh l gim nh, thi gian l di Nhim v tớnh toỏn iu tit l nhm tho nhu cu phũng l, cha bt l vo dung tớch phũng l, gim bt lu lng x qua cụng trỡnh x l, t ú ỏp ng yờu cu phũng chng l cho cỏc cụng trỡnh ven sụng v khu vc h lu.Ni dung tớnh toỏn bao gm: Lp quỏ trỡnh l thit k Tớnh toỏn thu lc xỏc nh dung tớch phũng l Xỏc nh kớch thc cụng trỡnh x l, iu tit l 2.2 Chn phng phỏp phũng l v bin phỏp thỏo l: 2.2.1 Cỏc phng phỏp phũng l ca kho nc (h cha): Phũng l bng dung tớch kt hp: Phng phỏp ny cú phn dung tớch phũng l nm di MNDBT, trc l v ta phi khng ch mc nc mt cao trỡnh nht nh no ú phũng l Phn dung tớch phũng l c tớnh t cao trỡnh ú n MNDBT u im ca phng phỏp ny l tn dng c dung tớch phũng l phỏt in nhng ũi hi phi cú d bỏo chớnh xỏc v l Mt khỏc, phi khng ch mc nc trc l nờn cú in lng vo l nh Vỡ vy phng phỏp ny ch thớch hp vi h cú dung tớch ln Phũng l bng dung tớch siờu cao: Phng phỏp ny cú phn dung tớch phũng l (dung tớch siờu cao) nm trờn MNDBT v nú thng xuyờn c b trng phũng l ln trn v m cụng trỡnh x l khụng kp, phn cũn li c tr vo dung tớch siờu cao Phng phỏp ny an ton cho phũng l h lu v in lng l khụng b gim, nhng chiu cao p li tng dn ti lm tng u t, phng phỏp ny thớch hp cho h cú dung tớch hu ớch nh Phng phỏp hn hp: Đồ áN TốT NGHIệP Thiết kế sơ trạm thuỷ điện T2 L phng phỏp phũng l bng c dung tớch siờu cao ln dung tớch kt hp Ni dung ca phng phỏp l ly mt phn dung tớch phũng l cha vo phn dung tớch siờu cao, cũn mt phn cho nm dung tớch hu ớch ca h cha Phng phỏp ny khc phc c nhc im ca hai phng phỏp trờn Tuy nhiờn nú cng cú nhc im l tớnh toỏn phc hn Mt khỏc, cụng trỡnh xõy dng ni vựng sõu vựng xa, vic d bỏo l khú khn vỡ vy ỏn thit k s b ta chn phng phỏp phũng l bng dung tớch siờu cao 2.2.2 Chn bin phỏp thỏo l: Do lu lng x l khỏ ln, lũng sụng hp, nu b trớ x mt hon ton thỡ chiu di phn p trn s rt ln Vỡ vy ta chn bin phỏp thỏo l kt hp c x mt v x ỏy Mt khỏc, trờn ta ó chn phng phỏp phũng l bng dung tớch siờu cao, vy cụng trỡnh x mt l trn khụng cú ca van, cao trỡnh ngng trn bng cao trỡnh MNDBT Cụng trỡnh x ỏy cú nhim v x phn lu lng cũn li sau tr i lu lng x qua cỏc t mỏy thu in v cụng trỡnh x mt 2.3 Ni dung tớnh toỏn: Cú rt nhiu phng phỏp tớnh toỏn khỏc nh phng phỏp tớnh ỳng dn (phng phỏp gii tớch), phng phỏp Pụtapp, phng phỏp Kụtrờrin Tuy nhiờn giai on thit k s b tụi chn phng phỏp tớnh toỏn iu tit l n gin ca Kụtrờrin tớnh Z(m) Q(m 3/s) MNDGC Z = Z(t) MNDBT Qd = Qd(t) qx = qx(t) T(h) Phng phỏp ny coi ng quỏ trỡnh l thit k cú dng tam giỏc v ng quỏ trỡnh x cng l tam giỏc: Lu lng x ln nht c tớnh theo cụng thc : Vsc q max = Q 0,5% max W L 0,5% Trong ú : Q 0,5% max : Lu lng l thit k, Q max = 4850 m /s Vsc: Dung tớch phũng l ca h (dung tớch siờu cao) Đồ áN TốT NGHIệP Thiết kế sơ trạm thuỷ điện T2 WL: Tng lng l thit k: Vi Q 0,5% max = 4850 m /s, WL = 1047,6.10 m * Cỏc bc tớnh toỏn: + Gi thit ct nc trn (Htr) + Tớnh cao trỡnh mc nc l gi thit: MNL = MNDBT + Htr + Tớnh dung tớch ca h ng vi mc nc l gi thit: Tra quan h Z ~ V ta c: VMNL = V(MNL) + Tớnh dung tớch phũng l ca h: Vsc = VMNL VMNDBT Vi: MNDBT = 490 m, tra quan h Z ~ V: VMNDBT = V(490m) = 761,5.106 m3 + Tớnh lu lng x ln nht: Vsc q max = Q 0,5% max W L + Tớnh lu lng x (x mt v x ỏy): Qx = qmax o.Qo Trong ú: Qo: Lu lng thỏo l ln nht qua nh mỏy: Qo = Z.Qtm = 2.70,34 = 140,68 m3/s o: H s li dng , o = 0,7 ữ 0,9 Ta ly: o = 0,8 + Tớnh mc nc h lu ln nht (Zhlmax): Vi qmax ó tớnh trờn, tra quan h Qhl ~ Zhl Zhlmax Đồ áN TốT NGHIệP Thiết kế sơ trạm thuỷ điện T2 Bng kt qu tớnh toỏn: Htr MNL VMNL Vsc qmax (m) (m) 491 809 47.5 4630.1 4517.5 436.23 1.5 491.5 832.75 71.25 4520.1 4407.6 436.19 492 856.5 95 4410.2 4297.6 436.15 2.5 492.5 880.25 118.75 4300.2 4187.7 436.11 493 904 142.5 4190.3 4077.7 436.07 3.5 493.5 927.75 166.25 4080.3 3967.8 436.03 494 951.5 190 3970.4 3857.8 435.99 4.5 494.5 975.25 213.75 3860.4 3747.9 435.95 495 999 237.5 3750.5 3637.9 435.91 5.5 495.5 1028.6 267.1 3613.4 3500.9 435.86 496 1058.2 296.7 3476.4 3363.8 435.81 6.5 496.5 1087.8 326.3 3339.4 3226.8 435.76 497 1117.4 355.9 3202.3 3089.8 435.71 7.5 497.5 1147 385.5 3065.3 2952.7 435.66 498 1176.6 415.1 2928.2 2815.7 435.62 8.5 498.5 1206.2 444.7 2791.2 2678.7 435.57 499 1235.8 474.3 2654.2 2541.6 435.52 9.5 499.5 1265.4 503.9 2517.1 2404.6 435.47 10 500 1295 533.5 2380.1 2267.5 435.42 (106 m3) (106 m3) (m3/S) Qx Zhlmax (m3/S) (m) Cn c vo ti liu a hỡnh, a cht vựng lũng h tụi chn MNDGC = 495,5 m T bng tớnh toỏn iu tit l trờn ta thy, vi MNDGC = 495,5 m thỡ ct nc trn Htr = 5,5 m; Vsc = 267,1.106 m3; qmax = 3613,4 m3/s; lu lng x mt v x ỏy Qx = 3500,9 m3/s; Zhlmax = 435,86 m CHNG 3: THIT K P KHễNG TRN Đồ áN TốT NGHIệP Thiết kế sơ trạm thuỷ điện T2 3.1 Mt ct c bn: 3.1.1 Dng mt ct c bn: Do c im chu lc mt ct c bn ca p bờ tụng trng lc cú dng tam giỏc: nh mt ct cú cao trỡnh ngang vi MNDGC = MNDBT + Hsc Hsc: Ct nc siờu cao, ly theo ti liu tớnh toỏn iu tit l trờn ta cú: Hsc = Htr = 5,5 m MNDGC = 490 + 5,5 = 495,5 m Chiu cao mt ct p: H1 = MNDGC dỏy ỏy: Cao trỡnh ỏy p sau ó búc b lp ph phong hoỏ T bỡnh ta xỏc nh c cao trỡnh ỏy sụng cha xõy dng cụng trỡnh l 428 m Vỡ tuyn p l nn ỏ nờn ta ch búc b lp ph i m ỏy = 428 = 427 m H1 = MNDGC - ỏy = 495,5 427 = 68,5 m Chiu rng ỏy p (B) bao gm on hỡnh chiu ca mỏi thng lu l n.B, hỡnh chiu ca ca mỏi h lu l (1 n).B Tr s n chn theo kinh nghim: n = (0 ữ 0,1), ta chn n = (mỏi thng lu thng ng) 3.1.2 Xỏc nh chiu rng ỏy p (B): Chiu rng ỏy p c xỏc nh theo iu kin n nh v ng sut: Theo iu kin n nh: B = Kc H1 f. + n n Trong ú: H1: Chiu cao mt ct p, H1 = 68,5 m f: H s ma sỏt gia p v nn, ly f = 0,7 1: Dung trng ca p (bờ tụng), = 2,4 T/m3 n: Dung trng ca nc, n = T/m3 n: H s mỏi thng lu, n = 1: H s ct nc cũn li sau mng chng thm Vỡ p cao, cụng trỡnh quan trng nờn cn thit phi x lý chng thm cho nn bng cỏch Đồ áN TốT NGHIệP Thiết kế sơ trạm thuỷ điện T2 - m bo dũng chy vo thun dũng gim ti a tn tht thu lc v khụng gõy nờn phu xoỏy trc CLN - Kt cu chc chn, hnh tin li vi chi phớ nh nht * Hỡnh thc ca vo: Cỏc b phn ca CLN phi cú hỡnh dng v kớch thc phự hp vi tng iu kin c th ca kt cu cụng trỡnh Vi p bờ tụng trng lc, tụi chn CLN kiu p cú trn v ngng ln cong elip (dng ny tn tht thu lc l nh nht) 5.2.3 Cỏc thit b b trớ ti ca ly nc: Ca ly nc cn b trớ cỏc thit b sau: 1/ Li chn rỏc: Li chn rỏc thng c t trc van sa cha v van s c - sa cha (van cụng tỏc) Nú cú nhim v gi li hu ht rỏc bn v cỏc vt ni trỏnh lm h hi bn thõn CLN, h thng ng dn v cỏc thit b thu lc ca nh mỏy thu in Kt cu ca li chn rỏc l mt h thng khung dm v cỏc ngang dc cú tit din hỡnh trũn, hỡnh ch nht hoc hỡnh lu tuyn Khong cỏch gia cỏc ph thuc vo kớch thc v loi turbin, vo s lng v loi rỏc bn dũng chy Vic la chn cỏc kớch thc ny phi thụng qua tớnh toỏn cho nhng vt trụi qua li chn rỏc khụng lm h hi cỏc b phn turbin Trong thit k s b, i vi turbin cỏnh quay khong cỏch gia cỏc cú th ly nh sau: b= 1 D1 ; (b = 15 ữ 20cm) b = 3,2 = 0,16 m = 16 cm 20 20 Kớch thc li chn rỏc cú nh hng ti khớch thc ton b CLN Nú ph thuc vo s lng, loi rỏc bn, phng thc co dn rỏc trờn li v tn tht thu lc trờn li chn rỏc Din tớch ca nc vo c tớnh theo cụng thc sau: F= Q tk VL Trong ú: Qtk: Lu lng ln nht chy qua CLN, Qtk = Qtm = 70,34 m3/s VL: Vn tc trc li chn rỏc trm thu in T2 cú cao trỡnh ngng CLN t khỏ sõu so vi MNDBT (> 20 ữ 25m) thỡ VL = 0,6 ữ 0,8 m/s F= Q tk = 87,9 ữ 117,2 m2 VL Đồ áN TốT NGHIệP Thiết kế sơ trạm thuỷ điện T2 Vy kớch thc din tớch ca vo l: (bxh) = (12x8) m2 ngp sõu ca CLN m bo: Cao trỡnh ngng trờn (cao trỡnh trn) ca CLN phi thp hn (0,5 ữ 2)m so vi MNC m bo khụng to phu xoỏy trc CLN Cao trỡnh ngng ca CLN phi cao hn cao trỡnh bựn cỏt (1 ữ 3)m m bo bựn cỏt khụng b cun trụi vo ng ng ỏp lc quỏ trỡnh hnh Vỡ vy ta cú: Tr MNC (0,5 ữ 2)m = (470 ữ 471,5)m Chn: Tr = 470 m n = Tr h = 470 = 462 m tn dng phỏt in c nhng nm rt kit (cú tn sut nh hn tn sut thit k), sm a vo hnh t mỏy u tiờn ca trm thu in v gim c chiu di chiu di ng ng ỏp lc ta b trớ cao trỡnh ngng thp hn mc nờu trờn: n = 460 m Tr = 468 m Kim tra: n = 460m Zbc + (1 ữ 3)m = 431,1 + (1 ữ 3)m = 432,1 ữ 434,1m Tho iu kin bựn cỏt 2/ Van sa cha: c b trớ sau li chn rỏc v trc ca van cụng tỏc cú nhiờm v úng m khụng cho nc vo ng ng ca nh mỏy thu in Nú c dựng trng hp sa cha, kim tra nh k cỏc thit b thu in (ng ng, t mỏy thu in v c van cụng tỏc Van sa cha úng nc ng yờn (lỳc ny t mỏy ngng hot ng) 3/ Van cụng tỏc: Loi van ny dựng úng khụng cho nc chy vo ng dn cú s c i vi ng dn hoc t mỏy cng nh sa cha chỳng i vi CLN khụng ỏp, dn nc vo kờnh khụng t iu tit thỡ van cụng tỏc cũn lm nhim v iu tit lu lng i vi CLN vo ng ng ỏp lc t h thỡ van cụng tỏc phi l van úng nhanh (yờu cu thi gian úng t ữ phỳt) 4/ ng thụng khớ: ng thụng khớ cú tỏc dng dn khụng khớ vo ng ng khụng cho phỏt sinh hin tng chõn khụng ng ng úng ca van cụng tỏc t ngt v cho phộp thoỏt khụng khớ ngoi m ca van ng thụng khớ c b trớ sau van cụng tỏc, cao trỡnh ming ng phi cao hn mc nc ln nht h cha (MNDGC) ng thụng khớ thng c s dng CLN cú ỏp ca trm thu in sau p v ng dn cú ct nc ln nờn ỏp sut chõn khụng ln Đồ áN TốT NGHIệP Thiết kế sơ trạm thuỷ điện T2 Din tớch ng thụng hi (tit din) c xỏc nh theo cụng thc sau: Fo = Qo Vo Trong ú: Qo: Lu lng khớ ng ng thụng khớ, nú ph thuc vo cỏch t ng ng ỏp lc Vi ng ng ỏp lc t thõn p bờ tụng thỡ cú th ly bng lu lng ln nht qua t mỏy: Qo = Qtm = 70,34 m3/s Vo: Vn tc khớ ng thụng khớ, Vo = (25 ữ 50) m/s, tu thuc vo vt liu lm ng Ta chn Vo = 40 m/s Fo = Q o 70,34 = = 1,76 m2 Vo 40 Ta chn ng thụng khớ cú tit din hỡnh ch nht kt hp lm ng vo kim tra ng ng ỏp lc Kớch thc ng: axb = (1,5x1,2) m2 = 1,8 m2 5/ ng cõn bng ỏp lc: ng cõn bng ỏp lc cú tỏc dng cõn bng ỏp lc nc trc v sau van cụng tỏc gim ỏp lc m ca van ng c b trớ thõn tr pin, lm bng ng thộp cú ng kớnh: D = 20 ữ 30 cm Ta chn: D = 30 cm 6/ Thit b nõng chuyn v vt rỏc: Van cụng tỏc dựng thit b thu lc úng m Van sa cha v li chn rỏc s dng chung cu trc Do s t mỏy ớt nờn õy cu trc c t c nh cho tng CLN riờng bit 5.2.4 Tớnh toỏn hỡnh dng ca nc vo: Hỡnh dỏng ca nc vo cú dng elớp, phng trỡnh elớp cú dng sau: X2 Y2 + =1 a 2cv ( ) a 2cv Trong ú: : H s co hp dũng chy theo phng ng; acv: Bỏn kớnh trc di ca elớp Đồ áN TốT NGHIệP Thiết kế sơ trạm thuỷ điện T2 490 a'cv ht Y' ht X" a'cv '.a'cv DKT ".a"cv a"cv Y" X" ht P a"cv 440 xỏc nh cỏc thụng s trờn ta i tớnh toỏn xỏc nh: Xỏc nh ng kớnh ng (DKT): Vn u t xõy dng c bn v chi phớ hnh hng nm ca ng ng ỏp lc tng theo chiu tng ca ng kớnh ng, song tn tht ct nc v ỏp lc nc va ng ng thỡ li t l nghch Do vy vic xỏc nh ng kớnh kinh t DKT ca ng ng ỏp lc phi thụng qua tớnh toỏn kinh t v k thut la chn Tớnh DKT theo lu tc kinh t: DKT = Q max 0,785.VKT Qmax: Lu lng thit k ln nht chy qua ng ng ỏp lc, ta cú: Qmax = Qtm = 70,34 m3/s VKT: Lu tc kinh t ca ng dn nc ỏp lc, vi ng bờ tụng ct thộp: VKT = ữ m/s DKT = Q max = 6,69 ữ 4,73 m Ta chn DKT = m 0,785.VKT Cao trỡnh tuyn phõn chia dũng chy: Đồ áN TốT NGHIệP Thiết kế sơ trạm thuỷ điện T2 pc = MNDBT ht' ht' = ht ht" ht " = P.h t ( h t D KT ) ht: Chiu sõu nc trc ca nc vo ht = MNDBT ỏy= 490 440 = 50m P: Chiu cao ngng ca ly nc, P = n ỏy = 460 440 = 20 m Vi n: Cao trỡnh ngng ca ly nc, n = 460 m DKT: ng kớnh ng, DKT = m ht"= P.h t 20.50 = = 22,2 m (h t D KT ) (50 5) ht' = ht ht" = 50 22,2 = 27,8 m pc = MNDBT ht' = 490 27,8 = 462,2 m Cỏc thụng s kớch thc ca vo: '.a' = n + DKT pc = 460 + 462,2 = 2,8 m a' = Tr pc = 468 462,2 = 5,8 m ' = '.a' 2,8 = = 0,483 a' 5,8 ".a" = pc n = 462,2 460 = 2,2 m Mt khỏc: " = 0,57 + " = 0,043 1,1 " a" ht" 0,043 a" = 2,2 Gii phng trỡnh, ta c: ".a" = 0,57 + a" 1,1 22,2 a" = 3,57 m (loi nghim a" = 26,39 m, vỡ a" < ht" = 22,2 m) Đồ áN TốT NGHIệP Thiết kế sơ trạm thuỷ điện T2 " = ".a" 2,2 = = 0,616 a" 3,6 Vy phng trỡnh ca ly nc cú dng: X2 Y2 X2 Y2 =1 + =1 + Ngng trờn: + a' (1 ' ) a' 5,82 (1 0,483) 5,82 X2 Y2 X2 Y2 =1 + =1 + Ngng di: + a" (1 ") a"2 2,2 (1 0,616 ) 2,2 Cỏc thụng s ca ca ly nc nh sau: - Chiu cao ca ly nc: h = m - Chiu rng ca ly nc: b = 12 m - ng kớnh ng ng ỏp lc: DKT = m 5.3 ng ng ỏp lc: 5.3.1 Tỏc dng ca ng ng ỏp lc: ng ng ỏp lc ca trm thu in l ng ng dn nc cú ỏp t h cha (i vi trm thu in kiu p) hoc t b ỏp lc hay thỏp iu ỏp (i vi trm thu in kiu ng dn) n turbin nc Nú cú cụng dng to thnh ton b hoc phn ln ct nc cho trm thu in Vỡ vy nú cú c im l cú dc ln, b trớ gn nh mỏy, chu ỏp lc nc bờn ln nht ca trm thu in bao gm c ỏp lc nc va 5.3.2 Chn tuyn ng ng: Vic chn tuyn ng ng cn cn c vo iu kin a hỡnh, a cht m tuyn ng ng i qua v phng thc khai thỏc thu nng ng thi m bo tt my im sau: - Tuyn ng ng ngn, thng h thp giỏ thnh, gim tn tht thu lc, gim ỏp lc nc va, t ú lm cho t mỏy hnh n nh - Tuyn ng khụng nờn quỏ dc, quỏ cong - ng ng ỏp lc phi t trờn nn kiờn c, n nh; trỏnh nhng ni st l v b trớ theo dc sn nỳi Đồ áN TốT NGHIệP Thiết kế sơ trạm thuỷ điện T2 T yờu cu nờu trờn, cn c vo a hỡnh khu vc xõy dng cụng trỡnh v phng thc khai thỏc thu nng (kiu sau p) tụi chn tuyn ng ng vuụng gúc vi nh mỏy (nh mỏy nm song song vi trc p) 5.3.3 Xỏc nh cỏc kớch thc c bn ca ng ng: 1/ Chn loi ng ng v tớnh ng kớnh ng: a) Chn loi ng ng: Trm thu in T2 cú ct nc Htt = 47 m, tuyn ng ng ngn li c t thõn p bờ tụng trng lc nờn tụi chn loi ng ng l ng bờ tụng ct thộp cú nhiu u im nh: Bn, r tin, tit kim c thộp lm v ng, lp rỏp n gin, tiờn li b) Xỏc nh ng kớnh ng (DKT): Vic xỏc nh ng kớnh ng cn c vo lun chng kinh t, k thut Trong giai on thit k s b, ti liu cha y nờn tụi ch xỏc nh ng kớnh kinh t theo lu tc kinh t ng ng Theo phn cụng trỡnh ly nc ta xỏc nh c: DKT = m 2/ Xỏc nh chiu dy thnh ng (): 1 1 Vi ng bờ tụng ct thộp: = ữ .D KT = ữ .5 = (0,625 ữ 0,5)m Ta 10 10 chn: = 0,5 m 3/ Chiu di ng ng ỏp lc v on chuyn tip: Da vo mt ct dc tuyn nng lng, s b tớnh c chiu di: L = 90 m Do ca ly nc v on ng ng chy vo bung xon ca turbin cú tit din khụng phi l trũn nờn ta phi cú hai on chuyn tip ni hai phn ny vi ng ng ỏp lc gim tn tht thu lc S b ly: L1 = m 5.4 Nc va ng ng ỏp lc: 5.4.1 Nc va v nh hng ca nú i vi ch lm vic ca trm thu in: Khi úng hay m ca van thỡ ng ng ỏp lc lu lng v lu tc s thay i S thay i lu tc ng ng ỏp lc gõy nờn s thay i ỏp lc ng Nu thay i lu tc mt cỏch t ngt thỡ ỏp lc ng cng thay i t ngt S thay i ỏp lc lỳc tng, lỳc gim xy liờn tc, nú tỏc dng lờn Đồ áN TốT NGHIệP Thiết kế sơ trạm thuỷ điện T2 thnh ng v gõy nờn s rung ng thõn ng, cú phỏt nhng ting ng d di Hin tng ú gi l hin tng nc va Nguyờn nhõn vt lý ca s tng gim ỏp lc nc va l lc quỏn tớnh ca nc ang chy thõn ng Khi úng cỏnh hng nc, chuyn ng ca dũng chy ng l chuyn ng chm dn Lỳc ny, hng ca gia tc dũng chy s ngc vi hng ca gia tc ú hng ca lc quỏn tớnh s trựng vi hng ca ca tc dn n tng thờm ỏp lc nc ng ng gi l nc va dng Ngc li, m cỏnh hng nc, chuyn ng ca dũng nc ng ng l chuyn ng nhanh dn u, lc quỏn tớnh s i hng ngc li vi chiu dũng chy, vỡ vy ng ng cú hin tng gim ỏp lc gi l nc va õm Nc va nh hng ln n tỡnh hỡnh lm vic ca nh mỏy thu in Khi xy hin tng nc va, ỏp lc nc ng ng s thay i ú lm thay i ct nc ca trm thu in S thay i ỏp lc v ct nc nc va gõy nờn mc dự mang tớnh cht nht thi nhng gõy khú khn cho vic iu chnh turbin, bi vỡ ct nc dao ng s gõy s dao ng cụng sut v tc quay ca turbin S dao ng ỏp lc nc va gõy lm tng ng sut thnh bung turbin v c bit thnh bung ng dn i vi trm thu in cú chiu di ng ng ỏp lc ln, tr s ỏp lc nc va dng cú th t ti giỏ tr gp vi ln ct nc ca trm thu in Vỡ vy phi xõy dng cỏc cụng trỡnh lm gim ỏp lc nc va (thỏp iu ỏp, van x khụng ti, thay i kớch thc ng ng ỏp lc) mc cho phộp (di 30 ữ 40% ct nc tớnh toỏn ca trm thu in) T ú lm tng u t v chi phớ qun lý hnh nh mỏy Nc va õm lm ỏp lc nc ng ng ỏp lc gim xung mt cỏch t ngt, cn tr vic tng kp thi vic tng cụng sut ca turbin theo yờu cu ca ph ti Ngoi ra, trỏnh hin tng bp ng ỏp lc ng h thp hn ỏp lc khớ tri (trong ng xut hin ỏp sut chõn khụng) cn phi b trớ ng ng dn di ng ỏp lc thp nht, ú cú phi t ng sõu di t mt vi on trờn tuyn ng Vỡ vy lng cụng vic xõy dng s tng lờn v giỏ thnh cụng trỡnh s t hn 5.4.2 Tớnh toỏn ỏp lc nc va: 1/ Tc truyn súng ỏp lc nc va (C): Đồ áN TốT NGHIệP Thiết kế sơ trạm thuỷ điện T2 Tc truyn súng ỏp lc nc va (C) ph thuc vo tớnh n hi, tớnh ng cht ca vt liu lm ng v ca bn thõn cht lng Tc truyn súng c xỏc nh theo cụng thc tng quỏt ca I.E.Jucpki: C= Co + E Trong ú: Co: Tc truyn súng õm cht lng, nú ph thuc vo c tớnh ca cht lng Vi nc sch: Co = 1435 m/s : Mụun n hi ca cht lng, i vi nc: = 2,1.104 kg/cm2 E: Mụun n hi ca vt liu lm ng, vi ng bờ tụng: E = 2,1.105 kg/cm2 : H s tớnh n c tớnh bin dng ca tit din ng, i vi ng ng bờ tụng ct thộp: = D (1 + 9,5.) D: ng kớnh ca ng, D = m : Chiu dy thnh ng, = 0,5 m : H s ct thộp vũng, = 0,015 ữ 0,05 Ta chn: = 0,03 = C= D = 7,8 (1 + 9,5.) 0,5.(1 + 9,5.0,03) Co 1435 = = 1075,6 2,1.10 m/s + 1+ 7,8 E 2,1.105 2/ Pha nc va (Tf): Khong thi gian súng ỏp lc nc va xut hin truyn ti h cha v phn hi li c cu iu chnh gi l pha nc va (Tf) Tf = 2.L 2.90 = = 0,17 (s) C 1075,6 Mt khỏc, thi gian úng m b phn hng nc ca turbin: Ts = (3 ữ 10)s Ta ly: Ts = s Đồ áN TốT NGHIệP Thiết kế sơ trạm thuỷ điện T2 Ta thy: Ts = (s) > Tf = 0,17 (s) Nh vy ng ng xy nc va giỏn tip 3/ Tớnh toỏn nc va giỏn tip úng m cỏnh hng nc: a) Trng hp nc va dng: * Nguyờn lý tớnh toỏn: - Coi ng ng ỏp lc l ng ng n gin (ng kớnh ng khụng i) - tng an ton v n gin tớnh toỏn ta b qua tn tht thu lc ng ng - Tớnh toỏn ỏp lc nc va bng phng phỏp gii tớch ng vi hai trng hp H = Hmax = 60 m v trng hp H = Htt = 47 m * Trng hp H = Htt = 47 m + Xỏc nh ch s c trng th nht ca ng ng: = C.Vmax 2.g.H o Trong ú: Ho: Ct nc ch ỏp lc n nh, Ho = Htt = 47 m Vmax: Lu tc ln nht ng ng ng vi trng hp tớnh toỏn (trng hp Htt = 47 m thỡ Qmax = Qtm = 70,34 m3/s) Vmax = à= 4.Q tm 4.70,34 = = 3,58 m/s .D 2KT .52 C.Vmax 1075,6.3,58 = = 4,176 2.g.H o 2.9,81.47 à.o = 4,176.1 = 4,176 > Vy õy l nc va pha gii hn (tr s ỏp lc nc va ln nht xut hin pha cui cựng ca quỏ trỡnh chuyn tip) + Xỏc nh ch s c trng th hai ca ng ng: = L.Vmax 90.3,58 = = 0,14 g.H o Ts 9,81.47.5 + Xỏc nh tr s ỏp lc nc va tng i pha gii hn: m = ( ) ( ) 0,14 + + = 0,14 + 0,14 + = 0,15 2 + Xỏc nh ct nc ỏp lc nc va dng ln nht: Đồ áN TốT NGHIệP Thiết kế sơ trạm thuỷ điện T2 H = Ho.m = 47.0,15 = 7,05 m * Trng hp H = Hmax = 60 m: + Xỏc nh ch s c trng th nht ca ng ng: = C.Vmax 2.g.H o Trong ú: Ho: Ct nc ch ỏp lc n nh, Ho = Hmax = 60 m Vmax: Lu tc ln nht ng ng ng vi trng hp tớnh toỏn (trng hp Hmax = 60 m) Vi: Q = Q(H max ) = Vmax = à= N tm 28000 = = 55,56 m3/s K N H max 8,4.60 Q(H max ) 4.55,56 = = 2,83 m/s .D 2KT .52 C.Vmax 1075,6.2,83 = = 2,59 2.g.H o 2.9,81.60 + Xỏc nh m tng i ban u ca cỏnh hng nc: o = Q(H max ) 55,56 = = 0,79 Q max 70,34 à.o = 2,59.0,79 = 2,05 > Xy nc va pha gii hn + Xỏc nh ch s c trng th hai ca ng ng: = L.Vmax 90.2,83 = = 0,087 g.H o Ts 9,81.60.5 + Xỏc nh tr s ỏp lc nc va tng i pha gii hn: m = ( ) ( ) 0,087 + + = 0,087 + 0,087 + = 0,091 2 + Xỏc nh ct nc ỏp lc nc va dng ln nht: H = Ho.m = 60.0,091 = 5,45 m b) Trng hp nc va õm (khi m cỏnh hng nc): * Nguyờn lý tớnh toỏn: - Coi ng ng ỏp lc l ng ng n gin (ng kớnh ng khụng i) Đồ áN TốT NGHIệP Thiết kế sơ trạm thuỷ điện T2 - tng mc an ton ta k n tn tht thu lc ng ng - Trng hp tớnh toỏn: Ta tớnh toỏn cho trng hp bt li nht: Mc nc thng lu = MNC = 472 m, ct nc Ho = Hmin = 40,96 m, m tng i ban u o = 0, m tng i cui cựng: c = Q 66,2 = = 0,94 Q max 70,34 + Xỏc nh c trng ca ng ng: = Vi: Q = Q MNC 132,4 max = = 66,2 m3/s Z Vmax = Q 4.66,2 = = 3,37 m/s .D 2KT .52 à= C.Vmax 2.g.H o C.Vmax 1075,6.3,37 = = 4,51 2.g.H o 2.9,81.40,96 à.o =