tính toán thủy năng, turbin chọn thiết bị cho trạm thủy điện

ỏn mụn hc: Thy in Phần I : Tính toán thuỷ mục đích việc tính toán thủy Mục đích tính toán thủy xác định thông số hồ chứa trạm thủy điện (TTĐ) nh cột nớc đặc trng TTĐ: Thông số hồ chứa: - Mực nớc dâng bình thờng (MNDBT) - Mực nớc chết ( MNC ), độ sâu công tác (hct) - Dung tích hữu ích ( Vhi ) Thông số lợng tram thủy điện(TTĐ): - Công suất bảo đảm (Nbđ) - Công suất lắp máy (Nlm) - Điện lợng bình quân nhiều năm (Enn) - Số lợi dụng công suất lắp máy (h) Các cột nớc đặc trng TTĐ: - Cột nớc lớn (Hmax ) - Cột nớc nhỏ (Hmin ) - Cột nớc bình quân (Hbq ) - Cột nớc tính toán (Htt ) Các thông số làm sở cho việc tính toán chọn thiết bị cho nhà máy, xác định kích thớc nhà máy, công trình thủy công vấn đề liên quan khác I xác định thông số hồ chứa: Chọn tần suất thiết kế năm tính toán a Tần suất thiết kế trạm thuỷ điện SVTH: Phm Vn Chun MS: 0851051397 ỏn mụn hc: Thy in Ta biết tình hình làm việc Trạm thuỷ điện (TTĐ) phụ thuộc vào tình hình thuỷ văn Trong điều kiện lu lợng thiên nhiên thuận lợi TTĐ làm việc bình thờng đảm bảo an toàn cung cấp điện, năm nớc công suất TTĐ giảm TTĐ không đảm bảo an toàn cung cấp điện Mặt khác số TTĐ kiểu đập có cột nớc thấp TTĐ không đảm bảo cung cấp điện mùa nhiều nớc (do mực nớc hạ lu dâng cao thời kỳ này, làm cho cột nớc TTĐ giảm nhiều) Khi ta phải cắt giảm hộ dùng điện, điều có nghĩa gây thiệt hại kinh tế quốc dân Do để đánh giá mức độ an toàn cung cấp điện TTĐ, ngời ta dùng khái niệm mức bảo đảm mức bảo đảm đợc tính theo công thức sau: Thời gian làm việc bình x P thờng Tổng thời gian vận hành 100% = Tức suốt thời gian làm việc (vận hành), TTĐ đảm bảo cung cấp điện bình thờng P% tổng thời gian (100-P)% thời gian cung cấp đầy đủ công suất điện lợng tình hình thủy văn bất lợi Nh phần công suất điện thiếu hụt trạm khác hệ thống bù lại Mức bảo đảm đợc 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 (P tt) hay tần suất thiết kế Trong đồ án này, TTĐ có hồ điều tiết năm, nhiệm vụ phát điện, theo yêu cầu giáo viên hớng dẫn chọn tần suất thiết kế với mức đảm bảo tính toán P=90% b Chọn năm tính toán đặc trng thuỷ văn SVTH: Phm Vn Chun MS: 0851051397 ỏn mụn hc: Thy in Chọn năm tính toán: Do liệt năm thuỷ văn ta tính toán theo phơng pháp năm điển hình theo tài liệu cho, là: - Năm kiệt thiết kế ứng với tần suất - Năm trung bình nớc ứng với tần suất - Năm nhiều nớc ứng với tần suất P = 90 % P = 50% P = 10% Chọn mực nớc dâng bình thờng ( MNDBT ) : Theo yêu cầu đề ( Đề bài30 phơng án I-1) ta có MNDBT = 539 m Xác định độ sâu công tác hct : - Độ sâu công tác trạm thuỷ điện khoảng cách từ MNDBT đến MNC: hct = MNDBT - MNC - MNC: mực nớc thấp hồ chứa điều kiện làm việc bình thờng hồ chứa - Phần dung tích nằm MNDBT MNC gọi dung tích hữu ích hồ chứa ( Vhi ) - Phần dung tích nằm dới MNC gọi dung tích chết ( Vc ) Để tìm độ sâu công tác có lợi hồ, ta phải xác định theo điều kiện sau: 2.1 Xác định độ sâu công tác cho phép h cpct theo tiêu chuẩn điều kiện làm việc Turbin điều kiện bồi lắng bùn cát lòng hồ chứa: hcpct = Min( hctTB, hctbc ) a Xác định độ sâu công tác theo điều kiện làm việc Turbin ( hTBct ): Theo điều kiện ràng buộc Tuabin thì: h TBct = (20% 30%).Hmax SVTH: Phm Vn Chun MS: 0851051397 ỏn mụn hc: Thy in Với cánh quay: hTBct = (30% - 40%).Hmax Điều kiện: hTBct Hmax Trong : Hmax : Là cột nớc lớn TTĐ: Hmax Zhl( Qmin) = MNDBT Zhl( Qmin) : Là mực nớc hạ lu ứng với lu lợng nhỏ chảy qua tổ máy hạ lu Qmin : Lu lợng nhỏ chảy qua tổ máy hạ lu Trong thực tế trị số đợc lấy lu lợng yêu cầu hạ lu trờng hợp có yêu cầu lợi dụng tổng hợp, yêu cầu lợi dụng tổng hợp đợc lấy thông qua lu lợng nhỏ chảy qua tổ máy ứng với loại turbin Nhng tài liệu cụ thể yêu cầu nớc hạ lu cha xác định đợc số tổ máy, qua việc nghiên cứu quan hệ ( Q ~ Z hl ) ta thấy mực nớc hạ lu (MNHL) thay đổi tơng đối so với thay đổi lu lợng chảy hạ lu Nên sơ lấy Qmin lu lợng trung bình tháng mùa kiệt (Từ tháng XI đến tháng V) chảy qua tổ máy hạ lu ứng với tần suất thiết kế P90% : Q minP90% = 45,75 (m3/s) Có Qmin tra quan hệ Q ~ Zhl ta đợc Zhlmin = Zhl(Qmin) = 501,12 m Hmax = 539 501,12 = 37,88 m 3 hTBct Hmax 37,88 = 12,63 m ( 2-1-a ) b Xác định độ sâu công tác theo điều kiện bồi lắng lòng hồ (hctbc ): Độ sâu hctbc đợc xác định theo công thức: hctbc = MNDBT MNC SVTH: Phm Vn Chun MS: 0851051397 ỏn mụn hc: Thy in Với: MNDBT = 539 m MNC = Zbc + h1 + h2 + D Trong đó: h1: Độ sâu để không cho bùn cát vào cửa lấy nớc, chọn: h1 = 1,0 m h2: Độ sâu để không cho không khí lọt vào cửa lấy nớc, chọn: h2 = 1,0 m Zbc : Cao trình bùn cát, đợc xác định từ quan hệ ( Z ~ F ~ V ), = Wbc = V thể tích bùn cát lòngVhồ, K Trong đó: .W0.Tkt K: hệ số lắng đọng bùn cát, lấy K=0,8 Tkt tuổi thọ công trình (sơ chọn Tkt = 50 năm ) : Độ đục dòng chảy bình quân, theo giả thiết: = 150 (g/m3) = 0.15000 (kg/m3) : Trọng lợng riêng bùn cát, lấy =1,4 (Tấn/m3) W0 = Q0*365*24*60*60 W0: Tổng lợng dòng chảy trung bình năm: (m3) Q0: Lu lợng dòng chảy trung bình nhiều năm Trong đồ án lấy 03 năm điển hình, với số liệu giả thiết ta tính đợc lu lợng trung bình năm nh sau: QTBP90% = 184,3 (m3/s) QTBP50% = 150,2 (m3/s) QTBP10% = 124,3 (m3/s) Và ta có: Qi Q0 = i=1 = 184,3 + 150,2 + = 152,93 124,3 3 W0 = 152,93*365*24*60*60 = 4,822(m3/s) (tr.m3) SVTH: Phm Vn Chun MS: 0851051397 ỏn mụn hc: Thy in 0,15000 4,822.106 50 V = Wbc = 0,8 1,4 1000 20,66 106 ( m3) ) Có Wbc = 20,66.106 ( m3 ) tra quan hệ ( Z ~ F ~ V ), ta có: Z bc 4QTM = 506,4 (m) D= V D : Chiều cao cửa lấy nớc, đợc xác định theo công thức : Trong : V : Vận tốc dòng chảy lới chắn rác = (0,4 - 1,2) (m/s), chọn Q V=1,0 (m/s) QTM = N z M QTM : Lu lợng chảy qua tổ máy: Theo kinh nghiệm QNM thờng từ đến lần Q trung QNM thiết = 4QP90% bình mùa kiệt năm thiết ứng với tần suất kế, ta MK chọn : Và ta có: =4 QNM = 4QP90% MK QX + QXI + QXII + QI +QII + QIII + QIV + QV x ` 84 +56 + 32 + 26 + 20 + 20 + 35 + 93 =4 x = x 45,75 = 183 ( m /s )7 ` Chọn sơ nhà máy có tổ máy ( z = ), ta có: QNM 183 QTM = = = 61 ( m3/s ) z D = 4Q TM V = 61 3,14 1,0 = 8,8 (m) Suy mực nớc chết: MNC = Zbc + h1 + h2 + D = 506,4+ + + 8,8 = 517,2 (m) Suy ộ sâu công tác theo điều kiện bồi lắng lòng hồ: hctbc = MNDBT MNC = 539 517,2 = 21,8 ( m ) ( 1-b ) SVTH: Phm Vn Chun MS: 0851051397 2- ỏn mụn hc: Thy in Từ kết ( 2-1-a ) ( 2-1-b ) ta có: hcpct = Min( hctTB ; hctbc ) = Min( 12,62 ; 21,8 ) = 12,62( m ) (2-1) 2.2 Xác định độ sâu công tác h ct theo tiêu chuẩn điện mùa kiệt lớn ( E mk ), cách tiến hành nh sau: 3.2 Bng1 SVTH: Phm Vn Chun MS: 0851051397 ỏn mụn hc: Thy in SVTH: Phm Vn Chun MS: 0851051397 ỏn mụn hc: Thy in SVTH: Phm Vn Chun MS: 0851051397 ỏn mụn hc: Thy in Giả thiết độ sâu hgtcti từ giá trị hmin đến giá trị hmax với : hmin = m - ứng với MNDBT hmax = hcpct ( - ) = 12,62 m - ứng với = 539 m MNC = 517,8 m Dựa vào quan hệ ( Z ~ F ~ V ) ta tra đợc dung tích hữu ích hồ chứa: ứng với MNDBT = 539 m suy : VMNDBT = 2516,2 (tr.m3 ) ứng với MNC = 517,8 m suy : VMNC = 386,47 (tr.m3 ) Ta c : Vhi = VMNDBT - VMNC = 2516,2 386,47 = 2129,73 (tr.m3 ) Từ độ sâu giả thiết hgtcti tính giá trị : MNCi = MNDBT hgtcti ; Có giá trị MNCi tra quan hệ ( Z ~ F ~ V ) tìm V Ci tơng ứng Có giá trị VCi ta tính đợc giá trị Vhi = VMNDBT - VCi tơng ứng, từ tính giá trị VTBi = VCi + (1/2) Vhi Có giá trị VTBi tra quan hệ ( Z ~ F ~ V ) ta có Z TBiTL FTBi Tính lu lợng tổn thất thấm QthTBi tơng ứng với hgtcti VTBi QthTBi = theo công thức: ( m3/s 2,62 ) 10 Với hệ số tổn thất, lấy = 0,5% Tính lu lợng tổn thất bốc QbhTBi tơng ứng với hgtcti H FTBi bh theo công Q thức: ( m3/s TBi t ) Trong đó:= SVTH: Phm Vn Chun MS: 0851051397 ỏn mụn hc: Thy in 74,3+119,1+140,7+129,2+91,9+44,1 +43,5+42,8+41,8+38,4+35,0+31,9 12 EP50% = =69,39.106 89,3+91,8+135,9+159,7+73+47 +46,5+45,5+44,4+41,2+37,2+34 EP10% = =70,4.106KW h) 12 Vậy điện lợng bình quân nhiều năm là: Enn = ( EP90% + EP50% + EP10%) = ( 42,23 + 69,39 +70,46 ) = 60,69106 kWh Tính toán xác định số lợi dụng công suất lắp máy ( hLM ) TTĐ: Số lợi dụng công suất lắp máy đợc xác định theo công thức sau: E h = nn NLM = 60,69 x 106 374 x 103 = 162 ( gio ) III xác định cột nớc đặc trng Trạm thủy điện: Cột nớc bình quân Hbq : Cột nớc bình quân cột nớc trung bình trạm thuỷ điện i=1ữ trình vận hành, đợc xác định theo thức sau: Nijcông H j=1ữ 12 i HBQ = i=1ữ j Nj (m) i j=1ữ 12 Dựa vào kết tính toán Bảng 2, 3, - cột (18), cột (20) - xem dòng cuối phần tính công suất bảo đảm ta có thông số: NP90%i = 694,1 (103KW), NP90%iHi = 27 747,6 (103KWm); SVTH: Phm Vn Chun MS: 0851051397 ỏn mụn hc: Thy in NP50%i = 140,8 (103KW), NP50%iHi = 48 654,0 (103KWm); NP10%i = 158,2 (103KW), NP10%iHi = 46 841,6 (103KWm); ta có: Nij = 694,1 +1140,8 +1158,2 = 2993,1 (103KW); Nij Hij = 27747,6 + 48654,0 + 46841,6 = 123 243,2(103KWm) Cột nớc bình quân: i=1ữ Nij.H HBQ = j=1ữ 12 i j i=1ữ Nj i j=1ữ 12 123243,2 x 103 2993,1 x = 103 = 41,2 (m) Cột nớc tính toán Htt : Cột nớc tính toán cột nớc thấp mà trạm thuỷ điện đảm bảo phát điện đủ với công suất lắp máy, đợc xác định theo công thức: Htt = 95%HBQ = 0,95 41,2 = 39,10 (m) Cột nớc lớn Hmax : Cột nớc lớn cột nớc mà thì: Mực nớc hồ ứng với mực nớc dâng bình thờng MNDBT = 174 (m), đồng thời mực nớc hạ lu ứng với mực nớc có lu lợng phát điện nhỏ Vậy ta có: Hmax = MNDBT - ZHlmin , ta cần xác định ZHlmin = f(QPĐmin) Với QPĐmin lu lợng phát điện nhỏ nói ứng theo năm có tần suất thiết kế 90% Theo kết tính toán công suất cho năm P90% nh Bảng ta có: QPĐmin = QPĐmin90% = 115,04 (m3/s) Tra quan hệ ( Q ~ Z ) ta có: ZHlmin = ZHLmin90% = 124,47 (m ) Hmax = 174 124,47 = 49,53 (m) SVTH: Phm Vn Chun MS: 0851051397 ỏn mụn hc: Thy in Cột nớc nhỏ Hmin : Cột nớc nhỏ cột nớc mà thì: Mực nớc hồ ứng với mực nớc chết MNC = 152,11 (m), đồng thời mực nớc hạ lu ứng với mực nớc có lu lợng phát điện lớn Vậy ta có: Hmin = MNC - ZHLmax ta xác định Z HLmax = f(QPĐmax) Để xác định QPĐmax trớc hết ta tiến hành lập quan hệ quan hệ ( HX ~ QX ) cách giả thiết số giá trị H Xi giảm dần từ Htt (HXmax = Htt = 39,10 m ) Có giá trị HXi ta tiến hành xác định giá trị Q Xi theo công thức: QXi = HXi HTT x Qmax với Htt = 39,10 (m) NLM 374 x 103 Qmax = = 1125,32 K HTT 8,5 39,10 (m3/s) = ( K = g TB MP = 8.5 ) Sau có QXi tra ( Q ~ ZHL ) có đợc giá trị mực nớc hạ lu ZHLXi Có đợc ZHLXi ta tính đợc giá trị mực nớc thợng lu: ZTLXi = ZHLXi + HX Trong chuỗi giá trị Z TLXi ta tìm đợc giá trị ZTLXi = MNC = 157,4 m ( nội suy giá trị Z TLXi ) Khi hạ lu xuất giá trị mực nớc ( ứng với lu lợng phát điện lớn ) ZHLmax = 130,17 m ( Các kết tính toán nh Bảng ) Cột nớc lớn nhất: Hmin = MNC - ZHLmax = 157,4 - 130,17 = 27,2 (m) Nh sau tính toán phần Thủy ta xác định đợc thông số sau: SVTH: Phm Vn Chun MS: 0851051397 ỏn mụn hc: Thy in Mực nớc dâng bình thờng : MNDBT = 174 ( m ) Mực nớc chết : MNC = 157,4( m ) Độ sâu công tác : hct = Dung tích hữu ích hồ : Vhi = NBĐP90% = NLMP90% = 16,6 (m) 1132,08( tr.m3 ) Công suất bảo đảm P90% : 74,8 ( 103KW ) Công suất lắp máy P90% : Điện lợng bình quân nhiều năm:Ebqnn 374 ( 103KW ) = 60,7 ( 106KWh ) Số lợi dụng công suất lắp máy: h = 162 ( ) Cột nớc bình quân : Hbq = 41,2 ( m ) Cột nớc tính toán : Htt = 39,1 ( m ) Cột nớc lớn : Hmax = 49,53 ( m ) Cột nớc nhỏ : Hmin = 27,2 ( m ) Phần II : turbin - chọn thiết bị cho trạm thủy điện I chọn số tổ máy loại Turbin: Chọn số tổ máy : Đối với nhà máy thuỷ điện, số tổ máy tăng chi phí tăng theo, nhng làm việc linh hoạt hệ thống, dễ thi công vận chuyển, thiết bị bố trí gọn nhẹ Tuy nhiên số tổ máy giảm công suất tổ máy lớn, thiết bị cồng kềnh dó chọn tổ máy ta phải so sánh hai phơng án kinh tế, kỹ thuật để chọn Với số liệu nh tính toán 3748 SVTH: Phm Vn ChunNLM MS: 0851051397 NTB = = = 131,20 z MP 0,95 (MW) ỏn mụn hc: Thy in phần thuỷ ta chọn phơng án Trạm thủy điện có tổ máy (z = 3) Công suất Tuabin (tổ máy) là: Chọn kiểu bánh xe công tác (BXCT): Với thông số tính: NLM = 374 Hmax = 49,53 (m) Hmin = 27,2 (m) HBQ = 41,2 (m) HTT (m) = 39,1 ( MW ) Đối chiếu với thông số nói với Hình 8-1 - trang 133 Giáo trình TUABIN Thủy lực (2004) - Trờng Đại học Thủy lợi, đồng thời tra Bảng (8-2) trang 132 ta chọn đợc kiểu bánh xe công tác PO400/683 Tính toán thông số Tuabin: a Xác định đờng kính tiêu chuẩn (D1) bánh xe công tác (BXCT): Đờng kính D1 bánh xe công tác đợc xác định theo công thức: D1 = NTB 9,81 x TB x Q1 x HTT HTT (m) x Trong đó: + NTB: công suất Turbin NTB = 39,4.103 (KW) + TB : Hiệu suất Tuabin sơ chọn TB = 0,9 + Q1 : Lu lợng quy dẫn Tuabin lấy điểm tính toán SVTH: Phm Vn Chun MS: 0851051397 ỏn mụn hc: Thy in đờng dự trữ công suất 5% trị số Q Imax cho bảng (8-1) (8-2) - trang 131 - 132 - Giáo trình TUABIN Thủy lực (2004) - Trờng Đại học Thủy lợi Với BXCT PO400/683 tra bảng (8-2) ta đợc QI = QImax = 240 (l/s) = 0,24 (m3/s) + Htt: Cột nớc tính toán TTĐ: Htt = 39,1 m D tt = 39,4 x 103 9,81 x 0,9 x 0,24 x 39,1 x 39,1 = 8,72 ( m ) Từ kết D1tt, tra Bảng 5-5, với thiên hớng lấy D1 lớn so với D1tt để đảm bảo có phần công suất dự trữ từ 1% 2% (đối với Turbin tâm trục) ta lấy giá trị D1 = 9,0 m Có giá trị D1 ta tiến hành tính lại Q1 theo nh sau: Q1 = 39,4 x 103 NTB = = 0,225 ( m3/s 9,81xTBx(D1) xHTTxH 9,81 x 0,9 x x 39,1 x 39,1 ) TT x b Xác định số vòng quay đồng (n): Số vòng quay đồng Tuabin đợc xác định theo công thức: n= n1 HBQ D1 ( vòng phút ) Trong đó: HBQ : cột nớc bình quân TTĐ biết HBQ = 41,2 (m) n,I : số vòng quay quy dẫn tính toán Tuabin : n,I = n,ILN + n,I n,ILN : số vòng quay quy dẫn tối u Tuabin mẫu, tra bảng (8-2) - trang 132 - Giáo trình TUABIN Thủy lực (2004) - Trờng Đại học Thủy lợi, với BXCT PO400/683 ta đợc n,ILN = 61 ( vòng/phút ) n,I : Độ hiệu chỉnh số vòng quay quy dẫn Tuabin thực Tuabin mẫu, thờng n,I = (2 5) vòng/phút, đồ án SVTH: Phm Vn Chun 10 MS: 0851051397 ỏn mụn hc: Thy in chọn : n,I = ( vòng/phút ) nI, = n,ILN + n,I = 61 + = 63 ( vòng/phút ) số vòng quay đồng bộ: n= nI HBQ D1 = 63 41,2 = 45 ( vòng phút ) Căn vào số vòng quay tính đợc, tra bảng 8-3, trang 139 giáo trình Tuabin Thuỷ lực (2004) Trờng Đại học Thủy lợi, lí công nghệ chế tạo máy phát điện ta chọn số vòng quay đồng Tuabin n = 428,6 (vòng/phút) c Kiểm tra lại vùng làm việc Tuabin: Khi cột nớc làm việc Tuabin dao động từ H min=27,2 m đến cột nớc Hmax= 49,53m vùng làm việc Tuabin đợc giới hạn hai đờng nằm ngang: nImax nImin với: n x D1 428,6 x = nImax = = 739 ( vòng Hmin 27,2 phút ) n1min = n x D1 = 428,6 x = 548 ( vòng 49,5 phút ) Tơng ứng với cột nớc Hmin, Hmax ta có lu lợng quy dẫn: Hmax 39,4 x 103 NTB Q1max = = 9,81xTBx(D1)2xHminH x 9,81x0,9x92x27,2x 27,2 Q1min = NTB x 39,4 x 103 = Hmax 9,81x0,9x92x49,53 49,53 = 0,388 ( m3/s ) = 0,158 ( m3/s ) x 9,81xTBx(D1)2xHmaxxx Đa trị số lên đờng ĐTTHC so sánh ta thấy vùng làm việc Turbin (từ nImin= 548 v/p đến nImax = 739 v/p ứng với lu lợng Q1max Q1min) bao trọn vẹn vùng hiệu suất cao (từ 78% trở lên) Turbin giới hạn điểm thoả mãn yêu cầu kết chọn D1 = 9(m) n = 428,6(v/p) hợp lý d Xác định số vòng quay lồng tốc Tuabin (nLT) SVTH: Phm Vn Chun 11 MS: 0851051397 ỏn mụn hc: Thy in Số vòng quay lồng tốc Turbin, số vòng quay đột biến lớn Turbin cắt phụ tải toàn mà phận hớng nớc đóng lý Khi số vòng quay Turbin tăng lên đột ngột, thời gian ngắn đạt giá trị cực đại gọi số vòng quay lồng tốc (n lt) n1 Hmax Số vòng quay lồng tốc Tuabin xác định theo thức:(v/p nLT =công D1 ) Trong đó: n,1 : Số vòng quay lồng quy dẫn Tuabin, tra bảng (8-2) - trang 132 - Giáo trình học Thủy lợi, với BXCT TUABIN Thủy lực (2004) - Trờng Đại PO400/683 ta n,Ilồng = đợc 98 ( vòng/phút ) Hmax : Cột nớc làm việc lớn Tuabin, D1 Hmax = 49,53 m : Đờng kính bánh xe công tác Tuabin D1 98 49,53 nLT = = 77 (vòng/phút) e Xác định độ sâu hút (HS) = 9,0 m Độ sâu hút HS khoảng cách thẳng đứng tính từ mặt nớc hạ lu đến điểm có áp suất nhỏ buồng BXCT, đợc xác định theo - (M + ) x HTT HS công = 10 thức: 900 (m) Trong đó: HTT : Cột nớc bình quân TTĐ biết HTT = 39,1 (m) Cao trình lắp máy TTĐ (hay cao trình đặt tuabin); M : Hệ số khí thực Tuabin mẫu xét, tra bảng (8-2) trang 132 - Giáo trình TUABIN Thủy lực(2004)-Trờng Đại học Thủy lợi, với BXCT PO400/683 ta đợc M = 0,042 Độ hiệu chỉnh hệ số khí thực, tra hình 7-4 (GTTBTL) - SVTH: Phm Vn Chun 12 MS: 0851051397 ỏn mụn hc: Thy in trang 126 - Giáo trình TUABIN Thủy lực (2004) - Trờng Đại học Thủy lợi, ứng với Htt=39,1(m) ta đợc =0.015 (m) Trong thông số lại thông số cao trình lắp máy cha biết, nên để xác định Hs ta phải tính dần, là: - Ta giả thiết cao trình lắp máy cao trình mức nớc hạ lu ZHLmin tính đợc phần trớc (mực nớc có lu lợng phát điện 124,47 HSgt = 10 - (0,042 + 0,015) x 39,1 = 7,3 (m) nhỏ Qmin): 900 gtZHLmin = 124,47 m - Kiểm tra lại cao trình lắp máy tính toán : - LMTT = ZHlmin + HS =124,47 +7,3 = 131,77 (m) < ZHlmin chấp nhận giả thiết gt - Kiểm tra lại độ sâu hút: Theo kết tính toán HSgt = 7,3 m, tức cao trình lắp máy đặt thấp mực nớc hạ lu khoảng 7,3m, nằm phạm vi cho phép (từ 8m), nên kết tính toán HSgt chấp nhận đợc Vậy chiều sâu hút Turbin là: HS = 7,3 (m) f Xác định cao trình lắp máy thực tế (LM) Cao trình lắp máy cao trình đặt Turbin, đảm bảo Turbin làm việc an toàn không sinh khí thực Nó làm cao trình chuẩn để từ làm sở xác định cao trình khác nhà máy tính khối lợng đào đắp thi công công trình Đối với Turbin tâm trục, trục đứng cao trình lắp máy lấy cao trình tính đến tâm cánh hớng nớc Tuabin đợc b0 xác định theocông thức sau: = Z + H LM HLmin S + Trong đó: SVTH: Phm Vn Chun 13 MS: 0851051397 ỏn mụn hc: Thy in Zhlmin : Cao trình mực nớc hạ lu nhỏ TTĐ, Zhlmin = 124,47 (m) HS : Độ sâu hút Turbin, Hs = 7,3 (m) D1 : Đờng kính bánh xe công tác Turbin, D1 = (m) b0 : Chiều cao cánh hớng nớc tra bảng (8-2) với Tua bin PO75/702 ta đợc: b0 = 0,1 x D1 = 0,1 x = 0,9 m 0,9 LM := 124,47 +7,3 = 132,22 Cao trình lắp máy (m) + Lựa chọn phận dẫn nớc Tuabin: 4.1 Buồng xoắn a Xác định thông số buồng xoắn Từ kết tính toán Phần cột nớc công tác tính toán Htt = 39,1m < 40m, nên ta sử dụng buồng xoắn kim loại tiết diện tròn Chọn góc bao max buồng xoắn: Để tiện cho việc nối tiếp đờng ống áp lực với buồng xoắn ta chọn max = 3450 VV = KX HTT ( m/s ) x Chọn tốc độ cửa vào theo công thức: Trong đó: HTT: Cột nớc tính toán biết: HTT = 39,1 m Kx : Hệ số kinh nghiệm xét đến tổn thất thuỷ lực kích thớc kinh tế buồng xoắn , lấy khoảng ( 0,8 1,1 V).V Trong = KX xđồ HTTán=này 0,8 chọn x 39,1 = 5,0 Kx= 0,8 ( m/s ) b Tính toán thủy lực buồng xoắn: SVTH: Phm Vn Chun 14 MS: 0851051397 ỏn mụn hc: Thy in Tính toán buồng xoắn theo phơng pháp mô men vận tốc Q x max QV =` 360 Tính lu lợng cửa vào QV theo công thức: không đổi Vur = const ( m3/s ) Trong đó: max :Góc bao lớn buồng xoắn chọn: max= 3450 Q0 : Lu lợng chảy qua Turbin đợc xác định: Q0 = HTT= 0,225 x 92 x 39,1 = 114,1 ( m3/s ) Q1xD21x Q x max 114,1 x QV = = = 109,3 345 360 360 ( m3/s ) 0 Tính diện tích tiết diện cửa vào Turbin theo công thức: FV = QV VV = 109,3 = 21,85 ( m2) Tính bán kính tiết diện cửa vào ( hình tròn ) Turbin theo FV công thức: V = = 21,85 3,14 = 1,49 ( m) c Xác định kích thớc tiết diện cửa vào, theo công thức: R = + 2. Trong đó: = (Da)/ với Da đợc xác định cách tra bảng (5-5) - trang 101 - Giáo trình TUABIN Thủy lực (2004)-Trờng Đại học Thủy lợi, với D1 = 9m, ta có: Da = 5,0m = (Da)/ =2,5 m : Bán kính tiết diện tròn tính theo công = thức: + x x C C với: max 345 = 7.927 C= = + V ra(ra + 2,5 + 0,51 2,5(2,5 + ( 0/m) 2V ) 2.0,51) Từ ta có Bảng kết tính toán buồng xoắn Biểu đồ Buồng xoắn turbin sau: SVTH: Phm Vn Chun 15 MS: 0851051397 ỏn mụn hc: Thy in Bảng kết tính toán buồng xoắn STT 10 11 12 13 14 15 16 17 18 15 30 45 60 75 90 10 12 13 15 16 18 19 21 22 24 25 27 Bán kính = Hệ số C C= 2.ra C C 2.50 m 1,195 m C 2. R 0.013 0.025 0.038 0.050 0.063 0.075 0.088 0.063 0.126 0.188 0.251 0.314 0.377 0.439 0.251 0.354 0.434 0.501 0.560 0.614 0.663 0.263 0.379 0.472 0.551 0.623 0.689 0.751 0.526 0.759 0.943 1.103 1.246 1.378 1.501 3.0 3.3 3.4 3.6 3.7 3.9 4.0 0.100 0.502 0.709 0.809 1.618 4.1 0.113 0.565 0.752 0.865 1.729 4.2 0.126 0.628 0.792 0.918 1.835 4.3 0.138 0.690 0.831 0.969 1.938 4.4 0.151 0.753 0.868 1.018 2.037 4.5 0.163 0.816 0.903 1.066 2.133 4.6 0.176 0.879 0.937 1.113 2.226 4.7 0.188 0.941 0.970 1.159 2.317 4.8 0.201 1.004 1.002 1.203 2.406 4.9 0.213 1.067 1.033 1.246 2.493 5.0 0.226 1.130 1.063 1.289 2.578 5.1 SVTH: Phm Vn Chun 16 MS: 0851051397 ỏn mụn hc: Thy in 19 20 21 22 23 28 30 31 33 34 0.238 1.192 1.092 1.330 2.661 5.2 0.251 1.255 1.120 1.371 2.743 5.2 0.264 1.318 1.148 1.412 2.823 5.3 0.276 1.381 1.175 1.451 2.902 5.4 0.289 1.444 1.201 1.490 2.980 5.5 4.2 Chọn ống hút: SVTH: Phm Vn Chun 17 MS: 0851051397 ỏn mụn hc: Thy in Với loại BXCT PO400/683 chọn theo bảng (6-3) bảng (65) - trang 117 - Giáo trình TUABIN Thủy lực(2004)-Trờng Đại học Thủy lợi ta chọn đợc ống hút loại 20 với kích thớc nh sau Bảng ghi kích thớc loại 20 ứng với D1 = 1,0m Kiểu khuỷu 20 Kiểu ống hút D4 h4 B4 1,0 1,0 2,1 h/D D1 h 2,3 1,0 2,3 Lk h6 a R6 a1 R7 0,5 0,36 0,87 1,13 0,8 1,41 9 L B5 2,1 D4 h4 h6 20 0 3,50 1,04 1,04 0,51 Bảng ghi kích thớc loại 20 ứng với D1 a2 R8 0,08 0,59 Kiểu Lk h5 BXCT 1,4 0,93 PO400/6 83 a2 R8 0,26 1,888 Kiểu = 3,2m Kiểu ống hút 20 h4 h/D Lk 4,51 h6 a R6 a1 R7 1,6 1,18 2,81 3,63 2,6 DD h L R7 B5 7,3 3,2 7,3 11,2 6,9 6 D4 h4 h6 3,33 3,33 1,63 h6 R L1 Lk h5 BXCT 4,5 2,99 PO400/6 h5 Kiểu D4 h4 B4 3,3D3 3,3 6,9 khuỷu L D4 B5 D3 SVTH: Phm Vn Chun 18 MS: 0851051397 83 ỏn mụn hc: Thy in SVTH: Phm Vn Chun 19 MS: 0851051397 ... Cột nớc nhỏ : Hmin = 27,2 ( m ) Phần II : turbin - chọn thiết bị cho trạm thủy điện I chọn số tổ máy loại Turbin: Chọn số tổ máy : Đối với nhà máy thuỷ điện, số tổ máy tăng chi phí tăng theo, nhng... Trạm thuỷ điện trạm thuỷ điện điều tiết năm SVTH: Phm Vn Chun MS: 0851051397 ỏn mụn hc: Thy in II xác định thông số trạm thủy điện ( TTĐ ): Tính toán điều tiết công suất bảo đảm ( N BĐ ) Turbin: ... tính toán (P tt) hay tần suất thiết kế Trong đồ án này, TTĐ có hồ điều tiết năm, nhiệm vụ phát điện, theo yêu cầu giáo viên hớng dẫn chọn tần suất thiết kế với mức đảm bảo tính toán P=90% b Chọn