Thiết kế trạm thuỷ điện mường xén

Đồ án tốt nghiệp TĐ Mường Xén LỜI NÓI ĐẦU Năng lượng điện có vai trò vơ to lớn phát triển văn hoá đời sống nhân loại Nhu cầu điện giới tăng trưởng ngày mạnh hoà nhịp với tốc độ tăng trưởng kinh tế chung, nói tiêu chuẩn để đánh giá phát triển quốc gia nhu cầu sử dụng điện Nguồn điện chủ yếu nhiệt điện than, nhiệt điện khí đốt, thuỷ điện, điện nguyên tử số nguồn lượng khác lượng gió, lượng mặt trời … Ở nước ta, điện ln đóng vai trò quan trọng nghiệp phát triển kinh tế đất nước Để đáp ứng phát triển kinh tế đất nước yêu cầu điện đòi hỏi ngày nhiều Hiện nước ta nguồn lượng thuỷ điện chiếm vai trò quan trọng hệ thống điện Việt Nam Nó chiếm tỷ trọng khoảng 60% cơng suất hệ thống điện Việt Nam Tuy nguồn thuỷ điện chiếm tỷ trọng lớn khai thác khoảng 20% trữ lý thuyết sông Việt Nam Mặt khác nhu cầu sử dụng điện hộ dùng điện thay đổi để đáp ứng thay đổi hệ thống điện khơng thể thiếu trạm thuỷ điện có khả thay đổi cơng suất thời gian ngắn Chính tầm quan trọng tiềm thuỷ điện lớn, đòi hỏi người thiết kế thi cơng trạm thuỷ điện phải nắm vững kiến thức thuỷ điện Để củng cố hệ thống lại kiến thức thuỷ điện, đồng ý nhà trường Hội đồng tốt nghiệp khoa Năng Lượng, em giao đề tài “ Thiết kế trạm thuỷ điện Mường Xén” SVTH: Nguyễn Xuân Tú Lớp: 53Đ2 Đồ án tốt nghiệp TĐ Mường Xén CHƯƠNG I MỞ ĐẦU TỔNG QUAN Suối Nậm Cắn nhánh suối cấp I bờ trái sông Nậm Mô Nậm Mô nhánh sông lớn sông Lam chảy từ đất Lào sang đất Việt Nam nhập vào sông Lam địa phận xã Xá Lượng huyện Tương Dương tỉnh Nghệ An Suối Nậm Cắn bắt nguồn từ đỉnh núi biên giới Việt Lào hai tỉnh Xiêng Khoảng (Lào) Nghệ An (Việt Nam) Suối Nậm Cắn chảy từ thượng nguồn hạ lưu thay đổi hướng chảy Đoạn đầu khoảng 3km suối chảy theo hướng Bắc - Nam, tiếp tục suối chảy theo hướng Tây Bắc - Đơng Nam đoạn 3km, sau suối tiếp tục đổi hướng chảy theo hướng Đông Nam - Tây Bắc sau nhập vào sơng Nậm Mơ Lưu vực suối Nậm Cắn phía Bắc phía Tây nằm địa phận huyện Xiêng Khoảng nước Lào, phía Đơng giáp với lưu vực suối Huổi Póc phía Nam phần lưu vực đổ vào sơng Nậm Mơ Cơng trình xây dựng suối Nậm Cắn thuộc xã Nậm Cắn xã Tà Cạ, huyện Kỳ Sơn tỉnh Nghệ An Cơng trình có tọa độ vị trí địa lý sau: Tuyến đập: 104005'43" kinh độ Đông 19026'59" vĩ độ Bắc Tuyến nhà máy: 104006'21" kinh độ Đông 19024'10" vĩ độ Bắc ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH 2.1 Tuyến đập Đặc điểm địa hình địa mạo Vị trí thiết kế tuyến đập đặt đá vôi hệ tầng Bắc Sơn (CPbs) Lòng suối vị trí tim đập có dạng hình chữ V, cao độ khoảng 887.0m, chiều rộng lòng sơng khoảng 10m - 15m, phần lớn lộ đá gốc đá vôi màu xám đen, xám trắng, bề mặt lồi lõm đá bị rửa giũa, bào mòn SVTH: Nguyễn Xuân Tú Lớp: 53Đ2 Đồ án tốt nghiệp TĐ Mường Xén Vai trái có độ dốc dao động từ 350 - 400, lộ đá gốc đới IB từ cao trình 887.0 lên từ 1.5- 2m đá vôi màu xám, xám đen bị bào mòn mạnh, đơi chỗ bị hoa hố có màu xám trắng - trắng nhạt Chuyển dần lên sườn thành tạo edQ màu xám đen, xám vàng với bề dày khoảng 2-3m Vai phải có độ dốc dao động từ 150 - 200, gặp dải đá gốc IB dài khoảng 2530m từ thượng lưu đến hạ lưu tim đập, cao từ 1-2m, đá vôi mầu xám đen phân lớp trung bình từ 10 đến 30cm, đá vơi có nhiều mạnh nhỏ calcit mầu trắng xuyên cắt Đá bị rửa giũa mạnh tạo bề mặt lồi lõm, chuyển dần lên sườn tầng phủ edQ màu xám vàng dày khoảng 1,5-3m Cấu trúc địa chất Tổng hợp tài liệu đo vẽ đồ địa chất, tài liệu hố khoan hố đào khảo sát tuyến đập, từ xuống thành tạo đất đá phân chia theo mức độ phong hóa đá gốc: − Đới sườn tàn tích đới phong hóa mãnh liệt (edQ+IA1): Phân bố hầu hết khu vực tuyến đập, ngồi vị trí dải đá sát bờ suối lộ đá gốc đới IB Căn vào hình trụ hố khoan trụ hố đào cho thấy bề dày đới sườn tàn tích vị trí hai vai đập tương đối mỏng (Hố đào HĐ-04 2,3m) Vai trái bề dày trung bình đới từ 2,5-3m, vai phải 1,5-3m Càng tăng lên bề dày tầng phủ tăng lên Thành phần đới gồm đất từ sét nhẹ đến sét nặng, đá vôi bị silic hóa, đolơmit hóa phong hóa mãnh liệt thành đất sét màu xám nâu, xám vàng, trạng thái nửa cứng đến cứng − Đới đá phong hoá mạnh (IA2): Thành phần đá vôi, đá vôi silic, đá vôi bị đolơmit hố màu xám nâu, xám đen bị phong hóa mạnh thành đá có màu xám nâu lẫn xám trắng, xám đen lẫn xám Đá mềm yếu Chiều dày trung bình đới 1,0-2,0m (tại hố khoan HK-01 1,5m HK-02 0,8m) − Đới đá phong hoá trung bình (IB): Thành phần đá vơi, đá vơi silic, đá vơi bị đolơmit hố màu xám nâu, xám đen bị phong hóa vừa Đá có cấu tạo phân lớp trung bình đến dày, kiến trúc hạt nhỏ đến hạt mịn, nhiều chỗ có chứa di tích vi cổ sinh, thành phần đồng (chủ yếu calcit) Các đá vôi SVTH: Nguyễn Xuân Tú Lớp: 53Đ2 Đồ án tốt nghiệp TĐ Mường Xén thường bị mạch calcit thứ sinh xuyên cắt gây tái kết tinh yếu Đá có độ cứng trung bình, RQD hố khoan HK-01 HK-02 trung bình đạt 70% Chiều dày đới khoảng 5-8m Theo kết thí nghiệm, cường độ kháng nén mẫu đá hố khoan HK-02 trạng thái bão hòa 686 kG/cm2, cường độ kháng kéo 86 kG/cm2 Cần lưu ý cường độ khối đá dạng thỏi, có chất lượng tốt Vì thực tế cường độ đới IB nhỏ Khi đưa vào tính tốn cường độ mẫu đới IB (trạng thái bão hòa) kiến nghị 670kG/cm2 − Đới đá tươi, nứt nẻ (IIA): Gặp vị trí hố khoan tim đập từ khoảng cao trình 884m trở xuống Thành phần đá vôi, đá vôi silic, màu xám nâu, xám đen bị nứt nẻ Đá có cấu tạo phân lớp trung bình đến dày, kiến trúc hạt nhỏ đến hạt mịn, nhiều chỗ có chứa di tích vi cổ sinh, thành phần đồng (chủ yếu calcit) Các đá vôi thường bị mạch calcit thứ sinh xuyên cắt gây tái kết tinh yếu Đây loại đá trầm tích hệ tầng Bắc Sơn (C-Pbs) Đá cứng chắc, RQD đạt từ 82-85% Tổng hợp tài liệu khảo sát tuyến đập, từ xuống thành tạo đất đá phân chia theo mức độ phong hóa đá gốc: − Đới sườn tàn tích (edQ+IA1): Thành phần gồm đất từ sét nhẹ đến sét nặng, đá vôi bị silic hóa, đolơmit hóa phong hóa mãnh liệt thành đất sét màu xám nâu, xám vàng, trạng thái nửa cứng đến cứng Vai trái bề dày trung bình đới từ 2,5-3m − Đới đá phong hoá mạnh (IA2): Đá vơi, đá vơi silic, đá vơi bị đolơmit hố màu xám nâu, xám đen bị phong hóa mạnh thành đá có màu xám nâu lẫn xám trắng, xám đen lẫn xám Đá mềm yếu Chiều dày trung bình đới 1,52m − Đới đá phong hố trung bình (IB): Đá vơi, đá vơi silic, đá vơi bị đolơmit hố màu xám nâu, xám đen bị phong hóa vừa Đá có cấu tạo phân lớp trung bình đến dày, kiến trúc hạt nhỏ đến hạt mịn, nhiều chỗ có chứa di tích vi cổ sinh, thành phần đồng (chủ yếu calcit) Các đá vôi thường SVTH: Nguyễn Xuân Tú Lớp: 53Đ2 Đồ án tốt nghiệp TĐ Mường Xén bị mạch calcit thứ sinh xuyên cắt gây tái kết tinh yếu Đá có độ cứng trung bình Chiều dày đới khoảng 5-8m − Đới đá tươi, nứt nẻ (IIA): Đá vôi, đá vôi silic, màu xám nâu, xám đen bị nứt nẻ Đá có cấu tạo phân lớp trung bình đến dày, kiến trúc hạt nhỏ đến hạt mịn, nhiều chỗ có chứa di tích vi cổ sinh, thành phần đồng (chủ yếu calcit) Các đá vôi thường bị mạch calcit thứ sinh xuyên cắt gây tái kết tinh yếu Đây loại đá trầm tích hệ tầng Bắc Sơn (C-Pbs) Kiến tạo Theo kết đo vẽ đồ địa chất tỷ lệ 1/2000 tuyến đập cho thấy phạm vi tuyến đập có đứt gãy bậc V (FV1) Đứt gãy nằm bên vai phải đập, chạy theo phương Tây Bắc - Đông Nam dài khoảng 670m với chiều rộng đới phá huỷ khoảng 0.5 - 1.0m chiều rộng đới khe nứt tăng cao ước khoảng 1.0 - 1.5m Đứt gẫy đứt gẫy nhỏ không ảnh hưởng lớn đến tuyến đập Thiết kế cần có biện pháp khoan xi măng xử lý thấm xử lý đập vị trí đứt gẫy để đem lại ổn định lâu dài cho tuyến đập tránh nước xuống hạ lưu theo đứt gẫy Đặc điểm địa chất thủy văn Nước mặt: Nguồn nước mặt khu vực đập đầu mối phụ thuộc vào lưu lượng suối suối nhánh Nhìn chung, mùa cạn khơng Các kết phân tích mẫu nước suối thu thập thuộc phạm vi tuyến đập cho thấy nước nhạt Nước có đủ tiêu chuẩn cho ăn uống sinh hoạt Kết phân tích mẫu nước mặt lấy tuyến đập: Công thức Cuốc lốp: Nước thuộc loại Bicacbonat - Canxi Theo TCVN 3394: 85 mẫu nước có mức độ ăn mòn yếu lên kết cấu bê tông bê tông cốt thép SVTH: Nguyễn Xuân Tú Lớp: 53Đ2 Đồ án tốt nghiệp TĐ Mường Xén Các phức hệ chứa nước đất: Nước ngầm khu vực tuyến đập tồn chủ yếu hệ thống khe nứt, đứt gãy đá vôi thuộc hệ tầng Bắc Sơn (CPbs), đá có màu xám nâu, xám đen, đá vơi silic, đá vơi bị đolơmit hố Đây đối tượng tương đối nghèo nước khơng chứa nước, phía đá bị phong hoá, độ nứt nẻ giảm dần theo chiều sâu, xuống sâu đá nứt nẻ khơng nứt nẻ Nước xuất lộ dọc theo hai bờ suối suối nhánh dạng thấm rỉ DÒNG CHẢY NĂM Dòng chảy năm tuyến đập thủy điện Nậm Cắn (Phương pháp lưu vực tương tự) Qtháng (m3/s) Tuyến I II III IV V VI VII Năm VIII IX X XI XII Đập Nậm 0,89 0,75 0,68 0,66 1,12 1,50 1,55 2,19 3,60 3,32 1,90 1,16 1,61 Cắn Đường trì lưu lượng ngày đêm Đường trì lưu lượng trung bình ngày đêm tuyến đập thủy điện Nậm Cắn P% 0,02 0,1 0,5 10 15 20 30 Qp(m3/s) 58,5 30,6 17,8 13,6 8,90 4,97 3,02 2,27 1,84 1,32 P% 40 50 60 75 80 85 90 95 97 99 Qp(m3/s) 1,04 0,87 0,76 0,62 0,59 0,55 0,51 0,46 0,42 0,37 Quan hệ đặc tính diện tích, dung tích hồ Z(m) 865 870 875 880 885 890 SVTH: Nguyễn Xuân Tú Km2 0.001 0.004 0.007 0.011 0.016 V(106 m3) 0.003 0.014 0.041 0.087 0.155 Lớp: 53Đ2 Đồ án tốt nghiệp TĐ Mường Xén Tổn thất cột nước Hw (m) 0.0 0.31 1.40 3.14 5.59 8.73 12.56 Q (m3/ s) 0.0 0.35 0.70 1.05 1.40 1.75 2.09 Hw (m) Q (m3/ s) 17.10 2.44 22.33 2.79 28.26 3.14 34.89 3.49 42.21 3.84 50.23 4.19 58.96 4.54 DÂN SINH, KINH TẾ Đặc điểm tự nhiên, xã hội, dân sinh Nghệ An tỉnh thuộc vùng Bắc Trung Bộ, trải dài theo hướng Tây Bắc Đông Nam tranh nhiều màu sắc Lãnh thổ Nghệ An nằm tọa độ từ 18033'10" đến 19024'43" vĩ độ Bắc từ 103052'53" đến 105045'50" kinh độ Đơng Về phía Bắc, Nghệ An giáp tỉnh Thanh Hóa với đường biên dài 196,13km; phía Nam giáp tỉnh Hà Tĩnh với đường biên dài 92,6km; phía Tây giáp nước bạn Lào thuộc phạm vi tỉnh Xiêng Khoảng, Bôn Khăm Xay Hứa Phần với đường biên 419km; phía Đơng giáp với Biển Đông với chiều dài đường bờ biển khoảng 82km Về mặt diện tích, Nghệ An tỉnh dẫn đầu số tỉnh thuộc vùng Bắc Trung Bộ tỉnh có diện tích lớn nước ta Tồn tỉnh có diện tích tự nhiên 16.487,29 km 2, chiếm khoảng 5% diện tích nước với số dân 3.030.946 người (theo Niên giám thống kê năm 2005), chiếm khoảng 3,74% dân số Việt Nam Mật độ dân số trung bình 183 người/km2 Tỉnh Nghệ An có thành phố loại 2, thị xã 17 huyện: Thành phố Vinh; Thị xã Cửa Lò; 10 huyện miền núi: Thanh Chương, Kỳ Sơn, Tương Dương, Con Cuông, Anh Sơn, Tân Kỳ, Quế Phong, Kỳ Sơn, Quỳ Hợp, Nghĩa Đàn; huyện đồng bằng: Đô Lương, Nam Đàn, Hưng Nguyên, Nghi Lộc, Diễn Châu, Quỳnh Lưu, Yên Thành Với 17 thị trấn (mỗi huyện có thị trấn), SVTH: Nguyễn Xuân Tú Lớp: 53Đ2 Đồ án tốt nghiệp TĐ Mường Xén 18 phường (gồm 13 phường thuộc thành phố Vinh phường thị xã Cửa Lò) 431 xã SVTH: Nguyễn Xuân Tú Lớp: 53Đ2 Đồ án tốt nghiệp TĐ Mường Xén PHẦN II: TÍNH TỐN THỦY NĂNG CHƯƠNG - NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG 1.1 Mục đích tính tốn thủy Tính tốn thủy tiếp tục phần tính tốn thủy lợi Mục đích cuối tính tốn thủy dựa vào tình hình dòng chảy thiên nhiên đến, điều kiện địa hình, địa chất, yêu cầu dùng điện hộ, ngành nơi dùng nước có liên quan khác để chọn thông số hồ chứa thơng số có lợi trạm thủy điện cần thiết kế 1.2 Chọn mức bảo đảm tính tốn Trạm thủy điện làm việc phụ thuộc vào tình hình nguồn nước đến thiên nhiên Do nên khơng thể đảm bảo thời gian phát đủ 100% cơng suất, đảm bảo an tồn cấp điện Để đánh giá mức độ chắn việc cung cấp điện trạm thủy điện người ta đưa tiêu P gọi “mức bảo đảm” biểu thị cơng thức sau: P= Thời gian làm việc bình thường Tổng thời gian vận hành × 100% Cơng trình thủy điện Nậm Cắn tính tốn với cơng trình cấp III, Ptk = 85% 1.3 Chọn phương thức khai thác thủy Căn vào điều kiện địa hình tuyến cơng trình cho thấy địa hình đoạn sơng thượng nguồn có độ dốc lớn, lòng sơng hẹp dùng đập dâng đập cao, hồ điều tiết không lớn, chi phí đầu tư lớn mà khơng có lợi nhiều.Trong trường hợp này, để tận dụng toàn lợi địa hình đặc biệt độ dốc lòng sơng nên chọn phương thức khai thác thủy kiểu đường dẫn Các hạng mục dự định xây dựng bao gồm: Đập bê tông trọng lực, cửa lấy nước không áp, kênh không tự điều tiết, hồ điều tiết ngày đêm, cửa lấy nước có áp, đường ống áp lực dẫn nước vào nhà máy, nhà máy thủy điện kênh xả hạ lưu SVTH: Nguyễn Xuân Tú Lớp: 53Đ2 Đồ án tốt nghiệp TĐ Mường Xén TÍNH TỐN THỦY NĂNG, LỰA CHỌN PHƯƠNG CHƯƠNG - ÁN 2.1 Xác định mực nước dâng bình thường (MNDBT) MNDBT thông số quan trọng hồ chứa Đây mực nước cao hồ chứa điều kiện làm việc bình thường TTĐ Việc xác định MNDBT phải thông qua so sánh phương án sở tính tốn kinh tế Đối với cơng trình thuỷ điện điều kiện địa chất, thấm bốc hơi, biên giới quốc gia thoả mãn việc xác định MNDBT tính tốn sở so sánh chi phí lợi ích Trong đồ án phương án em giao MNDBT =890(m)  MNDBTBAL = MNDBThồ-iL-∆hCLN= 890-0.001×1102.82- 0.04=888.8(m) Trong : L : chiều dài kênh i : độ dốc kênh , 2.2 Xác định mực nước chết BAL (MNCBAL) 2.2.1 Khái niệm Mực nước chết (MNC) mực nước thấp bể điều kiện làm việc bình thường TTĐ 2.2.2 Xác định MNC theo điều kiện bồi lắng bùn cát Trạm thủy điện Mộc Châu theo thiết kế sơ TTĐ đường dẫn với cửa lấy nước không áp MNDBT MNC ?h h0 d1 DÐ ÐK BC Hình II-2- 1Các loại mực nước hồ Vậy MNC theo điều kiện bồi lắng bùn cát xác định theo công thức sau: 10 SVTH: Nguyễn Xuân Tú 10 Lớp: 53Đ2 Đồ án tốt nghiệp TĐ Mường Xén CHƯƠNG I : NHÀ MÁY CHÍNH KHÁI NIỆM CHUNG Nhà máy thủy điện xưởng sản xuất điện , nơi đặt thiết bị động lực phụ để trực tiếp biến dòng chảy thành điện đầu máy phát Các thiết bị động lực bao gồm : turbin , máy phát Các thiết bị phụ : có nhiệm vụ đảm bảo vận hành an toàn thiết bị bao gồm : máy điều tốc , tủ điều khiển , hệ thống dầu , khí nén , nước kỹ thuật , xưởng sửa chữa thiết bị thí nghiệm v.v… Yêu cầu nhà máy thủy điện: - Tất thiết bị bố trí nhà máy phải đảm bảo vận hành dễ dàng , an tồn tiện lợi có nhu cầu thay sửa chữa - Các thiết bị phụ bố trí tận dụng khơng gian nhà máy , khơng làm tăng kích thước nhà máy - Nhà máy có kết cấu đơn giản , giá thành rẻ , thi công nhanh , đảm bảo ổn định điều kiện Vị trí nhà máy: Do đặc điểm tuyến khai thác lợi dụng tốt cột nước địa hình , phương thức khai thác thủy kiểu đường dẫn nên kiểu nhà máy nhà máy thủy điện sau đập Chọn kết cấu nhà máy kiểu kín Vị trí nhà máy : nhà máy bố trí đoạn suối có cao trình đáy sơng 180 ÷ 220 ( m ) Là nơi địa hình chân sườn núi bờ trái thoải Kết cấu nhà máy có phần : - Phần nước - Phần nước - Phần gian lắp ráp sửa chữa 91 SVTH: Nguyễn Xuân Tú 91 Lớp: 53Đ2 Đồ án tốt nghiệp TĐ Mường Xén A.PHẦN DƯỚI NƯỚC 1.2.1 Khái niệm Phần nước nhà máy phần tính từ cao trình sàn máy phát trở xuống 1.2.2 Các kích thước cao trình chủ yếu Kích thước mặt Xác định chiều rộng nhà máy + Xác định theo kích thước máy phát Các kích thước xác định hình vẽ + Tính lại theo nhịp cầu trục: Ta có, nhịp cầu trục chọn: [Lk ] =10,5m Chiều rộng nhà máy lúc này: Bk = Lk + 2.B1 + 2.t Trong đó: B1- khoảng cách từ tim đường ray cầu trục đến tường nhà máy, B1 = 0.4 m t chiều dày cột tường phía ray: t = 0.5 m • Bk = 10.5 + 2×0.3 + 2×0.5 = 12 m Vậy từ hai điều kiện ta chọn Bk = 12 m -Chiều dài đoạn tổ máy lđ (vng góc với dòng chảy) Lđ=vỏ máy+Lmf+ δ = 1.26 + 4.8 + 1.4 = 7.44 m Với : +vỏ máy chứa BXCT +Lmf :chiều dài máy phát + δ : khoảng cách tm a) Chiều dài nhà máy : Lnm = Z.Lđ + Llr + 2.t + Δk + δ1 + δ2 Trong : - Lđ : chiều dài đoạn tổ máy Lđ = 7.54 ( m ) - Z : số tổ máy Z = - Δk: bề rộng khe lún Δk = 0,05 ( m ) 92 SVTH: Nguyễn Xuân Tú 92 Lớp: 53Đ2 Đồ án tốt nghiệp TĐ Mường Xén Do trạm thủy điện có tổ máy nên ta khơng bố trí khe lún tổ máy mà bố trí khe lún tổ máy gian lắp rắp - δ1 : khoảng lại đầu hồi nhà máy δ = ( m ) - δ2 : khoảng lại đầu hồi nhà máy δ = 1.75 ( m ) - Llr : chiều dài gian lắp rắp : Gian lắp rắp để sửa chữa tổ máy thi công vận hành nhà máy , sửa chữa máy biến áp Gian lắp rắp đước bố trí đầu hồi phía nhà máy ( nhìn từ phía thượng lưu ) gần đường giao thơng Ta bố trí cao trình gian lắp máy cao trình sàn lắp máy phát = = 157.5 ( m ) + Chiều rộng gian lắp rắp chiều rộng nhà máy để cầu trục di chuyển từ gian máy vào gian lắp rắp + Dưới sơ đồ bố trí tổ máy gian lắp ráp Từ ta xác đinh chiều dài gian lắp rắp LLR =(1,1 ÷1,3)Lđ = 8.25 ( m ) Vậy : LNM = 2×7.44 + 8.25 + 2×0,4+ 1.75 + = 26 ( m ) Các kích thước xác định xác vẽ -Kích thước chiều ngang đoạn tổ máy B (song song với dòng chảy): Kích thước xác định xác vẽ Các cao trình chủ yếu: +Cao trình lắp máy (∇lm): tuabin gáo trục ngang, cao trình lắp máy cao trình mặt phẳng qua tâm bánh xe công tác Phụ thuộc vào Zhlmax → = ZHLmax + + +h Trong : ZHLmax : cao trình mực nước hạ lưu max ZHLmax = 157 (m) - L : chiều dài cánh gáo L = 0.45 ( m ) - D : Đường kính tuabin D = 1.4 (m) - h : khoảng cao an tồn h = 0.5 ÷ 0.7 ( m ) Chọn h = 0.5 ( m ) = 157 + + + 0.5 = 158.5 ( m ) +Cao trình đáy kênh xả → ∇đkx = ∇lm - Hđk - = 158.5 – 3.5 = 155(m) 93 SVTH: Nguyễn Xuân Tú 93 Lớp: 53Đ2 Đồ án tốt nghiệp TĐ Mường Xén +Cao trình miệng cửa kênh xả →∇mkx = ∇đkx + 1.7 = 155+1.7 =156.7 (m) Chọn độ đốc kênh 1% +Cao trình đáy móng nhà máy →∇đm = ∇đkx – t = 155-0.8 = 154.2 (m) Với t=0.8m : chiều dày đáy nhà máy Phụ thuộc vào kết cấu nhà máy địa chất nền.(sơ chọn t=0.8m) +Cao trình sàn tuabin →∇stb = ∇lm – D1/2 -0.3=158.5-1.4/2-0.3=157.5 (m) +Cao trình lắp máy phát: ∇lmf = ∇lm +Cao trình sàn máy phát: ∇smf = ∇stb Các cao trình chủ yếu +Cao trình sàn lắp ráp : ∇SLR = ∇smf +Cao trình cầu trục :∇ct=∇vcđ+Ldây+ Lmax+ hmóc+δ’ +∇vcđ ∇vcđ: cao trình lớn phần cố định nằm cẩu Phụ thuộc vào phương thức cẩu, chọn phương thức cẩu đỉnh Ta có : ∇vcđ = ∇smf + Dstmf = 157.5 + 2.75 = 160.25 (m) + Ldây : chiều dài dây buộc có kể độ dãn dây, chọn Ldây =1.5 (m) + hmóc : khoảng cách từ móc tới đỉnh ray cầu trục, hmóc =0.65 (m) + δ’ : khoảng cách an toàn vật cố định vật di chuyển, chọn δ’=0.5 (m) + Lmax: Chiều dài lớn vật cẩu Có thể Roto máy phát + trục, BXCT+ trục, chiều cao máy biến áp Lmax=max{LDstmf;LBXCT} -: LDstmf= 2.75 (m) -: LBXCT =D1=1.4 (m) Vậy Lmax= LDstmf = 2.75 (m) →Cao trình cầu trục : ∇CT =∇vcđ+Ldây+ Lmax+ hmóc+δ’ = 160.25+1.5+0.65+2.75+0.5=165.65 (m) Chọn ∇CT = 165.7 m 94 SVTH: Nguyễn Xuân Tú 94 Lớp: 53Đ2 Đồ án tốt nghiệp TĐ Mường Xén +Cao trình trần nhà máy: ∇trần = ∇ctr + Hct + t =165.7+3.15+0.15=169 m Hct = chiều cao tính từ đỉnh ray đến điểm cao cầu trục =3.15(m) t- khoảng cách an tồn tính từ đỉnh lớn đến trần =0.1-0.2 m +Cao trình đỉnh nhà máy ∇ĐNM = ∇trần + Hmái =169+1.5=170.5 m 95 SVTH: Nguyễn Xuân Tú 95 Lớp: 53Đ2 Đồ án tốt nghiệp TĐ Mường Xén PHỤ LỤC TÍNH TỐN Phụ lụnc : Tính tốn xác định Nlm Cột 1: STT Cột 2: P (%) Cột 3: Qtn (m3/s) tra từ đường trì lưu lượng ngày đêm ứng với P Cột 4: t = p (h) Cột 5: Ztl = MNDBTbal (m) Cột 6: Zhl = Zhl (Qtn_Zhl).(m) Cột 7: Hw = Hw (Qfđ_Hw) (m) Qhcgt = Qhctb Hfđ < Htt Cột : Hfđ = Ztl – Zhl – Hw (m) Cột 9: Ndc = k.Qfđ.Hfđ (MW) Với k = 8.5 Cột 10: Nfđ = Nlm Ndc > Nlm Nfđ = Ndc Ndc < Nlm Cột 11: (m3/s).với k = 8.5 Cột 12: E = Nfđ t (MWh) Cột 13: E.H 96 SVTH: Nguyễn Xuân Tú 96 Lớp: 53Đ2 Đồ án tốt nghiệp TĐ Mường Xén Nlm= 17(MW) Qdc STT P(%) (m3/s) ∆t(h) Ztl (m) Zhl (m) Hw (m) Hfđ (m) Ndc(MW) Nfd Qfd 0.00446 13.6024 E E.h 1 8.90403 87.6 889.69 157 284.94 167.810 447.75 564.879 51.76924 17 0.00354 1489.2 666789.3 2 6.82965 87.6 889.69 157 42.75251 17 0.00324 1489.2 841218.8 3 87.6 889.69 157 116.07 69.7526 616.62 662.937 35.79608 17 0.00301 1489.2 918270.5 4.9727 3.89899 175.2 889.69 157 689.128 28.021 17 0.00290 2978.4 1974493 3.02710 175.2 889.69 157 43.5619 26.3472 706.342 22.83873 17 0.00283 2978.4 2052499 10 2.66474 262.8 889.69 157 712.231 18.17447 17 16.1322 0.00266 4467.6 2826.37 3155657 12 2.26614 175.2 889.69 157 20.4583 14.8448 717.845 16.13227 13.8273 0.00226 3633.81 2013033 15 262.8 889.69 157 11.3729 721.317 13.82731 12.1680 0.00198 3197.77 2608517 18 1.98462 1.82852 262.8 889.69 157 9.61457 723.075 12.16809 11.2383 0.00182 1968.96 2306610 10 20 1.70588 175.2 889.69 157 8.33419 724.355 11.23838 10.5031 0.00170 1840.15 1423710 11 12 22 25 1.53863 175.2 262.8 889.69 889.69 157 157 6.83378 725.856 10.50315 9.493055 9.49305 0.00153 2494.77 1332925 1810848 97 SVTH: Nguyễn Xuân Tú 97 Lớp: 53Đ2 Đồ án tốt nghiệp TĐ Mường Xén 1.31564 2 727.690 8.13776 0.00131 13 30 1.14840 438 889.69 157 4.99953 3.82882 728.861 8.137763 7.11472 0.00114 3564.34 3116.25 2593736 14 35 1.04136 438 889.69 157 3.09708 729.592 7.114729 6.45808 0.00104 2828.64 2271315 15 40 0.94548 438 889.69 157 2.62039 730.069 6.458086 5.86727 0.00094 2569.86 2063757 16 45 0.86966 438 889.69 157 2.24347 730.446 5.867275 5.39957 2365.01 1876181 17 50 0.80722 438 889.69 157 1.93307 730.756 5.399572 5.01404 0.00087 0.00080 1727515 18 55 0.75816 438 889.69 157 1.68918 731.000 5.014041 4.71089 0.00075 2196.15 1604852 19 60 0.71357 438 889.69 157 1.46746 731.222 4.710891 4.43512 0.00071 2063.37 1942.58 1508325 20 65 0.66897 438 889.69 157 1.30337 731.386 4.435125 4.15886 0.00066 1821.58 1420462 21 70 0.62437 438 889.69 157 1.16448 731.525 4.158863 3.88234 0.00062 1700.46 1332281 22 75 0.59315 438 889.69 157 1.06725 731.622 3.882342 3.68871 0.00059 1615.65 1243934 23 80 0.55190 438 889.69 157 0.93878 731.751 3.688716 3.43277 0.00055 1503.55 1182052 24 25 85 90 0.51287 438 438 889.69 889.69 157 157 0.81725 731.872 3.432772 3.190581 3.19058 0.00051 1397.47 1100228 1022773 98 SVTH: Nguyễn Xuân Tú 98 Lớp: 53Đ2 Đồ án tốt nghiệp TĐ Mường Xén 0.45936 0.65058 732.039 2.85830 0.00045 1251.93 26 95 0.36498 438 889.69 157 0.35665 732.333 2.858301 2.27194 0.00036 995.111 916466.5 27 99 438 889.69 157 2.271943 61785.8 728753.1 43697201 Tổng Nlm=18(MW) Hfđ (m) Ndc(MW) Nfd Qfd E E.h 284.94 447.75 51.76924 18 0.00473 1576.8 706012.2 157 167.81 564.88 42.75251 18 0.003749 1576.8 890702.3 889.69 157 116.07 616.62 35.79608 18 0.003434 1576.8 972286.4 889.69 889.69 889.69 889.69 889.69 889.69 889.69 889.69 889.69 889.69 889.69 889.69 889.69 889.69 157 157 157 157 157 157 157 157 157 157 157 157 157 157 69.75 43.56 26.35 20.46 14.84 11.37 9.61 8.33 6.83 5.00 3.83 3.10 2.62 2.24 662.94 689.13 706.34 712.23 717.85 721.32 723.08 724.36 725.86 727.69 728.86 729.59 730.07 730.45 28.021 22.83873 18.17447 16.13227 13.82731 12.16809 11.23838 10.50315 9.493055 8.137763 7.114729 6.458086 5.867275 5.399572 18 18 18 16.13227 13.82731 12.16809 11.23838 10.50315 9.493055 8.137763 7.114729 6.458086 5.867275 5.399572 0.003194 0.003073 0.002998 0.002665 0.002266 0.001985 0.001829 0.001706 0.001539 0.001316 0.001148 0.001041 0.000945 0.00087 3153.6 3153.6 4730.4 2826.374 3633.816 3197.775 1968.964 1840.152 2494.775 3564.34 3116.251 2828.642 2569.866 2365.013 2090639 2173234 3341284 2013033 2608517 2306610 1423710 1332925 1810848 2593736 2271315 2063757 1876181 1727515 Qdc STT P(%) (m3/s) ∆t(h) Ztl (m) 1 13.60 87.6 889.69 157 2 8.90 87.6 889.69 3 6.83 87.6 10 12 15 18 20 22 25 30 35 40 45 50 4.97 3.90 3.03 2.66 2.27 1.98 1.83 1.71 1.54 1.32 1.15 1.04 0.95 0.87 175.2 175.2 262.8 175.2 262.8 262.8 175.2 175.2 262.8 438 438 438 438 438 10 11 12 13 14 15 16 17 99 SVTH: Nguyễn Xuân Tú Zhl (m) Hw (m) 99 Lớp: 53Đ2 Đồ án tốt nghiệp 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 55 60 65 70 75 80 85 90 95 99 TĐ Mường Xén 0.81 0.76 0.71 0.67 0.62 0.59 0.55 0.51 0.46 0.36 438 438 438 438 438 438 438 438 438 438 889.69 889.69 889.69 889.69 889.69 889.69 889.69 889.69 889.69 889.69 157 157 157 157 157 157 157 157 157 157 1.93 1.69 1.47 1.30 1.16 1.07 0.94 0.82 0.65 0.36 730.76 731.00 731.22 731.39 731.53 731.62 731.75 731.87 732.04 732.33 5.014041 4.710891 4.435125 4.158863 3.882342 3.688716 3.432772 3.190581 2.858301 2.271943 Tổng 100 SVTH: Nguyễn Xuân Tú 100 Lớp: 53Đ2 5.014041 4.710891 4.435125 4.158863 3.882342 3.688716 3.432772 3.190581 2.858301 2.271943 0.000807 0.000758 0.000714 0.000669 0.000624 0.000593 0.000552 0.000513 0.000459 0.000365 2196.15 2063.37 1942.585 1821.582 1700.466 1615.657 1503.554 1397.474 1251.936 995.1111 62661.85 1604852 1508325 1420462 1332281 1243934 1182052 1100228 1022773 916466.5 728753.1 44262432 Đồ án tốt nghiệp TĐ Mường Xén Nlm=19(MW) Qdc STT P(%) (m3/s) ∆t(h) Ztl (m) Zhl (m) Hw (m) Hfđ (m) Ndc(MW) Nfd Qfd 0.00499 E E.h 13.6024 1 8.90403 87.6 889.69 157 284.94 167.810 447.75 564.879 51.76924 19 0.00395 1664.4 745235.1 2 6.82965 87.6 889.69 157 42.75251 19 0.00362 1664.4 940185.8 3 87.6 889.69 157 116.07 69.7526 616.62 662.937 35.79608 19 0.00337 1664.4 1026302 4.9727 3.89899 175.2 889.69 157 689.128 28.021 19 0.00324 3328.8 2206786 3.02710 175.2 889.69 157 43.5619 26.3472 706.342 22.83873 19 18.1744 0.00302 3328.8 2293970 10 2.66474 262.8 889.69 157 712.231 18.17447 16.1322 0.00266 4776.25 2826.37 3373670 12 2.26614 175.2 889.69 157 20.4583 14.8448 717.845 16.13227 13.8273 0.00226 3633.81 2013033 15 262.8 889.69 157 11.3729 721.317 13.82731 12.1680 0.00198 3197.77 2608517 18 1.98462 1.82852 262.8 889.69 157 9.61457 723.075 12.16809 11.2383 0.00182 1968.96 2306610 10 20 1.70588 175.2 889.69 157 8.33419 724.355 11.23838 10.5031 0.00170 1840.15 1423710 11 12 22 25 1.53863 175.2 262.8 889.69 889.69 157 157 6.83378 725.856 10.50315 9.493055 9.49305 0.00153 2494.77 1332925 1810848 101 SVTH: Nguyễn Xuân Tú 101 Lớp: 53Đ2 Đồ án tốt nghiệp TĐ Mường Xén 1.31564 2 727.690 8.13776 0.00131 13 30 1.14840 438 889.69 157 4.99953 3.82882 728.861 8.137763 7.11472 0.00114 3564.34 3116.25 2593736 14 35 1.04136 438 889.69 157 3.09708 729.592 7.114729 6.45808 0.00104 2828.64 2271315 15 40 0.94548 438 889.69 157 2.62039 730.069 6.458086 5.86727 0.00094 2569.86 2063757 16 45 0.86966 438 889.69 157 2.24347 730.446 5.867275 5.39957 2365.01 1876181 17 50 0.80722 438 889.69 157 1.93307 730.756 5.399572 5.01404 0.00087 0.00080 1727515 18 55 0.75816 438 889.69 157 1.68918 731.000 5.014041 4.71089 0.00075 2196.15 1604852 19 60 0.71357 438 889.69 157 1.46746 731.222 4.710891 4.43512 0.00071 2063.37 1942.58 1508325 20 65 0.66897 438 889.69 157 1.30337 731.386 4.435125 4.15886 0.00066 1821.58 1420462 21 70 0.62437 438 889.69 157 1.16448 731.525 4.158863 3.88234 0.00062 1700.46 1332281 22 75 0.59315 438 889.69 157 1.06725 731.622 3.882342 3.68871 0.00059 1615.65 1243934 23 80 0.55190 438 889.69 157 0.93878 731.751 3.688716 3.43277 0.00055 1503.55 1182052 24 25 85 90 0.51287 438 438 889.69 889.69 157 157 0.81725 731.872 3.432772 3.190581 3.19058 0.00051 1397.47 1100228 1022773 102 SVTH: Nguyễn Xuân Tú 102 Lớp: 53Đ2 Đồ án tốt nghiệp TĐ Mường Xén 0.45936 0.65058 732.039 2.85830 0.00045 1251.93 26 95 0.36498 438 889.69 157 0.35665 732.333 2.858301 2.27194 0.00036 995.111 916466.5 27 Tổng 99 438 889.69 157 2.271943 63320.9 728753.1 44674421 103 SVTH: Nguyễn Xuân Tú 103 Lớp: 53Đ2 Đồ án tốt nghiệp TĐ Mường Xén LỜI CẢM ƠN Sau 14 tuần làm việc nghiêm túc bảo tận tình thầy giáo PGS.NGUYỄN VĂN SƠN em hoàn thành đồ án tốt nghiệp thiết kế TTĐ Mường Xén thu kết sau: + Qua trình làm đồ án tốt nghiệp giúp em củng cố hệ thống lại kiến thức học + Bước đầu làm quen với thực tế thơng qua việc thiết kế cơng trình cụ thể + Cụ thể em hoàn thành đề tài tốt nghiệp hội đồng thi tốt nghiệp trường ĐH THUỶ LỢI giao cho Qua em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy cô giáo, bạn bè giúp đỡ em thời gian theo học trường Đặc biệt thầy giáo PGS.NGUYỄN VĂN SƠN người trực tiếp hướng dẫn bảo cho em nhiều trình làm đồ án Xin gửi tới người lời chúc sức khoẻ,hạnh phúc Do kiến thức hạn chế , chưa có kinh nghiệm thực tế nên đồ án khơng tránh khỏi có sai xót Rất mong nhận góp ý bảo quý báu thầy cô bạn để em có thêm kiến thức sau Một lần xin chân thành cảm ơn Hà Nội tháng 01 năm 2016 Sinh viên thực Nguyễn Xuân Tú TÀI LIỆU THAM KHẢO 1.Giáo trình Thuỷ năng, Trường Đại học Thuỷ Lợi 2.Giáo trình Turbin thuỷ lực, Trường Đại học Thuỷ Lợi 3.Giáo trình Cơng trình TTĐ, Trường Đại học Thuỷ Lợi 4.Tài liệu chọn thiết bị TTĐ, Trường Đại học Thuỷ Lợi 5.Giáo trình NMĐ & TBA, Trường Đại học Thuỷ Lợi 6.Đồ án môn học Thuỷ Điện, Đại học Xây Dựng SVTH: Nguyễn Xuân Tú Lớp: 53Đ2 Đồ án tốt nghiệp TĐ Mường Xén 7.Giáo trình Thuỷ lực T2, T3; Trường Đại học Thuỷ Lợi 8.Các bảng tính thuỷ lực, Trường Đại học Thuỷ Lợi 9.Giáo trình Thuỷ công T1, T2; Trường Đại học Thuỷ Lợi 10.Đồ án môn học Thuỷ công, Trường Đại học Thuỷ Lợi 11.TCXDVN 285 : 2002, NXB Xây dựng 12.Máy thủy lực ;Trường Đại Học Xây Dựng 13.Giáo trình Giới thiệu sở thiết cơng trình thủy lợi, Trường Đại học Thuỷ Lợi MỤC LỤC SVTH: Nguyễn Xuân Tú Lớp: 53Đ2 ... TĐ Mường Xén PHẦN III: LỰA CHỌN THIẾT BỊ CHO NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN 20 SVTH: Nguyễn Xuân Tú 20 Lớp: 53Đ2 Đồ án tốt nghiệp TĐ Mường Xén CHƯƠNG 1: LỰA CHỌN TUABIN Tuabin thủy lực máy phát điện hai thiết. .. chất, yêu cầu dùng điện hộ, ngành nơi dùng nước có liên quan khác để chọn thông số hồ chứa thơng số có lợi trạm thủy điện cần thiết kế 1.2 Chọn mức bảo đảm tính tốn Trạm thủy điện làm việc phụ... máy thủy điện. Tuabin thủy lực động chạy sức nước, dùng để biến đổi thủy thành làm quay máy phát điện Việc lựa chọn thiết bị đặc biệt tuabin mát phát có ý nghĩa quan trọng việc thiết kế nhà máy