ĐỒ án môn học THỦY điện

Đồ án Mơn học Thủy Điện ĐỒ ÁN MƠN HỌC THỦY ĐIỆN Nhóm 3: Đề bài: TÍNH TỐN THỦY NĂNG XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN TTĐ A SỐ LIỆU TÍNH TỐN: Mực nước dâng bình thường: MNDBT = 508 m Tài liệu thủy văn: a Lưu lượng trung bình nhiều năm: Qo = 286 m3/s b Dòng chảy bùn cát: - Hàm lượng bùn cát: o = 275 g/m3 - Dung trọng bùn cát: bc= 1363.64 kg/m3 c Lưu lượng năm điển hình: Tháng P=10 % P=50 % P=90 % 282.8 417.3 392.2 513.0 523.3 353.6 Mùa lũ 579.7 10 385.6 455.8 640.8 552.6 635.0 11 235.5 689.5 696.6 12 185.57 Mùa kiệt 74.8 88.66 254.43 108.4 94.27 67.76 61.93 221.45 186.2 132.8 117.26 10.89 10 11.55 73.7 72.82 82.72 62.5 119.9 65.23 191.51 148.1 313.75 11 12.9 12 11.77 d Dòng chảy lũ: Qpmax= 2750 m3/s e Lượng bố nước: Tháng hbh(mm) 12.87 14.52 17.93 24.31 22.88 20.68 13.64 12.9 f Tổn thất thấm: th = 1-3% Tài liệu địa hình: a Quan hệ lòng hồ: Z (m) 468.82 470.45 472.73 F (km2) 0.743 1.325 0.458 3.008 W(10 m3) Z (m) 486.36 488.64 490.91 F (km2) 9.756 11.7 13.93 79.231 106 137.9 W(10 m3) Z (m) 504.55 506.82 509.09 F (km2) 28.95 32.06 35.4 453.11 529.3 613.63 W(10 m3) b Quan hệ hạ lưu nhà máy: Q(m3/s) 50 100 Zhl(m) 464.55 464.97 465.45 Q(m3/s) 400 450 500 Zhl(m) 467.97 468.37 468.73 c Quan hệ tổn thất cột nước: Q(m3/s) 50 100 475.00 2.431 7.634 477.27 3.706 15.219 479.55 4.698 25.73 481.82 6.118 39.211 484.09 8.107 56.93 493.18 16.14 175.29 495.45 18.34 218.4 497.73 20.64 267.06 500.00 23.37 322.03 502.27 26.3 384.08 511.36 39 706.6 513.64 43.23 809.3 515.91 47.54 922.72 518.18 53.29 1049 520.45 59.19 1189.2 150 466.01 550 468.79 200 466.36 600 468.85 250 466.78 650 468.91 300 467.18 700 468.97 350 467.58 750 469.03 150 200 250 300 350 TÍNH TỐN THỦY NĂNG XÁC ĐỊNH CÁC THƠNG SỐ CƠ BẢN TTĐ Nhóm Đồ án Môn học Thủy Điện hw(m) Q(m3/s) hw(m) 400 1.45 0.2 500 1.55 0.4 600 1.65 0.6 700 1.7 0.85 800 1.8 1.00 900 1.9 1.21 1000 2.0 1.32 B NỘI DUNG TÍNH TỐN : Xác định MNC 1.1 Xác định MNC giới hạn a) Theo điều kiện tuabin hctTB  1/3*Hmax (1) Trong đó: + Hmax: cột nước lớn TTĐ Hmax = MNDBT - Zhl ( Qmin) = 508 - 464.55 = 43.45 (m) + Qmin: lưu lượng nhỏ TTĐ, lấy sơ Qmin  QPtk Lấy Qmin = m3/s BIỂU ĐỒ QUAN HỆ Z&Q 800 700 600 500 Q(m3/s) 400 300 200 100 0 10 12 14 16 18 Tra quan hệ Zhl ~ Q, nội suy ta cao trình hạ lưu tương ứng : Zhl (Qmin) = 466.211m Mực nước dâng bình thường hồ chứa :  MNDBT = 562 m  Hmax =  MNDBT -  Zhl (Qmin) = 508 – 466.211= 41.79 m Thay Hmax = 41.79 m vào (1) : b Theo điều kiện bồi lắng: TÍNH TỐN THỦY NĂNG XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN TTĐ Nhóm Đồ án Mơn học Thủy Điện MNCbc = Zbc + d1+d2 + D Zbc = f (Vbc) + Vbc = T Vbc1 năm: bùn cát lắng đọng cơng trình Hoặc sử dụng cơng thức: Vbc Trong đó: + k- hệ số lắng đọng bùn cát, k =0,20,8 => chọn k = 0.8 + 0 – hàm lượng bùn cát, 0 = 275(g/m3) + Qo – lưu lượng bình quân nhiều năm,Qo =286 (m3/s) + bc – dung trọng bùn cát, bc = 1,364(g/m3) + T – tuổi thọ cơng trình đầu mối, T = 100 (năm) lấy theo QCVN 04-05:2012 Trị số d1 = 0,51,0m => chọn d1 = 0,5m Trị số d2 = 0,5 2,0m => chọn d2 = 0,5m + Wo – tổng lượng nước đến trung bình nhiều năm: (m3) W0  31, 54 *106 *Q0 = 31.54**286 = 9020 ( => Vbc = 145,5 (m3) Đường kính D – đường kính cửa vào CLN, (m) ( giả thiết tiết diện tròn) D * Qmax  * vcv + Qmax – lưu lượng lớn chảy qua CLN, tùy theo phương thức cấp nước ( độc lập, phân nhóm, liên hợp) QTĐmax = (1,62,0)Q0 Chọn QTĐmax = 1,6Q0 = 1,6*286 = 457,6(m3/s) + Vcv = 0,81,2 m/s chọn Vcv = 1.2m/s + Qo – lưu lượng trung bình nhiều năm + Qmax qua CLN: Q Qmax  TD max = 457,6/5 = 91,52 (m3/s) z => D = 9,8 m => MNCbc = 502,17 => MNCtb = MNDBT - hct = 508 -14,48 = 493,52 (m) MNC giới hạn: MNCgh = max( MNCtb, MNCbc) => MNCgh = MNCbc = 502,17 m 1.2 Xác định hệ số điều tiết  Hệ số điều tiết V gh  hi W0 TÍNH TỐN THỦY NĂNG XÁC ĐỊNH CÁC THƠNG SỐ CƠ BẢN TTĐ Nhóm 3 Đồ án Môn học Thủy Điện + Dung tích hữu ích giới hạn Vhigh = Vtp - Vcgh + Vtp = V508 tra quan hệ lòng hồ ta có Vtp = 573,14( + Vcgh = 381,347( => Vhigh = 573,14( - 381,347( = 191,793( + Wo – tổng lượng nước đến trung bình nhiều năm 9020 ( =>  = 0.0212 => Hồ điều tiết năm 1.3 Xác định MNC có lợi cho TTĐ a) Xác định MNC có lợi TTĐ điều tiết năm Theo tiêu chuẩn điện lượng mùa kiệt lớn ( Emk max) Các bước thực hiện: + Chọn năm tính tốn năm kiệt thiết kế + Từ MNDBT giả thiết giá trị độ sâu công tác để xác định Vhi tương ứng Lập bảng tính để vẽ quan hệ hct  Emk ( cho năm kiệt thiết kế) Cột (1): giá trị hct giả thiết Cột (2): MNC = MNDBT – hct Cột (3): Vhi = VMNDBT - VMNC Các giá trị VMNDBT VMNC tra biểu đồ quan hệ Z  V hồ ứng với MNDBT MNC Cột (4): mực nước thượng lưu trung bình tra tương ứng với V từ quan hệ ( Z  V) n hồ chứa Qtni � Vhi i 1 Qdt   V  VMNC  Vhi n 2, 63 *10 * n Cột (5): + Qtni : Lưu lượng tháng mùa kiệt năm kiệt tkế + n: số tháng mùa kiệt năm kiệt thiết kế + Trị số 2,63 106 thời gian (s) tháng lấy 30,5 ngày 30,5x 24 x 3600s = 2,63 106s Cột (6): cột nước H  Z tl  Z hl (Qdt ) Zhl ( Qđt): mực nước hạ lưu ứng với Qđt tính ta từ quan hệ ( Z Q) hạ lưu N mk  k * Qdt * H Cột (7): Cơng suất trung bình mùa kiệt Emk  N mk * T Cột (8): Điện lượng trung bình tháng T: số tháng, lấy trung bình T = 730 TÍNH TỐN THỦY NĂNG XÁC ĐỊNH CÁC THƠNG SỐ CƠ BẢN TTĐ Nhóm Đồ án Môn học Thủy Điện Ztl (m) Qdt (m3/s) 508 507 37,28 572,99 489,36 508 505,579 177,09214 177,09214 466,21 466,21 506 469,72 505,0413 177,09215 466,21 505 453,58 504,4996 177,09215 466,21 504 435,865 503,888 177,09215 466,21 503 420,595 503,3714 177,09215 466,21 37,678 37,161 502 404,455 502,819 177,09215 466,21 36,609 55106,92 281,59634 501 390,185 502,331 177,09216 466,21 36,121 54372,34 277,84265 500 375,515 501,83 177,09216 466,21 35,62 53618,19 273,98896 499 362,41 501,3814 177,09216 466,21 270,53833 498 497 349,305 336,2 500,9332 500,4849 177,09216 177,09216 466,21 466,21 52268,25 51593,44 267,09078 263,64246 12 496 325,575 500,1216 177,09216 466,21 51046,57 260,84796 13 495 313,905 499,6086 177,09216 466,21 50274,36 256,90197 14 494 303,935 499,1276 177,09216 466,21 49550,32 253,20212 14,48 493,52 298,38 498,8597 177,09216 466,21 35,1714 34,723 34,2749 33,911 33,398 32,917 32,649 52942,92 10 11 74,56 104,8 138,2 166,8 197,0 223,6 250,9 275,1 299,3 323,6 342,8 364,1 382,1 391,2 49147,05 251,14143 Hct MNC V (106m3) Vhi Zhl (m) H (m) N (kW) Emk (106) 41,79 39,369 38,831 38,289 62905,79 59261,5 321,44856 302,82624 58452,11 298,69026 57636,69 294,52351 56716,06 289,81908 55938,43 285,8454 BIỂU ĐỒ QUAN HỆ HCT & EMK 16 14 12 10 240 H ct 250 260 270 280 290 300 310 320 330 Kết luận  MNC = 493,52 m cuối theo Emk = 251,15.106 KWh Xác định công suất bảo đảm Nbđ cho TTĐ điều tiết năm TÍNH TỐN THỦY NĂNG XÁC ĐỊNH CÁC THƠNG SỐ CƠ BẢN TTĐ Nhóm Đồ án Môn học Thủy Điện Xác định theo năm kiệt thiết kế Công thức xác định: Nbđ = 9,81  Qđt H (MW) + Qđt : lưu lượng điều tiết bình quân mùa kiệt TTĐ n Qdt  �Q tni i 1 n  Vhi  Qth  Qbh 2, 63*106 * n + n: Số tháng kiệt năm kiệt thiết kế + Cột nước: H = ZTL – ZHL - hW BIỂU ĐỒ QUAN HỆ Z&V 1400 1200 1000 W(106m3) 800 600 400 200 460 470 480 490 500 510 520 530 + Ztl: MNTL trung bình mùa kiệt, tra quan hệ Z ~ V ứng với dung tích: V  VMNC  Vhi VMNC = 381,347( Vhi = 191,793( => V = 477,24( Ztl = 505,25 m + Zhl = 466,21 m + hw: tra bảng ứng vơi Qđt = 177,09 (m3/s) => hw = 0,74 (m) =>H = 505,25 - 466,21 - 0,74 = 38,3 (m) + Lưu lượng tổn thất thấm: Qth   th *V T TÍNH TỐN THỦY NĂNG XÁC ĐỊNH CÁC THƠNG SỐ CƠ BẢN TTĐ Nhóm Đồ án Mơn học Thủy Điện  th   0,5 �1%  Chọn αth = 1% => Qth = 1,81 (m3/s) + Lưu lượng bố hơi: Qbh  hbh * F T - hbhtb = 13,5 mm = 0,0135 m Ftb tra quan hệ lòng hồ ứng với V = 477,24( Nội suy ta được: F = 29,93 km2 =>Qbh = 0,154 m3/s => Qđt = 177+10,42-1,81- 0,154 = 185,6 m3/s => Nbđ = 8,5*185,6 *38,3 = 60422 (KW) Xác định công suất lắp máy Nlm, điện lượng trung bình nhiều năm En, lập bảng tính thủy Xác định Nlm Cơng suất lắp máy xác định theo công thức kinh nghiệm: + TTĐ điều tiết năm: Nlm = 4*Nbđ = 4*60,422 = 241,6 (MW) => Nlm = 245 MW + Bảng tính thủy TTĐ điều tiết năm TÍNH TỐN THỦY NĂNG XÁC ĐỊNH CÁC THƠNG SỐ CƠ BẢN TTĐ Nhóm Đồ án Môn học Thủy Điện Q Thán g Qtn V Qdt Trữ Cấp Trữ Cấp Vh d Vh c Vtbh Ftb Qbh Qth QTĐ Ztl Zhl Htb Ni Ni.Hi Ei KWm MW-h 19 20 m3/s m3/s (+) (-) (+) (-) 106m3 106m3 106m3 Km2 106m3/s 106m3/s 106m3/s (m) (m) (m) KW 10 11 12 13 14 15 16 17 18 22,2 0,114 1,135 416,09 504,5 503,33 1,17 4138,03 12414,09 9,1 22,2 0,114 1,135 522,13 507,87 506,61 1,26 5592,03 16776,09 12,2 22,2 0,114 1,135 454,59 505,92 504,62 1,3 5023,24 15069,71 11 VII 417,3 417,3 0 298,38 298,38 VIII 523,4 523,4 0 298,38 298,38 IX 455,8 455,8 0 298,38 298,38 X 552,6 552,6 0 298,38 298,38 XI 689,6 616,7 72,9 191,8 298,38 490,17 XII 254,4 254,4 0 490,17 490,17 I 94,27 94,27 0 490,17 490,17 II 67,76 82,61 -14,9 -39,06 490,17 451,12 III 61,93 82,61 -20,7 -54,39 451,12 396,73 IV 62,59 82,61 -20 -52,65 396,73 344,08 V 65,23 82,61 -17,4 -45,71 344,08 298,37 VI 191,5 191,5 0 298,37 298,37 346 298,3 298,3 298,3 298,3 394,2 490,1 490,1 470,6 423,9 22,2 0,114 1,135 551,39 509,2 507,48 1,72 8061,34 24184,03 17,7 26,69 0,137 1,499 615,03 510,45 509,13 1,32 6900,62 20701,87 15,1 30,46 0,156 1,864 252,41 505,65 497,02 8,63 18515,53 55546,58 40,5 30,46 0,156 1,864 92,25 505,65 487,47 18,18 14255,37 42766,12 31,2 29,67 0,152 1,79 80,67 505,07 486,48 18,59 12746,78 38240,35 27,9 27,83 0,143 1,612 80,86 503,59 486,5 17,09 11745,44 35236,32 25,7 370,4 25,65 0,132 1,408 81,07 501,77 486,52 15,25 10508,69 31526,08 23 23,33 0,12 1,221 81,27 499,97 486,53 13,44 9284,16 27852,47 20,3 22,19 0,114 1,134 190,26 499,02 493,97 5,05 8166,98 24500,94 17,9 321,2 298,3 Ni  -346 TÍNH TỐN THỦY NĂNG XÁC ĐỊNH CÁC THƠNG SỐ CƠ BẢN TTĐ 114956,212 Ei = 271,71 Nhóm Đồ án Môn học Thủy Điện Xác định điện lượng E: + Với phương án Nlm xác định điện lượng + TTĐ điều tiết năm n En  �E i 1 n n.i  �E 90%  �E50%  �E10% E n = 908,03 103 kw.h Xác định số lợi dụng công suất lắp máy hNlm  En  (3500 �4500h) N lm hNlm = 908,03* 103 /245*103 = 3706 h Thỏa mãn điều kiện nên chọn Nlm = 245 KW Kết luận: Nlm = 245 KW En = 908,03 103 kw.h hNlm = 3706 h Xác định cột nước đặc trưng a) Xác định Hmax Hmax = MNDBT – Zhl(QTĐmin) – hw(QTĐmin) Trong đó: + Zhl (QTĐmin) – mực nước hạ lưu nhỏ nhất, m + QTĐmin – lưu lượng nhỏ tổ máy + hw – tổn thất cột nước MNDBT = 508 m Zhl(QTĐmin) = 493,52 m hw(QTĐmin) = 0,74 m => Hmax = 13,74 m b) Xác định Hbq (E * H ) Sử dụng công thức: H bq  � i i �E i ∑(Ei*Hi) = 2769 MWh.m ∑Ei = 271,6 MWh => Hbq = 9,87 m c) Xác định Htt theo Công thức kinh nghiệm: Htt = (0,90,95)Hbq 0,90Hbq = 0,90*9,87 = 8,88 m TÍNH TỐN THỦY NĂNG XÁC ĐỊNH CÁC THƠNG SỐ CƠ BẢN TTĐ Nhóm Đồ án Môn học Thủy Điện 0,95Hbq = 0,95*9,87 = 9,38m => chọn: Htt = 9,13 m d) Xác định Hmin Sử dụng công thức: Hmin = MNC - Zhl (Qx) – hw(Qx) MNC = 493,52 m Zhl (Qx) =486,48 m hw(Qmin) = 0,74 m =>Hmin = 6,3 m CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA TTĐ ( Kết tính tốn thuỷ ) - Mực nước dâng bình thường MNDBT : 508 (m) - Mực nước chết MNC : 493,52 (m) - Dung tích hữu ích Vhi : 191,793( - Độ sâu công tác hCT : 13,93 (m) - Công suất bảo đảm Nbđ : 60,4 (MW) - Công suất lắp máy Nlm : 245 (MW) - Điện lượng bình quân nhiều năm Enăm : 908,03 103 kw.h - Số lợi dụng công suất lắp máy h Nlm 3706 (h) : - Cột nước lớn Hmax : 13,74 (m) - Cột nước bình quân gia quyền Hbq : 9,87 (m) - Cột nước tính tốn Htt : 9,13 (m) - Cột nước nhỏ Hmin : 6,3 (m)  TÍNH TỐN THỦY NĂNG XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN TTĐ Nhóm 10 ... 298,3 Ni  -346 TÍNH TỐN THỦY NĂNG XÁC ĐỊNH CÁC THƠNG SỐ CƠ BẢN TTĐ 114956,212 Ei = 271,71 Nhóm Đồ án Môn học Thủy Điện Xác định điện lượng E: + Với phương án Nlm xác định điện lượng + TTĐ điều... = 241,6 (MW) => Nlm = 245 MW + Bảng tính thủy TTĐ điều tiết năm TÍNH TỐN THỦY NĂNG XÁC ĐỊNH CÁC THƠNG SỐ CƠ BẢN TTĐ Nhóm Đồ án Môn học Thủy Điện Q Thán g Qtn V Qdt Trữ Cấp Trữ Cấp Vh d Vh c... Emk  N mk * T Cột (8): Điện lượng trung bình tháng T: số tháng, lấy trung bình T = 730 TÍNH TỐN THỦY NĂNG XÁC ĐỊNH CÁC THƠNG SỐ CƠ BẢN TTĐ Nhóm Đồ án Mơn học Thủy Điện Ztl (m) Qdt (m3/s) 508