Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế sơ bộ trạm thủy điện

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế sơ bộ trạm thủy điện ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ SƠ BỘ TRẠM THUỶ ĐIỆN CT4 SVTH: NGÔ HỒNG THANH-LỚP 41Đ 1 1 LỜI NÓI ĐẦU Thuỷ năng là một dạng năng lượng tiềm tàng trong nước. Năng lượng tiềm tàng đó thể hiện dưới ba dạng: Hoá năng- nhiệt năng - cơ năng Hoá năng của nước thể hiện trong việc làm thành các dung dịch muối hoà tan , các loại trong nước sông đẻ biến thành năng lượng . Nhiệt năng của nước sinh ra do sự chênh lệch nhiệt đọ giữa các lớp nước trên mặt và dưới đáy sông,biển,giữa nước trên mặt đất và trong các mỏ nước ngầm . Hai dang năng lượng của nước nêu trên tuy có trữ lượng lớn , nhưng phân bố rời rạc khó khai thác . Cơ năng của nước thể hiện trong mưa , trong dòng chảy của sông suối , trong sóng nước và thuỷ triều . Trong đó năng lượng của dòng sông là nguồn năng lượng rất lớn và khai thác thuận tiện hơn cả.Trong khi đó sông suố i nhỏ được phân bố ở nhiều nơi, việc xây dựng trạm thuỷ điện và việc sử dụng thiết bị điện lại đơn giản hơn so với việc sử dụng các năng lượng khác. Do những đặc điểm trênviệc sử dụng thuỷ năng để phát điện đã trở thành phổ biến . Kể từ năm 1934 tạ i Pháp , sau đó tại Nga , người ta đã chế tạo thành công các turbin nước để phát điện. Cho đến nay việc sử dụng các turbin nước để phát điện ngày càng phát triển mạnh mẽ hơn. Tại nước ta có trên 1000 con sông suối với trữ năng tiềm tàng rất lớn . Trong đó có các con sông Đà , sông Lô , hệ thống sông Đồng Nai có nguồn năng lượng lớn hơn cả . Những năm gần đây nhịp độ phát triển của Việt Nam ngày càng tăng, đặc biệt là nhà máy điện Hoà Bình . Một công trình lớn nhất khu vực Đông Nam Á đem lại nguồn lợi kinh tế rất lớn . Bên cạnh đó các nhà máy thuỷ điện Thác Bà ,Thác Mơ,Trị An,Yaly…đang đóng góp tích cực cho công ngiệp hoá hiện đại hoá đất nước. Hiện nay chúng ta đang tiến hành khẩn trương việc nghiên cứu khai thác thuỷ năng và lợi dụng tổng h ợp nguồn nước ở các con sông lớn nhỏ trên khắp đất nước.Hệ thống sông Đồng Nai được chú ý quan tâm hơn cả bởi trên hệ thống này sẽ được xây dựng nhiều nhà máy thuỷ điện, tiến tới sẽ hình thành một hệ thống các bậc thang thuỷ điện . ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ SƠ BỘ TRẠM THUỶ ĐIỆN CT4 SVTH: NGÔ HỒNG THANH-LỚP 41Đ 1 2 Với đồ án tốt ngiệp của tôi được giao thiết kế sơ bộ TTĐ trên sông Spêpook thuộc hệ thống sông Đồng Nai nằm ở tỉnh Đăc Lắc với những tài liệu thiết kế cần thiết sau: Nhiệm vụ của công trình Tài liệu về địa hình Tài liệu về địa chất Tài liệu về khí tượng thuỷ văn ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ SƠ BỘ TRẠM THUỶ ĐIỆN CT4 SVTH: NGÔ HỒNG THANH-LỚP 41Đ 1 3 PHẦN I: TỔNG QUAN CHƯƠNG I: KHÁI QUÁT VỀ CÔNG TRÌNH ⇓1.1. ĐẶC ĐIỂM VỊ TRÍ ĐỊA LÝ * Vị trí và sự hình thành lưu vực: - Hồ trước của trạm thuỷ điện nằm trên sông Eakrông thuộc một đoạn sông Spêpook thuộc tỉnh Đăc Lắc - Trực tuyến đập theo hướng Tây Bắc - Đông Nam ⇓1.2.ĐẶC ĐIỂM ĐỊA HÌNH - ĐỊA CHẤT I.ĐẶC ĐIỂM ĐỊA HÌNH Địa hình sông Spêpook chảy trên lãnh thổ Việt Nam theo hướng Bắc và Tây Bắc, qua vùng địa thế đa dạng và phức tạp, nhiều núi non hiểm trở, xen kẽ đầm lầy rừng rậm, rừng thưa và các vùng đất thoai thoải phủ cỏ và các cây thấp. Địa hình lưu vực sông này có thể chia làm 3 đoạn như sau: - Đoạn I: Từ thượng lưu buôn Tulanh, vùng núi cao có độ trung bình 1000m, dân cư thưa thớt, xa trục lộ giao thông chính và cơ sở kinh t ế hầu như không có gì. - Đoạn II: Từ buôn Tulanh đến buôn Bray, địa hình có độ cao trung bình 450m ÷ 500m, thung lũng của khu vực chủ yếu là đầm lầy, có những hồ chứa nước thiên nhiên khá to nằm giữa các dãy núi, ăn thông với sông. Phía trên buôn Bray là hợp lưu của hai dòng Eakrông và Krôngkro, lưu vực nói chung còn hoang vắng, ít người, giao thông khó khăn. - Đoạn III: Phần còn lại đến biên giới Việt Nam - Campuchia. Đoạn sông này chảy siết, độ dốc lớn và độ uốn cong lớn, nhiều thác ghềnh, lưu vực phần lớn là đồi núi th ấp, thoai thoải, độ cao trung bình là 280 ÷ 300m, do đường quốc lộ 14 cắt ngang sông ở đoạn gần tuyến công trình, dân cư chỉ tập trung gần đường quốc lộ và ven sông II.ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH VÙNG XÂY DỰNG - Công trình xây dựng dự định ở thượng lưu phần lớn nằm trên nhánh sông Krôngkro, khu vực này nằm trong cấu tạo Đắk lưu thuộc đới uốn nếp Đà ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ SƠ BỘ TRẠM THUỶ ĐIỆN CT4 SVTH: NGÔ HỒNG THANH-LỚP 41Đ 1 4 lạt. Các lớp địa chất tạo thành ở đây thuộc lớp trầm tích Juza hệ tầng bản đơn T 1-2 và phun trào Bazan độ tứ cuội kết và vối nhét, thế nằm của nó tạo thành bộ uốn nếp, có hướng nằm Tây - Tây- Nam hoặc Đông Nam, trong lưu vực có một vài nếp gãy kiến tạo cắt qua theo hướng Tây Bắc - Đông Nam ở phía Tây Bắc Đrâylinh ở vùng Krongpack có khe nứt khe nứt theo hướng Đông Bắc từ buôn Bray về thượng nguồn có các trầm tích đội tứ gồm các cuội , sỏi cuội, đá tả ng và đá Granit III.ĐẶC ĐIỂM KHÍ TƯỢNG THUỶ VĂN 1. Nhiệt độ Nhiệt độ cao nhất thường xuất hiên tháng 4 đạt tới 39 ÷ 40 o C thấp nhất vào tháng 12 xuống tới 7 ÷ 4 o C, nhiệt độ trung bìn năm tăng 23 ÷ 24 o c ( theo tài liệu của trạm khí tượng Buôn Mê Thuật) 2. Độ ẩm Lượng bình quân 82,4%, nhỏ nhất 40,5%. Tháng có độ ẩm lớn nhất là tháng 9, tháng có độ ẩm thấp nhất là tháng 3. Khí hậu Buôn Mê Thụt mang tính chất khí hậu cao nguyên trung bộ 3. Chế độ mưa Mùa mưa bắt đầu từ tháng 5 đến tháng 10, bão thường xảy ra vào tháng 9, tháng 10, mưa lớn nhất vào tháng 8,9,10. Trong lưu vực có một số tram đo mưa: Buôn Mê Thuật Krong Bruc Chư Hlam ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ SƠ BỘ TRẠM THUỶ ĐIỆN CT4 SVTH: NGÔ HỒNG THANH-LỚP 41Đ 1 5 4. Tài liệu dòng chảy Trong lưu vực có một số trạm đo thuỷ văn như: Draylinh Buôn Mê Thuật Krong Buk Trạm thuỷ văn Draylinh với diện tích lưu vực 8880 km 2 có 12 năm tài liệu dòng chay, là trạm thủy văm đáng chú ý nhất, dòng chảy năm bình quân ở 1 số tuyến theo các tần suất, ở đây chỉ lấy chế độ dòng chả ở tuyến công trình. Phân phối dòng chảy các tháng trong năm được tính toán theo mô hình trạm Đraylinh ⇓1.3. TÌNH HÌNH VẬT LIỆU XÂY DỰNG Vật liệu tại chỗm theo khảo sát chung trong vùng vật liệu khá phong phú, chúng phân bố rộng rãi bao gồm các loại đá, cát, cuội, sỏi, đất. 1.Đá Đá phân bố rộng rãi trong phạm vi công trình và lân cận bao gồm các loại đá granít, bazaít… 2. Vật liệu cát, cuội sỏi… Vùng xây dựng công trình lòng sông thoải dần nên, về phía thượng lưu của công trình có nhiều bãi bồi lớn, đó là nơi tập trung các bãi cuội, sỏi, cát có trữ lượng lớn. 3. Các loại vật liệu khác Về xi măng, sắt thép, do ở địa phương chưa phát triển về ngành này nên phải đi mua ở nơi khác ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ SƠ BỘ TRẠM THUỶ ĐIỆN CT4 SVTH: NGÔ HỒNG THANH-LỚP 41Đ 1 6 ⇓1.4. TÌNH HÌNH GIAO THÔNG VẬN TẢI Mạng lưới giao thông trong vùng chưa phát triển, chỉ có đường mòn nối các khu dân cư trong vùng, nhưng có một thuận lợi là giao thông bằng đường thuỷ ⇓1.5. YÊU CẦU VỀ SỬ DỤNG NƯỚC - Công trình trạm thuỷ điện được xây dựng chủ yếu cho phát điện và cung cấp điện cho địa phương. - Vấn đề tưới và giao thông thuỷ ở phía thượng lưu, hạ l ưu công trình cũng được đặt ra, nhưng do sự phát triển kinh tế, nhu cầu có sử dụng của địa phương không đòi hỏi phải nhất thiết có, nên khi hồ chứa hình thành thì yêu cầu này vẫn đảm bảo. ⇓1.6. CHỌN TUYẾN CÔNG TRÌNH Trên cơ sở những tài liệu thăm dò, khảo sát và điều tra cơ bản như điều kiện địa hình, địa chất, thuỷ văn, vậ t liệu xây dựng, dân sinh kinh tế. Tiến hành so sánh các phương án tuyến công trình trong giai đoạn quy hoạch thuỷ lợi,đặc biệt là quy hoạch thuỷ năng, và quyết định chọn tuyến BBB là tuyến công trình được coi là hợp lý nhất vì những lý do sau đây: -Địa hình thuận lợi, tuyến đập được bố trí giữa hai khe núi như vậy giảm được khối lượng đào đắp -Về địa chất: Địa chất khu vự c xây dựng có nền đá cứng, ít nứt nẻ. Như vây đảm bảo tốt vấn đề ổn đình của Công trình, giảm nhỏ khối lượng sử lý nền móng. -Bố trí Công trình liên quan được thuận lợi như: đập dâng, đập tràn và các đập phụ khác. -Vấn đề bố trí hiện trường thi công được thuận tiện, tại vị trí xây dựng Trạm thuỷ điện địa hình khá bằng ph ẳng, tiện cho việc bố trí và xây dựng đường giao thông. Đập chính được xây dựng gần bãi vật liệu, tiện cho việc vận chuyển, giảm được giá thành xây CHƯƠNG II ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ SƠ BỘ TRẠM THUỶ ĐIỆN CT4 SVTH: NGÔ HỒNG THANH-LỚP 41Đ 1 7 TÀI LIỆU THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH ⇓2.1. Ý NGHĨA VÀ NHIỆM VỤ CỦA TRẠM THUỶ ĐIỆN CT 4 I. Ý NGHĨA Qua tình hình của tỉnh Đắc Lắc và lưu vực sông Spêpook thấy việc xây dựng Trạm thuỷ điện CT 4 có ý nghĩa lớn với cả vùng, có tác dụng thúc đẩy sự phát triển kinh tế của cả vùng và của tỉnh, thúc đẩy sự phát triển kinh tế của các ngành sử dụng điện, nước đảm bảo cung cấp điện tại chỗ. Đồng thời đóng góp cho hệ thống điện quốc gia một lượng điện năng đáng kểm đời sống người dân nâng cao. II.NHIỆM VỤ Trạm thuỷ điện CT 4 có nhiệm vụ chính là phát điện. Ngoài ta còn có thể lợi dụng tổng hợp: phòng lũ, tưới, giao thông, dịch vụ… ⇓2.2.TÀI LIỆU THIẾT KẾ 1. Bình đồ lưu vực: Tỷ lệ 1 ÷ 500 2. Đường đặc tính lòng hồ Z tl (m) 340 435 436 437 438 F(km 2 ) 4,8 6,8 7,6 8,1 8,2 W.10 6 .m 3 267,9 405,8 569,12 636,0 645,0 3. Quan hệ: Q ~ Z h Q( m 3 /s) 47,4 64,0 99,1 124 210 Z hạ (m) 412,2 412,4 413,1 413,4 414,9 Q( m 3 /s) 500 1000 1500 2000 2500 Z hạ (m ) 415.6 417.2 418.1 419.2 420.3 I. TÀI LIỆU THUỶ VĂN 1.Tài liệu nước đến của 3 năm điểm hình Thán 1 2 3 4 5 6 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ SƠ BỘ TRẠM THUỶ ĐIỆN CT4 SVTH: NGÔ HỒNG THANH-LỚP 41Đ 1 8 g Q th 10% 90 74 59 49 85.5 133 Q th 50% 75 47.2 30.1 29.2 38.8 61.8 Q th 90% 38.2 25.8 17.2 17.2 42.2 47.2 Thán g 7 8 9 10 11 12 Q th 10% 138 157 413 460 180 122 Q th 50% 182 151 298 264 144 136 Q th 90% 55,4 125 205 255 107 66,1 2.Tài liệu mưa và bốc hơi - Bốc hơi Tháng 1 2 3 4 5 6 h(mm) 52 60 73 72 37 20 Tháng 7 8 9 10 11 12 h(mm) 22 21 19 20 26,5 27,5 - Mưa Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 X i (m m) 1,7 6,4 25,5 86,3 228 232 268 325 307 221 69,5 194 w% 79,8 72,8 73,7 81,8 85,4 87,1 87,8 88,7 87,3 85,5 83,3 82,1 Lưu lượng mưa của cả năm là 1790 mm II.CÁC TÀI LIỆU KHÁC Tuổi thọ Công trình : T=50 năm Hàm lượng bùn cát trong nước là : ρ bc =0,081kg/m 3 Hàm lượng riêng bùn cát γ bc = 1,5 T/m 3 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ SƠ BỘ TRẠM THUỶ ĐIỆN CT4 SVTH: NGÔ HỒNG THANH-LỚP 41Đ 1 9 Chế độ dòng chảy ở tuyến Công trình F lv (km 2 ) Qđến ( m3/s) Mo ( l/s- km2) C v C s Q p % (m 3 /s) 10% 50% 90% 3860 123 32 0,25 2.C v 164 121 86 Và các tài liệu khác 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 0123456 Ztl (m) F ( km 2 ) biÓu ®å quan hÖ z tl & f [...]... 106(kw) SVTH: NGÔ HỒNG THANH-LỚP 41Đ1 34 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐIỆN CT4 THIẾT KẾ SƠ BỘ TRẠM THUỶ IV XÁC ĐỊNH ĐIỆN LƯỢNG BÌNH QUÂN NHIỀU NĂM ENN Điện lưọng bình quân nhiều năm của Trạm thuỷ điện là một thông số rất quan trọng trong việc đánh giá mức độ cung cấp điện cho hệ thống điện bình quân trong nhiều năm Đối với Trạm thuỷ điện điều tiết ngày thì khi xác định điện lượng năm trung bình nhiều năm thì ta... TTĐ thiết kế có một số TTĐ nằm trong hệ thống bậc thang thì độ sâu công tác của hồ chứa trên càng lớn càng làm tăng sản lượng SVTH: NGÔ HỒNG THANH-LỚP 41Đ1 21 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐIỆN CT4 THIẾT KẾ SƠ BỘ TRẠM THUỶ điện ở các trạm dưới Vì vậy độ sâu công tác có lợi nhất của hồ đang thiết kế ứng với trị số điện lượng lớn nhất sẽ lớn hơn độ sâu công tác có lợi nhất ứng với điện lượng lớn nhất của riêng trạm. .. trong ngày của trạm ổn định SVTH: NGÔ HỒNG THANH-LỚP 41Đ1 28 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐIỆN CT4 THIẾT KẾ SƠ BỘ TRẠM THUỶ Trong khi tính toán, xác định công suất bảo đảm của trạm thuỷ điện điều tiết ngày không nên lẫn lộn mức bảo đảm tính toán ( hay tần suất thiết kế ) của lưu lượng trung bình ngày đêm với mức bảo đảm tình toán của công suất trung bình ngày đêm Trong một TTĐ mức bảo đảm tính toán của lưu lượng...ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐIỆN CT4 THIẾT KẾ SƠ BỘ TRẠM THUỶ biÓu ®å quan hÖ f & v F (km2) 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 V ( 106 m3) biÓu ®å quan hÖ ztl & v 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 0 1 2 3 4 5 6 V ( 106 m3) SVTH: NGÔ HỒNG THANH-LỚP 41Đ1 10 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐIỆN CT4 THIẾT KẾ SƠ BỘ TRẠM THUỶ biÓu ®å quan hÖ q ~ zhl... thiếu hụt khó bù hơn so với các trạm nhỏ, nhất là trong thời kỳ công suất dự trữ đã sử dụng gần hết +Các hộ dùng điện càng quan trọng về mặt khinh tế, khoa học kỹ thuật thì mức bảo đảm tính toán của trạm cung cấp điện càng cao vì lẽ nếu thiếu điện tổn thất sẽ càng nghiêm trọng SVTH: NGÔ HỒNG THANH-LỚP 41Đ1 14 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐIỆN CT4 THIẾT KẾ SƠ BỘ TRẠM THUỶ +Nếu trạm thuỷ điện có hồ điều tiết càng lớn,... TOÁN THUỶ NĂNG CHƯƠNG I: KHÁI NIỆM CƠ BẢN ⇓ 1.1 MỤC ĐÍCH SVTH: NGÔ HỒNG THANH-LỚP 41Đ1 11 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐIỆN CT4 THIẾT KẾ SƠ BỘ TRẠM THUỶ Mục đích tính toán thủy năng là xác định các thông số cơ bản của hồ chứa và trạm thủy điện: 1 Thông số của hồ chứa: - Mực nước dâng bình thường (MNDBT) - Mực nước chết ( MNC ), hay là độ sâu công tác (hct) - Dung tích hữu ích ( Vhi ) 2 Thông số năng lượng trạm thủy. .. thêm Δ k cho mỗi phương án SVTH: NGÔ HỒNG THANH-LỚP 41Đ1 19 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐIỆN CT4 THIẾT KẾ SƠ BỘ TRẠM THUỶ - Xác định phần chi phí tăng thêm Δ C do tăng MNDBT bao gồm cả tri phí vận hành, chi phí đền bù ngập lụt - Tính lợi ích về mặt kinh tế do công trình mang lại sau khi có kết quả tính toán cho các phương án sẽ phân tích so sánh và chọn ra phương án hợp lý nhất Việc tính toán như vậy đòi hỏi phải... 41Đ1 25 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐIỆN CT4 THIẾT KẾ SƠ BỘ TRẠM THUỶ Vhi = 202.16 × 106(m3) m: số tháng trong mùa kiệt m = 6 tháng Q mk = 31.3 + 202.16 × 10 6 3 6 = 44.16( m / s ) 6 × 2.62 × 10 Theo kinh nghiệm thì lưu lượng lớn nhất qua TTĐ là: Q T § = (2 ÷ 4) max mk Q tn mk Sơ bộ chọn Q T § = 4 Q tn = 4 × 44.16 = 176.64 (m3/s) max Lưu lượng qua một tổ máy là (Qtm) Q tm = QT§ max Z Z: số tổ máy ở đây sơ bộ chọn... toán quy về thời điểm hiện tại là nhỏ nhất: Chi phí tính toán quy về hiện tại là: SVTH: NGÔ HỒNG THANH-LỚP 41Đ1 18 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐIỆN CT4 THIẾT KẾ SƠ BỘ TRẠM THUỶ K t + C hnt t =1 (1 + i )t n C tt = ∑ Trong đó Kt: Là vốn đâu tư ở năm thứ t Chnt: Là chi phí hàng năm của nhà máy thuỷ điện ở năm thứ t i: Lãi suất C tt : Là chi phí tính toán quy về hiện tại Trong các phương án được đưa ra phương án. .. ngày có lưu lượng bình quân ứng với mức bảo đảm tính toán của trạm thuỷ điện dòng chẩy mùa lũ sẽ được trữ SVTH: NGÔ HỒNG THANH-LỚP 41Đ1 30 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐIỆN CT4 THIẾT KẾ SƠ BỘ TRẠM THUỶ ⇓ 2.4: XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT LẮP MÁY (NLM) I ĐỊNH NGHĨA Công suất lắp máy của trạm thuỷ điện là công suất tối đa mà TTĐ có thể phát ra được trên cơ sở sử dụng toàn bộ số tổ máy có ở TTĐ Để lựa chọn công suất lắp máy của . Đồ án tốt nghiệp Thiết kế sơ bộ trạm thủy điện ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ SƠ BỘ TRẠM THUỶ ĐIỆN CT4 SVTH: NGÔ HỒNG THANH-LỚP. thuỷ điện . ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ SƠ BỘ TRẠM THUỶ ĐIỆN CT4 SVTH: NGÔ HỒNG THANH-LỚP 41Đ 1 2 Với đồ án tốt ngiệp của tôi được giao thiết kế sơ bộ TTĐ