Đồ án nhà máy thuỷ điện

Đồ án nhà máy thuỷ điện I Số liệu đề I II Số liệu đề Lựa chọn kiểu tua bin N lm 171103   58163.27 (KW) II.1 Công suất tuốcbin : Nt  Z mf  0.98 II.2 Phạm vi làm việc cột nước: Hmin÷ Hmax= 29.124 ÷ 55.12 (m) III Vẽ đường đặc tính tổng hợp tua bin IV Xác định thông số Tua bin IV.1 Xác định sơ đường kính Tua bin IV.2 Xác định tốc độ quay tua bin : IV.3 Xác định hiệu suất tua bin theo phương án IV.4 Xác định vùng làm việc tua bin đường ĐTTHC IV.5 Lựa chọn phương án: IV.6 Vậy tua bin chọn có thơng số: IV.7 Chọn cao trình đặt bánh xe công tác IV.8 Xác định hệ số tỷ tốc, tốc độ quay lồng lực dọc trục tua bin IV.8.1 Hệ số tỷ tốc tua bin xác định: IV.8.2 Tốc độ quy lồng Tua bin: IV.8.3 Áp lực nước tác dụng dọc trục Tua bin V CHỌN BUỒNG TUA BIN V.1 Tính tốn kích thước buồng xoắn V.2 Chọn ống hút 10 VI CHỌN THIẾT BỊ ĐIỀU CHỈNH TUA BIN 10 VI.1 Chọn thiết bị dầu áp lực 10 VI.2 Chọn máy điều tốc 12 VI.3 CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN 12 VI.3.1 Xác định thông số máy phát điện 12 VI.3.2 Xác định kích thước MPĐ 13 VI.3.3 Chọn kiểu máy phát điện .13 VI.3.4 Tính sơ kích thước khác MPĐ 14 VI.3.5 Các đặc tính học MPĐ .14 VI.4 Chọn máy làm nguội .14 VI.5 Chọn máy biến áp 15 VI.6 Chọn thiết bị nâng 15 VII Kết cấu Nhà máy thuỷ điện .16 VII.1 Chọn loại kết cấu NMTĐ 16 VII.2 Phần nước NMTĐ 16 VII.2.1 Cửa lấy nước 16 VII.3 Phần khô nhà máy thủy điện 17 VII.3.1 Sàn gian máy 17 VII.3.2 Sàn lắp máy .17 VII.3.3 Các phòng phục vụ 17 VII.3.4 Hệ thống cột, cửa sổ, cửa vào cầu thang 18 VII.3.5 Hệ thống thơng gió, chiếu sáng .18 Đồ án nhà máy thuỷ điện MNDBT MNC Qkt N1m m m m3/s MW 437 415.1 1250 171 Hmax m 55.12 Hmin Htb Htt m m m 29.124 39.19 35.62 Số tổ máy Đường đặc tính Q = f(Zhl) Zhl (m) 380 382 384 386 388 390 392 394 396 398 400 Q 300 600 1200 3000 4800 7200 10800 15000 21000 30000 (m /s) II Lựa chọn kiểu tua bin II.1 Công suất tuốcbin : Nt  N lm 171103   58163.27 (KW) Z mf  0.98 Với : * Nlm = 171.103 KW thuộc loại tương đối Sơ chọn mf=0,98 * Z: số tổ máy NMTĐ: Z = II.2 Phạm vi làm việc cột nước: Hmin÷ Hmax= 29.124 ÷ 55.12 (m) Dựa vào phạm vi sử dụng cột nước công suất lắp máy tra biểu đồ phạm vi sử dụng hệ loại tua bin (hình – 2; Tr 66, sách MTL) bảng thông số đặc trưng kiểu tua bin cánh quay lớn (Bảng 6-1; Tr.69-sách MTL) lựa chọn tua bin CQ50/64246 III Vẽ đường đặc tính tổng hợp tua bin Đồ án nhà máy thuỷ điện Xác định thông số Tua bin IV IV.1 Xác định sơ đường kính Tua bin Nt 58163.27   5.02( m) 9,81.tb Qltt H tt H tt 9,81 0,9 1.23  35.62  35.62 D1  Trong * tb : hiệu suất tua bin điểm tính tốn tra đường đặc tính tổng hợp Với tua bin cánh quay tb = 088 - 0.91 (chọn sơ = 0.9 ) * Q1tt :lưu lượng quy dẫn lấy phạm vi Q lmax÷Qlmin.Dựa vào bảng 6.1 ta chọn : Qltt = 1m3/s Chọn đường kính BXCT theo bảng đường kính quy chuẩn theo bảng 6-4 (tr.70 sách MTL): D1a = m; D1b = 5.3 m IV.2 Xác định tốc độ quay tua bin : n n1 ln H bq D1 Trong * n1ln : tốc độ quay quy dẫn lợi (ứng với max) Tốc độ quay quy dẫn chọn ứng với tốc độ quay đồng bảng 65(tr.69).max=90.0 (PL1a Tr.197), n1ln = 115 v/phút (bảng 6-1, tr.70 sách MTL) * Hbq: cột nước bình quân TTĐ, Hbq = 39.19 Dqc (m) Số vịng quay tính tốn ntt (v/ph) D1a = 5.0 na = 143.98 D1b = 5.3 nb = 135.83 Số vòng quay quy chuẩn nqc (v/ph) n1a = 136.3 n2a = n1b = 150 130.4 n2b = 136.3 Như có phương án ứng với đường kính bánh xe cơng tác số vịng quay đồng bộ: Phương n D1(m) án (v/ph) I 136.3 II 150 III 5.3 10.4 IV 5.3 136.3 Đồ án nhà máy thuỷ điện IV.3 Xác định hiệu suất tua bin theo phương án Hiệu suất Tua bin thực suy từ Tua bin mơ hình  Xác định độ hiệu chỉnh hiệu suất :  = Tmax - Mmax Trong đó: * Tmax = 1-( 1-Mmax) D1M H  10 M D1T HT HT dbx= 0.4 x = (m) Sbx = (0.12 – 0.16) dbx => Sbx = 0.14 x = 0.28 (m) Thay số Vbx = 0.44 (m3) Vbl = 20 x 0.31 + 4.5 x 0.44 = 8.18 (m2) Vậy chọn MHY10/1-40-12.5-2 Có thơng số sau: VBL=10m3, có bình, áp suất định mức P=40kG/cm2 Dung tích thùng dầu Vt=12.5m3 có bơm dầu Các kích thước bản(cm) trọng lượng G(T) Kiểu thiết bị dầu áp lực MHY10/1-40-12.5-2 Bình dầu áp lực Thùng dầu D H1 h1 G H 206.4 385 73 7.0 168 L B A G 302 302 180 15.0 Chọn máy điều tốc Máy điều tốc có nhiệm vụ điều chỉnh tốc độ quay tua bin điều khiển, khống chế chế độ làm việc tua bin Máy điều tốc loại lớn thường có số kích thước tiêu chuẩn Các kích thước phụ thuộc vào kích thước van điều phối Khi chọn cần phải xét đến lượng dầu qua van điều phối đến động tiếp lực phải đảm bảo pittông động tiếp lực chuyển dịch với tốc độ cần phải có Đường kính van điều phối thường lấy đường kính ống dẫn dầu vào van điều phối động tiếp lực: dV   4.VH  0.31   0.14 Td  v  3.14  Trong đó: * VH :Tổng dung tích động tiếp lực VH = 0.31(m3) * Td :Thời gian đóng BPHD, xác định theo điều kiện điều chỉnh đảm bảo Td = 5(s) * v : Vận tốc dầu chảy ống, lấy v = 4(m/s) Vậy ta chọn máy điều tốc đièu chỉnh kép PK – 170 có đường kính van điều phối = 170(mm) VI.1 CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN VI.1.1 Xác định thông số máy phát điện  Xác định cơng suất biểu kiến (cơng suất tồn phần) máy phát điện: 15 Đồ án nhà máy thuỷ điện S NT 58.16   74.95 (MVA) cos   mf 0,8  0,97 Trong đó: * NT: Cơng suất máy phát điện mf: Hiệu suất máy phát (mf = 97%) * * cos = 0,8: Hệ số cơng suất (với máy phát điện có S 0.15, n=136.3 có 75 4000(KVA) nên ta sử dụng hệ thống làm nguội tuần hoàn  Lượng nhiệt máy phát điện toả Q = (1-  mf).N mf.860 (Kcalh) Trong đó: * N : công suất máy phát điện, N 56418(KW) mf * mf = 0,97 - Hiệu suất máy phát điện * 860: Dung lượng nhiệt KWh = NT mf =58163 x 0,97 = Thay giá trị vào công thức ta được: Q = 1.455.558,4(Kcal.h)  Lưu lượng khơng khí cần có để làm nguội máy phát điện: Q.(1   t 2o ) (m3/ s) o o 0,306.(t i  t ).3600 QL  Trong đó: hệ số giãn nở nhiệt khơng khí; 273 * = * t1o : Nhiệt độ cao cho phép máy phát điện, lấy t1o = 60o; * t 2o : Nhiệt độ khơng khí lạnh đưa vào máy, lấy t o2 = 25o; * 0,306: Lượng nhiệt cần để đốt nóng 1m khơng khí 0oC lên 1oC, áp suất 1at; * 3600: Số giây quy đổi từ Lưu lượng khơng khí cần làm nguội là: QL = 41.2(m3/s) Ta chọn kiểu máy làm nguội CB465-210-16 có thơng số bảng 4-9 Kích thước Dài (mm) Rộng (mm) Cao (mm) 535 1080 2585 Diện tích khơng khí qua (mm2) Lưu lượng khơng khí (m3/s) 1800950 4,4 Lưu lượng nước Số ống làm lạnh (m3/s) 25 18 96 Đường kính ống dẫn (mm) 75 Trọng lượng Số lượng máy (kg) 704 10 Đồ án nhà máy thuỷ điện VI.2 Chọn máy biến áp Nhiệm vụ MBA làm tăng điện áp MPĐ lên điện áp cao đường dây tải điện Cấp điện áp đường dây phụ thuộc vào công suất khoảng cách truyền tải điện áp hệ thống nơi chúng đấu nối Chọn MBA phụ thuộc vào sơ đồ nối điện Chọn sơ đồ khối, nghĩa máy phát nối với máy biến áp Với tổ máy ta chọn MBA Dựa vào công suất S = 74.95 (MVA) cấp điện áp U = 6,3(KV) ta chọn MBA mã hiệu ТДЦ có thơng số sau: Dung lượng MVA 80 Mã hiệu  ТДЦ Điện áp cuộn dây, KV Cao áp Hạ áp 120 3.15-6.3 Kích thước lớn nhất,m L B H 7.8 5.4 Trọng lượng T Dầu 23 Toàn 110 VI.3 Chọn thiết bị nâng Thiết bị nâng chọn cầu trục nhà máy phục vụ cho việc lắp ráp sửa chữa tổ máy Để chọn cầu trục cần dựa vào trọng lượng thiết bi tháo dời nặng nhất, kết cấu tháo dời thiết bị Trong nhà máy thuỷ điện thường phận Rôto máy phát điện trục Roto nhà máy có trọng lượng 375 Chọn cầu trục có sức nâng 250(T) sử dụng móc treo mềm làm việc ghép đơi Các kích thước lấu catalog cầu trục: Để cầu trục di chuyển tải trọng làm giảm chiều cao nhà máy, ta bố trí trục tổ máy lệch bên H h l4 l Tải trọng nâng,T l1 l2 Chiều cao nâng,m Vận tốc m/ph Nâng Chuyển 19 Áp lực bánh xe ,T Trọng lượng, T Đồ án nhà máy thuỷ điện Móc 200 Móc phụ 30 Móc 19 Móc phụ 21 Móc 0.5 Móc phụ Kích thước mm H B1 F Lt T Xe tời 12 P1 P2 38 39 Xe tời 68 Cần trục 195 Kích thước xác định vị trí móc trục mm l B h 4800 500 250 5500 1980 5200 10400 1200 VII Cần trục 20 h1 L1 L2 L3 L4 l 2500 3800 3200 1900 500 Kết cấu Nhà máy thuỷ điện VII.1 Chọn loại kết cấu NMTĐ Với cột nước Hmax = 55.12 (m), ta chọn kiểu nhà máy sau đập VII.2 Phần nước NMTĐ VII.2.1 Cửa lấy nước Kích thước cửa lấy nước cần chọn để đảm bảo v = ( 1-2) m/s Dạng trần CLN có dạng chảy bao ellip phải nằm MNC 1m ( lớn 3v2/2g) để tránh khơng khí lọt vào đường dẫn Kích thước phần nước nhà máy Phần nước NMTĐ có kích thước phụ thuộc vào bng tua bin, ống hut, đường ống dẫn vào Tuabin cửa vẳntớc tuabin (nếu có) Ngồi phải đủ diện tích để bố trí thiết bị cho vận hành bão dưỡng thiết bị khác NMTĐ Cao trình đặt tua bin : TB= 383.7 (m), lấy mặt phẳng qua mép cánh hướng dịng Cao trình MNHL HLmin= 384.08 (m) ; Cao trình MNHL max HLmax= 386.2 (m) ; Chiều dày đáy mềm = 2(m) Chiều rộng B khối tổ máy B1 = (2.7 – 3) D1 = x = 15 (m) Khoảng cách hai buồng Tuabin chọn theo điều kiện đảm bảo độ bền áp lực nước gây ( kể nước va) buồng khơng có nước Chọn B = 3m 20 Đồ án nhà máy thuỷ điện VII.3 Phần khô nhà máy thủy điện VII.3.1 Sàn gian máy Sàn gian máy nơi bố trí máy phát điện, tủ điều khiển hệ thống nồi dầu áp lực phục vụ vận hành NMTĐ Cao trình sàn gian máy phụ thuộc vào cao trình đặt TB, chiều cao khối tổ máy MNHLmax.Chọn cao trình sàn gian máy cao MNHLmax 0.9m Vậy cao trình sàn gian máy 387.1(m) Chiều dài sàn gian máy B xác định nhờ việc chọn tổ hợp chiều dài khoang tổ máy phần nước chiều dài khoang tổ máy phần khô Chiều rộng gian máy phụ thuộc nhịp cần trục cầu, L = 21(m), đủ bố trí thiết bị tổ máy VII.3.2 Sàn lắp máy Là nơi dùng để lắp ráp sửa chữa thiết bị nhà máy thuỷ điện Bố trí sàn lắp máy đầu hồi NMTĐ nơi có đường giao thơng vào Cao trình sàn lắp máy cao trình sàn gian máy Để lợi dụng cầu trục gian máy, lấy chiều rộng sàn lắp máy chiều rộng gian máy Chiều dài sàn lắp máy LSLM=(11,2)LSGM = 20(m) VII.3.3 Các phòng phục vụ Các phòng phục vụ nhà máy thuỷ điện bố trí ngồi nhà máy cao trình khác nhau, chia làm nhóm chính: Nhóm 1: Gồm phòng sản xuất, đảm bảo trực tiếp làm việc bình thường nhà máy: phịng khí nén, phịng cấp nước kỹ thuật, phịng ắc qui, phịng cung cấp điện tự dùng, phịng thí ngiệm điện cao áp Nhóm 2: gồm phịng thao tác phục vụ: phòng điều khiển, phòng thiết bị phân phối điện năng, phịng phân phối điện tự dùng, phịng thơng tin liên lạc Nhóm 3: gồm phịng liên quan đến hoạt động trực tiếp nhà máy, phịng quản lý hành Diện tích phòng lấy theo yêu cầu sử dụng theo quy định qui phạm VII.3.4 Hệ thống cột, cửa sổ, cửa vào cầu thang Bước cột lấy chiều dài gian máy, sàn lắp máy gian máy có khe lún, bố trí cột đơi nằm hai bên khe lún Cột làm bê tơng cốt thép, kích thước 0,6x1,2(m), bước cột L = 10m Hệ thống cửa sổ bố trí thành hai dãy phần tường bên lẫn bên dầm cầu trục 21 Đồ án nhà máy thuỷ điện Giữa phòng tầng thông với cửa vào cầu thang Tường nhà máy xây gạch dày 22(cm), chủ yếu để bao che khơng có tác dụng chịu lực VII.3.5 Hệ thống thơng gió, chiếu sáng Ngồi phần thơng gió, chiếu sáng tự nhiên hệ thống cửa sổ nhà máy thuỷ điện, ta cần phải bố trí hệ thống thơng gió, chiếu sáng nhân tạo để đảm bảo hoạt động bình thường an tồn cho nhà máy thuỷ điện Phần thơng gió, chiếu sáng nhân tạo cần tính tốn theo quy định quy phạm Trong phạm vi đồ án khơng trình bày 22