Cơ sở khoa học đề xuất gam thiết bị thủy điện nhỏ Việt Nam

Lựa chọn chuỗi đ−ờng kính bánh xe công tác

Cơ sở chung để phân loại tua bin phản kích là phân loại theo tỷ tốc Ns, quy mô đ−ợc phân loại bởi đ−ờng kính bánh xe công tác D1 với phạm vi Ns = 80. Chẳng hạn với công nghệ mới, sử dụng các loại tua bin ống, tua bin cáp sun có thể hạ thấp cao trình đặt máy thì có thể sử dụng tua bin có Ns = 1000 hoặc vùng Ns thấp trong tua bin tâm trục chỉ dùng cho trạm thủy điện cột n−ớc lớn (tới 500m) và công suất cao. - Xu h−ớng của thế giới là đ−a ra các gam thiết bị với vùng làm việc rất phù hợp với điều kiện thực tiễn, do vậy gam tua bin nhỏ ngày càng tăng về cấp Ns (ví dụ: gam tua bin tâm trục của hãng Fuji Electric với Ns từ 80 ữ 335 có 14 cấp).

Điều này dễ dàng đ−ợc thực hiện vì công nghệ tính toán, thiết kế và chế tạo ngày càng hiện đại. Riêng các tổ máy thủy điện siêu nhỏ (pico hydro) vì sản xuất hàng loạt nên việc xác định bánh xe công tác phải rất cụ thể và chính xác. Tua bin đ−ợc sản xuất và thử nghiệm theo từng chế độ làm việc đ−ợc đặt ra.

Các cấp bánh xe công tác nh− vậy là quá nhiều phần này cần có một chuyên đề nghiên cứu riêng. * Đ−ờng kính bánh xe công tác của tua bin tâm trục trong phạm vi D1 = 20 ữ 160 cm, giới hạn đ−ợc quy định bởi tính chất công nghệ và so sánh sử dụng giữa tua bin tâm trục và tua bin xung kích hai lần. - Ph−ơng pháp t−ơng tự tỷ tốc bằng nhau (nh− tua bin phản kích) - Phương pháp tỷ tốc biến đổi.

Khác với tua bin phản kích, công suất tua bin xung kích không những phụ thuộc vào D1 mà phụ thuộc vào đ−ờng kính vòi phun d0. Nh− vậy cùng 1 bánh xe công tác, có thể có nhiều trị số Ns ứng với d0 khác nhau. - Đ−ờng hiệu suất của tua bin phản kích rất phẳng, nên việc phân loại theo chỉ tiêu hiệu suất nh− trình bày ở bảng 16 cho dãy đ−ờng kính vòi phun do rất ít.

Điều đó làm cho việc chế tạo tua bin trở nên không kinh tế, đồng thời các chỉ tiêu về xâm thực không đặt ra với tua bin xung kích. Cơ sở để phân loại tua bin xung kích chính là các chỉ tiêu kinh tế trong chế tạo tua bin.

Ph−ơng pháp xây dựng gam tua bin xung kích hai lần

Theo chúng tôi, do điều kiện chế tạo bộ truyền bánh răng với số l−ợng đơn chiếc ch−a đ−ợc tốt, giá nhân công ở các khâu thiết kế, chế tạo không cao thì nên chọn ph−ơng pháp xây dựng gam xung kích hai lần theo quan điểm thứ hai. - Trong tua bin xung kích hai lần, việc lựa chọn đ−ờng kính bánh xe công tác quyết định tới vị trí làm việc của tua bin trên đường η’1 = const và tỷ số. Với thủy điện nhỏ, sự thay đổi hiệu suất nh− vậy là phù hợp với yêu cầu của thực tiễn.

- Để xác định phạm vi làm việc của tua bin xung kích hai lần có thể sử dụng phương pháp xây dựng biểu đồ quan hệ B.D1 = const, P = const trong hệ toạ. - Sử dụng Tua bin h−ớng trục có −u điểm là số vòng quay cao có thể nối trực tiếp với máy phát nh−ng nh−ợc điểm là phạm vi làm việc hẹp, hiệu suất giảm nhanh khi lưu lượng giảm. - Sử dụng Tua bin Xung kích 2 lần có giá thành hạ, phạm vi làm việc rộng nh−ng số vòng quay thấp, phải sử dụng bộ truyền và không sử dụng tới cột n−ớc sau bánh công tác.

Một số hãng trên thế giới đã sử dụng phương pháp này để xây dựng gam tua bin tia nghiêng (VD: hãng GILES (Anh) đã xây dựng gam Tua bin Tia nghiêng với. Tuy nhiên nó còn có nh−ợc điểm là làm hẹp phạm vi lựa chọn của mỗi tổ máy, để bù lại hãng này đã sử dụng phương pháp tăng số cấp Bánh công tác ( 1) 1,1. Phương pháp tỷ tốc biến đổi: Phương pháp này khác với phương pháp th−ờng sử dụng với một Bánh công tác, có thể sử dụng một số mũi phun có do khác nhau.

Ưu điểm của ph−ơng pháp này là mở rộng phạm vi sử dụng cho phát triển loại Bánh công tác, nh−ng nó có nh−ợc điểm khi tính toán,. - Loại Bánh công tác cho Thủy điện cực nhỏ: có thể chế tạo Bánh công tác bằng công nghệ gia công áp lực từng lá cánh, với chiều dày cánh không. - Loại Bánh công tác cho Thủy điện nhỏ, công suất P ≥ 20 kW, cánh bánh công tác đ−ợc gia công có bề dày biến đổi đảm bảo tua bin có độ bền và hiệu suất cao hơn.

- Hiệu suất của tua bin theo kết quả thí nghiệm mô hình của Viện nghiên cứu truyền động điện Thiên Tân - Trung Quốc (TRIED). Quan hệ giữa do và hiệu suất thủy lực ηTL [ ] ZU.U.Edel - Tua bin gáo, lý thuyết, thực nghiệm và tính toán. Xây dựng đ−ờng quan hệ cột n−ớc, số vòng quay với từng cấp đ−ờng kính bánh công tác D1.

Để thuận lợi cho lựa chọn phạm vi làm việc của tua bin tia nghiêng, quan hệ H ~ n đ−ợc xây dựng trên trục logH nhờ dựa vào quan hệ. - Phạm vi làm việc ứng với mỗi số vòng quay của máy phát đ−ợc xác định trong giới hạn Hmin - Hmax.