IV. XÁC ĐỊNH ĐIỆN LƯỢNG BèNH QUÂN NHIỀU NĂM ENN
CHƯƠNG I.CHỌN SỐ TỔ MÁY
⁄1.1: KHÁI QUÁT
Sau khi xỏc định được cỏc thụng số cơ bản của NMTĐ ta tiến hành chọn thiết bị cho nhà mỏy.
Trong NMTĐ cú rất nhiều thiết bị nhưng cú hai loại thiết bị cơ bản. + Thiết bị cơ khớ thuỷ lực
+ Thiết bị điện và cỏc thiết bị khỏc.
Trong cỏc thiết bị trờn cú hai thiết bị quan trọng nhất, trực tiếp sản xuất ra điện đú là Turbin thủy lực và mỏy phỏt.
Turbin thủy lực (Turbin nước) là loại đụng cơ chạy bằng sức nước
được dựng để biến đổi năng lượng dũng chảy thành cơ năng làm quay trục mỏy phỏt.
Tổ hợp giữa Turbin và mỏy phỏt điện gọi là tổ mỏy phỏt điện thủy lực. Do tớnh đa dạng của nguồn thủy năng thiờn nhiờn, nờn cỏc tổ hợp cột nước, lưu lượng ở cỏc TTĐ là khụng giống nhau và đũi hỏi cần phải cú nhiều loại Turbin khỏc nhau. Điều đú khụng cú nghĩa là mỗi TTĐ nhất thiết phải thiết kế ra một loại Turbin riờng biệt. Trong những năm gần đõy, những thành tựu nghiờn cứu lý thuyết tương tự và mụ hỡnh hoỏ Turbin đó chế tạo ra được cỏc kiểu Turbin cú chất lượng tốt đỏp ứng đầy đủ cỏc yờu cầu xõy dựng của TTĐ. Để giảm nhẹ cụng việc tớnh toỏn và chế tạo, cỏc đơn vị thiết kế, chế tạo và sử dụng Turbin đều dựng những tài liệu thống nhất về cỏc kiểu Turbin đó
được quy ước hoỏ và tiờu chuẩn hoỏ.
Việc chọn loại Turbin cú ý nghĩa rất quan trọng trong việc thiết kế nhà mỏy. Nú quyết định đến cao trỡnh lắp mỏy, khối lượng đào đắp xõy dựng cụng trỡnh , kớch thước nhà mỏy và cỏc thiết bị phụ trợ, do đú gúp phần khụng nhỏ đến việc đầu tư vốn, mặt khỏc nú cũn ảnh hưởng đến việc cung cấp điện.
* Chọn số tổ mỏy:
Việc lựa chọn thiết bị cho nhà mỏy và số tổ mỏy sao cho kinh tế là một vấn đề rất quan trọng trong quỏ trỡnh tớnh toỏn thiết kế nhà mỏy thuỷ điện ( NMTĐ ) vỡ nú ảnh hưởng tới: kớch thước, quy mụ cụng trỡnh, kết cấu cụng trỡnh..., nú ảnh hưởng trực tiếp đến vốn đầu tư vào cụng trỡnh. Chọn số tổ mỏy và chọn thiết bị cho nhà mỏy là hai cụng việc liờn quan chặt chẽ đến nhau, trong đú vấn đề chọn số tổ mỏy phải dựa vào hai điều kiện kinh tế và kỹ thuật. Do đú khi chọn ta phải tớnh toỏn cho rất nhiều phương ỏn, sau đú so sỏnh , để
chọn 1 phương ỏn sao cho cung cấp điện an toàn, vốn đầu tư nhỏ, chi phớ vận hành thấp. Nghĩa là phải đảm bảo cả về yờu cầu kỹ thuật và cú lợi hơn về kinh tế. Vỡ vậy khi chọn số tổ mỏy (Z) ta phải quan tõm cỏc yếu tố sau:
Thứ nhất, Cụng suất của một tổ mỏy phải nhỏ hơn cụng suất dự trữ sự
cố của hệ thống:
NHTdc= ( 10 – 12 )% PmaxHT
Thứ hai, Về mặt năng lượng: Turbin phải làm việc trong vựng cú hiệu suất cao
Thứ ba, Về mặt quản lý vận hành: Để dễ quản lý vận hành thỡ rừ ràng số tổ mỏy ớt sẽ vận hành thuận tiện hơn
Thứ tư, Vốn đầu tư vào thiết bị và xõy dựng cụng trỡnh : Số tổ mỏy ớt
nờn cụng suất một tổ mỏy lớn vỡ vậy vốn đầu tư vào cả nhà mỏy nhỏ, kớch thước nhà mỏy nhỏ, tăng nhanh tiến độ thi cụng.
Thứ năm, Về vận chuyển, lắp rỏp: Số tổ mỏy ớt, kớch thước và trọng lượng thiết bị mỗi tổ mỏy lớn, do vậy việc vận chuyển đến cụng trường gặp rất nhiều khú khăn. Việc chọn thiết bị phải phự hợp với tỡnh hỡnh thực tế: phương tiện giao thụng, đường xỏ, cầu cống...
Với tỡnh hỡnh nước ta phải nhập thiết bị từ nước ngoài vỡ vậy nờn chọn số
tổ mỏy sao cho cỏc thiết bị đó cú sẵn trong Catalogue, nếu đặt chế tạo một loạt thiết bị mới sẽ rất tốn kộm, sẽ làm tăng vốn đầu tư.
Thứ sỏu, Về cung cấp điện: Đểđảm bảo an toàn cung cấp điện nờn chọn số tổ mỏy nhiều. Nhất là trạm thuỷđiện ( TTĐ) cú tỷ trọng lớn trong hệ thống
Nếu chọn số tổ mỏy ớt dẫn đến việc cung cấp điện khụng an toàn, vỡ mỗi tổ
mỏy đảm nhận một phần phụ tải rất lớn, khi gặp sự cố làm cho thiệt hại đối với cỏc hộ tiờu thụđiện lớn, dẫn đến việc cung cấp điện khụng an toàn.
Với mực nước dõng bỡnh thường (MNDBT) = 433 m Qua phần tớnh toỏn thuỷ năng ta cú kết quả:
Cụng suất lắp mỏy: NLm= 13.25 ì 103(kw) Cột nước tớnh toỏn : HTT= 17.37m Cột nước bỡnh quõn : Hbq=19.3 m Cột nước lớn nhất : Hmax=22 m Cột nước nhỏ nhất : Hmin=12.25m Từ những phõn tớch trờn ta thấy việc tớnh toỏn một cỏch chớnh xỏc để
chọn số tổ mỏy hợp lý đũi hỏi phải mất rất nhiều thời gian. Mặt khỏc do yờu cầu là thiết kế sơ bộ nờn tụi đưa ra một số phương ỏn sau:
Phương ỏn NMTĐ cú 2 tổ mỏy. Phương ỏn NMTĐ cú 3 tổ mỏy. Cụng suất định mức của một tổ mỏy (NTm) : Z N N Lm Tm= trong đú : NLm- Cụng suất lắp mỏy của NMTĐ Z – Số tổ mỏy Cụng suất định mức của một Turbin ( NTb) : mf Tm Tb N N η = Trong đú : NTm : Cụng suất của một tổ mỏy ηmf : Hiệu suất của mỏy phỏt (ηmf=0.96ữ 0.98 ) { sơ bộ chọn ηmf= 0.97 } Vậy ta cú bảng sau: Phương ỏn NTm 103 kw Ntb103 kw 2 tổ mỏy 6.63 6.84
3 tổ mỏy 4.42 4.55
⁄1.2: TÍNH TOÁN VỚI CÁC PHƯƠNG ÁN
Nội dung: Từ yờu cầu cụng suất đối với mỗi tổ mỏy của từng phương ỏn ta đi chọn thiết bị cho từng phương ỏn cụ thể là Turbin, mỏy phỏt. Sau đú
đỏnh giỏ sơ bộ vốn đầu tư vào thiết bị và xõy dựng nhà mỏy.
Turbin thuỷ lực ( Turbin nước ): là loại động cơ chay bằng sức nước
được dựng để biến đổi năng lượng dũng nước ( thuỷ năng ) thành cơ năng làm quay trục mỏy phỏt điện, tổ hợp Turbin và mỏy phỏt điện gọi là tổ mỏy phỏt thuỷ lực.
Nội dung chọn Turbin:
Việc lựa chọn Turbin cú ý nghĩa rất quan trọng trong việc thiết kế nhà mỏy. Tiến hành chọn Turbin phải dựa vào cỏc thụng số cơ bản của nhà mỏy thuỷ điện ( NMTĐ ). Lựa chọn Turbin phự hợp với điều kiện làm việc của NMTĐ và sao cho kinh tế nhất.
Việc chọn Turbin gồm: - Xỏc định số tổ mỏy của NMTĐ ( cỏc phương ỏn ) từ đú xỏc định cụng suất của một Turbin phải đảm nhận. - Chọn loại Turbin, xỏc định đường kớnh bỏnh xe cụng tỏc ( BXCT) D1 - Xỏc định cỏc thụng số cơ bản của Turbin. Căn cứđể chọn Turbin:
Từ kết quả tớnh toỏn thuỷ năng ta cú: Cụng suất lắp mỏy Nlm, cột nước bỡnh quõn gia quyền Hbq, cột nước nhỏ nhất Hmin, cột nước lớn nhất Hmax, cột nước tớnh toỏn Htt, mực nước hạ lưu nhỏ nhất ZHLmin, cỏc đường quan hệ
mực nước thượng hạ lưu, cỏc đường đặc tớnh tổng hợp chớnh của kiểu BXCT Turbin, cỏc bảng tra.
I. PHƯƠNG ÁN NMTĐ Cể 2 TỔ MÁY (Z=2 TỔ MÁY) 1. Cỏc thụng số cơ bản: Cụng suất một tổ mỏy : Ntm=6.63 ì 106(kw) Cụng suất định mức Turbin: NTb=6.84ì106(kw) Cột nước lớn nhất: Hmax=22 m Cột nước nhỏ nhất: Hmin= 12.25m Cột nước bỡnh quõn: Hbq=19.3 m Cột nước tớnh toỏn: Htt= 17.37 m
Cao trỡnh mực nước hạ lưu nhỏ nhất: ZHLmin= 411 m
2. Chọn kiểu Turbin:
Căn cứ vào phạm vi thay đổi cột nước từ Hmin = 12.25 đến Hmax=22 m, cụng suất yờu cầu của Turbin là Nlm=6.63 ì103 kw, tra hỡnh (8-1) " Biểu
đồ phạm vi sử dụng cỏc loại Turbin nước" (Giỏo trỡnh Turbin thuỷ lực – trang 120 –Trường Đại Học Thuỷ Lợi ) ta được kiểu Turbin CQ –30/587.
3. Xỏc định cỏc thụng số cơ bản của Turbin a) Xỏc định đường kớnh bỏnh xe cụng tỏc (BXCT): (D1)