PHẦN III: LỰA CHỌN THIẾT BỊ CHO NHÀ MÁY THUỶ ĐIỆN
CHƯƠNG 1: CHỌN SỐ TỔ MÁY
2. Về mặt năng lượng
1.2. Tính toán với các phương án
1.2.1. Sơ bộ xác định các thông số cơ bản của turbin (TB)
Với mỗi phương án số tổ máy ta xác định được công suất định mức cho mỗi tổ máy và công suất định mức của turbin theo công thức sau.
Công suất định mức cho một tổ máy: Ntm = .
Công suất định mức của turbin: Ntb = . Trong đó:
mf - hiệu suất của máy phát ( 0,96 0,98), sơ bộ chọn mf = 0,97 Nlm - công suất lắp máy của TTĐ Bản Vẽ, Nlm = 140 (MW).
Z- số tổ máy của TTĐ.
Căn cứ vào công suất turbin của từng phương án và với dao động cột nước Hmax =75,916(m) đến Hmin = 49,876(m) tra hình: (8-1) “Biểu đồ phạm vi sử dụng của các kiểu Turbin” (Trang 133 - Giáo trình turbin thuỷ lực Trường Đại Học Thuỷ Lợi) ta được kiểu turbin có ký hiệu PO 75/702 cho cả ba phương án.
1. Xác định đường kính bánh xe công tác ( D1).
Đối với turbin tâm trục, D1 là đường kính lớn nhất cửa vào của BXCT. Nó được tính theo công thức:
Trong đó:
Ntb- công suất định mức của một turbin.
tt- hiệu suất của turbin thực tại điểm tính toán. ( Sơ bộ chọn tt =
M).
Q1tt’- lưu lượng dẫn suất của turbin thực tại điểm tính toán. (Sơ bộ chọn Q1tt’= Q’1M).
Q’1M, M- lần lượt là lưu lượng dẫn suất, hiệu suất của turbin mẫu tại điểm tính toán, nó chính là giao điểm giữa đường n’1Mtt (số vòng quay dẫn suất của turbin mẫu tại điểm tính toán)với đường hạn chế công suất 5%.
Htt- cột nước tính toán của TTĐ, Htt = 59,317 (m).
Tìm số vòng quay dẫn suất của turbin mẫu tại điểm tính toán (n’1Mtt).
Sinh viên: Trịnh Hoài Nam Lớp 48Đ1
Tiểu luận Tư tưởng HCM
n’1Mtt= n’10 .
n’10 – số vòng quay dẫn suất của turbin mẫu tại điểm có hiệu suất lớn nhất: n’10 = 70 (v/ph) .
n’1Mtt = n’10 . =70. = 71,82 (v/ph).
Dựa vào đường đặc tính tổng hợp chính của turbin PO75/702 ta tìm được điểm tính toán của turbin mẫu thuộc đường hạn chế công suất 5% là:
Q’1M = 1,140 (m3/s), M = 89,4 (%)
Thay số vào công thức ta được đường kính D1tt sau đó ta chọn theo đường kính tiêu chuẩn (bảng (5-5) giáo trình turbin thuỷ lực) ta được D1tc( m).
Nlm Loai tuabin z Nmf Ntb D1tt D1tc
MW MW MW m m
140 PO 75/720 2 70 72,16 3,94 4,0
140 PO 75/720 3 46,67 48,11 3,22 3,2
140 PO 75/720 4 35 36,08 2,79 2,8
2. Xác định số vòng quay đồng bộ (n).
Số vòng quay đồng bộ của turbin được tính theo công thức:
ntt = Trong đó:
Hbq- cột nước bình quân gia quyền, Hbq = 62,439 (m ).
D1tc - đường kính tiêu chuẩn của bánh xe công tác.
n,1tư - số vòng quay quy dẫn tối ưu của turbin thực được tính theo.
n’1tư = n’10 + n’1
n’1 = n’10. Trong đó:
n’1- chênh lệch giữa số vòng quay dẫn suất của turbin thực và mẫu.
Sinh viên: Trịnh Hoài Nam Lớp 48Đ1
Tiểu luận Tư tưởng HCM
T max, M max- hiệu suất lớn nhất của turbin thực và turbin mẫu, tra trên đường ĐTTHC của turbin PO75/702 ta được M max = 0,9.
Với cột nước tính toán Htt = 75,916 m < 150 m thì T max được tính như sau:
Trong đó:
D1M, D1T- đường kính BXCT của turbin mẫu và turbin thực.
D1M = 0,46 (m) .
Thay số vào ta được ntt(v/ph), dựa vào bảng (8-3) GTTBTL ta chọn được số vòng quay đồng bộ là ntc (v/ph) .
Nlm z Nmf n10' n’1Mtt M D1 ηTmax n’1 n'1tư ntt ntc
MW MW v/ph v/ph m v/ph v/ph v/ph
140 2 70 70 71,82 0.894 4 0.935 1.35 73,17 144,54 150 140 3 46,67 70 71,82 0.894 3,2 0.932 1.23 73,05 176,9 166,7 140 4 35 70 71,82 0.894 2,8 0.93 1.16 72,98 201,9 187,5
3. Xác định số vòng quay lồng của turbin (nI).
Là số vòng quay đột biến của BXCT, nó xảy ra khi mômen lực chuyển động của rôto tổ máy (Mđ) lớn hơn mômen cản chuyển động rôto máy phát (Mc).
Trong quá trình vận hành TTĐ, vì một lý do nào đó cần phải đóng cánh hướng nước mà bộ phận hướng nước chưa kịp đóng thì số vòng quay của turbin tăng lên đột ngột trong thời gian ngắn, nó sẽ đạt tới trị số cực đại nào đó gọi là số vòng quay lồng tốc (nl).
Trong đó: n’1l- số vòng quay lồng quy dẫn turbin PO-75/702 tra bảng (8-2) GT-TBTL (n’1l = 132 v/ph) .
Nlm z Nmf loai tuabin n'11 Dtc nI
MW MW m
140 2 70 PO 75/720 132 4 254
140 3 46,67 PO 75/720 132 3,2 318
140 4 35 PO 75/720 132 2,8 363
4. Kiểm tra lại các thông số của turbin .
Sinh viên: Trịnh Hoài Nam Lớp 48Đ1
Tiểu luận Tư tưởng HCM
a. Xác định lại điểm tính toán.
Số vòng quay dẫn suất tại điểm tính toán của turbin thực:
Số vòng quay dẫn suất tại điểm tính toán của turbin mẫu:
Lưu lượng dẫn suất tại điểm tính toán của Turbin mẫu:
(m3/s)
Đưa n,1M tt và Q’1M tt lên đường ĐTTHC xem điểm tính toán có nằm trong phạm vi cho phép.
Ntb Dtc n’1 n'1tư ntc n'1tt n’1Mtt ηtt Q'1Mtt
MW m v/ph l/s
72.16 4 1.35 73,17 150 77.904 76.554 0.934 1077.4
48.11 3.2 1.23 73,05 166,7 77.904 76.674 0.922 1137 36.08 2.8 1.16 72,98 187,5 77.91 76.75 0.925 1110.1
b. Kiểm tra lại vùng làm việc của turbin.
Khi cột nước làm việc của turbin dao động từ (Hmax Hmin) thì vùng làm việc của turbin sẽ được giới hạn bởi hai đường nằm ngang n’1MHmin và n’1MHmax
trên đường ĐTTHC.
(v/ph).
(v/ph).
Sau khi tính được n’1MHmin và n’1MHmax ta đưa lên đường đặc tính tổng hợp chính để kiểm tra xem vùng làm việc của turbin có nằm trong vùng hiệu suất cao không. Từ đó ta quyết định chọn D1tcvà ntc cho các phương án.
ntc Dtc Hmax Hmin Δn'1 n'1THmax n'1THmin n'1MHmax n'1MHmin
150 4 75.916 49.876 1.35 68.863 84.958 67.513 83.608 187.5 3.2 75.916 49.876 1.23 68.863 84.958 67.633 83.728
Sinh viên: Trịnh Hoài Nam Lớp 48Đ1
Tiểu luận Tư tưởng HCM