Tài liệu tuocbin nước

I. Khái niệm 1.Định nghĩa 2.Phân loại 3.Các thông số cơ bản II.Tuốc bin phản lực 1.Cấu tạo, phân loại 2.Phương trình làm việc 3.Đặc điểm thủy lực 4.Điều chỉnh chế độ làm việc III.Tuốc bin xung lực

• I Khái niệm

1.Định nghĩa

2.Phân loại

3.Các thông số cơ bản

• II.Tuốc bin phản lực

1.Cấu tạo, phân loại

2.Phương trình làm việc

3.Đặc điểm thủy lực

4.Điều chỉnh chế độ làm việc

• III.Tuốc bin xung lực

Tuốc bin

Cửa ra

Cửa vào

2

1 1

2

Máy thủy khí biến đổi năng lượng dòng nước

thành cơ năng quay máy phát điện

I.Khái niệm

g

v

v g

p p

z z

H

2

2 2 2

2 1 1 2

1 2

1

α

α ρ

− +

− +

−

=

g

v

v

Hd

2

.

2 2

2 1

1 α

α −

=

g

p p z z

H t

2 1 2 1

ρ

− +

−

=

• Vừa sử dụng cột áp tĩnh và cột

áp động dòng nước : Tuốc bin

phản lực (tuốc bin phản kích);

• H=2m÷600m ;

• ns=50÷450v/ph

+Chỉ sử dụng động năng dòng nước tuốc bin xung lực (tuốc bin xung kích)

H=200-2000 m;

ns=10÷80 v/ph

-Tuốc bin gáo (Pelton-1880) -Tuốc bin xung lực 2 lần (Banki)

H=24÷100m

-Tuốc bin phun nghiêng (Turgo)

H=50÷400m

3)Theo vòng quay đặc trưng ns

2.Phân loại

1)Theo năng lượng dòng

nước mà tuốc bin sử dụng

2)Theo cột áp

1.Định nghĩa

Phân loaih tuốc bin theo cột áp H và vòng quay đặc trưng ns

II Tuốc bin phản lực

Mực nước thượng lưu

Tuabin H

M c n c h l u ự ướ ạ ư

ng áp l c

ng hút Ố

Cột nước của nhà máy

Hồ chứa

p ch n n c

Đậ ắ ướ

Trạm thủy điện cho tuốc bin phản lực

Đập

Tr m th y

i n

ạ ủ đ

ệ

L i ch n

rác

ướ ắ

p tràn Đậ

Dòng sông m

i ớ Dòng sông cũ

C a l y m

c

ử ấ

ướ

-Tuốc bin tâm trục (Francis-1849)

H=2m÷600m;

ns=50v/ph÷450v/ph

1

D

H=2m÷60m

-Tuốc bin hướng trục

(Kaplan-1919)

ns=350v/ph÷1000v/ph

<550v/ph KCC

>550v/ph KCQ

θ

Db

DT Tuốc bin hướng chéo (Deriaz-1955)- trạm thủy điện

tích năng H=60m÷200m

theo chiều chuyển động nước trong BCT

CÁC BỘ PHẬN CƠ BẢN CỦA TUỐC BIN FRANCIS

Ø98

378

 BÁNH CÔNG

TÁC

 BỘ PHẬN HƯỚNG

DÒNG

 BUỒNG XOẮN

 ỐNG HÚT

 TRỤC TUỐC BIN

 Ổ ĐỠ

FRANCIS

BCT

BHD

Cửa vào

Cửa ra

Trụ

ống hút

g

H = 1 1 1 − 2 2

2.Phương trình Ơle

1.Cấu tạo

B

A

c 0

u 1

w 1

c 1

2'

w 2 c 2

u 2

2

1

B'

Trong tuốc bin thường xét ảnh hưởng

thay đổi của cột áp (H) và kích thước

(D1) đến các thông số làm việc

OM T

ltT T

OT M

ltM M

T

M

H D

H D

Q

Q

η η

η

η

.

.

.

.

2

2

=

T ltT

M

M ltM

T T

M

H D

H D

n

n

.

.

.

η

η

=

T OM

M OT ltT

ltM T

T

M M

M T

M

H H

H H

D

N

N

η η

η

η η

η

D

2





=

ltT

ltM M

T

M

T

n

n H

H

η

η

D

.

2

T

2

















=

H

D

n

n1I . 1

1

H H D

N

N I

.

2 1

1 =

4 .

.

H H

N

n

ns = η

.

65 ,

3 n1' Q1'

ns =

T

M

M M

T

H

H

D

D

1

1T

1

η

3.Đồng dạng thủy lực cho tuốc bin

Thông sô qui dẫn

H=1m; D1=1m ηiM =ηliT

ĐK đồng dạng

…

1

0 1

α=345°

882

2070 = 4,5D 1268 802

,6 Ø 480

534=1,16D ;Z =24 Ø

460; Z =14 Ø

1268

345°

1

627 Ø

ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH TỔNG HỢP CHÍNH PO75/702

Họ các đường đồng hiệu suất =

Họ các đường đồng độ mở cánh hướng dòng

Họ các đường đồng hệ số khí thực Đường dự trữ công suất 5% công suất

) ,

f

) ,

0 f n Q

a =

) ,

f

= σ

η=70%

72 74 76 78 80 82 84 86 88 90

90

84

σ=6

84

=1

8

=2

26

=3 0

0 0

=3

a =3

8

0

a =3

8

0

σ= 0 3

σ= 0.

14 σ= 0.

16

Q1

1 [ l/s]

n‘ 1

50 60 70 80 90 100

Đặc tính tổng hợp vận hành

N(Kw)

H(m)

50

55

65

60

70

Đường Ngh

Đường Ngh theo

ao = 450mm

75% 80 82 78 8486 88 90 91 92 93 93% 92

0

m

20 0

22 5

25 0 27

5

30 0

a0 = 40

4.Điều chỉnh tuốc bin

• Theo qui định của vận hành hệ thống điện hiện đại, tần số dòng điện không được chênh lệch quá (0,1÷0,2)% so với trị số định mức Vì vậy

để số vòng quay của tổ máy không đổi cần phải điều chỉnh tuốc bin

• Tần số hoặc số chu kỳ biến thiên dòng điện xoay chiều trong một giây phụ thuộc vào tốc độ quay hoặc số vòng quay của phần quay (roto) của máy phát

n

p

60

=

c

M dt

d

30

.n

π

J: Momen quán tính phần quay của tổ máy

ω: Vận tốc góc của tổ máy

t: Thời gian

Q H g

N

d . . . .

ω

η

ρ

ω =

=

2 2

2 0

0

2 2

2 1

.

.

β

α π

ω ω

η

ctg S

r ctg

b

r

H g Q

tl

+

+

=

=> Q=f(ao,β2, …)

PT.Điều chỉnh lưu lượng

2

4

1

3

Q vào tuốc bin

n

7 Bánh hướng dòng

10

11

01

12

06 05

Hệ thống TDTL đóng-mở BHD

Tuốc bin hướng trục-Kaplan

1

2

d D

BCT ống hút

BHD Trụ Buồng xoắn

Cơ cấu điều chỉnh

III.Tuốc bin xung lực

1.Bể áp lực

2.Nguyên lý trao đổi năng

lượng – lực dòng tia lên vật

cản chuyển động đều …

2 Đường ống áp lực

3 Tuốc bin

1,Tram thủy điện tuốc bin xung lực

4200

φ55H7/h6

1 2 3

4 5

6 7

8

1 Cơ cấu cắt dòng

2 Vòi phun

3 Van kim

4 Gáo tuốc bin

5 Trục tuốc bin

6 Vỏ

7 Thân vòi phun

8 Lò xo nén

TUỐC BIN PELTON

I

D

I-I

w1 u

w2

1

2

u

c2

wst

90 o

c2

co

c1

u1= u 2

w1

w2=w1

cắt dòng

0

+p1=p2=pa +u1=u2 +w1=w2

H g

c o = 2

8

10

12

14

16

18

20

22

Q'1 (l/s)

n' 1 (v/ph)

η = 0,6 η = 0,7 η = 0,75

η = 0,8

η = 0,8 25

η=0, 85

η =

0,85

η =

0,6

η =

0,7

cắt dòng

0

SƠ ĐỒ ĐIỀU CHỈNH TRONG TUỐC BIN GÁO

1 Qủa lắc ly tâm 2,7 Động cơ tiếp lực

3 Nêm liên hợp

4 Các thanh đòn

5 Van phân phối

6 Van tiết lưu

8 Kim phun

9 Cơ cấu cắt dòng

D M

3

8 7

9 D

6

M 5

Vị trí đóng

Vị trí mở

B A''

1

4

Cám ơn