Đồ Án Thiết Kế TTĐ Điều Tiết Năm Hồ Huội Quảng (Kèm Bản Vẽ Cad + Bảng Tính)

Thiết kế nhà máy thủy điện xác định các cao trình, các kích thước.. Việc xác định công suất bảo đảm Nbđ dưạ trên biểu đồ phụ tải.Nhưng ở đây ta không có biểu đồ phụ tải, vì vậy ta chọn

VIỆN ĐÀO TẠO VÀ KHOA HỌC ỨNG DỤNG MIỀN TRUNG

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

THỦY ĐIỆN

THIẾT KẾ TTĐ ĐIỀU TIẾT NĂM

HỒ HUỘI QUẢNG

SINH VIÊN THỰC HIỆN : Đặng Trần Tuân

Ninh Thuận, 04 – 2017

ĐỒ ÁN MÔN HỌC THUỶ ĐIỆN

Họ và tên sinh viên: Đặng Trần Tuân lớp : NT22C

Tên đề tài:

Phương án: 1 ; MNDBT = 371(m) ; Ptk= 90%

Phần 1 Tài liệu cho và yêu cầu tính toán

1 Tài liệu cho

Q, m 3 /s 1051.42 1220.87 1407.22 1603.61 1806.65 2030.33 2278.34 2529.84 2779.29 Zhạ 189.05 189.27 189.49 189.71 189.93 190.15 190.37 190.59 190.81

1.7 Tài liệu thủy văn

Bảng lưu lượng bình quân tháng của 3 năm điển hình

Nắm kiệt TK 89.845 216.24 175.79 86.001 79.575 46.676 22.636 19.21 13.37 12.02 14.492 20.558 P=50% 177.14 203.19 223.87 168.41 47.034 63.122 26.239 15.79 13.57 12.92 20.892 35.893 P=10 % 120.52 516.19 139.5 134.59 51.352 27.973 36.569 21.46 18.23 11.83 21.961 132.26

2 Yêu cầu tính toán

2.1 Tính toán thủy năng, xác định các thông số cơ bản của TTĐ

2.2 Xác định loại thiết bị và kích thước của chúng

2.3 Thiết kế nhà máy thủy điện ( xác định các cao trình, các kích thước Thể hiện trên 3 bảng

vẽ)

PHẦN 1 : THỦY NĂNG

1.Xác định :

a Theo điều kiện làm việc của tuabin :

trong đó Hmax = MNDBT - ZhlminỨng với Qmin= 83.24 Tra quang hệ Q ~ Z ta được : Zhlmin(Qmin)= 187.14 (m)

Tra đường qua hệ V~Z của lòng hồ ta tìm được cao trình bùn cát lắng đọng trong 50 năm: =>

h1: Chiều cao đảm bảo không khí không chui vào đường ống áp lực h1=(0.5 2)m Chọn h1=0.5 m

h2: Chiều cao để bùn cát không bị cuốn vào đường ống h2=(0.5 2)m Chọn h2=0.5m

D: Chiều cao cửa lấy nước

ứng với Z = MNDBT - h = 371 – 61.28 = 309.72 m Tra biểu đồ (Z ~ V) => Vc = 0.39.10ct

- Lưu lượng tự nhiên mùa kiệt trung bình của năm TK: (m3/s)

- Lưu lượng phát điện trung bình mùa kiệt: =

- Mực nước TL trung bình mùa kiệt: = Z( Tra quan hệ V Z

- Mực nước HL trung bình mùa kiệt: = Zhl( ) Tra quan hệ Q Zhl

- Tổn thất cột nước trên đường ống áp lực trung bình mùa kiệt: w= hw( tra quang

- trong đó: Tmk là số giờ mùa kiệt

SVTH: Đặng Trần Tuân 6

Nhìn vào biểu đồ ta thấy đường quan hệ tăng dần cho tới hct = 8.84 (m) tương ứng với max = 196359112 (kWh) do vậy ta chọn = 8.84 (m)

MNC0 = MNDBT - = 371 – 8.84 = 362.16 (m)

Công suất đảm bảo là công suất bình quân thời đoạn tính toán theo khả năng của dòngnước ứng với tầng suất thiết kế Công suất bảo đảm quyết định khả năng tham gia cân bằngcông suất của Trạm Thủy Điện Việc xác định công suất bảo đảm Nbđ dưạ trên biểu đồ phụ tải.Nhưng ở đây ta không có biểu đồ phụ tải, vì vậy ta chọn công suất bảo đảm Nbđ chính bằngcông suất lớn nhất mà khả năng dòng chảy có thể cung cấp được:

Công suất lắp máy của trạm thủy điện dựa vào nhiều yếu tố: biểu đồ phụ tải, các tiêu chí

về lợi dụng tổng hợp nguồn nước, các chỉ tiêu kinh tế: NPV, IRR… Từ đó để chọn ra phương

án tối ưu Nhưng ở đây không có biểu đồ phụ tải, không có yêu cầu về lợi dụng tổng hợpnguồn nước nên ta có thể chọn Nlm = (2÷5)Nbđ

 Nlm= 2.38426.44 = 76852.88 (kW)

Tính toán thủy năng cho TTĐ điều tiết năm: Lập bảng tính toán cho 3 năm điển hình

Các thông số cơ bản cuả trạm thuỷ điện:

SVTH: Đặng Trần Tuân 8

SVTH: Đặng Trần Tuân 10

1 điện năng trung bình nhiều năm E 0

PHẦN 2 : LỰA CHỌN THIẾT BỊ CHO TTĐ

II.Chọn loại tuabin:

1 Dựa vào số liệu tính toán thuỷ năng ở trên ta thấy chênh lệch cột nước thượng hạlưu tương đối lớn (Htt = 160.25 m), do đó ta chọn loại tuabin phản kích

Dựa vào tài liệu thủy năng đã tính toán với (Hmax ÷ Hmin) = (183.182 ÷ 123) Tra hìnhgiáo trình tuabin thuỷ lực được các thông số sau: Tua bin phản kích, tâm trục

- Kiểu bánh xe công tác : PO75/702

Và '(ln)

'

) (tu I

trình tuabin thủy lực với kiểu tuabin PO75 ta được n'I(ln)= 70 (v/ph)

ĐTTHC giáo trình tuabin thủy lực ta được Mmax = 0,89

+ Xác định loại buồng xoắn:

tuabin thủy lực ta chọn buồng xoắn kim loại có tiết diện hình tròn và max = 345

+ Tính toán kích thước đường bao ngoài

-Vận tốc nước tại cửa vào được xác định theo công thức sau:

SVTH: Đặng Trần Tuân

14

 Qtt= 4.52.1.04 = 266.598 m3/s

i a

i i

Tra bảng 6-5 được các kích thước ống hút cong dùng cho tuabin tâm trục PO75

SVTH: Đặng Trần Tuân

16

Bảng 6.5 Các kích thước cơ bản ống hút cong dùng cho tuabin tâm trục, đơn vị - m

7,875

3,015

2,1915

5,22

6,651

3,9375

0,4815

3,519

V Thiết kế kích thước máy phát

i a

D = 845 = 5,6 > 5 Chọn máy phát kiểuô

l 150 

Dg – Đường kính giếng tuabin được xác định theo điều kiện thiết kế cụ thể, sơ bộ

cĩ thể lấy bằng đường kính trong Db của stator tuabin Dg = 6 (m)

Kích thước cụ thể của máy phát được thể hiện ở bảng sau:

Chọn thiết bị nâng cẩu

Grơto + trục = Gp = 440 (Tấn)

Gtuabin tâm trục = GTT = a 2 b 2 0,49 0,16

2 1

k D H 17,4.4,5 56,23 69 (Tấn)Trong đĩ k2, a2, b2 phụ thuộc vào cột nước Tra giáo trình tuabin thủy lực trang

198 ứng với cột nước trong khoảng (45 ÷ 300) m ta được:

SVTH: Đặng Trần Tuân

18

VI.Lựa chọn nhà máy thủy điện

Khái niệm chung

Nhà máy thủy điện là công trình thủy công trong đó bố trí các thiết bị động lực(tuabin, máy phát điện) và các hệ thống thiết bị phục vụ cho sự làm việc bình thườngcủa các thiết bị chính nhằm sản xuất ra điện năng cung cấp cho các hộ dùng điện

Yêu cầu đối với nhà máy thủy điện

Các thiết bị bố trí trong nhà máy thủy điện phải đảm bảo cho việc vận hành tiệnlợi và an toàn, cả trong trường hợp sửa chữa và thay thế

Các thiết bị bố trí trong nhà máy phải tận dụng được trong không gian sẵn cótrong nhà máy đồng thời kết cấu trong nhà máy càng đơn giản bao nhiêu càng tốt, giáthành thiết bị rẻ, dễ thi công, ổn định trong mọi điều kiện

Vị trí nhà máy và kiểu nhà máy

Vị trí nhà máy

Cơ sở để lựa chọn vị trí nhà máy là dựa trên tài liệu địa hình, địa chất…

Kiểu nhà máy

H  30 (m) nên ta chọn kiểu nhà máy thủy điện sau đập

Kết cấu và các cao trình phần dưới nước

Phần dưới nước tính từ cao trình cao trình đáy móng nhà máy đến cao trình sànmáy phát

Tính cao trình lắp máy ( lm )

Việc lựa chọn hợp lý cao trình lắp máy sẽ có tác dụng rất lớn tỏng vấn đề hạnchế hiện tượng khí thực Cao trình lắp máy phụ thuộc vào mực nước hạ lưu min vàchiều cao Hs

+ hôh là chiều cao ống hút  hôh = h = 11,25 (m)

+ bo là chiều cao cánh hướng nước

Cao trình này phải đảm bảo miệng ống hút ngập dưới mực nước hạ lưu min mộtđoạn 0,5 m

20

kiện địa chất nền móng nhà máy hm = (12) m Chọn hm = 1 (m)

Kết cấu và các cao trình phần trên nước

Phần trên nước của nhà máy thủy điện được tính từ cao trình sàn máy phát đếncao trình đỉnh nhà máy Chủ yếu được dùng để bố trí máy phát điện, máy điều tốc vàcác bản điện Trong nhà máy còn bố trí thêm gian lắp ráp để tiện cho việc thay thế vàsửa chữa

Cao trình cầu trục phụ thuộc vào kích thước vật cẩu và phương thức cẩu

+ Cẩu bên: vật cẩu đi sang một bên máy phát của nhà máy Trường hợp này làmcho kích thước bề rộng nhà máy B lớn nhưng chiều cao của nhà máy H giảm

+ Cẩu đỉnh: vật cẩu đi trên đỉnh máy phát của nhà máy Trường hợp này làmcho bề rộng B của nhà máy giảm nhưng lại làm cho chiều cao của nhà máy tăng

Ở đây ta chọn phương pháp cẩu đỉnh, được tính theo công thức sau:

CT = CTmax + a + Lmax + ld + lm + ldd

Trong đó:

+ CTmax : cao trình đỉnh của máy phát được tính như sau:

CTmax = smf + h1 + ho = 210.55 + 0,5 + 0,845 = 211.89 (m)+ ho = 0,5 m: chiều cao chóp máy phát

+ h1 = 0,845 (m): chiều cao giá chữ thập trên

+ a : khoảng cách an toàn từ vật cẩu đến cao trình đỉnh máy phát Chọn a

+ ho là chiều cao chóp máy phát: ho = 0,5 (m)+ h1 là chiều cao giá chữ thập trên: h1 = 0,845 (m)+ hst là chiều cao máy phát: hst = 2,25(m)

+ h2 là chiều cao giá chữ thập dưới: h2 = 1,5 (m)+ C khoảng cách trục, C = 1 (m)

b) Chiều dài của turbin và trục được tính như sau:

Xác định kích thước nhà máy theo mặt bằng

Xác định chiều dài đoạn tổ máy (L đ )

Chiều dài đoạn tổ máy là khoảng cách giữa hai tâm tổ máy kế tiếp nhau Chiềudài của đoạn tổ máy phụ thuộc vào kích thích buồng xoắn, hình dạng tuabin, đường

SVTH: Đặng Trần Tuân

22

thuộc vào kích thước của máy phát.

a) Tính chiều dài đoạn tổ máy theo điều kiện buồng xoắn

Lđ1 = Lbx + 2

Trong đó:

+ Lbx là chiều dài buồng xoắn lấy theo kích thước lớn nhất

Lbx = r165 0 r345 0= 6,75 + 8,56= 15,31 (m)+ 2 - chiều dày lớp bê tông bảo vệ, chọn 2 = 2 (m)

 Lđ1 = 15,31 + 2 = 17,31 (m)

b) Tính chiều dài đoạn tổ máy theo điều kiện máy phát

Việc bố trí máy phát được bố trí sao cho khoảng cách giữa chúng đủ rộng để tiệncho việc quản lý vận hành và sửa chữa

Lđ2 = Dst + 2. = 1,067 + 2.1 = 3,067 (m)Trong đó:

+ Dst là đường kính ngoài của stator Dst = 1,067 (m)

+  là bề rộng máy làm mát và đi lại = 1 (m)

Kết hợp hai điều kiện trên ta có: Lđ = max (Lđ1,Lđ2) = 17,31 (m)

Tính chiều dài nhà máy

Chiều dài nhà máy là tổng chiều dài của các khối máy, chiều dài của sàn lắp ráp,đoạn tăng thêm ở tổ máy cuối cùng Chiều dài nhà máy được tính theo công thức sau:

L = z.Lđ + Lslr + L + 2t = 3.17,31 + 20 + 2 + 2.0,4 = 74,73 (m)Trong đó:

+ z là số tổ máy  z = 3

+ Lslr là chiều dài sàn lắp ráp Chiều dài sàn lắp ráp phải đủ rộng để bố trí đượccác thiết bị của một tổ máy như gian lắp ráp máy phát, roto máy phát, BXCT, máykích từ, giá chữ thập, tủ điều tốc, máy biến áp

Theo kinh nghiệm Lslr = (1  1,2)Lđ Chọn Lslr = 20 (m)

+ L là chiều dài đoạn tăng thêm ở tổ máy cuối cùng Thông thường L = (1

Chiều rộng nhà máy được tính theo 2 công thức sau:

a) Theo kích thước thiết bị

+ b1: khoảng cách đi lại phía thượng lưu + tường và cột; chọn b1 = 3 (m)

+ b2: khoảng cách đi lại phía hạ lưu + tường và cột; chọn b2 = 3 (m)

 Bnm1 = 6,335 + 7,4 + 3 + 3 = 19,735 (m)

b) Theo kích thước nhịp cầu trục

Bnm2 = Lk + 2b + 2t’ = 20,2 + 2.1 + 2.0,4 = 23 (m)Trong đó:

+ Lk là khẩu độ cầu trục, Lk phụ thuộc vào phương thức cẩu vật, loại cầu trục vàcách bố trí thiết bị  Lk= 20,2 (m)

+ b là khoảng cách từ tim đường ray đến tường nhà máy  b = 1(m)

+ t là chiều dày tường nhá máy  t’ = 0,4 (m)