Nội dung

®å ¸n tèt nghiÖp thuû ®iÖn CT4 thiÕt kÕ s¬ bé tr¹m Lêi nãi ®Çu Thuû n¨ng lµ mét d¹ng n¨ng lîng tiÒm tµng trong níc. N¨ng lîng tiÒm tµng ®ã thÓ hiÖn díi ba d¹ng: Ho¸ n¨ng- nhiÖt n¨ng - c¬ n¨ng Ho¸ n¨ng cña níc thÓ hiÖn trong viÖc lµm thµnh c¸c dung dÞch muèi hoµ tan , c¸c lo¹i trong níc s«ng ®Î biÕn thµnh n¨ng lîng . NhiÖt n¨ng cña níc sinh ra do sù chªnh lÖch nhiÖt ®ä gi÷a c¸c líp níc trªn mÆt vµ díi ®¸y s«ng,biÓn,gi÷a níc trªn mÆt ®Êt vµ trong c¸c má níc ngÇm . Hai dang n¨ng lîng cña níc nªu trªn tuy cã tr÷ lîng lín , nhng ph©n bè rêi r¹c khã khai th¸c . C¬ n¨ng cña níc thÓ hiÖn trong ma , trong dßng ch¶y cña s«ng suèi , trong sãng níc vµ thuû triÒu . Trong ®ã n¨ng lîng cña dßng s«ng lµ nguån n¨ng lîng rÊt lín vµ khai th¸c thuËn tiÖn h¬n c¶.Trong khi ®ã s«ng suèi nhá ®îc ph©n bè ë nhiÒu n¬i, viÖc x©y dùng tr¹m thuû ®iÖn vµ viÖc sö dông thiÕt bÞ ®iÖn l¹i ®¬n gi¶n h¬n so víi viÖc sö dông c¸c n¨ng lîng kh¸c. Do nh÷ng ®Æc ®iÓm trªnviÖc sö dông thuû n¨ng ®Ó ph¸t ®iÖn ®· trë thµnh phæ biÕn . KÓ tõ n¨m 1934 t¹i Ph¸p , sau ®ã t¹i Nga , ngêi ta ®· chÕ t¹o thµnh c«ng c¸c turbin níc ®Ó ph¸t ®iÖn. Cho ®Õn nay viÖc sö dông c¸c turbin níc ®Ó ph¸t ®iÖn ngµy cµng ph¸t triÓn m¹nh mÏ h¬n. T¹i níc ta cã trªn 1000 con s«ng suèi víi tr÷ n¨ng tiÒm tµng rÊt lín . Trong ®ã cã c¸c con s«ng §µ , s«ng L« , hÖ thèng s«ng §ång Nai cã nguån n¨ng lîng lín h¬n c¶ . Nh÷ng n¨m gÇn ®©y nhÞp ®é ph¸t triÓn cña ViÖt Nam ngµy cµng t¨ng, ®Æc biÖt lµ nhµ m¸y ®iÖn Hoµ B×nh . Mét c«ng tr×nh lín nhÊt khu vùc §«ng Nam ¸ ®em l¹i nguån lîi Svth: ng« hång thanh-líp 41®1 1 ®å ¸n tèt nghiÖp thuû ®iÖn CT4 thiÕt kÕ s¬ bé tr¹m kinh tÕ rÊt lín . Bªn c¹nh ®ã c¸c nhµ m¸y thuû ®iÖn Th¸c Bµ ,Th¸c M¬,TrÞ An,Yaly…®ang ®ãng gãp tÝch cùc cho c«ng ngiÖp ho¸ hiÖn ®¹i ho¸ ®Êt níc. HiÖn nay chóng ta ®ang tiÕn hµnh khÈn tr¬ng viÖc nghiªn cøu khai th¸c thuû n¨ng vµ lîi dông tæng hîp nguån níc ë c¸c con s«ng lín nhá trªn kh¾p ®Êt níc.HÖ thèng s«ng §ång Nai ®îc chó ý quan t©m h¬n c¶ bëi trªn hÖ thèng nµy sÏ ®îc x©y dùng nhiÒu nhµ m¸y thuû ®iÖn, tiÕn tíi sÏ h×nh thµnh mét hÖ thèng c¸c bËc thang thuû ®iÖn . Víi ®å ¸n tèt ngiÖp cña t«i ®îc giao thiÕt kÕ s¬ bé TT§ trªn s«ng Spªpook thuéc hÖ thèng s«ng §ång Nai n»m ë tØnh §¨c L¾c víi nh÷ng tµi liÖu thiÕt kÕ cÇn thiÕt sau: NhiÖm vô cña c«ng tr×nh Tµi liÖu vÒ ®Þa h×nh Tµi liÖu vÒ ®Þa chÊt Tµi liÖu vÒ khÝ tîng thuû v¨n Svth: ng« hång thanh-líp 41®1 2 ®å ¸n tèt nghiÖp thuû ®iÖn CT4 thiÕt kÕ s¬ bé tr¹m PhÇn I: Tæng quan Ch¬ng I: kh¸I qu¸t vÒ c«ng tr×nh 1.1. §Æc ®iÓm vÞ trÝ ®Þa lý * VÞ trÝ vµ sù h×nh thµnh lu vùc: - Hå tríc cña tr¹m thuû ®iÖn n»m trªn s«ng Eakr«ng thuéc mét ®o¹n s«ng Spªpook thuéc tØnh §¨c L¾c - Trùc tuyÕn ®Ëp theo híng T©y B¾c - §«ng Nam 1.2.§Æc ®iÓm ®Þa h×nh - ®Þa chÊt I.§Æc ®iÓm ®Þa h×nh §Þa h×nh s«ng Spªpook ch¶y trªn l·nh thæ ViÖt Nam theo híng B¾c vµ T©y B¾c, qua vïng ®Þa thÕ ®a d¹ng vµ phøc t¹p, nhiÒu nói non hiÓm trë, xen kÏ ®Çm lÇy rõng rËm, rõng tha vµ c¸c vïng ®Êt thoai tho¶i phñ cá vµ c¸c c©y thÊp. §Þa h×nh lu vùc s«ng nµy cã thÓ chia lµm 3 ®o¹n nh sau: - §o¹n I: Tõ thîng lu bu«n Tulanh, vïng nói cao cã ®é trung b×nh 1000m, d©n c tha thít, xa trôc lé giao th«ng chÝnh vµ c¬ së kinh tÕ hÇu nh kh«ng cã g×. - §o¹n II: Tõ bu«n Tulanh ®Õn bu«n Bray, ®Þa h×nh cã ®é cao trung b×nh 450m  500m, thung lòng cña khu vùc chñ yÕu lµ ®Çm lÇy, cã nh÷ng hå chøa níc thiªn nhiªn kh¸ to n»m gi÷a c¸c d·y nói, ¨n th«ng víi s«ng. PhÝa trªn bu«n Bray lµ hîp lu cña hai dßng Eakr«ng vµ Kr«ngkro, lu vùc nãi chung cßn hoang v¾ng, Ýt ngêi, giao th«ng khã kh¨n. - §o¹n III: PhÇn cßn l¹i ®Õn biªn giíi ViÖt Nam Campuchia. §o¹n s«ng nµy ch¶y siÕt, ®é dèc lín vµ ®é uèn cong lín, nhiÒu th¸c ghÒnh, lu vùc phÇn lín lµ ®åi nói thÊp, Svth: ng« hång thanh-líp 41®1 3 ®å ¸n tèt nghiÖp thuû ®iÖn CT4 thiÕt kÕ s¬ bé tr¹m thoai tho¶i, ®é cao trung b×nh lµ 280 300m, do ®êng quèc lé 14 c¾t ngang s«ng ë ®o¹n gÇn tuyÕn c«ng tr×nh, d©n c chØ tËp trung gÇn ®êng quèc lé vµ ven s«ng II.§iÒu kiÖn ®Þa chÊt c«ng tr×nh vïng x©y dùng - C«ng tr×nh x©y dùng dù ®Þnh ë thîng lu phÇn lín n»m trªn nh¸nh s«ng Kr«ngkro, khu vùc nµy n»m trong cÊu t¹o §¾k lu thuéc ®íi uèn nÕp §µ l¹t. C¸c líp ®Þa chÊt t¹o thµnh ë ®©y thuéc líp trÇm tÝch Juza hÖ tÇng b¶n ®¬n T 1-2 vµ phun trµo Bazan ®é tø cuéi kÕt vµ vèi nhÐt, thÕ n»m cña nã t¹o thµnh bé uèn nÕp, cã híng n»m T©y - T©y- Nam hoÆc §«ng Nam, trong lu vùc cã mét vµi nÕp g·y kiÕn t¹o c¾t qua theo híng T©y B¾c - §«ng Nam ë phÝa T©y B¾c §r©ylinh ë vïng Krongpack cã khe nøt khe nøt theo híng §«ng B¾c tõ bu«n Bray vÒ thîng nguån cã c¸c trÇm tÝch ®éi tø gåm c¸c cuéi , sái cuéi, ®¸ t¶ng vµ ®¸ Granit III.§Æc ®iÓm khÝ tîng thuû v¨n 1. NhiÖt ®é NhiÖt ®é cao nhÊt thêng xuÊt hiªn th¸ng 4 ®¹t tíi 39  40oC thÊp nhÊt vµo th¸ng 12 xuèng tíi 7  4oC, nhiÖt ®é trung b×n n¨m t¨ng 23 24oc ( theo tµi liÖu cña tr¹m khÝ tîng Bu«n Mª ThuËt) 2. §é Èm Lîng b×nh qu©n 82,4%, nhá nhÊt 40,5%. Th¸ng cã ®é Èm lín nhÊt lµ th¸ng 9, th¸ng cã ®é Èm thÊp nhÊt lµ th¸ng 3. KhÝ hËu Bu«n Mª Thôt mang tÝnh chÊt khÝ hËu cao nguyªn trung bé 3. ChÕ ®é ma Svth: ng« hång thanh-líp 41®1 4 ®å ¸n tèt nghiÖp thuû ®iÖn CT4 thiÕt kÕ s¬ bé tr¹m Mïa ma b¾t ®Çu tõ th¸ng 5 ®Õn th¸ng 10, b·o thêng x¶y ra vµo th¸ng 9, th¸ng 10, ma lín nhÊt vµo th¸ng 8,9,10. Trong lu vùc cã mét sè tram ®o ma: Bu«n Mª ThuËt Krong Bruc Ch Hlam Svth: ng« hång thanh-líp 41®1 5 ®å ¸n tèt nghiÖp thuû ®iÖn CT4 thiÕt kÕ s¬ bé tr¹m 4. Tµi liÖu dßng ch¶y Trong lu vùc cã mét sè tr¹m ®o thuû v¨n nh: Draylinh Bu«n Mª ThuËt Krong Buk Tr¹m thuû v¨n Draylinh víi diÖn tÝch lu vùc 8880 km2 cã 12 n¨m tµi liÖu dßng chay, lµ tr¹m thñy v¨m ®¸ng chó ý nhÊt, dßng ch¶y n¨m b×nh qu©n ë 1 sè tuyÕn theo c¸c tÇn suÊt, ë ®©y chØ lÊy chÕ ®é dßng ch¶ ë tuyÕn c«ng tr×nh. Ph©n phèi dßng ch¶y c¸c th¸ng trong n¨m ®îc tÝnh to¸n theo m« h×nh tr¹m §raylinh 1.3. T×nh h×nh vËt liÖu x©y dùng VËt liÖu t¹i chçm theo kh¶o s¸t chung trong vïng vËt liÖu kh¸ phong phó, chóng ph©n bè réng r·i bao gåm c¸c lo¹i ®¸, c¸t, cuéi, sái, ®Êt. 1.§¸ §¸ ph©n bè réng r·i trong ph¹m vi c«ng tr×nh vµ l©n cËn bao gåm c¸c lo¹i ®¸ granÝt, bazaÝt… 2. VËt liÖu c¸t, cuéi sái… Vïng x©y dùng c«ng tr×nh lßng s«ng tho¶i dÇn nªn, vÒ phÝa thîng lu cña c«ng tr×nh cã nhiÒu b·i båi lín, ®ã lµ n¬i tËp trung c¸c b·i cuéi, sái, c¸t cã tr÷ lîng lín. 3. C¸c lo¹i vËt liÖu kh¸c VÒ xi m¨ng, s¾t thÐp, do ë ®Þa ph¬ng cha ph¸t triÓn vÒ ngµnh nµy nªn ph¶i ®i mua ë n¬i kh¸c Svth: ng« hång thanh-líp 41®1 6 ®å ¸n tèt nghiÖp thuû ®iÖn CT4 thiÕt kÕ s¬ bé tr¹m 1.4. T×nh h×nh giao th«ng vËn t¶i M¹ng líi giao th«ng trong vïng cha ph¸t triÓn, chØ cã ®êng mßn nèi c¸c khu d©n c trong vïng, nhng cã mét thuËn lîi lµ giao th«ng b»ng ®êng thuû 1.5. Yªu cÇu vÒ sö dông níc - C«ng tr×nh tr¹m thuû ®iÖn ®îc x©y dùng chñ yÕu cho ph¸t ®iÖn vµ cung cÊp ®iÖn cho ®Þa ph¬ng. - VÊn ®Ò tíi vµ giao th«ng thuû ë phÝa thîng lu, h¹ lu c«ng tr×nh còng ®îc ®Æt ra, nhng do sù ph¸t triÓn kinh tÕ, nhu cÇu cã sö dông cña ®Þa ph¬ng kh«ng ®ßi hái ph¶i nhÊt thiÕt cã, nªn khi hå chøa h×nh thµnh th× yªu cÇu nµy vÉn ®¶m b¶o. 1.6. Chän tuyÕn c«ng tr×nh Trªn c¬ së nh÷ng tµi liÖu th¨m dß, kh¶o s¸t vµ ®iÒu tra c¬ b¶n nh ®iÒu kiÖn ®Þa h×nh, ®Þa chÊt, thuû v¨n, vËt liÖu x©y dùng, d©n sinh kinh tÕ. TiÕn hµnh so s¸nh c¸c ph¬ng ¸n tuyÕn c«ng tr×nh trong giai ®o¹n quy ho¹ch thuû lîi,®Æc biÖt lµ quy ho¹ch thuû n¨ng, vµ quyÕt ®Þnh chän tuyÕn BBB lµ tuyÕn c«ng tr×nh ®îc coi lµ hîp lý nhÊt v× nh÷ng lý do sau ®©y: -§Þa h×nh thuËn lîi, tuyÕn ®Ëp ®îc bè trÝ gi÷a hai khe nói nh vËy gi¶m ®îc khèi lîng ®µo ®¾p -VÒ ®Þa chÊt: §Þa chÊt khu vùc x©y dùng cã nÒn ®¸ cøng, Ýt nøt nÎ. Nh v©y ®¶m b¶o tèt vÊn ®Ò æn ®×nh cña C«ng tr×nh, gi¶m nhá khèi lîng sö lý nÒn mãng. -Bè trÝ C«ng tr×nh liªn quan ®îc thuËn lîi nh: ®Ëp d©ng, ®Ëp trµn vµ c¸c ®Ëp phô kh¸c. Svth: ng« hång thanh-líp 41®1 7 ®å ¸n tèt nghiÖp thuû ®iÖn CT4 thiÕt kÕ s¬ bé tr¹m -VÊn ®Ò bè trÝ hiÖn trêng thi c«ng ®îc thuËn tiÖn, t¹i vÞ trÝ x©y dùng Tr¹m thuû ®iÖn ®Þa h×nh kh¸ b»ng ph¼ng, tiÖn cho viÖc bè trÝ vµ x©y dùng ®êng giao th«ng. §Ëp chÝnh ®îc x©y dùng gÇn b·i vËt liÖu, tiÖn cho viÖc vËn chuyÓn, gi¶m ®îc gi¸ thµnh x©y Ch¬ng II tµI liÖu thiÕt kÕ c«ng tr×nh 2.1. ý nghÜa vµ nhiÖm vô cña Tr¹m thuû ®iÖn CT4 I. ý nghÜa Qua t×nh h×nh cña tØnh §¾c L¾c vµ lu vùc s«ng Spªpook thÊy viÖc x©y dùng Tr¹m thuû ®iÖn CT 4 cã ý nghÜa lín víi c¶ vïng, cã t¸c dông thóc ®Èy sù ph¸t triÓn kinh tÕ cña c¶ vïng vµ cña tØnh, thóc ®Èy sù ph¸t triÓn kinh tÕ cña c¸c ngµnh sö dông ®iÖn, níc ®¶m b¶o cung cÊp ®iÖn t¹i chç. §ång thêi ®ãng gãp cho hÖ thèng ®iÖn quèc gia mét lîng ®iÖn n¨ng ®¸ng kÓm ®êi sèng ngêi d©n n©ng cao. II.NhiÖm vô Tr¹m thuû ®iÖn CT4 cã nhiÖm vô chÝnh lµ ph¸t ®iÖn. Ngoµi ta cßn cã thÓ lîi dông tæng hîp: phßng lò, tíi, giao th«ng, dÞch vô… 2.2.Tµi liÖu thiÕt kÕ 1. B×nh ®å lu vùc: Tû lÖ 1 500 2. §êng ®Æc tÝnh lßng hå Ztl(m) F(km2) W.106.m3 340 4,8 267,9 435 6,8 405,8 436 7,6 569,1 437 8,1 636,0 438 8,2 645,0 2 Svth: ng« hång thanh-líp 41®1 8 ®å ¸n tèt nghiÖp thuû ®iÖn CT4 3. thiÕt kÕ s¬ bé tr¹m Quan hÖ: Q ~ Zh Q( m3/ 47,4 64,0 99,1 124 210 Zh¹(m 412,2 412,4 413,1 413,4 414,9 Q( m3 500 1000 1500 2000 2500 415.6 417.2 418.1 419.2 420.3 s) ) /s) Zh¹( m) I. Tµi liÖu thuû v¨n 1.Tµi liÖu níc ®Õn cña 3 n¨m ®iÓm h×nh Th¸n g Qth 10% Qth 50% Qth 90% Th¸n g Qth 10% Qth 50% Qth 90% 1 2 3 4 5 6 90 75 38.2 74 47.2 25.8 59 30.1 17.2 49 29.2 17.2 85.5 38.8 42.2 133 61.8 47.2 7 8 9 10 11 12 138 182 55,4 157 151 125 413 298 205 460 264 255 180 144 107 122 136 66,1 2.Tµi liÖu ma vµ bèc h¬i Bèc h¬i Th¸n 1 2 3 4 5 6 h(m 52 60 73 72 37 20 Th¸n 7 8 9 10 11 12 g m) g Svth: ng« hång thanh-líp 41®1 9 ®å ¸n tèt nghiÖp thuû ®iÖn CT4 h(m thiÕt kÕ s¬ bé tr¹m 22 21 19 20 26,5 27,5 m) Ma Th¸n 1 2 3 4 5 6,4 25,5 86,3 228 6 7 8 9 232 268 325 307 10 11 12 g Xi(m 1,7 221 69,5 194 m) w% 79,8 72,8 73,7 81,8 85,4 87,1 87,8 88,7 87,3 85,5 83,3 82,1 Lu lîng ma cña c¶ n¨m lµ 1790 mm II.C¸c tµi liÖu kh¸c Tuæi thä C«ng tr×nh : T=50 n¨m Hµm lîng bïn c¸t trong níc lµ :  bc =0,081kg/m3 Hµm lîng riªng bïn c¸t  bc = 1,5 T/m3 ChÕ ®é dßng ch¶y ë tuyÕn C«ng tr×nh Flv Q®Õn Mo ( l/s- (km2) ( m3/s) km2) 3860 Qp % (m3/s) Cv 32 123 Cs 10% 50% 90% 2.Cv 164 121 86 0,25 Vµ c¸c tµi liÖu kh¸c Svth: ng« hång thanh-líp 41®1 10 ®å ¸n tèt nghiÖp thuû ®iÖn CT4 thiÕt kÕ s¬ bé tr¹m biÓu ®å quan hÖ z tl & f Ztl (m) 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 0 1 2 3 4 5 6 2 F ( km ) biÓu ®å quan hÖ f & v F (km2) 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 V ( 106 m3) Svth: ng« hång thanh-líp 41®1 11 ®å ¸n tèt nghiÖp thuû ®iÖn CT4 thiÕt kÕ s¬ bé tr¹m biÓu ®å quan hÖz tl & v 500 Ztl 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 0 1 2 3 4 5 6 6 3 V ( 10 m ) biÓu ®å quan hÖ q ~z hl Zhl 415.5 415 414.5 414 413.5 413 412.5 412 50 70 90 110 130 150 170 190 210 230 Q Svth: ng« hång thanh-líp 41®1 12 ®å ¸n tèt nghiÖp thuû ®iÖn CT4 thiÕt kÕ s¬ bé tr¹m PhÇn II: TÝnh to¸n thuû n¨ng Ch¬ng i: kh¸i niÖm c¬ b¶n  1.1 môc ®Ých Môc ®Ých tÝnh to¸n thñy n¨ng lµ x¸c ®Þnh c¸c th«ng sè c¬ b¶n cña hå chøa vµ tr¹m thñy ®iÖn: 1. Th«ng sè cña hå chøa: - Mùc níc d©ng b×nh thêng (MNDBT). - Mùc níc chÕt ( MNC ), hay lµ ®é s©u c«ng t¸c (hct). - Dung tÝch h÷u Ých ( Vhi ). 2. Th«ng sè n¨ng lîng tr¹m thñy ®iÖn(TT§): - C«ng suÊt b¶o ®¶m (Nb®). - C«ng suÊt l¾p m¸y (Nlm). Svth: ng« hång thanh-líp 41®1 13 ®å ¸n tèt nghiÖp thuû ®iÖn CT4 thiÕt kÕ s¬ bé tr¹m - §iÖn lîng b×nh qu©n nhiÒu n¨m (Enn). - Sè giê lîi dông c«ng suÊt l¾p m¸y (h). 3. C¸c cét níc ®Æc trng cña TT§: - Cét níc lín nhÊt (H max - Cét níc nhá nhÊt (H ). min ). - Cét níc b×nh qu©n (H tb - Cét níc tÝnh to¸n (H tt ). ). C¸c th«ng sè ®ã lµm c¬ së cho viÖc tÝnh to¸n chän thiÕt bÞ cho nhµ m¸y, x¸c ®Þnh kÝch thíc ®êng dÉn nhµ m¸y, c«ng tr×nh thñy c«ng vµ c¸c vÊn ®Ò liªn quan kh¸c.  2-2 ph¬ng thøc khai th¸c thñy n¨ng ViÖc chän ph¬ng thøc khai th¸c thñy n¨ng ph¶i dùa vµo ®iÒu kiÖn cô thÓ cña tõng c«ng tr×nh, ®iÒu kiÖn thiªn nhiªn, ®iÒu kiÖn ®Þa chÊt, ®ia chÊt thuû v¨n, b¶n ®å ®Þa h×nh vµ t×nh h×nh kinh tÕt x· héi ®Ó lùa chän. Qua viÖc nghiªn cøu c¸c tµi liÖu nªu trªn t«i cã nhËn vÒ khu vùc x©y dùng TT§ CT4 nh sau: - C«ng tr×nh TT§ CT4 lµ mét tr¹m trªn s«ng Spªpook. Do ®Þa h×nh thuËn lîi, tuyÕn ®Ëp ®îc bè trÝ gi÷a hai khe nói, nh vËy sÏ gi¶m ®îc khèi lîng ®µo ®¾p.Vµ ta dùa vµo tµi liÖu b×nh ®å khu vùc x©y dùng c«ng tr×nh thuû ®iÖn CT4 ®· cho. Dùa vµo c¸c nhËn xÐt trªn t«i chän ph¬ng thøc khai th¸c kiÓu nhµ m¸y thuû ®iÖn sau ®Ëp vËy ta chän ph¬ng thøc khai th¸c thuû n¨ng kiÓu ®Ëp d©ng t¹o cét níc.  2-3 CHäN MøC B¶O tÝnh to¸n Svth: ng« hång thanh-líp 41®1 14 ®å ¸n tèt nghiÖp thuû ®iÖn CT4 thiÕt kÕ s¬ bé tr¹m I. kh¸i niÖm vÒ møc b¶o ®¶m tÝnh to¸n: 1. ý nghÜa cña møc b¶o ®Èm tinh to¸n Ta biÕt r»ng t×nh h×nh lµm viÖc cña Tr¹m thuû ®iÖn(TT§) lu«n phô thuéc vµo t×nh h×nh thuû v¨n. Trong ®iÒu kiÖn lu lîng thiªn nhiªn thuËn lîi th× TT§ ®¶m b¶o an toµn cung cÊp ®iÖn, cßn trong nh÷ng n¨m Ýt níc th× TT§ kh«ng ®¶m b¶o cung cÊp ®iÖn an toµn. MÆt kh¸c ®èi víi mét sè TT§ kiÓu ®Ëp cã cét níc thÊp th× TT§ cã thÓ kh«ng ®¶m b¶o cung cÊp ®iÖn ngay trong mïa nhiÒu níc (do mùc níc ë h¹ lu d©ng cao ngay trong thêi kú nµy, lµm cho cét níc cña TT§ gi¶m nhiÒu). Khi ®ã ta ph¶i c¾t gi¶m c¸c hé dïng ®iÖn, ®iÒu ®ã còng cã nghÜa lµ sÏ g©y ra thiÖt h¹i ®èi víi nÒn kinh tÕ Quèc d©n. Do vËy ®Ó ®Æc trng cho møc b¶o ®¶m an toµn cung cÊp ®iÖn cña TT§, ngêi ta ®a ra chØ tiªu Ptt gäi lµ møc b¶o ®¶m an toµn hay tÇn suÊt. Møc b¶o ®¶m ®îc tÝnh theo c«ng thøc sau: P ThêigianlµmviÖc binhth­êng 100% Tæng thêigianvËnhµnh Tøc lµ trong suèt thêi gian lµm viÖc (vËn hµnh), TT§ sÏ ®¶m b¶o cung cÊp ®iÖn b×nh thêng trong P% tæng thêi gian cßn (100-P)% thêi gian kh«ng thÓ cung cÊp ®Çy ®ñ c«ng suÊt vµ ®iÖn lîng do t×nh h×nh thñy v¨n bÊt lîi. 2. Nguyªn lý lùa chän møc b¶o ®¶m Møc b¶o ®¶m ®îc dïng ®Ó x¸c ®Þnh c¸c th«ng sè cña TT§ vµ dïng ®Ó x¸c ®Þnh vai trß cña TT§ trong c©n b»ng c«ng suÊt cña hÖ thèng gäi lµ møc b¶o ®¶m tÝnh to¸n (P tt). Svth: ng« hång thanh-líp 41®1 15 ®å ¸n tèt nghiÖp thuû ®iÖn CT4 thiÕt kÕ s¬ bé tr¹m Ta thÊy nÕu Ptt mµ t¨ng lªn th× c«ng suÊt b¶o ®¶m cña TT§ (Nb®) sÏ gi¶m xuèng, cã nghÜa lµ c«ng suÊt tÊt yÕu cña TT§ sÏ gi¶m xuèng. §iÒu ®ã ®ång nghÜa víi viÖc: N N 100 % P % - Vèn ®Çu t vµo TT§ gi¶m ®i mét lîng (  KT§), nhng do NtyT§ gi¶m => NlmN§ t¨ng lªn (do c©n b»ng hÖ thèng ®iªn) => vèn ®Çu t vµo nhµ m¸y NhiÖt ®iÖn t¨ng lªn mét lîng (  KN§), nhng  KN§ t¨ng >  KT§ gi¶m => Vèn ®Çu t cña toµn bé hÖ thèng t¨ng lªn. Nhng thêi gian b¶o ®¶m an toµn t¨ng lªn, lµm cho thiÖt h¹i do thiÕu ®iÖn gi¶m. Do vËy P tt tèt nhÊt lµ tÇn suÊt lµm cho tæng chi phÝ (cã xÐt ®Õn thiÖt h¹i) cña hÖ thèng lµ nhá nhÊt. 3. Nguyªn t¾c chän P tt: ViÖc tÝnh to¸n thiÖt h¹i do thiÕu ®iÖn lµ rÊt phøc t¹p vµ trong nhiÒu trêng hîp chóng ta kh«ng thÓ thùc hiÖn ®îc nÕu nh kh«ng ®a ra mét sè gi¶ thiÕt ban ®Çu. Cho nªn viÖc x©y dùng møc b¶o ®¶m tÝnh to¸n thêng ®îc tiÕn hµnh theo kinh nghiÖm vµ theo c¸c ®Þnh møc. Cô thÓ lµ: §Ó chän møc b¶o ®¶m tÝnh to¸n cña TT§ ngêi ta dùa vµo c¸c nguyªn t¾c sau: Svth: ng« hång thanh-líp 41®1 16 ®å ¸n tèt nghiÖp thuû ®iÖn CT4 thiÕt kÕ s¬ bé tr¹m +.C«ng suÊt l¾p m¸y cña TT§ cµng lín th× møc b¶o ®¶m ph¶i chän cµng cao, v× thiÖt h¹i do chÕ ®é lµm viÖc b×nh thêng cña TT§ cã c«ng suÊt l¾p m¸y lín bÞ ph¸ vì nghiªm träng so víi tr¹m cã c«ng suÊt l¾p m¸y nhá. +Tr¹m thuû ®iÖn cã c«ng suÊt cµng lín so víi tæng c«ng suÊt cña toµn hÖ thèng ®iÖn lùc th× møc b¶o ®¶m tÝnh to¸n ph¶i chän cµng cao, v× khi TT§ kh«ng lµm viÖc b×nh thêng th× c«ng suÊt thiÕu hôt khã bï h¬n so víi c¸c tr¹m nhá, nhÊt lµ trong thêi kú c«ng suÊt dù tr÷ ®· sö dông gÇn hÕt. +C¸c hé dïng ®iÖn cµng quan träng vÒ mÆt khinh tÕ, khoa häc kü thuËt th× møc b¶o ®¶m tÝnh to¸n cña tr¹m cung cÊp ®iÖn cµng cao v× lÏ nÕu thiÕu ®iÖn tæn thÊt sÏ cµng nghiªm träng. +NÕu tr¹m thuû ®iÖn cã hå ®iÒu tiÕt cµng lín, hÖ sè ®iÒu tiÕt cao, sù ph©n bè dßng ch¶y trong s«ng l¹i t¬ng ®èi ®Òu th× cã thÓ chän møc b¶o ®¶m tÝnh to¸n cao mµ vÉn lîi dông ®îc phÇn lín n¨ng lîng níc thiªn nhiªn. Trong trêng hîp kh«ng cã hå ®iÒu tiÕt dµi h¹n, muèn lîi dông n¨ng lîng níc ®îc nhiÒu kh«ng nªn chän møc b¶o ®¶m tÝnh to¸n cao. +NÕu TT§ ®ãng vai trß chÝnh trong c«ng tr×nh lîi dông tæng hîp hoÆc chØ cã nhiÖm vô ph¸t ®iÖn ngoµi ra kh«ng cßn ngµnh dïng níc nµo kh¸c tham gia th× møc b¶o ®¶m tÝnh to¸n cø theo c¸c nguyªn t¾c trªn ®Ó chän. Trong trêng hîp cã thÓ chän møc b¶o ®¶m kh¸ cao, nhng khi TT§ chØ gi÷ vai trß thø yÕu trong c«ng tr×nh lîi dông tæng hîp møc b¶o ®¶m tÝnh to¸n cña TT§ ph¶i phôc tïng yªu cÇu dïng níc chñ yÕu mµ chän thÊp h¬n cho tháa ®¸ng. Kinh nghiÖm cho thÊy thêng dïng ë møc ®¶m b¶o sau: Svth: ng« hång thanh-líp 41®1 17 ®å ¸n tèt nghiÖp thuû ®iÖn CT4 thiÕt kÕ s¬ bé tr¹m - C¸c tr¹m thuû ®iÖn cã c«ng suÊt lín: Nlm > 50MW P = 85 - 95%. - C¸c tr¹m thuû ®iÖn võa, tû träng c«ng suÊt kh«ng lín l¾m : P=75-85% - C¸c TT§ nhá, lµm viÖc ®éc lËp hoÆc tham gia trong hÖ thèng víi tû träng c«ng suÊt díi 15 - 20% : P = 50-80%. III. Chän møc b¶o ®¶m tÝnh to¸n cho TT§-CT4 C¨n cø vµo nhiÖm vô cô thÓ cña c«ng tr×nh thuû ®iÖn CT4 víi nhiÖm vô ph¸t ®iÖn lµ chÝnh vµ theo ®¸nh gi¸ s¬ bé t¹i tuyÕn x©y dùng c«ng tr×nh TT§ CT4 cã c«ng suÊt kho¶ng ( 200  400 ) MW Theo tiªu chuÈn TCVN 50-60-90 chän møc b¶o ®¶m cho TT§ CT4 lµ p=90%.  2.4: X¸c ®Þnh c¸c th«ng sè c¬ b¶n cña TT§ CT4 Néi dung 1)X¸c ®Þnh mùc níc d©ng b×nh thêng (MNBT). 2) X¸c ®Þnh ®é s©u c«ng t¸c (hct), mùc níc chÕt (MNC), dung tÝch h÷u Ých (Vhi). 3) X¸c ®Þnh c«ng suÊt b¶o ®¶m ( N b® ), c«ng suÊt l¾p m¸y ( Nlm ). ____ 4) TÝnh ®iÖn lîng b×nh qu©n nhiÒu n¨m ( E nn ), sè giê lîi dông c«ng suÊt l¾p m¸y(hNln). 5) X¸c ®Þnh c¸c cét níc ®Æc trng cña TT§ CT4. C¸c bíc tÝnh to¸n: I .X¸c ®Þnh mùc níc d©ng b×nh thêng (MNBT). 1.§Þnh nghÜa Svth: ng« hång thanh-líp 41®1 18 ®å ¸n tèt nghiÖp thuû ®iÖn CT4 thiÕt kÕ s¬ bé tr¹m Mùc níc d©ng b×nh thêng lµ mùc níc cao nhÊt cña hå chøa trong ®iÒu kiÖn lµm viÖc b×nh thêng cña nhµ m¸y thuû ®iÖn. Mùc níc d©ng b×nh thêng lµ mét th«ng sè chñ chèt cña c«ng tr×nh thñy ®iÖn. Nã cã ¶nh hëng quyÕt ®Þnh ®Õn dung tÝch hå chøa, cét níc, lu lîng, c«ng suÊt b¶o ®¶m vµ ®iÖn lîng hµng n¨m cña TT§. VÒ mÆt c«ng tr×nh nã quyÕt ®Þnh ®Õn chiÒu cao ®Ëp, kÝch thíc c«ng tr×nh x¶ lò, sè lîng vµ kÝch thíc c¸c ®Ëp phô. VÒ mÆt kinh tÕ: vïng hå, nã ¶nh hëng trùc tiÕp ®Õn diÖn tÝch vïng ngËp níc vµ c¸c tæn thÊt do níc ngËp ë vïng hå. V× vËy viÖc chän MNDBT ph¶i ®îc tiÕn hµnh thËn träng. Khi tÝnh to¸n lùa chän MNDBT cÇn chó ý ®Õn mét sè yÕu tè ¶nh hëng quan träng sau: * Mèi quan hÖ gi÷a NMDBT vµ lîi Ých. +Ph¸t ®iÖn: Khi NMDBT t¨ng th× kh¶ n¨ng ph¸t ®iÖn cña TT§ t¨ng, dÉn ®Õn ®iÖn l¬ng hµng n¨m cña cña TT§ t¨ng, nhng ®Õn mét lóc nµo ®ã th× ®é t¨ng gi¶m do lîng níc bèc h¬i lín. Trêng hîp cã c«ng tr×nh nµo ®ã ®· x©y dùng hoÆc dù kiÕn x©y dùng ë phÝa thîng lu c«ng tr×nh th× khi t¨ng NMDBT cã thÓ sÏ g©y ngËp ch©n c«ng tr×nh phÝa trªn. NÕu ®é ngËp ®ã ®¸ng kÓ sÏ lµm gi¶m cét níc ph¸t ®iÖn, lµm thay ®æi chÕ ®é, vµ ®iÒu kiÖn lµm viÖc cña c«ng tr×nh phÝa trªn. +Phßng lò: Khi NMDBT t¨ng th× dung tÝch h÷u Ých t¨ng, kh¶ n¨ng c¾t lò lín do ®ã gi¶m bít biÖn ph¸p phßng lò vµ thiÖt h¹i phÝa h¹ lu. Svth: ng« hång thanh-líp 41®1 19 ®å ¸n tèt nghiÖp thuû ®iÖn CT4 thiÕt kÕ s¬ bé tr¹m +Yªu cÇu sö dông níc: Khi NMDBT t¨ng, dung tÝch h÷u Ých cña hå t¨ng, lu lîng ®iÒu tiÕt t¨ng, viÖc cung cÊp níc cho h¹ lu t¨ng. +Giao th«ng thñy: Khi NMDBT, dung tÝch hå chøa t¨ng, kh¶ n¨ng chuyªn chë thîng, h¹ lu t¨ng. * Mèi quan hÖ gi÷a NMDBT vµ chi phÝ. Khi NMDBT lµm cho chiÒu dµi, chiÒu cao ®Ëp t¨ng ®ång thêi còng ¶nh hëng ®Õn sè lîng vµ kÝch thíc c¸c ®Ëp phô xung quanh hå dÉn ®Õn vèn ®Çu t, chi phÝ hµng n¨m t¨ng nhanh. NMDBT t¨ng, diÖn tÝch ngËp lôt t¨ng, nhiÒu khi gi©y ngËp c¸c má kho¸ng s¶n quÝ hiÕm, g©y ngËp c¸c di tÝch lÞch sö, thay ®æi m«i trêng sinh th¸i, c¶nh quan khu vùc x©y dùng c«ng tr×nh dÉn ®Õn chÝ ®Òn bï thiÖt h¹i t¨ng, xö lý nÒn mãng vµ thÊm phøc t¹p. V× vËy chi phÝ cho c«ng tr×nh lín. Svth: ng« hång thanh-líp 41®1 20 ®å ¸n tèt nghiÖp thuû ®iÖn CT4 thiÕt kÕ s¬ bé tr¹m 2.X¸c ®Þnh mùc níc d©ng b×nh thêng ViÖc x¸c ®Þnh MNDBT ph¶i dùa trªn cë së ph©n tÝch so s¸nh c¸c ph¬ng ¸n theo c¸c yÕu tè liªn quan. §Ó x¸c ®Þnh ®îc hÕt lîi Ých vµ thiÖt h¹i cña tõng ph¬ng ¸n lµ mét vÊn ®Ò hÕt søc khã kh¨n v× sù ¶nh hëng vÒ mÆt x· héi vµ m«i trêng lµ kh«ng râ rµng. Tuy nhiªn ®Ó ®¸nh gÝa vÒ mÆt kinh tÕ cho viÖc thay ®æi MNDBT ngêi ta sö dông c¸c tiªu chuÈn kinh tÕ nh sau: - G¸ trÞ thu nhËp dßng quy vÒ thêi ®iÓm hiÖn t¹i lµ lín nhÊt. Bt  Ct t i 1 (1 i ) n NPV B  C  Trong ®ã: NPV: Gi¸ trÞ thu nhËp dßng n: Sè n¨m tÝnh to¸n . B: `dông tæng hîp th× B lµ tÊt c¶ c¸c thu nhËp tõ c¸c ngµnh trong lîi dông tæng hîp. C: Tæng chi phÝ quy vÒ thêi ®iÓn hiÖn t¹i. t: N¨m tÝnh to¸n thø t Bt: Thu nhËp n¨m thø t. Ct: Chi phÝ n¨m thø t. i: L·i xuÊt . So s¸nh gi÷a c¸c ph¬ng ¸n, ph¬ng ¸n nµo cã NPV lín nhÊt th× chän. - Tiªu chuÈn chi phÝ tÝnh to¸n quy vÒ thêi ®iÓm hiÖn t¹i lµ nhá nhÊt (Cmin). Svth: ng« hång thanh-líp 41®1 21 ®å ¸n tèt nghiÖp thuû ®iÖn CT4 thiÕt kÕ s¬ bé tr¹m Trong trêng hîp c¸c ph¬ng ¸n ®a ra ®Òu ®¹t lîi Ých nh nhau th× cã thÓ chän theo tiªu chuÈn chi phÝ tÝnh to¸n quy vÒ thêi ®iÓm hiÖn t¹i lµ nhá nhÊt: Chi phÝ tÝnh to¸n quy vÒ hiÖn t¹i lµ: K t  C hnt t t1 1 i  n C tt  Trong ®ã Kt: Lµ vèn ®©u t ë n¨m thø t. Chnt: Lµ chi phÝ hµng n¨m cña nhµ m¸y thuû ®iÖn ë n¨m thø t. i: L·i suÊt. C tt : Lµ chi phÝ tÝnh to¸n quy vÒ hiÖn t¹i. Trong c¸c ph¬ng ¸n ®îc ®a ra ph¬ng ¸n nµo cã C tt nhá nhÊt th× chän. Khi tÝnh to¸n x¸c ®Þnh MNDBT ®Ó gi¶m bít khèi lîng tÝnh to¸n ngêi ta tiÕn hµnh x¸c ®Þnh gi¸ trÞ giíi h¹n trªn vµ giíi h¹n díi cña MNDBT. - Giíi h¹n díi cña MNDBT phô thuéc vµo c¸c yÕu tè : + Yªu cÇu tíi tù chÈy. + C¨n cø vµo yªu cÇu phô t¶i ®¶m nhËn cña nhµ m¸y. +C¨n cø yªu cÇu cña c¸c ngµnh lîi dông tæng hîp. - Giíi h¹n trªn cña MNDBT phô thuéc vµo c¸c yÕu tè: +§iÒu kiÖn ®Þa chÊt tuyÕn x©y dùng c«ng tr×nh . +§iÒu kiÖn ®Þa h×nh ngËp lôt vµ t×nh h×nh d©n sinh kinh tÕ. +C¸c yÕu tè vÒ v¨n ho¸ x· héi. Svth: ng« hång thanh-líp 41®1 22 ®å ¸n tèt nghiÖp thuû ®iÖn CT4 thiÕt kÕ s¬ bé tr¹m Trªn c¬ së ph¹m vi giíi h¹n MNDBT, ta ®Þnh ra hµng lo¹t ph¬ng ¸n MNDBT chªnh nhau kho¶ng  h = (2  5) m. TiÕn hµnh tÝnh to¸n víi tõng ph¬ng ¸n MNDBT cô thÓ, x¸c ®Þnh c¸c th«ng sè: C«ng suÊt b¶o ®¶m (N b®), C«ng suÊt l¾p m¸y (Nlm), ®iÖn lîng b×nh qu©n nhiÒu n¨m (Enn) cho mçi ph¬ng ¸n. TÝnh chªnh lÖch c«ng suÊt  N vµ ®iÖn lîng cho tõng ph¬ng ¸n. - X¸c ®Þnh lîi Ých t¨ng thªm cho c¸c ngµnh lîi dông tæng hîp cña mçi ph¬ng ¸n. - X¸c ®Þnh vèn ®Çu t x©y dùng c«ng tr×nh vµ phÇn vèn t¨ng thªm  k cho mçi ph¬ng ¸n. - X¸c ®Þnh phÇn chi phÝ t¨ng thªm  C do t¨ng MNDBT bao gåm c¶ tri phÝ vËn hµnh, chi phÝ ®Òn bï ngËp lôt. - TÝnh lîi Ých vÒ mÆt kinh tÕ do c«ng tr×nh mang l¹i sau khi cã kÕt qu¶ tÝnh to¸n cho c¸c ph¬ng ¸n sÏ ph©n tÝch so s¸nh vµ chän ra ph¬ng ¸n hîp lý nhÊt. ViÖc tÝnh to¸n nh vËy ®ßi hái ph¶i cã nhiÒu thêi gian vµ ®Çy ®ñ c¸c tµi liÖu nh ®Þnh møc, ®¬n gi¸ vµ c¸c chØ tiªu cÇn thiÕt. Trong thiÕt kÕ s¬ bé do thêi gian cã h¹n, tµi liÖu kh«ng ®Çy ®ñ nªn t«i kh«ng thùc hiÖn viÖc tÝnh to¸n ®Ó x¸c ®Þnh MNDBT mµ ®îc giao cho thiÕt s¬ bé TT§ CT4 víi MNDBT= 433 m. II. X¸c ®Þnh ®é s©u c«ng t¸c (h ct), mîc níc chÕt (MNC), dung tÝch h÷u Ých(Vhi) cña hå chøa. 1.Kh¸i niÖm - §é s©u c«ng t¸c cña hå chøa (h ct) lµ kho¶ng c¸ch tÝnh tõ MNC ®Õn MNDBT  hct = MNDBT – MNC Svth: ng« hång thanh-líp 41®1 23 ®å ¸n tèt nghiÖp thuû ®iÖn CT4 thiÕt kÕ s¬ bé tr¹m - MNC lµ mùc níc thÊp nhÊt trong ®iÒu kiÖn lµm viÖc b×nh thêng cña hå chøa - PhÇn dung tÝch n»m díi MNC gäi lµ dung tÝch chÕt (Vc). - PhÇn dung tÝch n»m gi÷a MNDBT vµ MNC ®îc gäi lµ dung tÝch h÷u Ých cña hå chøa (Vhi). §èi víi mçi ph¬ng ¸n MNDBT th× vÊn ®Ò ®Æt ra lµ nªn chän ®é s©u c«ng t¸c (hct) lµ bao nhiªu lµ cã lîi nhÊt. Svth: ng« hång thanh-líp 41®1 24 ®å ¸n tèt nghiÖp thuû ®iÖn CT4 thiÕt kÕ s¬ bé tr¹m 2.X¸c ®Þnh ®é s©u c«ng t¸c cã lîi cña hå chøa (hct) §Ó x¸c ®Þnh ®é s©u c«ng t¸c cã lîi cña hå chøa ®îc tháa ®¸ng ta tiÕn hµnh xem xÐt kü h¬n vÒ mèi quan hÖ N = (hct), E = f (hct). Ta biÕt r»ng ®iÖn lîng (hoÆc c«ng suÊt) mïa kiÖt mét phÇn do lîng níc kh«ng tr÷ (lu lîng thiªn nhiªn) vµ mét phÇn do lîng níc tr÷ trong dung tÝch cã Ých cña hå t¹o thµnh. Emk = Ektr + Eh . Ektr sÏ gi¶m khi ®é s©u c«ng t¸c cña hå t¨ng. Quan hÖ biÕn ®æi nµy gÇn nh tuyÕn tÝnh, cø t¨ng ®é s©u c«ng t¸c thªm mét mÐt th× phÇn n¨ng lîng nµy sÏ gi¶m mét trÞ sè gÇn b»ng nhau. Eh biÕn ®æi phøc t¹p h¬n khi hct thay ®æi. §é s©u c«ng t¸c cµng lín th× kh¶ n¨ng cung cÊp níc cña dung tÝch cã Ých cµng lín vµ cét níc trung b×nh mïa kiÖt cµng gi¶m. V× vËy h ct cµng lín møc ®é t¨ng cña Eh cµng Ýt. V× thÕ trong giai ®o¹n ®Çu, khi ®é s©u c«ng t¸c (h ct) t¨ng th× ®iÖn lîng mïa kiÖt còng t¨ng, nhng nÕu tiÕp tôc t¨ng hct ®Õn mét trÞ sè nµo ®ã, ta sÏ cã trÞ sè Emk lín nhÊt, sau ®ã tiÕp tôc t¨ng hct, th× trÞ sè Emk sÏ gi¶m v× phÇn ®iÖn lîng t¨ng thªm do t¨ng lu lîng ®iÒu tiÕt kh«ng kÞp bï l¹i phÇn ®iÖn lîng mÊt ®i do cét níc gi¶m. TrÞ sè hct khi Emk ®¹t tíi trÞ sè lín nhÊt gäi lµ ®é s©u c«ng t¸c cã lîi nhÊt. NÕu lîng níc kh«ng tr÷ trong mïa kiÖt cµng lín th× ®é s©u c«ng t¸c cã lîi cña hå chøa cµng nhá.(H×nh vÏ) Svth: ng« hång thanh-líp 41®1 25 ®å ¸n tèt nghiÖp thuû ®iÖn CT4 thiÕt kÕ s¬ bé tr¹m Tuy nhiªn, nÕu chØ dùa vµo ®iÖn lîng mïa kiÖt ®Ó x¸c ®Þnh ®é s©u c«ng t¸c cã lîi nhÊt th× cha h¼n ®· hîp lý mµ cßn ph¶i xem xÐt diÔn biÕn cña ®iÖn lîng n¨m. Trong thêi kú tr÷ níc do mùc níc trong hå thÊp nªn kh¶ n¨ng ph¸t ®iÖn bÞ h¹n chÕ. Bëi vËy khi t¨ng ®é s©u c«ng t¸c cña hå, ®iÖn lîng n¨m sÏ t¨ng kh«ng ®¸ng kÓ so víi ®iÖn lîng mïa kiÖt. V× vËy, trÞ sè ®iÖn lîng n¨m lín nhÊt sÏ xuÊt hiÖn khi hct nhá h¬n so víi hct cho Emk lín nhÊt. MÆt kh¸c, nÕu díi TT§ thiÕt kÕ cã mét sè TT§ n»m trong hÖ thèng bËc thang th× ®é s©u c«ng t¸c cña hå chøa trªn cµng lín cµng lµm t¨ng s¶n lîng ®iÖn ë c¸c tr¹m díi. V× vËy ®é s©u c«ng t¸c cã lîi nhÊt cña hå ®ang thiÕt kÕ øng víi trÞ sè ®iÖn lîng lín nhÊt sÏ lín h¬n ®é s©u c«ng t¸c cã lîi nhÊt øng víi ®iÖn lîng lín nhÊt cña riªng tr¹m ®ã. Tõ ph©n tÝch trªn, ta thÊy kh«ng ph¶i lµ chØ cã mét ®iÓm mµ lµ cã c¶ mét vïng x¸c ®Þmh ®é s©u c«ng t¸c cã lîi nhÊt, v× vËy, trÞ sè cuèi cïng cña ®é s©u c«ng t¸c cã lîi ph¶i ®îc x¸c ®Þnh trªn c¬ së ph©n tÝch tÝnh to¸n kinh tÕ kü thuËt trong ®ã cã xÐt tíi mäi ¶nh hëng cña sù biÕn ®æi ®é s©u c«ng t¸c ë tr¹m thiÕt kÕ vµ c¸c tr¹m trong hÖ thèng bËc thang. Trong trêng hîp ®êng quan hÖ E = f (hct), kh«ng cã ®iÓm cùc trÞ, tøc lµ ®é s©u c«ng t¸c cµng t¨ng cµng cã lîi th× viÖc quyÕt ®Þnh nªn dõng hct ë møc nµo cho hîp lý ph¶i dùa trªn yªu cÇu ®¶m cho hå cã dung tÝch chÕt ®ñ chøa bïn c¸t l¾ng ®äng trong thêi kú vËn hµnh, khai th¸c phï hîp víi tuæi thä tÝnh to¸n cña hå chøa, mÆt kh¸c ph¶i ®¶m b¶o cét níc c«ng t¸c,vµ khu vùc hiÖu suÊt cao, lu lîng cÇn thiÕt kh«ng kÐo theo bïn c¸t…cho Turbin lµm viÖc. * Tiªu chuÈn ®Ó chän ®é s©u c«ng t¸c. Svth: ng« hång thanh-líp 41®1 26 ®å ¸n tèt nghiÖp thuû ®iÖn CT4 thiÕt kÕ s¬ bé tr¹m Chi phÝ tÝnh to¸n cña hÖ thèng lµ nhá nhÊt hay lîi nhuËn thu ®îc do x©y dùng TT§ lµ lín nhÊt (1). §é s©u c«ng t¸c ®¶m b¶o cho ®iÖn lîng mïa cÊp (Emk) hay ®iÖn lîng n¨m (En) lµ lín nhÊt(2). §ång thêi nã cßn ph¶i tho¶ m·n c¸c ®iÒu kiÖn rµng buéc sau: + Ph¶i cã cét níc ®Ó Turbin lµm viÖc trong vïng cã hiÖu suÊt cao + Ph¶i ®¶m b¶o hå chøa cã dung tÝch chÕt chøa hÕt lîng bïn c¸t l¾ng ®äng trong thêi kú khai th¸c, vËn hµnh. ViÖc x¸c ®Þnh hct theo tiªu chuÈn (1) lµ rÊt phøc t¹p, ®ßi hái nhiÒu thêi gian. Trong thiÕt kÕ s¬ bé ®Ó gi¶m bít khèi lîng tÝnh to¸n t«i sö dông tiªu chuÈn ®iÖn lîng mïa cÊp lín nhÊt (Emkmax) ®Ó x¸c ®Þnh ®é s©u c«ng t¸c cho hå chøa cña TT§ CT4. §Ó x¸c ®Þnh ®é s©u c«ng t¸c cã lîi cña hå chøa tríc hÕt ta ®i x¸c ®Þnh ®é s©u c«ng t¸c cho phÐp cña hå chøa. a)X¸c ®Þnh ®é s©u c«ng t¸c cho phÐp cña hå chøa theo ®iÒu kiÖn lµm viÖc cña Turbin ( hTB ct ). 1 hTB H max ct  3 (1) ( TT§ CT4 lµ TT§ sau ®Ëp ) Trong ®ã :Hmax:Cét níc lµm viÖc lín nhÊt cña NMT§ Hmax = MNDBT – ZHL(Qmin). ZHL(Qmin): Mùc níc h¹ lu nhá nhÊt khi lu lîng x¶ xuèng h¹ lu lµ nhá nhÊt(Qmin) Svth: ng« hång thanh-líp 41®1 27 ®å ¸n tèt nghiÖp thuû ®iÖn CT4 thiÕt kÕ s¬ bé tr¹m Qmin lÊy theo yªu cÇu vÒ lîi dông tæng hîp. Do cha cã yªu cÇu vÒ lîi dông tæng hîp ë h¹ lu nªn s¬ bé lÊy Qmin = min ( Qi ), víi ( Qi ) lµ lu lîng cña th¸ng thø i trong 3 n¨m ®iÓn h×nh. Theo tµi liÖu 3 n¨m ®iÓn h×nh ta cã: Qmin = min(Qi) =17.2(m3/s) Víi Qmin = 17.2 (m3/s) tra quan hÖ Q ~ ZHL ta ®îc: ZHL(Qmin) = 411 (m) Víi MNDBT = 433 m  Hmax = 433 – 411 =22 (m) 1 3 Thay vµo (1) ta ®îc: hctTB  .227.33(m) Khi ®ã MNC lµ: MNC = MNDBT - hTB = 433 – 7.33= 425.67 (m) ct b)X¸c ®Þnh ®é s©u c«ng t¸c cho phÐp cña hå chøa theo ®iÒu kiÖn tuæi thä c«ng tr×nh ( hBC ct ) §Ó ®¶m b¶o c«ng tr×nh lµm viÖc, vËn hµnh an toµn trong suèt thêi gian khai th¸c, hå chøa cÇn cã mét dung tÝch ®Ó chøa toµn bé lîng bïn c¸t mµ dßng ch¶y mang ®Õn l¾ng ®äng xuèng hå, ®ång thêi kh«ng ®Ó bïn c¸t chui vµo ®êng èng lµm ¶nh hëng ®Õn chÕ ®é lµm viÖc b×nh thêng cña TT§ khi ®ã hBC ®îc x¸c ®Þnh nh sau: H×nh vÏ ct MNDBT hct MNC h2 D Z bc h1 hBC = MNDBT – MNC ct Svth: ng« hång thanh-líp 41®1 28 ®å ¸n tèt nghiÖp thuû ®iÖn CT4 thiÕt kÕ s¬ bé tr¹m MNC = Zbc+ h1 + D + h2 Trong ®ã: MNDBT = 433 m : cao tr×nh mùc níc d©ng b×nh thêng cña hå. MNC: cao tr×nh mùc níc chÕt cña hå chøa. h2: Kho¶ng c¸ch tõ MNC ®Õn ®iÓm cao nhÊt cña cöa lÊy níc, h2 ph¶i ®¶m b¶o tr¸nh kh«ng khÝ lät vµo ®êng èng s¬ bé lÊy h2 =1 m h1:Kho¶ng c¸ch tõ cao tr×nh bïn c¸t ®Õn ®iÓm thÊp nhÊt cña cöa lÊy níc, h1 ph¶i ®¶m b¶o sao cho bïn c¸t kh«ng chui vµo ®êng èng dÉn níc vµo nhµ m¸y s¬ bé lÊy h1= 1 m. Zbc: cao tr×nh bïn c¸t l¾ng ®äng trong hå chøa trong thêi gian ho¹t ®éng cña c«ng tr×nh. D: chiÒu cao cöa lÊy níc. +) X¸c ®Þnh cao tr×nh bïn c¸t l¾ng ®äng.(Zbc) Dung tÝch bïn c¸t l¾ng ®äng ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: Vbc  K ρ T Wo γ bc Trong ®ã: T: Thêi gian lµm viÖc cña hå chøa T = 50 n¨m Wo :dßng ch¶y b×nh qu©n nhiÒu n¨m (m3) : Wo =3818.275 106 ρ : Lîng chuyÓn bïn c¸t trung b×nh ρ = Svth: ng« hång thanh-líp 41®1 0.081(kg/s) 29 ®å ¸n tèt nghiÖp thuû ®iÖn CT4 thiÕt kÕ s¬ bé tr¹m γ bc : Träng lîng riªng cña bïn c¸t γ bc = 1.5(T/m3). K: HÖ sè l¾ng ®äng bïn c¸t, víi TT§ ®iÒu tiÕt n¨m K =0.7  1.0 lÊy K= 0.8 Vbc = 0.8×0.081×3818 .275×106 ×30 =8.25×106 (m3 ) 3 1.5 ×10 víi Vbc =8.25 106 tra quan hÖ Ztl & W ta ®îc Zbc= 420.58 m +) X¸c ®Þnh chiÒu cao cöa lÊy níc (D). lîng ®iÒu tiÕt trung b×nh mïa kiÖt x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: mk Qmk Qtn  Vhi m2.62106 ( tÝnh víi n¨m níc kiÖt thiÕt kÕ). Trong ®ã: mk Qtn : Lu lîng dßng chÈy thiªn nhiªn trung b×nh mïa kiÖt 6 cña n¨m níc kiÖt thiÕt kÕ: mk Q Qtn  i1 mk tni 6 31.3(m3 / s) Vhi: Dung tÝch h÷u Ých cña hå chøa. V× theo c¶ hai ®iÒu kiÖn (®iÒu kiÖn Turbin, ®iÒu kiÖn tuæi thä c«ng tr×nh) ®Ó x¸c ®Þnh ®é s©u c«ng t¸c cho phÐp cña hå chøa ®Òu nh»m môc ®Ých x¸c ®Þnh ®îc hct sao cho ®¶m b¶o thiÕt bÞ lµm viÖc trong vïng hiÖu suÊt cao vµ ®¶m b¶o tuæi thä cña c«ng tr×nh nªn ë ®©y lÊy V hi b»ng dung tÝch h÷u Ýnh theo ®iÒu kiÖn Turbin: Svth: ng« hång thanh-líp 41®1 30 ®å ¸n tèt nghiÖp thuû ®iÖn CT4 thiÕt kÕ s¬ bé tr¹m Vhi = VMNDBT –VTB MNC Víi MNCTB = 425.67 tra quan hÖ ZTL & W Ta cã: VTB MNC =148.48 106 (m3) Víi MNDBT = 433 tra quan hÖ ZTL ~ W Ta cã: VMNDBT =350.64 106(m3) Thay sè ta cã: Vhi = 350.64 106 – 148.48 106 Vhi = 202.16 106(m3) m: sè th¸ng trong mïa kiÖt m = 6 th¸ng. 202.16106 Qmk 31.3  .16(m3 / s) 6 44 6 2.6210 § Theo kinh nghiÖm th× lu lîng lín nhÊt qua TT§ lµ: QTmax = (2  4) mk Qtn mk § S¬ bé chän QTmax = 4 Qtn = 4 44.16 = 176.64 (m3/s) Lu lîng qua mét tæ m¸y lµ (Qtm) Qtm  § QTmax Z Z: sè tæ m¸y ë ®©y s¬ bé chän sè tæ m¸y lµ Z =3 tæ. 176.64 Qtm = =58.88(m3 / s) 3 DiÖn tÝch cöa lÊy níc : F .D2 (m2 ) 4 F Svth: ng« hång thanh-líp 41®1 Qtm V 31 ®å ¸n tèt nghiÖp thuû ®iÖn CT4 thiÕt kÕ s¬ bé tr¹m Trong ®ã: V: vËn tèc dßng chÈy qua cöa lÊy níc V = ( 0.9  1.6 ) m/s Chän V = 1.6 (m/s). 4Qtm Π.D2 .V 4 ×58.88 =Qtm ⇒ D = = =6.85(m) 4 Π.V 3.14×1.6 khi ®ã mùc níc chÕt trong hå chøa lµ(MNC) : MNC = Zbc+ h1 + D + h2 = 422.44 + 1 +6.85 +1 = 431.29 (m) §é s©u c«ng t¸c cho phÐp cña hå chøa tÝnh theo ®iÒu kiÖn båi l¾ng lµ: hctBC =433- 431.29 =1.71(m) §Ó tháa m·n c¶ hai ®iÒu kiÖn rµng buéc trªn ta chän ®é s©u c«ng t¸c cho phÐp cña hå chøa b»ng ®é s©u c«ng t¸c nhá nhÊt trong hai ®iÒu kiÖn trªn. CF TB BC hct =min( hct ,hct ) VËy hclvf =hctbc =1.71 (m) +) dung tÝch chÕt cña hå chøa (VMNC) PhÇn dung tÝch n»m díi MNC cña hå chøa gäi lµ dung tÝch chÕt cña hå chøa. Víi MNDBT = 433 (m) hct = 1.71 (m) MNC = MNDBT - hct = 433– 1.71=431.29 (m) MNC = 431.29 m Svth: ng« hång thanh-líp 41®1 32 ®å ¸n tèt nghiÖp thuû ®iÖn CT4 thiÕt kÕ s¬ bé tr¹m VMNDBT = 350,64.106 (m3) VMNC =303.75  106 (m3) +) Dung tÝch h÷u Ých cña hå chøa (Vhi) PhÇn dung tÝch n»m gi÷a MNC vµ MNDBT gäi lµ dung tÝch h÷u Ých cña hå chøa: Vhi = VMNDBT - VMNC = 350.64. 106 – 303.75 106 = 46.89 106 (m3) *HÖ sè ®iÒu tiÕt cña hå chøa ( β ). §Ó biÓu thÞ møc ®é ®iÒu tiÕt cña hå chøa ngêi ta ®a ra mét hÖ sè gäi lµ hÖ sè ®iÒu tiÕt cña hå chøa β , hÖ sè ®iÒu tiÕt cña hå chøa ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau: V β  hi W0 Trong ®ã Vhi :dung tÝch h÷u Ých cña hå chøa Vhi = 46.89 106 (m3) Wo: tæng lîng dßng chÈy b×nh qu©n nhiÒu n¨m t¹i tuyÕn c«ng tr×nh: Wo = Qo.31.5.106 = 3818.275 106 (m3) Qo: lu lîng dßng chÈy trung b×nh nhiÒu n¨m. 6  β = 46.89×10 3818 .275×106 Víi: + β > 0.3: hå chøa ®iÒu tiÕt nhiÒu n¨m. + 0.02 < + =0.012 β β < 0.3: hå chøa ®iÒu tiÕt n¨m. < 0.02: hå chøa ®iÒu tiÕt ngµy hoÆc kh«ng ®iÒu tiÕt Svth: ng« hång thanh-líp 41®1 33 ®å ¸n tèt nghiÖp thuû ®iÖn CT4 thiÕt kÕ s¬ bé tr¹m Hå chøa cña TT§ CT4 cã hÖ sè ®iÒu tiÕt lµ β = 0.012, vËy hå chøa cña TT§ CT4 lµ hå ®iÒu tiÕt ngµy.  2.3.x¸c ®Þnh c«ng suÊt b¶o ®¶m. I.Kh¸i niÖm C«ng suÊt b¶o ®¶m lµ c«ng suÊt b×nh qu©n tÝnh theo kh¶ n¨ng cña dßng níc trong thêi kú níc kiÖt t¬ng øng víi møc b¶o ®¶m tÝnh to¸n cña TT§. C«ng suÊt b¶o ®¶m cña NMT§ lµ mét th«ng sè c¬ b¶n cña tr¹m thuû ®iÖn. Nã quyÕt ®Þnh kh¶ n¨ng phñ phô t¶i ®Ønh cña TT§ lín hay nhá, thay thÕ ®îc bao nhiªu c«ng suÊt l¾p m¸y cña tr¹m nhiÖt ®iÖn. II. C¸c ph¬ng ph¸p x¸c ®Þnh c«ng suÊt b¶o ®¶m (Nb®) cña tr¹m thuû ®iÖn ®iÒu tiÕt ngµy Do tr¹m thuû ®iÖn ®iÒu tiÕt ngµy kh«ng cã hå chøa dung tÝch lín ®Ó ®iÒu tiÕt ph©n phèi dßng ch¶y trong mét n¨m mµ chØ ®iÒu tiÕt dßng ch¶y trong mét ngµy, v× vËy ®èi tîng nghiªn cøu ë ®©y kh«ng ph¶i lµ c«ng suÊt b¶o ®¶m mïa kiÖt,mµ lµ c«ng suÊt b¶o ®¶m ngµy ®Ó chÕ ®é c«ng t¸c trong ngµy cña tr¹m æn ®Þnh . Trong khi tÝnh to¸n, x¸c ®Þnh c«ng suÊt b¶o ®¶m cña tr¹m thuû ®iÖn ®iÒu tiÕt ngµy kh«ng nªn lÉn lén møc b¶o ®¶m tÝnh to¸n ( hay tÇn suÊt thiÕt kÕ ) cña lu lîng trung b×nh ngµy ®ªm víi møc b¶o ®¶m t×nh to¸n cña c«ng suÊt trung b×nh ngµy ®ªm. Trong mét TT§ møc b¶o ®¶m tÝnh to¸n cña lu lîng trung b×nh trong mét thêi ®o¹n nµo ®ã cã khi kh«ng trïng v¬Ý møc b¶o ®¶m tÝnh to¸n cña c«ng suÊt b¶o ®¶m. Bëi v× c«ng suÊt kh«ng chØ phô thuéc vµo lu lîng mµ cßn phô thuéc cét níc. Cã khi lu lîng t¨ng qu¸ nhiÒu lµm møc níc h¹ lu d©ng lªn qu¸ møc nªn cét níc gi¶m, c«ng suÊt sÏ gi¶m. C¸ biÖt cã trêng hîp kh«ng ®ñ cét níc ®Î ph¸t ®iÖn .V× Svth: ng« hång thanh-líp 41®1 34 ®å ¸n tèt nghiÖp thuû ®iÖn CT4 thiÕt kÕ s¬ bé tr¹m vËy, c¸c ph¬ng ph¸p x¸c ®Þnh c«ng suÊt b¶o ®¶m cña tr¹m thuû ®iÖn ®iÒu tiÕt ngµy tõ lu lîng b¶o ®¶m cha ®¸ng tin. ChØ cã thÓ tÝnh c«ng suÊt b¶o ®¶m cña Tr¹m thuû ®iÖn ®iÒu tiÕt ngµy tõ lîng b¶o ®¶m Nbd = 9,81 Qp% H η khi tr¹m kh«ng cã nguy c¬ gi¶m cét níc qu¸ ®¸ng trong mïa lò. Trong c¸c ph¬ng ph¸p thêng thÊy tõ tríc tíi nay theo ph¬ng ph¸p tÝnh Nbd theo ®êng tÇn suÊt dßng níc lµ hîp lý h¬n c¶. Ph¬ng ph¸p nµy dùa vµo lu lîng thiªn nhiªn trung b×nh cña mçi thêi ®o¹n ®Ó x¸c ®Þnh cét níc cho thêi ®o¹n Êy, øng víi Q vµ H cña mçi thêi ®o¹n sÏ x¸c ®Þnh ®îc mét c«ng suÊt n. Dùa vµo c¸c trÞ sè N cña c¸c thêi ®o¹n cña c¶ liÖt n¨m thuû v¨n ta vÏ ®êng tÇn suÊt c«ng suÊt N = f(P%) Trªn ®êng tÇn suÊt ®ã øng víi møc b¶o ®¶m tÝnh to¸n P% sÏ cã N bd cÇn t×m. Lu lîng trung b×nh thêi ®o¹n ®Ó tÝnh Nb® cho tr¹m thuû ®iÖn ®iÒu tiÕt ngµy nªn lÊy lu lîng trung b×nh ngµy. Tuy nhiªn thêng gÆp hai khã kh¨n lµ: thêi ®o¹n cµng ng¾n (tõng ngµy) th× khèi lîng tÝnh to¸n sÏ cµng lín vµ nhiÒu khi tµi liÖu ®o lu lîng ngµy kh«ng ®ñ. §Ó gi¶m bít khã kh¨n, ngêi ta thêng tÝnh lu lîng trung b×nh 3 ngµy, 10 ngµy hoÆc tèi ®a lµ 30 ngµy tuú t×nh h×nh tµi liÖu cã. Ngay c¶ trêng hîp dïng lu lîng trung b×nh th¸ng khi liÖt thuû v¨n dµi th× khèi lîng tÝnh to¸n N cho c¸c thêi ®o¹n còng rÊt lín. NÕu tr¹m thuû ®iÖn c«ng suÊt nhá, Ýt quan träng th× tÝnh nh vËy cµng kh«ng tho¶ ®¸ng . §Ó gi¶m bít khèi lîng tÝnh to¸n c«ng suÊt b¶o ®¶m cña tr¹m thuû ®iÖn ®iÒu tiÕt ngµy, ngêi ta thêng dïng 3 n¨m ®¹i biÓu cho liÖt n¨m thuû v¨n vµ tiÕn hµnh x¸c ®Þnh Q, H, N còng nh Nb® nh ®· nãi ë trªn. Svth: ng« hång thanh-líp 41®1 35 ®å ¸n tèt nghiÖp thuû ®iÖn CT4 thiÕt kÕ s¬ bé tr¹m Khi x¸c ®Þnh cét níc cho tøng thêi ®o¹n th× lÊy mùc níc thîng lu øng víi 1/2 dung tÝch ®iÒu tiÕt ngµy, cßn mùc níc h¹ lu th× dùa vµo lu lîng trung b×nh thêi ®o¹n ®Ó t×m trªn ®êng Q = f (Zh¹ lu ). V× dung tÝch hå ®iÒu tiÕt ngµy cha x¸c ®Þnh ®îc v× cha x¸c ®Þnh c«ng suÊt c«ng t¸c lín nhÊt, cßn c«ng suÊt c«ng t¸c lín nhÊt l¹i phô thuéc vµo c«ng suÊt b¶o ®¶m mµ c«ng suÊt b¶o ®¶m th× ®ang x¸c ®Þnh. V× vËy lóc ®Çu ph¶i Ên ®Þnh dung tÝch hå ®iÒu tiÕt ngµy theo kinh ngiÖm thêng cã trÞ sè vµo kho¶ng 0,1 - 0,3 tæng lîng níc ngµy cã lu lîng b×nh qu©n øng víi møc b¶o ®¶m tÝnh to¸n cña tr¹m thuû ®iÖn dßng chÈy mïa lò sÏ ®îc tr÷. Svth: ng« hång thanh-líp 41®1 36 ®å ¸n tèt nghiÖp thuû ®iÖn CT4 thiÕt kÕ s¬ bé tr¹m  2.4: x¸c ®Þnh c«ng suÊt l¾p m¸y (nlm) I. §Þnh nghÜa C«ng suÊt l¾p m¸y cña tr¹m thuû ®iÖn lµ c«ng suÊt tèi ®a mµ TT§ cã thÓ ph¸t ra ®îc trªn c¬ së sö dông toµn bé sè tæ m¸y cã ë TT§. §Ó lùa chän c«ng suÊt l¾p m¸y cña TT§ th× viÖc x¸c ®Þnh chÝnh x¸c ph¹m vi cung cÊp ®iÖn, chÕ ®é lµm chÕ ®é lµm viÖc cña TT§ lµ hÕt søc quan träng. NÕu TT§ lµm viÖc trong hÖ thèng ®iÖn lùc th× viÖc sö dông c«ng suÊt l¾p m¸y gãp phÇn c¶i thiÖn ®iÒu kiÖn lµm viÖc cña hÖ thèng ®iÖn gi¶m ®îc tiªu hao nhiªn liÖu cho c¸c tr¹m nhiÖt ®iÖn. §Ó x¸c ®Þnh Nlm cña TT§ cÇn ph¶i x¸c ®Þnh, c«ng suÊt c«ng t¸c lín nhÊt, c«ng suÊt dù tr÷ c¸c lo¹i, ngoµi ra cßn cã thÓ l¾p thªm c«ng suÊt trïng, trªn c¬ së c©n b»ng ®iÖn lîng vµ c«ng suÊt cña hÖ thèng ®iÖn. II. X¸c ®Þnh c«ng suÊt l¾p m¸y cña TT§ C«ng suÊt l¾p m¸y cña TT§ ®îc x¸c ®Þnh nh sau: Nlm = Nctmax + Ntr Trong ®ã Nctmax: C«ng suÊt c«ng t¸c lín nhÊt cña TT§ Ndt: C«ng suÊt dù tr÷ cña NMT§: bao gåm c«ng suÊt dù tr÷ phô t¶i(Ndp) *X¸c ®Þnh c«ng suÊt c«ng t¸c lín nhÊt N ct max Do Tr¹m thuû ®iÖn ®iÒu tiÕt ngµy kh«ng cã kh¶ n¨ng tr÷ l¹i lîng níc thõa trong nh÷ng ngµy yªu cÇu phô t¶i nhá h¬n trung b×nh ®Ó dïng trong nh÷ng ngµy phô t¶i lín, nªn khi x¸c Svth: ng« hång thanh-líp 41®1 37 ®å ¸n tèt nghiÖp thuû ®iÖn CT4 thiÕt kÕ s¬ bé tr¹m ®Þnh Nct max trªn biÓu ®å phô t¶i ngµy cao nhÊtchØ dïng trÞ sè ®iÖn lîng ngµy b¶o ®¶m Ebd ngµy = 24 Khi cã trÞ sè Eb® thuû ®iÖn ngµy Nbd. th× viÖc x¸c ®Þnh Nct max cña Tr¹m ®iÒu tiÕt ngµy còng gièng nh cu¶ Tr¹m thuû ®iÖn ®iÒu tiÕt n¨m. Tuy nhiªn, khi x¸c ®Þnh Nct max ph¶i xÐt xem dung tÝch ®iÒu tiÕt ngay cã ®ñ ®Ó ®¶m nhËn N ct max ®ã hay kh«ng. Do ®ã ph¶i kiÓm tra trÞ sè dung tÝch cÇn thiÕt cña hå ®iÒu tiÕt ngµy. Muèn t×m lîng níc cÇn tr÷ trong hå ®Ó ®iÒu tiÕt ngµy (Wtr÷) ph¶i tÝnh ®æi ®iÖn n¨ng cÇn tr÷ ra lîng níc cÇn tr÷ theo c«ng thøc sau: E tr÷ Wtr÷ = 0,0022 m3 Hη Wtr÷ : lîng níc cÇn tr÷, hay dung tÝch cÇn thiÕt cña hå ®iÒu tiÕt ngµy (m3) η: hiÖu suÊt cña Tr¹m thuû ®iÖn H: cét níc trung b×nh øng víi mùc níc thîng lu t¹o thµnh 1/2 Vhå víi gi¶ thiÕt lµ Vhå = (0,1~0,3) Wngµy nh ®· nãi trªn khi giíi thiÖu vÒ c¸ch x¸c ®Þnh Nb® Etr÷ : phÇn ®iÖn n¨ng cÇn tr÷, x¸c minh trªn biÓu ®å phô t¶i ngµy hoÆc ®êng luü tÝch ®iÖn lîng cña biÓu ®å phô t¶i ngµy lín nhÊt. *X¸c ®Þnh c«ng suÊt dù tr÷ N® cña Tr¹m thuû ®iÖn ®iÒu tiÕt ngµy lµm trong hÖ thèng: C¸c tr¹m cã thÓ l¾p c«ng suÊt phô t¶i v× nã kh«ng ®ßi hái hå ph¶i cã thªm dung tÝch, nhng thêng bè trÝ nã ë c¸c Svth: ng« hång thanh-líp 41®1 38 ®å ¸n tèt nghiÖp thuû ®iÖn CT4 thiÕt kÕ s¬ bé tr¹m Tr¹m thuû ®iÖn ®iÒu tiÕt ngµy cã c«ng suÊt c«ng t¸c lín nhÊt NT§ct max  (15 20%) NHTmax . Cßn c«ng suÊt dù tr÷ sù cè rÊt Ýt khi giao cho Tr¹m thuû ®iÖn ®iÒu tiÕt ngµy, trõ trêng hîp hå tuy kh«ng cã kh¶ n¨ng ®iÒu tiÕt mïa (n¨m) nhng ®ñ søc tr÷ s½n mét lîng níc cho phÇn c«ng suÊt dù tr÷ sù cè ch¹y liªn tôc kho¶ng 10-15 ngµy ngoµi viÖc ®¶m nhËn ®iÒu tiÕt ngµy. C«ng suÊt dù tr÷ söa ch÷a cho hÖ thèng còng thêng kh«ng giao cho Tr¹m thuû ®iÖn ®iÒu tiÕt ngµy, trong trêng hîp thËt ®Æc biÖt cã thÓ giao nÕu nh dung tÝch hå cã kh¶ n¨ng b¶o ®¶m níc liªn tôc kho¶ng 10-15 ngµy víi suÊt dù tr÷ söa ch÷a. Víi c¸c Tr¹m thuû ®iÖn ®iÒu tiÕt ngµy lµm viÖc trong hÑ th«ng thêng kh«ng bè trÝ c«ng suÊt dù tr÷ sù cè vµ söa ch÷a cho b¶n th©n tr¹m. ë nh÷ng tr¹m cã c«ng suÊt trïng cã thÓ sö dông c«ng suÊt ®ã lµm c«ng suÊt dù ch÷ söa ch÷a cho mét tæ m¸y ®ã ph¶i nghØ viÖc ®Ó kiÓm tra tu söa. *X¸c ®Þnh c«ng suÊt trïng cña Tr¹m thuû ®iÖn ®iÒu tiÕt ngµy ë nh÷ng Tr¹m thuû ®iÖn ®iÒu tiÕt ngµy mµ dßng ch¶y vÒ mïa lò kh¸ lín vµ kÐo dµi th× cã thÓ l¾p c«ng suÊt trïng (Ntrïng) ®Ó gi¶m bít nhiªn liÖu cho nhiÖt ®iÖn cña hÖ thèng. C¸ch x¸c ®Þnh c«ng suÊt trïng ë tr¹m thuû ®iÖn ®iÒu tiÕt ngµy còng gièng nh c¸ch x¸c ®Þnh c«ng suÊt trïng ë Tr¹m thuû ®iÖn ®iÒu tiÕt n¨m, chØ kh¸c lµ do kh«ng cã hå ®iÒu tiÕt n¨m, nªn khi x¸c ®Þnh lîng níc thõa hoÆc c«ng suÊt thõa sÏ lÊy c«ng suÊt b×nh qu©n thêi ®o¹n trõ c«ng suÊt tÊt yÕu lµ ®îc. Svth: ng« hång thanh-líp 41®1 39 ®å ¸n tèt nghiÖp thuû ®iÖn CT4 thiÕt kÕ s¬ bé tr¹m Tãm l¹i, ®èi víi Tr¹m thuû ®iÖn kh«ng ®iÒu tiÕt, ngoµi c«ng suÊt c«ng t¸c lín nhÊt (Nct max) ra, thêng còng bè trÝ c«ng suÊt dù tr÷ (N®), chñ yÕu lµ dù tr÷ phô t¶i ®Ó ®iÒu tÇn vµ nhiÒu khi cßn cã c«ng suÊt trïng: Ntm=Nct max + N® + Ntr §èi víi Tr¹m thuû ®iÖn kh«ng ®iÒu tiÕt, lµm viÖc trong hÖ thèng th× c«ng suÊt c«ng t¸c lín nhÊt chØ lÊy b»ng c«ng suÊt ®¶m b¶o: Nct max = Nb® Ngoµi ra, ®Ó tËn dông n¨ng lîng níc vµo thêi kú nhiÒu níc, cßn l¾p thªm c«ng suÊt trïng. Nh vËy c«ng suÊt l¾p m¸y cña Tr¹m thuû ®iÖn kh«ng ®iÒu tiÕt lµm viÖc trong hÖ thèng chØ cã thÓ cã hai thµnh phÇn: Nct max = Nb® + Ntr Khi kh«ng l¾p c«ng suÊt trïng th× c«ng suÊt l¾p m¸y cña tramk chØ b»ng c«ng suÊt ®¶m b¶o. * Ngoµi c¸c c«ng suÊt kÓ trªn ta cßn thÊy ë nhµ m¸y thuû ®iÖn ®iÒu tiÕt ngµy cßn cã c«ng suÊt muµ :Nmïa Do cha cã biÓu ®å phô t¶i nªn ta x¸c ®Þnh c«ng suÊt l¾p m¸y (Nlm ) theo c«ng thøc kinh nghiÖm: Nlm =(2  5) Nb® ViÖc lÊy c«ng suÊt l¾p m¸y lµ bao nhiªu trong kho¶ng c«ng suÊt b¶o ®¶m lµ mét vÊn ®Ò cÇn ®îc tÝnh to¸n: - NÕu lÊy hÖ sè nhá: c«ng suÊt l¾p m¸y nhá, kh«ng tËn dông ®îc nguån níc, lîng thõa x¶ lín nhng hiÖu suÊt lµm viÖc cña c¸c thiÕt bÞ cao, sè giê lîi dông c«ng suÊt l¾p m¸y lín. Svth: ng« hång thanh-líp 41®1 40 ®å ¸n tèt nghiÖp thuû ®iÖn CT4 thiÕt kÕ s¬ bé tr¹m - NÕu lÊy hÖ sè lín: Nlm lín lîi dông ®îc nhiÒu n¨ng lîng cña dßng níc, lîng níc x¶ thõa Ýt, khèi lîng thiÕt bÞ t¨ng, sè giê lîi dông c«ng suÊt l¾p m¸y nhá, kh«ng tËn dông ®îc kh¶ n¨ng lµm viÖc cña c¸c thiÕt bÞ. III. X¸c ®Þnh c«ng suÊt l¾p m¸y Nlm cña tr¹m thuû ®iÖn CT4 V× tr¹m thuû ®iÖn ®iÒu tiÕt ngµy cña ®å ¸n nµy kh«ng cã nhiÒu tµi liÖu do ®ã ta sö dông ®êng quan hÖ tæng lîng níc ®Ó tÝnh.C¸ch tÝnh nh sau: Ta x©y dùng ®êng quan hÖ t©n suÊt tæng lîng níc Tõ Nb® = 90% , ta sÏ ®îc Qb® = 28.78(m3/s) Víi hå ®iÒu tiÕt ngµy th× ta coi nh thêi gian ph¸t ®iÖn lµ 8 tiÕng , cßn l¹i lµ tr÷ 16 tiÕng. Dung tÝch hå lµ : Vhi = Qb® ×16 ×3600 (m3 ) Víi Qb® = 28.78(m3/s) th× Vhi = 1.6 × 106 (m3 ) Nlm cña tr¹m thuû ®iÖn ®iÒu tiÕt ngµy ®ùoc tÝnh theo c«ng thøc sau: Nlm = k × (Qb® + Vhi ) 8×3600 ×H _ Trong ®ã : K:hÖ sè cña tr¹m thuû ®iÖn ( k = 8.4) Qb® = 28.78(m3/s) _ H = ZTL-ZHL (ZTL= MND +MNC 2 , ZHL= ZHL(Qb®+ Tõ b¶ng tÝnh I-1 ta cã MNC=431.3m Vµ ZHL= 412.8m Svth: ng« hång thanh-líp 41®1 _ → H → Vhi ) 8×3600 ZTL=431.7 m =431.7- 412.8 = 18.9 m 41 ®å ¸n tèt nghiÖp thuû ®iÖn CT4 ⇒ thiÕt kÕ s¬ bé tr¹m Nlm = 8.4 × (27.87 + ⇒ 1.6 ×106 ) 8 ×3600 ×18.9 Nlm = 13.25 ×106(kw) IV. X¸c ®Þnh ®iÖn lîng b×nh qu©n nhiÒu n¨m Enn §iÖn läng b×nh qu©n nhiÒu n¨m cña Tr¹m thuû ®iÖn lµ mét th«ng sè rÊt quan träng trong viÖc ®¸nh gi¸ møc ®é cung cÊp ®iÖn cho hÖ thèng ®iÖn b×nh qu©n trong nhiÒu n¨m. §èi víi Tr¹m thuû ®iÖn ®iÒu tiÕt ngµy th× khi x¸c ®Þnh ®iÖn lîng n¨m trung b×nh nhiÒu n¨m th× ta cã thÓ dïng 3 c¸ch sau ®©y: * C¸ch1: Dïng ®ßng tÇn suÊt c«ng suÊt b×nh qu©n thêi ®o¹n. Néi dung :TÝnh c«ng suÊt cña dßng níc b×nh qu©n thêi ®o¹n( 1ngµy, 3ngµy, 5 ngµy , 10 ngµy …) cho liÖt n¨m thuû v¨n hoÆc cho d·y n¨m ®¹i biÓu . Tõ ®ã vÏ ®êng tÇn suÊt c«ng suÊt c«ng suÊt dßng níc . §Ó cã thÓ x¸c ®Þnh ®îc ®iÖn lîng ta ®æi trôc hoµnh trong h×nh vÏ sau thµnh sè giê cña mét n¨m víi ý nghÜa lµ sè giê t¬ng øng víi møc b¶o ®¶m 100% ph¶i lµ sè giê cña mét n¨m – 8760 (h). DiÖn tÝch h¹n chÕ bëi ®êng n»m ngang víi tung ®é lµ N LM ®îc g¹ch chÐo trªn h×nh vÏ lµ trÞ sè ®iÖn lîng n¨m trung b×nh nhiÒu n¨m cña tr¹m thuû ®iÖn ®iªï tiÕt ngµy Svth: ng« hång thanh-líp 41®1 42 ®å ¸n tèt nghiÖp thuû ®iÖn CT4 thiÕt kÕ s¬ bé tr¹m *C¸ch 2: Ngoµi ra ®Ó x¸c ®Þnh _ Enn cña Tr¹m thuû ®iÖn ®iªï tiÕt ngµy còng dïng c¸ch tÝnh E n¨mcho 3 n¨m ®¹i biÓu ®iÓn h×nh (n¨m Ýt níc, n¨m nhiÒu níc vµ n¨m trung b×nh níc ) råi lÊy trÞ sè trung b×nh cña 3 n¨m ®ã . Nhng c¸ch x¸c ®Þnh nµy cho trÞ sè _ ®Þnh Enn theo _ Enn kÐm chÝnh x¸c h¬n ph¬ng ph¸p x¸c ®ßng tÇn suÊt c«ng suÊt b×nh qu©n thêi ®o¹n. _ *C¸ch 3: X¸c ®Þnh Enn b»ng c¸ch chØ tÝnh cho 1 n¨m níc trung b×nh . Nhng ph¬ng ph¸p nµy rÊt kÐm chÝnh x¸c . §èi víi Tr¹m thuû ®iÖn CT4 ta cã thÓ chän c¸ch 2 ®Ó tÝnh _ Enn _ Enn = E50% +E10% +E90% 3 (Mwh) 12 Víi Ei%= ∑ i =1 N i ×T . Trong ®ã T:sè giê mät th¸ng T=720h Svth: ng« hång thanh-líp 41®1 43 ®å ¸n tèt nghiÖp thuû ®iÖn CT4 thiÕt kÕ s¬ bé tr¹m Ni :c«ng suÊt th¸ng thø i (NÕu Ni > Nlm th× ta lÊy Nlm ®Ó tÝnh , cßn th¸ng nµo cã Ni < Nlm th× ta tÝnh víi Ni ) Tõ b¶ng I-3 ta cã : _ Enn = 181810 =60603 (mwh ) 3 V. TÝnh sè giê lîi dông c«ng suÊt l¾p m¸y (Nlm) Sè giê lîi dông c«ng suÊt l¾p m¸y (h Nlm) lµ sè giê mµ Tr¹m thuû ®iÖn lµm viÖc c«ng suÊt l¾p m¸y trong 1 n¨m. HNlm= Thay sè : _ En N lm (h) hNlm= 60603 =4573 .8h 13.25 Theo kinh nghiÖm thiÕt kÕ hiÖn nay cho c¸c Tr¹m thuû ®iÖn lµ sè giê lîi dông N lm thêng vµo kho¶ng ( 3000-5000 h) ⇒ Sè giê lîi dông c«ng suÊt l¾p m¸y cña Tr¹m thuû ®iÖn CT4 lµ : h= 4573.8 h VI.X¸c ®Þnh c¸c cét níc ®Æc trng cña TT§ X¸c ®Þnh c¸c cét níc ®Æc trng lµ t×m ra giíi h¹n cã thÓ ®¹t ®îc cña cét níc ph¸t ®iÖn. Tõ ®ã t¹o ra ®iÒu kiÖn cho viÖc lùa chän thiÕt bÞ cho nhµ m¸y thuû ®iÖn phï hîp víi kh¶ n¨ng cña dßng níc, ®¹t hiÖu qu¶ cao nhÊt. 1.X¸c ®Þnh cét níc lín nhÊt Hmax Cét níc lín nhÊt cña TT§ lµ trÞ sè cét níc lín nhÊt cña cét níc xÈy ra trong qu¸ tr×nh vËn hµnh nhµ m¸y Hmax = MNDBT – ZHLmin Svth: ng« hång thanh-líp 41®1 44 ®å ¸n tèt nghiÖp thuû ®iÖn CT4 thiÕt kÕ s¬ bé tr¹m Trong ®ã: ZHLmin: Cao tr×nh mùc níc h¹ lu øng víi lu lîng nhá nhÊt cña TT§ x¶ xuèng h¹ lu. ZHLmin= ZHL(Qmin ) Qmin: Lu lîng nhá nhÊt x¶ xuèng h¹ lu trong qu¸ tr×nh vËn hµnh cña TT§ S¬ bé lÊy Qmin = min(Qi) Víi Qi: Lu lîng thiªn nhiªn cña th¸ng thø i trong ba n¨m ®iÓn h×nh. Ta cã Qmin =17.2(m3/s), tra quan hÖ (Q~ZHL ) ta ®îc ZHLmin=411 (m) VËy Hmax=433 – 411=22(m). 2. X¸c ®Þnh cét níc b×nh qu©n gia quyÒn Hbq Hbq: Lµ cét níc b×nh qu©n cña NMT§ trong suèt qu¸ 36 tr×nh vËn hµnh b×nh thêng : H bq  N H i 1 36 i N i 1 i (m) i Trong ®ã: Hi: Cét cña TT§ t¹i th¸ng thø i. Ni: C«ng cña th¸ng thø i. (NÕu Ni > Nlm ta lÊy Nlm ®· tÝnh, cßn th¸ng nµo cã Ni < Nlm th× ta tÝnh víi Ni) C¸c trÞ sè ®îc tÝnh tõ b¶ng tÝnh tÇn suÊt c«ng suÊt Thay sè ta cã: Hbq= Svth: ng« hång thanh-líp 41®1 8138 .7 = 419 .18 19.3 m 45 ®å ¸n tèt nghiÖp thuû ®iÖn CT4 thiÕt kÕ s¬ bé tr¹m 3. X¸c ®Þnh cét níc tÝnh to¸n Cét níc tÝnh to¸n lµ cét níc thÊp nhÊt mµ TT§ vÉn ph¸t ra ®îc c«ng suÊt l¾p m¸y. Trong thiÕt kÕ cét níc tÝnh tãan tÝnh theo kinh nghiÖm lÊy b»ng 90% cét níc b×nh qu©n cña tr¹m VËy Htt=0.9xHbq= 0.9x19.3 =17.37m Svth: ng« hång thanh-líp 41®1 46 ®å ¸n tèt nghiÖp thuû ®iÖn CT4 thiÕt kÕ s¬ bé tr¹m 4. X¸c ®Þnh cét níc nhá nhÊt Hmin(m) Hmin lµ cét níc nhá nhÊt xuÊt hiÖn trong qu¸ tr×nh lµm viÖc b×nh thêng cña TT§. Hay lµ cét níc chªnh lÖch gi÷a mùc níc thîng lu lµ MNC vµ mùc níc h¹ lu lµ cao nhÊt. Hmin ®îc tÝnh theo c«ng thøc: Hmin= MNC- ZHLmax ZHLmax: Mùc níc h¹ lu lín nhÊt ®îc x¸c ®Þnh nh sau:  ZHLmax= ZHL  QxMNC max QxMNC max: Lu lîng x¶ xuèng h¹ lu lín nhÊt øng víi mùc níc th- îng lu lµ MNC §Ó x¸c ®Þnh QxMNC max ta x©y dùng quan hÖ Q x~ ZHL víi c«ng thøc Qx = Q Hx ttmax H tt Qttmax: Lu lîng lín nhÊt qua nhµ m¸y, nhµ m¸y ph¸t ra c«ng suÊt l¾p m¸y N lm. Qttmax = K .H N tt Trong ®ã: KN: HÖ sè c«ng suÊt ( KN=8.4) Nlm: C«ng suÊt l¾p m¸y (Nlm=13.25 Mkw) Htt: Cét níc tÝnh to¸n (Htt=17.37m) Hx: Cét níc t¬ng øng víi lu lîng x¶ Qttmax N lm. 13.25×103 = =90.81m3 / s = K .H 8 . 4 × 17 . 37 N tt Svth: ng« hång thanh-líp 41®1 47 ®å ¸n tèt nghiÖp thuû ®iÖn CT4 thiÕt kÕ s¬ bé tr¹m Qttmax=90.81(m3/s) Ta gi¶ thiÕt nhiÒu gi¸ trÞ H x tõ ®ã t×m ®îc Qx ta tra quan hÖ Q=f(Zhl) ta ®îc Zhl t¬ng øng Cã ZHL ta tÝnh ra ®îc ZTL =ZHL+ Hx Tõ ®ã lËp ®îc quan hÖ (Qx- ZTL) øng víi ZTL=MNC ta tra ra Qx vµ ®©y lµ lu lîng lín nhÊt øng víi MNTL lµ MNC vµ gäi ®ã lµ QxMNC max MNC = 431.3 (m) Qu¸ tr×nh tÝnh to¸n ®îc ghi trong b¶ng ⇒ Hmin = 12.25 m b¶ng tÝnh Hmin Hx 14.3 95.3 13 79.7 12.25 11.15 Qx Zh 4 418. 3 418. 71.98 419.0 69.5 6 432. 5 431. 5 420.6 431.7 9 5 431.3 5 l Ztl Svth: ng« hång thanh-líp 41®1 48 ®å ¸n tèt nghiÖp thuû ®iÖn CT4 thiÕt kÕ s¬ bé tr¹m PhÇn III Chän thiÕt bÞ Ch¬ng I. chän sè tæ m¸y 1.1: kh¸i qu¸t Sau khi x¸c ®Þnh ®îc c¸c th«ng sè c¬ b¶n cña NMT§ ta tiÕn hµnh chän thiÕt bÞ cho nhµ m¸y. Trong NMT§ cã rÊt nhiÒu thiÕt bÞ nhng cã hai lo¹i thiÕt bÞ c¬ b¶n. + ThiÕt bÞ c¬ khÝ thuû lùc + ThiÕt bÞ ®iÖn vµ c¸c thiÕt bÞ kh¸c. Trong c¸c thiÕt bÞ trªn cã hai thiÕt bÞ quan träng nhÊt, trùc tiÕp s¶n xuÊt ra ®iÖn ®ã lµ Turbin thñy lùc vµ m¸y ph¸t. Turbin thñy lùc (Turbin níc) lµ lo¹i ®«ng c¬ ch¹y b»ng søc níc ®îc dïng ®Ó biÕn ®æi n¨ng lîng dßng ch¶y thµnh c¬ n¨ng lµm quay trôc m¸y ph¸t. Tæ hîp gi÷a Turbin vµ m¸y ph¸t ®iÖn gäi lµ tæ m¸y ph¸t ®iÖn thñy lùc. Do tÝnh ®a d¹ng cña nguån thñy n¨ng thiªn nhiªn, nªn c¸c tæ hîp cét níc, lu lîng ë c¸c TT§ lµ kh«ng gièng nhau vµ ®ßi hái cÇn ph¶i cã nhiÒu lo¹i Turbin kh¸c nhau. §iÒu ®ã kh«ng cã nghÜa lµ mçi TT§ nhÊt thiÕt ph¶i thiÕt kÕ ra mét lo¹i Turbin riªng biÖt. Trong nh÷ng n¨m gÇn ®©y, nh÷ng thµnh tùu nghiªn cøu lý thuyÕt t¬ng tù vµ m« h×nh ho¸ Turbin ®· chÕ t¹o ra ®îc c¸c kiÓu Turbin cã chÊt lîng tèt ®¸p øng ®Çy ®ñ Svth: ng« hång thanh-líp 41®1 49 ®å ¸n tèt nghiÖp thuû ®iÖn CT4 thiÕt kÕ s¬ bé tr¹m c¸c yªu cÇu x©y dùng cña TT§. §Ó gi¶m nhÑ c«ng viÖc tÝnh to¸n vµ chÕ t¹o, c¸c ®¬n vÞ thiÕt kÕ, chÕ t¹o vµ sö dông Turbin ®Òu dïng nh÷ng tµi liÖu thèng nhÊt vÒ c¸c kiÓu Turbin ®· ®îc quy íc ho¸ vµ tiªu chuÈn ho¸. ViÖc chän lo¹i Turbin cã ý nghÜa rÊt quan träng trong viÖc thiÕt kÕ nhµ m¸y. Nã quyÕt ®Þnh ®Õn cao tr×nh l¾p m¸y, khèi lîng ®µo ®¾p x©y dùng c«ng tr×nh , kÝch thíc nhµ m¸y vµ c¸c thiÕt bÞ phô trî, do ®ã gãp phÇn kh«ng nhá ®Õn viÖc ®Çu t vèn, mÆt kh¸c nã cßn ¶nh hëng ®Õn viÖc cung cÊp ®iÖn. * Chän sè tæ m¸y: ViÖc lùa chän thiÕt bÞ cho nhµ m¸y vµ sè tæ m¸y sao cho kinh tÕ lµ mét vÊn ®Ò rÊt quan träng trong qu¸ tr×nh tÝnh to¸n thiÕt kÕ nhµ m¸y thuû ®iÖn ( NMT§ ) v× nã ¶nh h - ëng tíi: kÝch thíc, quy m« c«ng tr×nh, kÕt cÊu c«ng tr×nh..., nã ¶nh hëng trùc tiÕp ®Õn vèn ®Çu t vµo c«ng tr×nh. Chän sè tæ m¸y vµ chän thiÕt bÞ cho nhµ m¸y lµ hai c«ng viÖc liªn quan chÆt chÏ ®Õn nhau, trong ®ã vÊn ®Ò chän sè tæ m¸y ph¶i dùa vµo hai ®iÒu kiÖn kinh tÕ vµ kü thuËt. Do ®ã khi chän ta ph¶i tÝnh to¸n cho rÊt nhiÒu ph¬ng ¸n, sau ®ã so s¸nh , ®Ó chän 1 ph¬ng ¸n sao cho cung cÊp ®iÖn an toµn, vèn ®Çu t nhá, chi phÝ vËn hµnh thÊp. NghÜa lµ ph¶i ®¶m b¶o c¶ vÒ yªu cÇu kü thuËt vµ cã lîi h¬n vÒ kinh tÕ. V× vËy khi chän sè tæ m¸y (Z) ta ph¶i quan t©m c¸c yÕu tè sau: Thø nhÊt, C«ng suÊt cña mét tæ m¸y ph¶i nhá h¬n c«ng suÊt dù tr÷ sù cè cña hÖ thèng: NHTdc= ( 10 – 12 )% PmaxHT Thø hai, VÒ mÆt n¨ng lîng: Turbin ph¶i lµm viÖc trong vïng cã hiÖu suÊt cao Svth: ng« hång thanh-líp 41®1 50 ®å ¸n tèt nghiÖp thuû ®iÖn CT4 thiÕt kÕ s¬ bé tr¹m Thø ba, VÒ mÆt qu¶n lý vËn hµnh: §Ó dÔ qu¶n lý vËn hµnh th× râ rµng sè tæ m¸y Ýt sÏ vËn hµnh thuËn tiÖn h¬n Thø t, Vèn ®Çu t vµo thiÕt bÞ vµ x©y dùng c«ng tr×nh : Sè tæ m¸y Ýt nªn c«ng suÊt mét tæ m¸y lín v× vËy vèn ®Çu t vµo c¶ nhµ m¸y nhá, kÝch thíc nhµ m¸y nhá, t¨ng nhanh tiÕn ®é thi c«ng. Thø n¨m, VÒ vËn chuyÓn, l¾p r¸p: Sè tæ m¸y Ýt, kÝch thíc vµ träng lîng thiÕt bÞ mçi tæ m¸y lín, do vËy viÖc vËn chuyÓn ®Õn c«ng trêng gÆp rÊt nhiÒu khã kh¨n. ViÖc chän thiÕt bÞ ph¶i phï hîp víi t×nh h×nh thùc tÕ: ph¬ng tiÖn giao th«ng, ®êng x¸, cÇu cèng... Víi t×nh h×nh níc ta ph¶i nhËp thiÕt bÞ tõ níc ngoµi v× vËy nªn chän sè tæ m¸y sao cho c¸c thiÕt bÞ ®· cã s½n trong Catalogue, nÕu ®Æt chÕ t¹o mét lo¹t thiÕt bÞ míi sÏ rÊt tèn kÐm, sÏ lµm t¨ng vèn ®Çu t. Thø s¸u, VÒ cung cÊp ®iÖn: §Ó ®¶m b¶o an toµn cung cÊp ®iÖn nªn chän sè tæ m¸y nhiÒu. NhÊt lµ tr¹m thuû ®iÖn ( TT§) cã tû träng lín trong hÖ thèng th× sù cè mçi tæ m¸y ¶nh hëng rÊt lín ®Õn viÖc cung cÊp ®iÖn cña hÖ thèng. NÕu chän sè tæ m¸y Ýt dÉn ®Õn viÖc cung cÊp ®iÖn kh«ng an toµn, v× mçi tæ m¸y ®¶m nhËn mét phÇn phô t¶i rÊt lín, khi gÆp sù cè lµm cho thiÖt h¹i ®èi víi c¸c hé tiªu thô ®iÖn lín, dÉn ®Õn viÖc cung cÊp ®iÖn kh«ng an toµn. Víi mùc níc d©ng b×nh thêng (MNDBT) = 433 m Qua phÇn tÝnh to¸n thuû n¨ng ta cã kÕt qu¶: C«ng suÊt l¾p m¸y: Cét níc tÝnh to¸n : NLm= 13.25 × 103(kw) HTT= 17.37m Cét níc b×nh qu©n : Hbq=19.3 m Cét níc lín nhÊt : Svth: ng« hång thanh-líp 41®1 Hmax=22 m 51 ®å ¸n tèt nghiÖp thuû ®iÖn CT4 thiÕt kÕ s¬ bé tr¹m Cét níc nhá nhÊt : Hmin=12.25m Tõ nh÷ng ph©n tÝch trªn ta thÊy viÖc tÝnh to¸n mét c¸ch chÝnh x¸c ®Ó chän sè tæ m¸y hîp lý ®ßi hái ph¶i mÊt rÊt nhiÒu thêi gian. MÆt kh¸c do yªu cÇu lµ thiÕt kÕ s¬ bé nªn t«i ®a ra mét sè ph¬ng ¸n sau: Ph¬ng ¸n NMT§ cã 2 tæ m¸y. Ph¬ng ¸n NMT§ cã 3 tæ m¸y. C«ng suÊt ®Þnh møc cña mét tæ m¸y (NTm) : N Tm N Lm Z trong ®ã : NLm- C«ng suÊt l¾p m¸y cña NMT§ Z – Sè tæ m¸y C«ng suÊt ®Þnh møc cña mét Turbin ( NTb) : N Tb  N Tm ηmf Trong ®ã : NTm : C«ng suÊt cña mét tæ m¸y ηmf : HiÖu suÊt cña m¸y ph¸t ( ηmf=0.96  0.98 ) { s¬ bé chän ηmf= 0.97 } VËy ta cã b¶ng sau: Ph¬ng ¸n 2 tæ m¸y 3 tæ m¸y NTm 103 kw 6.63 4.42 Ntb103 kw 6.84 4.55 1.2: TÝnh to¸n víi c¸c ph¬ng ¸n Néi dung: Tõ yªu cÇu c«ng suÊt ®èi víi mçi tæ m¸y cña tõng ph¬ng ¸n ta ®i chän thiÕt bÞ cho tõng ph¬ng ¸n cô thÓ Svth: ng« hång thanh-líp 41®1 52 ®å ¸n tèt nghiÖp thuû ®iÖn CT4 thiÕt kÕ s¬ bé tr¹m lµ Turbin, m¸y ph¸t. Sau ®ã ®¸nh gi¸ s¬ bé vèn ®Çu t vµo thiÕt bÞ vµ x©y dùng nhµ m¸y. Turbin thuû lùc ( Turbin níc ): lµ lo¹i ®éng c¬ chay b»ng søc níc ®îc dïng ®Ó biÕn ®æi n¨ng lîng dßng níc ( thuû n¨ng ) thµnh c¬ n¨ng lµm quay trôc m¸y ph¸t ®iÖn, tæ hîp Turbin vµ m¸y ph¸t ®iÖn gäi lµ tæ m¸y ph¸t thuû lùc. Néi dung chän Turbin: ViÖc lùa chän Turbin cã ý nghÜa rÊt quan träng trong viÖc thiÕt kÕ nhµ m¸y. TiÕn hµnh chän Turbin ph¶i dùa vµo c¸c th«ng sè c¬ b¶n cña nhµ m¸y thuû ®iÖn ( NMT§ ). Lùa chän Turbin phï hîp víi ®iÒu kiÖn lµm viÖc cña NMT§ vµ sao cho kinh tÕ nhÊt. Svth: ng« hång thanh-líp 41®1 53 ®å ¸n tèt nghiÖp thuû ®iÖn CT4 thiÕt kÕ s¬ bé tr¹m ViÖc chän Turbin gåm: - X¸c ®Þnh sè tæ m¸y cña NMT§ ( c¸c ph¬ng ¸n ) tõ ®ã x¸c ®Þnh c«ng suÊt cña mét Turbin ph¶i ®¶m nhËn. - Chän lo¹i Turbin, x¸c ®Þnh ®êng kÝnh b¸nh xe c«ng t¸c ( BXCT) D1 - X¸c ®Þnh c¸c th«ng sè c¬ b¶n cña Turbin. C¨n cø ®Ó chän Turbin: Tõ kÕt qu¶ tÝnh to¸n thuû n¨ng ta cã: C«ng suÊt l¾p m¸y Nlm, cét níc b×nh qu©n gia quyÒn Hbq, cét níc nhá nhÊt Hmin, cét níc lín nhÊt Hmax, cét níc tÝnh to¸n Htt, mùc níc h¹ lu nhá nhÊt ZHLmin, c¸c ®êng quan hÖ mùc níc thîng h¹ lu, c¸c ®êng ®Æc tÝnh tæng hîp chÝnh cña kiÓu BXCT Turbin, c¸c b¶ng tra. I. Ph¬ng ¸n NMT§ cã 2 tæ m¸y (Z=2 tæ m¸y) 1. C¸c th«ng sè c¬ b¶n: C«ng suÊt mét tæ m¸y : Ntm=6.63 × 106(kw) C«ng suÊt ®Þnh møc Turbin: NTb=6.84 ×106(kw) Cét níc lín nhÊt: Hmax=22 m Cét níc nhá nhÊt: Hmin= 12.25m Cét níc b×nh qu©n: Hbq=19.3 m Cét níc tÝnh to¸n: Htt= 17.37 m Cao tr×nh mùc níc h¹ lu nhá nhÊt: ZHLmin= 411 m 2. Chän kiÓu Turbin: C¨n cø vµo ph¹m vi thay ®æi cét níc tõ Hmin = 12.25 ®Õn Hmax=22 m, c«ng suÊt yªu cÇu cña Turbin lµ N lm=6.63 103 kw, tra h×nh (8-1) " BiÓu ®å ph¹m vi sö dông c¸c lo¹i Svth: ng« hång thanh-líp 41®1 54 ®å ¸n tèt nghiÖp thuû ®iÖn CT4 thiÕt kÕ s¬ bé tr¹m Turbin níc" (Gi¸o tr×nh Turbin thuû lùc – trang 120 –Trêng §¹i Häc Thuû Lîi ) ta ®îc kiÓu Turbin CQ –30/587. Svth: ng« hång thanh-líp 41®1 55 ®å ¸n tèt nghiÖp thuû ®iÖn CT4 thiÕt kÕ s¬ bé tr¹m 3. X¸c ®Þnh c¸c th«ng sè c¬ b¶n cña Turbin a) X¸c ®Þnh ®êng kÝnh b¸nh xe c«ng t¸c (BXCT): (D1) D1  N Tb 9.81η T Q'I H TT H TT Trong ®ã: + Ntb : C«ng suÊt cña mét Turbin (N tb=6.84  103kw) + ηtb : HÖu suÊt cña mét Turbin ( ηtb=0.88-:- 0.9) chän ηtb=0.89 +QI’ : Lu lîng quy dÉn lÊy ë ®iÓm tÝnh to¸n trªn ®êng h¹n chÕ c«ng suÊt 5% hoÆc trÞ sè Q' Imax cho ë b¶ng (8-1) "tr 118 GTTBTL" ta cã: Q'Imax = 1940 (l/s) =1.94 (m3/s) + Htt: Cét níc tÝnh to¸n cña TT§ ( Htt= 17.37 m) thay sè: D1= 6.84×103 9.81×0.89×1.94×17.37 17.37 = 2.36(m) Tra b¶ng (5-5) “Gi¸o tr×nh Turbin thuû lùc” chän theo ®êng kÝnh tiªu chuÈn D1=2.5 (m) b) X¸c ®Þnh sè vßng quay ®ång bé (n) Sè vßng quay ®ång bé cña Turbin ®îc tÝnh theo c«ng thøc: n n1' T o H bq D1 Trong ®ã: Hbq: Cét níc b×nh qu©n ( Hbq=19.3 m ) D1 : §êng kÝnh b¸nh xe c«ng t¸c (bxct) (D1=2.5 m ) Svth: ng« hång thanh-líp 41®1 56 ®å ¸n tèt nghiÖp thuû ®iÖn CT4 thiÕt kÕ s¬ bé tr¹m n,1To :Sè vßng quay quy dÉn tèi u cña Turbin thùc n,1To = n,1Mo + Δ n,1  η T max n1' n1' M 0    η M max  1  Δn,1 : §é hiÖu chØnh sè vßng quay quy dÉn Turbin thùc vµ Turbin mÉu n,1Mo : Sè vßng quay quy dÉn tèi u cña Turbin mÉu n,1Mo= 140 v/p ηTmax, ηMmax – HiÖu suÊt lín nhÊt cña Turbin thùc vµ Turbin mÉu, tra trªn ®êng §TTHC cña Turbin CQ 30/587 ta ®îc ηMmax= 0,89 η T max 1 1 η M max 5 D1M D1T (Khi Htt  150m ) D1M, D1T: Lµ ®êng kÝnh cña bxct cña Turbin mÉu vµ Turbin thùc D1M=0,46 m D1T= 2.5 m thay sè ta ®îc : Q1' tt  NTb 9.81ηT D12HTT HTT η T max =1- ( 1- 0.89) 5 0.46 2.5 = 0,922 η TMax=0,922 Δn1' =140×( 0.922 -1 ) =2.49 0.89 Δn,1= 2.49 v/p Svth: ng« hång thanh-líp 41®1 57 ®å ¸n tèt nghiÖp thuû ®iÖn CT4 thiÕt kÕ s¬ bé tr¹m n,1To = 140 + 2.49 = 142.49 (v/p) thay sè : n =n1' T 0 Hbq D1 =142.49 19.3 =270.39(v/ p) 2.5 Chän sè vßng quay ®ång bé tiªu chuÈn theo b¶ng (84) “Gi¸o tr×nh TBTL” trêng §¹i Häc Thuû Lîi ta chän n=300 (v/p) c) KiÓm tra l¹i ®iÓm tÝnh to¸n + Sè vßng quay quy dÉn t¹i ®iÓm tÝnh to¸n n1' Ttt =n D1 Htt =300 2.5 17.37 n1' Ttt =179.95(v/ p) + Sè vßng quay quy dÉn Turbin mÉu t¹i ®iÓm tÝnh to¸n n,1Mtt=n,1Ttt- Δn,1 = 179.95–2.49 =177.46 (v/p) + Lu lîng quy dÉn t¹i ®iÓm tÝnh to¸n : Q1' tt = 6.84×103 =1.73(m3 / s) 2 9.81×0.89×2.5 ×17.37 17.37 §a n,1Mtt vµ Q,1tt nªn ®êng §TTHC ta thÊy ®iÓm tÝnh to¸n n»m trong vïng cã hiÖu suÊt cao ηtt = 0,81 d) KiÓm tra l¹i vïng lµm viÖc cña Turbin: - §Ó kiÓm tra viÖc chän D1 vµ n cã chÝnh x¸c kh«ng ta tÝnh c¸c gi¸ trÞ n,1Mmin vµ n,1M max khi cét níc cña TT§ thay ®æi tõ Hmax ®Õn Hmin Svth: ng« hång thanh-líp 41®1 58 ®å ¸n tèt nghiÖp thuû ®iÖn CT4 thiÕt kÕ s¬ bé tr¹m + §êng n,1min øng víi cét níc lín nhÊt (Hmax=22 (m) n1' M min = Svth: ng« hång thanh-líp 41®1 nD1 Hmax - Δn1' = 300×2.5 22 - 2.49=157.4(v/ p) 59 ®å ¸n tèt nghiÖp thuû ®iÖn CT4 thiÕt kÕ s¬ bé tr¹m + §êng n,1Max øng víi cét níc nhá nhÊt (Hmin=12.25 m) n1' M max = nD1 Hmin - Δ n1' = 300×2.5 12.25 - 2.49=214.3(v/ p) §a nªn ®êng §TTHC ta thÊy khi cét níc dao ®éng tõ Hmax ®Õn Hmin vïng lµm viÖc cña Turbin giíi h¹n bëi hai ®êng n,1min=157.4 (v/p) vµ n,1Max=214.3 (v/p) n»m trong vïng cã hiÖu suÊt cao. VËy ta chän : D1=2.5 (m) n=300 (v/p) 4. X¸c ®Þnh chiÒu cao hót (Hs) Trong qu¸ tr×nh Turbin lµm viÖc, trªn bÒ mÆt BXCT cña Turbin xuÊt hiÖn nh÷ng vÕt rç, hiÖn tîng ®ã gäi lµ hiÖn tîng khÝ thùc. §Ó Turbin lµm viÖc kh«ng sinh ra khÝ thùc, hoÆc h¹n chÕ hiÖn tîng khÝ thùc th× ®ßi hái ®é cao H S ph¶i nhá h¬n ®é cao cho phÐp [HS]. §é cao HS lµ kho¶ng c¸ch th¼ng ®øng tÝnh tõ mÆt níc h¹ lu ®Õn ®iÓm cã ¸p lùc nhá nhÊt . Víi Turbin c¸nh quay th× ®iÓm nµy n»m ë trung t©m c¸nh tuèc bin Hs ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: Hs 10   σ M  Δσ H (m) 900 Trong ®ã: σM- hÖ sè khÝ thùc cña Turbin mÉu tra trªn ®êng §TTHC víi ®iÓm tÝnh to¸n ta ®îc σM= 0,75. Svth: ng« hång thanh-líp 41®1 60 ®å ¸n tèt nghiÖp thuû ®iÖn CT4 thiÕt kÕ s¬ bé tr¹m  - Cao tr×nh ®Æt NMT§ so víi mÆt biÓn s¬ bé lÊy b»ng MNHLmin (  =ZHLmin=411 m ) σ- §é ®iÒu chØnh khÝ thùc tra trªn h×nh (7-4) “Gi¸o tr×nh TBTL” øng víi Htt=17.37 m  σ =0.06 H – Cét níc lµm viÖc cña Turbin H=Htt Thay sè ta cã: Hs =10- 411 - ( 0.75+0.06) ×17.37=- 2.83(m) 900 5. X¸c ®Þnh sè vßng quay lång tèc cña Turbin (n l) Trong qu¸ tr×nh vËn hµnh TT§, v× mét lý do nµo ®ã cÇn ph¶i ®ãng c¸ch híng níc ( trêng hîp gi¶m t¶i) mµ bé phËn híng níc cha kÞp ®ãng ®îc th× sè vßng quay cña Turbin t¨ng nªn ®ét ngét trong thêi gian ng¾n nã sÏ ®¹t tíi trÞ sè cùc ®¹i nµo ®ã gäi lµ sè vßng quay lång tèc (n l) nl  n1' I H max D1 trong ®ã: n,1I- Sè vßng quay lång quy dÉn Turbin CQ-30/587 tra b¶ng (8-2) “Gi¸o tr×nh TBTL” Ta ®îc Thay sè ta cã: nl = n,1l =312 (v/p) 312 22 =585.36(v/ p) 2.5 nl = 585.36(v/p) 6.X¸c ®Þnh cao tr×nh l¾p m¸y (∇ LM)  LM lµ cao tr×nh chuÈn ®Ó tõ ®ã lµm c¬ së x¸c ®Þnh c¸c cao tr×nh kh¸c cña nhµ m¸y vµ tÝnh khèi lîng ®µo ®¾p khi thi c«ng c«ng tr×nh: Víi Turbin c¸nh quay  LM ®îc tÝnh theo c«ng thøc sau: Svth: ng« hång thanh-líp 41®1 61 ®å ¸n tèt nghiÖp thuû ®iÖn CT4 thiÕt kÕ s¬ bé tr¹m ∇ LM =Hs +ZHL min +λD1(m) Trong ®ã: D1 :§êng kÝnh b¸nh xe c«ng t¸c : 0.38  0.42 (Ta lÊy =0.4 ) Thay sè ta cã: ∇ LM =- 4.53 +411+0.4 ×2.5 =407.47(m) chän  LM= 407.47 (m) B¶ng tæng hîp kÕt qu¶ chän Turbin cña ph¬ng ¸n 2 tæ m¸y BXCT CQ – 30/587 Ntb D1 7,86 . 103 2,5 (m) KW Q 1' ηmax n n'mi n'm n ax N1 Hs ∇lm 1,6 92,3% 250 v/p 149,24 194,75 522,65 -2,83 407,47 ( m3/s) v/p (m) (m) v/p v/p 7. Chän m¸y ph¸t Chän lo¹i m¸y ph¸t ph¶i ®¶m b¶o yªu cÇu vÒ kü thuËt vµ kinh tÕ: * VÒ kinh tÕ: Do ®iÒu kiÖn níc ta cha s¶n xuÊt ®îc m¸y ph¸t ®iÖn mµ ph¶i nhËp tõ níc ngoµi do vËy viÖc chän lo¹i m¸y ph¸t ph¶i c¨n cø vµo mÉu ë n¬i s¶n xuÊt. * VÒ kü thuËt: M¸y ph¸t chän sao cho ph¶i ®¶m b¶o vÒ an toµn, Ýt x¶y ra sù cè, thao t¸c vËn hµnh dÔ dµng. KiÓu m¸y ph¸t ®îc chän cã c«ng suÊt ®Þnh møc so víi c«ng suÊt thiÕt kÕ sai kh¸c nhau kh«ng ®îc qu¸ 5%, cßn vÒ sè vßng quay kh«ng ®îc vît qu¸ 3%. NÕu kh«ng tho¶ m·n ®iÒu kiÖn nµy th× ph¶i hiÖu chØnh l¹i cho phï hîp: So s¸nh vµ hiÖu chØnh cho ph¬ng ¸n 2 tæ m¸y So s¸nh gi÷a c«ng suÊt, vµ sè vßng quay chän víi c«ng suÊt vµ sè vßng quay thiÕt kÕ. + C«ng suÊt: Svth: ng« hång thanh-líp 41®1 62 ®å ¸n tèt nghiÖp thuû ®iÖn CT4 thiÕt kÕ s¬ bé tr¹m ( N - N ) =100( 7.5 - 6.83)10 % =8.9% >5% ' ΔN =100% 3 N 7.5 ×103 +Sè vßng quay: ( n - n ) % =100( 250 - 250) % =0 <3% ' Δn =100 n 250 V× v©y ta cÇn ph¶i hiÖu chØnh chiÒu cao lâi thÐp ®Ó c«ng suÊt chän t¬ng øng víi c«ng suÊt thiÕt kÕ trªn c¬ së sè vßng quay kh«ng ®æi. C«ng thøc Smf = Nmf cosφ Víi Nmf = η . Ntb ( mf ηmf = o,97)  Nmf = 7.62 (HW) LÊy Cos  = 0,58  Smf = 7.62 0,8 = 9.525(MVA)  C«ng suÊt trªn mçi cùc m¸y ph¸t: S  = Smf 2p Trong ®ã 2p: sè cùc tõ ph¸t ®iÖn P= Thay sè  S  60f n = 60.50 250 = 12 = 0,397 (MVA) ChiÒu dµi cung trßn vµnh bè trÝ cùc r«tor  = AS  A,  : phô thuéc vµo chÕ ®é lµm m¸t Chän chÕ ®é lµm m¸t = níc + kh«ng khÝ A = 0,451 ;  = 0,239   = 0,451 . (0,397)0,239 = 0,362 (m) Svth: ng« hång thanh-líp 41®1 63 ®å ¸n tèt nghiÖp thuû ®iÖn CT4 thiÕt kÕ s¬ bé tr¹m §êng kÝnh r«tor x¸c ®Þnh theo c«ng thøc  . 2p Di = --------- Di = 0,362×2 ×12 3,14 = 2.77 (m) ChiÒu cao lâi thÐp tõ x¸c ®Þnh theo c«ng thøc La = 30.CA .SO π.DO .D2i R Víi CA = --------S y Tra b¶ng R = 8,9 ; y = 0,105 8,9  CA = (0,397)0,105 = 0.502 no = 250 (v/p) ; So = k . Smf = 1,08 . 9.525 = 10.278 (MVA) 30. 9.8.10.287 Thay sè  h = 3,14. 250. 2,772 = 0,502 (m) LÊy la = 80 (cm) §êng kÝnh ngoµi lâi thÐp: Da = Di + ( 0,5 - 0,9) = ( 3.27  3.67) LÊy Da = 3,47(m) M¸y ph¸t lµ: CB 347/800 – 24 Träng lîng toµn bé m¸y ph¸t ®iªn s¬ bé: Gmf =  . Di . la  : m¸y ph¸t kiÓu treo:  = 48 58 chän  = 53  Gmf = 53. 2,77 .0,8 = 73,7 ( tÊn) Träng lîng r«tor = ( 50 55%) träng lîng chung cña m¸y ph¸t Svth: ng« hång thanh-líp 41®1 64 ®å ¸n tèt nghiÖp thuû ®iÖn CT4 thiÕt kÕ s¬ bé tr¹m  GR = ( 0,5  0,55) . 73 = ( 36,85 40,53) tÊn LÊy GR = 39 (tÊn) M« men ®µ cña rotor m¸y ph¸t: GD2 = 2,9 . Di4 . la . i  i : phô thuéc vµo sè cùc m¸y ph¸t: 2p < 32   i = 0,75  GD2 = 2,9 .2,774 . 0,8 . 0,75  GD2 = 64.28 (T. m2) B¶ng kÕt qu¶ m¸y ph¸t víi ph¬ng ¸n z=2 tæ m¸y: Víi lo¹i nµy cã c¸c th«ng sè sau: KiÓu m¸y Sè vßng ph¸t quay CB 347/ 80- 250 C«ng suÊt 103 KVA 9,525 Cos träng lùc G§2 103 (KW) 7,62 M« men (T/m2) 0,8 64,28 Träng lîng R«t M¸y o ph¸t 39 73,7 24 +Lùc däc trôc: Pz=pzn+G Pzn=kz.D21.Hmax+1,1.(Gb+Gr+Gt) Trong ®ã: Pzn: ¸p lùc níc däc trôc Kz : HÖ sè ¸p lùc níc däc trôc( tra b¶ng 8-2) Gi¸o tr×nh TBTL Kz=0,22-:-0,26 chän Kz=0,24 Gt: Träng lîng trôc Turbin ( Gt = 80%Gb) Gb: Träng lîng BXCT tra h×nh (8-11b) gi¸o tr×nh TBTL D1=2.5 (m)  Gb=25 (t) Gt: Träng lîng cña trôc Turbin Svth: ng« hång thanh-líp 41®1 65 ®å ¸n tèt nghiÖp thuû ®iÖn CT4 thiÕt kÕ s¬ bé tr¹m Gt = 0.8 25 =20(t) thay sè: Pz=0,24 2.52 22 + 1,1.(25 + 39 +20) = 125.4( tÊn) 8. S¬ bé x¸c ®Þnh vèn ®Çu t vµo nhµ m¸y thuû ®iÖn: Gåm vèn ®Çu t vµo Turbin, m¸y ph¸t, bª t«ng cèt thÐp x©y dùng nhµ m¸y ( tÝnh theo ®¬n vÞ tiÒn tÖ Nga ) a) Gi¸ thµnh Turbin: Tra h×nh (10-4) "Gi¸o tr×nh TBTL" víi ®êng kÝnh BXCT D1=2.5 m, buång xo¾n bª t«ng H= 16 30 m tra ra ®îc träng lîng cña mét Turbin lµ 100 tÊn Tra quan hÖ (10-5) quan hÖ gi¸ thµnh Turbin víi träng lîng cña nã ta ®îc gi¸ thµnh cña mét Turbin lµ 2.9 106 (Róp). VËy NMT§ cã 2 tæ m¸y th× tæng gi¸ thµnh Turbin s¬ bé lµ : kTB=2 2.9 106=58 106 (Róp) b) Gi¸ thµnh m¸y ph¸t: Víi Gmf = 73.7(tÊn) tra quan hÖ (10-3) quan hÖ träng lîng m¸y ph¸t víi gi¸ thµnh cña nã ta ®îc gi¸ thµnh mét m¸y ph¸t lµ 1 105(Róp) NMT§ cã 2 tæ m¸yth× vèn ®Çu t vµo nhµ m¸y s¬ bé lµ : Kmf=2 105=2 ×105 (Róp) c) Gi¸ thµnh bª t«ng cèt thÐp x©y dùng nhµ m¸y Khèi lîng BTCT s¬ bé tÝnh theo c«ng thøc kinh nghiÖm cña Liªn X« (cò) víi 1 tæ m¸y Svth: ng« hång thanh-líp 41®1 66 ®å ¸n tèt nghiÖp thuû ®iÖn CT4 thiÕt kÕ s¬ bé tr¹m Wo=222.D1,71.H0,4tt. Khèi lîng BTCT kÓ c¶ gian l¾p r¸p vµ söa ch÷a: Wo=222.D1,71.H0,4tt.(Z+1) Trong ®ã : Z- lµ sè tæ m¸y (z=2) Wo=222 2.51.7 17.370.4  (2+1)= 11991.16(m3) Gi¸ thµnh BTCT s¬ bé lÊy =60 (Róp/m3) Kb= 60 x 11991.16= 7.19 105(Róp) Ph¬ng Ktb Kmf Kb ¸n (105Róp) (105Róp) (105Róp  K (105Róp) ) 2 tæ 58 2 7.19 m¸y 67.1 9 II.Ph¬ng ¸n NMT§ 3 tæ m¸y (Z=3 tæ m¸y) 1. C¸c th«ng sè c¬ b¶n: C«ng suÊt mét tæ m¸y : Ntm= 4.42 103 kw C«ng suÊt ®Þnh møc turbin: Ntb=4.55 103 kw Cét níc lín nhÊt: Hmax=22 m Cét níc nhá nhÊt: Hmin= 12.25 m Cét níc b×nh qu©n: Hbq=19.3 m Cét níc tÝnh to¸n: Htt= 17.37 m 2. Chän kiÓu Turbin: Svth: ng« hång thanh-líp 41®1 67 ®å ¸n tèt nghiÖp thuû ®iÖn CT4 thiÕt kÕ s¬ bé tr¹m C¨n cø vµo ph¹m vi thay ®æi cét níc tõ Hmin = 12.25 m ®Õn Hmax=22 m , c«ng suÊt yªu cÇu lµ 4.55 103 kw, tra h×nh (8-1) “ BiÓu ®å ph¹m vi sö dông c¸c lo¹i Turbin níc” "Gi¸o tr×nh TBTL"– trang 120 –Trêng §¹i Häc Thuû Lîi ta ®îc kiÓu Turbin CQ 30/587 3. X¸c ®Þnh c¸c th«ng sè c¬ b¶n cña Turbin; a)X¸c ®Þnh ®êng kÝnh b¸nh xe c«ng t¸c (BXCT): (D1) D1  N Tb 9.81η T Q'I H TT H TT (c¸c th«ng sè ®· gi¶i thÝch ë trªn) Ta tra b¶ng ( 8-1) D1 = ta ®îc Q’I = 1940 l/s = 1,94 m3/s 4.55×103 9.81×1.94×0.89×17.37 17.37 D1 = 1.93(m) Tra b¶ng (5-5) "Gi¸o tr×nh TBTL" chän theo ®êng kÝnh tiªu chuÈn D1=2 m b) X¸c ®Þnh sè vßng quay ®ång bé (n) Sè vßng quay ®ång bé cña Turbin ®îc tÝnh theo c«ng thøc: n n1' T o H bq D1 Trong ®ã: Hbq- Cét níc b×nh qu©n ( Hbq=19.3 m ) D1 - §êng kÝnh b¸nh xe c«ng t¸c (bxct) (D 1=2 m) n,1To – Sè vßng quay quy dÉn tèi u cña Turbin thùc Svth: ng« hång thanh-líp 41®1 68 ®å ¸n tèt nghiÖp thuû ®iÖn CT4 thiÕt kÕ s¬ bé tr¹m  η T max Δn1' n1' M 0    η M max  1 n,1To = n,1Mo + Δ n,1  Δn,1 :§é hiÖu chØnh sè vßng quay quy dÉn Turbin thùc vµ Turbin mÉu n,1Mo : Sè vßng quay quy dÉn tèi u cña Turbin mÉu n,1Mo= 140 v/p ηTMax, ηMmax : HiÖu suÊt lín nhÊt cña Turbin thùc vµ Turbin mÉu, tra trªn ®êng §TTHC cña Turbin CQ30/587 ta ®îc η MMax = 0,89 η T max 1 1 η M max 5 D1M D1T (Khi Htt  150m ) D1M, D1T: Lµ ®êng kÝnh cña bxct cña Turbin mÉu vµ Turbin thùc D1M=0,46 m D1T= 2 m thay sè ta ®îc : η T max =1- ( 1- 0.89) 5 0.46 =0.918 2 ηTMax=0,918 Δn1' =140( 0.918 - 1 ) =2.18 0.89 Δn,1= 2.18 v/p n,1To = 140 + 2.18 = 142.18 (v/p) thay sè : Svth: ng« hång thanh-líp 41®1 69 ®å ¸n tèt nghiÖp thuû ®iÖn CT4 thiÕt kÕ s¬ bé tr¹m n =n1' T 0 Hbq D1 =142.18 19.3 =312.31(v/ p) 2 chän sè vßng quay ®ång bé tiªu chuÈn theo b¶ng (8-4) “Gi¸o tr×nh TBTL” trêng ®¹i häc thuû lîi ta chän n=375(v/p) c) KiÓm tra l¹i ®iÓm tÝnh to¸n: + Sè vßng quay quy dÉn t¹i ®iÓm tÝnh to¸n n1' Ttt =n D1 2 =312.31 Htt 17.37 n1' Ttt =149.87(v/ p) + Sè vßng quay quy dÉn Turbin mÉu t¹i ®iÓm tÝnh to¸n: n,1Mtt=n,1Ttt- Δn,1 = 149.87 –2.18 =147.69 (v/p) + Lu lîng quy dÉn t¹i ®iÓm tÝnh to¸n : Q1' tt  Q1' tt = N Tb 9.81η T D12H TT H TT 4.55×103 =1.8(m3 / s) 2 9.81×0.89×2 ×17.37 17.37 §a n,1Mtt vµ Q,1tt nªn ®êng §TTHC ta thÊy ®iÓm tÝnh to¸n n»m trong vïng cã hiÖu suÊt cao ηtt = 0,82 Svth: ng« hång thanh-líp 41®1 70 ®å ¸n tèt nghiÖp thuû ®iÖn CT4 thiÕt kÕ s¬ bé tr¹m d) KiÓm tra l¹i vïng lµm viÖc cña Turbin: - §Ó kiÓm tra viÖc chän D1 vµ n cã chÝnh x¸c kh«ng ta tÝnh c¸c gi¸ trÞ n,1Mmin vµ n,1M max khi cét níc cña TT§ thay ®æi tõ Hmax ®Õn Hmin + §êng n,1min øng víi cét níc lín nhÊt (Hmax=22 m) n1' M min = nD1 Hmax - Δn1' = 375×2 - 2.18=157.72(v/ p) 22 + §êng n,1Max øng víi cét níc nhá nhÊt (Hmin=12.25 m) nD1 n1' M max = Hmin - Δn1' = 375×2 - 2.18=212.1(v/ p) 12.25 n1' Max =212.1(v/ p) §a nªn ®êng §TTHC ta thÊy khi cét níc dao ®éng tõ Hmax ®Õn Hmin vïng lµm viÖc cña Turbin giíi h¹n bëi hai ®êng n,1min=157.72(v/p) vµ n,1max=212.1(v/p) n»m trong vïng cã hiÖu suÊt cao. VËy ta chän : D1=2 (m) n=375 (v/p) 4) X¸c ®Þnh chiÒu cao hót (Hs) Trong qu¸ tr×nh Turbin lµm viÖc, trªn bÒ mÆt BXCT cña Turbin xuÊt hiÖn nh÷ng vÕt rç, hiÖn tîng ®ã gäi lµ hiÖn tîng khÝ thùc. §Ó Turbin lµm viÖc kh«ng sinh ra khÝ thùc, hoÆc h¹n chÕ hiÖn tîng khÝ thùc th× ®ßi hái ®é cao H S ph¶i nhá h¬n ®é cao cho phÐp [HS]. Svth: ng« hång thanh-líp 41®1 71 ®å ¸n tèt nghiÖp thuû ®iÖn CT4 thiÕt kÕ s¬ bé tr¹m §é cao HS lµ kho¶ng c¸ch th¼ng ®øng tÝnh tõ mÆt níc h¹ lu ®Õn ®iÓm cã ¸p lùc nhá nhÊt . Víi Turbin c¸nh quay th× ®iÓm nµy n»m ë trung t©m c¸nh tuèc bin . Hs ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: Hs 10    σ M  Δσ H (m) 900 trong ®ã: σM- HÖ sè khÝ thùc cña Turbin mÉu tra trªn ®êng §TTHC víi ®iÓm tÝnh to¸n ta ®îc σM= 0.75.  - Cao tr×nh ®Æt NMT§ so víi mÆt biÓn s¬ bé lÊy b»ng MNHLmin (  =ZHLmin=411 m ) Δ - §é ®iÒu chØnh khÝ thùc tra trªn h×nh (7-4) gi¸o tr×nh Turbin thuû lùc øng víi Htt=17.37 m  Δ=0.06 H – Cét níc lµm viÖc cña Turbin H=Htt Thay sè ta cã: Hs =10- 411 - ( 0.75+0.06) ×17.37=-2.83(m) 900 5) X¸c ®Þnh sè vßng quay lång tèc cña Turbin (n l) Trong qu¸ tr×nh vËn hµnh TT§, v× mét lý do nµo ®ã cÇn ph¶i ®ãng c¸ch híng níc ( trêng hîp gi¶m t¶i) mµ bé phËn híng níc cha kÞp ®ãng ®îc th× sè vßng quay cña Turbin t¨ng nªn ®ét ngét trong thêi gian ng¾n nã sÏ ®¹t tíi trÞ sè cùc ®¹i nµo ®ã gäi lµ sè vßng quay lång tèc (n l) nl  Svth: ng« hång thanh-líp 41®1 n1' I H max D1 trong ®ã: 72 ®å ¸n tèt nghiÖp thuû ®iÖn CT4 thiÕt kÕ s¬ bé tr¹m n,1I- Sè vßng quay lång quy dÉn Turbin CQ-30/587 tra n,1l =312 (v/p) b¶ng (8-2) “Gi¸o tr×nh TBTL” Ta ®îc Thay sè ta cã: nl = 312 22 =731.7(v/ p) 2 nl = 731.7(v/p) 6) X¸c ®Þnh cao tr×nh l¾p m¸y (  LM)  LM lµ cao tr×nh chuÈn ®Ó tõ ®ã lµm c¬ së x¸c ®Þnh c¸c cao tr×nh kh¸c cña nhµ m¸y vµ tÝnh khèi lîng ®µo ®¾p khi thi c«ng c«ng tr×nh: Víi Turbin c¸nh quay  LM ®îc tÝnh theo c«ng thøc sau: ∇ LM =Hs +ZHL min +λ ×D1(m) ,trong ®ã: : 0.38  0.42 (LÊy =0.4) Thay sè ta cã: ∇ LM =-2.83 +411+0.4 ×2 =407.27(m) chän  LM= 407.27 (m) B¶ng tæng hîp kÕt qu¶ chän Turbin cña ph¬ng ¸n 3 tæ m¸y BXCT Ntb CQ – 5.24 . 103 30/587 KW D1 2,25 (m) Q 1' ηmax 1,65( m 92 % 3 /s) n n'mi n'm n ax N1 300 v/p 141,58 190,52 650.42 v/p v/p v/p Hs ∇lm -2.83 408,21 (m) (m) 7. Chän m¸y ph¸t: Chän lo¹i m¸y ph¸t ph¶i ®¶m b¶o yªu cÇu vÒ kü thuËt vµ kinh tÕ: * VÒ kinh tÕ: Do ®iÒu kiÖn níc ta cha s¶n xuÊt ®îc m¸y ph¸t ®iÖn mµ ph¶i nhËp tõ níc ngoµi do vËy viÖc chän lo¹i m¸y ph¸t ph¶i c¨n cø vµo mÉu ë n¬i s¶n xuÊt, Svth: ng« hång thanh-líp 41®1 73 ®å ¸n tèt nghiÖp thuû ®iÖn CT4 thiÕt kÕ s¬ bé tr¹m * VÒ kü thuËt: M¸y ph¸t chän sao cho ph¶i ®¶m b¶o vÒ an toµn, Ýt x¶y ra sù cè, thao t¸c vËn hµnh dÔ dµng. KiÓu m¸y ph¸t ®îc chän cã c«ng suÊt ®Þnh møc so víi c«ng suÊt thiÕt kÕ sai kh¸c nhau kh«ng ®îc qu¸ 5%, cßn vÒ sè vßng quay kh«ng ®îc vît qu¸ 3%.NÕu kh«ng th¶o m·n ®iÒu kiÖn nµy th× ph¶i hiÖu chØnh l¹i cho phï hîp: n=375v/p Ny/cmf= ηmf.Ntb= 0.97 4.55 103=4.42 103 kw C¨n cø vµo sè vßng quay vµ c«ng suÊt cña m¸y ph¸t ta chän lo¹i m¸y ph¸t kiÓu. Víi lo¹i nµy cã c¸c th«ng sè sau: KiÓu m¸y Sè vßng ph¸t quay CB 217/ 80- C«ng suÊt 103 KVA 300 Cos träng lùc G§2 103 (KW) 5.98 M« men (T/m2) 5.08 0,8 Träng lîng R«t M¸y o ph¸t 79.7 48 90.73 24 Víi lo¹i nµy cã c¸c th«ng sè sau: So s¸nh vµ hiÖu chØnh cho ph¬ng ¸n 3 tæ m¸y So s¸nh gi÷a c«ng suÊt, vµ sè vßng quay chän víi c«ng suÊt vµ sè vßng quay thiÕt kÕ. + C«ng suÊt: ( N - N ) =100( 5- 4.42)10 % =11.6% >5% ΔN =100% ' 3 N 5 ×103 +Sè vßng quay: ( n - n ) % =100( 300 - 300) % =0 <3% ' Δn =100 n 300 V× v©y ta cÇn ph¶i hiÖu chØnh chiÒu cao lâi thÐp ®Ó c«ng suÊt chän t¬ng øng víi c«ng suÊt thiÕt kÕ trªn c¬ së sè vßng quay kh«ng ®æi. C«ng thøc Svth: ng« hång thanh-líp 41®1 74 ®å ¸n tèt nghiÖp thuû ®iÖn CT4 thiÕt kÕ s¬ bé tr¹m Smf = Nmf cosφ Víi Nmf = η . Ntb ( ηmf mf = o,97)  Nmf = 5,08 (HW) 5,08 0,85 LÊy Cos  = 0,58  Smf = = 5,98 (MVA)  C«ng suÊt trªn mçi cùc m¸y ph¸t: S =  Smf 2p Trong ®ã 2p: sè cùc tõ ph¸t ®iÖn P= Thay sè  S  60f n 60.50 300 = = 10 = 0,29 (MVA) ChiÒu dµi cung trßn vµnh bè trÝ cùc r«tor  = AS  A,  : phô thuéc vµo chÕ ®é lµm m¸t Chän chÕ ®é lµm m¸t = níc + kh«ng khÝ A = 0,451 ;  = 0,239   = 0,451 . (0,29)0,239 = 0,335 (m) §êng kÝnh r«tor x¸c ®Þnh theo c«ng thøc  . 2p Di = --------- Di = 0,335×20 3,14 = 2,14 (m) ChiÒu cao lâi thÐp tõ x¸c ®Þnh theo c«ng thøc La = 30.CA .SO π.DO .D2i R Víi CA = --------- Svth: ng« hång thanh-líp 41®1 75 ®å ¸n tèt nghiÖp thuû ®iÖn CT4 thiÕt kÕ s¬ bé tr¹m S y Tra b¶ng R = 8,9 ; y = 0,105 8,9  CA = (0,29)0,105 = 10,14 no = 300 (v/p) ; So = k . Smf = 1,08 . 5,98 = 6,46 (MVA) 30.10,14 . 6,46 Thay sè  h = 3,14. 300. 2,142 = 0,4552 (m) LÊy la = 80 (cm) §êng kÝnh ngoµi lâi thÐp: Da = Di + ( 0,5 - 0,9) = ( 2,54  3,04) LÊy Da = 3,00(m) M¸y ph¸t lµ: CB 300/800 – 20 Träng lîng toµn bé m¸y ph¸t ®iªn s¬ bé: Gmf =  . Di . la  : m¸y ph¸t kiÓu treo:  = 48 58 chän  = 53  Gmf = 53. 2,14 .0,8 = 90,73 ( tÊn) Träng lîng r«tor = ( 50 55%) träng lîng chung cña m¸y ph¸t  GR = ( 0,5  0,55) . 90,73 = ( 45,36 49,9) tÊn LÊy GR = 48 (tÊn) M« men ®µ cña rotor m¸y ph¸t: GD2 = 2,9 . Di4 . la . i  i : phô thuéc vµo sè cùc m¸y ph¸t: 2p < 32   i = 0,75  GD2 = 2,9 .2,144 . 0,8 . 0,75  GD2 = 79,7 (T. m2) +Lùc däc trôc: Pz=pzn+G Pzn=kz.D21.Hmax+1,1.(Gb+Gr+Gt) Trong ®ã: Svth: ng« hång thanh-líp 41®1 76 ®å ¸n tèt nghiÖp thuû ®iÖn CT4 thiÕt kÕ s¬ bé tr¹m Pzn: ¸p lùc níc däc trôc Kz : HÖ sè ¸p lùc níc däc trôc ( tra b¶ng 8-2) Gi¸o tr×nh TBTL Kz=0,22-:-0,26 chän Kz=0,24 Gt: Träng lîng trôc Turbin ( Gt = 80%Gb) Gb: Träng lîng BXCT tra h×nh (8-11b) gi¸o tr×nh TBTL D1=2,25 (m)  Gb=22,5 (t) Gt: Träng lîng cña trôc Turbin Gt = 0.8 22,5 =18(t) thay sè: Pz=0,706 2,25 2 22 + 1,1.(18 + 48 +22,5) = 275.98 ( tÊn) 8. S¬ bé x¸c ®Þnh vèn ®Çu t vµo nhµ m¸y thuû ®iÖn: Gåm vèn ®Çu t vµo Turbin, m¸y ph¸t, bª t«ng cèt thÐp x©y dùng nhµ m¸y ( tÝnh theo ®¬n vÞ tiÒn tÖ Nga ) a)Gi¸ thµnh turbin Tra h×nh (10-4) Gi¸o tr×nh Turbin thuû lùc víi ®êng kÝnh BXCT D1=2,25m, buång xo¾n bª t«ng H= 12.25 22 m tra ra ®îc träng lîng cña Turbin lµ 70 tÊn Tra quan hÖ (10-5) quan hÖ gi¸ thµnh Turbin víi träng lîng cña nã ta ®îc gi¸ thµnh cña mét Turbin lµ 2.8 106 (Róp). VËy NMT§ cã 3 tæ m¸y th× tæng gi¸ thµnh Turbin s¬ bé lµ : KTB=3 2.8 106=84 105 (Róp) b) Gi¸ thµnh m¸y ph¸t: Svth: ng« hång thanh-líp 41®1 77 ®å ¸n tèt nghiÖp thuû ®iÖn CT4 thiÕt kÕ s¬ bé tr¹m Tra quan hÖ (10-3) quan hÖ träng lîng m¸y ph¸t víi gi¸ thµnh cña nã víi m¸y ph¸t träng lîng 71 tÊn ta ®îc gi¸ thµnh mét m¸y ph¸t lµ 1 105(Róp) NMT§ cã 3 tæ m¸y th× vèn ®Çu t vµo nhµ m¸y s¬ bé lµ : Kmf=3 1 105=3 105 (Róp) c) gi¸ thµnh bª t«ng cèt thÐp x©y dùng nhµ m¸y Khèi lîng BTCT s¬ bé tÝnh theo c«ng thøc kinh nghiÖm cña Liªn X« (cò) víi 1 tæ m¸y Wo=222.D1,71.H0,4tt. Khèi lîng BTCT kÓ c¶ gian l¾p r¸p vµ söa ch÷a: Wo=222.D1,71.H0,4tt.(Z+1) Trong ®ã : Z- lµ sè tæ m¸y (z=3) Wo=222 2,251,7 17.370,4.(3+1)=11024.06(m3) Gi¸ thµnh BTCT s¬ bé lÊy =60 (Róp/m3) Kb=60 11.024 103 =6.6 105(Róp) Ph¬ng Ktb (105Róp) ¸n Kmf (105Róp) Kb (105Róp)  K (105Róp) 3 tæ 84 3 6.6 93.6 m¸y 1.3: ph©n tÝch chän ph¬ng ¸n Tõ qu¸ tr×nh tÝnh to¸n cho mçi ph¬ng ¸n ta lËp b¶ng tæng kÕt c¸c th«ng sè cña Tuabin vµ m¸y ph¸t: Ph¬ng ¸n KiÓu turbin Ntb(MW) D1 (m) Q1't® (m3/s) Svth: ng« hång thanh-líp 41®1 2 tæ m¸y CQ-30/587 7.86 2.5 1.6 3 tæ m¸y CQ-30/587 5.24 2 1.65 78 ®å ¸n tèt nghiÖp thuû ®iÖn CT4 thiÕt kÕ s¬ bé tr¹m ηtb(%) n(v/p) n'1max n'1min Hs ∇lm Tªn m¸y 92.3 250 194.75 149.24 -2.83 407.47 CB ph¸t NMF Di la GMF Pz ΣK (105 347/80-24 7.61 2.77 0.8 73.7 220.11 67.15 90 300 190.52 141.58 -2.83 408.21 CB 300/8020 5.08 2.14 0.8 90.73 275.98 93.6 róp) Tõ kÕt qu¶ ®ã t«i cã mét sè nhËn xÐt sau: a)VÒ mÆt kü thuËt -Víi kÕt qu¶ tÝnh to¸n trªn ta thÊy c¶ hai ph¬ng ¸n ®Òu ®¶m b¶o yªu cÇu kü thuËt - Ph¬ng ¸n nhµ m¸y thñy ®iÖn cã 2tæ m¸y : + Lùc däc trôc vµ sè vßng quay lång kh«ng lín + HiÖu suÊt cña m¸y ph¸t vµ Tuabin lín do vËy hiÖu suÊt cña2 tæ m¸y lín h¬n ph¬ng ¸n 3 tæ m¸y - Víi ph¬ng ¸n nhµ m¸y thñy ®iÖn cã 2 tæ m¸y th× c«ng suÊt cña mét tæ m¸y lín, nã ®¶m nhËn phÇn phô t¶i lín nªn khi xÈy ra sù cè sÏ lµm thiÖt h¹i cho c¸c hé dïng ®iÖn lín. MÆt kh¸c do c«ng suÊt lín nªn kÝch thíc cña c¸c thiÕt bÞ lín g©y khã kh¨n cho qu¸ tr×nh vËn chuyÓn vµ l¾p r¸p. - Víi ph¬ng ¸n nhµ m¸y thñy ®iÖn cã 3 tæ m¸y th× sã lîng tæ m¸y nhiÒu, sè lîng thiÕt bÞ nhiÒu g©y khã kh¨n cho qu¸ tr×nh qu¶n lý vËn hµnh. Svth: ng« hång thanh-líp 41®1 79 ®å ¸n tèt nghiÖp thuû ®iÖn CT4 thiÕt kÕ s¬ bé tr¹m b)VÒ mÆt kinh tÕ Ta thÊy vèn ®Çu t vµo nhµ m¸y thñy ®iÖn cã 2 tæ m¸y lµ nhá nhÊt, cho ph¬ng ¸n 3tæ m¸y lµ lín nhÊt. C¸c ph¬ng ¸n cã cao tr×nh l¾p m¸y chªnh nhau kh«ng ®¸ng kÓ do ®ã chiÒu s©u ®µo ®¾p còng chªnh lÖch nhau kh«ng ®¸ng kÓ do ®ã chi phÝ nµy gi÷a c¸c ph¬ng ¸n lµ t¬ng ®èi nh nhau. §ã lµ mét sè nhËn xÐt ®¸nh gi¸ cô thÓ cña t«i dùa trªn kÕt qu¶ tÝnh to¸n ë trªn, tuy nhiªn ®Ó ®¸nh gi¸ chÝnh x¸c lùa chän c¸c ph¬ng ¸n cÇn ph¶i tÝnh thªm: chi phÝ ®Çu t vµo c«ng tr×nh, chi phÝ vËn hµnh, hÖ thèng thiÕt bi phô, m¸y biÕn ¸p … mµ trong ph¹m vi ®å ¸n nµy t«i cha lµm ®îc. Dùa vµo kÕt qu¶ tÝnh to¸n vµ c¸c ph©n tÝch trªn t«i chän sè tæ m¸y cho TT§ CT4 lµ 2tæ m¸y. 1.4 : C¸c th«ng sè cña ph¬ng ¸n ®îc chän 1.X¸c ®Þnh kÝch thíc c¬ b¶n cña Turbin C«ng suÊt l¾p m¸y: Nlm =13.25(MW) KiÓu CQ30/587 C«ng suÊt: NTb= 7.62(MW) §êng kÝnhBXCT: D1= 2.5(m) Sè vßng quay: n= 250v/p Lu lîng quy dÉn Q’I = 1.6 (m3/s) Sè vßng quay lång tèc : nl= 522.65(v/p) ChiÒu cao èng hót:Hs = - 2.83(m) Cao tr×nh l¾p m¸y:  lm= 407.47(m) 2.X¸c ®Þnh kÝch thíc c¬ b¶n cña m¸y ph¸t Svth: ng« hång thanh-líp 41®1 80 ®å ¸n tèt nghiÖp thuû ®iÖn CT4 thiÕt kÕ s¬ bé tr¹m +M¸y ph¸t kiÓu treo CB 347/80-24 +C«ng suÊt m¸y ph¸t: Nmf = 7.62.103(kw) +HÖ sè c«ng suÊt: Cos  = 0.8 +§iÖn ¸p ®Çu ra: Ur= 10.5(kv) +§êng kÝnh trong stato: Di=2.77 m + Sè vßng quay: n= 250 (v/p) 1.5: TÝnh to¸n kÝch thíc m¸y ph¸t I.X¸c ®Þnh kÝch thíc m¸y ph¸t 1.Stato §êng kÝnh trôc d=(12- 14 ) ×3 NTB =(37,49 – 43,74) cm n Chän d= 40 cm §êng kÝnh ngoµi lâi thÐp: Svth: ng« hång thanh-líp 41®1 81 ®å ¸n tèt nghiÖp thuû ®iÖn CT4 thiÕt kÕ s¬ bé tr¹m Da = Di + (0,5  0,9)  Da = 3 m ChiÒu cao m¸y ph¸t: hst = la + 0,75 LÊy hst = 0,67 + 0,75 = 1,42 (m) §êng kÝnh m¸y ph¸t: Dst = (1,15 + 0,007n0)Di Khi n 0 < 250v/ Dst = (0,92 + 0,0016n0)Di Khi n 0 > 250v/ p p Thay sè Dst = (0,92 + 0,0016.300).2,57 = 3,56 (m) LÊy Dst = 3,5 (m) X¸c ®Þnh chiÒu cao : H0 = c + a + lc + h1 + hb + hc Trong ®ã H0 : Tæng chiÒu cao cña m¸y c : §é dµi ra cña trôc c = (1,2  1,5)m theo kinh nghiÖm lÊy c = 1,3 (m) a: Lµ kho¶ng c¸ch tõ ®¸y cña gi¸ ch÷ thËp díi cho ®Õn ®¸y cña Stato. a = h0 + (28  30 )(m) h0 : ChiÒu cao gi¸ ch÷ thËp díi h0 = (0,1  0,12) D  D  : §êng kÝnh giÕng TB / S¬ bé cã thÓ chän = D b = 3,4m  h0 = (0,34  0,41)m Svth: ng« hång thanh-líp 41®1 82 ®å ¸n tèt nghiÖp thuû ®iÖn CT4 thiÕt kÕ s¬ bé tr¹m Chän h0 = 0,4(m)  a = 0,4 + 0,3 = 0,7(m) Lct: ChiÒu cao gi¸ ch÷ thËp trªn h1 = (0,2  0,25)Di = (0,2 h1 0,25).2,5  h1(0,5  0,625) Chän h1 = 0,6 (m) hb : ChiÒu cao cña æ trôc hb = (0,1 0,15)Di Thay sè: hb (0,1 0,15).2,5  hb = 0,6 hk: ChiÒu cao cña m¸y kÝch tõ hk = (1  1,2)la (1 m¸y kÝch tõ)  hk = (1  1,2).0,67 = (0,67  0,84) LÊy hk = 0,7(m)  H0 = 1,3 + 0,7 + 0,6 + 1,42 + 0,7 = 4,32 (m) * §êng kÝnh gi¸ ch÷ thËp trªn D1 = Dst = 3,4(m) D2 = D0 + 0,4 = 3,82 + 0,4 = 4,22(m) Kho¶ng c¸ch gi¸ ch÷ thËp díi a = 0,25 (m) Kho¶ng c¸ch trôc gi¸ ch÷ thËp díi c = (0,8  1)(m), chän c = 0,9(m) * §êng kÝnh æ trôc chÆn D3 = (0,4  0,5)Di Thay Di = 2,5  D3 = 1,2 (m) * Chãp m¸y ph¸t ChiÒu cao : h3 = (0,3  0,5)m §êng kÝnh: Svth: ng« hång thanh-líp 41®1 83 ®å ¸n tèt nghiÖp thuû ®iÖn CT4 thiÕt kÕ s¬ bé tr¹m d0 = (0,2  0,25)Di LÊy d0 = 0,6(m) * HÖ thèng m¸y ph¸t §êng kÝnh: Dh = (1,5  1,85) Di = (1,5  1,85).2,5 = (3,75  4,6) LÊy Dh = 4 (m) ChiÒu dµy m¸y l¨n mÊt: t = (0,35  0,375)m LÊy t = 0,36(m) Kho¶ng c¸ch ®i l¹i b > (0,4  0,5 1.6: thiÕt bÞ dÉn vµ tho¸t níc I.thiÕt bÞ dÉn níc (buång Turbin) 1.Kh¸i niÖm Buång Turbin lµ phÇn nèi liÒn c«ng tr×nh dÉn níc cña nhµ m¸y thuû ®iÖn víi Turbin, buång Turbin ®îc dïng ®Ó dÉn níc tõ ®êng dÉn (®êng èng ¸p lùc ) ®Õn Turbin vµ h×nh thµnh lîng ch¶y vßng t¹i cöa vµo cña bé phËn híng dßng. Buång Turbin cÇn ph¶i ®¶m b¶o c¸c yªu cÇu sau : - Tæn thÊt thuû lùc trong buång xo¾n vµ ®Æc biÖt lµ trong bé phËn híng níc lµ nhá nhÊt - DÉn níc ®Òu ®Æn lªn chu vi vµ c¸nh híng níc, ®Ó t¹o lªn dßng ch¶y ®èi xøng víi trôc Turbin Svth: ng« hång thanh-líp 41®1 84 ®å ¸n tèt nghiÖp thuû ®iÖn CT4 thiÕt kÕ s¬ bé tr¹m - Buång cã kÝch thíc nhá nhÊt trong ®iÒu kiÖn cã thÓ, kÕt cÊu ®¬n gi¶n ch¾c ch¾n, dÔ nèi tiÕp víi ®êng dÉn cã ¸p - ThuËn tiÖn cho viÖc bè trÝ Turbin vµ c¸c thiÕt bÞ phô cña nã trong gian m¸y cña nhµ m¸y thuû ®iÖn, tháa m·n c¸c yªu cÇu x©y dùng nhµ m¸y. KÝch thíc vµ h×nh d¹ng buång xo¾n ¶nh hëng tíi tæn thÊt n¨ng lîng trong buång xo¾n vµ c¸c phÇn qua níc tiÕp theo. MÆt kh¸c kÝch thíc buång xo¾n quyÕt ®Þnh kÝch thíc khèi Turbin vµ quyÕt ®Þnh kÝch thíc (L®) phÇn díi níc nhµ m¸y. V× vËy kÝch thíc vµ h×nh d¹ng buång xo¾n kh«ng nh÷ng ¶nh hëng tíi tæn thÊt thuû lùc, ®Õn viÖc bè trÝ thiÕt bÞ nh m¸y ®iÒu tèc trong gian m¸y… mµ cßn ¶nh hëng trùc tiÕp tíi gi¸ thµnh x©y dng nhµ m¸y. 2.Chän kiÓu buång xo¾n Tuú theo cét níc, c«ng suÊt cña tr¹m thuû ®iÖn mµ chän kiÓu buång xo¾n. Tr¹m thuû ®iÖn ®ang thiÕt kÕ cã cét níc H(min max)=(12.25 22) m, cét níc tÝnh to¸n lµ Htt=17.37 (m) c«ng suÊt cña mét tæ m¸y lµ N tm= 13.25 MW. Trong ph¹m vi cña h×nh sö dông kiÓu Turbin (h×nh 5.1) trang 76 "Gi¸o tr×nh TBTL" tra ®îc buång xo¾n bª t«ng Víi cét níc nh trªn tra (b¶ng 2-1) gi¸o tr×nh chän thiÕt bÞ ®îc gãc bao tèi u φmax=225o Tra b¶ng( 5 - 5 ) "Gi¸o tr×nh TBTL" ta cã c¸c th«ng sè sau: D1=2.5 m Svth: ng« hång thanh-líp 41®1 85 ®å ¸n tèt nghiÖp thuû ®iÖn CT4 thiÕt kÕ s¬ bé tr¹m Do=2.9 m Db=3.4 m Da=3.9 m D4=4 m Z0 = 24 c¸nh 3.TÝnh to¸n thuû lùc buång xo¾n a) NhiÖm vô tÝnh to¸n thuû lùc buång xo¾n Lµ x¸c ®Þnh c¸c yÕu tè c¬ b¶n : gãc bao, kÝch thíc ngoµi, kÝch thíc tiÕt diÖn cöa vµo vµ quy luËt thay ®æi c¸c tiÕt diÖn tiÕp theo cña buång xo¾n. Cã nhiÒu ph¬ng ph¸p tÝnh buång xo¾n cho TT§ + Ph¬ng ph¸p vËn tèc b×nh qu©n trong buång xo¾n b»ng h»ng sè (Vu=const). Ph¬ng ph¸p nµy gi¶ thiÕt tèc ®é trung b×nh cña dßng níc t¹i c¸c tiÕt diÖn lµ kh«ng ®æi + Ph¬ng ph¸p vËn tèc b×nh qu©n gi¶m dÇn: Coi vËn tèc t¹i tiÕt diÖn cöa vµo lµ Vv, vËn tèc t¹i tiÕt diÖn tiÕp theo cña buång xo¾n b»ng (0.5 0.7)Vv, ph¬ng ph¸p nµy sai sè lín nªn Ýt dïng + Ph¬ng ph¸p m« men tèc ®é b»ng h»ng sè: (Vur=const) ph¬ng ph¸p nµy coi chÊt láng chuyÓn ®éng quanh trôc Turbin, chÊt láng kh«ng sinh c«ng, ë ®ã chÊt láng chØ t¹o ra mét lîng ch¶y vßng cÇn thiÕt ë cöa vµo cña c¸nh híng níc b) TÝnh to¸n thñy lùc buång xo¾n cho TT§ CT4 Svth: ng« hång thanh-líp 41®1 86 ®å ¸n tèt nghiÖp thuû ®iÖn CT4 thiÕt kÕ s¬ bé tr¹m Trong ®iÒu kiÖn chÊt láng thùc nÕu tÝnh buång xo¾n theo ®Þnh luËt Vur= const th× sÏ cã kÕt qu¶ lµ vËn tèc trung b×nh ë t¹i t¹i c¸c tiÕt diÖn sÏ kh«ng b»ng nhau, vµ khi ®ã do cã tæn thÊt thuû lùc däc theo chiÒu dµi buång xo¾n nªn t¹i c¸c tiÕt diÖn sÏ cã trÞ sè cét níc kh¸c nhau, do ®ã sÏ cã c¸c ¸p lùc kh¸c nhau t¸c dông vµo BXCT. V× thÕ t¶i träng t¸c dông vµo BXCT sÏ kh«ng ®Òu nªn sÏ lµm cho c¸c ®Öm chèng thÊm vµ i trôc cña BXCT bÞ mßn kh«ng gièng nhau. §iÒu ®ã cã thÓ lµm lÖch t©m trôc turbin vµ sÏ g©y ra sù cè ( nh rung ®éng ch¼ng h¹n ). Cét níc lµm viÖc cña turbin cµng bÐ th× sù ph©n bè ¸p lùc l¹i cµng kh«ng ®Òu, nªn ®Öm vµ æ trôc bÞ mßn còng kh«ng ®Òu. V× lý do ®ã nªn tÝnh to¸n buång xo¾n cho c¸c TT§ cét níc thÊp kh«ng nªn tÝnh theo ®Þnh luËt V ur = const mµ theo ®Þnh luËt vËn tèc trung b×nh kh«ng ®æi Vu = const. VËy ®Ó tÝnh to¸n buång xo¾n cho TT§ CT 4 ta chän tÝnh theo ®Þnh luËt vËn tèc trung b×nh kh«ng ®æi Vu =const Tr×nh tù tÝnh to¸n nh sau : + TÝnh tiÕt diÖn vµo buång xo¾n Chän buång xo¾n kiÓu trÇn b»ng víi gãc bao φmax = 2250 -VËn tèc Vcv = Kx Htt Kx : HÖ sè kinh ngiÖm xÐt ®Õn tæn thÊt thûu lùc vµ kÝch thíc kinh tÕ cña buång xo¾n. Kx = 0,8 1,1 chän Kx= 0,8 Vcv =0.8× 17.37 =3.33(m/ s) - Lu lîng qua tiÕt diÖn cöa vµo buång xo¾n (Q cv) x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau: Svth: ng« hång thanh-líp 41®1 87 ®å ¸n tèt nghiÖp thuû ®iÖn CT4 thiÕt kÕ s¬ bé tr¹m Qcv =Qtt φ max 360 Trong ®ã: gãc bao lín nhÊt φmax=2250 Qtt: lu lîng tÝnh to¸n cña Turbin Qtt Q1' D12  H tt trong ®ã: Q’1: lu lîng quy dÉn cña Turbin t¹i ®iÓm tÝnh to¸n Q’1=1.94 m3/s D1:®êng kÝnh BXCT(D1=2.5 m) Qtt =1.94×2.52 × 17.37 =50.53(m3 / s) Lu lîng t¹i tiÕt diÖn cöa vµo: 225 Qcv =50.53× =31.58(m3 / s) 360 DiÖn tÝch mÆt c¾t cöa vµo: Fcv = Qcv 31.58 = =9.48(m2 ) Vcv 3.33 + X¸c ®Þnh kÝch thíc tiÕt diÖn vµo Chän gãc γ = 150 nªn tg γ = 0.268 Rv = 1.6D1 = 1.6 2.5 = 4 (m) (GTTB tr 81) av = Rv - ra = 4 – 1.7 = 2.3 m bv = (1.8 2)av = 2 2.3 = 4.6 m mv = bv- b0 = 4.6 - 1= 3.6 m b¶ng tÝnh buång xo¾n R b a m Svth: ng« hång thanh-líp 41®1 m 2 ab m2tg  Fi = (abm2tg 88 ®å ¸n tèt nghiÖp thuû ®iÖn CT4 4.09 3.89 3.69 3.49 3.29 3.09 2.89 2.69 2.49 2.29 2.09 1.89 1.70 4.78 4.46 4.15 3.83 3.51 3.20 2.88 2.57 2.25 1.93 1.62 1.30 1.00 thiÕt kÕ s¬ bé tr¹m 2.39 2.19 1.99 1.79 1.59 1.39 1.19 0.99 0.79 0.59 0.39 0.19 0.00 3.78 14.29 3.46 11.97 3.15 9.92 2.83 8.01 2.51 6.30 2.20 4.84 1.88 3.53 1.57 2.46 1.25 1.56 0.93 0.86 0.62 0.38 0.30 0.09 0.00 0.00 11.42 9.77 8.26 6.86 5.58 4.45 3.43 2.54 1.78 1.14 0.63 0.25 0.00 1.91 1.60 1.33 1.07 0.84 0.65 0.47 0.33 0.21 0.12 0.05 0.01 0.00 9.48 8.16 6.93 5.78 4.74 3.80 2.95 2.21 1.57 1.02 0.58 0.23 0.00 + X¸c ®Þnh kÝch thíc c¸c tiÕt diÖn tiÕp theo VÏ ®å thÞ bæ trî F = f(R). ë ®©y chän quy luËt thay ®æi c¸c tiÕt diÖn tiÕp theo n»m trªn ®êng th¼ng Cho mét lo¹t b¸n kÝnh Ri, vµ ®o ®îc trÞ sè bi t¬ng øng sau ®ã sÏ tÝnh ®îc trÞ sè ai, mi theo quan hÖ : a = R - ra m i = b - b0 VÏ ®êng quan hÖ F = f( φ ) : V× vËn tèc b×nh qu©n trong c¸c tiÕt diÖn cña buång xo¾n kh«ng ®æi (Vu = const ) nªn quan hÖ F = f( φ ) lµ ®- Svth: ng« hång thanh-líp 41®1 89 ®å ¸n tèt nghiÖp thuû ®iÖn CT4 thiÕt kÕ s¬ bé tr¹m êng th¼ng Sau khi cã ®îc 2 ®êng quan hÖ nãi trªn, ta cã thÓ t×m ®îc quan hÖ gi÷a b¸n kÝnh ngoµi R cña buång xo¾n víi gãc φ 1.7: thiÕt bÞ tho¸t níc (èng hót) 1.C«ng dông cña èng hót èng hót cña Turbin ph¶n kÝch cã c¸c c«ng dông sau: -Th¸o níc tõ buång BXCT xuèng h¹ lu víi tæn thÊt n¨ng lîng lµ nhá nhÊt. Svth: ng« hång thanh-líp 41®1 90 ®å ¸n tèt nghiÖp thuû ®iÖn CT4 thiÕt kÕ s¬ bé tr¹m -Thu håi mét phÇn lín cét níc ®éng n¨ng dßng ch¶y ra khái BXCT. 2.Lùa chän kiÓu vµ kÝch thíc èng hót èng hót cã 2 lo¹i th¼ng vµ cong tuú theo tõng lo¹i Turbin mµ chän lo¹i èng hót cho thÝch hîp. H×nh d¹ng èng hót ph¶i ®¶m b¶o tæn thÊt thuû lùc lµ nhá nhÊt, khèi lîng x©y dùng lµ bÐ nhÊt ®Ó gi¶m vèn ®Çu t x©y dùng TT§. Trong ®å ¸n nµy víi Turbin c¸nh quay CQ30/587 dùa vµo b¶ng (6-5) "Gi¸o tr×nh TBTL" t«i chän èng hót kiÓu cong 4C víi c¸c kÝch thíc c¬ b¶n sau: KÝch thíc c¬ b¶n cña khuû 4C KiÓu h4 B4 lk h6 a R6 a1 khûu 4C 1,17 2,38 1,5 2.952 5.95 3.75 0,584 0,922 1.46 2.305 R a 7 2 R8 1 1,275 0,70 0,09 0,67 2. 3.187 5 5 3 3 7 1.75 0.23 1.69 75 25 25 KÝch thíc c¬ b¶n cña èng hót cong KiÓu èng D1 h L hót 4C B D4 h4 h6 LK h5 1,17 1,17 0,584 1, 1,2 5 1 2.5 2,3 4,5 2,37 5.75 11.25 5.925 2.925 2.925 1.46 5 3 3. 8 Svth: ng« hång thanh-líp 41®1 91 ®å ¸n tèt nghiÖp thuû ®iÖn CT4 thiÕt kÕ s¬ bé tr¹m 1.8. ThiÕt bÞ ®iÒu chØnh turbin I. NhiÖm vô c¬ b¶n cña ®iÒu chØnh Turbin Thêng ®èi víi c¸c lo¹i Turbin võa vµ lín th× trôc Turbin ®îc nèi trùc tiÕp víi trôc m¸y ph¸t ®iÖn mµ kh«ng qua mét kh©u trung gian nµo. Trong qu¸ tr×nh vËn hµnh cña TT§, yªu cÇu vÒ ®iÖn n¨ng ( phô t¶i) lu«n thay ®æi trong ph¹m vi rÊt lín. NÕu kh«ng cã biÖn ph¸p ®iÒu chØnh kÞp thêi ®Ó ®iÒu chØnh c«ng suÊt do c¸c tæ hîp m¸y ph¸t thuû lùc ph¸t ra cho líi ®iÖn th× sÏ x¶y ra sù thay ®æi tÇn sè ®iÖn qu¸ giíi h¹n cho phÐp. TÇn sè ®iÖn ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: f 60 n Trong ®ã P lµ sè ®èi cùc n lµ sè vßng quay cña m¸y ph¸t Trong quy tr×nh vËn hµnh ®iÖn hiÖn nay quy ®Þnh tÇn suÊt ®iÖn kh«ng ®æi, ®é sai lÖch t¹m thêi cña tÇn suÊt ®iÖn xoay chiÒu víi gi¸ trÞ ®Þnh møc (50hz) kh«ng qu¸ 2% Khi phô t¶i thay ®æi (P) nhng nÕu NT kh«ng thay ®æi th× n thay ®æi kh«ng ®¶m b¶o yªu cÇu f = const. §Ó thay ®æi NT theo P th× ph¶i thay ®æi lu lîng Q, cét níc H, vµ hiÖu suÊt Turbin η. Nhng thay ®æi vÒ cét níc H vµ hiÖu suÊt η lµ ®iÒu mµ vÒ mÆt kinh tÕ vµ kü thuËt rÊt khã thùc hiÖn vµ bÊt hîp lý. Svth: ng« hång thanh-líp 41®1 92 ®å ¸n tèt nghiÖp thuû ®iÖn CT4 thiÕt kÕ s¬ bé tr¹m Trong thùc tÕ ngêi ta ®iÒu chØnh lu lîng vµo Turbin ®èi víi Turbin c¸nh quay ngêi ta dïng hai bé phËn ®iÒu chØnh lu lîng c¸nh híng dßng vµ c¸nh BXCT. ThiÕt bÞ ®iÒu chØnh gåm ®éng c¬ tiÕp lùc, m¸y ®iÒu tèc vµ thïng dÇu ¸p lùc. II. chän ®éng c¬ tiÕp lùc §èi víi Turbin ®· chän, c¨n cø vµo ®êng kÝnh BXCT ta chän ®éng c¬ tiÕp lùc chuyÓn ®éng th¼ng t¸c dông hai bªn. Mçi ®éng c¬ cã hai pistong, mçi Turbin cã hai ®éng c¬ ®Æt ë trªn l¾p Turbin. 1.X¸c ®Þnh ®êng kÝnh xi lanh ®éng c¬ tiÕp lùc. dbx = (0.71  0.75)dbc dbx = (0.78  0.82)dbt dbc ,dbt : §êng kÝnh bÇu BXCT turbin ë tiÕt diÖn cÇu vµ tiÕt diÖn trô ( tra b¶ng 8-1) dB = db/D1 = 0.41  dbx = 0.41 2.5 0.71 =0.728 m = 728 mm Chän theo dbx tiªu chuÈn dbx =1000 mm 2. X¸c ®Þnh ®é rêi lín nhÊt cña ®éng c¬ tiÕp lùc Sbxmax =(0.12  0.16)dbx Sbxmax = 0.12 1 = 0.12 m 3. Lùc t¸c dông lín nhÊt cña §CTL Pbx = P0 ψ bx π 2 d ψ 4 bx bx Trong ®ã : HÖ sè co hÑp Svth: ng« hång thanh-líp 41®1 93 ®å ¸n tèt nghiÖp thuû ®iÖn CT4 thiÕt kÕ s¬ bé tr¹m (®èi víi pitt«ng n»m trªn bÇu BXCT th× ψ bx =(0.95 0.97) P0: ¸p lùc dÇu cã ¸p lµm viÖc lín nhÊt P 0 = 25 40 at P0 =25 at = 25 .104 Kg/m2 Pbx = 25.104  π 4 12 0.96 = 18.84 104 Kg 4. ThÓ tÝch ®éng c¬ tiÕp lùc Vbx = π 2 d ψ 4 bx bx Sbx max = π 4 12 0.96 0.12 = 0.36 m3 5.Kh¶ n¨ng c«ng t¸c cña mét ®éng c¬ tiÕp lùc: Abx = Pbx.Vbx = 18.84 104 0.36 = 6.78 104 (Kgm) III.Chän m¸y ®iÒu tèc M¸y ®iÒu tèc x¸c ®Þnh theo kÝch thíc ®êng kÝnh van trît cña m¸y ®iÒu tèc. §êng kÝnh nµy thêng lÊy b»ng ®êng kÝnh dÉn dÇu tõ van trît ®Õn ®éng c¬ tiÕp lùc cña BXCT vµ chän theo ®êng kÝnh cÊp tiªu chuÈn C¸ch chän: Lu lîng dÇu cã ¸p ®i vµo van trît chÝnh cña m¸y ®iÒu tèc. VH QVT = T S Trong ®ã: VH – ThÓ tÝch toµn bé c¸c §CTL ®ãng më c¸nh híng níc TS - Thêi gian ®ãng §CTL chän TS =5 s Svth: ng« hång thanh-líp 41®1 94 ®å ¸n tèt nghiÖp thuû ®iÖn CT4 thiÕt kÕ s¬ bé tr¹m VH = π 2 d SHmax ψH ZH 4 H ZH : Sè lîng ®éng c¬ tiÕp lùc ZH = 2 ψH : HÖ sè co hÑp do cã pitt«ng n»m trong xi lanh ψH = ( 0.7 1) dH = λ D1 H maxb0 λ : HÖ sè phô thuéc vµo sè c¸nh híng níc Z0 = 24  λ = 0.03 D1 : §êng kÝnh BXCT D1 = 2.5 m b0 b 0 = D ( b¶ng 8-1 )  1  dH = 0.03 2.5  b0 = 0.4 220.4 =0.222 m Chän dH theo ®êng kÝnh tiªu chuÈn dH = 300 mm SHmax = (1.4 1.6)a0max a0max: ®é më lín nhÊt cña c¸nh híng níc turbin thùc a0max = a0M D0 Z0M DoM Z0 a0M §é më c¸nh híng níc turbin mÉu D0,D0M §êng kÝnh t¬ng øng víi trôc cña c¸nh híng níc Z0, Z0M Sè c¸nh híng níc cña turbin thùc vµ mÉu a0max = 20 375024 53424 =140.45 mm = 0.14 m SHmax = 1.5 0.14 = 0.21 m VH = π 4 0.2852 0.21 1 2 = 0.107 m3 Svth: ng« hång thanh-líp 41®1 95 ®å ¸n tèt nghiÖp thuû ®iÖn CT4 VH thiÕt kÕ s¬ bé tr¹m QVT = T = S 0.107 = 5 0.0214 (m3/s) Cã QVT ta tÝnh ®îc ®êng kÝnh èng dÉn dÇu tõ van trît ®Õn §CTL do = dVT = 4.QVT π.Vd Vd :VËn tèc dÇu cã ¸p trong èng dÉn dÇu ( V d = 4 6 m/s chän Vd = 5 m/s) do = dVT = 40.0214 0.074(m) 74(mm ) 3.145 Chän ®êng kÝnh tiªu chuÈn do = dVT = 100(mm) Tõ ®ã ta chän ®îc m¸y ®iÒu tèc lµ P-100 IV. Lùa chän thiÕt bÞ dÇu ¸p lùc KÝch thíc cña thiÕt bÞ dÇu ¸p lùc (TBDAL) phô thuéc vµo thÓ tÝch nåi h¬i, dung tÝch cña nã ph¶i ®ñ ®Ó ®ãng bé phËn híng níc trong ®iÒu kiÖn bÊt lîi khi ¸p suÊt nåi h¬i thÊp h¬n ¸p suÊt ®Þnh møc (25at ), ®ång thêi ph¶i ®ñ ®Ó bæ xung lîng dÇu rß rØ, TBDAL ®îc tÝnh theo dung tÝch cÇn thiÕt cña nåi h¬i (V) Víi Turbin c¸nh quay V = (18  20 ).VH +(4  5)Vbx VH: tæng dung tÝch cña §CTL cña bé phËn híng níc Vbx Dung tÝch §CTL cña BXCT V = 18 2 0.107 + 4 0.36= 5.292 m3 Svth: ng« hång thanh-líp 41®1 96 ®å ¸n tèt nghiÖp thuû ®iÖn CT4 thiÕt kÕ s¬ bé tr¹m Tra b¶ng (9 –1 ) "Gi¸o tr×nh TBTL" ta chän TBDAL cã c¸c th«ng sè sau: C¸c th«ng sè c¬ b¶n cña TBDAL Nåi h¬i KiÓu TBDAL TBDAT 5.6 8 5.6 Thïng dÇu KÝch Thíc (mm) ThÓ (m3) Mét nåi h¬i H L B A 1300 2500 2500 160 5.6 Träng (mm) KiÓu kÕt cÊu Toµnbé Nåi h¬i tÝch KÝch thíc ThÓ tÝch (m3) H D lîng H1 3670 1560 500 Täng Lu l- lîng îng (l/ (tÊn) s) 6 8.9 (tÊn) 4.6 M¸y b¬m dÇu Sè §êng C«ng vßng kÝnh suÊt quay èng (KW) (v/p) (mm) 53 1470 70 0 §1- 9: S¬ ®å ®Êu ®iÖn chÝnh vµ m¸y biÕn ¸p I.Chän s¬ ®å §Ó chän s¬ ®å ®Êu ®iÖn chÝnh ta ph¶i c¨n cø vµo yªu cÇu t¶i vµ c¸c yªu cÇu chÝnh ®èi víi s¬ ®å tÝnh ch¾c ch¾n, tÝnh tù ®éng cao; tÝnh linh ho¹t vµ gi¸ thµnh ph¶i rÎ. §Ó phï hîp víi yªu cÇu trªn ngêi ta thêng dïng 2 s¬ ®å ®Êu ®iÖn chÝnh sau: Svth: ng« hång thanh-líp 41®1 97 ®å ¸n tèt nghiÖp thuû ®iÖn CT4 thiÕt kÕ s¬ bé tr¹m 1. M¸y biÕn ¸p ®¶m nhËn 1 m¸y ph¸t Víi s¬ ®å nµy th× sè lîng m¸y biÕn ¸p, dao c¸ch ly vµ m¸y c¾t nhiÒu do ®ã gi¸ thµnh sÏ cao. Tuy nhiªn viÖc cung cÊp ®iÖn sÏ an toµn, nÕu cã 1 m¸y bÞ sù cè th× c¸c m¸y cßn l¹i vÉn ho¹t ®éng b×nh thêng. 2. Mét m¸y biÕn ¸p ®¶m nhËn 2 m¸y ph¸t Víi s¬ ®å nµy th× sè lîng m¸y biÕn ¸p, dao c¸ch ly vµ m¸y c¾t gi¶m mét nöa, nghÜa lµ kinh tÕ h¬n s¬ ®å 1. Tuy nhiªn nÕu cã 1 m¸y nµo ®ã bÞ sù cè th× c¸c m¸y cßn l¹i kh«ng ®¸p øng ®îc yªu cÇu phô t¶i, dÉn ®Õn hÖ thèng líi ®iÖn bÞ sù cè. Tõ 2 ph©n tÝch trªn t«i chän s¬ ®å 1 lµm s¬ ®å cho tr¹m thuû ®iÖn CT4 Svth: ng« hång thanh-líp 41®1 98 ®å ¸n tèt nghiÖp thuû ®iÖn CT4 thiÕt kÕ s¬ bé tr¹m S¬ ®å Svth: ng« hång thanh-líp 41®1 99 ®å ¸n tèt nghiÖp thuû ®iÖn CT4 thiÕt kÕ s¬ bé tr¹m II.Chän m¸y biÕn ¸p 1. C«ng dông: Sau khi ®iÖn n¨ng ®îc s¶n xuÊt t¹i ®Çu cùc m¸y ph¸t, muèn dÉn ®i sö dông cho phô t¶i víi c¸c ®iÖn ¸p kh¸c nhau ph¶i dïng MBA ®Ó thay ®æi ®iÖn ¸p theo yªu cÇu cña phô t¶i 2. Yªu cÇu chän MBA Trªn c¬ së tµi liÖu vÒ nhµ m¸y, c«ng suÊt cña m¸y ph¸t, c«ng suÊt tù dßng, cã s¬ ®å ®Êu ®iÖn chÝnh ta chän ra MBA. 3. Chän MBA chÝnh Tæng c«ng suÊt cña MBA chän lín h¬n hoÆc b»ng tæng c«ng suÊt ®a lªn hÖ thèng. C«ng suÊt ®a lªn hÖ thèng (SHT) tÝnh trong trêng hîp m¸y ph¸t lµm viÖc víi c«ng suÊt ®Þnh møc tõ ®i c«ng suÊt tù dïng (STD) cña nhµ m¸y. Thêng lÊy b»ng (0,2  2)% c«ng suÊt ®Þnh møc cña nhµ m¸y. Tõ s¬ ®å ®Êu ®iÖn chÝnh ta cã: S®mmf= N ®mmf =9,525.103(KVA) cosα C«ng suÊt ®Þnh møc yªu cÇu cña MBA y/ c Stùdïng S® m =S- S: Tæng c«ng suÊt ®Þnh møc cña nhµ m¸y S = 2.103.9,525 = 19,05.103 (KVA) STD: C«ng suÊt tù dïng cña NMT§ (LÊy STD = 0,1%) Svth: ng« hång thanh-líp 41®1 100 ®å ¸n tèt nghiÖp thuû ®iÖn CT4 thiÕt kÕ s¬ bé tr¹m  STD = 19,05.103.0,01= 1,905.103  C«ng suÊt nhµ m¸y ®a lªn hÖ thèng lµ: SHT' = S - STD = (19,05 - 1,905).103  SHT = 17,145.103 (KVA) Tra tµi liÖu dùa vµo y/ c S® m vµ ®iÖn ¸p h¹ 15,75 ®iÖn ¸p cao 110 (KV) chän MBA kiÓu TДH 10000 cã c¸c th«ng sè. Lo¹i MB A C«ng U®m suÊt (KV) (KW) ®Þn h Ca møc o H¹ (KVA) TДH 1000 11 38, 0 5 P0 PN 18 60 5 UN In % % KÝch thíc Träng l- (m) îng (tÊn) L B H DÇ Tæ u ng 42 10, 0, 6,2 3, 5, 14, 5 9 8 4 4 5 4. HiÖu chØnh theo nhiÖt ®é trung b×nh MBA chän lµ do Liªn X« cò s¶n xuÊt, nhng sö dông l¹i ë ViÖt Nam v× thÕ ta ph¶i hiÖu chØnh (do cã sù chªnh lÖch nhiÖt ®é). NhiÖt ®é trung b×nh t¹i n¬i s¶n xuÊt lµ +50C. NhiÖt ®é cùc ®¹i t¹i n¬i s¶n xuÊt lµ +350C Cßn t¹i tr¹m T§ CT4 th×: - NhiÖt ®é trung b×nh lµ 230C, nhiÖt ®é cùc ®¹i lµ 370C * HiÖu chØnh theo nhiÖt ®é trung b×nh T _T SMBA' = S®m. (1_ 11002 ) T1, T2: NhiÖt ®é trung b×nh t¹i n¬i s¶n xuÊt vµ n¬i sö dông 23_ 5  S'MBA = 9525.( 1_ 100 ) = 7,81.103 (KVA) Svth: ng« hång thanh-líp 41®1 101 ®å ¸n tèt nghiÖp thuû ®iÖn CT4 thiÕt kÕ s¬ bé tr¹m * HiÖu chØnh theo nhiÖt ®é lín nhÊt NhiÖt ®é n¬i s¶n xuÊt T1' = 350C NhiÖt ®é n¬i s¶n xuÊt T2' = 340C S''MBA = SMBA. ( 1+ T2' _ T2'' ) 100 35_ 34 ) 100 = 9525(1+ Thay sè cã: S''MBA = 9,62.103(KVA) Ta thÊy : S'MBA < S®m < S''MBA  Tho¶ m·n ë n¬i dïng §1.10: Lùa chän cÇu trôc I. Nguyªn t¾c chän 1. CÇu trôc ph¶i cÈu ®îc vËt nÆng trong nhµ m¸y 2. C¸c vËt cÈu ph¶i n»m trong ph¹m vi lµm viÖc cña cÇu trôc (ph¹m vi xa nhÊt mµ cÈu cã thÓ di chuyÓn ®îc) 3. Gi¸ thÊp nhÊt II. Lùa chän Ta cã: Träng lîng c¸c vËt cÈu chÝnh trong nhµ m¸y Träng lîng R«to m¸y ph¸t Gr = 1,1.48 = 52,8 tÊn Träng lîng MBA: GMBA = 90,73 tÊn Träng tÊn BXCT tua bin lµ: GBXCT = 225 tÊn  Träng lîng vËt cÇn cÈu nÆng nhÊt lµ R«to  Tra tµi liÖu ta cã cÇu trôc cã søc n©ng 250 tÊn KÝch thíc cÇu trôc: Søc n©ng NhÞ ChiÒu cao Svth: ng« hång thanh-líp 41®1 Tèc ®é Tèc ®é H L B 102 ®å ¸n tèt nghiÖp thuû ®iÖn CT4 thiÕt kÕ s¬ bé tr¹m p Mãc chÝ nh (+) Mãc phô (+) 250 50 søc n©ng LX (m) Mãc ChÝn Phô h (m) n©ng chÝn h (m) 16 18 m/p di chuyÓn CÇ Mãc Xe u phô têi trô m/p c m/ m 14 p 20 5 m/p 0,4 6 m m 5,5 10, 4 PhÇn IV Nhµ m¸y cña tr¹m thuû ®iÖn. CH¦¥NG I: C¸C CAO TR×NH CñA NHµ M¸Y Nhµ m¸y cña tr¹m thuû ®iÖn CT4. Nhµ m¸y lµ mét bé phËn chñ yÕu cña tr¹m thuû ®iÖn. C¸c thiÕt bÞ c¬ khÝ thuû lùc, thiÕt bÞ ®iÖn vµ mét sè thiÕt bÞ phô ®Òu ®Æt trong nhµ m¸y. V× vËy khi thiÕt kÕ nhµ m¸y ph¶i ®¶m b¶o c¸c yªu cÇu sau: - D©y chuyÒn c«ng nghÖ cña nhµ m¸y ph¶i hîp lý vµ thuËn tiÖn cho viÖc vËn hµnh, söa ch÷a vµ ®¶m b¶o thiÕt bÞ. -KÕt cÊu c«ng tr×nh ph¶i ®¶m b¶o v÷ng ch¾c vµ bÒn. - KÕt cÊu ph¶i hîp lý, nhÑ nhµng, ®¹t hiÖu qu¶ kinh tÕ vµ cao ®Ñp. ThuËn tiÖn cho viÖc më réng vµ ph¸t triÓn sau nµy. 1.1. VÝ trÝ vµ kiÓu nhµ m¸y I. VÞ trÝ Svth: ng« hång thanh-líp 41®1 103 ®å ¸n tèt nghiÖp thuû ®...