Thiết kế sơ bộ Trạm thuỷ điện CT4

Lời nói đầu Thuỷ năng là một dạng năng lượng tiềm tàng trong nước. Năng lượng tiềm tàng đó thể hiện dưới ba dạng: Hoá năng- nhiệt năng - cơ năng Hoá năng của nước thể hiện trong việc làm thành các dung dịch muối hoà tan , các loại trong nước sông đẻ biến thành năng lượng . Nhiệt năng của nước sinh ra do sự chênh lệch nhiệt đọ giữa các lớp nước trên mặt và dưới đáy sông,biển,giữa nước trên mặt đất và trong các mỏ nước ngầm . Hai dang năng lượng của nước nêu trên tuy có trữ lượng lớn , nhưng

doc148 trang | Chia sẻ: huyen82 | Lượt xem: 1806 | Lượt tải: 0download
Tóm tắt tài liệu Thiết kế sơ bộ Trạm thuỷ điện CT4, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
phân bố rời rạc khó khai thác . Cơ năng của nước thể hiện trong mưa , trong dòng chảy của sông suối , trong sóng nước và thuỷ triều . Trong đó năng lượng của dòng sông là nguồn năng lượng rất lớn và khai thác thuận tiện hơn cả.Trong khi đó sông suối nhỏ được phân bố ở nhiều nơi, việc xây dựng trạm thuỷ điện và việc sử dụng thiết bị điện lại đơn giản hơn so với việc sử dụng các năng lượng khác. Do những đặc điểm trênviệc sử dụng thuỷ năng để phát điện đã trở thành phổ biến . Kể từ năm 1934 tại Pháp , sau đó tại Nga , người ta đã chế tạo thành công các turbin nước để phát điện. Cho đến nay việc sử dụng các turbin nước để phát điện ngày càng phát triển mạnh mẽ hơn. Tại nước ta có trên 1000 con sông suối với trữ năng tiềm tàng rất lớn . Trong đó có các con sông Đà , sông Lô , hệ thống sông Đồng Nai có nguồn năng lượng lớn hơn cả . Những năm gần đây nhịp độ phát triển của Việt Nam ngày càng tăng, đặc biệt là nhà máy điện Hoà Bình . Một công trình lớn nhất khu vực Đông Nam á đem lại nguồn lợi kinh tế rất lớn . Bên cạnh đó các nhà máy thuỷ điện Thác Bà ,Thác Mơ,Trị An,Yaly…đang đóng góp tích cực cho công ngiệp hoá hiện đại hoá đất nước. Hiện nay chúng ta đang tiến hành khẩn trương việc nghiên cứu khai thác thuỷ năng và lợi dụng tổng hợp nguồn nước ở các con sông lớn nhỏ trên khắp đất nước.Hệ thống sông Đồng Nai được chú ý quan tâm hơn cả bởi trên hệ thống này sẽ được xây dựng nhiều nhà máy thuỷ điện, tiến tới sẽ hình thành một hệ thống các bậc thang thuỷ điện . Với đồ án tốt ngiệp của tôi được giao thiết kế sơ bộ TTĐ trên sông Spêpook thuộc hệ thống sông Đồng Nai nằm ở tỉnh Đăc Lắc với những tài liệu thiết kế cần thiết sau: Nhiệm vụ của công trình Tài liệu về địa hình Tài liệu về địa chất Tài liệu về khí tượng thuỷ văn Phần I: Tổng quan Chương I: kháI quát về công trình ò1.1. Đặc điểm vị trí địa lý * Vị trí và sự hình thành lưu vực: - Hồ trước của trạm thuỷ điện nằm trên sông Eakrông thuộc một đoạn sông Spêpook thuộc tỉnh Đăc Lắc - Trực tuyến đập theo hướng Tây Bắc - Đông Nam ò1.2.Đặc điểm địa hình - địa chất I.Đặc điểm địa hình Địa hình sông Spêpook chảy trên lãnh thổ Việt Nam theo hướng Bắc và Tây Bắc, qua vùng địa thế đa dạng và phức tạp, nhiều núi non hiểm trở, xen kẽ đầm lầy rừng rậm, rừng thưa và các vùng đất thoai thoải phủ cỏ và các cây thấp. Địa hình lưu vực sông này có thể chia làm 3 đoạn như sau: - Đoạn I: Từ thượng lưu buôn Tulanh, vùng núi cao có độ trung bình 1000m, dân cư thưa thớt, xa trục lộ giao thông chính và cơ sở kinh tế hầu như không có gì. - Đoạn II: Từ buôn Tulanh đến buôn Bray, địa hình có độ cao trung bình 450m 500m, thung lũng của khu vực chủ yếu là đầm lầy, có những hồ chứa nước thiên nhiên khá to nằm giữa các dãy núi, ăn thông với sông. Phía trên buôn Bray là hợp lưu của hai dòng Eakrông và Krôngkro, lưu vực nói chung còn hoang vắng, ít người, giao thông khó khăn. - Đoạn III: Phần còn lại đến biên giới Việt Nam - Campuchia. Đoạn sông này chảy siết, độ dốc lớn và độ uốn cong lớn, nhiều thác ghềnh, lưu vực phần lớn là đồi núi thấp, thoai thoải, độ cao trung bình là 280300m, do đường quốc lộ 14 cắt ngang sông ở đoạn gần tuyến công trình, dân cư chỉ tập trung gần đường quốc lộ và ven sông II.Điều kiện địa chất công trình vùng xây dựng - Công trình xây dựng dự định ở thượng lưu phần lớn nằm trên nhánh sông Krôngkro, khu vực này nằm trong cấu tạo Đắk lưu thuộc đới uốn nếp Đà lạt. Các lớp địa chất tạo thành ở đây thuộc lớp trầm tích Juza hệ tầng bản đơn T1-2 và phun trào Bazan độ tứ cuội kết và vối nhét, thế nằm của nó tạo thành bộ uốn nếp, có hướng nằm Tây - Tây- Nam hoặc Đông Nam, trong lưu vực có một vài nếp gãy kiến tạo cắt qua theo hướng Tây Bắc - Đông Nam ở phía Tây Bắc Đrâylinh ở vùng Krongpack có khe nứt khe nứt theo hướng Đông Bắc từ buôn Bray về thượng nguồn có các trầm tích đội tứ gồm các cuội , sỏi cuội, đá tảng và đá Granit III.Đặc điểm khí tượng thuỷ văn 1. Nhiệt độ Nhiệt độ cao nhất thường xuất hiên tháng 4 đạt tới 3940oC thấp nhất vào tháng 12 xuống tới 7 4oC, nhiệt độ trung bìn năm tăng 2324oc ( theo tài liệu của trạm khí tượng Buôn Mê Thuật) 2. Độ ẩm Lượng bình quân 82,4%, nhỏ nhất 40,5%. Tháng có độ ẩm lớn nhất là tháng 9, tháng có độ ẩm thấp nhất là tháng 3. Khí hậu Buôn Mê Thụt mang tính chất khí hậu cao nguyên trung bộ 3. Chế độ mưa Mùa mưa bắt đầu từ tháng 5 đến tháng 10, bão thường xảy ra vào tháng 9, tháng 10, mưa lớn nhất vào tháng 8,9,10. Trong lưu vực có một số tram đo mưa: Buôn Mê Thuật Krong Bruc Chư Hlam 4. Tài liệu dòng chảy Trong lưu vực có một số trạm đo thuỷ văn như: Draylinh Buôn Mê Thuật Krong Buk Trạm thuỷ văn Draylinh với diện tích lưu vực 8880 km2 có 12 năm tài liệu dòng chay, là trạm thủy văm đáng chú ý nhất, dòng chảy năm bình quân ở 1 số tuyến theo các tần suất, ở đây chỉ lấy chế độ dòng chả ở tuyến công trình. Phân phối dòng chảy các tháng trong năm được tính toán theo mô hình trạm Đraylinh ò1.3. Tình hình vật liệu xây dựng Vật liệu tại chỗm theo khảo sát chung trong vùng vật liệu khá phong phú, chúng phân bố rộng rãi bao gồm các loại đá, cát, cuội, sỏi, đất. 1.Đá Đá phân bố rộng rãi trong phạm vi công trình và lân cận bao gồm các loại đá granít, bazaít… 2. Vật liệu cát, cuội sỏi… Vùng xây dựng công trình lòng sông thoải dần nên, về phía thượng lưu của công trình có nhiều bãi bồi lớn, đó là nơi tập trung các bãi cuội, sỏi, cát có trữ lượng lớn. 3. Các loại vật liệu khác Về xi măng, sắt thép, do ở địa phương chưa phát triển về ngành này nên phải đi mua ở nơi khác ò1.4. Tình hình giao thông vận tải Mạng lưới giao thông trong vùng chưa phát triển, chỉ có đường mòn nối các khu dân cư trong vùng, nhưng có một thuận lợi là giao thông bằng đường thuỷ ò1.5. Yêu cầu về sử dụng nước - Công trình trạm thuỷ điện được xây dựng chủ yếu cho phát điện và cung cấp điện cho địa phương. - Vấn đề tưới và giao thông thuỷ ở phía thượng lưu, hạ lưu công trình cũng được đặt ra, nhưng do sự phát triển kinh tế, nhu cầu có sử dụng của địa phương không đòi hỏi phải nhất thiết có, nên khi hồ chứa hình thành thì yêu cầu này vẫn đảm bảo. ò1.6. Chọn tuyến công trình Trên cơ sở những tài liệu thăm dò, khảo sát và điều tra cơ bản như điều kiện địa hình, địa chất, thuỷ văn, vật liệu xây dựng, dân sinh kinh tế. Tiến hành so sánh các phương án tuyến công trình trong giai đoạn quy hoạch thuỷ lợi,đặc biệt là quy hoạch thuỷ năng, và quyết định chọn tuyến BBB là tuyến công trình được coi là hợp lý nhất vì những lý do sau đây: -Địa hình thuận lợi, tuyến đập được bố trí giữa hai khe núi như vậy giảm được khối lượng đào đắp -Về địa chất: Địa chất khu vực xây dựng có nền đá cứng, ít nứt nẻ. Như vây đảm bảo tốt vấn đề ổn đình của Công trình, giảm nhỏ khối lượng sử lý nền móng. -Bố trí Công trình liên quan được thuận lợi như: đập dâng, đập tràn và các đập phụ khác. -Vấn đề bố trí hiện trường thi công được thuận tiện, tại vị trí xây dựng Trạm thuỷ điện địa hình khá bằng phẳng, tiện cho việc bố trí và xây dựng đường giao thông. Đập chính được xây dựng gần bãi vật liệu, tiện cho việc vận chuyển, giảm được giá thành xây Chương II tàI liệu thiết kế công trình ò2.1. ý nghĩa và nhiệm vụ của Trạm thuỷ điện CT4 I. ý nghĩa Qua tình hình của tỉnh Đắc Lắc và lưu vực sông Spêpook thấy việc xây dựng Trạm thuỷ điện CT4 có ý nghĩa lớn với cả vùng, có tác dụng thúc đẩy sự phát triển kinh tế của cả vùng và của tỉnh, thúc đẩy sự phát triển kinh tế của các ngành sử dụng điện, nước đảm bảo cung cấp điện tại chỗ. Đồng thời đóng góp cho hệ thống điện quốc gia một lượng điện năng đáng kểm đời sống người dân nâng cao. II.Nhiệm vụ Trạm thuỷ điện CT4 có nhiệm vụ chính là phát điện. Ngoài ta còn có thể lợi dụng tổng hợp: phòng lũ, tưới, giao thông, dịch vụ… ò2.2.Tài liệu thiết kế Bình đồ lưu vực: Tỷ lệ 1 500 Đường đặc tính lòng hồ Ztl(m) 340 435 436 437 438 F(km2) 4,8 6,8 7,6 8,1 8,2 W.106.m3 267,9 405,8 569,12 636,0 645,0 3. Quan hệ: Q ~ Zh Q( m3/s) 47,4 64,0 99,1 124 210 Zhạ(m) 412,2 412,4 413,1 413,4 414,9 Q( m3/s) 500 1000 1500 2000 2500 Zhạ(m) 415.6 417.2 418.1 419.2 420.3 I. Tài liệu thuỷ văn 1.Tài liệu nước đến của 3 năm điểm hình Tháng 1 2 3 4 5 6 Qth 10% 90 74 59 49 85.5 133 Qth 50% 75 47.2 30.1 29.2 38.8 61.8 Qth 90% 38.2 25.8 17.2 17.2 42.2 47.2 Tháng 7 8 9 10 11 12 Qth 10% 138 157 413 460 180 122 Qth 50% 182 151 298 264 144 136 Qth 90% 55,4 125 205 255 107 66,1 2.Tài liệu mưa và bốc hơi Bốc hơi Tháng 1 2 3 4 5 6 h(mm) 52 60 73 72 37 20 Tháng 7 8 9 10 11 12 h(mm) 22 21 19 20 26,5 27,5 Mưa Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Xi(mm) 1,7 6,4 25,5 86,3 228 232 268 325 307 221 69,5 194 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 Lưu lượng mưa của cả năm là 1790 mm II.Các tài liệu khác Tuổi thọ Công trình : T=50 năm Hàm lượng bùn cát trong nước là : bc =0,081kg/m3 Hàm lượng riêng bùn cát bc = 1,5 T/m3 Chế độ dòng chảy ở tuyến Công trình Flv (km2) Qđến ( m3/s) Mo ( l/s-km2) Cv Cs Qp % (m3/s) 10% 50% 90% 3860 123 32 0,25 2.Cv 164 121 86 Và các tài liệu khác Phần II: Tính toán thuỷ năng Chương i: khái niệm cơ bản ò 1.1 mục đích Mục đích tính toán thủy năng là xác định các thông số cơ bản của hồ chứa và trạm thủy điện: 1. Thông số của hồ chứa: - Mực nước dâng bình thường (MNDBT). - Mực nước chết ( MNC ), hay là độ sâu công tác (hct). - Dung tích hữu ích ( Vhi ). 2. Thông số năng lượng trạm thủy điện(TTĐ): - Công suất bảo đảm (Nbđ). - Công suất lắp máy (Nlm). - Điện lượng bình quân nhiều năm (Enn). - Số giờ lợi dụng công suất lắp máy (h). 3. Các cột nước đặc trưng của TTĐ: - Cột nước lớn nhất (H max ). - Cột nước nhỏ nhất (H min ). - Cột nước bình quân (H tb ). - Cột nước tính toán (H tt ). Các thông số đó làm cơ sở cho việc tính toán chọn thiết bị cho nhà máy, xác định kích thước đường dẫn nhà máy, công trình thủy công và các vấn đề liên quan khác. Đ 2-2 phương thức khai thác thủy năng Việc chọn phương thức khai thác thủy năng phải dựa vào điều kiện cụ thể của từng công trình, điều kiện thiên nhiên, điều kiện địa chất, đia chất thuỷ văn, bản đồ địa hình và tình hình kinh tết xã hội để lựa chọn. Qua việc nghiên cứu các tài liệu nêu trên tôi có nhận về khu vực xây dựng TTĐ CT4 như sau: - Công trình TTĐ CT4 là một trạm trên sông Spêpook. Do địa hình thuận lợi, tuyến đập được bố trí giữa hai khe núi, như vậy sẽ giảm được khối lượng đào đắp.Và ta dựa vào tài liệu bình đồ khu vực xây dựng công trình thuỷ điện CT4 đã cho. Dựa vào các nhận xét trên tôi chọn phương thức khai thác kiểu nhà máy thuỷ điện sau đập vậy ta chọn phương thức khai thác thuỷ năng kiểu đập dâng tạo cột nước. Đ 2-3 CHọN MứC BảO tính toán I. khái niệm về mức bảo đảm tính toán: 1. ý nghĩa của mức bảo đẩm tinh toán Ta biết rằng tình hình làm việc của Trạm thuỷ điện(TTĐ) luôn phụ thuộc vào tình hình thuỷ văn. Trong điều kiện lưu lượng thiên nhiên thuận lợi thì TTĐ đảm bảo an toàn cung cấp điện, còn trong những năm ít nước thì TTĐ không đảm bảo cung cấp điện an toàn. Mặt khác đối với một số TTĐ kiểu đập có cột nước thấp thì TTĐ có thể không đảm bảo cung cấp điện ngay trong mùa nhiều nước (do mực nước ở hạ lưu dâng cao ngay trong thời kỳ này, làm cho cột nước của TTĐ giảm nhiều). Khi đó ta phải cắt giảm các hộ dùng điện, điều đó cũng có nghĩa là sẽ gây ra thiệt hại đối với nền kinh tế Quốc dân. Do vậy để đặc trưng cho mức bảo đảm an toàn cung cấp điện của TTĐ, người ta đưa ra chỉ tiêu Ptt gọi là mức bảo đảm an toàn hay tần suất. Mức bảo đảm được tính theo công thức sau: Tức là trong suốt thời gian làm việc (vận hành), TTĐ sẽ đảm bảo cung cấp điện bình thường trong P% tổng thời gian còn (100-P)% thời gian không thể cung cấp đầy đủ công suất và điện lượng do tình hình thủy văn bất lợi. 2. Nguyên lý lựa chọn mức bảo đảm Mức bảo đảm được dùng để xác định các thông số của TTĐ và dùng để xác định vai trò của TTĐ trong cân bằng công suất của hệ thống gọi là mức bảo đảm tính toán (Ptt). Ta thấy nếu Ptt mà tăng lên thì công suất bảo đảm của TTĐ (Nbđ) sẽ giảm xuống, có nghĩa là công suất tất yếu của TTĐ sẽ giảm xuống. Điều đó đồng nghĩa với việc: P% 100% N - Vốn đầu tư vào TTĐ giảm đi một lượng (KTĐ), nhưng do NtyTĐ giảm => NlmNĐ tăng lên (do cân bằng hệ thống điên) => vốn đầu tư vào nhà máy Nhiệt điện tăng lên một lượng (KNĐ), nhưng KNĐ tăng > KTĐ giảm => Vốn đầu tư của toàn bộ hệ thống tăng lên. Nhưng thời gian bảo đảm an toàn tăng lên, làm cho thiệt hại do thiếu điện giảm. Do vậy Ptt tốt nhất là tần suất làm cho tổng chi phí (có xét đến thiệt hại) của hệ thống là nhỏ nhất. 3. Nguyên tắc chọn Ptt: Việc tính toán thiệt hại do thiếu điện là rất phức tạp và trong nhiều trường hợp chúng ta không thể thực hiện được nếu như không đưa ra một số giả thiết ban đầu. Cho nên việc xây dựng mức bảo đảm tính toán thường được tiến hành theo kinh nghiệm và theo các định mức. Cụ thể là: Để chọn mức bảo đảm tính toán của TTĐ người ta dựa vào các nguyên tắc sau: +.Công suất lắp máy của TTĐ càng lớn thì mức bảo đảm phải chọn càng cao, vì thiệt hại do chế độ làm việc bình thường của TTĐ có công suất lắp máy lớn bị phá vỡ nghiêm trọng so với trạm có công suất lắp máy nhỏ. +Trạm thuỷ điện có công suất càng lớn so với tổng công suất của toàn hệ thống điện lực thì mức bảo đảm tính toán phải chọn càng cao, vì khi TTĐ không làm việc bình thường thì công suất thiếu hụt khó bù hơn so với các trạm nhỏ, nhất là trong thời kỳ công suất dự trữ đã sử dụng gần hết. +Các hộ dùng điện càng quan trọng về mặt khinh tế, khoa học kỹ thuật thì mức bảo đảm tính toán của trạm cung cấp điện càng cao vì lẽ nếu thiếu điện tổn thất sẽ càng nghiêm trọng. +Nếu trạm thuỷ điện có hồ điều tiết càng lớn, hệ số điều tiết cao, sự phân bố dòng chảy trong sông lại tương đối đều thì có thể chọn mức bảo đảm tính toán cao mà vẫn lợi dụng được phần lớn năng lượng nước thiên nhiên. Trong trường hợp không có hồ điều tiết dài hạn, muốn lợi dụng năng lượng nước được nhiều không nên chọn mức bảo đảm tính toán cao. +Nếu TTĐ đóng vai trò chính trong công trình lợi dụng tổng hợp hoặc chỉ có nhiệm vụ phát điện ngoài ra không còn ngành dùng nước nào khác tham gia thì mức bảo đảm tính toán cứ theo các nguyên tắc trên để chọn. Trong trường hợp có thể chọn mức bảo đảm khá cao, nhưng khi TTĐ chỉ giữ vai trò thứ yếu trong công trình lợi dụng tổng hợp mức bảo đảm tính toán của TTĐ phải phục tùng yêu cầu dùng nước chủ yếu mà chọn thấp hơn cho thỏa đáng. Kinh nghiệm cho thấy thường dùng ở mức đảm bảo sau: - Các trạm thuỷ điện có công suất lớn: Nlm > 50MW P = 85 - 95%. - Các trạm thuỷ điện vừa, tỷ trọng công suất không lớn lắm : P=75-85% - Các TTĐ nhỏ, làm việc độc lập hoặc tham gia trong hệ thống với tỷ trọng công suất dưới 15 - 20% : P = 50-80%. III. Chọn mức bảo đảm tính toán cho TTĐ-CT4 Căn cứ vào nhiệm vụ cụ thể của công trình thuỷ điện CT4 với nhiệm vụ phát điện là chính và theo đánh giá sơ bộ tại tuyến xây dựng công trình TTĐ CT4 có công suất khoảng ( 200 400 ) MW Theo tiêu chuẩn TCVN 50-60-90 chọn mức bảo đảm cho TTĐ CT4 là p=90%. ò 2.4: Xác định các thông số cơ bản của TTĐ CT4 Nội dung 1)Xác định mực nước dâng bình thường (MNBT). 2) Xác định độ sâu công tác (hct), mực nước chết (MNC), dung tích hữu ích (Vhi). 3) Xác định công suất bảo đảm ( Nbđ ), công suất lắp máy ( Nlm ). 4) Tính điện lượng bình quân nhiều năm ( ), số giờ lợi dụng công suất lắp máy(hNln). 5) Xác định các cột nước đặc trưng của TTĐ CT4. Các bước tính toán: I .Xác định mực nước dâng bình thường (MNBT). 1.Định nghĩa Mực nước dâng bình thường là mực nước cao nhất của hồ chứa trong điều kiện làm việc bình thường của nhà máy thuỷ điện. Mực nước dâng bình thường là một thông số chủ chốt của công trình thủy điện. Nó có ảnh hưởng quyết định đến dung tích hồ chứa, cột nước, lưu lượng, công suất bảo đảm và điện lượng hàng năm của TTĐ. Về mặt công trình nó quyết định đến chiều cao đập, kích thước công trình xả lũ, số lượng và kích thước các đập phụ. Về mặt kinh tế: vùng hồ, nó ảnh hưởng trực tiếp đến diện tích vùng ngập nước và các tổn thất do nước ngập ở vùng hồ. Vì vậy việc chọn MNDBT phải được tiến hành thận trọng. Khi tính toán lựa chọn MNDBT cần chú ý đến một số yếu tố ảnh hưởng quan trọng sau: * Mối quan hệ giữa NMDBT và lợi ích. +Phát điện: Khi NMDBT tăng thì khả năng phát điện của TTĐ tăng, dẫn đến điện lương hàng năm của của TTĐ tăng, nhưng đến một lúc nào đó thì độ tăng giảm do lượng nước bốc hơi lớn. Trường hợp có công trình nào đó đã xây dựng hoặc dự kiến xây dựng ở phía thượng lưu công trình thì khi tăng NMDBT có thể sẽ gây ngập chân công trình phía trên. Nếu độ ngập đó đáng kể sẽ làm giảm cột nước phát điện, làm thay đổi chế độ, và điều kiện làm việc của công trình phía trên. +Phòng lũ: Khi NMDBT tăng thì dung tích hữu ích tăng, khả năng cắt lũ lớn do đó giảm bớt biện pháp phòng lũ và thiệt hại phía hạ lưu. +Yêu cầu sử dụng nước: Khi NMDBT tăng, dung tích hữu ích của hồ tăng, lưu lượng điều tiết tăng, việc cung cấp nước cho hạ lưu tăng. +Giao thông thủy: Khi NMDBT, dung tích hồ chứa tăng, khả năng chuyên chở thượng, hạ lưu tăng. * Mối quan hệ giữa NMDBT và chi phí. Khi NMDBT làm cho chiều dài, chiều cao đập tăng đồng thời cũng ảnh hưởng đến số lượng và kích thước các đập phụ xung quanh hồ dẫn đến vốn đầu tư, chi phí hàng năm tăng nhanh. NMDBT tăng, diện tích ngập lụt tăng, nhiều khi giây ngập các mỏ khoáng sản quí hiếm, gây ngập các di tích lịch sử, thay đổi môi trường sinh thái, cảnh quan khu vực xây dựng công trình dẫn đến chí đền bù thiệt hại tăng, xử lý nền móng và thấm phức tạp. Vì vậy chi phí cho công trình lớn. 2.Xác định mực nước dâng bình thường Việc xác định MNDBT phải dựa trên cở sở phân tích so sánh các phương án theo các yếu tố liên quan. Để xác định được hết lợi ích và thiệt hại của từng phương án là một vấn đề hết sức khó khăn vì sự ảnh hưởng về mặt xã hội và môi trường là không rõ ràng. Tuy nhiên để đánh gía về mặt kinh tế cho việc thay đổi MNDBT người ta sử dụng các tiêu chuẩn kinh tế như sau: - Gá trị thu nhập dòng quy về thời điểm hiện tại là lớn nhất. Trong đó: NPV: Giá trị thu nhập dòng n: Số năm tính toán . : `dụng tổng hợp thì là tất cả các thu nhập từ các ngành trong lợi dụng tổng hợp. : Tổng chi phí quy về thời điển hiện tại. t: Năm tính toán thứ t Bt: Thu nhập năm thứ t. Ct: Chi phí năm thứ t. i: Lãi xuất . So sánh giữa các phương án, phương án nào có NPV lớn nhất thì chọn. - Tiêu chuẩn chi phí tính toán quy về thời điểm hiện tại là nhỏ nhất (Cmin). Trong trường hợp các phương án đưa ra đều đạt lợi ích như nhau thì có thể chọn theo tiêu chuẩn chi phí tính toán quy về thời điểm hiện tại là nhỏ nhất: Chi phí tính toán quy về hiện tại là: Trong đó Kt: Là vốn đâu tư ở năm thứ t. Chnt: Là chi phí hàng năm của nhà máy thuỷ điện ở năm thứ t. i: Lãi suất. : Là chi phí tính toán quy về hiện tại. Trong các phương án được đưa ra phương án nào có tt nhỏ nhất thì chọn. Khi tính toán xác định MNDBT để giảm bớt khối lượng tính toán người ta tiến hành xác định giá trị giới hạn trên và giới hạn dưới của MNDBT. - Giới hạn dưới của MNDBT phụ thuộc vào các yếu tố : + Yêu cầu tưới tự chẩy. + Căn cứ vào yêu cầu phụ tải đảm nhận của nhà máy. +Căn cứ yêu cầu của các ngành lợi dụng tổng hợp. - Giới hạn trên của MNDBT phụ thuộc vào các yếu tố: +Điều kiện địa chất tuyến xây dựng công trình . +Điều kiện địa hình ngập lụt và tình hình dân sinh kinh tế. +Các yếu tố về văn hoá xã hội. Trên cơ sở phạm vi giới hạn MNDBT, ta định ra hàng loạt phương án MNDBT chênh nhau khoảng h = (2 5) m. Tiến hành tính toán với từng phương án MNDBT cụ thể, xác định các thông số: Công suất bảo đảm (Nbđ), Công suất lắp máy (Nlm), điện lượng bình quân nhiều năm (Enn) cho mỗi phương án. Tính chênh lệch công suất N và điện lượng cho từng phương án. - Xác định lợi ích tăng thêm cho các ngành lợi dụng tổng hợp của mỗi phương án. - Xác định vốn đầu tư xây dựng công trình và phần vốn tăng thêm k cho mỗi phương án. - Xác định phần chi phí tăng thêm C do tăng MNDBT bao gồm cả tri phí vận hành, chi phí đền bù ngập lụt. - Tính lợi ích về mặt kinh tế do công trình mang lại sau khi có kết quả tính toán cho các phương án sẽ phân tích so sánh và chọn ra phương án hợp lý nhất. Việc tính toán như vậy đòi hỏi phải có nhiều thời gian và đầy đủ các tài liệu như định mức, đơn giá và các chỉ tiêu cần thiết. Trong thiết kế sơ bộ do thời gian có hạn, tài liệu không đầy đủ nên tôi không thực hiện việc tính toán để xác định MNDBT mà được giao cho thiết sơ bộ TTĐ CT4 với MNDBT= 433 m. II. Xác định độ sâu công tác (hct), mược nước chết (MNC), dung tích hữu ích(Vhi) của hồ chứa. 1.Khái niệm - Độ sâu công tác của hồ chứa (hct) là khoảng cách tính từ MNC đến MNDBT hct = MNDBT – MNC - MNC là mực nước thấp nhất trong điều kiện làm việc bình thường của hồ chứa - Phần dung tích nằm dưới MNC gọi là dung tích chết (Vc). - Phần dung tích nằm giữa MNDBT và MNC được gọi là dung tích hữu ích của hồ chứa (Vhi). Đối với mỗi phương án MNDBT thì vấn đề đặt ra là nên chọn độ sâu công tác (hct) là bao nhiêu là có lợi nhất. 2.Xác định độ sâu công tác có lợi của hồ chứa (hct) Để xác định độ sâu công tác có lợi của hồ chứa được thỏa đáng ta tiến hành xem xét kỹ hơn về mối quan hệ N = f(hct), E = f (hct). Ta biết rằng điện lượng (hoặc công suất) mùa kiệt một phần do lượng nước không trữ (lưu lượng thiên nhiên) và một phần do lượng nước trữ trong dung tích có ích của hồ tạo thành. Emk = Ektr + Eh . Ektr sẽ giảm khi độ sâu công tác của hồ tăng. Quan hệ biến đổi này gần như tuyến tính, cứ tăng độ sâu công tác thêm một mét thì phần năng lượng này sẽ giảm một trị số gần bằng nhau. Eh biến đổi phức tạp hơn khi hct thay đổi. Độ sâu công tác càng lớn thì khả năng cung cấp nước của dung tích có ích càng lớn và cột nước trung bình mùa kiệt càng giảm. Vì vậy hct càng lớn mức độ tăng của Eh càng ít. Vì thế trong giai đoạn đầu, khi độ sâu công tác (hct) tăng thì điện lượng mùa kiệt cũng tăng, nhưng nếu tiếp tục tăng hct đến một trị số nào đó, ta sẽ có trị số Emk lớn nhất, sau đó tiếp tục tăng hct, thì trị số Emk sẽ giảm vì phần điện lượng tăng thêm do tăng lưu lượng điều tiết không kịp bù lại phần điện lượng mất đi do cột nước giảm. Trị số hct khi Emk đạt tới trị số lớn nhất gọi là độ sâu công tác có lợi nhất. Nếu lượng nước không trữ trong mùa kiệt càng lớn thì độ sâu công tác có lợi của hồ chứa càng nhỏ.(Hình vẽ) Tuy nhiên, nếu chỉ dựa vào điện lượng mùa kiệt để xác định độ sâu công tác có lợi nhất thì chưa hẳn đã hợp lý mà còn phải xem xét diễn biến của điện lượng năm. Trong thời kỳ trữ nước do mực nước trong hồ thấp nên khả năng phát điện bị hạn chế. Bởi vậy khi tăng độ sâu công tác của hồ, điện lượng năm sẽ tăng không đáng kể so với điện lượng mùa kiệt. Vì vậy, trị số điện lượng năm lớn nhất sẽ xuất hiện khi hct nhỏ hơn so với hct cho Emk lớn nhất. Mặt khác, nếu dưới TTĐ thiết kế có một số TTĐ nằm trong hệ thống bậc thang thì độ sâu công tác của hồ chứa trên càng lớn càng làm tăng sản lượng điện ở các trạm dưới. Vì vậy độ sâu công tác có lợi nhất của hồ đang thiết kế ứng với trị số điện lượng lớn nhất sẽ lớn hơn độ sâu công tác có lợi nhất ứng với điện lượng lớn nhất của riêng trạm đó. Từ phân tích trên, ta thấy không phải là chỉ có một điểm mà là có cả một vùng xác địmh độ sâu công tác có lợi nhất, vì vậy, trị số cuối cùng của độ sâu công tác có lợi phải được xác định trên cơ sở phân tích tính toán kinh tế kỹ thuật trong đó có xét tới mọi ảnh hưởng của sự biến đổi độ sâu công tác ở trạm thiết kế và các trạm trong hệ thống bậc thang. Trong trường hợp đường quan hệ E = f (hct), không có điểm cực trị, tức là độ sâu công tác càng tăng càng có lợi thì việc quyết định nên dừng hct ở mức nào cho hợp lý phải dựa trên yêu cầu đảm cho hồ có dung tích chết đủ chứa bùn cát lắng đọng trong thời kỳ vận hành, khai thác phù hợp với tuổi thọ tính toán của hồ chứa, mặt khác phải đảm bảo cột nước công tác,và khu vực hiệu suất cao, lưu lượng cần thiết không kéo theo bùn cát…cho Turbin làm việc. * Tiêu chuẩn để chọn độ sâu công tác. Chi phí tính toán của hệ thống là nhỏ nhất hay lợi nhuận thu được do xây dựng TTĐ là lớn nhất (1). Độ sâu công tác đảm bảo cho điện lượng mùa cấp (Emk) hay điện lượng năm (En) là lớn nhất(2). Đồng thời nó còn phải thoả mãn các điều kiện ràng buộc sau: + Phải có cột nước để Turbin làm việc trong vùng có hiệu suất cao + Phải đảm bảo hồ chứa có dung tích chết chứa hết lượng bùn cát lắng đọng trong thời kỳ khai thác, vận hành. Việc xác định hct theo tiêu chuẩn (1) là rất phức tạp, đòi hỏi nhiều thời gian. Trong thiết kế sơ bộ để giảm bớt khối lượng tính toán tôi sử dụng tiêu chuẩn điện lượng mùa cấp lớn nhất (Emkmax) để xác định độ sâu công tác cho hồ chứa của TTĐ CT4. Để xác định độ sâu công tác có lợi của hồ chứa trước hết ta đi xác định độ sâu công tác cho phép của hồ chứa. a)Xác định độ sâu công tác cho phép của hồ chứa theo điều kiện làm việc của Turbin (). (1) ( TTĐ CT4 là TTĐ sau đập ) Trong đó :Hmax:Cột nước làm việc lớn nhất của NMTĐ Hmax = MNDBT – ZHL(Qmin). ZHL(Qmin): Mực nước hạ lưu nhỏ nhất khi lưu lượng xả xuống hạ lưu là nhỏ nhất(Qmin) Qmin lấy theo yêu cầu về lợi dụng tổng hợp. Do chưa có yêu cầu về lợi dụng tổng hợp ở hạ lưu nên sơ bộ lấy Qmin = min ( Qi ), với ( Qi ) là lưu lượng của tháng thứ i trong 3 năm điển hình. Theo tài liệu 3 năm điển hình ta có: Qmin = min(Qi) =17.2(m3/s) Với Qmin = 17.2 (m3/s) tra quan hệ Q ~ ZHL ta được: ZHL(Qmin) = 411 (m) Với MNDBT = 433 m Hmax = 433 – 411 =22 (m) Thay vào (1) ta được: Khi đó MNC là: MNC = MNDBT - = 433 – 7.33= 425.67 (m) b)Xác định độ sâu công tác cho phép của hồ chứa theo điều kiện tuổi thọ công trình () Để đảm bảo công trình làm việc, vận hành an toàn trong suốt thời gian khai thác, hồ chứa cần có một dung tích để chứa toàn bộ lượng bùn cát mà dòng chảy mang đến lắng đọng xuống hồ, đồng thời không để bùn cát chui vào đường ống làm ảnh hưởng đến chế độ làm việc bình thường của TTĐ khi đó được xác định như sau: Hình vẽ = MNDBT – MNC MNC = Zbc+ h1 + D + h2 Trong đó: MNDBT = 433 m : cao trình mực nước dâng bình thường của hồ. MNC: cao trình mực nước chết của hồ chứa. h2: Khoảng cách từ MNC đến điểm cao nhất của cửa lấy nước, h2 phải đảm bảo tránh không khí lọt vào đường ống sơ bộ lấy h2 =1 m h1:Khoảng cách từ cao trình bùn cát đến điểm thấp nhất của cửa lấy nước, h1 phải đảm bảo sao cho bùn cát không chui vào đường ống dẫn nước vào nhà máy sơ bộ lấy h1= 1 m. Zbc: cao trình bùn cát lắng đọng trong hồ chứa trong thời gian hoạt động của công trình. D: chiều cao cửa lấy nước. +) Xác định cao trình bùn cát lắng đọng.(Zbc) Dung tích bùn cát lắng đọng được xác định theo công thức: Trong đó: T: Thời gian làm việc của hồ chứa T = 50 năm :dòng chảy bình quân nhiều năm (m3) : =3818.275106 : Lượng chuyển bùn cát trung bình = 0.081(kg/s) bc : Trọng lượng riêng của bùn cát bc = 1.5(T/m3). K: Hệ số lắng đọng bùn cát, với TTĐ điều tiết năm K =0.7 1.0 lấy K= 0.8 với Vbc =8.25106 tra quan hệ Ztl & W ta được Zbc= 420.58 m +) Xác định chiều cao cửa lấy nước (D). lượng điều tiết trung bình mùa kiệt xác định theo công thức: ( tính với năm nước kiệt thiết kế). Trong đó: : Lưu lượng dòng chẩy thiên nhiên trung bình mùa kiệt của năm nước kiệt thiết kế: Vhi: Dung tích hữu ích của hồ chứa. Vì theo cả hai điều kiện (điều kiện Turbin, điều kiện tuổi thọ công trình) để xác định độ sâu công tác cho phép của hồ chứa đều nhằm mục đích xác định được hct sao cho đảm bảo thiết bị làm việc trong vùng hiệu suất cao và đảm bảo tuổi thọ của công trình nên ở đây lấy Vhi bằng dung tích hữu ính theo điều kiện Turbin: Vhi = VMNDBT –VTB MNC Với MNCTB = 425.67 tra quan hệ ZTL & W Ta có: VTB MNC =148.48106 (m3) Với MNDBT = 433 tra quan hệ ZTL ~ W Ta có: VMNDBT =350.64106(m3) Thay số ta có: Vhi = 350.64106 – 148.48106 Vhi = 202.16106(m3) m: số tháng trong mùa kiệt m = 6 tháng. Theo kinh nghiệm thì lưu lượng lớn nhất qua TTĐ là:= (2 4) Sơ bộ chọn = 4= 444.16 = 176.64 (m3/s) Lưu lượng qua một tổ máy là (Qtm) Z: số tổ máy ở đây sơ bộ chọn số tổ máy là Z =3 tổ. Diện tích cửa lấy nước : Trong đó: V: vận tốc dòng chẩy qua cửa lấy nước V = ( 0.9 1.6 ) m/s Chọn V = 1.6 (m/s). khi đó mực nước chết trong hồ chứa là(MNC) : MNC = Zbc+ h1 + D + h2 = 422.44 + 1 +6.85 +1 = 431.29 (m) Độ sâu công tác cho phép của hồ chứa tính theo điều kiện bồi lắng là: Để thỏa mãn cả hai điều kiện ràng buộc trên ta chọn độ sâu công tác cho phép của hồ chứa bằng độ sâu công tác nhỏ nhất trong hai điều kiện trên. Vậy (m) +) dung tích chết của hồ chứa (VMNC) Phần dung tích nằm dưới MNC của hồ chứa gọi là dung tích chết của hồ chứa. Với MNDBT = 433 (m) hct = 1.71 (m) MNC = MNDBT - hct = 433– 1.71=431.29 (m) MNC = 431.29 m VMNDBT = 350,64.106 (m3) VMNC =303.75 106 (m3) +) Dung tích hữu ích của hồ chứa (Vhi) Phần dung tích nằm giữa MNC và MNDBT gọi là dung tích hữu ích của hồ chứa: Vhi = VMNDBT - VMNC = 350.64. 106 – 303.75 106 = 46.89 106 (m3) *Hệ số điều tiết của hồ chứa (). Để biểu thị mức độ điều tiết của hồ chứa người ta đưa ra một hệ số gọi là hệ số điều tiết của hồ chứa, hệ số điều tiết của hồ chứa được xác định theo công thức sau: Trong đó Vhi :dung tích hữu ích của hồ chứa Vhi = 46.89 106 (m3) Wo: tổng lượng dòng chẩy bình quân nhiều năm tại tuyến công trình: Wo = Qo.31.5.106 = 3818.275106 (m3) Qo: lưu lượng dòng chẩy trung bình nhiều năm. Với: + > 0.3: hồ chứa điều tiết nhiều năm. + 0.02 < < 0.3: hồ chứa điều tiết năm. + < 0.02: hồ chứa điều tiết ngày hoặc không điều tiết Hồ chứa của TTĐ CT4 có hệ số điều tiết là = 0.012, vậy hồ chứa của TTĐ CT4 là hồ điều tiết ngày. ò 2.3.xác định công suất bảo đảm. I.Khái niệm Công suất bảo đảm là công suất bình quân tính theo khả năng của dòng nước trong thời kỳ nước kiệt tương ứng với mức bảo đảm tính toán của TTĐ. Công suất bảo đảm của NMTĐ là một thông số cơ bản của trạm thuỷ điện. Nó quyết định khả năng phủ phụ tải đỉnh của TTĐ lớn hay nhỏ, thay thế được bao nhiêu công suất lắp máy của trạm nhiệt điện. II. Các phương pháp xác ._.định công suất bảo đảm (Nbđ) của trạm thuỷ điện điều tiết ngày Do trạm thuỷ điện điều tiết ngày không có hồ chứa dung tích lớn để điều tiết phân phối dòng chảy trong một năm mà chỉ điều tiết dòng chảy trong một ngày, vì vậy đối tượng nghiên cứu ở đây không phải là công suất bảo đảm mùa kiệt,mà là công suất bảo đảm ngày để chế độ công tác trong ngày của trạm ổn định . Trong khi tính toán, xác định công suất bảo đảm của trạm thuỷ điện điều tiết ngày không nên lẫn lộn mức bảo đảm tính toán ( hay tần suất thiết kế ) của lưu lượng trung bình ngày đêm với mức bảo đảm tình toán của công suất trung bình ngày đêm. Trong một TTĐ mức bảo đảm tính toán của lưu lượng trung bình trong một thời đoạn nào đó có khi không trùng vơí mức bảo đảm tính toán của công suất bảo đảm. Bởi vì công suất không chỉ phụ thuộc vào lưu lượng mà còn phụ thuộc cột nước. Có khi lưu lượng tăng quá nhiều làm mức nước hạ lưu dâng lên quá mức nên cột nước giảm, công suất sẽ giảm. Cá biệt có trường hợp không đủ cột nước đẻ phát điện .Vì vậy, các phương pháp xác định công suất bảo đảm của trạm thuỷ điện điều tiết ngày từ lưu lượng bảo đảm chưa đáng tin. Chỉ có thể tính công suất bảo đảm của Trạm thuỷ điện điều tiết ngày từ lượng bảo đảm Nbd = 9,81 Qp% H khi trạm không có nguy cơ giảm cột nước quá đáng trong mùa lũ. Trong các phương pháp thường thấy từ trước tới nay theo phương pháp tính Nbd theo đường tần suất dòng nước là hợp lý hơn cả. Phương pháp này dựa vào lưu lượng thiên nhiên trung bình của mỗi thời đoạn để xác định cột nước cho thời đoạn ấy, ứng với Q và H của mỗi thời đoạn sẽ xác định được một công suất n. Dựa vào các trị số N của các thời đoạn của cả liệt năm thuỷ văn ta vẽ đường tần suất công suất N = f(P%) Trên đường tần suất đó ứng với mức bảo đảm tính toán P% sẽ có Nbd cần tìm. Lưu lượng trung bình thời đoạn để tính Nbđ cho trạm thuỷ điện điều tiết ngày nên lấy lưu lượng trung bình ngày. Tuy nhiên thường gặp hai khó khăn là: thời đoạn càng ngắn (từng ngày) thì khối lượng tính toán sẽ càng lớn và nhiều khi tài liệu đo lưu lượng ngày không đủ. Để giảm bớt khó khăn, người ta thường tính lưu lượng trung bình 3 ngày, 10 ngày hoặc tối đa là 30 ngày tuỳ tình hình tài liệu có. Ngay cả trường hợp dùng lưu lượng trung bình tháng khi liệt thuỷ văn dài thì khối lượng tính toán N cho các thời đoạn cũng rất lớn. Nếu trạm thuỷ điện công suất nhỏ, ít quan trọng thì tính như vậy càng không thoả đáng . Để giảm bớt khối lượng tính toán công suất bảo đảm của trạm thuỷ điện điều tiết ngày, người ta thường dùng 3 năm đại biểu cho liệt năm thuỷ văn và tiến hành xác định Q, H, N cũng như Nbđ như đã nói ở trên. Khi xác định cột nước cho tứng thời đoạn thì lấy mực nước thượng lưu ứng với 1/2 dung tích điều tiết ngày, còn mực nước hạ lưu thì dựa vào lưu lượng trung bình thời đoạn để tìm trên đường Q = f (Zhạ lưu ). Vì dung tích hồ điều tiết ngày chưa xác định được vì chưa xác định công suất công tác lớn nhất, còn công suất công tác lớn nhất lại phụ thuộc vào công suất bảo đảm mà công suất bảo đảm thì đang xác định. Vì vậy lúc đầu phải ấn định dung tích hồ điều tiết ngày theo kinh ngiệm thường có trị số vào khoảng 0,1 - 0,3 tổng lượng nước ngày có lưu lượng bình quân ứng với mức bảo đảm tính toán của trạm thuỷ điện dòng chẩy mùa lũ sẽ được trữ. ò 2.4: xác định công suất lắp máy (nlm) I. Định nghĩa Công suất lắp máy của trạm thuỷ điện là công suất tối đa mà TTĐ có thể phát ra được trên cơ sở sử dụng toàn bộ số tổ máy có ở TTĐ. Để lựa chọn công suất lắp máy của TTĐ thì việc xác định chính xác phạm vi cung cấp điện, chế độ làm chế độ làm việc của TTĐ là hết sức quan trọng. Nếu TTĐ làm việc trong hệ thống điện lực thì việc sử dụng công suất lắp máy góp phần cải thiện điều kiện làm việc của hệ thống điện giảm được tiêu hao nhiên liệu cho các trạm nhiệt điện. Để xác định Nlm của TTĐ cần phải xác định, công suất công tác lớn nhất, công suất dự trữ các loại, ngoài ra còn có thể lắp thêm công suất trùng, trên cơ sở cân bằng điện lượng và công suất của hệ thống điện. II. Xác định công suất lắp máy của TTĐ Công suất lắp máy của TTĐ được xác định như sau: Nlm = Nctmax + Ntr Trong đó Nctmax: Công suất công tác lớn nhất của TTĐ Ndt: Công suất dự trữ của NMTĐ: bao gồm công suất dự trữ phụ tải(Ndp) *Xác định công suất công tác lớn nhất Nct max Do Trạm thuỷ điện điều tiết ngày không có khả năng trữ lại lượng nước thừa trong những ngày yêu cầu phụ tải nhỏ hơn trung bình để dùng trong những ngày phụ tải lớn, nên khi xác định Nct max trên biểu đồ phụ tải ngày cao nhấtchỉ dùng trị số điện lượng ngày bảo đảm Ebd ngày = 24 Nbd. Khi có trị số Ebđ ngày thì việc xác định Nct max của Trạm thuỷ điện điều tiết ngày cũng giống như cuả Trạm thuỷ điện điều tiết năm. Tuy nhiên, khi xác định Nct max phải xét xem dung tích điều tiết ngay có đủ để đảm nhận Nct max đó hay không. Do đó phải kiểm tra trị số dung tích cần thiết của hồ điều tiết ngày. Muốn tìm lượng nước cần trữ trong hồ để điều tiết ngày (Wtrữ) phải tính đổi điện năng cần trữ ra lượng nước cần trữ theo công thức sau: Wtrữ = m3 Wtrữ : lượng nước cần trữ, hay dung tích cần thiết của hồ điều tiết ngày (m3) hiệu suất của Trạm thuỷ điện H: cột nước trung bình ứng với mực nước thượng lưu tạo thành 1/2 Vhồ với giả thiết là Vhồ = (0,1~0,3) Wngày như đã nói trên khi giới thiệu về cách xác định Nbđ Etrữ : phần điện năng cần trữ, xác minh trên biểu đồ phụ tải ngày hoặc đường luỹ tích điện lượng của biểu đồ phụ tải ngày lớn nhất. *Xác định công suất dự trữ Nđ của Trạm thuỷ điện điều tiết ngày làm trong hệ thống: Các trạm có thể lắp công suất phụ tải vì nó không đòi hỏi hồ phải có thêm dung tích, nhưng thường bố trí nó ở các Trạm thuỷ điện điều tiết ngày có công suất công tác lớn nhất NTĐct max (1520%) NHTmax . Còn công suất dự trữ sự cố rất ít khi giao cho Trạm thuỷ điện điều tiết ngày, trừ trường hợp hồ tuy không có khả năng điều tiết mùa (năm) nhưng đủ sức trữ sẵn một lượng nước cho phần công suất dự trữ sự cố chạy liên tục khoảng 10-15 ngày ngoài việc đảm nhận điều tiết ngày. Công suất dự trữ sửa chữa cho hệ thống cũng thường không giao cho Trạm thuỷ điện điều tiết ngày, trong trường hợp thật đặc biệt có thể giao nếu như dung tích hồ có khả năng bảo đảm nước liên tục khoảng 10-15 ngày với suất dự trữ sửa chữa. Với các Trạm thuỷ điện điều tiết ngày làm việc trong hẹ thông thường không bố trí công suất dự trữ sự cố và sửa chữa cho bản thân trạm. ở những trạm có công suất trùng có thể sử dụng công suất đó làm công suất dự chữ sửa chữa cho một tổ máy đó phải nghỉ việc để kiểm tra tu sửa. *Xác định công suất trùng của Trạm thuỷ điện điều tiết ngày ở những Trạm thuỷ điện điều tiết ngày mà dòng chảy về mùa lũ khá lớn và kéo dài thì có thể lắp công suất trùng (Ntrùng) để giảm bớt nhiên liệu cho nhiệt điện của hệ thống. Cách xác định công suất trùng ở trạm thuỷ điện điều tiết ngày cũng giống như cách xác định công suất trùng ở Trạm thuỷ điện điều tiết năm, chỉ khác là do không có hồ điều tiết năm, nên khi xác định lượng nước thừa hoặc công suất thừa sẽ lấy công suất bình quân thời đoạn trừ công suất tất yếu là được. Tóm lại, đối với Trạm thuỷ điện không điều tiết, ngoài công suất công tác lớn nhất (Nct max) ra, thường cũng bố trí công suất dự trữ (Nđ), chủ yếu là dự trữ phụ tải để điều tần và nhiều khi còn có công suất trùng: Ntm=Nct max + Nđ + Ntr Đối với Trạm thuỷ điện không điều tiết, làm việc trong hệ thống thì công suất công tác lớn nhất chỉ lấy bằng công suất đảm bảo: Nct max = Nbđ Ngoài ra, để tận dụng năng lượng nước vào thời kỳ nhiều nước, còn lắp thêm công suất trùng. Như vậy công suất lắp máy của Trạm thuỷ điện không điều tiết làm việc trong hệ thống chỉ có thể có hai thành phần: Nct max = Nbđ + Ntr Khi không lắp công suất trùng thì công suất lắp máy của tramk chỉ bằng công suất đảm bảo. * Ngoài các công suất kể trên ta còn thấy ở nhà máy thuỷ điện điều tiết ngày còn có công suất muà :Nmùa Do chưa có biểu đồ phụ tải nên ta xác định công suất lắp máy (Nlm ) theo công thức kinh nghiệm: Nlm =(2 5) Nbđ Việc lấy công suất lắp máy là bao nhiêu trong khoảng công suất bảo đảm là một vấn đề cần được tính toán: - Nếu lấy hệ số nhỏ: công suất lắp máy nhỏ, không tận dụng được nguồn nước, lượng thừa xả lớn nhưng hiệu suất làm việc của các thiết bị cao, số giờ lợi dụng công suất lắp máy lớn. - Nếu lấy hệ số lớn: Nlm lớn lợi dụng được nhiều năng lượng của dòng nước, lượng nước xả thừa ít, khối lượng thiết bị tăng, số giờ lợi dụng công suất lắp máy nhỏ, không tận dụng được khả năng làm việc của các thiết bị. III. Xác định công suất lắp máy Nlm của trạm thuỷ điện CT4 Vì trạm thuỷ điện điều tiết ngày của đồ án này không có nhiều tài liệu do đó ta sử dụng đường quan hệ tổng lượng nước để tính.Cách tính như sau: Ta xây dựng đường quan hệ tân suất tổng lượng nước Từ Nbđ = 90% , ta sẽ được Qbđ = 28.78(m3/s) Với hồ điều tiết ngày thì ta coi như thời gian phát điện là 8 tiếng , còn lại là trữ 16 tiếng. Dung tích hồ là : Vhi = Qbđ 163600 (m3 ) Với Qbđ = 28.78(m3/s) thì Vhi = 1.6 106 (m3 ) Nlm của trạm thuỷ điện điều tiết ngày đựoc tính theo công thức sau: = k (Qbđ +) Trong đó : K:hệ số của trạm thuỷ điện ( k = 8.4) Qbđ = 28.78(m3/s) = ZTL-ZHL (ZTL=, ZHL= ZHL(Qbđ+) Từ bảng tính I-1 ta có MNC=431.3m ZTL=431.7 m Và ZHL= 412.8m =431.7- 412.8 = 18.9 m Nlm = 8.4 (27.87 + ) 18.9 Nlm = 13.25 106(kw) IV. Xác định điện lượng bình quân nhiều năm Enn Điện lưọng bình quân nhiều năm của Trạm thuỷ điện là một thông số rất quan trọng trong việc đánh giá mức độ cung cấp điện cho hệ thống điện bình quân trong nhiều năm. Đối với Trạm thuỷ điện điều tiết ngày thì khi xác định điện lượng năm trung bình nhiều năm thì ta có thể dùng 3 cách sau đây: * Cách1: Dùng đưòng tần suất công suất bình quân thời đoạn. Nội dung :Tính công suất của dòng nước bình quân thời đoạn( 1ngày, 3ngày, 5 ngày , 10 ngày …) cho liệt năm thuỷ văn hoặc cho dãy năm đại biểu . Từ đó vẽ đường tần suất công suất công suất dòng nước . Để có thể xác định được điện lượng ta đổi trục hoành trong hình vẽ sau thành số giờ của một năm với ý nghĩa là số giờ tương ứng với mức bảo đảm 100% phải là số giờ của một năm – 8760 (h). Diện tích hạn chế bởi đường nằm ngang với tung độ là NLM được gạch chéo trên hình vẽ là trị số điện lượng năm trung bình nhiều năm của trạm thuỷ điện điêù tiết ngày *Cách 2: Ngoài ra để xác định của Trạm thuỷ điện điêù tiết ngày cũng dùng cách tính Enămcho 3 năm đại biểu điển hình (năm ít nước, năm nhiều nước và năm trung bình nước ) rồi lấy trị số trung bình của 3 năm đó . Nhưng cách xác định này cho trị số kém chính xác hơn phương pháp xác định theo đưòng tần suất công suất bình quân thời đoạn. *Cách 3: Xác định bằng cách chỉ tính cho 1 năm nước trung bình . Nhưng phương pháp này rất kém chính xác . Đối với Trạm thuỷ điện CT4 ta có thể chọn cách 2 để tính = (Mwh) Với Ei%= . Trong đó T:số giờ mọt tháng T=720h Ni :công suất tháng thứ i (Nếu Ni > Nlm thì ta lấy Nlm để tính , còn tháng nào có Ni < Nlm thì ta tính với Ni ) Từ bảng I-3 ta có : = V. Tính số giờ lợi dụng công suất lắp máy (Nlm) Số giờ lợi dụng công suất lắp máy (hNlm) là số giờ mà Trạm thuỷ điện làm việc công suất lắp máy trong 1 năm. HNlm= (h) Thay số : hNlm= Theo kinh nghiệm thiết kế hiện nay cho các Trạm thuỷ điện là số giờ lợi dụng Nlm thường vào khoảng ( 3000-5000 h) Số giờ lợi dụng công suất lắp máy của Trạm thuỷ điện CT4 là : h= 4573.8 h VI.Xác định các cột nước đặc trưng của TTĐ Xác định các cột nước đặc trưng là tìm ra giới hạn có thể đạt được của cột nước phát điện. Từ đó tạo ra điều kiện cho việc lựa chọn thiết bị cho nhà máy thuỷ điện phù hợp với khả năng của dòng nước, đạt hiệu quả cao nhất. 1.Xác định cột nước lớn nhất Hmax Cột nước lớn nhất của TTĐ là trị số cột nước lớn nhất của cột nước xẩy ra trong quá trình vận hành nhà máy Hmax = MNDBT – ZHLmin Trong đó: ZHLmin: Cao trình mực nước hạ lưu ứng với lưu lượng nhỏ nhất của TTĐ xả xuống hạ lưu. ZHLmin= ZHL(Qmin ) Qmin: Lưu lượng nhỏ nhất xả xuống hạ lưu trong quá trình vận hành của TTĐ Sơ bộ lấy Qmin = min(Qi) Với Qi: Lưu lượng thiên nhiên của tháng thứ i trong ba năm điển hình. Ta có Qmin =17.2(m3/s), tra quan hệ (Q~ZHL ) ta được ZHLmin=411 (m) Vậy Hmax=433 – 411=22(m). 2. Xác định cột nước bình quân gia quyền Hbq Hbq: Là cột nước bình quân của NMTĐ trong suốt quá trình vận hành bình thường : (m) Trong đó: Hi: Cột của TTĐ tại tháng thứ i. Ni: Công của tháng thứ i. (Nếu Ni > Nlm ta lấy Nlm đã tính, còn tháng nào có Ni < Nlm thì ta tính với Ni) Các trị số được tính từ bảng tính tần suất công suất Thay số ta có: Hbq= = 19.3 m 3. Xác định cột nước tính toán Cột nước tính toán là cột nước thấp nhất mà TTĐ vẫn phát ra được công suất lắp máy. Trong thiết kế cột nước tính tóan tính theo kinh nghiệm lấy bằng 90% cột nước bình quân của trạm Vậy Htt=0.9xHbq= 0.9x19.3 =17.37m 4. Xác định cột nước nhỏ nhất Hmin(m) Hmin là cột nước nhỏ nhất xuất hiện trong quá trình làm việc bình thường của TTĐ. Hay là cột nước chênh lệch giữa mực nước thượng lưu là MNC và mực nước hạ lưu là cao nhất. Hmin được tính theo công thức: Hmin= MNC- ZHLmax ZHLmax: Mực nước hạ lưu lớn nhất được xác định như sau: ZHLmax= ZHL : Lưu lượng xả xuống hạ lưu lớn nhất ứng với mực nước thượng lưu là MNC Để xác định ta xây dựng quan hệ Qx~ ZHL với công thức Qx = Qttmax: Lưu lượng lớn nhất qua nhà máy, nhà máy phát ra công suất lắp máy Qttmax = Trong đó: KN: Hệ số công suất ( KN=8.4) Nlm: Công suất lắp máy (Nlm=13.25 Mkw) Htt: Cột nước tính toán (Htt=17.37m) Hx: Cột nước tương ứng với lưu lượng xả Qttmax = Qttmax=90.81(m3/s) Ta giả thiết nhiều giá trị Hx từ đó tìm được Qx ta tra quan hệ Q=f(Zhl) ta được Zhl tương ứng Có ZHL ta tính ra được ZTL =ZHL+ Hx Từ đó lập được quan hệ (Qx- ZTL) ứng với ZTL=MNC ta tra ra Qx và đây là lưu lượng lớn nhất ứng với MNTL là MNC và gọi đó là MNC = 431.3 (m) Quá trình tính toán được ghi trong bảng Hmin = 12.25 m bảng tính Hmin Hx 14.3 13 12.25 11.15 Qx 95.34 79.73 71.98 69.5 Zhl 418.6 418.5 419.05 420.6 Ztl 432.9 431.5 431.3 431.75 Phần III Chọn thiết bị Chương I. chọn số tổ máy Ô1.1: khái quát Sau khi xác định được các thông số cơ bản của NMTĐ ta tiến hành chọn thiết bị cho nhà máy. Trong NMTĐ có rất nhiều thiết bị nhưng có hai loại thiết bị cơ bản. + Thiết bị cơ khí thuỷ lực + Thiết bị điện và các thiết bị khác. Trong các thiết bị trên có hai thiết bị quan trọng nhất, trực tiếp sản xuất ra điện đó là Turbin thủy lực và máy phát. Turbin thủy lực (Turbin nước) là loại đông cơ chạy bằng sức nước được dùng để biến đổi năng lượng dòng chảy thành cơ năng làm quay trục máy phát. Tổ hợp giữa Turbin và máy phát điện gọi là tổ máy phát điện thủy lực. Do tính đa dạng của nguồn thủy năng thiên nhiên, nên các tổ hợp cột nước, lưu lượng ở các TTĐ là không giống nhau và đòi hỏi cần phải có nhiều loại Turbin khác nhau. Điều đó không có nghĩa là mỗi TTĐ nhất thiết phải thiết kế ra một loại Turbin riêng biệt. Trong những năm gần đây, những thành tựu nghiên cứu lý thuyết tương tự và mô hình hoá Turbin đã chế tạo ra được các kiểu Turbin có chất lượng tốt đáp ứng đầy đủ các yêu cầu xây dựng của TTĐ. Để giảm nhẹ công việc tính toán và chế tạo, các đơn vị thiết kế, chế tạo và sử dụng Turbin đều dùng những tài liệu thống nhất về các kiểu Turbin đã được quy ước hoá và tiêu chuẩn hoá. Việc chọn loại Turbin có ý nghĩa rất quan trọng trong việc thiết kế nhà máy. Nó quyết định đến cao trình lắp máy, khối lượng đào đắp xây dựng công trình , kích thước nhà máy và các thiết bị phụ trợ, do đó góp phần không nhỏ đến việc đầu tư vốn, mặt khác nó còn ảnh hưởng đến việc cung cấp điện. * Chọn số tổ máy: Việc lựa chọn thiết bị cho nhà máy và số tổ máy sao cho kinh tế là một vấn đề rất quan trọng trong quá trình tính toán thiết kế nhà máy thuỷ điện ( NMTĐ ) vì nó ảnh hưởng tới: kích thước, quy mô công trình, kết cấu công trình..., nó ảnh hưởng trực tiếp đến vốn đầu tư vào công trình. Chọn số tổ máy và chọn thiết bị cho nhà máy là hai công việc liên quan chặt chẽ đến nhau, trong đó vấn đề chọn số tổ máy phải dựa vào hai điều kiện kinh tế và kỹ thuật. Do đó khi chọn ta phải tính toán cho rất nhiều phương án, sau đó so sánh , để chọn 1 phương án sao cho cung cấp điện an toàn, vốn đầu tư nhỏ, chi phí vận hành thấp. Nghĩa là phải đảm bảo cả về yêu cầu kỹ thuật và có lợi hơn về kinh tế. Vì vậy khi chọn số tổ máy (Z) ta phải quan tâm các yếu tố sau: Thứ nhất, Công suất của một tổ máy phải nhỏ hơn công suất dự trữ sự cố của hệ thống: NHTdc= ( 10 – 12 )% PmaxHT Thứ hai, Về mặt năng lượng: Turbin phải làm việc trong vùng có hiệu suất cao Thứ ba, Về mặt quản lý vận hành: Để dễ quản lý vận hành thì rõ ràng số tổ máy ít sẽ vận hành thuận tiện hơn Thứ tư, Vốn đầu tư vào thiết bị và xây dựng công trình : Số tổ máy ít nên công suất một tổ máy lớn vì vậy vốn đầu tư vào cả nhà máy nhỏ, kích thước nhà máy nhỏ, tăng nhanh tiến độ thi công. Thứ năm, Về vận chuyển, lắp ráp: Số tổ máy ít, kích thước và trọng lượng thiết bị mỗi tổ máy lớn, do vậy việc vận chuyển đến công trường gặp rất nhiều khó khăn. Việc chọn thiết bị phải phù hợp với tình hình thực tế: phương tiện giao thông, đường xá, cầu cống... Với tình hình nước ta phải nhập thiết bị từ nước ngoài vì vậy nên chọn số tổ máy sao cho các thiết bị đã có sẵn trong Catalogue, nếu đặt chế tạo một loạt thiết bị mới sẽ rất tốn kém, sẽ làm tăng vốn đầu tư. Thứ sáu, Về cung cấp điện: Để đảm bảo an toàn cung cấp điện nên chọn số tổ máy nhiều. Nhất là trạm thuỷ điện ( TTĐ) có tỷ trọng lớn trong hệ thống thì sự cố mỗi tổ máy ảnh hưởng rất lớn đến việc cung cấp điện của hệ thống. Nếu chọn số tổ máy ít dẫn đến việc cung cấp điện không an toàn, vì mỗi tổ máy đảm nhận một phần phụ tải rất lớn, khi gặp sự cố làm cho thiệt hại đối với các hộ tiêu thụ điện lớn, dẫn đến việc cung cấp điện không an toàn. Với mực nước dâng bình thường (MNDBT) = 433 m Qua phần tính toán thuỷ năng ta có kết quả: Công suất lắp máy: NLm= 13.25 103(kw) Cột nước tính toán : HTT= 17.37m Cột nước bình quân : Hbq=19.3 m Cột nước lớn nhất : Hmax=22 m Cột nước nhỏ nhất : Hmin=12.25m Từ những phân tích trên ta thấy việc tính toán một cách chính xác để chọn số tổ máy hợp lý đòi hỏi phải mất rất nhiều thời gian. Mặt khác do yêu cầu là thiết kế sơ bộ nên tôi đưa ra một số phương án sau: Phương án NMTĐ có 2 tổ máy. Phương án NMTĐ có 3 tổ máy. Công suất định mức của một tổ máy (NTm) : trong đó : NLm- Công suất lắp máy của NMTĐ Z – Số tổ máy Công suất định mức của một Turbin ( NTb) : Trong đó : NTm : Công suất của một tổ máy mf : Hiệu suất của máy phát (mf=0.96 0.98 ) { sơ bộ chọn mf= 0.97 } Vậy ta có bảng sau: Phương án NTm 103 kw Ntb103 kw 2 tổ máy 6.63 6.84 3 tổ máy 4.42 4.55 Ô1.2: Tính toán với các phương án Nội dung: Từ yêu cầu công suất đối với mỗi tổ máy của từng phương án ta đi chọn thiết bị cho từng phương án cụ thể là Turbin, máy phát. Sau đó đánh giá sơ bộ vốn đầu tư vào thiết bị và xây dựng nhà máy. Turbin thuỷ lực ( Turbin nước ): là loại động cơ chay bằng sức nước được dùng để biến đổi năng lượng dòng nước ( thuỷ năng ) thành cơ năng làm quay trục máy phát điện, tổ hợp Turbin và máy phát điện gọi là tổ máy phát thuỷ lực. Nội dung chọn Turbin: Việc lựa chọn Turbin có ý nghĩa rất quan trọng trong việc thiết kế nhà máy. Tiến hành chọn Turbin phải dựa vào các thông số cơ bản của nhà máy thuỷ điện ( NMTĐ ). Lựa chọn Turbin phù hợp với điều kiện làm việc của NMTĐ và sao cho kinh tế nhất. Việc chọn Turbin gồm: - Xác định số tổ máy của NMTĐ ( các phương án ) từ đó xác định công suất của một Turbin phải đảm nhận. - Chọn loại Turbin, xác định đường kính bánh xe công tác ( BXCT) D1 - Xác định các thông số cơ bản của Turbin. Căn cứ để chọn Turbin: Từ kết quả tính toán thuỷ năng ta có: Công suất lắp máy Nlm, cột nước bình quân gia quyền Hbq, cột nước nhỏ nhất Hmin, cột nước lớn nhất Hmax, cột nước tính toán Htt, mực nước hạ lưu nhỏ nhất ZHLmin, các đường quan hệ mực nước thượng hạ lưu, các đường đặc tính tổng hợp chính của kiểu BXCT Turbin, các bảng tra. I. Phương án NMTĐ có 2 tổ máy (Z=2 tổ máy) 1. Các thông số cơ bản: Công suất một tổ máy : Ntm=6.63 106(kw) Công suất định mức Turbin: NTb=6.84106(kw) Cột nước lớn nhất: Hmax=22 m Cột nước nhỏ nhất: Hmin= 12.25m Cột nước bình quân: Hbq=19.3 m Cột nước tính toán: Htt= 17.37 m Cao trình mực nước hạ lưu nhỏ nhất: ZHLmin= 411 m 2. Chọn kiểu Turbin: Căn cứ vào phạm vi thay đổi cột nước từ Hmin = 12.25 đến Hmax=22 m, công suất yêu cầu của Turbin là Nlm=6.63 103 kw, tra hình (8-1) " Biểu đồ phạm vi sử dụng các loại Turbin nước" (Giáo trình Turbin thuỷ lực – trang 120 –Trường Đại Học Thuỷ Lợi ) ta được kiểu Turbin CQ –30/587. 3. Xác định các thông số cơ bản của Turbin a) Xác định đường kính bánh xe công tác (BXCT): (D1) Trong đó: + Ntb : Công suất của một Turbin (Ntb=6.84103kw) + tb : Hệu suất của một Turbin (tb=0.88-:- 0.9) chọn tb=0.89 +QI’ : Lưu lượng quy dẫn lấy ở điểm tính toán trên đường hạn chế công suất 5% hoặc trị số Q'Imax cho ở bảng (8-1) "tr 118 GTTBTL" ta có: Q'Imax = 1940 (l/s) =1.94 (m3/s) + Htt: Cột nước tính toán của TTĐ ( Htt= 17.37 m) thay số: D1= = 2.36(m) Tra bảng (5-5) “Giáo trình Turbin thuỷ lực” chọn theo đường kính tiêu chuẩn D1=2.5 (m) b) Xác định số vòng quay đồng bộ (n) Số vòng quay đồng bộ của Turbin được tính theo công thức: Trong đó: Hbq: Cột nước bình quân ( Hbq=19.3 m ) D1 : Đường kính bánh xe công tác (bxct) (D1=2.5 m ) n,1To :Số vòng quay quy dẫn tối ưu của Turbin thực n,1To = n,1Mo + n,1 n,1 : Độ hiệu chỉnh số vòng quay quy dẫn Turbin thực và Turbin mẫu n,1Mo : Số vòng quay quy dẫn tối ưu của Turbin mẫu n,1Mo= 140 v/p Tmax, Mmax – Hiệu suất lớn nhất của Turbin thực và Turbin mẫu, tra trên đường ĐTTHC của Turbin CQ 30/587 ta được Mmax= 0,89 (Khi Htt 150m ) D1M, D1T: Là đường kính của bxct của Turbin mẫu và Turbin thực D1M=0,46 m D1T= 2.5 m thay số ta được : = 0,922 TMax=0,922 n,1= 2.49 v/p n,1To = 140 + 2.49 = 142.49 (v/p) thay số : Chọn số vòng quay đồng bộ tiêu chuẩn theo bảng (8-4) “Giáo trình TBTL” trường Đại Học Thuỷ Lợi ta chọn n=300 (v/p) c) Kiểm tra lại điểm tính toán + Số vòng quay quy dẫn tại điểm tính toán + Số vòng quay quy dẫn Turbin mẫu tại điểm tính toán n,1Mtt=n,1Ttt- n,1 = 179.95–2.49 =177.46 (v/p) + Lưu lượng quy dẫn tại điểm tính toán : Đưa n,1Mtt và Q,1tt nên đường ĐTTHC ta thấy điểm tính toán nằm trong vùng có hiệu suất cao tt = 0,81 d) Kiểm tra lại vùng làm việc của Turbin: - Để kiểm tra việc chọn D1 và n có chính xác không ta tính các giá trị n,1Mmin và n,1M max khi cột nước của TTĐ thay đổi từ Hmax đến Hmin + Đường n,1min ứng với cột nước lớn nhất (Hmax=22 (m) + Đường n,1Max ứng với cột nước nhỏ nhất (Hmin=12.25 m) Đưa nên đường ĐTTHC ta thấy khi cột nước dao động từ Hmax đến Hmin vùng làm việc của Turbin giới hạn bởi hai đường n,1min=157.4 (v/p) và n,1Max=214.3 (v/p) nằm trong vùng có hiệu suất cao. Vậy ta chọn : D1=2.5 (m) n=300 (v/p) 4. Xác định chiều cao hút (Hs) Trong quá trình Turbin làm việc, trên bề mặt BXCT của Turbin xuất hiện những vết rỗ, hiện tượng đó gọi là hiện tượng khí thực. Để Turbin làm việc không sinh ra khí thực, hoặc hạn chế hiện tượng khí thực thì đòi hỏi độ cao HS phải nhỏ hơn độ cao cho phép [HS]. Độ cao HS là khoảng cách thẳng đứng tính từ mặt nước hạ lưu đến điểm có áp lực nhỏ nhất . Với Turbin cánh quay thì điểm này nằm ở trung tâm cánh tuốc bin Hs được xác định theo công thức: (m) Trong đó: M- hệ số khí thực của Turbin mẫu tra trên đường ĐTTHC với điểm tính toán ta được M= 0,75. - Cao trình đặt NMTĐ so với mặt biển sơ bộ lấy bằng MNHLmin (=ZHLmin=411 m ) - Độ điều chỉnh khí thực tra trên hình (7-4) “Giáo trình TBTL” ứng với Htt=17.37 m =0.06 H – Cột nước làm việc của Turbin H=Htt Thay số ta có: 5. Xác định số vòng quay lồng tốc của Turbin (nl) Trong quá trình vận hành TTĐ, vì một lý do nào đó cần phải đóng cách hướng nước ( trường hợp giảm tải) mà bộ phận hướng nước chưa kịp đóng được thì số vòng quay của Turbin tăng nên đột ngột trong thời gian ngắn nó sẽ đạt tới trị số cực đại nào đó gọi là số vòng quay lồng tốc (nl) trong đó: n,1I- Số vòng quay lồng quy dẫn Turbin CQ-30/587 tra bảng (8-2) “Giáo trình TBTL” Ta được n,1l =312 (v/p) Thay số ta có: nl = 585.36(v/p) 6.Xác định cao trình lắp máy (LM) LM là cao trình chuẩn để từ đó làm cơ sở xác định các cao trình khác của nhà máy và tính khối lượng đào đắp khi thi công công trình: Với Turbin cánh quay LM được tính theo công thức sau: Trong đó: D1 :Đường kính bánh xe công tác l: 0.38 0.42 (Ta lấy l=0.4 ) Thay số ta có: chọn LM= 407.47 (m) Bảng tổng hợp kết quả chọn Turbin của phương án 2 tổ máy BXCT Ntb D1 Q1' n n'min n'max N1 Hs CQ – 30/587 7,86 . 103 KW 2,5 (m) 1,6 ( m3/s) 92,3% 250 v/p 149,24 v/p 194,75 v/p 522,65 v/p -2,83 (m) 407,47 (m) 7. Chọn máy phát Chọn loại máy phát phải đảm bảo yêu cầu về kỹ thuật và kinh tế: * Về kinh tế: Do điều kiện nước ta chưa sản xuất được máy phát điện mà phải nhập từ nước ngoài do vậy việc chọn loại máy phát phải căn cứ vào mẫu ở nơi sản xuất. * Về kỹ thuật: Máy phát chọn sao cho phải đảm bảo về an toàn, ít xảy ra sự cố, thao tác vận hành dễ dàng. Kiểu máy phát được chọn có công suất định mức so với công suất thiết kế sai khác nhau không được quá 5%, còn về số vòng quay không được vượt quá 3%. Nếu không thoả mãn điều kiện này thì phải hiệu chỉnh lại cho phù hợp: So sánh và hiệu chỉnh cho phương án 2 tổ máy So sánh giữa công suất, và số vòng quay chọn với công suất và số vòng quay thiết kế. + Công suất: +Số vòng quay: Vì vây ta cần phải hiệu chỉnh chiều cao lõi thép để công suất chọn tương ứng với công suất thiết kế trên cơ sở số vòng quay không đổi. Công thức Smf = Với Nmf =. Ntb ( = o,97) ị Nmf = 7.62 (HW) Lấy Cos j = 0,58 ị Smf = = 9.525(MVA) ị Công suất trên mỗi cực máy phát: S * = Trong đó 2p: số cực từ phát điện P = = = 12 Thay số ị S * = 0,397 (MVA) Chiều dài cung tròn vành bố trí cực rôtor t* = AS* a A, a : phụ thuộc vào chế độ làm mát Chọn chế độ làm mát = nước + không khí A = 0,451 ; a = 0,239 ị t* = 0,451 . (0,397)0,239 = 0,362 (m) Đường kính rôtor xác định theo công thức t* . 2p Di = ---------- p Di = = 2.77 (m) Chiều cao lõi thép từ xác định theo công thức La = R Với CA = --------- S *y Tra bảng R = 8,9 ; y = 0,105 ị CA = = 0.502 no = 250 (v/p) ; So = k . Smf = 1,08 . 9.525 = 10.278 (MVA) Thay số ị h = = 0,502 (m) Lấy la = 80 (cm) Đường kính ngoài lõi thép: Da = Di + ( 0,5 - 0,9) = ( 3.27 á 3.67) Lấy Da = 3,47(m) Máy phát là: CB 347/800 – 24 Trọng lượng toàn bộ máy phát điên sơ bộ: Gmf = Y . Di . la Y : máy phát kiểu treo: Y = 48á 58 chọn Y = 53 ị Gmf = 53. 2,77 .0,8 = 73,7 ( tấn) Trọng lượng rôtor = ( 50á 55%) trọng lượng chung của máy phát ị GR = ( 0,5 á 0,55) . 73 = ( 36,85á 40,53) tấn Lấy GR = 39 (tấn) Mô men đà của rotor máy phát: GD2 = 2,9 . Di4 . la .j i j i : phụ thuộc vào số cực máy phát: 2p < 32 à j i = 0,75 ị GD2 = 2,9 .2,774 . 0,8 . 0,75 ị GD2 = 64.28 (T. m2) Bảng kết quả máy phát với phương án z=2 tổ máy: Với loại này có các thông số sau: Kiểu máy phát Số vòng quay Công suất Cosj Mô men trọng lực GĐ2 (T/m2) Trọng lượng 103 KVA 103 (KW) Rôto Máy phát CB 347/ 80-24 250 9,525 7,62 0,8 64,28 39 73,7 +Lực dọc trục: Pz=pzn+G Pzn=kz.D21.Hmax+1,1.(Gb+Gr+Gt) Trong đó: Pzn: áp lực nước dọc trục Kz : Hệ số áp lực nước dọc trục( tra bảng 8-2) Giáo trình TBTL Kz=0,22-:-0,26 chọn Kz=0,24 Gt: Trọng lượng trục Turbin ( Gt = 80%Gb) Gb: Trọng lượng BXCT tra hình (8-11b) giáo trình TBTL D1=2.5 (m) Gb=25 (t) Gt: Trọng lượng của trục Turbin Gt = 0.825 =20(t) thay số: Pz=0,242.5222 + 1,1.(25 + 39 +20) = 125.4( tấn) 8. Sơ bộ xác định vốn đầu tư vào nhà máy thuỷ điện: Gồm vốn đầu tư vào Turbin, máy phát, bê tông cốt thép xây dựng nhà máy ( tính theo đơn vị tiền tệ Nga ) a) Giá thành Turbin: Tra hình (10-4) "Giáo trình TBTL" với đường kính BXCT D1=2.5 m, buồng xoắn bê tông H= 1630 m tra ra được trọng lượng của một Turbin là 100 tấn Tra quan hệ (10-5) quan hệ giá thành Turbin với trọng lượng của nó ta được giá thành của một Turbin là 2.9106 (Rúp). Vậy NMTĐ có 2 tổ máy thì tổng giá thành Turbin sơ bộ là : kTB=22.9106=58106 (Rúp) b) Giá thành máy phát: Với Gmf = 73.7(tấn) tra quan hệ (10-3) quan hệ trọng lượng máy phát với giá thành của nó ta được giá thành một máy phát là 1105(Rúp) NMTĐ có 2 tổ máythì vốn đầu tư vào nhà máy sơ bộ là : Kmf=2105=2105 (Rúp) c) Giá thành bê tông cốt thép xây dựng nhà máy Khối lượng BTCT sơ bộ tính theo công thức kinh nghiệm của Liên Xô (cũ) với 1 tổ máy Wo=222.D1,71.H0,4tt. Khối lượng BTCT kể cả gian lắp ráp và sửa chữa: Wo=222.D1,71.H0,4tt.(Z+1) Trong đó : Z- là số tổ máy (z=2) Wo=2222.51.717.370.4 (2+1)= 11991.16(m3) Giá thành BTCT sơ bộ lấy =60 (Rúp/m3) Kb= 60 x 11991.16= 7.19105(Rúp) Phương án Ktb (105Rúp) Kmf (105Rúp) Kb (105Rúp) K (105Rúp) 2 tổ máy 58 2 7.19 67.19 II.Phương án NMTĐ 3 tổ máy (Z=3 tổ máy) 1. Các thông số cơ bản: Công suất một tổ máy : Ntm= 4.42103 kw Công suất định mức turbin: Ntb=4.55 103 kw Cột nước lớn nhất: Hmax=22 m Cột nước nhỏ nhất: Hmin= 12.25 m Cột nước bình quân: Hbq=19.3 m Cột nước tính toán: Htt= 17.37 m 2. Chọn kiểu Turbin: Căn cứ vào phạm vi thay đổi cột nước từ Hmin = 12.25 m đến Hmax=22 m , công suất yêu cầu là 4.55103 kw, tra hình (8-1) “ Biểu đồ phạm vi sử dụng các loại Turbin nước” "Giáo trình TBTL"– trang 120 –Trường Đại Học Thuỷ Lợi ta được kiểu Turbin CQ 30/587 3. Xác định các thông số cơ bản của Turbin; a)Xác định đường kính bánh xe công tác (BXCT): (D1) (các thông số đã giải thích ở trên) Ta tra bảng ( 8-1) ta được Q’I = 1940 l/s = 1,94 m3/s D1 = 1.93(m) Tra bảng (5-5) "Giáo trình TBTL" chọn theo đường kính tiêu chuẩn D1=2 m b) Xác định số vòng quay đồng bộ (n) Số vòng quay đồng bộ của Turbin được tính theo công thức: Trong đó: Hbq- Cột nước bình quân ( Hbq=19.3 m ) D1 - Đường kính bánh xe công tác (bxct) (D1=2 m ) n,1To – Số vòng quay quy dẫn tối ưu của T._.hư sau: - Đập tràn: Bố trí tách riêng NMTĐ ở phần lòng sông phía bờ trái (nhìn từ thượng lưu) nối tiếp dòng chảy hạ lưu thuận lợi. Nó bao gồm có cửa xả đáy và cửa xả mặt. + Tuyến năng lượng: Gồm có cửa lấy nước, các đường ống áp lực nhà máy thuỷ điện ở phía bờ phải (nhìn từ thượng lưu). + Nhà máy Thuỷ điện: Bố trí sau đập, song song với đập, ở phần lòng sông phía bờ phải, kênh xả sau nhà máy nối liền với lòng sông. + Đập dòng: Hai bên bờ phần nối tiếp với công trình xả lũ tuyến năng lượng bờ và đapạ dòng. iii. Các chỉ tiêu thiết kế Từ cấp công trình ta xác định được các chỉ tiêu thiết kế. - Tần suất lưu lượng, mực nước lớn nhất để tính ổn định kết cấu công trình P = 1%. - Hệ số làm việc m = 1 - Hệ số tin cậy KN = 1,15 - Tần suất gió lớn nhất P = 1%. Vmax = 30m/s. - Tần suất gió trung bình lớn nhất. - Đà sóng D = 11 km - Hệ số vượt tải n = 1,05 - - Hệ số tổ hợp tải trọng nc = 1,2. ò1.3. Công trình xả lũ I. Mục đích của công trình xả lũ Công trình xả lũ là một bộ phận của công trình đầu mối có nhiệm vụ điều tiết và phân phối dòng chảy, nhằm giảm bớt mức độ nguy hiểm của lũ cho công trình và hạ lưu, đôi khi dùng để tháo cạn một phần hồ chứa khi sửa chữa. Việc bố trí công trình tháo lũ phải dựa vào điều kiện địa chất, địa hình, lưu lượng tháo lũ, lưu tốc cho phép không xói lở ở chân đập và các công trình khác, đồng thời bảo đảm khối lượng đào đắp ít nhất. II. Tính toán điều tiết lũ 1. Nhiệm vụ Tính toán điều tiết lũ với mục đích phòng lũ, giảm bớt lưu lượng xả qua công trình xả lũ, đồng thời phải xét đến khnangập lụt của hồ chứa và tìm ra phương pháp phòng lũ thích hợp. Nội dung: - Lập quá trình lũ thiết kế. - Tính toán điều tiết xác định dung tích phòng lũ. - Xác định kích thước công trình xả lũ, điều tiết lũ hợp lý. 2. Tài liệu tính toán. MNDBT = 433 m Nlm = 13,25 MW Tần suất thiết kế P = 1%. Lưu lượng lớn nhất đỉnh lũ: Thời gian trận lũ là: Wt Tổng lượng lũ thiết kế: WL Qmax: Lưu lượng đỉnh lũ thiết kế. 3. Tính toán thuỷ lực đập tràn. Tính toán thuỷ lực đập tràn để tìm ra lưu lương xói tràn, kích thước công trình xả tràn, cao trình ngưỡng tràn, cột nước tràn để làm thiết kế cho đập dâng và đập tràn. Việc xác định Qtx nhỏ thì việc xả lũ chậm, dung tích siêu cao lớn, dẫn đến ngập lụt lớn. Nếu Qt1 lớn thượng lưu ngập lụt lớn, lũ được xả nhanh nên hạ lưu ngập lụt lớn. - Để xác định cao trình mực nước lũ, ta sẽ giả thiết nhiều mực nước khác nhau, ứng với mỗi giả thiết đó ta có các giá trị Qt, Bt1, Ht1. Để tiện tính toán ta lập bảng sau: Cột 1: Cao trình mực nước lũ giả thiết. Cột 2: Cột nước tràn: Ht1 = Cột 1 – MNDBT. Cột 3: Dung tích lũ ứng với cao trình mực nước lũ giả thiết VMNL = f(Z). Cột 4: Dung tích phòng lũ VPL = VMNL - rMNDBT. Cột 5: Lưu lượng xả lũ lớn nhất tính theo CT. qmax = Qmax. Cột 6: C2 lũ lớn nhất qua nhà máy để đạt công suất lắp máy. Q0 = Q ; KN = 8,4 a: Hệ số lợi dụng đến các tổ máycùng làm việc đồng thời. có 2 tổ máy giả sử 1tổ máy hỏng ịa= 0,9 Ta có Cột7: lưu lượng xả qua tràn : Qtr= qmax- a.Qo. Cột 8: chiều rộng tràn xả lũ tính theo công thức đập tràn thực dạng không cửa van. Qtr=xm x Trong đó: sn = 1 : hệ số ngập (đập tràn tự do). m = mtc : cột nước trên đỉnh tràn (bỏ qua lưu tốc tới gần). e = 1 – 0,2. . H0 : Hệ số co hẹp. Sơ bộ tôi chọn n = 1 (chưa bố trí trụ) + Chọn chiều rộng khoang tràn b = Btr + Chọn mố bên hình bán nguyệt, mố trụ 2 đầu tròn theo số tay thuỷ lực ta có emb = 0,7 ; emt = 0,45. Thay số có. MNL (m) Htl (m) VMNL (106.m3) VPL (m3/s) Qmax (m3/s) a. Q0 (m3/s) Qtr (m3/s) Btr (m) 1 2 3 4 5 6 7 8 433 0 350,64 0 4480 94,38 4385,62 ạ 434 1 387,22 27,58 4153,32 94,38 4058,93 1870,6 435 2 405,8 55,16 2760,17 94,38 3776,65 615,8 436 3 569,12 218,48 2469,92 94,38 2665,79 236,8 437 4 636 285,36 2401,94 94,38 2357,53 137,4 438 5 645 294,36 2435,45 94,38 2341,07 97,2 439 6 654 306,36 2401,94 94,38 2307,55 73,2 440 7 663 312,36 2369,33 94,38 2274,95 57,6 441 8 672 321,36 2337,6 94,38 2243,22 46,8 442 9 681 330,36 2030,671 94,38 2212,32 39 Từ bảng trên ta thấy: Khi HTl cao thì BTl nhỏ do đập sẽ cao lên -> ngập thượng lưu lớn. Khi HTl thấp thì BTl lớn gây khó khăn cho bố trí công trình đầu mối. Từ nhận xét trên ta thấy HTl = 8 m tương ứng QTl = 2243,22m3/s * Tính toán kích thước tràn xả mặt Theo tính toán trên, mức nước lũ ở cao trình 441 m, tôi chọn BTl = 46.8 (m) bố trí 3 khoang, mỗi khoang rộng 15,6 (m) trên tràn bố trí 2 trụ pin mỗi trụ dày 1 (m) mố tròn, 2 mố trụ bên . Để điều tiết lưu lượng tràn xả mặt ta bố trí van đóng mở để có thế là van phẳng hoặc van cong, trên các trụ bin bố trí cầu công tác để kiểm tra sửa chữa cũng như đặt các thiết bị vận hành đóng mở cửa van. + Tính lưu lượng tràn mặt (Qxm). BTl = 46.8 (m) , HTl = 8 (m) ; m = 0,49 e = 1 – 0,2 8 -> e = 0,915. Qxm = e. m. sn. BTl H0 3/2 Trong đó: m : Hệ số l2 của đập tràn, m = 0,49. sn : Hệ số chảy ngập do chảy tự do : sn = 1 BTl : Tổng chiều dài thông thuỷ (BTr = 46,8 m). e : Hệ số co hẹp. -> Qxm = 0,915 0,49 146,8 8 3/2 -> Qxm = 4126,64 (m3/s) -> không cần xả đáy Đ1.4. Thiết kế đập dâng nước Đập dâng nước là đập bê tông trọng lực, khi thiết kế đập phải đảm bảo các điều kiện sau: - Đập phải luôn làm việc an toàn và ổn định trong mọi trường hợp. - Đập phải có mặt cắt nhỏ nhất và khối lượng đào đắp ít nhất. I. Mặt cắt cơ bản Do đặc điểm chịu lực, mặt cắt cơ bản của đập bê tông trọng lực có dạng tam giác. - Cao trình đỉnh đập (ẹđ) bằng cao trình MNDGC = 441 (m) - Chiều cao mặt cắt đập : Hđ = MNDGC - ẹđáy ẹđáy = 410 (m). Thay số -> chiều cao đập là: Hđ = 441 – 410 = 31 (m) ẹMNDGC ẹđáy n.B (1-n) B. Hđ 1. Xác định chiều rộng đáy đập Chiều rộng đáy đập (Bđ) được xác định theo 2 điều kiện ổn định và ứng suất. a) Xác định (Bđ) theo điều kiện ổn định trượt Trong đó: f: Hệ số ma sát giữa đập và nên, lấy f = 0,7 : dung lượng của bê tông = 2,4 T/m3. m: Hệ số mái dốc thượng lưu n = 0. : Hệ số còn lại sau máng chống thấm, xử lý chống thấm, vì công trình quan trọng nên phải xử lý chống thấm cho hạ lưu bằng phụt vữa tạo màng chống thấm = (0,4 á 0,6). Lấy = 0,5. Kc: Hệ số an toàn ổn định cho phép : m: Hệ số điều kiện làm việc m =1 nc: Hệ số tổ hợp tải trọng nc = 1 Kn: hệ số điều kiện làm việc Kn = 1,15. -> Thay số vào ta có: Bđ = b) Xác định (Bđ) theo điều kiện ứng suất Trong đó: Hđ: Chiều cao đập. c) Chọn trị số B: Để đảm bảo thoả mãn đồng thời cả hai điều kiện ổn định và ứng suất tôi chọn Bđ = 26 m. II. Mặt cắt thực tế của đập không tràn ở trên ta chỉ mới xác định mặt cắt cơ bản của đập bê tông trọng lực dưới tác dụng của các lực chủ yếu như: áp lực bùn cát, áp lực sóng, lực quán tính… Từ mặt cắt cơ bản của đập ta tiến hành xác định mặt cắt thực dụng của đập không tràn. 1. Cao trình đỉnh đập () Cao trình đỉnh đập được xác định theo 2 điều kiện Trong đó: : độ dềnh do gió ứng với vận tốc gió lớn nhất và trung bình lớn nhất. hsl, hs'l: Chiều cao sóng leo (có mức bảo đảm 1%) ứng với gió tính toán lớn nhất và gió bình quân lớn nhất. a, a’: Độ vượt cao an toàn; a = a’ = 0,5 cm. a) Xác định ứng với vận tốc gió lớn nhất v = 30 m/s + Xác định theo công thức: = Trong đó : V : Vận tốc gió tính toán lớn nhất V = 30 (m3/s) D : Đà sóng ứng với MNDBT ; D = 11 km = 11.000 (m) H : Cột nước trước đập ứng với MNDBT H = MNDBT - ẹđ (ẹđ : cao trình đáy đập) a : Góc kẹp giữa trục lòng hồ và hướng gió tính cho trường hợp bất lợi nhất: ab = 600 Thay số. ẹh = = 0,044 + Tính chiều cao sóng leo (hsl) Theo quy phạm QPTLC1 – 79, chiều cao sóng leo có mức bảo đảm 1% xác định như sau: hsl1% = Khs. hsl1% hsl1%: Chiều cao sóng ứng với mức bảo đảm 1% Khs : Là hệ số Theo QPTLC1 – 78 ; hsl1% được xác định như sau: - Giả thiết rằng trường hợp đang xét là sóng nước sâu H > 0,5 - Tính các đại lượng thứ nguyên = 7063,2 ; = 119,9 Trong đó: t. Thời gian gió thổi liên tục t = (6h) Với sóng nước sâu H > 0,5 ttb tra trên hình (2 - 1). Đồ án thuỷ công trên đường bao phía trên được 2 giá trị và lấy giá trị nhỏ ta được. = 0,02 = 1,7 -> = 1,835 (m) -> ttb = = 5,2 (m) Kiểm tra lại giả thiết: ttb = = 42,24 (m) -> H = 23 m > 42,24. 0,5 = 21,12 . Vậy giả thiết là đúng -> hsl1% = K1%. . Trong đó: K1% : Tra đồ thị P (-2-2) với = 119,9 ta được: K1% = 2,15. -> hsl1% = 2,15. 1,835 = 3,945 (m). Tìm Khs Căn cứ vào Tra đồ thị P2-4 -> Khs = 1,23 = 0,093 = 1,84 -> hsl = Khs. hsl1% = 1,23. 3,945 = 4,85 (m) b) Xác định Dh’ và ứng với vận tốc gió trung bình lớn nhất v = 5 (m/s) Xác định Dh’ = Trong đó: Vtb : Vận tốc gió tính toán TB lớn nhất Vtb = 5 (m/s) Dtb : Đà sóng ứng với MNGC : D = 11 km = 11000 m H : Cột nước trước đập: (H = 31 m) ab : Góc kẹp giữa trục lòng hồ và hướng gió bất lợi nhất: ab = 60 = 0,0012 (m) -> Tính chiều cao sóng leo. () = . Trong đó: : Chiều cao sóng leo ứng với mức bảo đảm 1% : Là hệ số Theo QPTL C1 = 78 thì xác định như sau: Giả thiết sóng nước sâu H1 > 0,5. ttb Tính các đại lượng không thứ nguyên 42379,2 ; = 4316,4 Sóng nước sâu H > 0,5 ttb tra đồ thị hình P (2 - 1): ứng với đường bao phía trên ta được 2 giá trị và lấy giá trị nhỏ nhất. = 0,88 ; = 0,4 -> = 0,2 (m) ; = 2,04 (m). Kiểm tra lại giả thiết. = = 6,497 (m). H1 = 23 > 0,5. 6,497 = 3,25 (m) . Vậy giả thiết trên là thoả mãn * Tính = K. K tra trên hình P2-2. ứng với = 4316,4 Ta được: K = 2,3. -> = K. = 2,3. 0,2 = 0,46 (m) Tìm K Căn cứ vào Tra đồ thị P2-4 -> Khs = 1,18 = 0,071 = 0,282 -> = K. = 1,18. 0,46 = 0,5428 (m) c. Xác định cao trình đỉnh đập Thay số liệu và các công thức. (MNDGC = MNDBT + HTr) ẹđ1 = 433 + 0,044 + 4,85 + 0,5 = 438,394 (m) ẹđ2 = 441 + 0,0012 + 0,5428 + 0,5 = 442,03 (m) Để đảm bảo an toàn tôi chọn cao trình đỉnh đập là 443 (m) (ẹđ’ = 443 m ) 2. Xác định chiều rộng đỉnh đập Đỉnh đập phụ thuộc vào yêu cầu bố trí cầu công tác, đường giao thông, cầu trục, lưới chắn rác. Trong đồ án này tôi chọn chiều rộng đỉnh đập b = 6 (m), mặt đập dốc về 2 phía. 3. Các hệ thống hành lang trong thân đập. Các hành lang trong thân đập có tác dụng tập trung nước thấm trong thân đập và nền, đồng thời kết hợp để kiểm tra sửa chữa nền. Hành lang ở gần nền để sử dụng phụt vữa chống thấm. Kích thước hành lang chọn theo yêu cầu sử dụng. Hành lang phụt vữa chọn theo yêu cầu thi công. Sơ bộ ta chọn kích thước hành lang 4 x 6 (m). Bố trí các hàng lang theo chiều cao đập. Khoảng cách giữa các hành lang là 18 (m). Khoảng cách từ mép hành lang đến thượng lưu chọn theo điều kiện chống thấm: C = . Trong đó: H : Cột nước tính đến đáy các hành lang. J : Hệ số thấm cho phép của s ; J = 10 á 15 chọn J = 12. Ta có vjc từ thượng lưu đến mép hành lang như sau: Hành lang 1 2 C (m) 0,33 1,9 ò 1 .5.Thiết kế đập tràn I. Mặt cắt đập tràn Chọn mặt cắt đập tràn là loại mặt cắt thực dụng dạng Ôphi xêrốp loại không chân không, loại này làm việc tương đối ổn định, hệ số lưu lượng lớn. 1. Xác định kích thước mặt cắt Chọn cao trình ngưỡng tràn bằng cao trình MNDBT ngưỡng tràn = MNDBT = 433 m Chọn hệ trục toạ độ xoay ngang với cao trình ngưỡng tràn + OX hướng về hạ lưu. + OY hướng xuống dưới. + Gốc O ở mép thượng lưu đập và nằm ngang với cao trình ngưỡng tràn. Vẽ đường cong theo toạ độ Ô phixerốp trong hệ trục đã cho với H= 8m. Tra bảng (14 - 2) bảng tra thuỷ lực ta có bảng Kq: (đường cong aBd). Tịnh tiến đường cong aBd theo phương ngang về hạ lưu cho tiếp xúc với biên hạ lưu của mặt cắt cơ bản tại điểm D. Mặt cắt hạ lưu nối tiếp với sân sau bằng mặt cắt cong có bán kính R = (0,2 ) (P + HTR).\ P: Chiều cao đập (P = 31 m) -> R = (7,8 á 19.5 ) chọn R = 10 m : Cột nước tràn (= 8 m) R=10m 450 X Y STT X (m) Y (m) 0 0,126 0 1,008 0,1 0,036 0,8 0,288 0,2 0,007 1,6 0,056 0,3 0 2,4 0 0,4 0,07 3,2 0,056 0,6 0,06 4,8 0,48 0,8 0,147 6,4 1,176 1,0 0,256 8 2,048 1,2 0,393 9,6 3,144 1,4 0,565 11,2 4,52 1,7 0,873 13,6 6,984 2,0 1,235 16 9,88 2,5 1,96 20 15,68 3,0 2,824 24 22,544 3,5 2,818 28 22, 544 4,0 4,93 32 39,44 II. Tính toán tiêu năng sau đập tràn Dòng chảy sau khi qua đập trên cuống hạ lưu có năng lượng rất lớn. Năng lượng này tiêu hao bằng nhiều dạng khác nhau, một phần năng lượng này phá hoại lòng sông 2 bên bờ gây xói lở, một phần bị tiêu hao do ma sát nội bộ dòng chảy, phần khác do ma sát giữa dòng và không khí. Sức cản nội bộ dòng chảy lớn thì tiêu hao năng lượng xói lở càng nhỏ. Vì vậy phải dùng biện pháp tiêu năng để hạn chế đến mức tối đa sự phá hoại của dòng nước. Có nhiều biện pháp tiêu năng như: tiêu năng đáy, tiêu năng chảy mặt, tiêu năng phóng xạ. Hình thức tiêng năng này là lợi dụng mũi phun ở chân đập hạ lưu, để dòng chảy có lưu tốc lớn nhanh xa ra khỏi chân đập khuyếch tán vào không khí sau đó đổ xuống lòng sông, với hình thức này năng lượng sẽ bị tiêu hao một phần ở trong không khí và một phần ở lòng sông và tạo ra hố xói ở một phạm vi nào đó. 1. Thiết kế mũi phun - Chọn góc nghiêng mũi phun qđ = 300. - Cao hơn cao trình MNHL max 1 khoảng 1,4 m. MNHL max tương ứng qmau Htr Qtràn Chiều dài mũi phun theo kinh nghiệm lấy L’= 2m. Cao trình mũi phun cao hơn cao trình cuối dốc. h = L’. trong Đđ = 2.tg30 = 1,2 m. Cao trình mũi phun. mpđ = 420,08 + 1,2 + 1,4 = 422,68 m *Với lưu lượng xả mặt - Góc nghiêng mũi phun qm = 150 < qđ như vậy hai dòng phun sẽ va vào nhau, làm trượt tiêu một phần năng lượng. - Cao trình mũi phun cao hơn cao trình tràn mũi phun đáy một khoảng 1m. - Cao trình mũi phun: mpm = mpđ + 1 + h = 422,68 + 1 + 4 = 427,68 m h: Chiều cao tại cửa lỗ xả đáy: h = 4 m 2. Chiều dài phun xa Do hai dòng phun đáy và mạt và vào nhau làm trượt tiêu lẫn nhau, năng lượng tiêu hao như vậy trường hợp nguy hiểm xảy ra khi cà chỉ khi chỉ có xả mặt hoặc xả đáy, ứng với mực nước thượng lưu là MNDBT hoặc chỉ có xả mặt ứng với MNTL và MNDGC = 441 m. *Trường hợp xả mặt Tương tự chiều dài mũi phun tính theo công thức kinh nghiệm. Trong đó: j: Hệ số lưu tốc ( j= 0,9) S1: Chiều cao tính từ mặt nước thượng lưu đến cao trình mũi phun S1 = MNDGC - = 441 – 427.68 =13,32 m S: Chiều cao từ mực nước thượng lưu đến cao trình đáy sông S = MNDGC - = 441- 410 =31 m S2: Chiều cao từ cao trình mũi phun đến đáy: S2 = - = 422,68 – 410 = 12,68 m q= 150 h: cột nước trên mũi phun lấy bằng độ sâu cuối dốc tại vị trí co hẹp h = Trong đó q = : lưu lượng đơn vị cuối dốc nước q = 280,4 ( m3/s) h =6 m Thay số có: L = 37 m -> Chiều sâu hố xói: Trong đó: A: Hệ số chứa hí phụ thuộc vào tốc độ dòng chảy và độ sâu ở mũi phun (tra bảng 22 – 26: Sổ tay kỹ thuật thuỷ lợi tập II). Ta có: A = 0,5. K: Hệ số xói lở phụ thuộc vào địa chất nền tra bảng 2 – 26 ta có K = 1,4. So: Chiều sâu từ mực nước thượng lưu đến mực nước hạ lưu max: So = MNDGC – Zhlmax = 441 –420,08 = 20.92 m Thay số có: dx = 25,68 m Chiều cao tường ta lấy h= 6 m Chọn mái hạ lưu hố 1 : 3. Chọn mái thượng lưu hố xói 1 : 1,5. ò 1. 6. Công trình lấy nước I. Khái niệm chung Cửa lấy nước là công trình đầu tiên dẫn nước vào trạm thuỷ điện, cung cấp nước cho trạm thuỷ điện từ hồ chứa. Mực nước hồ chứa của trạm thuỷ điện CT4 có sự dao động tương đối lớn, nên ta chọn hình thức cửa lấy nước cho trạm thuỷ điện. CT4 là cửa lấy nước có áp. II. Yêu cầu đối với cửa lấy nước 1. Cung cấp nước vào nhà máy phải đảm bảo các yêu cầu về kỹ thuật, đảm bảo đủ nhu cầu nước cho nhà máy thuỷ điện theo yêu cầu phụ tải. 2. Ngừng cung cấp nước từ hồ chứa cho trạm thuỷ điện qua đường dẫn khi trạm thuỷ điện có sự cố cần cắt tải hoàn toàn để sửa chữa đường ống. 3. Đảm bảo an toàn cho các công trình phía sau. 4. Ngăn chặn được bùn cát, rác bẩn trôi vào nhà máy. 5. ổn định bền vững trong mọi trường hợp, vận hành đơn giản có khả năng cơ giới hoá cao. 6. Giá thành rẻ, đảm bảo kinh tế. III. Cơ cấu cửa lấy nước Cửa lấy nước bao gồm các bộ phận sau: 1. Lưới chắn rác Có nhiệm vụ ngăn chặn vật trôi nổi, rác bẩn trôi theo đường dẫn vào nhà máy thuỷ điện. Lưới chắn rác được bố trí trước van chữa và van sự cố. 2. Thanh vớt vật nổi Dùng để vớt các vật nổi trước cửa lấy nước. 3. Van sửa chữa Cửa van có tác dụng ngăn một phần hoặc toàn bộ dòng chảy vào CLN để phục vụ cho các mục đích sửa chữa, vận hành và khi có sự cố. Van sửa chữa có tác dụng ngăn dòng nước để sửa chữa các bộ phận của CLN. Vì vậy van sửa chữa thường đặt trước van công tác – sự cố. 4. Van công tác – sự cố Van công tác – sự cố do tác dụng điều tiết lưu lượng của trạm thuỷ điện trong trường hợp vận hành bình thường (van công tác) và ngay lập tức ngắt toàn bộ lưu lượng vào nhà máy thuỷ điện trong trường hợp sự cố (van sự cố). Như vậy van công tác – sự cố được đặt ngay ở phía sau van sửa chữa và ngay trước sát miệng ống. 5. ống thông hơi : ống thông hơi đặt phía sau van công tác – sự cố trên đường ống áp lực, có tác dụng phá chàn không khi đóng cửa van sự cố. Mỗi đường ống bố trí 1 ống thông hơi, có thể kết hợp ống thông hơi làm đường lên xuống sửa chữa. Kích thước của ống thông hơi. ống thông hơi có tiết diện được xác định theo công thức: Fa = Trong đó: Va: vận tốc không khí trong ống thông hơi. Va = 30 á 50 (m/s). Sơ bộ chọn Va = 40 m/s Qa: lưu lượng khí trong ống thông hơi. Sơ bộ lấy Qa bằng lưu lượng lớn nhất chảy qua Turbin Qa = = 72,67 (m3/s) Thay số có Fa = = 1,82 (m2) Chọn tiết diện ống là tiết diện tròn. Khi đó bán kính của ống là. la = = 0,76 (m) Để an toàn và kết hợp làm đường xuống kiểm tra đường ống áp lực tôi chọn da = 2,5 (m) và Fa = 2m2 6. ống cân bằng áp lực Là ống nối từ phía trước van công tác đến phía sau van công tác cân bằng áp lực phía trước và phía sau van công tác khi đóng mở. 7. Hệ thống đóng mở và vời rác Dùng cầu trục, tời để đóng mở cửa van và vớt rác. Đối với cửa van yêu cầu đóng nhanh, phải có hệ thống đóng mở riêng biệt cho mỗi cửa van. IV. Xác định kích thước cơ bản của cửa lấy nước 1. Tiết diện cửa nước vào Tiết diện cửa nước vào được tính theo công thức. F = Trong đó : F: Tiết diện của nước cà cần tính VV lưu tốc cho phép ở cửa nước vào Việc xác định chinh xác VV khá phức tạp. Trong tính toán sơ bộ chọn là VV= (1á1,2)(m/s). Chọn VV=1,2(m/s). Q: Lưu lượng lớn nhất chảy qua Turbin khi turbin làm việc với công suất lắp máy và cột nước nhỏ nhất . Q=72,67(m3/s). Thay số ta có : F= Lấy F= 63(m2) kích thước chọn : caoxrộng=(9x7)m 2. Hình dạng của nước vào Theo kinh nghiệm để đảm bảo tổn thất thuỷ lực qua cửa lấy nước là nhỏ nhất thì đường viền của trần và nghưỡng cửa, cửa lấy nước phải có dạng clíp thoả mãn phương trình sau: Trong đó Hệ số co hẹo trong mặt phẳng thẳng đứng abx: Bán kính trục lớncủa clíp. (1-): Bán kính trục nhỏ clíp MNDBT ẹđ ẹcc tc” tc’ a’Bx a”Bx tn (1-e’)a’bx e’a’bx e”a”bx (1-e”)a”bx p Nhìn vào hình vẽ ta thấy. tn = MNDBT - ẹđ = 433 – 410 = 23 (m). Xác định đường kính kinh tế của ống theo công thức kinh nghiệm sau: DKT = 7 ; Q = 72,67 m3/s. Thay số có: DKT = 7 = 5,27 (m). Htt : Cột nước tính toán (Htình tiết = 17,37 m). 3. Xác định đường kính kinh tế theo vận tốc trong đường ống VKT = 3 á 6 (m/s) ; chọn VKT = 4 (m/s) Thay số có DKT = 7 Ta có DKT = 7 = (5,55 á 3,93) m Từ hai điều kiện ta chọn DKT = 5,5 (m) p = ẹCVĐ - ẹĐ Trong đó: ẹCVĐ: Cao trình dưới cửa vào lấy nước ẹCVĐ = ẹbùn cát + h2 Theo kết quả tính toán thuỷ năng sơ bộ ta lấy h2 = 1 (m). ẹbùn cát = 420,58 (m). -> ẹCVĐ = 420,58 + 1 = 421,58 (m) -> P = 421,58 – 410 -> p = 11,58 (m) Coi đường thẳng qua tâm ống chia đôi dòng chảy ta có t = = 15,22 (m) -> t = tn - t = 23 – 15,22 = 7,78 (m) Cao tình tuyến phân chia là ẹCC = MNDBT - t = 433 – 7,78 = 425,22 (m) ẹméppt = ẹCVĐ + hCLN = 421,58 + 9 = 430,58 (m) hCLN: Chiều cao cửa lấy nước -> a = t - (MNDBT - ẹméppt) = 7,78 – (433 – 430,58) = 5,36 (m) -> a = t + ẹĐ - ẹCVĐ = 15,22 + 410 – 421,58 -> a = 3,64 (m) = = 0,69 ; = = 0,24 -> e, = 0,57 + = 0,675 -> e,, = 0,57 + = 0,62 Vậy phương trình có dạng: Ngưỡng trên: = 1 Ngưỡng dưới. = 1 Từ 2 phương trình trên ta vẽ được hình dạng cửa nước vài giả thiết X -> Y và ngược lại Y -> X Cao trình ngưỡng trên: ẹnt = ẹCC + a = 424,25 + 5,36 = 429,61 (m) ẹMNC = 429,61 (m) ẹnt < ẹMNC Cao trình ngưỡng dưới: ẹnd = ẹnt - DKT = 429,61 – 5,5 = 424,11 (m) ẹBC = 420,58 (m) -> ẹnd > ẹBC -> Cửa lấy nước làm việc an toàn V. Đường ống áp lực 1. Tác dụng Đường ống áp lực có nhiệm vụ dẫn nước từ cửa lấy nước vào buồng xoắn Turbin. Trong tuyến năng lượng thì việc bố trí đường ống áp lực rất quan trọng. Nó ảnh hưởng tới sự vận hành an toàn của nhà máy thuỷ điện. 2. Chọn tuyến đường ống Việc chọn tuyến đường ống căn cứ vào điều kiện địa hình, địa chất mà đường ống đi qua mà nó còn phụ thuộc vào điều kiện sau: - Tuyến đường ống là ngắn nhất. - Tổn thất thuỷ lực trong đường ống là nhỏ nhất. - Quản lý vận hành thuận tiện và an toàn. Với trạm thuỷ điện CT4 ta sử dụng phương thức vuông góc, bởi vì yêu cầu chính đối với nhà máy là phát điện, đồng thời số tổ máy không nhiều do đó tổn thất cột nước phải nhỏ và các thiết bị trong nhà máy phải bố trí thuận tiện để nâng cao được hiệu suất của nhà máy. 3. Phương thức cấp nước Tuỳ thuộc địa hình địa chất, điều kiện về số tổ máy, chiều dài đường ống mà chúng ta có thể lựa chọn 1 trong 3 phương thức sau đây: Cấp nước liên hợp, độc lập và phân nhóm. Với trạm thuỷ điện CT4 do số tổ máy không nhiều đồng thời để đảm bảo an toàn cung cấp điện ta sử dụng phương pháp cung cấp nước độc lập. 4. Chọn loại đường ống a) Chọn loại đường ống Với cột nước thiết kế tôi chọn đường ống và loại ống thép đặc trong đập bê tông trọng lực. b) Tính đường kính ống (DKT) Việc xác định đường kính ống căn cứ vào luận chứng kinh tế kỹ thuật. Trong giai đoạn thiết kế sơ bộ, do tài liệu chưa thật đầy đủ; do đó trong đồ án này tôi xác định DKT theo công thức kinh nghiệm và theo vận tốc kinh tế trong đường ống. Như trên ta đã tính được DKT = 5,5 (m). c) Tính chiều dài thành ống Sơ bộ xác định theo công thức sau: S = Trong đó: Do:đường kính ống (D0 = DKT = 5,5. 103 mm). g: Trọng lượng riêng của nước . (g = 1tấn/m3 = 10-6 kg/mm3) H: Cột nước có tính đến nước va (H = Hmax + ẹH). (H = 29,33 m = 29,33. 103 mm) A: Cường độ tính toán của vật liệu làm ống A = Rt/c. C. K. mC. M Rt/c: Sức kháng tiêu chuẩn của vật liệu : Rt/c = 45 kg/mm2 C: Hệ số chuyển tiếp từ cường độ chính sang cường độ tính đổi C = 1 m: Hệ số điều kiện làm việc : m = 0,6 mC: Hệ số vốn đầu tư : mC = 0,85 K: Hệ số đồng chất của vật liệu K = 0,64 -> A = 45. 1. 0,64. 0,85. 0,6 = 14,69 kg/mm2 -> d = = 35,49 (mm) Mặt khác chiều dày đường ống phải đảm bảo đủ cứng, đủ khả năng chịu áp lực không bị bóp méo trong quá trình thi công và vận hành. d ³ = 42,3 (mm) Vậy ta chọn chiều dày thành ống là : d = 45 mm 5. Chiều dày đường ống áp lực Đo trên bản vẽ ta có L = 31 (m) 6. Chiều dài đường ống áp lực Chiều dài đoạn chiều dài đoạn chuyển tiếp tính theo công thức sau: L = 7( Dkt – Dcv )= 7(5.5 – 3.7 ) = 12.6 m VI. Nước va trong đường ống áp lực 1. Hiện tượng nước va và ảnh hưởng của nó với công tác của NMTĐ. a) Hiện trạng nước va Khi ta đóng hay mở cửa van, lưu lượng và lưu tốc trong đường ống áp lực sẽ thay đổi, sự thay đổi này dẫn đến sự thay đổi áp lực trong đường ống một cách đột ngột. Nguyên nhân vật lý của sự tăng giảm áp lực là do lực quán tính của khối nước đang chảy trong ống khi ta đóng cánh hướng nước theo định lý Đalămbe thì hướng của lực quán tính là hướng ngược chiều với của gia tốc, vì vậy khi tác động dòng chảy giảm đi hướng lực quán tính cùng hướng với lưu tốc do đó làm tăng thêm áp lực trong ống dẫn gọi là nước va dương. Ngược lại khi mở cánh hướng nước chuyển động dòng chảy trong ống trở thành chuyển động nhanh dần lực quán tính đổi thành hướng ngược chiều với dòng chảy, vì vậy trong ống phía trước cửa van có hiện tượng giảm áp lực (gọi là nước va âm) và phía sau – tăng áp lực. b) ảnh hưởng của nước va đối với trạm thuỷ điện Khi có nước va, áp lực trong ống dẫn nước sẽ thay đổi do đó làm thay đổi cột nước của TTĐ, gây nên khó khăn cho việc điều chỉnh Turbin, vì cột nước thay đổi làm thay đổi công suất, tác động quay turbin. Sự dao động áp lực nước va làm tăng ứng suất trong ống và buồng turbin, với đường ống dài trị số nước va có thể tăng lên vài lần cột nước của TTĐ, để đảm bảo an toàn phải tăng chiều dày thành ống, tăng độ dày buồng xoắn turbin… Dẫn đến bất lợi về kinh tế và quản lý công trình. Nước va âm làm áp lực nước trong ống dẫn giảm một cách đột ngột, ảnh hưởng nghiêm trọng tới việc tăng công suất kịp thời của TTĐ theo yêu cầu phụ tải. 2. Tính toán nước va Hiện tượng nước va gây khó khăn chi việc điều chỉnh số vòng quay turbin vì TS càng lớn thì hiện tượng không ổn định trong BXCT turbin càng lớn do đó thời gian đóng mở không được quá lớn, nhưng phải đảm bảo thời gian không để xảy ra nước va trực tiếp vì loại nước va này có trị số áp lực lớn. Với trạm thuỷ điện không lớn lắm thì TS = (3 á 5) s Vậy tôi chọn TS = 5s để tính toán trị số áp lực nước va tương đối cho phép [x] = (0,3 á 0,5) s a) Tác động truyền sóng nước va Tác động truyền sóng nước va phụ thuộc vào chất lỏng, vật liệu làm ống. Với đường ống thép thì tác động truyền sóng được tính theo công thức. C = Trong đó : C0: Tác động truyền sóng âm thanh trong nước, nó phụ thuộc vào đặc tính chất lỏng: C0 = 1435 (m/s) . e: hệ số đàn hồi của nước : e = 2,1. 104 (kg/cm2) D: Đường kính ống: D = 5,5 (m). d: Bề dày thành ống : d = 4,5. 10-2 (m). E: Môđun đàn hồi của vật liệu làm ống E = 2,1. 106 (kg/cm2). Thay số có: C = = 962,63 (m/s) b) Pha nước va Khoảng thời gian sóng áp lực nước va xuất hiện truyền tới hồ chứa và phản hồi lại cơ cấu điều chỉnh gọi là pha nước va (Tf). Tf = = 0,064 (s) Mặt khác thời gian đóng mở bộ phận hướng nước của Turbin là. TS = (3 á 10) s. Với TTĐ CT4 tôi lấy TS = 5 (s) Vậy TS = 5S > Tf = 0,064(s) Như vậy trong đường ống xảy ra nước va gián tiếp. 3. Tính toán nước va dương:Hiện tượng nước va dương với mục đích kiểm tra khả năng chịu áp lực của đường ống trong trường hợp mực nước thượng lưu là MNDBT và turbin đang làm việc với toàn bộ công suất thì đột ngột giảm tải hoàn toàn. Các đặc trưng thứ nhất. m = Trong đó : C: Tác động truyền sóng nước va: C = 962,63 m/s Vmax: Lưu tốc lớn nhất trong đường ống Vmax = ; Qmax = 72,67 (m3/s) -> Vmax = 3,06 (m/s) H: cột nước ở chế độ áp lực ổn định. (H = Hmax = 22 m) Thay số ta có: m = = 6,82 Hệ số đặc trưng thứ hai: d = m. (TS = 5S). -> d = 6,82. = 0,09. Khi cắt tải hoàn toàn thì tđ = 1 và tC = 0. Do đó m. tđ = 6,82 > 1. Vậy e1 < e m . Trong đó: e1: Trị số áp lực nước va tương đối pha giới hạn. Tra biểu đồ quan hệ d = (m, tđ) hình 117 – trang 220 (Giáo trình CTT và NMTĐ) -> được nước va giới hạn tính theo công thức sau: xmax = = = 0,01 Nên ta có trị số áp lực nước va dương là ẹH+ = xmax. H0 = 0,01. 22 = 0,22 (m) 4. Tính toán nước va âm Hiện tượng va âm ứng với sự giảm áp khi mở turbin. Tính toán nước va âm để có phương pháp bố trí đường ống phù hợp, tránh hiện tượng chàn không xảy ra trong ống. Để an toàn đối với nước va âm, ta tính toán trong trường hợp mực nước thượng lưu là MNC và có kể đến tổn thất thủy lực. Các hệ số đặc trưng của đường ống. Ta có: t0= 0 ; tC = 1 Hệ số đặc trưng: m = Trong đó C: Tác động truyền sóng nước va : C = 962,63 (m/s) Vmax: Lưu tốc lớn nhất trong đường ống: Vmax = 3,06 (m/s) H = Hmin = 12,25 (m) Thay số ta có: m = = 12,25. Trường hợp tính toán : Ta tính với trường hợp nghuy hiểm nhất là MNTL =MNC , cột nước Ho = Hmin turbin phải tăng tải từ 0 đến độ mở lớn nhất , t0 = 0 tc=1 , khi đó mt0= 0< 1 -> ẹH- = 2m [t0+ m. t1 2 - ] Thay số: ẹH- = 2. 12,25 [(0 + 12,25. 0,013)2. ] = - 3,29 (m). 5. Tính tổn thất thuỷ lực Tổn thất thủy lực trong đường ống được xác định như sau: htình tiết = ồhdđ + ồhcb Trong đó: ồhdđ : Tổng tổn thất dọc đường ồhcb: Tổng tổn thất cục bộ tại điểm thay đổi hình dạng ống a) Xác định tổn thất dọc đường ồhdđ = xd. . Trong đó: xd: Hệ số tổn thất dọc đường : lấy > = 0,01 V: Lưu tốc nhỏ nhất trong thành ống: V = 3,06 (m/s) D: Đường kính ống : D = 5,5 (m) L: Chiều dài ống : L = 31 (m) Thay số ta có : xd = 0,01. = 0,056. -> ồhdđ = 0,056. = 0,027 (m) b) Xác định ồhcb Tổn thất cục bộ bao gồm: - Tổn thất tại cửa vào đường ống h1 = x1. Bảng tra thuỷ lực : x1 = 0,2 -> h1 = 0,2. = 0,095 (m) Tổn thất qua lưới chắn rác : h2 = b . sina. Trong đó: S: bề dày thanh lưới. b: Khoảng cách giữa hai thanh lưới. Với turbin cánh quay thì b = = 0,125 (m). S b Sơ bộ lấy: : Hệ số phụ thuộc hình dạng thanh : = 0,15 : góc tạo giữa mặt ngang và lưới = 900 V1: Vận tốc trước lưới (sơ bộ lấy V1 = 1,2 m/s) -> h2 = 0,15 . = 0,0018 m = 0,002 m - Tổn thất chuyển tiếp. - > K: Hệ số phụ thuộc vào góc Đ: K = 0,15 -> -> - Tổn thất qua khe, van, pha: - Tổn thất qua đoạn khuỷ cong có 2 đoạn cong. - Kiểm tra chiều dày thành ống. Cột nước khi có nước va dương lớn nhất. -> Vậy chọn là hợp lý. Biểu đồ áp lực nước va: MNDBT MNC D (-) KếT LUậN Sau 14 tuần dưới sự hướng dẫn nhiệt tình của thầy giáo Trịnh Quốc Công và sự giúp đỡ của các thầy giáo trong bộ môn trong khoa, cùng với sự nỗ lực của bản thân, đến nay em đã cơ bản hoàn thành đồ án tốt nghiệp với đề tài: " Thiết kế sơ bộ Trạm thuỷ điện CT4 ". Trong qúa trình tính toán thiết kế sơ bộ Trạm thuỷ điện đã giúp em nắm được các công việc cần tiến hành khi thiết kế – thi công Trạm thuỷ điện một cách khái quát và tổng hợp nhất. Đồng thời, cũng giúp em củng cố lại những kiến thức mà em đã được học trong 5 năm học ở trường. Tuy nhiên, do kinh nghiệm thực tế chưa có cho nên trong quá trình thực hiện không thể tránh được những thiếu sót. Vì vậy, em kính mong các thầy trong hội đồng chấm duyệt đồ án, xem xét, giúp đỡ em nhận ra và khắc phục những thiếu sót đó để em có một đồ án tốt nghiệp hoàn chỉnh. Em xin chân thành cảm ơn và gửi lời chúc tốt đẹp nhất đến các thầy. Hà Nội ngày 15, tháng 5, năm 2004 Sinh viên Ngô Hồng Thanh ._.

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • doc2283.doc
Tài liệu liên quan