Tải bản đầy đủ
IV . Thiết kế bể áp lực.

IV . Thiết kế bể áp lực.

Tải bản đầy đủ

Thiết kế sơ bộ ttđ NàLOà

Đồ án tốt nghiệp

3.Các phơng thức bố trí bể áp lực.
Vị trí bể áp lực đợc bố trí ở cuối kênh trớc đờng ống áp lực, bố trí ở
nơi có sự thay đổi địa hình lớn.
a.Phơng án bố trí chính diện.
Trục của kênh dẫn và trục của đờng ống áp lực song song hoặc
trùng nhau.
- Ưu điểm : Tổn thất thuỷ lực nhỏ, phân bố đều dòng chảy vào
CLN
- Nhợc điểm : Chiều rộng của BAL lớn
b.Bố trí bể áp lực ở bên.
Trục kênh dẫn vuông góc với trục đờng ống áp lực.
- Ưu điểm : Do bố trí bể áp lực dọc theo kênh nên kích thớc của bể
áp lực nhỏ tháo vật nổi hoặc xả nớc thừa đợc dễ dàng hơn.
- Nhợc điểm : Dòng chảy không thuận lợi, tổn thât thuỷ lực lớn,
phân bố lu tốc không đều trớc cửa lấy nớc.
c.Phơng án bố trí kết hợp.
Trục của kênh dẫn hợp với CLN 1 góc nhọn.
Tuỳ theo điều kiện địa hình địa chất mà ta bố trí bể áp lực cho
thuận lợi.
d.Phơng án chọn
Em chọn kiểu bố trí BAL cho TTĐ Nà Loà theophơng án bố trí kểi chính
diện
4.Tính toán kích thớc cơ bản bể áp lực.
a.Xác định bề rộng CLN.
B = n.bk + ( n 1 ).d
Trong đó : n Số đờng ống lấy nớc trực tiếp từ CLN.
d Chiều dầy của trụ pin
bk Bề rộng một khoang CLN bk = f(đk CLN).

98

Thiết kế sơ bộ ttđ NàLOà

Đồ án tốt nghiệp

Theo kinh nghiệm lấy bk = ( 1,5 ữ 1,8 )D, lấy bk = 1,5D ( D là đờng
kính của đờng ống áp lực )
Vận tốc trong đờng ống v = (3ữ6) m/s. Chọn v = 4 m/s.
Q
Fcv = max
v

D=



4.Fcv
=


=

6,06
= 1,51 m2.
4
4.1,51
= 1,38((m). chọn sơ bộ đờng kính là


1,4 m. Sau này sẽ tính toán chính xác sau.
Thay vào công thức trên B = bk = (2,1 ữ2,52 )=2,4 m.
b.Hình thức đờng viền cửa vào.
Thiết kế sao cho tổn thất thuỷ lực là nhỏ nhất, thí nghiệm cho thấy
đờng viền hình elip là tốt nhất.

x2
y2
=1
Phơng trình elíp có dạng 2 +
a
(1 ) 2 .a 2
Trong đó : a Bán kính trục dài của elíp ,a=1,82 m


Hệ số co hẹp xác định theo công thức thực

nghiệm.

= 0,57 +

a
0,043
với = , với ht =MNBAL - N
ht
1,1
= 382,27 379,75 = 2,52

m
MNBAL : là mực nứoc cuối bể áp lực MNBAL = 382,27 m
=> =

a 1,4
0,043
=
=0,55 => = 0,57 +
= 0,65
ht 2.52
1,1 0,55

99

Thiết kế sơ bộ ttđ NàLOà

Đồ án tốt nghiệp

ht

.a

x2
y2
+
=1
Vậy phơng trình mép CLN là :
1,82 2 (1 0,65) 2 .1,82 2
c.Xác định chiều dài CLN.
Chiều dài CLN L1 phụ thuộc vào việc bố trí các thiết bị của CLN,
đồng thời thoả mãn điều kiện ổn định và điều kiện bền.
d.Cao trình ngỡng CLN.
đỉnh
MNtran
nt

h

MNDBT

MNmin
trCLN

N

100

Thiết kế sơ bộ ttđ NàLOà

Đồ án tốt nghiệp

Cao trình ngỡng CLN phụ thuộc vào đờng kính đờng ống áp lực
và phải đảm bảo độ ngập sâu cần thiết của nó dới mực nớc thấp nhất
trong bể áp lực. Ngoài ra chiều rộng và chiều sâu trớc lới chắn rác phải
đảm bảo vận tốc trớc nó nằm trong phạm vi vk = (1ữ 1,2 )m/s, lấy vk =
1m/s
Với vận tốc cho phép vk, độ sâu hk của bể áp lực đợc tính từ mực
nớc lớn nhất trớc bể áp lực đến ngỡng với mức tối thiểu có thể xác đinh
theo công thức :

hk =

QT
6,06
=
= 2,52(m) N = MNBAL hk = 382,27 2,52 = 379,75(m)
bk .vk 2,4.1

QT Lu lợng lớn nhât qua đờng ống áp lực QT = 6,06 m3/s
MNBAL- là mực nớc trong bể áp lực ,MNBAL = 382,27 m( đă đợc
xác định trong phần tính toán thuỷ năng)
e.Xác định cao trình trần CLN
Độ ngập sâu tối thiểu của đờng ống áp lực dới mực nớc thấp nhất

v02 vk2
trong bể áp lực có thể xác định : h1 = (2 ữ 3)
và không nhỏ hơn
2.g
0,5m
Trong đó : v0 Vân tốc lớn nhất trong đờng ống áp lực

v0 =

QTD max 4.QTD max
4.6,06
=
=
= 3,94(m / s ) thay vào công thức
2
F
.D0
3.14.1,4 2

trên

3,94 2 0,8 2
h1 = 3
= 1,14(m)
2.9,81
trCLN = MN min h1
Việc xác định mc nớc min phải dựa vào chế độ vận hành và đặc
trng đờng dẫn. Mực nớc thấp nhất thờng xuất hiện ở chế độ không ổn
định của quá trình tăng tải TTĐ, trong thực tế việc tăng tải đồng thời tất
cả các tổ máy là không xảy ra, do đó mực nớc thấp nhất chỉ có thể xuất
hiện khi ( n 1 )TM làm việc với công suất lớn
nhất đồng thời tổ máy cuối cùng tăng tải từ không đến đầy tải.

101

Thiết kế sơ bộ ttđ NàLOà

Đồ án tốt nghiệp

Dòng không ổn định trong kênh ứng với trờng hợp là tăng lu lợng
từ Q làm việc Q( n 1 )Tm nên QnTM

Q = Q1TM

MN min = ( n1)TM H
Trong đó : H Sóng giảm áp lớn nhất khi tăng tải tổ máy cuối
cùng.
( n1)TM

=

MNtran Trong kênh không tự điều tiết.

Lu lợng lớn nhất qua tràn tơng ứng là lu lợng lớn nhất của một tổ
máy qua nó, Qtràn = Q1TM
Theo kinh nghiệm ta có thể lấy cột nớc trên tràn htr = ( 0,3 ữ 0,6 )
m. với lu lợng lớn nhất qua tràn đã có ta tính chiều rộng tràn ứng với cột
nớc đợc chọn :
Qtr = .m. n .btr . 2.g .h 3 / 2 btr =

Q1TM

.m. n . 2.g .htr3 / 2

=

1,51
1.0,49.1. 2.9,81.0,33 / 2

4,24( m ). Thiết kế btr = 4,3 m => cột nớc tràn là :
htr =

Qtr
1.51
=
= 0,35m.
v k .btr
1.4,3

Cao trình ngỡng tràn cao hơn so với mực nớc trong kênh khi lu lợng trong kênh làm việc với lu lợng tính toán từ ( 5 ữ 10 )cm,( lấy
10cm ), vậy cao trình mực nớc trên tràn đợc xác định theo cao trình mực
nớc trong kênh ( khi làm việc với lu lợng tính toán cộng thêm chiều cao
gia tăng cộng với cột nớc tràn :

MNtran = nt + htr = k + htr + 10cm
Trong đó : nt Cao trình ngỡng tràn
k Cao trình mực nớc trong kênh khi Qk = Q0 , k =
381,79 m

MNtran = 381,79 + 0,35 + 0,1 = 382,24(m)
H đợc tính toán thông qua tính toán đờng không ổn định ứng với
trờng hợp Q = Q1TM. Trong thiết kế sơ bộ ta sử dụng phơng trình
cân bằng để xác định :

bk .

C.TS .H TS .Q1TM
=
2
2

Trong đó : TS Thời gian để mở tổ máy cuối cùng
H Chiều cao sóng giảm áp.
102

Thiết kế sơ bộ ttđ NàLOà

Đồ án tốt nghiệp

C Vận tôc truyền sóng giảm áp,
C = g .hk = 9,81.2,52 = 4.97(m / s) H =

Q1TM
1,51
=
0,13(m)
bk .C 2,4.4,97

Cao trình mực nớc nhỏ nhất : MN min = 382,24 0,13 = 382,11(m)
Cao trình trần cửa lấy nớc : trCLN = 382,11 0,76 = 381,35(m)
h..Xác định cao trình đỉnh CLN.
Đỉnh CLN và đỉnh tờng bể áp lực phải đặt cao hơn mực nớc cao
nhất trong bể áp lực một khoảng an toàn( 0,3. ữ1 m) đủ đẻ đảm bảo an
toàn trong quá trình làm việc và có thể xác định thao công thức kinh
nghiệm

dinh = MN max + hs +
Trong đó : Khoảng cách an toàn phụ thuộc vào cấp công
trình, với kênh có Q < 30 m3/s , = ( 0,2 ữ 0,25 )m, lấy = 0,2m
hS Chiều cao sóng do gió gây ra đợc xác định thông
qua việc xác định sóng dềnh và sóng leo lấy hs = 0,7m
MNmax Cao trình mực nớc lớn nhất trong trờng hợp
khi cắt toàn bộ tổ máy.Đối với kênh không tự điều tiết thì mực nớc
cao nhất đợc lấy
bằng mực nớc tràn khi xả toàn bộ lu lơng của TTĐ qua nó
=>MNmax = đ

Qtr
htr =
.m. .b . 2.g
n tr







2/3

tràn

, ứng với ( Qtr = Q4TM ),:



6,06

=
1.0,49.1.4,5. 2.9,81



2/3

0,73(m)

MNmax = nt + htr = 381,89+ 0,73= 382,62 m
Cao trình đỉnh CLN : dinh = 382,62 + 0,7 + 0,2 = 383,52(m)
g.Xác định kích thớc tràn.
Kích thớc tràn đợc xác định nh trên. Cột nớc lớn nhất trên tràn htr
= 0,73m. Chiều rộng tràn btr = 4,5m
i.Khoảng trớc bể áp lực.
Phần này nối tiếp kênh dẫn và cửa lấy nớc. Kích thớc và kết cấu
của nó phải đảm bảo tổn thất thuỷ lực là nhỏ nhất. Đáy bể đoạn mở
103

Thiết kế sơ bộ ttđ NàLOà

Đồ án tốt nghiệp

rộng trớc ngỡng CLN khoảng trớc phải thấp hơn ngỡng từ ( 0,5 ữ 1 )m
lấy 0,5m đủ để bùn cát lắng đọng và tháo rửa theo hành lang. Chiều dài
khoang trớc sơ bộ có thể lấy theo công thức :
L = 5.( H h ) +1 ( m )
Trong đó : H Chiều sâu bể áp lực tính từ ngỡng đến đỉnh tờng.
h Chiều sâu kênh dẫn nớc.
L = 5.( 4,41 1,56 ) +1 = 15,25m ; thiết kế BAL với L = 16m
5 . Đờng ống áp lực của tram thuỷ điện (xem phần chuyên đề : phần VI)
6. Nớc va trong đờng ống áp lực ( xem trong phần chuyên đề : phần VI

Phần IV
Nhà máy thuỷ điện
4-1 : nhà máy thuỷ điện
I. Khái niệm chung.

Nhà máy thuỷ điện là một xởng xản xuất ra điện năng nơi mà
thuỷ năng của dòng nớc đợc biến thành cơ năng ở trục tuabin làm
quay trục máy phát để phát điện ở đầu ra của máy phát.
Trong nhà máy thuỷ điện ngoài các thiết bị động lực chủ yếu nh:
tuabin, máy phát, còn có thêm các thiết bị phụ để đảm bảo vận hành
an toàn cho các thiết bị chính và hệ thống các thiết bị điện khác nh : tủ
điều khiển, thiết bị tự động, thiết bị bảo vệ thiết bị phân phối , máy biến
thế ... cả xởng sửa chữa và thí nghiệm.
Tất cả các thiết bị trên phải bố trí một cách hợp lý, thuận tiện, hệ
số lợi dụng các thiết bị là cao nhất. Trên cơ sở đó giảm bớt kích nhà
máy.
II. Vị trí nhà máy, loại nhà máy.

1. Vị trí nhà máy.
Vị trí nhà máy phụ thuộc điều kiện địa hình , địa chất dựa vào bản đồ
địa hình đã cho trong đồ án em chọn nhà máy đặt ti khu ruộng bậc
thang ,cách cầu Nà Loà khoảng 500 m về hạ lu , cánh bản Nà Pài
khoảng 200 m về thợng lu,vì ti õy cú a hỡnh thoi bng phng li
104

Thiết kế sơ bộ ttđ NàLOà

Đồ án tốt nghiệp

gn ng giao thụng v c bit cú iu kin a hình địa chất khá
thuận lợi
2. Loại nhà máy.
Tuỳ theo cột nớc lớn nhất, công suất của trạm thuỷ điện mà
chọn loại nhà máy, nhà máy sau đập hoặc đờng dẫn, nhà máy ngang
đập... Xác định loại nhà máy ta dựa phơng thức khai thác thuỷ năng.
Vậy ta chọn nhà máy thuỷ điện đờng dẫn, cụm NMT bao gm :
khu nh máy, qun lý vn hnh , trạm phân phối ngoài trời ngoi
tri , kênh xả sau nh máy, ng vo nh máy.
Nhà máy thuỷ điện đờng dẫn có đặc điểm là không chịu áp lực
trực tiếp từ thợng lu, trong đồ án này ta không tính ổn định.
4-2. Bố TRí NHà MáY
Khi bố trí nhà máy chủ yếu thoả mãn việc vận hành trạm đợc thuận
tiện .Kích thớc mặt bằng và cao trình các tầng của nhà máy phảI đợc
bố trí một cách hợp lí và kinh tế . Xác định chiều rộng ,chiều dài và
chiều cao nhà máy phải căn cứ vào hình thức tổ máy ,số tổ máy ,cách
bố trí thiết bị phụ ,đờng viền ngoài cùng với phơng thức lắp máy và sửa
chữa .Nói chung khi bố trí trớc hết cần căn cứ vào hình thức tổ máy
đã chọn để định ra kích thớc giữa tổ máy và cao trình lắp máy ,sau đó
xác định chi tiết các bộ phân tố máy.
I . Sơ đồ bố trí tuyến trục của các tổ máy

Để bố trí tuyến trục của các tổ máy so với trục chiều dài của nhà máy
em đa ra một số sơ đồ sau :

Sơ đồ 1

Sơ đồ 2

Sơ đồ 3

105