Tải bản đầy đủ
III. Xác định các thông số cơ bản của Turbin.

III. Xác định các thông số cơ bản của Turbin.

Tải bản đầy đủ

Thiết kế sơ bộ ttđ NàLOà

Đồ án tốt nghiệp

- Ntb : công suất của một Turbin : Ntb =4,12. 103 (KW).
- T : Hiệu suất Turbin. T = (0,88 ữ 0,9), chọn sơ bộ T = 0,9.
- Q1 : Lu lợng quy dẫn lấy ở điểm tính toán trên đờng hạn chế
công suất 5% của đờng đặc tính tổng hợp chính của Turbin PO533 ( Tra
từ nIM).
Ta có: nIM = nIMO + (2ữ5) (v/f).(đối với Tuarbin tâm trục).
ứng với hiệu suất max = 90 % tra trên đờng ĐTTHC, ta đợc:
nIMO = 63 (v/f) nIM = 61 + 2 = 63 (v/f).
Với nIM tra tiếp trên đờng công suất 5% đợc :
Q1 = 0,22(m3/s).
- Htt là cột nớc tính toán của TTĐ : Htt = 157,19 (m).
Thay số vào, ta đợc:
D1 =

4,12.10 3
9,81.0,9.0,22.157,19. 157,19

= 1,04(m).

Chọn theo trị số đờng kính tiêu chuẩn, ta đợc D1 =1 (m).
2. Xác định số vòng quay đồng bộ (n) :
Số vòng quay đồng bộ của Turbin đợc xác định theo công thức:
n=

n 1' To . H bq
D1

Trong đó :
- Hbq : Cột nớc bình quân gia quyền: Hbq = 160,4 (m).
- D1 : Đờng kính bánh xe công tác: D1 = 1 (m).
- n1To : Số vòng quay quy dẫn tối u của Turbin thực .
n1To = n1Mo + n'1

n'1 = n1Mo(

T max
1)
M max

Trong đó:vq

n'1 : Độ hiệu chỉnh số vòng quay quy dẫn Turbin thực và Turbin
mẫu.
n1Mo : Số vòng quay quy dẫn tối u Turbin mẫu n1Mo = 61 (v/f).

T max , M max : là hiệu suất lớn nhất của Turbin mẫu và thực.
34

Thiết kế sơ bộ ttđ NàLOà

Đồ án tốt nghiệp

Tra trên đờng ĐTTHC Turbin PO533 đợc hiệu suất M max = 90%
Hiệu suất Turbin thực max:

T max = 1- (1- M max ) 5

D1M
D1T

20

HM
HT

(khi H > 150 (m))

Với: D1M, D1T - Đờng kính BXCT Turbin mẫu và thực:
D1M = 0,46 (m), D1T = 1,2 (m).
HM,HT -Cột nớc của TuaBin thực và TuaBin mẫu:
HM = 1m, HT = 157,19 m
T max = 1- (1- 0,9) 5
'
Khi đó : n 1 = 61(

0,46
1

20

1
= 0,93
157,19

0,93
1 ) = 1 (v/f).
0,9


n 1To = 61+1 = 62 (v/f).

Thay số, ta có :

n = 62.

160,4
=785.22(v/f).
1

Từ giá trị số vòng quay tính đợc tra trong bảng số vòng quay đồng
bộ ta chọn số vòng quay là n = 750(v/f).
3. Kiểm tra lại điểm tính toán.
+ Số vòng quay quy dẫn tại điểm tính toán:
n1Ttt =

n.D1
750.1
=
=59,82 (v/f).
H tt
157,19

+ Số vòng quay quy dẫn mẫu:
'
n1Mtt = n1Ttt - n 1 = 59,82 - 1 = 58,82(v/f).

+ Lu lợng quy dẫn tại điểm tính toán :

N tb
4,12.10 3
=
Q 1tt =
9,81. tt .D 12 .H tt . H tt 9,81.0,9.12.157,19.


157,19

= 0,21 (m3/s).

Đa n1Mtt , Q1tt lên đờng đặc tính tổng hợp, ta thấy điểm tính toán Q 1tt
không vợt quá trị số (Q1minữ Q1max) = (0,198ữ0,213) (m3/s)
4. 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 1max, n1min.và Q1max ,Q1min Khi cột nớc của TTĐ dao động từ Hmax đến Hmin.


+ Đờng n1min ứng với Hmax = 168,76 (m) :
35

Thiết kế sơ bộ ttđ NàLOà

Đồ án tốt nghiệp

n1Mmin =

n.D 1
'
- n 1 =
H max

750.1
168,76

1 = 56,73 (v/f).

+ Có n1Mmin = 56,73 tra trên đờng đặc tính tổng hợp chính của tủ
bin PO 533 sẽ tim đợc Q1min = 0,198 (m3/s)
+ Đờng n1max ứng với Hmin = 156,38 (m):
n1Mmax =

n.D 1
'
- n 1 =
H min

750.1
156,38

N tm

1 = 59 (v/f).
4000

+ Q1max= 9,81. . .D 2 H 3 / 2 = 9,81.0,97.0,9.1.168,761,5 =0,213
1.
tb
mf
max
Đa lên đờng ĐTTHC, ta thấy khi cột nớc dao động từ Hmin ữHmax
vùng làm việc của Turbin giới hạn bởi hai đờng n1max, n1min và Q1max
,Q1min đều nằm gọn trong vùng có hiệu suất cao.
Vậy ta chọn: D1 = 1 (m).
n = 750 (v/f).
5. Xác định chiều cao hút Hs.
Trong quá trình Turbin làm việc trên bề mặt BXCT xuất hiện
những vết rỗ. Hiện tợng đó xảy ra do hiện tợng khí thực. Để Turbin
làm việc không sinh ra khí thực hoặc hạn chế hiện tợng khí thực thì đòi
hỏi độ cao hút :

Hs [ H s ] .

Độ cao hút Hs là khoảng cách thẳng đứng tính từ mặt nớc hạ lu
min đến điểm có áp lực nhỏ nhất . Với Turbin tâm trục trục ngang thì
điểm này nằm ở điểm cao nhất của cánh BXCT.
Hs =

p at p h

- (M



+ ).H

Trong đó:
-

p at
: là áp suất khí quyển ở cao độ mặt biển và trong điều kiện


làm viẹc bình thờng thì

p at
=10,33m cột nớc.


- M : hệ số khí thực Turbin mẫu, tra trên đờng ĐTTHC tại điểm
tính toán đợc M = 0,045

36

Thiết kế sơ bộ ttđ NàLOà

Đồ án tốt nghiệp

- là độ điều chỉnh khí thực tra hình (1-6) tài liệu chọn thiết bị
với Htt = 157,19(m) đợc = 0,016 .
- H là cột nớc làm việc của Turbin: H = Htt = 157,19 m

-

ph


:

ph
Là áp suất bốc hơi, ở nhiệt độ bình thờng thì = (0,09 đến

0,24 m cột nớc)
Nh vậy nếu TTĐ xây dựng ở cao trình bằng mực nớc biển thì hiệu
số
p at p h

= 10 m cột nớc.



Nếu mực nớc hạ lu của TTĐ cao hơn mặt biển là m thì áp suất khí
quyển sẽ giảm

p at p h


= 10

900

Nh vậy trong các điều kiện kể trên thì chiều cao hút H s sẽ
có dạng nh sau

Hs = 10 -


- (+).Htt
900

- Với là cao trình nhà máy thuỷ điện so với mặt biển sơ bộ lấy
bằng mực nớc hạ lu min. hl min = 211,81 (m).
- M : hệ số khí thực Turbin mẫu, tra trên đờng ĐTTHC tại điểm
tính toán đợc M = 0,045
- là độ điều chỉnh khí thực tra hình (1-6) tài liệu chọn thiết bị
với Htt = 157,19(m) đợc = 0,016 .
- H là cột nớc làm việc của Turbin: H = Htt = 157,19 m
Thay số, ta có :
Hs= 10 -

211,81
- (0,042 + 0,012). 157,19 = 1,234 (m).
900

6. Xác định số vòng quay lồng của Turbin (n l).
Trong quá trình làm việc của TTĐ vì một lý do nào đó mà đóng
cánh hớng nớc ( trờng hợp thiết bị bị hỏng ) mà bộ phận hớng nớc cha
đóng kịp thì số vòng quay của turbin tăng lên đột ngột trong thời gian
ngắn nó sẽ đạt tới trị số cực đại nào đó gọi là số vòng lồng tốc ( n1 ).
37

Thiết kế sơ bộ ttđ NàLOà

Đồ án tốt nghiệp

Với tua bin trục ngang thì mục đích của việc xác định số vòng
quay lồng là để thiết kế bánh đà
Số vòng quay lồng đợc xác định theo công thức:

n 1' l . H max
nl =
D1
Trong đó :
- n1l là số vòng quay lồng quy dẫn của kiểu BXCT Turbin
PO533 bảng (1-4) tài liệu chọn thiết bi, đợc n1l = 61(v/f).
Thay số: nl =

61 168,76
= 792(v/f).
1

7. Cao trình lắp máy của TTĐ: ( lm )
LM là cao trình lắp là cao trình quan trọng của nhà máy thuỷ điện vì
nó là cơ sở để xác định các cao trình khác Với Turbin tâm trục trục
ngang thì lm đợc tính theo công thức:

lm = Hs + Zhlmin -

D1
2

Trong đó:
D1 = 1, Hs =1,81; Zhlmin = 211,81 (m)
Thay số, ta có:

lm = 1,234+211,81 -

1
= 212,544 (m).
2

Bảng kết quả tính toán chọn tur bin cho các phơng án
TT
1
1
2
3
4
5
6
7
8

Thông

Đơn

số
2
NTB
D1tt
D1tc
à

vị
3
(MW)
(m)
(m)
(%)

Z=2
4
4,12
1,04
1
93

Z=3
5
2,75
0,81
0,84
93

Z=4
6
2,06
0,69
0,71
0,93

ntt
ntc
Q1tt

(V/f)
(V/f)
(l/s)

785,22
750
0,21

934,8
1000
0,22

1013,58
1000
0,21

38

Thiết kế sơ bộ ttđ NàLOà

Đồ án tốt nghiệp

9
10
11
12
13
14
15
16

n1Hmax
n1Hmin
n1tt


Hs
LM
nL

(V/f)
(V/f)
(V/f)

(m)
(m)
(V/f)

56,73
59
59,82
0,045
0,016
1,243
212,544
792

63,66
66,1
40,52
0,044
0,024
1,11
212,42
1026

53,65
55,77
56,63
0,043
0,012
1,114
212,424
1116

i3-3. Chọn Máy phát điện CHO CáC PHƯƠNG áN
I. Địng nghĩa:
Máy phát là một thiết bị động lực của nhà máy thuỷ điện, dùng để biến
cơ năng ở trục turbin thành điện năng ở đầu ra của máy phát.
Hình thức kết cấu, kích thớc của máy phát có ảnh hởng rất lớn
đến kết cấu, kích thớc,bố trí và điều kiện vận hành của nhà máy
thuỷ điện.Vì vậy việc chọn máy phát phải đảm bảo đợc cả điều
kiện kinh tế và kỹ thuật.
1.Về kinh tế:
Do điều kiện nớc ta cha sản xuất đợc máy phát mà phải nhập từ
nớc ngoài, do vậy việc chọn máy phát phải căn cứ vào mẫu ở nơi sản
xuất, chọn phải đảm bảo đồng bộ, sản xuất hàng loạt, giá thành rẻ.
Trong trờng hợp đặc biệt không chọn đợc thì ta phải thiết kế theo các
công thức kinh nghiệm.
2.Về kỹ thuật:
- Đảm bảo an toàn cung cấp điện.
- Thao tác vận hành , bảo quản, sửa chữa lắp ráp dễ dàng.
- Công suất máy phát chọn phải thoả mãn các điều kiện sau:
S mfdm = S tt 5%

nmf = n

(*)
(**)

Nếu không thoả mãn phải hiệu chỉnh lại cho phù hợp với yêu cầu
thiết kế .
3. Chọn máy phát điện.
- Công suất định mức của máy phát
39

Thiết kế sơ bộ ttđ NàLOà

Đồ án tốt nghiệp

Nmf= NTB.mf=

N lm
Z

- Công suất toàn phần ( biểu kiến):
Sz =

N mf
Cos

; Trong đó :

Cos là hệ số công suất định mức , thờng lấy Cos
=0.85 khi Sđm >125 MVA, Cos=0,8 khi Sđm < 125 MVA.
Căn cứ vào số vòng quay đồng bộ (n) và công suất thiết kế (N mf
hay Smf) để chọn máy phát cho tất cả các phơng án.
Phơng án
2 tổ máy
3 tổ máy
4 tổ máy

Nmf.103(KW)
4
2,67
2

Smf.103(KVA)
5
3,34
2,5

n(v/f)
750
1000
1000

Trong đồ án này với số vòng quay và công suất đã tính, dựa vào
tài liệu chọn thiết bị mà em biết thì chỉ chọn đợc máy phát cho phơng
án 4 tổ máy còn lại phơng án 2 và 3 tổ máy thì khong thể chọn đợc vì
không phù hợp vói công suất do đó trong tính toán chọn tổ máy và so
sánh giữa các phơng án em đi đến thiết kế máy phát cho phơng án 2
và 3 tổ máy . Trình tự tính toán nh sau :
- Chọn máy phát cho phơng án Z = 4 tổ máy : Căn cứ vào N mf = 2 Mw
và số vòng quay n = 1000 v/ph, em chọn đợc máy phát MC 32212/6 có công suất và số vòng quay phù hợp với công suất và số
vòng quay tính toán
Thông số kĩ thuật của máy phát MC 322-12/6
số vòng
Loại MF

quay
V/ph

công suất
Kva
KW

1000

2500

Điện áp
V

Hiệu suất
%

Mô men đà
T m2

Trọnglợng
Tấn

6300

95,8

1,55

11,4

MC32212/6

2000

Kích thớc chủ yếu của máy máy phát MC 32212/6
Kiểu máy

Kích thớc

40