Tải bản đầy đủ
I. Thiết bị dẫn nước (buồng xoắn).

I. Thiết bị dẫn nước (buồng xoắn).

Tải bản đầy đủ

Thiết kế sơ bộ ttđ NàLOà

Đồ án tốt nghiệp

2. Chọn kiểu buồng xoắn:
Tuỳ theo cột nớc, công suất của trạm thuỷ điện mà chọn kiểu
buồng xoắn. Với trạm thuỷ điện Nà Loà đang thiết kế có cột nớc
H(minữmax) là (168,76ữ156,38) m, cột nớc tính toán là Htt= 157,19 m,
công suất của một tổ máy là 2 MW, trong phạm vi của hình sử dụng
kiểu Tuabin (hình 5-1) giáo trình TBTL, tra đợc buồng xoắn kim loại tiết
diện tròn. Để tăng hiệu suất buồng xoắn ta chọn góc bao
max=2700ữ3450, ở đây lấy max=3450.
3. Tính toán thuỷ lực buồng xoắn.
a. Mục đích:
- Tính toán thuỷ lực buồng xoắn chủ yếu.
- Xác định đợc kích thớc chủ yếu của các tiết diện buồng xoắn.
* Yêu cầu trong quá trình tính toán cần phù hợp với tình hình dòng
chảy trong buồng xoắn:
+ Làm cho lu lợng chảy vào BXCT của Tuabin phân bố đều trên
toàn bộ chu vi của BXCT.
+ Làm cho sao lu tốc và áp lực tiếp tuyến tại các điểm trên BXCT
phải bằng nhau.
+bx là lớn nhất và hiệu suất dòng chảy trong buồng xoắn đạt giá trị
lớn nhất.
Để thoả mãn cả 3 điều kiện này thì Tuabin sẽ làm việc ổn định
và hiệu suất cao nhng mà trong thực tế dòng chảy trong buồng xoắn
rất phức tạp cho nên thờng trong tính toán sơ bộ ngời ta thờng dùng
một số nguyên lý tính toán gần đúng sau đó trên cơ sở ấy ngời ta thí
nghiệm mô hình để chỉnh lý các kích thớc đã xác định cho phù hợp.
* Các nguyên lý tính toán.
+ Nguyên lý tốc độ không đổi: Vc= const = Vcv.
Phơng pháp này giả thiết tốc độ trung bình của dòng nớc tại tất cả
các điểm trên cùng một mặt cắt tốc độ trên tất cả các mặt cắt khác
nhau là bằng nhau, vì thế phơng pháp này tuy tính toán đơn giản nhng
nó chỉ phù hợp với TTĐ có cột thấp, góc bao max 1800.
45

Thiết kế sơ bộ ttđ NàLOà

Đồ án tốt nghiệp

+ Nguyên lý tốc độ dòng chảy trong buồng xoắn giảm dần: Coi vận
tốc tại các tiết diện cửa vào là Vcv, vận tốc tại tiết diện tiếo theo của
buồng xoắn là (0,5ữ0,7). Vcv, phơng pháp này sai số lớn nên ít dùng.
+ Nguyên lý mômen tốc độ bằng hằng số (Vu.R = const):
Vu tại các điểm cách trung tâm trục một bán kính nh nhau thì bằng
nhau nhng trên cùng một tiết diện thì Vu giảm dần khi R tăng dần.
Vu.R = k, k gọi là hằng số buồng xoắn .
Nguyên tắc này thờng đợc dùng rộng rãi nhng tính toán phức tạp.
Trong đồ án này sử dụng phơng pháp mômen tốc độ bằng hằng
số để tính kích thớc buồng xoắn.
b. Trình tự tính toán:
Sự phân bố vận tốc của chất lỏng trong buồng xoắn tuân theo
quy luật: Vu.R = const ( R là khoảng cách từ điểm đang xét đến trong
buồng tuabin đến trục tuabin).
- Xác định vận tốc cửa vào: Vcv = k. H tt .
k là hệ số kinh nghiệm xét đến tổn thất thuỷ lực và kích thớc kinh
tế của buồng xoắn đối với tuabin PO533 lấy k = 0,8.
Vậy Vcv= 0,8 157,19 =10,03 (m/s).
*) Xác định lu lợng chảy qua mặt cắt cửa vào.
Qcv =

Q T . max
360

Trong đó: QT là lu lợng của tuabin đợc xác định từ lu lợng quy dẫn
theo công thức:
QT = QI'.D12. H tt = 0,22.0,712. 157,19 = 1,39 (m3/s).
max: Góc bao lớn nhất của buồng xoắn, max=3450
Vậy
Qcv =

1,39.345
= 1,33 (m3/s).
360
Q cv

1,33

Fcv= V = 10,03 = 0,133 (m2).
cv
Fcv = .max2 = .cv2 , trong đó: cv là bán kính tiết diện vào
buồng xoắn.

46

Thiết kế sơ bộ ttđ NàLOà

Đồ án tốt nghiệp

Kích thớc buồng xoắn đợc xác định theo công thức R = r0+ 2
Trong đó : r0 =

Do
, với Do là đơng kính vòng tròn qua trục cánh
2

hứng nớc với tur bin PO 533 ta có Do = 0,86 m
D0 0,86
=
= 0,43m
2
2

ro=



: Bán kính tiết diện tròn ứng với các góc và đợc tính theo
công thức : i =



+ 2.ra
C
C
max

Với C là hằng số: C = (r + ) r (r + 2. )
o
cv
o o
cV
345

0
C = 0,43 + 0,2 0,43(0,43 + 2.0,2) = 10582 / m

R = r0 + 2. = r0 +
cv=

Fcv
=


2.

+ 2. 2.r0 .
C
C

0,133
= 0,2
3.14

BảNG TíNH CáC THÔNG Số CủA BUồNG SOắN


0
15
30
45
60
75
90
105
120
135
150
165
180
195
210
225
240
255
270
285
300

c=

10582



0.2

(0/m)

/c /c.ro /c.ro)1/2
0
0.006
0.012
0.017
0.023
0.029
0.035
0.040
0.046
0.052
0.058
0.063
0.069
0.075
0.081
0.087
0.092
0.098
0.104
0.110
0.115

0
0.005
0.010
0.015
0.020
0.025
0.030
0.035
0.040
0.045
0.050
0.055
0.060
0.065
0.069
0.074
0.079
0.084
0.089
0.094
0.099

0
0.070
0.100
0.122
0.141
0.158
0.173
0.186
0.199
0.211
0.223
0.234
0.244
0.254
0.264
0.273
0.282
0.290
0.299
0.307
0.315

ro=

0.43





r

0
0.076
0.111
0.139
0.164
0.186
0.207
0.227
0.245
0.263
0.280
0.297
0.313
0.329
0.344
0.359
0.374
0.389
0.403
0.417
0.430

0
0.152
0.222
0.279
0.328
0.373
0.414
0.453
0.491
0.526
0.561
0.594
0.626
0.658
0.689
0.719
0.748
0.777
0.805
0.833
0.861

0.43
0.58
0.65
0.71
0.76
0.80
0.84
0.88
0.92
0.96
0.99
1.02
1.06
1.09
1.12
1.15
1.18
1.21
1.24
1.26
1.29

47

(m)

Thiết kế sơ bộ ttđ NàLOà

Đồ án tốt nghiệp
315
330
345

0.121
0.127
0.133

0.104
0.109
0.114

0.323
0.330
0.338

0.444
0.457
0.471

0.888
0.915
0.941

1.32
1.34
1.37

(m).
Từ bảng trên ta vẽ đợc nh sau:

Hình vẽ buồng xoắn

II. Thiết bị thoát nớc ( ống hút).
1. Công dụng của ống hút.
ống hút của Tuabin phản kích có các tác dụng sau:
- Dẫn dòng nớc sau khi ra khỏi BXCT về hạ lu với tổn thất năng lợng
là nhỏ nhất.
- Lợi dụng đợc cột nớc từ cửa ra BXCT cho đến mực nớc hạ lu (Hs).
- Thu hồi một phần cột nớc (động năng dòng chảy) ở cửa ra của ống
hút.
2. Chọn ống hút.
48

Thiết kế sơ bộ ttđ NàLOà

Đồ án tốt nghiệp

Với loại Tuabin PO533, buồng xoắn đã chọn, ta căn cứ vào tài
liệu thiết kế TTĐ nhỏ em chọn đợc ống hút khuỷ cong với các thông số
nh sau :
D2= 0,78 m ,D3=0,786 m ,D4 = 1,24 m, L 1 = 1 m, L2 = 2,5 m

d2
L1
d3

L2

d4

i3-7: thiết bị điều chỉnh Tuabin.
I. Nhiệm vụ cơ bản của điều chỉnh Tuabin .
Ta có f =

p.n
(Hz); Với p,n là số đôi cực máy phát và số vòng
30

quay của máy phát.
Trong quá trình vận hành của TTĐ yêu cầu f = const (sai số cho
phép 2%). Để đảm bảo điều đó thì yêu cầu n = const.
Theo cơ học thì phơng trình cơ học đặc trng cho chuyển động
quay của tổ máy là: J.

d
= Mq - Mc.
dt

J: Mô men quán tính của bộ phận quay của tổ máy.
: Tốc độ quay của bộ phận quay của tổ máy.
Mq: Mô men lực chuyển động của roto máy phát (do năng lợng
dòng nớc tạo ra).
Mc: Mômen cản chuyển động quay của tổ máy (do yêu cầu dùng
điện của hệ thống điện).

49