Tải bản đầy đủ
Chương 3: chọn thiết bị điều chỉnh turbin

Chương 3: chọn thiết bị điều chỉnh turbin

Tải bản đầy đủ

đồ án tốt nghiệp

thiết kế trạm thuỷ điện đồng nai 5

Trong đó:
J Mômen quán tính tổ máy thuỷ lực.
- Vận tốc góc tổ máy.
Mđ - Mômen chuyển động lực rôtô tổ máy: M d =

N T QH
=
.



Mc Mômen cản chuyển động rôtô tổ máy.
Ta có J = conts do đó muốn n = conts thì

d
=0
dt

Mđ = Mc NT = Nmf.
Vậy để đảm bảo n = conts mà Nmf thay đổi thì cũng phải thay đổi NT.
Trong khoảng thời gian t nhỏ thì việc thay đổi NT là rất khó khăn. NT thay đổi khi
cột nớc H hoặc hiệu suất hoặc lu lợng Q thay đổi. Sự thay đổi cột nớc hay hiệu suất
là rất khó thực hiện. Vậy muốn thay đổi N T thì ta chỉ còn cách thay đổi lu lợng Q. Vậy
muốn thay đổi NT thì ta chỉ còn cách thay đổi lu lợng Q chảy vào bánh xe công tác của
turbin.
Đối với turbin nói chung và ở đây là turbin tâm trục PO75/702, khi thay đổi lu lợng chảy vào turbin, ngời ta sử dụng cơ cấu điều chỉnh để thay đổi độ mở cách hớng nớc của turbin.
2. Chọn động cơ tiếp lực.

Với turbin đã chọn, căn cứ vào đờng kính D1 của BXCT, ta thấy đây là turbin cỡ
vừa nên ta chọn loại động cơ chuyển động thẳng (lùi tới) và tác dụng 2 bên, mỗi turbin
có 2 động cơ. Loại này đợc đặt trong hầm turbin.
2.1. Xác định đờng kính xi lanh động cơ tiếp lực.
Khi quay các cánh hớng: Động cơ tiếp lực phải tạo đợc mômen kéo đủ để thắng
mômen thuỷ lực tác dụng lên tất cả các cánh hớng, mô men ma sát trong ổ trục cánh hớng nớc, trong các khớp của thanh kéo và trong bệ tì của vành điều chỉnh và mômen
phụ để làm kín các cánh hớng khi đóng cánh hớng.
Nh vậy mômen kéo do động cơ tiếp lực tạo ra phải lớn tổng mômen thuỷ lực và
mômen ma sát.
Kk > MTL + Mms
Đờng kính của xi lanh động cơ tiếp lực đợc xác định theo công thức.
59

đồ án tốt nghiệp

thiết kế trạm thuỷ điện đồng nai 5
d H = D1 b 0 H max

Trong đó:
b0 =

b0
- Chiều cao tơng đối của cánh hớng nớc; b 0 = 0,3 .
D1

- Hệ số phụ thuộc vào số cánh hớng nớc (Z0). Tra bảng trang 158 ứng với Z0 =
24 ta có = 0,03.
Hmax Cột nớc lớn nhất của trạm thuỷ điện. Hmax = 65,78m.
d H = 0,03.4. 0,3.65,78 = 0,533m = 533mm .
Làm tròn theo đờng kính tiêu chuẩn (trang 158 giáo trình turbin thuỷ lực) ta có: d H
= 550 (mm).
2.2. Xác định độ dời lớn nhất của động cơ tiếp lực.
SH max = (1,4ữ1,6).a0 max
Với a0 max - Độ mở lớn nhất của cánh hớng a0 max = a 0 max = a 0 M

D0 .Z 0 M
D0 M .Z 0

Trong đó:
+ a0 và a0M - Độ ở cánh hớng dòng của turbin và turbin mẫu.
+ a0 M tra trên đờng đặc tính tổng hợp chính với điểm tính toán ta có: a0M = 32.
+ Z0 và Z0M Số cánh hớng của turbin và mẫu. Tra bảng 6-5 và 8-2 giáo trình
turbin thuỷ lực ta có: Z0 = 24; Z0M = 14.
+ D0 và D0M - Đờng kính vòng tròn đi qua tâm các cánh hớng nớc của turbin thực
và mẫu. Ta có: D0 = 4650 (mm); D0M = 1,6D1M = 533,6 (mm).
4650 ì 14

a 0 max = 32 ì 533,6 ì 24 = 162,67(mm)
SH max = 1,5. a0 max = 1,5. 162,67 = 224 (mm)
2.3. Thể tích của động cơ tiếp lực.
VH =

2
d H .Z H . H .S H max
4

Trong đó:
ZH Số lợng pittông của động cơ tiếp lực; ZH = 1 (thẳng tiếp lực 2 bên).
60

đồ án tốt nghiệp

thiết kế trạm thuỷ điện đồng nai 5

H Hệ số co hẹp do có cần pittông nằm trong xi lanh. H = 0,7 ữ1.
Chọn H = 0,8.
VH =

3,14
ì 0,55 2 ì 1ì 0,8 ì 0,244 = 0,0464(m 3 )
4

2.4. Lực tác dụng lớn nhất của một động cơ tiếp lực (ĐCTL).
= 0 .

2
.d H .Z H . H .
4

Trong đó: Po - áp lực lớn nhất của dầu áp lực. P0 = 25 at = 25.104 kg/m2.
4
= 25.10 .

3,14
.0,55.1.0,8 = 4,75.10 4 (kg ) = 475( KN ) .
4

2.5. Khả năng công tác của một động cơ tiếp lực.
AH = P0 . VH = 25.104.0,0464 = 1,16.104 = 116 KN.m
3. chọn máy điều tốc.

Đây là turbin tâm trục loại trung bình nên ta chọn theo kích thớc đờng kính van trợt chính của máy điều tốc. Đờng kính này thờng lấy bằng đờng kính ống dẫn dầu từ
van trợt chính đến động cơ tiếp lực của bộ phận hớng dòng và đã đợc tiêu chuẩn hoá.
- Lu lợng dầu có áp đi vào van trợt chính của máy điều tốc tính theo công thức:
QVT =

VH
TS

Trong đó:
VH Thể tích toàn bộ các động cơ tiép lực của bộ phận hớng nớc.
TS Thời gian đóng của động cơ tiếp lực. Với loại turbin vừa T S = (3 ữ 6)s. Chọn
TS = 6 (s).
QVT =

2 ì 0,0464
= 0,0232(m 3 ) .
6

Biết lu lợng QVT ta có thể tính đợc đờng kính ống dẫn dầu từ van trợt đến động cơ
tiếp lực:
dô = d VT =

61

4QVT
.V d

đồ án tốt nghiệp

thiết kế trạm thuỷ điện đồng nai 5

Trong đó: Vđ - Vận tốc dầu có áp trong ống dẫn dầu: V d = (4 ữ 6) (m/s). Chọn Vd
= 5 (m/s).
dô =

4.0,0232
= 0,077(m) = 77(mm)
5.

Chọn theo đờng kính tiêu chuẩn hoá (trang 161) d0 = dVT = 100 (mm). Vậy máy
điều tốc đợc chọn là máy điều tốc đơn P100 của Liên Xô. Kích thớc ngoài là: cao ì
dài ì rộng = 1,9 ì 0,8 ì 0,8 (m).
4. Chọn thiết bị dầu áp lực.

Kích thớc của thiết bị dầu áp lực phụ thuộc vào thể tích nồi hơi, dung tích của nó
phải đủ để đóng bộ phận hớng nớc trong điều kiện bất lợi khi áp suất định mức (25at
ữ40at), đồng thời phải đủ để bổ xung lợng dầu rò rỉ. Thiết bị dầu áp lực đợc tính theo
dung tích cần thiết của nồi hơi (V).
Với turbin tâm trục, thể tích nồi hơi đợc tính nh sau:
V = (18 ữ 20)VH = (18 ữ 20) ì (2ì0,0464) = (1,67 ữ1,856) (m3).
Dựa vào thể tích nồi hơi, ta chọn loại thiết bị dầu áp lực có các thông số cơ bản
sau:
Nồi hơi
Kiểu thiết bị

thể tích (m3)

dầu áp lực

Kiểu kết cấu

Thiết bị DAL 1,6 Một nồi hơi

Toàn bộ

Nồi hơi

1,6

1,6

Thùng dầu

Kích thớc (mm)
Trọng
lợng (T)
2460 1040 385
1,7
H

D

h1

Máy bơm dầu

kích thớc
Thể
tích
(m3)
2,5

H

L

990 1600

B

A

1800

1250

Trọng l- Lu lợng
ợng (tấn) (l/s)
2,8

62

3,5

Công Số vòng
Đờng kính
suất
quay
ống (mm)
(KW)
(v/f)
19
2930
50

đồ án tốt nghiệp

thiết kế trạm thuỷ điện đồng nai 5

chơng 4: máy biến áp và sơ đồ đấu điện
1. Sơ đồ đấu điện chính (SĐĐĐC).

1.1. Yêu cầu.
Sơ đồ đấu điện chính của trạm thuỷ điện là sơ đồ nối điện các thiết bị sản xuất,
phân phối và truyền tải của nhà máy thuỷ điện. Trong sơ đồ đấu điện có máy phát, máy
biến áp, máy cắt, dao cách ly, thanh góp, cầu dao...
Sơ đồ đấu điện chính của nhà máy thuỷ điện phải thoả mãn các yêu cầu sau:
Phải có khả năng đảm bảo sự truyền tải công suất cực đại của nhà máy thuỷ
điện vào hệ thống hoặc đến phụ tải trong điều kiện làm việc bình thờng cũng
nh khi phải sửa chữa hoặc bị sự cố.
Sơ đồ phải có tính linh hoạt cao, nghĩa là sơ đồ đợc sử dụng phải thích ứng với
mọi chế độ làm việc có thể xảy ra.
Sơ đồ phải có kết cấu sao cho thuận lợi trong vận hành, thao tác các thiết bị đơn
giản, hiệu quả.
Tính tự động hoá của sơ đồ cao. Khi làm việc bình thờng cần tự động hoá nh
điều khiển chế độ tối u của tổ máy cho phù hợp với biểu đồ phụ tải. Khi gặp sự
cố thì đảm bảo khả năng khôi phục lại sự làm việc bình thờng nhờ các hệ thống
tự động nh: tự động cắt rơle, tự động đóng nguồn dự phòng.
Sơ đồ phải có tính kinh tế cao. Thiết kế sơ đồ sao cho tổng giá thành phần điện
của nhà máy thuỷ điện gồm: Máy phát, máy biến áp, máy cắt, dao cách ly... và
các thiết bị phụ khác là nhỏ nhất.
1.2. Chọn sơ đồ đấu điện chính.
1.2.1. Các phơng án.
Dự án thuỷ điện Đồng Nai 5 có công suất lắp máy là 150 MW, sản lợng điện trung
bình hàng năm 600,347 triệu KWh. Dự án đợc xây dựng và khai thác nhằm mục đích
cung cấp bổ xung công suất, điện năng cho phụ tải Miền Nam nói riêng và lới điện toàn
quốc nói chung, đáp ứng nhu cầu điện ngày càng tăng trong giai đoạn 2010 và các năm
sau đó.
Tại vị trí nhà máy có trạm phân phối và truyền tải điện 220 KV. Do đó sơ đồ đấu
điện chính cần phải có nhiệm vụ chuyển điện năng từ đầu cực máy phát 16,5 KV lên

63