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

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).
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.

93

Thiết kế sơ bộ ttđ NàLOà

Đồ án tốt nghiệp

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

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.
94

Thiết kế sơ bộ ttđ NàLOà

Đồ án tốt nghiệp

d.Cao trình ngỡng CLN.
đỉnh
MNtran
nt

h

MNDBT

MNmin
trCLN

N

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 trong

v02 vk2
bể áp lực có thể xác định : h1 = (2 ữ 3)
và không nhỏ hơn 0,5m
2.g
Trong đó :

v0 =

v0 Vân tốc lớn nhất trong đờng ống áp lực

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

95

Thiết kế sơ bộ ttđ NàLOà

Đồ án tốt nghiệp

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.
Dòng không ổn định trong kênh ứng với trờng hợp là tăng lu lợng từ Q
Q = Q1TM

làm việc Q( n 1 )Tm nên QnTM

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)

96

Thiết kế sơ bộ ttđ NàLOà

Đồ án tốt nghiệp

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
C.TS .H TS .Q1TM
=
2
2
Trong đó : TS Thời gian để mở tổ máy cuối cùng

xác định :

bk .

H Chiều cao sóng giảm áp.
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.
97

Thiết kế sơ bộ ttđ NàLOà

Đồ án tốt nghiệp

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 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.
98

Thiết kế sơ bộ ttđ NàLOà

Đồ án tốt nghiệp

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 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 :

99