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

D1 =

N tb
9,81. T .Q 1' .H tt . H tt

Trong đó :
- 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).
32

Thiết kế sơ bộ ttđ NàLOà

Đồ án tốt nghiệp

T max , M max : là hiệu suất lớn nhất của Turbin mẫu và thực.
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 Q1tt 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) :
33

Thiết kế sơ bộ ttđ NàLOà

Đồ án tốt nghiệp

n.D 1
- n 1' =
H max

n1Mmin =

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 =
+ Q1max=

n.D 1
- n 1' =
H min
N tm

9,81. tb . mf .D 1. H max
2

3/ 2

=

750.1
156,38

1 = 59 (v/f).

4000
=0,213
9,81.0,97.0,9.1.168,761,5

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
- là độ điều chỉnh khí thực tra hình (1-6) tài liệu chọn thiết bị với H tt
= 157,19(m) đợc = 0,016 .
34

Thiết kế sơ bộ ttđ NàLOà

Đồ án tốt nghiệp

- 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 H tt
= 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 (nl).
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 ).
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:

35

Thiết kế sơ bộ ttđ NàLOà

Đồ án tốt nghiệp

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
9
10
11
12

Thông Đơn
số
vị
2
3
NTB
(MW)
D1tt
(m)
D1tc
(m)
à
(%)

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
n1Hmax
n1Hmin
n1tt


785,22
750
0,21
56,73
59
59,82
0,045

934,8
1000
0,22
63,66
66,1
40,52
0,044

1013,58
1000
0,21
53,65
55,77
56,63
0,043

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

36

Thiết kế sơ bộ ttđ NàLOà

Đồ án tốt nghiệp

13
14
15
16


Hs
LM
nL

0,016
1,243
212,544
792

(m)
(m)
(V/f)

0,024
1,11
212,42
1026

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
Nmf= NTB.mf=

N lm
Z

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

N mf
Cos

; Trong đó :

37

Thiết kế sơ bộ ttđ NàLOà

Đồ án tốt nghiệp

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
Nmf.103(KW)
Smf.103(KVA)
n(v/f)
2 tổ máy
4
5
750
3 tổ máy
2,67
3,34
1000
4 tổ máy
2
2,5
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 322-12/6 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
Loại MF
MC32212/6

số vòng
quay
V/ph
1000

công suất
Kva
KW
2500

Điện áp
V

Hiệu suất
%

Mô men đà
T m2

Trọnglợng
Tấn

6300

95,8

1,55

11,4

2000

Kích thớc chủ yếu của máy máy phát MC 322-12/6
Kích thớc
(cm)

Kiểu máy
phát

L
345,5

l1
32

C1
90

C2
105

C3
52

C
241

h
30

a
28

Hình vẽ máy phát MC 322 12 /6

38

f
90

b
82,5

B
203