SLIDE KHẢO SÁT HỆ THỐNG ĐƯỜNG ỐNG VÀ THIẾT KẾ BÁNH CÔNG TÁC NHÀ MÁY THUỶ ĐIỆN ĐA NHIM

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG
---***---

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TÊN ĐỀ TÀI :

KHẢO SÁT HỆ THỐNG ĐƯỜNG ỐNG VÀ THIẾT KẾ
BÁNH CÔNG TÁC NHÀ MÁY THUỶ ĐIỆN ĐA NHIM
Sinh viên thực hiện
Lớp
Giáo viên hướng dẫn
Giáo viên duyệt

: VÕ TIẾN HÙNG
: 02C4
: TS. PHẠM THỊ KIM LOAN
: KS. NGUYỄN XUÂN TUYẾN


1.Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI
 Nền kinh tế đất nước ta hiện nay nói chung, các ngành cơng nghiệp nói
riêng đang từng bước phát triển mạnh mẽ cùng với đó sẽ là nhu cầu sử
dụng điện năng ngày càng tăng cao.
Từ năm 1975 đến nay, các nguồn thủy năng đã được khảo sát và các nhà
máy thủy điện được xây dựng là biện pháp cơ bản để tăng sản lượng điện
năng ở nước ta.


Tuabin nước là thiết bị trực tiếp biến đổi năng lượng dòng nước thành cơ

năng làm quay máy phát điện tạo ra điện năng.


Do vậy, việc khảo sát hệ thống đường ống và thiết kế bánh công tác dựa
trên các thông số của nhà máy thuỷ điện Đa Nhim nhằm tập làm quen với
công việc để đáp ứng các mục đích trên.


Mục đích chính của đề tài là khảo sát hệ thống đường ống và thiết kế bánh
cơng tác mang tính chất kiểm nghiệm dựa trên các thơng số ban đầu :
+ Cột áp tính tốn
: H = 720 m
+ Công suất một tổ máy
: Ntb = 42 (MW)
+ Số vòng quay định mức
: n = 500(vòng/phút)


2.CHIẾN LƯỢC PHÁT TRIỂN THỦY ĐIỆN VIỆT NAM
Đất nước ta có mạng lưới sơng ngịi chằng chịt, cùng với lượng mưa trung
bình năm tương đối cao có thể khẳng định rằng tiềm năng thuỷ điện ở nước
ta là rất lớn.


Ngành điện lực luôn coi trọng việc phát triển thuỷ điện vì thuỷ điện ln
chiếm một tỷ trọng ( khoảng 60%) cơng suất của tồn hệ thống lưới điện.


Nhà nước ta hiện nay khuyến khích đầu tư các nguồn thuỷ điện nhằm bảo
sung lượng điện phục vụ cho cơng nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước.




3. ĐẶC ĐIỂM NHÀ MÁY THUỶ ĐIỆN ĐA NHIM – CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT

3.1.Đặc điểm nhà máy thủy điện Đa Nhim
Hệ thống thuỷ điện Đa Nhim với diện tích hồ chứa là 165 triệu mét khối.
 Tổng công suất thiết kế là 4 tổ máy x 42 MW.
Cột áp của nhà máy là 799 (m).
 Sản điện lượng bình quân hàng năm khoảng 1 tỷ KWh



3.2.Thông số kỹ thuật tuabin gáo và máy phát điện
a.Tuabin gáo
- Hiệu: Toshiba.
- Cột nước tính tốn: 720m.
- Cơng suất định mức: 42 MW( ở cột nước 720m ).
- Kiểu: trục ngang, một bánh công tác, 2 van kim.
- Số vòng quay định mức: 500vòng/phút.
- Số vòng quay lồng ở cột nước 790m: 920 vòng/phút.
- Lưu lượng qua tuabin với công suất 42 MW ở cột nước 720m: 6,65 m3/s
- Hiệu suất tuabin với công suất 42 MW ở cột nước 720m: 89,5%.
b.Máy phát điện
- Hiệu: Mítsubishi.
- Kiểu: đồng bộ 3 pha, trục ngang.
- Công suất định mức : 45000kVA
- Điện áp: 13,2 KV.
- Số vòng quay định mức: 500 v/p.
- Tần số: 50Hz

3.3.Khảo sát hệ thống đường ống nhà máy thuỷ điện Đa Nhim
SÅ ÂÄƯ HÃÛ THÄÚNG ÂỈÅÌNG ÄÚNG NH MẠY THY ÂIÃÛN ÂA NHIM

Chiãưu cao (m)
1300
1200
1100
1000

1

2

3

1049

1042
1016

1

2

1

2

1042
990

900
800

1-1

∅
2,8

,4
Ø3

4,1

5,2

700

2-2

0

45

0,3

4,6

600

0

500

0,3

2,05

90

2,05

4,6

0,3

400

5

300

7

200
500

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

6000
5500
2.157

243

6500

7000

7500

Chiãưu
di(m)
5

1
6

5.000

94

Đon vë: mẹt

   

∅2,0

 2,8

 

3
4

2.162

120

Hả lỉu
7
Âỉåìng äúng dáùn nỉåïc vo tuabin 1
6
Nh mạy thy âiãûn
5
1
4
Van bỉåïm
2
3
Bưng âiãưu ạp
2
2
Läù thäng håi
1
Thỉåüng lỉu
1
S.lg
Tãn gi
Vë trê

Bã täng
Thẹp
Bã täng
Váût liãûu

Ghi chụ

ÂÄƯ ẠN TÄÚT NGHIÃÛP

Nh.vủ
Th.kãú
Hg.dáùn
Duût

KHO SẠT HÃÛ THÄÚNG ÂỈÅÌNG ÄÚNG V THIÃÚ T KÃÚ BẠNH CÄNG TẠC
NH MẠ Y TH Y ÂIÃÛN ÂA NHIM
Kê
Ngy
H v tãn
Tè lãû
V.T.Hng
Phả m.T.K.Loan
Ng.X.Tuún

SÅ ÂÄƯ HÃ Û THÄÚNG ÂỈÅÌNG ÄÚNG
NH MẠY TH Y ÂIÃÛN ÂA NHIM

Tåì säú : 1

S? tåì : 7

Khoa

CKGT- ĐHBK

Låïp

02C4

3.4. Khảo sát buồng điều áp nhà máy thủy điện Đa Nhim
* Công dụng buồng điều áp
Buồng điều áp là làm giảm trị số va đập thuỷ lực trong đường dẫn
nước có áp và đường dẫn nước vào tuabin tức là khắc phục những điều
kiện bất lợi trong điều kiện vận hành của tuabin khi thay đổi phụ tải.


Buồng điều áp cũng là nơi chứa nước để tích nước lại hay cấp nước
cho tuabin khi lưu lượng thay đổi rất nhanh.


* Cấu tạo và vai trò buồng điều áp nhà máy thủy điện Đa Nhim


6
250750

   

900

Ø16000

2000

4

1049

1049

300
40
00

∅

1042

1042

9100

8000

10000

7

∅

300

500

00
10

A-A

2

 4000

30000

300

5

300

1

A
42000

44600

A

300

300

6000

 

 

 

3800

2000

300

3900

 

4000

400

3

400
4800

a)

b)

300

7

Mæûc næåïc tháúp nháút ca bưng

6

Mỉûc nỉåïc cao nháút ca bưng

5

Läù thäng

4

Cáưu thang

3

Bưng dỉåïi

Bã täng
Bã täng

2

Bưng trãn

1

Bưng giỉỵa

Bã täng

Vë trê

Tãn gi

Váût liãûu

Bã täng
Ghi chụ

ÂÄƯ ẠN TÄÚT NGHIÃÛP
KHO SẠT HÃÛ THÄÚ NG ÂỈÅÌNG ÄÚ NG V THIÃÚ T KÃÚ BẠNH CÄNG TẠC
NH MẠY THY ÂIÃÛN ÂA NHIM
Nh.vủ
Th.kãú
Hg.dáùn
Duût

H v tãn
V .T.Hng
Phảm T.K.Loan
Ng.X.Tuún

Kê

Tè lãû

Ngy

BƯNG ÂIÃƯU ẠP
NH MẠ Y THY ÂIÃÛN ÂA NHIM

Tåì säú: 2

S? tåì : 7

Khoa :
Låïp

CKGT- ĐHBK
02C4


4.KHẢO SÁT TUABIN GÁO
4.1.Kết cấu và nguyên lý làm việc của tuabin gáo
* Kết cấu

Tuabin gáo có các bộ phận sau:
- Vòi phun và bộ phận điều chỉnh lưu lượng.
- Bánh cơng tác.
- Vỏ tuabin.
- Buồng thốt
* Ngun lý làm việc tuabin gáo


BẠNH CÄNG TẠC V VI PHUN TUABIN GẠO

10

8

9

7

6

5

4

3

1

8

16

167

767

2

1

o

9

G

x3
36
M

750

Ø 1070

230

1606

∅2000

4
05

ON
UL
xB

850

300
630

11

12

13

14

15
16

Bäüpháû
n âiãư
u chènh

1

ÄÚ
ng dáù
n vi phun

2

Thẹp 45

14

Bu läng M30

3

Thẹp 45

13

Chäú
t âënh vë

2

Thẹp

12

Bu läng M36

3

Thẹp 45

11

Giạâåỵcå cáú
u càõ
t dng

2

Thẹp 45

10

Bạnh cäng tạc

1

Cå cáú
u càõ
t dng

2

Thẹp 45

16
15

9
8

Bu läng M26

6

Thẹp 45

7

Van kim

2

Thẹp 45

6

Vi phun

2

Thẹp 45

5

Bu läng M36

3

Thẹp 45

4

Bu läng M36

3

Thẹp 45

3

Tråülỉû
c âiãư
u chènh van kim

2

2

Vng âãû
m

1

ÄÚ
ng dáù
n

Cao su
Thẹp 45
Tãn g
i

STT

Säúlỉåü
ng

Váû
t liãû
u

Ghi chụ

ÂÄƯ ẠN TÄÚT NGHIÃÛP
KHO SẠ T HÃÛ THÄÚNG ÂỈÅÌNG ÄÚ NG V THIÃÚT KÃÚ BẠNH CÄNG TẠ C
NH MẠY TH Y ÂIÃÛ N ÂA NHIM
Nh.vủ

H v tãn

Th.kãú

V .T.Hng

Hg.dáùn

P.T.K.Loan

Duût

Ng.X.Tuún

Kê

Ngy

BẠ NH CÄNG TẠC V VI
PHUN TUABIN GẠO

Tè lãû

1:11

Tåì säú: 6

S? tåì : 7

Khoa :
Låïp

CKGT- Đ HBK
02C4


4.2. Máy điều tốc
* Nhiệm vụ cơ bản của máy điều tốc tuabin
 Tần số phụ thuộc tốc độ quay của rôto máy phát điện:

f=


P .n
60

Chuyển động rôto của tổ máy được xác định bằng phương trình cơ bản sau:
J

dω
= Md − Mc
dt

J- mơmen qn tính phần quay của tổ máy

Mômen chuyển động Mq quyết định bởi công suất của tuabin Ntb, giữa
chúng có quan hệ sau:


Mq =

N t γ .Q.H .η
=
ω
ω

* Nguyên lý làm việc của máy điều tốc
Sơ đồ điều chỉnh kép tuabin gáo cho nhà máy thủy điện Đa Nhim.


SÅ ÂÄƯ ÂIÃƯU TÄÚC TUABIN GẠO
1

4

A''
A

B
O

5

B''

6

7
8

2

3

M

9

Đ

9
8

M

Đ

M : Vë trê måí
Đ : Vë trê âọng

Cå cáúu càõt dng
Van kim ca vi phun

7

Âäüng cå tiãú p lỉûc ca BPÂC lỉu lỉåüng

6

Van tiãút lỉu

5

Kim c a van trỉåüt

4

Cạc cáy ân

3

Nãm liãn håüp

2

Âäüng cå tiãúp lỉûc ca cå cáúu càõ t dng

1

Qu làõ c li tám

Vë trê

Tãn gi

Säú lỉåün g

Ghi chụ

ÂÄƯ ẠN TÄÚT NGHIÃÛP
KHO SẠ T HÃÛ THÄÚ NG ÂỈÅÌNG ÄÚ NG V THIÃÚT KÃÚ BẠNH CÄNG TẠC
NH MẠ Y THY ÂIÃÛN ÂA NHIM
Ngy
Tè lãû
Nh.vủ H v tãn Kê
Thiãút kãú V .T.Hng
Hg.dáùn P.T.K.Loan
Duût Ng.X.Tuún

SÅ ÂÄƯ ÂIÃƯU TÄÚC
TUABIN GẠO

Tåì säú : 3

Säú tåì:7

Khoa

CKGT - ĐHBK

Låïp

02C4


5.THIẾT KẾ BÁNH CƠNG TÁC
* Nhiệm vụ của bánh cơng tác
Bánh cơng tác có nhiệm vụ trực tiếp nhận năng lượng của dịng chảy
và biến nó hồn tồn thành cơ năng làm quay bánh cơng tác.
 Qua đó, truyền mơmen xoắn đến trục máy phát và biến thành điện
năng cung cấp cho phụ tải.


* Tính tốn các thơng số cơ bản của tuabin gáo
- Chọn số lượng vòi phun (zo = 2)
- Đường kính tia nước và đường kính miệng vòi phun

d

π.d 02
Q = z0 .
.v
4

do =

do

4Q
z o .π .ϕ 2gH

Sơ đồ kích thước vịi phun

d : đường kính miệng vịi phun.
do: đường kính tia nước.


Trong đó
zo : số vịi phun, zo = 2;
Hệ số vận tốc. Chọn: ϕ = 0,96
Q : lưu lượng qua tuabin , Q = 6,65 (m3/s).
H : cột nước làm việc của tua bin, H = 720(m)
g : gia tốc trọng trường
Thay các giá trị trên vào ta được:
do =

4.6,65
= 0,19(m)
2.3,14.0,96. 2.9,81.720

Theo [4 ] thì thí nghiệm được độ mở lớn nhất của vịi phun có tỷ số đường
kính thường nhỏ hơn 1,08 ÷ 1,09, nhưng khi thiết kế ta lấy như sau:
d = ( 1,20 - 1,25 ).do
= ( 1,20 - 1,25 ).0,19
= 0,228 ÷ 0,2375 (m)
Chọn d = 0,23 (m) = 230(mm)


VI PHUN TUABIN
16
3

Lỉu lỉåüng (m /s )

3,51

80,8

0,03361

3,84

0,03603

4,11

0,03801

4,34

141,4

0,03955

4,51

161,6

0,04065

4,64

181,8

0,04131

4,71

202

0,04153

4,74

16

374

50
R534
202
427

101
121,2

3

0

3,13

0,03076

2

60

0,02746

60,6

∅230
450

40,4

1

R310

0
2,71

∅308

0
0,02372

 133

0
20,2

 663

2

Diãûn têch (m )

 182

Khong dëch chuøn(mm)

R115
5

0

60

Lỉu lỉåüng chy qua mi phun (m3 / s)

∅246

5,0
4,5
4,0
3,5
3,0
2,5
2,0
1,5

1,0
0,5
0

20,2 40,4

60,6 80,8

101 121,2 141,4 161,6 181,8 202 220

Bỉåïc âi ca kim S (mm)

3

Cå cáúu càõt dng

1

Thẹp 45

2

Van kim

1

Thẹp 45

1

Vi phun

1

Thẹp 45

Vë trê

Tãn gi

Säú lỉåün g

Váût liãûu

Ghi chụ

ÂÄƯ ẠN TÄÚT NGHIÃÛP
KH O SẠT HÃÛ THÄÚNG ÂỈÅÌNG ÄÚ NG V THIÃÚ T KÃÚ BẠNH CÄNG TẠC
NH MẠY THY ÂIÃÛN ÂA NHIM
Nh.vủ

H v tãn

Thiãú t kãú V.T.Hng
Hg.dáùn

P.T.K.Loan

Duût

Ng.X.Tuún

Kê

Tè lãû

Ngy

VI PHUN TUABIN

Tåì säú: 6
Khoa
Låïp

1:3
Säú tåì:7
CKGT- ĐHBK
02C4


5.3. Thiết kế bánh cơng tác
a.Tính đường kính bánh cơng tác

Vận tốc quay U được xác định theo công thức kinh nghiệm
sau :

U = ψ ln .V

Trong đó :
ψ ln - Hệ số vận tốc lợi nhất;

ψ ln = 0,46 ÷ 0,49. Chọn

ψ ln

V = ϕ 2gH
V = 0,96 2.9,81.720 = 114,1(m/s)

V - Vận tốc ra khỏi vòi phun.

= 0,46


D1

D0
Sơ đồ tính tốn bánh cơng tác tuabin gáo


U = 0,46.114,1 = 52,486

(m/s)

Đường kính bánh cơng tác là :
D1 =
D1 =

60.U
π.n

60.52,486
= 2,0(m)
3,14.500

Đường kính D0 tính theo cơng thức :
D0 = D1+( 2,5÷2,8 ).d0
Chọn: D0 = 2,0 +2,5.0,19 = 2,475 (m)


b.Tính tốn thiết kế gáo
L

b

B

do

e

Sơ đồ kích thước chính của gáo
Kích thước cơ bản của gáo lấy như sau:
L = (0,7 ÷ 0,9).B;
B = (2,8 ÷ 4,0).do;
b = 1,2.do+5mm;
e = (0,9 ÷ 1,2).do
h = (0,3 - 0,4).B


Ta chọn các thông số trên, ta được:

B = 3.do = 3.0,19 = 0,57 (m) = 570 (mm)
L = 0,7.B = 0,9.0,57 = 0,512(m) = 512
(mm)
b = 1,2do+5mm = 1,2.190 +5 = 228 (mm)
e = 1,06.do = 0,9.190 = 182 (mm)
h = 0,3.B= 0,3.570 = 171 (mm)
5.4.Xác định số lượng gáo làm việc
Theo số lượng gáo làm việc hiệu quả
là :

Trong đó :

m
m g = + 15
2
D
m= 1
do

Vì vậy:
D
m g = 1 + 15
2d o

2,0
mg =
+ 15 = 20,3
2.0,19

Vậy có thể chọn số gáo làm việc là : mg = 20 (gáo).

GẠO TUABIN
B

B-B

290
140

4 läù ∅24

R170

90

R630
512

R684

A

A

233

R1000

14

182

R55

R750

690

145 0

R170
B

570

R1237
A-A

171

157

β2
β

1

ÂÄƯ ẠN TÄÚT NGHIÃÛP
KHAO SẠT HÃÛ THÄÚNG ÂỈÅÌ NG ÄÚNG V THIÃÚT KÃÚ BẠNH CÄNG TẠC

CA NH MẠY THY ÂIÃÛN ÂA NHIM
Nh.vủ

H v tãn

Th.kãú

V.T.Hng

Hg.dáùn

Phảm.T.K.Loan

Duût

Ng.X.Tuún

Kê

Ngy

GẠO TUABIN

Tè lãû

1:3

Tåì säú : 5

Säú t? :7

Khoa :

CKGT - ĐHBK

Låïp

02C4


KẾT LUẬN
Qua việc làm đồ àn này, giúp em cũng cố thêm kiến thức về lĩnh vực
thủy điện và tuabin thuỷ lực.
 Giúp em biết được một số kết cấu, ngun lí hoạt động và tập làm
quen việc tính tốn thiết kế tuabin thủy lực.
 Tuy nhiên, kiến thức bản thân lại còn hạn chế nên chỉ giải quyết
những vấn đề cơ bản của đề tài mà chưa đi sâu giải quyết triệt để các nội
dung liên quan đến đề tài.



EM XIN CHÂN THÀNH CẢM ƠN
Q THẦY CƠ VÀ CÁC BẠN
QUAN TÂM THEO DÕI !


V1

U1

W1

U2

2.β1

V2

W2

β2

Dòng chảy trong tuabin gáo