ĐỒ ÁN MÔN HỌC THỦY ĐIỆN

Đồ án Thủy điện

GVHD: TS.Nguyễn Văn Nghĩa

Phụ lục

I- TÀI LIỆU THIẾT KẾ:
1. Tài liệu đường duy trì lưu lượng đến tuyến công trình
P (%)

Q(m3/
s)

0,5
5
10
15
20
25
30

87,21
55,14
40,45
30,32
25,89
22,25
19,32

P (%)

Q(m3/
s)

P (%)

Q(m3/
s)

35
40
45
50
55
60
65

16,57
13,76
11,02
9,55
8,01
7,17
6,35

70
75
80
85
90
95

100

5,96
5,51
4,92
4,19
3,69
3,31
2,5

SVTH: Phạm Thị Quỳnh

Trang 1


Đồ án Thủy điện

GVHD: TS.Nguyễn Văn Nghĩa

2. Các đặc trưng hồ chứa:

Z(m) F (m2)
895,4
3
0
897,5 10509
900 42662
902,5 61687
905 85479
29655

910
7

V
(103m
3
)
0
13,13
7
79,60
1
210,0
4
393,9
9
1349,
1

3. Quan hệ đặc tính hạ lưu Q~Zhl:

Zhl(m
)
Q
Zhl(m
)
Q
Zhl(m
)
Q

853,3

853,8

854,3

854,8

855,3

855,8
70,12

856,3
112,9
9

856,8
167,7
1

0

0,78

5,17

15,89

37,59

857,3
232,8
8

857,8
311,6
8

858,3
404,4
2

858,8
512,2
6

859,3
636,3
3

859,8
777,9
5

860,3
921,9
8

860,8
1080,
68

861,3
1263,
92

861,8
1474,
31

862,3
1714,
31

862,8
1942,
04

863,3
2193,
14

863,8
2493,
01

864,3
2845,

26

4. Tổn thất cột nước (Cấp nước liên hợp)

SVTH: Phạm Thị Quỳnh

Trang 2


Đồ án Thủy điện

GVHD: TS.Nguyễn Văn Nghĩa

Q
Hwi
Q

0
0
24

3
0,066
27

6
0,259
30

9

0,566
33

12
1,007
36

Hwi

4,028

5,098

6,294

7,615

9,063

15
1,573
39
10,63
7

18
2,266
42
12,33
6

21
3,084
45
14,16
1

II- NỘI DUNG YÊU CẦU:
1

Tính toán thuỷ năng:

Tính toán thiết kế các thông số đặc trưng cơ bản của hồ chứa : mực
nước chết, dung tích hữu ích…Tính toán điều tiết xác định công suất
bảo đảm,công suất lắp máy,điện lượng và các cột nước đặc trưng…
2

Lựa chọn thiết bị cho trạm thuỷ điện:

Tính toán lựa chọn nhóm hiệu, kiểu loại, xác định kích thước cơ bản
của các thiết bị cho nhà máy thủy điện :Tuabin, Buồng xoắn ,Ống hút,
Máy phát, Cầu trục, Máy biến áp…
3

Nhà máy thuỷ điện:

Tính toán thiết kế xác định kích thước công trình,hình thức (loại)
NMTĐ,xác định các cao trình và các kích thước cơ bản của nhà máy.

SVTH: Phạm Thị Quỳnh

Trang 3


Đồ án Thủy điện

GVHD: TS.Nguyễn Văn Nghĩa

A. TÍNH TOÁN THỦY NĂNG

Xác định các đặc trưng cơ bản của hồ chứa

I.

1. Xác định mực nước dâng bình thường
Mực nước dâng bình thường (MNDBT) là một thông số chủ chốt của
công trình thuỷ điện. Đây là mực nước cao nhất trong hồ chứa ứng với
các điều kiện thuỷ văn và chế độ làm việc bình thường.
MNDBT có ảnh hưởng quyết định đến dung tích hồ chứa, cột nước,
lưu lượng, công suất đảm bảo và điện lượng hàng năm của trạm thuỷ
điện. Về mặt công trình nó quyết định chiều cao của đập, kích thước
các công trình xả lũ. Về mặt dân sinh kinh tế: do ngập lụt lòng hồ nó
ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống kinh tế, văn hoá, xã hội, lịch sử của
khu vực lòng hồ. Vì vậy việc chọn MNDBT phải được tiến hành thận
trọng, so sánh, lựa chọn các phương án có lợi nhất.
Phương án thiết kế đã chọn (đề cho): MNDBT = 905 (m).
2. Xác định mực nước chết (MNC).
a. Xác định mực nước chết cho phép ( MNCcf)
 Theo điều kiện làm việc bình thường của tuabin.

Sử dụng công thức kinh nghiệm xác định độ sâu công tác theo

điều kiện làm việc của tuabin:
MNC tb

tb
ct

h

≤

= MNDBT -

Hmax = MNDBT – Zhl (Qmin) – hw(Qmin)
+

Z hl min

=

Z hl

(

Qmin

SVTH: Phạm Thị Quỳnh

);

Qmin

H max
3

≈ Q (P=

Ptk

Trang 4

)

hcttb


Đồ án Thủy điện

GVHD: TS.Nguyễn Văn Nghĩa

Hmax: cột nước lơn nhất của trạm thủy điện
Z hl

(

Qmin

): mực nước hạ lưu ứng với Qmin( lưu lượng nhỏ nhất chảy qua

nhà máy thủy điện).
hw(Qmin): tổn thất cột nước trên công trình dẫn nước ứng Q min
Dựa vào đường duy trì lưu lượng đến công trình ứng với P=85% ta có
Qmin = Qbđ= 4.19 (m3/s) . Với Qbđ ứng với mức bảo đảm thiết kế 85%
tra trên đường duy trì lưu lượng ngày đêm.
Lấy Qmin = 4.19 (m3/s)
Tra bảng quan hệ (Q~Zhl) => Zhl = 854,19 (m)
Tra bảng quan hệ tổn thất (Q ~ hw) => hw =0,143 (m)
 Hmax = 905 -854.19 – 0,143 = 50,667(m)

hcttb


≤ = 16,889(m)

MNC tb = MNDBT − hcttb


= 905 – 16,889 = 888,111 (m)

( MNC )
bc

 Theo điều kiện bồi lắng bùn cát

SVTH: Phạm Thị Quỳnh

Trang 5

Đồ án Thủy điện

GVHD: TS.Nguyễn Văn Nghĩa

MNC bc = Z bc + h1 + h2 + D

Zbc : là cao trình bùn cát lắng đọng (m)
h1 : là khoảng cách an toàn để bùn cát không lấp đầy cửa lấy nước
(1-3m) ta
chọn h1 = 1m
h2 : là khoảng cách từ mép trên cửa lấy nước đên MNC (0,5-1m)
chọn h2=1m
D : là chiều cao cửa lấy nước (m)

- Tính Zbc : ta có Vbc = (Vdđ + Vll.0,1).T
T : tuổi thọ công trình , T= 1 năm
Vll =51979 (m3/n)
Vdđ =5736 (m3/n)
Vbc = (5736+51979.0,1) .1= 10,933 (m 3)
Tra bảng quan hệ Z-F-V ta có Zbc =897,15(m)
Chiều cao cửa lấy nước: D = 2,9m
Vậy MNCbc = Zbc + h1 + h2 + D = 897,15+ 1+2,9 +1 =902,5 (m)
Mực nước chết giới hạn của hồ chứa : là mực nước lớn nhất được xác
định từ điều kiện Tuabin và điều kiện lắng đọng bùn cát
MNCctcf

= max( MNCtb ; MNCbc ) = max ( 888,111 ; 902,5) = 902,5

(m)
hctcf



= MNDBT -

SVTH: Phạm Thị Quỳnh

MNCctcf

= 905 – 902,5 = 2,5 (m)

Trang 6


Đồ án Thủy điện

GVHD: TS.Nguyễn Văn Nghĩa

Sau khi xác định được

 MNCctcf

có thể sơ bộ xác định khả năng điều tiết

của hồ chứa thông qua hệ số điều tiết β. Tuy nhiên, cách phân loại
này chỉ là tương đối.
β=

Trong đó: -

Vhicf

Vhicf
W0

: dung tích hữu ích xác định từ

Tra quan hệ Z~V ta có MNDBT=905 m =>

Vtp

 MNCctcf

= 393,99 (

103 m3

)

MNC cf = 902,5 => Vccf = 210, 04 (103 m3 )

Vhicf = Vtp − Vccp = (393,99 − 210, 04).103 = 183,95.103 (m3 )

Wo: tổng lượng dòng chảy trung binh nhiều năm.
Wo = Qo.31,5.106 = 18,28.31,5.106 = 575,82.106 m3
Với Q0 lưu lượng trung bình năm Q0 = 18,28 (m3/s)
 β = =0,0003<0.02 . Vậy hồ điều tiết ngày đêm.

c. Xác định mực nước chết tối ưu (MNC0)
Để xác định mực nước chết của hồ chứa điều tiết ngày đêm, cần
phải xác định dung tích điều tiết

Vhi

của hồ chứa.

Vhi

phụ thuộc dạng

của biểu đồ phụ tải ngày đêm và vị trí làm việc của TTĐ trên biểu đồ
phụ tải đó. Nếu trạm thủy điện chỉ làm việc liên tục trong T giờ cao
điểm thì dung tích hữu ích được xác định như sau:
Vhipd = k .

Qmax .Tpd .(24 − T pd )
24

SVTH: Phạm Thị Quỳnh

Trang 7


Đồ án Thủy điện

GVHD: TS.Nguyễn Văn Nghĩa

Qmax = (1,5 ÷ 2).Qo = 27, 42 m3 / s
Tpd

: Số giờ cao điểm. Chọn Tpđ = 4 (giờ)

k: hệ số xét đến sai số địa chất, k = 1,1 – 1,3. Chọn k=1,1
pd
hi

V
⇒

= 1,1.

27, 42.4.3600.(24 − 4).3600
24.3600

= 361,944.103 (m3)

Vc pd = Vtp − Vhipd = 393,99.103 − 361,944.103 = 32, 05 (103 m3 )
Tra bảng quan hệ Z-F-V có MNCpđ = 898,21 m
Do

MNC pd = 898, 21 m

 MNC = max(

<

MNC cp = 902,5

MNCctcf

; MNCpđ) = (902,5 ; 898,21) = 902,5 (m)

hctpđ = MNDBT – MNCpđ = 905 – 898,21= 6,79 (m).
0

Tính toán tiếp ta có:

V = Vc +

Vhi
361,944
= 32, 05 +
= 213, 02.103 m3
2
2

Tra quan hệ Z~V, F~V ta có

Z = 902,54 m

Kết Luận:chọn MNC=902,5m.
II.

Xác định các thông số năng lượng

1.Xác định công suất bảo đảm của nhà máy
Công suất bảo đảm (Nbđ) là công suất bình quân tính thời đoạn tương
ứng với mức bảo đảm tính toán của TTĐ.

N bd = K .Qbd . .H
SVTH: Phạm Thị Quỳnh

Trang 8


Đồ án Thủy điện

GVHD: TS.Nguyễn Văn Nghĩa

Trong đó K = 8,2 – 8,8 . Chọn K = 8,5
Qbd
Ptk = 87%
m3 / s
=Q(P=
) = 4,19 (
)
H = Z tl (Vtb ) − Z hl (Qbd ) − hW (Qbd )
= 902,54 – 854,19– 0,143
= 48,21 (m)
Nbd = 8, 5.4,19.48, 21 = 1716,89

(kW)
2. Tính toán lựa chọn công suất lắp máy Nlm
Công suất lắp máy của trạm thủy điện dựa vào nhiều yếu tố: biểu
đồ phụ tải, các tiêu chí về lợi dụng tổng hợp nguồn nước, các chỉ tiêu
kinh tế: NPV, IRR… Từ đó để chọn ra phương án tối ưu. Nhưng ở đây
không có biểu đồ phụ tải, không có yêu cầu về lợi dụng tổng hợp
nguồn nước nên ta có thể chọn Nlm = (2÷10)Nbđ
 N = (3433,78÷17168,9) Mw
 Trong phương án chọn Nlm = này ta 12500 (kW)
3.Xác định điện lượng bình quân nhiều năm và số giờ lợi dụng
lắp máy

a.Tính toán điều tiết thuỷ năng
Đối với TTĐ điều tiết ngày đêm và không điều tiết thì các xác định
Enn thì cách hợp lý hơn cả là dùng đường tần suất công suất bình quân
thời đoạn, thời đoạn tính toán thường là ngày. Tài liệu thủy văn dùng
tính toán là tài liệu về lưu lượng bình quân ngày của liệt thủy văn hoặc
đường duy trì lưu lượng bình quân ngày. Bảng giới thiệu tính toán thủy
năng theo đường duy trì lưu lượng:
Các thông số cơ bản của trạm thuỷ điện:
MNDBT = 905 m
Vtp = 393,99.103 m3
Vhi = 361,944.103 (m3)
Vc = 32,05.103 (m3)
Cách xác định:

SVTH: Phạm Thị Quỳnh

Trang 9

MNC = 902,5 m
K = 8,5


Đồ án Thủy điện

GVHD: TS.Nguyễn Văn Nghĩa

Cột 1: P-Tần suất xuất hiện.
Cột 2: t=P. (h)

∆ti

Cột 3: ∆t-Thời đoạn tính toán:
= ti – ti-1
Cột 4: Lưu lượng thiên nhiên ứng với tần suất thiết kế P%
Cột 5: =
Cột 6 : Qthuc – Lưu lượng thực còn lại:
Qthuc = Qtn - Qtt
Cột 7: – Lưu lượng hạn chế qua nhà máy thủy điện, là giá trị giả
thiết
Qtd

Cột 8: :Lưu lượng qua nhà máy thủy điện
Qtd = min(Qthuc; )
Cột 9: Mực nước thượng lưu
Sơ bộ: Nếu Qthuc ≥ => = MNDBT
Nếu Qthuc ≤ => = Z(), = +
=(0,063+0,331/2).106=
0,2285.106 ( m3)
Cột 10: = (Qthuc)
Cột 11= (Qtd )
Cột 12: H = ZTL-ZHL-hw
Ni

Qtd

Cột 13: =K* *H (K=8.5) (KW)
Cột 14: Lưu lượng nước hạn chế
=
Cột 15: Ei - Điện năng ứng với thời gian t : Ei = (.

∆ti

Cột 16: Công suất phát điện của trạm thủy điện :
(K=8.5)

SVTH: Phạm Thị Quỳnh

Trang 10

)
Ni

=K*

Qtd

*H


Đồ án Thủy điện

GVHD: TS.Nguyễn Văn Nghĩa

b.Xác định điện lượng trung bình năm(Eo)
Điện lượng trung bình năm chính là lượng điện TTĐ phát ra trong 1
năm.
Eo = ∑ Ei = 46474053(K Wh)

Xác định số giờ lợi dụng công suất lắp máy:
h Nlm =

III.

E0
N lm

=

46474053
= 3717,92( h)
12500

Xác định các cột nước đặc trưng
1. Cột nước lớn nhất Hmax

Là cột nước lớn nhất xảy ra trong quá trình vận hành bình thường của
TTĐ.

SVTH: Phạm Thị Quỳnh

Trang 11


Đồ án Thủy điện

GVHD: TS.Nguyễn Văn Nghĩa

Hmax được xác định như sau:
Hmax = MNDBT – Zhl(Qmin) –hw (Qmin)
Trong đó :

Qmin

: Lưu lượng nhỏ nhất chảy qua nhà máy thủy điện trong

qúa trình vận hành bình thường của TTĐ.
Qmin

=

Qbd

= 4,19 (m3/s)

Ta có:hw tra quan hệ (Q~hw )từ

Qbd

= 4,19 (m3/s)=> hw =0,143

(m)
tra quan hệ (Q~ )từ

Qbd

= 4,19 (m3/s)=> =854,1884 (m)

Hmax = 905 - 854,1884 - 0,143 =50,6686 (m)
2. Cột nước bình quân Hbq

Là cột nước trung bình xảy ra trong quá trình vận hành bình thường

của TTĐ.
H bq =

∑ E .H
∑E
i

i

=

i

1992190347
= 42,88(m)
46474053

3. Cột nước tính toán Htt
-

Cột nước tính toán là cột nước nhỏ nhất của TTĐ mà tại đó TTĐ
còn phát được Nlm.

-

Với Thủy điện kiểu đường dẫn thường lấy:
Htt =

H

= 42,88 (m)

4. Xác định cột nước Hmin

SVTH: Phạm Thị Quỳnh

Trang 12


Đồ án Thủy điện

GVHD: TS.Nguyễn Văn Nghĩa

Hmin là cột nước nhỏ nhất trong quá trình làm việc bình thường của
TTĐ.
Cột nước nhỏ nhất là cột nước mà tại đó mực nước ở trong hồ ứng
với mực nước chết MNC = 905 (m), đồng thời mực nước ở hạ lưu ứng
với mực nước có lưu lượng phát điện lớn nhất.

Vậy ta có: Hmin = MNC - ZHLmax (
mnc
Qmax
= Qmax .

Trong đó

Qmax =

mnc
Qmax

)-

mnc
hw (Qmax
)

(1)

H min
H tt

(2)

N lm
12500
=
= 34,30 m3 / s
K .H tt 8,5.42,88

Ta có:hw tra quan hệ (Q~hw ) từ Qmax = 34,30 (m3/s) => hw =8,24
(m)
tra quan hệ (Q~ )từ Qmax = 34,30 (m3/s) => = 855,22 (m)
H min

= 902,5 - 855,22- 8,24 = 39,04 (m)

Vậy Hmin = 39,04 (m) ; Qmax = 34,30 (m3/s)
Như vậy sau khi tính toán phần Thủy năng ta xác định

-

được các thông số sau:
-

Mực nước dâng bình thường

: MNDBT = 905 (m)

-

Mực nước chết

: MNC

= 902,5 (m)

-

Độ sâu công tác

: hct

= 6,79 (m)

-

Dung tích hữu ích của hồ

: Vhi

=

SVTH: Phạm Thị Quỳnh

Trang 13

361,944.103 (m3)


Đồ án Thủy điện
-

GVHD: TS.Nguyễn Văn Nghĩa

Công suất bảo đảm P = 85%

: NBĐ85%

=

1716,89

(kW)
-

Công suất lắp máy P = 85%

: NLM85%

-

Điện lượng bình quân nhiều năm :

-

Số giờ lợi dụng công suất lắp máy

-

Cột nước bình quân

:

-

Cột nước tính toán

: Htt

-

Cột nước lớn nhất

: Hmax

-

Cột nước nhỏ nhất

: Hmin

E nn

= 12500 (kW)
= 46,49.106 (kWh)

: h
H

= 3719,39 (h)
= 42,88 (m)
= 42,88 (m)
= 50,67 (m)
= 39,04 (m)

B. LỰA CHỌN THIẾT BỊ CHO TRẠM THUỶ ĐIỆN
I.

Chọn số tổ máy, loại tuabin và tính toán các kích thước
cơ bản của tuabin

1. Chọn số tổ máy
-

Số tổ máy được chọn là z = 2
Công suất của tuabin

-

Trong đó ηmf

N lm 12500
=
= 6510,42 kW
z.ηmf 2.0,96

Ntb =
= 6,510 MW
= 0,94 ÷ 0,98. Chọn ηmf = 0,96

2. Chọn loại tua bin
Chọn loại tuabin dựa vào dạng năng lượng tuabin biến đỏi
thành cơ năng.Nếu chủ yếu biến đổi thế năng thành cơ
năng sử dụng tua bin phản kích. Còn chủ yếu biến đổi động
năng thành cơ năng thì sử dụng tuabin xung kích
o Ở đây cột nước lớn Htt= 42,88 (m) , nên chọn tuabin phản
kích
o

SVTH: Phạm Thị Quỳnh

Trang 14


Đồ án Thủy điện

GVHD: TS.Nguyễn Văn Nghĩa

o Dựa vào tài liệu thủy năng tra bảngH min ÷ Hmax = 39,04 ÷

50,67 (m) Chọn tuabin HL260/A244 có các thông số như
sau:
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒

Cột nước làm việc : (Hmax ÷Hmin)=(60 ÷ 30)
Số vòng quay quy dẫn tính toán: n’Itt = 82 (v/ph)
Số vòng quay quy dẫn lợi nhất: n’Iln = 80 (v/ph)
Lưu lượng quy dẫn lợi nhất: Q’I = 1080 (l/s)
Lưu lượng quy dẫn max: Q’Imax = 1275 (l/s)

3. Xác định thông số cơ bản của tuapin : D1,n,Hs,∆lm

a) Xác định điểm tính toán dựa vào đường ĐTTHC
 Dựa vào đường ĐTTHC của tuapin HL260/A244 ta có :



lưu lượng dẫn suất tại điểm tối ưu : Q’io= 80 (l/s)

SVTH: Phạm Thị Quỳnh

Trang 15


Đồ án Thủy điện

số vòng quay tối ưu : n’10= 80 (vòng/phút)




GVHD: TS.Nguyễn Văn Nghĩa

Lấy sơ bộ số vòng quay quy dẫn tính toán

n, I .tt

÷

= n’10 +(2 5 )

vòng/phút.


Chọn

n, I .tt

= 82 vòng/phút

,



n I .tt

Từ

= 82 vòng/phút, trên đường ĐTTHC của tuapin mô hình ta

dóng song song với trục hoành, cắt đường hạn chế 95% tại điểm T. T
chính là điểm tính toán. Từ điểm tính toán T, dóng song song với trục
tung cắt trục hoành
tại

Q , I .tt

là lưu lượng quy dẫn tại điểm tính toán,

Q , I .tt

= 1275 (l/s)=

1,275 (m3/s).

Tra trên đường ĐTTHC với điểm tính toán T ta có :
 hiệu suất của tuabin mô hình là m= 87,5 %
 hiệu suất tuabin thực là : m = T = 0,875
b) Xác định D1

D1 =

N
6, 51.103
=
9,81.ηT .Q1' .H . H

9,81.0,875.1, 275.42,88. 42,88

= 1,5 (m)
Nt: Công suất định mức của tuabin (kw)

Q, I .tt

là lưu lượng quy dẫn tại điểm tính toán,

Htt: Cột nước tính toán. Htt=42,88 m
T

:hiệu suất tua bin thực

Chọn D1 = 1,5 m


Tính số vòng quay tính toán :

SVTH: Phạm Thị Quỳnh

Trang 16

Q , I .tt

=1,275 m3/s


Đồ án Thủy điện

GVHD: TS.Nguyễn Văn Nghĩa

n. H
D1

 n’tt=
(vòng/phút)
• tìm ∆n’I

∆ =
'
nI

n

'
10

(

η
η

T max

− 1)

M max

Với Htt=42,88 > 30 m ta có CT:

(1 − η M max ). 5

D1M H M
.20
D1T
HT

ηTmax = 1 +) DlM là đường kính tiêu chuẩn tuabin mẫu và = (250-350) mm,
chọn = 350 mm,D1T = D1 = 1,5 (m).
+) HM là cột nước làm việc của tuabin mẫu, HM = 1 (m)
+)
ηTmax là hiệu số lớn nhất tuabin thực

-

Từ

'
nIO

= 80 (v/ph) và

Q'I

= 1080 (l/s) của tuabin HL260 tra trên đường

ĐTTHC ta được ηMmax = 0,865.

( 1 − 0,865) . 5




ηTmax = 1 -

0,35
1
.20
1,5
42,88

 0, 92

∆nI' = 80. 
−1÷
÷
 0,865 

= 2,5 (v/ph)

n = ∆n + n = 2,5 + 80 = 82, 5



'
I

'
I

'
IO

82,5. 42,88
1,5

-

= 0,92

(v/ph)


n=
= 360 (v/ph)
Sau khi tính toán số vòng quay (n) của tuabin ta tiến hành chọn số
vòng quay đồng bộ (nđb) bằng cách tra bảng (8-3)/139 giáo trình
tuabin thủy lực ta được số vòng quay đồng bộ của tuabin:
nđb = 375 (v/ph)
c) Xác định chiều cao hút Hs

SVTH: Phạm Thị Quỳnh

Trang 17


Đồ án Thủy điện

GVHD: TS.Nguyễn Văn Nghĩa

Hs là chiều cao từ điểmcó khả năng xảy ra khí thực đến mực
nước hạ lưu
Do tuabin tâm trục
H S ≤ [ H S ] = 10 −

∇
− k .σ M .H tt
900

= -1,69

Trong đó:
+ ∇ = Zhlmin = 854,1884 (m) là độ cao nhà máy so với mặt
biển;
+ H = Htt = 42,88 (m) là cột nước tính toán của TTĐ ;
+ là hệ số khí thực trên ĐĐTTHC tại điểm tính toán
+ độ hiệu chỉnh
Tra trên đường ĐTTHC của tuabin HL260 ta được = 0,15 , =
0,02
k=

σ M + ∆σ 0,15 + 0,02
=
σM
0,15

=1,13

d) Xác định cao trinh lắp máy

Công thức xác định cao trình lắp máy của tuabin tâm trục đứng
là:
∇lm = Zhlmin + Hs + bo/2
Trong đó:
+ Zhlmin = 854,1884 (m)
+ Hs = -1,69 (m)
+ bo =

0,1.D1 = 0,1.1,5 = 0,15

SVTH: Phạm Thị Quỳnh

Trang 18


Đồ án Thủy điện

GVHD: TS.Nguyễn Văn Nghĩa
⇒∇lm = 854,1884 – 1,69 + 0,075 = 852,57 (m)

4. Xác định loại buồng xoắn và tính kích thước đường bao

ngoài của buồng xoắn
a. Xác định loại buồng xoắn
Tra hình 5-1 GT tuabin thủy lực với H max = 50,67 (m) ta
chọn buồng xoắn kim loại có tiết diện hình tròn và ϕmax =
345°.
b. Tính toán kích thước đường bao ngoài
•

Ta đi lập quan hệ (

Ri ~ ϕ i

)

Trình tự tính toán như sau
Cột 1 : Thứ tự
Cột 2 : Các giá trị góc bao (

Cột 3 : tính

ϕi

=

0o ÷ 345o

)
ϕ max

ϕi
C

, trong đó : C =

Ra + ρ v − Ra ( Ra + 2 ρ v )

; Với

ϕ max

=345

o

+) Xác định

ρv

:

ρv

=

Fv
π

;

Fv : diện tích tiết diện cửa vào buồng xoắn Fv =

Qv
Vv

; Qv =

Qtt .ϕ max
360

Với Qtt =

SVTH: Phạm Thị Quỳnh

′ .D12 . H tt
QItt

= 1,275.1,5 .

Trang 19

2

42,88

= 18,79 (m3/s)


Đồ án Thủy điện
QItt' =

⇒

GVHD: TS.Nguyễn Văn Nghĩa
NT
6510
=
= 1, 2
2

9,81.η.D1 .H tt . H tt 9,81.0,875.1,52.42,88. 42,88

Qv =

18, 79.345
360

Có: Vv = kx.

H tt

(m3/s)

= 18,01 (m3/s)
÷

, với kx : hệ số kinh nghiệm (0,8 1,1), chọn kx

=0,8
⇒

⇒

⇒

Vv = 0,8.

Fv =
ρv

42,88

Qv 18, 01
=
Vv
5, 24

=

3, 44
3,14

= 5,24 (m/s)

= 3,44 (m2)

= 1,05 (m)

+) Xác định Ra : Ra =

Da
2

, tra bảng 5.5-GT Tuabin, với D1 = 1,5

(m)

=> Da = 2,6 (m) => Ra =

Thay số ta được : C =

Cột 4 : Tính

2, 6
2

= 1,3 (m)

345
1,3 + 1, 05 − 1,3.(1,3 + 2.1, 05)

2.R a .ϕ i
C

ρi =

Cột 5 : Tính bán kính tiết diện tròn :

SVTH: Phạm Thị Quỳnh

= 1393,26 (o/m)

Trang 20

ϕi
+
C

2.Ra .ϕ i
C

Đồ án Thủy điện

GVHD: TS.Nguyễn Văn Nghĩa

Cột 6 : Tính bán kính tâm trục đến đường viền ngoài buồng
ρi
xoắn: Ri = Ra + 2

+) Xác định Rb : Rb =

Db
2

, tra bảng 5.5-GT Tuabin, với D1 = 1,5

(m)

=> Db = 2,15 (m) => Rb =

2,15
2

= 1,08 (m)

Kết quả tính toán được thể hiện bảng sau:
TT

φi

φi/C

1

0

2

15

3

30

4

45

5

60

6

75

7

90

8

105

9

120

10

135

11

150

12

165

0
0,010
766
0,021
532
0,032
298
0,043
064

0,053
831
0,064
597
0,075
363
0,086
129
0,096
895
0,107
661
0,118
427

SVTH: Phạm Thị Quỳnh

ρi
0
0,1673
08
0,2366
09
0,2897
86
0,3346
16
0,3741
12
0,4098

19
0,4426
55
0,4732
18
0,5019
23
0,5290
74
0,5548
97

0
0,178
074
0,258
141
0,322
084
0,377
68
0,427
942
0,474
415
0,518
018
0,559
347
0,598

818
0,636
735
0,673
325

Trang 21

Ri
1,3
1,656
148
1,816
282
1,944
168
2,055
36
2,155
884
2,248
831
2,336
035
2,418
694
2,497
637
2,573
47

2,646
649


Đồ án Thủy điện
13

180

14

195

15

210

16

225

17

240

18

255

19

270

20

285

21

300

22

315

23

330

24

345

GVHD: TS.Nguyễn Văn Nghĩa
0,129
193
0,139
96
0,150
726

0,161
492
0,172
258
0,183
024
0,193
79
0,204
556
0,215
322
0,226
088
0,236
855
0,247
621

0,5795
71
0,6032
37
0,6260
09
0,6479
8
0,6692
31
0,6898

28
0,7098
27
0,7292
78
0,7482
23
0,7667
01
0,7847
43
0,8023
8

0,708
765
0,743
196
0,776
734
0,809
472
0,841
489
0,872
852
0,903
617
0,933
834

0,963
546
0,992
789
1,021
598
1,050
001

2,717
529
2,786
393
2,853
468
2,918
944
2,982
978
3,045
704
3,107
234
3,167
668
3,227
091
3,285
578
3,343

196
3,400
002

Từ bảng này ta lập được quan hệ F = f(R). Vì tiết diện bình
quân của buồng xoắn không đổi ( V bq = const) nên quan hệ F =
F(R) là quan hệ đường thẳng.
Từ bảng tính toán trên ta vẽ được hình bao buồng xoắn lim loại như sau
:

SVTH: Phạm Thị Quỳnh

Trang 22


Đồ án Thủy điện

SVTH: Phạm Thị Quỳnh

GVHD: TS.Nguyễn Văn Nghĩa

Trang 23


Đồ án Thủy điện

GVHD: TS.Nguyễn Văn Nghĩa

=0



max

=345



SVTH: Phạm Thị Quỳnh

Trang 24


Đồ án Thủy điện

GVHD: TS.Nguyễn Văn Nghĩa

5. Chọn kiểu ống hút.

Tra bảng (6.3 và 6.5-GT Tuabin) ta được kiểu ống hút và các kích thước
cơ bản như sau :
Kích thước cơ bản ống hút cong dùng cho Tuabin Tâm trục,
Đơn vị - m
Kiể
u
ống
hút

h
D1

D1

h

4A

1,9
15

1,0

1,9
15

L

B5

D4

h4

h6

Lk

3,5 2,2 1,1

1,

1

0,5
5

1,4
17

Kiểu
BXC
T

h5

1,0 CQ5
0 0

Kích thước cơ bản của khuỷu cong , đơn vị - m
(tính theo D1=1 m)
Kiểu
khuỷ
u

D4

h4

B4

Lk

h6

a

R6

a1

R7

a2

R8

4A

1,1

1,1

2,2

1,4
17

0,5
5

0,3

05

0,9
4

1,2
05

0,6
6

0,0
87

0,5
9

Góc

θ

của đoạn chop nên lấy

θ =16 °

6. Chọn loại máy phát và thiết kế kích thước máy phát
a) Chọn loại máy phát
-

Căn cứ vào n,

Nttmf

SVTH: Phạm Thị Quỳnh

ta sẽ tra ra được loại máy phát.

Trang 25