intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Giáo trình Nhà máy thủy điện - Nguyễn Đức Tình

Chia sẻ: Gió Biển | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:80

Thêm vào BST
Báo xấu
372
lượt xem 103
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình "Nhà máy thủy điện" có cấu trúc gồm 3 chương cung cấp cho người đọc các kiến thức: Nguồn thủy năng và khả năng sử dụng nguồn thủy năng, thông số thủy năng của nhà máy thủy điện, tính toán thiết kế nhà máy thủy điện,... Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Nhà máy thủy điện - Nguyễn Đức Tình

  1. §Ò c−¬ng m«n häc Nhμ m¸y thuû ®iÖn (Dïng cho hÖ §¹i häc - Ngµnh §iÖn n¨ng - Tr−êng §HKTCN) Khèi l−îng: 60 tiÕt. Sè häc tr×nh: 4 Sè häc phÇn: 2. Ch−¬ng I. Nguån thuû n¨ng vµ kh¶ n¨ng sö dông nguån thuû n¨ng 1-1. Giíi thiÖu chung. I. C«ng nghÖ n¨ng l−îng vµ vai trß cña thuû n¨ng. II. T×nh h×nh ph¸t triÓn thuû ®iÖn. 1-2. N¨ng l−îng cña dßng ch¶y vµ nhµ m¸y thuû ®iÖn I. N¨ng l−îng cña dßng ch¶y. II. Nhµ m¸y thuû ®iÖn vµ ph©n lo¹i nhµ m¸y thuû ®iÖn.7 III. Mét sè ®Æc ®iÓm cña nhµ m¸y thuû ®iÖn. Ch−¬ng II. Th«ng sè thuû n¨ng cña Nhµ m¸y thuû ®iÖn. 2-1. C¸c ®Æc tr−ng cña dßng ch¶y tù nhiªn I. BiÓu ®å thuû v¨n. II. C¸c th«ng sè cña dßng ch¶y. III. C¸c ®−êng cong ®¶m b¶o n−íc. 2-2. Hå chøa vµ cét n−íc cña nhµ m¸y thuû ®iÖn. I. Hå chøa n−íc cña nhµ m¸y thuû ®iÖn. II. Cét n−íc cña nhµ m¸y thuû ®iÖn. III. Ph−¬ng tr×nh c©n b»ng n−íc cña hå chøa. IV. §−êng cong luü tÝch dßng ch¶y. V. §−êng cong luü tÝch phô t¶i. VI. Dung tÝch ®ñ cña hå chøa. 2-3. §iÒu tiÕt dßng ch¶y. I. Kh¸i niÖm vÒ ®iÒu tiÕt dßng ch¶y. II. C¸c nguyªn t¾c ®iÒu tiÕt. III. TÇn suÊt cña l−u l−îng ®iÒu tiÕt. Ch−¬ng III. TÝnh to¸n thiÕt kÕ Nhµ m¸y thuû ®iÖn. 3-1. TÝnh to¸n c¸c th«ng sè chñ yÕu khi thiÕt kÕ Nhµ m¸y thuû ®iÖn. I. C¸c thiÕt bÞ chÝnh cña nhµ m¸y thuû ®iÖn. II. C¸c chØ tiªu kinh tÕ kü thuËt chñ yÕu. III. TÝnh to¸n lùa chän c¸c th«ng sè chñ yÕu. 3-2. Chän tua bin n−íc trong thiÕt kÕ Nhµ m¸y thuû ®iÖn. I. Kh¸i niÖm chung. II. C¸c th«ng sè chÝnh cña tua bin. III. C¸c lo¹i tua bin. IV. HiÖn t−îng khÝ thùc vµ chiÒu cao cét hót cho phÐp. V. §Æc tÝnh cña tua bin. VI. Chän tua bin. 3-3. Chän m¸y ph¸t thuû ®iÖn trong thiÕt kÕ Nhµ m¸y thuû ®iÖn. I. §Þnh nghÜa. II. KÕt cÊu m¸y ph¸t th−êng. III. Chän c¸c th«ng sè c¬ b¶n cña m¸y ph¸t. 3-4. KÕt cÊu cña c¸c lo¹i Nhµ m¸y thuû ®iÖn. I. Nhµ m¸y thuû ®iÖn ngang ®Ëp. II. Nhµ m¸y thuû ®iÖn sau ®Ëp vµ ®−êng dÉn. III. Nhµ m¸y thuû ®iÖn ngÇm. IV. Nhµ m¸y thuû ®iÖn tÝch n¨ng.
  2. V. Nhµ m¸y thuû ®iÖn thuû triÒu. -------o0o--------
  3. Gi¸o tr×nh Nhµ m¸y Thuû ®iÖn http://www.ebook.edu.vn Ch−¬ng 1 Ch−¬ng 1 Nguån thuû n¨ng kh¶ n¨ng sö dông nguån thuû n¨ng 1.1 Giíi thiÖu chung I. C«ng nghÖ n¨ng l−îng vµ vai trß cña thuû n¨ng. 1. C«ng nghÖ n¨ng l−îng. Lµ c«ng nghÖ ph¸t triÓn nguån n¨ng l−îng tù nhiªn thµnh c¸c d¹ng n¨ng l−îng kh¸c: C¬ n¨ng, ®iÖn n¨ng, nhiÖt n¨ng, quang n¨ng... - Nguån n¨ng l−îng tù nhiªn: + Ho¸ n¨ng: than ®¸, dÇu má, khÝ ®èt... + C¬ n¨ng: n¨ng l−îng cña dßng s«ng, sãng biÓn, thuû triÒu, giã... + N¨ng l−îng nguyªn tö: Uran 235, Uran 238... C¸c d¹ng n¨ng l−îng trªn ®−îc biÕn ®æi thµnh ®iÖn n¨ng th«ng qua c¸c nhµ m¸y ®iÖn vµ nã lµ nguån n¨ng l−îng truyÒn thèng. - N¨ng l−îng míi: n¨ng l−îng mÆt trêi, ®Þa nhiÖt, c¸c chÊt sinh khÝ, ®−îc biÕn ®æi thµnh ®iÖn n¨ng th«ng qua c¸c thiÕt bÞ biÕn ®æi n¨ng l−îng míi. 2. Vai trß vµ tr÷ n¨ng cña thuû ®iÖn. Trªn thÕ giíi, thuû ®iÖn ngµy cµng ®ãng vai trß quan träng, theo thèng kª n¨m 1995 thuû ®iÖn chiÕm kho¶ng 23,5% tæng ®iÖn n¨ng tiªu thô. Tû lÖ nµy ngµy cµng t¨ng do nh÷ng t¸c ®éng ®Õn m«i tr−êng cña nhµ m¸y nhiÖt ®iÖn vµ nhµ m¸y ®iÖn h¹t nh©n... B¶ng 1-1 Tr÷ n¨ng lý thuyÕt Tr÷ n¨ng kü thuËt STT HÖ thèng s«ng 9 G.chó 10 kWh 109 kWh 1 S«ng §µ 68,50 31,175 2 S«ng §ång Nai 27,30 10,335 3 S«ng Sªsan 16,50 7,948 4 S«ng L«-G©m 28,20 4,752 5 S«ng Thu Bån 16,00 4,575 6 S«ng Srªpok 12,10 2,636 7 S«ng C¶ 14,00 2,556 8 S«ng M· 14,6 1,256 9 S«ng Ba 10,10 1,240 10 S«ng Thao 25,20 0,757 11 C¸c s«ng kh¸c 38,87 1,688 Tæng 271,37 68,918 1
  4. Gi¸o tr×nh Nhµ m¸y Thuû ®iÖn http://www.ebook.edu.vn Ch−¬ng 1 T¹i ViÖt Nam, thuû ®iÖn ®ãng vai trß to lín trong HÖ thèng ®iÖn vµ chiÕm kho¶ng (50÷60)% c«ng suÊt toµn hÖ thèng. Nguån thuû n¨ng ë n−íc ta kh¸ lín −íc tÝnh kho¶ng 271,3 tû kWh vµ cã thÓ sö dông trªn 68,918 tû kWh ®Ó x©y dùng thuû ®iÖn. TËp trung chñ yÕu vµo 3 hÖ thèng s«ng lín lµ: S«ng §µ, s«ng §ång nai, S«ng Sªsan... ®−îc thÓ hiÖn cô thÓ (b¶ng 1-1). II. T×nh h×nh ph¸t triÓn thuû ®iÖn. Trong HÖ thèng ®iÖn nhiÒu n−íc trªn thÕ giíi, thuû ®iÖn chiÕm tû lÖ t−¬ng ®èi lín, trung b×nh trªn thÕ giíi kho¶ng 25%. Gi¸ thµnh s¶n xuÊt ®iÖn n¨ng cña nhµ m¸y thuû ®iÖn rÎ h¬n nhiÖt ®iÖn vµ Ýt ¶nh h−ëng ®Õn m«i tr−êng. V× vËy ngµnh thuû ®iÖn trªn thÕ giíi rÊt ph¸t triÓn c¶ vÒ sè l−îng vµ chÊt l−îng. T¹i ViÖt Nam víi tr÷ l−îng rÊt lín kho¶ng 90 tû kWh/n¨m kü thuËt, ®−îc quan t©m ph¸t triÓn kh¸ sím (Nhµ m¸y thuû ®iÖn §a nhim: 160MW, Th¸c Bµ: 108MW). Trong nh÷ng n¨m gÇn ®©y ®· ph¸t triÓn ®−îc nhiÒu nhµ m¸y víi c«ng suÊt kh¸ lín (Nhµ m¸y thuû ®iÖn Hoµ B×nh: 1920MW, Yaly: 720MW, TrÞ An: 400MW, Hµm ThuËn: 300MW...) vµ s¾p tíi ®−a vµo sö dông nhiÒu nhµ m¸y víi c«ng suÊt lín (Nhµ m¸y thuû ®iÖn S¬n La: 2400MW, Sªsan IV: 340MW, Sªsan III: 259 MW, Na Hang: 300MW, §ång Nai IV: 280 MW...) vµ nhiÒu nhµ m¸y kh¸c nh−ng chóng ta míi chØ khai th¸c ®−îc rÊt Ýt kho¶ng 20%. Tuy nhiªn thuû ®iÖn ®· chiÕm tû träng kh¸ lín, kho¶ng 60% c«ng suÊt cña hÖ thèng ®iÖn ViÖt Nam. Trong t−¬ng lai khi nhu cÇu ph¸t triÓn kinh tÕ t¨ng cao ®ßi hái nhiÒu n¨ng l−îng ®iÖn th× thuû ®iÖn lµ nguån n¨ng l−îng cÇn ph¶i khai th¸c triÖt ®Ó do gi¸ thµnh rÎ vµ nguån than ®¸ ®Ó ph¸t triÓn nhiÖt ®iÖn ®· kh«ng cßn nhiÒu (gi¸ thµnh s¶n xuÊt 1 kWh ®iÖn n¨ng cña Nhµ m¸y thuû ®iÖn Hoµ B×nh: 73 VND, c¸c nhµ m¸y nhiÖt ®iÖn trung b×nh: 1000 VND). Ngoµi ra thuû ®iÖn cßn cã vai trß quan träng trong lîi dông tæng hîp vµ phßng chèng thiªn tai. Mét xu h−íng quan träng trong thiÕt kÕ ®iÖn khÝ ho¸ lµ sö dông c¸c tr¹m thuû ®iÖn víi c«ng suÊt nhá, cung cÊp cho c¸c khu vùc xa x«i hiÓm trë cã ®iÒu kiÖn thuËn lîi ®Ó x©y dùng c¸c thuû ®iÖn nhá (0,1÷1000)kW. NÕu sö dông l−íi ®iÖn quèc gia chi phÝ ®−êng d©y t¶i ®iÖn rÊt lín. 1.2 Nguån thuû n¨ng I. N¨ng l−îng cña dßng ch¶y. 1. Kh¸i niÖm. 2
  5. Gi¸o tr×nh Nhµ m¸y Thuû ®iÖn http://www.ebook.edu.vn Ch−¬ng 1 ë d¹ng tù nhiªn, n¨ng l−îng dßng ch¶y cña dßng s«ng mét phÇn bÞ mÊt m¸t ®Ó bµo mßn vµo lßng s«ng, mét phÇn cä s¸t vµo ®¸ sái ®Êt, mét phÇn ®Ó chèng lùc ma s¸t cña lßng s«ng vµ lùc ma s¸t trong b¶n th©n chÊt láng. C¸c nhµ m¸y thuû ®iÖn ®· sö dông n¨ng l−îng cña dßng ch¶y vµ tËp chung vµo mét chç (b»ng c¸ch ®¾p ®Ëp hoÆc ®µo kªnh dÉn) lµm quay tuabin thuû lùc ®Ó ch¹y m¸y ph¸t ®iÖn. §éng c¬ s¬ cÊp cña c¸c m¸y ph¸t ®iÖn lµ tuabin n−íc, nèi däc trôc víi m¸y ph¸t. Tuabin n−íc lµ lo¹i ®éng c¬ biÕn thÕ n¨ng vµ ®éng n¨ng cña n−íc thµnh c¬ n¨ng. Qu¸ tr×nh biÕn ®æi n¨ng l−îng ®−îc thùc hiÖn nh− sau: Thuû n¨ng → C¬ n¨ng → §iÖn n¨ng Ngoµi ra, cã thÓ sö dông n¨ng l−îng cña thuû triÒu (khi thuû triÒu n©ng lªn, sö dông cét n−íc ®Ó ph¸t ®iÖn). Tuy nhiªn viÖc sö dông nguån n¨ng l−îng nµy cßn gÆp nhiÒu khã kh¨n nªn ngµy nay ch−a ®−îc sö dông réng r·i. Nh−îc ®iÓm chÝnh cña lo¹i thuû ®iÖn nµy lµ tÝnh chÊt gi¸n ®o¹n vµ kh«ng ®ång ®Òu (trong mét ngµy thuû triÒu d©ng lªn trong mét sè giê råi h¹ xuèng). 2. TÝnh to¸n n¨ng l−îng cña dßng ch¶y. TÝnh to¸n n¨ng l−îng cña dßng ch¶y mét khóc s«ng, ta xÐt mét dßng ch¶y tõ mÆt c¾t I-I ®Õn II-II (h×nh 1-1). Z (m) I Z1, v1, p1 H II I Z2, v2, p2 II L (km) H×nh 1-1: Dßng ch¶y c¬ së - Z1, Z2 lµ chiÒu cao møc n−íc ë mÆt c¾t I-I vµ II-II, (m). - v1, v2 lµ vËn tèc trung b×nh cña dßng ch¶y ë mÆt c¾t I-I vµ II-II, (m/s). - p1, p2 lµ ¸p suÊt trong lßng n−íc ë mÆt c¾t I-I vµ II-II, (kg/ m2). Gi¶ sö trong thêi gian T cã mét khèi l−îng n−íc lµ W ®ang chuyÓn ®éng ë mÆt c¾t I-I vÒ phÝa mÆt c¾t II-II. Theo lý thuyÕt ®éng lùc häc chÊt láng (ph−¬ng tr×nh Becnuli) t¹i mÆt c¾t I-I khèi l−îng n−íc W sÏ chøa mét n¨ng l−îng cã thÓ tÝnh theo c«ng thøc sau: ⎛ p1 α1.v12 ⎞ E1 = ⎜⎜ Z1 + + ⎟.W.γ (kg.m) (1-1) ⎝ γ 2.g ⎟⎠ Trong ®ã: 3
  6. Gi¸o tr×nh Nhµ m¸y Thuû ®iÖn http://www.ebook.edu.vn Ch−¬ng 1 - γ = ρ. g lµ träng lùc cña mét m3 n−íc. - ρ lµ träng l−îng cña mét m3 n−íc, ρ = 1000 kg/m3. - g: gia tèc träng tr−êng: g = 9,8 (m/s2). - W: khèi n−íc bÊt kú, (m3). - α1 lµ hÖ sè hiÖu chØnh kÓ ®Õn sù ph©n bè kh«ng ®Òu cña vËn tèc dßng ch¶y trªn diÖn tÝch cña mÆt c¾t I-I. ∫∫ u dω 3 α1 = ω v13ω Víi: + u lµ vËn tèc t¹i dω. + ω lµ diÖn tÝch mÆt c¾t. + v1 lµ vËn tèc trung b×nh cña dßng ch¶y. NÕu vËn tèc ®Òu, lÊy α1 = 1. Trong c«ng thøc (1-1) thµnh phÇn trong ngoÆc gäi lµ cét ¸p. p1 - Z1 + lµ cét ¸p thuû tÜnh. γ α1.v12 - lµ cét ¸p thuû ®éng. 2g Theo lý thuyÕt ®éng lùc häc chÊt láng, nÕu dßng ch¶y lµ lý t−ëng kh«ng tæn hao th× trong qu¸ tr×nh chuyÓn ®éng cña khèi n−íc W n¨ng l−îng chøa trong ®ã kh«ng thay ®æi (thÕ n¨ng gi¶m, ®éng n¨ng t¨ng). Tuy nhiªn víi c¸c dßng s«ng th× lu«n lu«n cã sù thÊt tho¸t n¨ng l−îng do ®ã khi chuyÓn ®éng ®Õn mÆt c¾t II-II th× n¨ng l−îng chøa trong khèi n−íc W lµ: ⎛ p α .v 2 ⎞ E 2 = ⎜⎜ Z2 + 2 + 2 2 ⎟⎟.W.γ < E1 (kg.m) ⎝ γ 2.g ⎠ N¨ng l−îng cña dßng s«ng ch¶y tõ mÆt c¾t I-I ®Õn II-II ®Ó sinh c«ng lµ hiÖu sè cña n¨ng l−îng t¹i 2 mÆt c¾t: E1 - E2. ⎛ p1 − p 2 α1.v12 − α 2 .v 22 ⎞ ⎜ ΔE = E1 − E 2 = ⎜ Z1 − Z2 + + ⎟⎟.W.γ (kg.m) ⎝ γ 2 .g ⎠ Víi dßng ch¶y thùc tÕ mét c¸ch gÇn ®óng cã thÓ coi: p1≈p2, v1≈v2 vµ α1≈α2, khi ®ã c«ng do khèi n−íc W sinh ra. ΔE = E1 − E 2 = (Z1 − Z2 ).W.γ (kg.m) Gi¶ thiÕt, kho¶ng c¸ch gi÷a mÆt c¾t I-I vµ II-II lµ toµn bé chiÒu dµi cña dßng ch¶y. Cßn khèi n−íc W cã trÞ sè b»ng l−îng n−íc ch¶y qua mét mÆt c¾t bÊt kú cña 4
  7. Gi¸o tr×nh Nhµ m¸y Thuû ®iÖn http://www.ebook.edu.vn Ch−¬ng 1 dßng s«ng trong thêi gian 1 gi©y, nghÜa lµ vÒ trÞ sè W = Q. Khi ®ã th× chªnh lÖch n¨ng l−îng ΔE sÏ chÝnh lµ c«ng suÊt cña toµn bé dßng ch¶y N sinh ra trong 1 gi©y. N = H.Q.γ (kg.m/s) Trong ®ã: - H lµ ®é dèc cña toµn bé dßng ch¶y gäi lµ chiÒu cao cét n−íc. H = Z1 - Z2 - Q lµ l−u l−îng cña dßng s«ng (m3/gi©y). Cã thÓ biÓu diÔn ®¬n vÞ c«ng suÊt cña dßng ch¶y theo ®¬n vÞ kW. Ta cã: 1 kW = 1000 (kg.m/s) do ®ã: H.Q.γ H.Q.ρ.g H.Q.9,81.1000 N= = = = 9,81.Q.H (kW) (1-2) 1000 1000 1000 Tõ biÓu thøc trªn ta thÊy: - C«ng thøc trªn cho phÐp ta ®¸nh gi¸ ®−îc kh¶ n¨ng sinh c«ng lín nhÊt cña mét dßng ch¶y tù nhiªn, do ®ã cßn ®−îc gäi lµ tiÒm n¨ng cña dßng ch¶y. Tuy nhiªn ®©y ch−a ph¶i lµ c«ng suÊt cña nhµ m¸y thuû ®iÖn v× c¸c nhµ m¸y thuû ®iÖn chØ sö dông 1 phÇn rÊt nhá cña kh¶ n¨ng sinh c«ng. - Tõ c«ng thøc tÝnh to¸n kh¶ n¨ng sinh c«ng cña mét phÇn dßng ch¶y bÊt kú ta thÊy n¨ng l−îng chøa trong dßng ch¶y tù nhiªn ®−îc ph©n bè r¶i kh¾p chiÒu dµi dßng ch¶y. Tuy nhiªn mËt ®é n¨ng l−îng ph©n bè kh«ng ®Òu, nÕu ®o¹n cã ®é dèc cµng lín th× mËt ®é n¨ng l−îng cµng cao. §ã chÝnh lµ vÞ trÝ thuËn lîi ®Ó x©y dùng nhµ m¸y thuû ®iÖn. C«ng thøc tÝnh to¸n c«ng suÊt cña nhµ m¸y thuû ®iÖn khi thiÕt kÕ: N TD = 9,81.η.Q.ΔH (kW) (1-3) Trong ®ã: - ΔH lµ chªnh lÖch møc n−íc tr−íc vµ sau cña nhµ m¸y thuû ®iÖn, m. - η lµ hiÖu suÊt chung cña nhµ m¸y thñy ®iÖn. η = ηT. ηF - ηT lµ hiÖu suÊt cña tuabin n−íc vµ trong ®−êng èng dÉn n−íc ηT = (0,88÷0,91). - ηF lµ hiÖu suÊt cña m¸y ph¸t ηF = (0,95÷0,98). VËy, η = (0,8÷0,9) trong tÝnh to¸n th−êng lÊy gÇn ®óng η = 0,86. Thay vµo c«ng thøc trªn, ta cã: NTD = 9,81. 0,86. Q. ΔH = 8,3. Q. ΔH. (1-4) C«ng thøc trªn th−êng ®−îc sö dông ®¸nh gi¸ s¬ bé c«ng suÊt cña nhµ m¸y thuû ®iÖn khi thiÕt kÕ. II. Nhµ m¸y thuû ®iÖn vµ ph©n lo¹i nhµ m¸y thuû ®iÖn. 1. Nhµ m¸y thuû ®iÖn. 5
  8. Gi¸o tr×nh Nhµ m¸y Thuû ®iÖn http://www.ebook.edu.vn Ch−¬ng 1 Tõ tÝnh to¸n trªn ta thÊy, n¨ng l−îng cña dßng ch¶y cã thÓ ®−îc sö dông vµ chuyÓn ho¸ thµnh ®iÖn n¨ng qua c¸c nhµ m¸y thuû ®iÖn. C«ng suÊt cña nhµ m¸y thuû ®iÖn phô thuéc vµo l−u l−îng Q vµ cét n−íc ΔH cña dßng ch¶y. + L−u l−îng dßng ch¶y gi¶m: c«ng suÊt cña nhµ m¸y gi¶m xuèng vµ c«ng suÊt ®ã cã thÓ thÊp h¬n nhu cÇu cña phô t¶i. + L−u l−îng dßng ch¶y t¨ng: c¸c hé tiªu thô ®iÖn n¨ng kh«ng sö dông hÕt c«ng suÊt cña nhµ m¸y, mét phÇn c«ng suÊt thõa vµ n−íc ph¶i th¸o qua c¸c c«ng tr×nh x¶ lò kh«ng cho qua tuabin. Do sù ph©n bè l−u l−îng cña dßng ch¶y lµ ngÉu nhiªn kh«ng phï hîp víi yªu cÇu tiªu thô ®iÖn n¨ng cña c¸c hé tiªu thô, nªn vÊn ®Ò ®Æt ra lµ ph¶i t×m c¸ch ph©n phèi n¨ng l−îng ®ã. Nh− vËy, cÇn ph¶i x©y dùng hå chøa n−íc ®Ó ®iÒu tiÕt l−u l−îng dßng ch¶y qua thuû ®iÖn. Hå chøa n−íc sÏ gi÷ l¹i l−îng n−íc thõa trong mïa n−íc lín ( mïa lò) vµ dù tr÷ ®Ó sö dông trong mïa n−íc nhá (mïa kh«) ®Ó t¨ng c«ng suÊt cña nhµ m¸y thuû ®iÖn. Mét phÇn l−îng n−íc thõa mµ hå chøa kh«ng thÓ gi÷ l¹i ®−îc n÷a do thÓ tÝch hå chøa cã h¹n sÏ ®−îc ch¶y qua c¸c c«ng tr×nh x¶ lò. Tõ nh÷ng ph©n tÝch trªn, ta thÊy viÖc sö dông n¨ng l−îng c¸c dßng s«ng cÇn ph¶i gi¶i quyÕt hai nhiÖm vô: t¹o thµnh cét n−íc vµ ®iÒu chØnh l−u l−îng n−íc. 2. Ph©n lo¹i Nhµ m¸y thuû ®iÖn. a) Ph©n lo¹i theo c«ng suÊt l¾p m¸y. - Nhµ m¸y thuû ®iÖn lín: Nln ≥ 1000 (MW). - Nhµ m¸y thuû ®iÖn võa: 15 (MW) ≤ Nln < 1000 (MW). - Nhµ m¸y thuû ®iÖn nhá: Nln < 15 (MW). b) Ph©n lo¹i theo cét n−íc. - Nhµ m¸y thuû ®iÖn cét n−íc cao: Hmax > 400 (m). - Nhµ m¸y thuû ®iÖn cét n−íc trung b×nh: 50 (m) ≤ Hmax ≤ 400 (m). - Nhµ m¸y thuû ®iÖn cét n−íc thÊp: 400 (m) < Hmax. c) Ph©n lo¹i theo kÕt cÊu cña nhµ m¸y. c.1) Nhµ m¸y thuû ®iÖn kiÓu ®Ëp: Víi nh÷ng s«ng cã l−u l−îng n−íc lín nh−ng ®é dèc nhá ®Ó t¹o sù chªnh lÖch cét n−íc ΔH lín, cã thÓ x©y dùng ®Ëp ch¾n, tõ ®ã x©y dùng nhµ m¸y thñy ®iÖn gäi lµ nhµ m¸y thuû ®iÖn kiÓu ®Ëp (h×nh 1-2). §Ëp cµng cao th× c«ng suÊt cµng lín tuy nhiªn cét n−íc do ®Ëp t¹o nªn cã thÓ bÞ h¹n chÕ do ®iÒu kiÖn kinh tÕ vµ kü thuËt kh«ng cho phÐp. Nhµ m¸y thuû ®iÖn kiÓu ®Ëp gåm cã 2 lo¹i: + Nhµ m¸y thuû ®iÖn ngang ®Ëp: nhµ m¸y n»m ngay trong ®Ëp do ®ã kÕt cÊu phøc t¹p, ®Ó ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn kinh tÕ kü thuËt cét n−íc kho¶ng (35÷40)m. 6
  9. Gi¸o tr×nh Nhµ m¸y Thuû ®iÖn http://www.ebook.edu.vn Ch−¬ng 1 + Nhµ m¸y thuû ®iÖn sau ®Ëp: nhµ m¸y n»m sau ®Ëp d©ng n−íc. Khi cét n−íc cao v× lý do æn ®Þnh nhµ m¸y ph¶i n»m sau ®Ëp, ®«i khi ®−êng dÉn n−íc kh«ng di qua ®Ëp mµ bè trÝ ®i vßng ra ngoµi ®Ëp (Hoµ B×nh), cét n−íc kho¶ng (30÷45)m. §Ëp TL ΔH Nhµ HL m¸y H×nh 1-2: Nhµ m¸y thuû ®iÖn kiÓu ®Ëp - ¦u ®iÓm: Cã c«ng suÊt lín do tËn dông ®−îc toµn bé l−u l−îng cña dßng s«ng, t¹o ®−îc hå chøa n−íc ®Ó ®iÒu tiÕt vµ vËn hµnh tèi −u nhµ m¸y thuû ®iÖn trong hÖ thèng. - Nh−îc ®iÓm: Vèn ®Çu t− cao, ®Ëp kh«ng thÓ x©y dùng qóa cao v× ®iÒu kiÖn kinh tÕ-kü thuËt, ®Ëp qu¸ cao cã thÓ lµm ngËp mét vïng réng lín, ¶nh h−ëng ®Õn sinh th¸i m«i tr−êng. Nhµ m¸y thuû ®iÖn cã thÓ x©y dùng nèi tiÕp trªn cïng mét dßng s«ng gäi lµ hÖ thèng khai th¸c bËc thang, trong tr−êng hîp ®ã c«ng suÊt cña mçi nhµ m¸y t¨ng lªn do kh¶ n¨ng ®iÒu tiÕt n¨ng l−îng cña dßng ch¶y tèt h¬n. c.2) Nhµ m¸y thñy ®iÖn ®−êng dÉn dÉn: gåm 2 lo¹i: + X©y dùng ë nh÷ng n¬i cã cét n−íc ®−îc t¹o thµnh mét c¸ch tù nhiªn tõ c¸c th¸c n−íc (h×nh 1-3), lîi dông ®é cao cña th¸c n−íc ta ®Æt ®−êng èng dÉn n−íc vµo nhµ m¸y t¹o cét ¸p. ΔH Nhµ HL m¸y H×nh 1-3: Nhµ m¸y thuû ®iÖn ®−êng dÉn-t¹i th¸c tù nhiªn + X©y dùng ë nh÷ng s«ng cã l−u l−îng n−íc Ýt, nh−ng ®é dèc lín (h×nh 1-4). Kªnh trong ®−îc cÊu t¹o bëi hai phÇn: PhÇn ®Çu ®−îc x©y dùng d−íi d¹ng kªnh dÉn hë (1) víi ®é dèc rÊt nhá. Cã nhiÖm vô ®−a n−íc ®i xa kh«ng lµm thay ®æi nhiÒu møc n−íc ®Õn vÞ trÝ thuËn lîi cã thÓ t¹o thµnh cét n−íc cao ®Ó x©y dùng nhµ m¸y thuû ®iÖn (3). PhÇn cuèi ®−îc x©y dùng d−íi d¹ng c¸c èng dÉn kÝn (2) cã nhiÖm vô ®−a møc n−íc tõ trªn cao xuèng thÊp gi÷ nguyªn cét ¸p vµo c¸c tuabin cña nhµ m¸y. 1 3 7 ΔH 2
  10. Gi¸o tr×nh Nhµ m¸y Thuû ®iÖn http://www.ebook.edu.vn Ch−¬ng 1 - ¦u ®iÓm: Cã cét n−íc lín trong khi vèn ®Çu t− nhá, do ®ã cã thÓ x©y dùng ®−îc nhµ m¸y cã c«ng suÊt lín ngay c¶ khi l−u l−îng cña dßng ch¶y rÊt nhá. - Nh−îc ®iÓm: Kh«ng cã hå chøa n−íc, do ®ã kh«ng cã kh¶ n¨ng ®iÒu tiÕt vµ vËn hµnh tèi −u, l−u l−îng n−íc kh«ng lín do ®ã c«ng suÊt h¹n chÕ. + Tr−êng hîp ®Æc biÖt, con s«ng l−în vßng ®−îc mét ®o¹n dµi t¹o thµnh mét sù chªnh lÖch lín vÒ møc n−íc (h×nh 1-5). Kªnh dÉn ë ®©y ng¾n nªn kh«ng tèn nhiÒu c«ng x©y dùng. §Ëp Kªnh dÉn Nhµ m¸y thuû ®iÖn H×nh 1-5: Nhµ m¸y thuû ®iÖn ®−êng dÉn + Tr−êng hîp hai con ë s«ng gÇn nhau, cã møc ®é chªnh lÖch nhau nhiÒu. N−íc ch¶y vµo kªnh dÉn lÊy tõ mét dßng s«ng cã møc n−íc cao vµ ch¶y vµo mét dßng s«ng cã møc n−íc thÊp h¬n (h×nh 1-6). VÝ dô: Thuû ®iÖn §a Nhim cã c«ng suÊt 160 MW, sö dông chªnh lÖch møc n−íc s«ng §a Nhim ë cao tr×nh 1200 m vµ s«ng Th¸p Chµm ë cao tr×nh 100 m. §Ëp Kªnh dÉn Nhµ m¸y thuû ®iÖn H×nh 1-6: Nhµ m¸y thuû ®iÖn ®−êng dÉn c.3) Nhµ m¸y thuû ®iÖn hçn hîp. ¸p dông hçn hîp hai c¸ch trªn ®Ó t¹o thµnh cét n−íc. Cét n−íc t¹o thµnh mét phÇn do ®Ëp, mét phÇn do kªnh dÉn (h×nh 1-7). 8
  11. Gi¸o tr×nh Nhµ m¸y Thuû ®iÖn http://www.ebook.edu.vn Ch−¬ng 1 TL ΔH2 ΔH1 Nhµ m¸y HL H×nh 1-7: Nhµ m¸y thuû ®iÖn hçn hîp c.4) Nhµ m¸y thuû ®iÖn kiÓu tÝch n¨ng. Lµ nhµ m¸y thuû ®iÖn cã hå chøa ®−îc x©y dùng bao gåm 2 qua tr×nh (h×nh 1-8): - Vµo nh÷ng giê cao ®iÓm cña phô t¶i hÖ thèng ®iÖn th× nhµ m¸y thuû ®iÖn tÝch n¨ng sö dông n−íc cña hå ch¹y tuabin n−íc quay m¸y ph¸t ®iÖn ®Ó cung cÊp cho l−íi. - Vµo nh÷ng giê thÊp ®iÓm cña phô t¶i hÖ thèng ®iÖn th× nhµ m¸y thuû ®iÖn tÝch n¨ng sö dông ®iÖn cña hÖ thèng ch¹y b¬m ®Ó b¬m n−íc lªn hå. Nhµ m¸y thuû ®iÖn tÝch n¨ng cã t¸c dông san ph¼ng ®å thÞ phô t¶i do ®ã gi¶m ®−îc tæn thÊt c«ng suÊt vµ n©ng cao hiÖu suÊt lµm viÖc cña c¸c nhµ m¸y ®iÖn trong hÖ thèng. hå chøa n−íc TL ΔH Nhµ HL m¸y H×nh 1-8: Nhµ m¸y thuû ®iÖn tÝch n¨ng c.5) Nhµ m¸y ®iÖn thuû triÒu. Nhµ m¸y ®iÖn thuû triÒu lµm viÖc dùa trªn sù thay ®æi møc n−íc khi thuû triÒu lªn xuèng, ®−îc x©y dùng t¹i c¸c vÞnh vµ biÓn b»ng c¸c ®Ëp ng¨n vÞnh víi biÓn. Khi thuû triÒu lªn møc n−íc ngoµi biÓn cao h¬n møc n−íc trong vÞnh (h×nh 1-9a), ta ®−îc ®é chªnh cét n−íc vµ cã thÓ cho n−íc ch¶y qua tuabin tõ biÓn vµo vÞnh ®Ó ph¸t ®iÖn. Khi thuû triÒu rót møc n−íc trong vÞnh cao h¬n møc n−íc ngoµi biÓn t¹o nªn ®é chªnh cét n−íc vµ cã thÓ cho n−íc qua tuabin tõ vÞnh ra biÓn ®Ó ph¸t ®iÖn (h×nh 1-9b). 9
  12. Gi¸o tr×nh Nhµ m¸y Thuû ®iÖn http://www.ebook.edu.vn Ch−¬ng 1 Mçi ngµy thuû triÒu lªn xuèng 2 lÇn, nªn trong vÞnh còng tr÷ n−íc 2 lÇn. Khi chuyÓn chiÒu lµm viÖc, nhµ m¸y ph¶i ngõng lµm viÖc mét thêi gian ®Ó cã ®ñ ®é chªnh møc n−íc cÇn thiÕt. Nh− vËy, mçi ngµy nhµ m¸y ph¶i nghØ lµm viÖc 4 lÇn vµ cét n−íc chØ lµ mét phÇn cña møc chÖnh lÖch thuû triÒu. Do ®ã nhµ m¸y ®−îc x©y dùng nèi liÒn víi hÖ thèng vµ ë nh÷ng n¬i cã chªnh lÖch thuû triÒu cao (8÷10)m. T¹i ViÖt Nam do sù chÖnh lÖch thuû triÒu nhá nªn Nhµ m¸y thuû ®iÖn thuû triÒu kh«ng ®−îc quan t©m. TL TL BiÓn Nhµ Nhµ VÞnh HL ΔH m¸y VÞnh m¸y ΔH HL BiÓn a) b) H×nh 1-9: Nhµ m¸y thuû ®iÖn thuû triÒu III. Mét sè ®Æc ®iÓm cña nhµ m¸y thuû ®iÖn. 1. Sö dông nguån thuû n¨ng dåi dµo v« tËn cña thiªn nhiªn. N−íc ta cã nhiÒu s«ng, th¸c n−íc lín, nguån thuû n¨ng rÊt phong phó, l−îng m−a hµng n¨m l¹i nhiÒu. NhiÒu nhµ m¸y thuû ®iÖn lín ®· vµ ®ang ®−îc x©y dùng nh−: Th¸c Bµ, Hoµ B×nh, TrÞ An, Yaly, S¬n La... ë c¸c ®Þa ph−¬ng, ®Æc biÖt lµ ë vïng nói ®· x©y dùng ®−îc nhiÒu nhµ m¸y thuû ®iÖn nhá phôc vô cho c«ng nghiÖp vµ sinh ho¹t ë ®Þa ph−¬ng. Nhiªn liÖu kh«ng ph¶i vËn chuyÓn, nguån n−íc thiªn nhiªn rÊt phong phó. Tr¸i l¹i nhiªn liÖu cña c¸c nhµ m¸y nhiÖt ®iÖn (than, dÇu, h¬i ®èt ...) ®Òu cã h¹n vµ rÊt cÇn cho nhiÒu ngµnh kinh tÕ quèc d©n kh¸c. Sö dông nguån thuû n¨ng tiÕt kiÖm ®−îc c¸c nhiªn liÖu trªn ngoµi ra cßn tiÕt kiÖm ®−îc chi phÝ khai th¸c vµ vËn chuyÓn dÉn ®Õn gi¸ thµnh ®iÖn n¨ng gi¶m mang l¹i lîi Ých lín ®èi víi nÒn kinh tÕ quèc d©n. 2. VËn hµnh ®¬n gi¶n, an toµn, dÔ dµng tù ®éng ho¸, chi phÝ cho qu¶n lý lao ®éng nhá. - Thêi gian më m¸y (2’) vµ ngõng m¸y (1’) nhá. HiÖu suÊt cao (80÷90)% vµ Ýt phô thuéc vµo t×nh tr¹ng lµm viÖc. - ThiÕt bÞ ë nhµ m¸y thuû ®iÖn t−¬ng ®èi ®¬n gi¶n so víi nhµ m¸y nhiÖt ®iÖn nªn cã thÓ thùc hiÖn tù ®éng ho¸ cao h¬n. - ë c¸c nhµ m¸y thuû ®iÖn, n¨ng suÊt lao ®éng th−êng cao h¬n ë c¸c nhµ m¸y nhiÖt ®iÖn, v× kh«ng ph¶i khai th¸c vËn chuyÓn, b¶o qu¶n, chÕ biÕn nguyªn liÖu còng nh− vµo viÖc ®èt lß, cung cÊp n−íc cho lß h¬i, ®Ó than sØ... 10
  13. Gi¸o tr×nh Nhµ m¸y Thuû ®iÖn http://www.ebook.edu.vn Ch−¬ng 1 3. Gi¸ thµnh ®iÖn n¨ng ë nhµ m¸y thuû ®iÖn th−êng thÊp h¬n nhiÒu so víi nhµ m¸y nhiÖt ®iÖn. - N−íc lµ mét lo¹i nhiªn liÖu kh«ng ph¶i khai th¸c vËn chuyÓn, chÕ biÕn, b¶o qu¶n. - Do kh¶ n¨ng thùc hiÖn tù ®éng ho¸ cao, nh©n c«ng phôc vô Ýt. - Khèi l−îng thiÕt bÞ Ýt nªn chi phÝ cho söa ch÷a, khÊu hao nhá. 4. Vèn ®Çu t− lín, thêi gian x©y dùng l©u h¬n nhµ m¸y nhiÖt ®iÖn. C¸c c«ng tr×nh thuû ®ßi hái mét khèi l−îng x©y dùng rÊt lín, chi phÝ nhiÒu, thêi gian th¨m dß x©y dùng l©u. 5. Nhµ m¸y thuû ®iÖn th−êng lîi dông tæng hîp. Khi x©y dùng nhµ m¸y thuû ®iÖn th−êng lîi dông tæng hîp c¸c nhiÖm vô sau: - Thuû lîi: X©y dùng c¸c tr¹m thuû ®iÖn kiÓu ®Ëp t¹o nªn nh÷ng hå chøa n−íc lín gi÷ mét khèi l−îng n−íc trong mïa n−íc lò ®Ó t−íi cho c¸c vïng ®ång b»ng hay ®åi nói réng lín vµo mïa kh« ®¶m b¶o viÖc t¨ng vô, t¨ng n¨ng suÊt. - Chèng lò: X©y dùng c¸c nhµ m¸y thuû ®iÖn kiÓu ®Ëp t¹o thµnh nh÷ng hå chøa lín cã kh¶ n¨ng tr÷ phÇn lín l−îng n−íc trong mïa lò vµ h¹n chÕ møc n−íc lò phÝa h¹ l−u, tr¸nh ®−îc c¸c hiÓm ho¹ do lò lôt g©y ra. - Giao th«ng: X©y dùng c¸c nhµ m¸y thuû ®iÖn víi nh÷ng hå chøa n−íc lín t¹o ®iÒu kiÖn cho thuyÒn bÌ ®i l¹i dÔ dµng. Ngoµi ra, khi x©y dùng ®Ëp qua s«ng th−êng kÕt hîp x©y dùng ®−êng s¾t, ®−êng bé, cÇu qua s«ng - Ph¸t triÓn ch¨n nu«i: Nh÷ng hå chøa n−íc lín lµ nh÷ng hå nu«i c¸ rÊt tèt. 6. Nguån n−íc thay ®æi ngÉu nhiªn vµ biÕn ®éng m¹nh theo thêi gian. VËn hµnh nhµ m¸y thuû ®iÖn cÇn ®Æc biÖt chó ý ®Õn tÝnh chÊt lu«n biÕn ®æi cña dßng ch¶y. V× vËy cÇn ®Ò ra c¸c ph−¬ng ¸n ®iÒu tiÕt vµ vËn hµnh hîp lý kÕt hîp víi c¸c nhµ m¸y ®iÖn kh¸c trong hÖ thèng ®iÖn. 7. ¶nh h−ëng m¹nh ®Õn hÖ sinh th¸i, m«i tr−êng. X©y dùng hå chøa lín sÏ lµm ngËp mét vïng réng lín lµm ¶nh h−ëng m¹nh ®Õn sinh th¸i m«i tr−êng. ------o0o------ 11
  14. Gi¸o tr×nh Nhµ m¸y Thuû ®iÖn http://www.ebook.edu.vn Ch−¬ng 1 Ch−¬ng 2 Th«ng sè thuû n¨ng cña Nhμ m¸y thuû ®iÖn 2.1 C¸c ®Æc tr−ng cña dßng ch¶y tù nhiªn I. BiÓu ®å thuû v¨n. BiÓu ®å thuû v¨n lµ quan hÖ gi÷a l−u l−îng n−íc cña dßng s«ng víi thêi gian, tÝnh trong chu tr×nh mét n¨m. - Mçi dßng ch¶y tù nhiªn ®Òu cã thÓ x©y dùng biÓu ®å d−íi d¹ng b¶ng sè hoÆc ®−êng cong (h×nh 2-1). §Ó x©y dùng biÓu ®å thuû v¨n cÇn thu thËp sè liÖu thèng kª nhiÒu n¨m vµ ¸p dông ph−¬ng ph¸p tÝnh to¸n x¸c suÊt thèng kª. Q(m3/s) n¨m n−íc to n¨m n−íc nhá th¸ng 0 6 12 t H×nh 2-1: BiÓu ®å thuû v¨n - BiÓu ®å thuû v¨n lµ sè liÖu quan träng nhÊt cña dßng ch¶y tù nhiªn ®Ó tÝnh to¸n khai th¸c thuû ®iÖn vµ cã nh÷ng ®Æc ®iÓm sau: + Cã tÝnh chÊt chu kú, nghÜa lµ trong mét n¨m lu«n lu«n tån t¹i nh÷ng kho¶ng thêi gian n−íc to vµ nh÷ng kho¶ng thêi gian n−íc nhá t−¬ng ®èi æn ®Þnh. + Cã tÝnh chÊt ngÉu nhiªn, trong c¸c ph−¬ng ph¸p tÝnh to¸n cÇn ph¶i tÝnh c¸c ph−¬ng ¸n dù phßng nh»m ®¶m b¶o cho c¸c tr−êng hîp ngÉu nhiªn cã thÓ x¶y ra. + L−u l−îng n−íc mïa lò so víi mïa c¹n cã thÓ chªnh lÖch gÊp 20 lÇn. + BiÓu ®å thuû v¨n cÇn ®−îc x©y dùng b»ng viÖc thèng kª sè liÖu nhiÒu n¨m vµ ¸p dông c¸c ph−¬ng ph¸p x¸c suÊt ®Ó tÝnh to¸n x©y dùng. II. C¸c th«ng sè cña dßng ch¶y. 1. L−u l−îng n−íc trung b×nh n¨m, Qtbn. 365 ∑Q i Q tbn = i =1 (m3/s) 365 Trong ®ã: Qi lµ l−u l−îng n−íc trung b×nh cña ngµy thø i trong n¨m. 2. L−îng n−íc trung b×nh n¨m, W. W = Qtbn. 31,5. 106 (m3) Trong ®ã: 31,5.106 lµ thêi gian cña mét n¨m, s.
  15. Gi¸o tr×nh Nhµ m¸y Thuû ®iÖn http://www.ebook.edu.vn Ch−¬ng 1 3. L−u l−îng trung b×nh nhiÒu n¨m, Q0. n ∑Q tbni Q0 = i =1 (m3/s) n 4. L−îng n−íc trung b×nh nhiÒu n¨m, W0. n ∑W i W0 = i =1 = Q0. 31,5. 106 (m3) n 5. HÖ sè lÖch dßng, ki. Wi Q tbni ki = = W0 Q0 Trong ®ã: - ki = 1: n¨m thø i n−íc trung b×nh. - ki > 1: n¨m thø i n−íc to. - ki < 1: n¨m thø i n−íc nhá. 6. §é æn ®Þnh dßng, C. n ∑ (k i − 1) 2 C= i =1 n −1 Trong ®ã: - ki = 0 → C = 0: dßng ch¶y lu«n æn ®Þnh. - ki ≠ 0 → C > 0: dßng ch¶y cµng lín th× sù dao ®éng cña dßng ch¶y cµng lín, cµng mÊt æn ®Þnh. III. C¸c ®−êng cong ®¶m b¶o n−íc. 1. §−êng cong tÇn suÊt ®¶m b¶o n−íc. §−êng cong tÇn suÊt ®¶m b¶o n−íc cña mét dßng ch¶y tù nhiªn lµ quan hÖ gi÷a trÞ sè l−u l−îng n−íc víi x¸c suÊt ®Ó dßng ch¶y ®¶m b¶o ®−îc trÞ sè l−u l−îng n−íc kh«ng nhá h¬n mét trÞ sè l−u l−îng n−íc ®· cho xÐt trong chu kú mét n¨m. Mçi dßng ch¶y tù nhiªn ®Òu cã thÓ x©y dùng ®−îc ®−êng cong ®¶m b¶o n−íc theo thèng kª (h×nh 2-2). Q(m3/s) Qmax a Qa Q50% Q90% Qmin P% Pa 50% 90% 100% H×nh 2-2: §−êng cong tÇn suÊt ®¶m b¶o n−íc
  16. Gi¸o tr×nh Nhµ m¸y Thuû ®iÖn http://www.ebook.edu.vn Ch−¬ng 1 §−êng cong tÇn suÊt ®¶m b¶o n−íc ®Æc tr−ng cho ®é tin cËy xuÊt hiÖn l−u l−îng n−íc cña dßng ch¶y. Mçi dßng ch¶y lu«n lu«n ®¶m b¶o ®−îc trÞ sè l−u l−îng kh«ng nhá h¬n Qmin (t−¬ng øng x¸c suÊt ®¶m b¶o 100%) vµ kh«ng bao giê ®−îc v−ît qu¸ trÞ sè Qmax (t−¬ng øng x¸c suÊt ®¶m b¶o b»ng 0). Víi mçi ®iÓm ®· cho trªn ®−êng cong th× sÏ x©y dùng ®−îc trªn trôc hoµnh trÞ sè x¸c suÊt mµ dßng ch¶y ®¶m b¶o ®−îc l−u l−îng n−íc kh«ng nhá h¬n gi¸ trÞ x¸c ®Þnh trªn trôc tung. §−êng cong tÇn suÊt ®¶m b¶o n−íc lµ mét sè liÖu quan träng øng dông phæ biÕn trong thiÕt kÕ vµ vËn hµnh. Th−êng chó ý hai trÞ sè: - L−u l−îng n−íc cña dßng ch¶y t−¬ng øng víi tÇn suÊt ®¶m b¶o 90% (gäi lµ l−u l−îng n−íc 90%) ®−îc dïng ®Ó tÝnh to¸n s¬ bé c«ng suÊt thiÕt kÕ cho nhµ m¸y thuû ®iÖn. N SB = 9,81.η.Q 90% .H - TrÞ sè l−u l−îng n−íc øng víi tÇn suÊt ®¶m b¶o 50% ®−îc dïng ®Ó tÝnh to¸n s¶n l−îng ®iÖn n¨ng trung b×nh s¶n xuÊt ra ®−îc trong chu kú 1 n¨m cña nhµ m¸y thuû ®iÖn. TrÞ sè nµy ®−îc dïng ®Ó tÝnh to¸n luËn chøng kinh tÕ quy ho¹ch ph¸t triÓn, vËn hµnh nhµ m¸y thuû ®iÖn. 2. §−êng cong thêi gian ®¶m b¶o n−íc. §−êng cong thêi gian ®¶m b¶o n−íc lµ quan hÖ gi÷a trÞ sè l−u l−îng n−íc cña dßng ch¶y tù nhiªn víi kho¶ng thêi gian mµ dßng ch¶y ®¶m b¶o ®−îc trÞ sè l−u l−îng n−íc Q ®· dù tÝnh trong chu kú mét n¨m. Mçi ®iÓm trªn ®−êng cong sÏ x¸c ®Þnh trªn trôc hoµnh kho¶ng thêi gian trong mét n¨m mµ dßng ch¶y ®¶m b¶o ®−îc trÞ sè l−u l−îng n−íc Q kh«ng nhá h¬n gi¸ trÞ x¸c ®Þnh ®−îc trªn trôc tung. 3 Q(m /s) Qmax a Qa Qmin t ta= 87 365 ngµy H×nh 2-3: §−êng cong thêi gian ®¶m b¶o n−íc §−êng cong thêi gian ®¶m b¶o n−íc ®¶m b¶o cho kh¶ n¨ng cung cÊp n−íc cña dßng ch¶y tÝnh theo kho¶ng thêi gian xuÊt hiÖn trÞ sè l−u l−îng Q ®· cho trong chu kú
  17. Gi¸o tr×nh Nhµ m¸y Thuû ®iÖn http://www.ebook.edu.vn Ch−¬ng 1 mét n¨m. Th−êng ®−îc ¸p dông ®Ó lËp biÓu ®å kÕ ho¹ch vËn hµnh nhµ m¸y thuû ®iÖn trong chu kú mét n¨m. t P= .100% T 2.2 Hå chøa vμ Cét n−íc cña nhμ m¸y thuû ®iÖn I. Hå chøa cña nhµ m¸y thuû ®iÖn. 1. ý nghÜa. - Hå chøa cã ý nghÜa rÊt quan träng trong viÖc ®iÒu tiÕt dßng ch¶y, ®¶m b¶o chÕ ®é lµm viÖc tèi −u cña nhµ m¸y thuû ®iÖn trong hÖ thèng. Nh»m khai th¸c tèi ®a n¨ng l−îng cña dßng ch¶y tù nhiªn ®ång thêi n©ng cao hiÖu qu¶ kinh tÕ chung trong vËn hµnh hÖ thèng ®iÖn. Ngoµi ra hå chøa cßn cã ý nghÜa lîi Ých tæng hîp: t−íi tiªu, chèng lò, x¶ lò, thuû s¶n, giao th«ng vËn t¶i... Tuú theo ®iÒu kiÖn cô thÓ cña nhµ m¸y dung tÝch hå chøa ®−îc x©y dùng tèi ®a theo hiÖu qu¶ kinh tÕ kü thuËt. 2. Møc n−íc vµ thÓ tÝch hå. a) Møc n−íc d©ng b×nh th−êng, ZDBT (h×nh 2-4). Møc n−íc d©ng b×nh th−êng lµ møc n−íc cao nhÊt cña hå chøa tÝnh ë phÝa th−îng l−u cña ®Ëp, khi ®ã nhµ m¸y thuû ®iÖn vµ c¸c c«ng tr×nh thuû lùc cã thÓ lµm viÖc l©u dµi ®¶m b¶o víi mét ®é dù tr÷ an toµn cÇn thiÕt x¸c ®Þnh bëi nh÷ng ®iÒu kiÖn kü thuËt. VÝ dô: møc n−íc d©ng b×nh th−êng cña nhµ m¸y thuû ®iÖn Hoµ B×nh: 115m. Møc n−íc trong hå rÊt Ýt khi cho d©ng cao qu¸ møc n−íc d©ng b×nh th−êng trõ mét sè tr−êng hîp ®Æc biÖt khi x¶y ra lò lín. ZSC ZDBT ZC H×nh 2-4: Møc n−íc cña hå chøa b) Møc n−íc chÕt, ZC (h×nh 2-4). Møc n−íc chÕt lµ møc n−íc thÊp nhÊt mµ hå cã thÓ ®iÒu tiÕt ®−îc tÝnh ë phÝa th−îng l−u cña ®Ëp, khi ®ã nhµ m¸y thuû ®iÖn cã thÓ vËn hµnh ®Ó ®¶m b¶o cã ®−îc mét c«ng suÊt vµ ®iÖn n¨ng cã lîi nhÊt.
  18. Gi¸o tr×nh Nhµ m¸y Thuû ®iÖn http://www.ebook.edu.vn Ch−¬ng 1 VÝ dô: møc n−íc chÕt cña nhµ m¸y thuû ®iÖn Hoµ B×nh: 80m. Nh− vËy hå chøa kh«ng thÓ ®iÒu tiÕt thÊp h¬n møc n−íc chÕt, sÏ kh«ng cã lîi vÒ kinh tÕ (thùc ra møc n−íc chÕt cßn x¸c ®Þnh bëi nhiÒu yÕu tè: thuyÒn bÌ, t−íi tiªu, ®iÒu kiÖn kü thuËt...). Møc n−íc thÊp sinh ra c¸c bät khÝ trong c¸nh tuabin lµm bÞ rç c¸c c¸nh tuabin. c) Møc n−íc d©ng c−ìng bøc-siªu cao, ZSC (h×nh 2-4). Møc n−íc d©ng c−ìng bøc lµ møc n−íc cao nhÊt cña hå chøa tÝnh ë phÝa th−îng l−u cña ®Ëp, khi ®ã nhµ m¸y thuû ®iÖn cã thÓ vËn hµnh ng¾n h¹n t¹m thêi trong kho¶ng thêi gian thiªn tai lò lôt. VÝ dô: nhµ m¸y thuû ®iÖn Hoµ B×nh quy ®Þnh møc n−íc nµy lµ 118m. d) ThÓ tÝch cã Ých cña hå chøa, VCI. ThÓ tÝch cã Ých cña hå chøa lµ thÓ tÝch n−íc n»m gi÷a hai møc n−íc d©ng b×nh th−êng vµ møc n−íc chÕt cña hå chøa, nã chÝnh lµ thÓ tÝch n−íc mµ hå ®−îc phÐp sö dông ®Ó ®iÒu tiÕt dßng ch¶y trong qu¸ tr×nh vËn hµnh b×nh th−êng cña nhµ m¸y thuû ®iÖn. VÝ dô: Hå Hoµ B×nh, thÓ tÝch cã Ých lµ 90 tû m3. e) ThÓ tÝch chÕt, VC. ThÓ tÝch kh«ng sö dông ®−îc cho s¶n xuÊt ®iÖn n¨ng gäi lµ thÓ tÝch chÕt. f) ThÓ tÝch dù tr÷, VDT. ThÓ tÝch dù tr÷ lµ phÇn thÓ tÝch cña hå chøa n»m gi÷a møc n−íc d©ng b×nh th−êng vµ møc n−íc d©ng c−ìng bøc, ®−îc sö dông vµo chèng thiªn tai, lò lôt. 3. §Æc tÝnh cña hå chøa. Nh÷ng ®−êng ®Æc tÝnh quan träng cña hå chøa n−íc lµ nh÷ng ®−êng sau ®©y: a) §−êng ®Æc tÝnh diÖn tÝch. BiÓu thÞ quan hÖ gi÷a diÖn tÝch mÆt hå vµ møc n−íc trong hå (h×nh2-5a). Z(m) Z(m) ZDBT ZDBT a) b) F1 F (km2) F1 F (km2) H×nh 2-5: §Æc tÝnh diÖn tÝch cña hå chøa Khi bê hå th¼ng ®øng, ®−êng ®Æc tÝnh lµ ®−êng th¼ng song song víi trôc Z vµ c¾t trôc F t¹i mét ®iÓm. Trong tr−êng hîp nµy trÞ sè diÖn tÝch mÆt hå gi÷ mét trÞ sè kh«ng
  19. Gi¸o tr×nh Nhµ m¸y Thuû ®iÖn http://www.ebook.edu.vn Ch−¬ng 1 ®æi trong lóc møc n−íc trong hå thay ®æi (h×nh 2-5b). Lo¹i hå nµy th−êng lµ lo¹i hå nh©n t¹o nhá dïng ®Ó ®iÒu tiÕt ngµy. §−êng ®Æc tÝnh diÖn tÝch ®−îc x¸c ®Þnh trong tµi liÖu thuû v¨n. b) §−êng ®Æc tÝnh dung tÝch cña hå. BiÓu diÔn quan hÖ dung tÝch cña hå chøa vµ møc n−íc trong hå, ®−êng 1 (h×nh 2-6a) trong tr−êng hîp hå chøa cã v¸ch bê th¼ng ®øng, ®−êng ®Æc tÝch dung tÝch lµ mét ®−êng th¼ng nghiªng víi trôc hoµnh mét gãc nµo ®ã (h×nh 2-6b). Z(m) Z(m) ZDBT ZDBT ZC ZC W (km3) W (km3) WC WCI WC WCI a) b) H×nh 2-6: §Æc tÝnh dung tÝch cña hå chøa c) §Æc tÝnh l−u l−îng. Dung tÝch cã thÓ biÓu diÔn b»ng tÝch cña l−u l−îng Q víi mét kho¶ng thêi gian tÝnh to¸n Δt. W = Q.Δt Tõ ®Æc tÝnh dung tÝch (h×nh 2-7), vÏ ®−îc ®−êng ®Æc tÝnh l−u l−îng cña hå Z=f(Q) øng mét trÞ sè Δt nhÊt ®Þnh. §−êng ®Æc tÝnh nµy cßn gäi lµ ®−êng cong ®iÒu tiÕt hå chøa øng víi c¸c Δt kh¸c nhau. Z(m) ZDBT Δt1 < Δt2 < Δt3 Δt3 Δt2 Δt1 Q(m3/s) H×nh 2-7: §Æc tÝnh l−u l−îng cña hå chøa d) §−êng ®Æc tÝnh n¨ng l−îng. BiÓu diÔn mèi quan hÖ gi÷a n¨ng l−îng hå chøa vµ møc n−íc cña hå (h×nh 2-9). N¨ng l−îng cña dung tÝch cã Ých cña hå chøa ®−îc x¸c ®Þnh theo biÓu thøc: E = γ.H 0 .WCI
  20. Gi¸o tr×nh Nhµ m¸y Thuû ®iÖn http://www.ebook.edu.vn Ch−¬ng 1 Trong ®ã: - H0 lµ cét n−íc cña hå chøa. - WCI lµ dung tÝch cã Ých cña hå. - γ lµ träng l−îng riªng cña mét m3 n−íc. §Ó x©y dùng ®−êng ®Æc tÝnh, trªn trôc hoµnh ®é ghi trÞ sè ®iÖn n¨ng nhËn ®−îc khi ®iÒu tiÕt mét líp n−íc cña hå chøa vµ trªn tung ®é ghi chiÒu s©u ®iÒu tiÕt hå chøa. Z(m) ZDBT ZC E (kWh) H×nh 2-9: §Æc tÝnh n¨ng l−îng cña hå chøa II. Cét n−íc cña nhµ m¸y thuû ®iÖn. 1. §Æc tÝnh cét n−íc cña hå chøa. Gi¶ thiÕt møc n−íc ë th−îng l−u kh«ng ®æi, tæn thÊt cét n−íc chØ phô thuéc vµo l−u l−îng cña dßng ch¶y. §Æc tÝnh cét n−íc cña hå chøa (h×nh 2-10a). §−êng 1 biÓu diÔn ZTL víi l−u l−îng Q, ®−êng 2 biÓu diÔn quan hÖ møc n−íc h¹ l−u ZHL víi l−u l−îng Q. Kho¶ng c¸ch gi÷a hai ®−êng cong 1 vµ 2 t¹i dung l−îng Qi lµ trÞ sè cét n−íc lµm viÖc cña nhµ m¸y thuû ®iÖn Hi t−¬ng øng víi mét møc n−íc nhÊt ®Þnh ë th−îng l−u. Z (m) H (m) 1 ZDBT 2 ZTL(Qi) 1 ZDBT ZC Hi ZC ZHL(Qi) Q(m3/s) Q(m3/s) a) 2 b) Qi H×nh 2-10: §Æc tÝnh cét n−íc cña hå chøa
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí
65 tài liệu
2418 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2