ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP khoa NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO MỤC LỤC NGUYỄN VĂN ĐỘ trang LỚP: 49Đ1 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP khoa NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO LỜI NÓI ĐẦU Điện có vai trò quan trọng trong phát triển nhân loại. Nhu cầu điện người ngày tăng với phát triển kinh tế nhu cầu sinh hoạt người. Nhu cầu sử dụng điện cao xã hội phát triển. Nguồn điện chủ yếu nhiệt điện, thuỷ điện, điện nguyên tử giới sử dụng thêm nguồn lượng như: lượng gió , lượng mặt trời … Cũng giới , nước ta điện đóng vai trò quan trọng phát triển kinh tế đất nước. Đáp ứng phát triển nến kinh tế nhu cầu điện ngày tăng. Ở nước ta nguồn lượng thuỷ điện chiếm vai trò quan trọng. Nó chiếm tỷ trọng khoảng 60% công suất hệ thống điện Việt Nam. Nước ta có nguồn thuỷ rào khai thác khoảng 20% trữ lượng lý thuyết. Chính tầm quan trọng tiềm thuỷ điện lớn việc xây dựng công trình thuỷ điện với công suất khác phù hợp với phát triển khu vực quốc gia quan trọng. Và việc xây dựng trạm thuỷ điện tốn đòi hỏi người kĩ sư phải nắm vững kiến thức tầm quan trọng công trình. Để củng cố lại kiến thức học đồng ý nhà trường Hội đồng thi tốt nghiệp khoa Năng lượng, em giao đề tài ‘Thiết kế trạm thuỷ điện XỎNG CON Nội dung đồ án ‘Thiết kế trạm thuỷ điện XỎNG CON em gồm sáu phần sau: Phần I : Tổng quan công trình tài liệu bản. Phần II : Tính toán thuỷ năng. Phần III: Lựa chọn thiết bị cho nhà máy thuỷ điện. Phần IV: Công trình thuỷ công. Phần V : Tuyến lượng. Phần VI : Nhà máy thuỷ điện. Phân VII: Chuyên đề NGUYỄN VĂN ĐỘ trang LỚP: 49Đ1 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP khoa NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH XỎNG CON 1.1 Giới thiệu chung Suối Chà Lạp nhánh cấp I Sông Lam, Lưu vực thủy điện Xoỏng Con có hình nan quạt, dòng chảy theo hướng Tây Nam – Đông Bắc, cửa Suối Chà Lạp hợp lưu với Sông Lam Lũng. Diện tích toàn lưu vực tính đến nhà máy 257.1Km2. Công trình Thủy điện Xoỏng Con nằm khu vực xã Tam Hợp - Huyện Tương Dương - Tỉnh Nghệ An, tuyến công trình nằm cách vị trí biên giới Việt – Lào khoảng 20.5Km hướng đông cách thị trấn Tương Dương 6Km hướng Tây Nam. 1.2 Nhiệm vụ công trình. Dự án thủy điện Xoỏng Con có nhiệm vụ cung cấp điện phục vụ sản xuất sinh hoạt tỉnh Nghệ An khu vực thông qua lưới điện Quốc gia 110 kV. Với diện tích mặt hồ khoảng 0,2 km 2, hồ chứa thủy điện Xoỏng Con nơi thuận lợi để nuôi trồng thủy sản góp phần cải thiện cảnh quan môi trường. Ngoài ra, với quy mô dự án tương đối lớn, vùng dự án lại nằm vùng sâu, vùng xa, giao thông khó khăn, sở hạ tầng chưa có, việc xây dựng dự án góp phần thúc đẩy phát triển kinh tế - xã hội vùng ảnh hưởng dự án. Tài liệu địa hình Tài liệu địa hình sử dụng tính toán dựa đồ vùng lòng hồ tuyến công trình tỷ lệ 1:2000 Công ty cổ phần MCO – Tư vấn Xây dựng đo đạc xuất năm 2008. Đường đặc tính hồ chứa công trình thủy điện Xoỏng Con trình bày bảng bảng 2. BẢNG QUAN HỆ LÒNG HÔ Bảng 1: Đường đặc tính hồ chứa tuyến 1. Z (m) F (103m2) V (106m3) Z (m) 198 0.000 216 200 0.748 0.0005 218 202 4.764 0.0054 220 F (103m2) V (106m3) Z (m) 49.492 0.3484 234 242.21 2.8575 55.274 0.4532 236 277.68 3.377 94.272 0.6010 238 314.95 3.9693 F (103m2) V (106m3) NGUYỄN VĂN ĐỘ 204 6.639 0.0168 222 111.41 0.8064 240 364.20 4.6478 trang 206 12.328 0.0355 224 123.62 1.0414 242 378.03 5.39 208 18.459 0.0660 226 147.11 1.3117 244 403.90 6.1718 210 26.846 0.1111 228 173.07 1.6316 246 448.57 7.0239 212 37.148 0.1748 230 193.43 1.9979 248 460.62 7.9331 LỚP: 49Đ1 214 43.577 0.2554 232 212.22 2.4034 250 473.41 8.8671 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP khoa NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO 2.1 Tài liệu thủy văn a. Dòng chảy năm thiết kế Tại khu vực công trình thủy điện Xoỏng Con trạm đo thủy văn nên đặc trưng mưa, khí tượng thủy văn tính chuyển từ trạm đo Tương Dương, Cốc Nà Con Cuông. Qua tính toán thấy lượng mưa khu vực công trình ơhù hợp với đồ đăng trị mưa khu vực tỉnh Nghệ An. Lượng mưa trung bình tạ khu vực Xoỏng Con Xo = 1436mm. Dòng chảy tháng, năm thiết kế tuyến Xoỏng Con tính trường hợp lưu vực số liệu. Sử dụng phương pháp kinh nghiệm, phương pháp mô hinh hoá phương pháp lưu vực tương tự để tính toán. Các đặc trưng dòng chảy năm thiết kế trình bày bảng 2. Bảng 2: Lưu lượng trung bình năm ứng với tần suất thiết kế tuyến Xoỏng Con Tuyến Tuyến Đặc trưng thống kê Qo CV Cs 9,54 0,384 0,768 Lưu lượng tương ứng với tần suất thiết kế P% 10% 15% 20% 25% 50% 80% 11,97 13,6 12,684 11,4 9,228 6,012 85% 90% 6,516 5,892 Phân phối dòng chảy năm điển hình tuyến đập thủy điện Xoỏng Con Bảng 3. Phân phối dòng chảy năm điển hình tuyến đập Xoỏng Con tuyến P 10% 15% 20% 50% 80% 85% 90% I II III IV V 24,6 49,83 16,42 9,43 24 29,58 22,95 46,45 27,57 15,31 8,78 6 21,67 26,02 8,29 43,86 14,46 22,90 11,25 6,56 9,792 26,7 10,17 29,26 4,30 9,78 6,612 VI VII VIII 4,24 3,81 3,55 3,96 3,74 3,36 3,58 3,26 3,57 2,79 6 3,34 2,60 9,504 27,36 9,144 6,18 4,02 3,24 24,74 3,63 2,92 3,02 2,36 8,604 8,268 5,592 4 5,22 4,87 4,59 3,94 3,45 IX X XI XII Năm 3,93 3,67 3,46 4,06 4,47 4,17 3,93 6,45 3,45 3,22 2,92 7,94 7,40 6,99 5,67 4,42 3,74 13,60 3,49 12,68 11,97 3,3 6,51 9,228 3,33 6,972 2,46 2,29 2,07 4,14 3,12 6,516 3,74 2,82 5,892 b. Đường trì lưu lượng tuyến đập thủy điện Xoỏng Con 1. Đường trì lưu lượng ngày đêm tuyến công trình thuỷ điện Xoỏng Con xác định theo dạng đường trì lưu lượng Cốc Nà sau hiệu NGUYỄN VĂN ĐỘ trang LỚP: 49Đ1 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP khoa NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO chỉnh theo tỷ lệ lưu lượng trung bình nhiều năm lưu vực. Kết tính toán trình bày bảng 5. Bảng 5: Kết tính toán đường trì lưu lượng bình quân ngày tuyến công trình Tuyến Tuyến 1% 79,0 5% 28,9 10% 17,5 15% 13,9 20% 11,11 40 % 6,1 50 % 5,1 60% 4,46 75% 3,70 80% 3,46 85% 3,23 c. Quan hệ Q=f(Z) tuyến nhà máy Đường quan hệ Q=f(Z) tuyến nhà máy xác định công thức thủy lực: Q = V.ω =ω n R 2/3J1/2 Trong : - Q lưu lượng nước (m3/s) - n hệ số nhám, R bán kính thủy lực (m) - J độ dốc mặt nước, ω diện tích mặt cắt ngang Độ nhám n tính theo tài liệu hướng dẫn xác định độ nhám lòng sông thiên nhiên. Độ dốc J lấy theo tài liệu đo đạc mực nước số cấp mực nước. Các trị số R, ω tính theo mặt cắt thực đo. Vì vị trí nhà máy Xoỏng Con chịu ảnh hưởng mực nước thượng lưu hồ phía . Kết tính toán tính toán chi tiết giá trị Q = f(Z) tuyến nhà máy thủy điện Xoỏng Con 1, xem bảng Q(m3/s) Z(m) Q (m3/s) Z(m) 0.837 6.842 41.465 200.319 146,5 148,5 150.5 152,5 154,5 4805, 6064.76 7834.76 8064.71 3 166,5 168,5 170 172,5 513.72 1018.94 1746.40 2697.88 3864.76 155 155,5 156,5 158,5 164,5 9547.452 175 d. Lượng bùn cát hàng năm đến tuyến đập Xoỏng Con Kết lượng bùn cát trung bình nhiều năm đến tuyến công trình trình bày bảng NGUYỄN VĂN ĐỘ trang LỚP: 49Đ1 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP khoa NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO Bảng 8: Kết tính toán bùn cát tuyến đập Tuyến gr/m Tuyến 100 Q (m /s) R(kg/s) Wll(T/n) Wdđ (T/n) 9.54 0.954 30051.6 9015.6 Wbc(T/n) Vbc(m3/n) 33056.4 27865.2 e. Tổn thất - Tổn thất lưu lượng: + Tổn thất bốc hơi: Được tính toán thông qua lượng tổn thất bốc hồ chứa trung bình tháng. + Tổn thất thấm: Gồm thấm qua lưu vực lân cận thấm qua thân, đập hạ lưu. - Tổn thất cột nước: Tổn thất cột nước xác định qua tính toán thủy lực. Bảng 1.4a: Lưu lượng bình quân ngày đêm ứng với P% tuyến (F=240,4km 2) công trình thủy điện Xoỏng Con P% Q P% Q P% Q P% Q 79,08 26 9,036 51 5,052 76 3,636 52,8 27 8,784 52 4,968 77 3,6 40,44 28 8,532 53 4,92 78 3,528 32,52 29 8,16 54 4,824 79 3,516 28,92 30 7,968 55 4,752 80 3,468 26,04 31 7,788 56 4,668 81 3,384 23,28 32 7,536 57 4,608 82 3,348 21 33 7,344 58 4,584 83 3,336 19,44 34 7,092 59 4,524 84 3,264 10 18,24 35 6,972 60 4,464 85 3,228 11 17,04 36 6,78 61 4,404 86 3,168 12 16,08 37 6,648 62 4,368 87 3,144 13 15,24 38 6,468 63 4,296 88 3,072 14 14,52 39 6,336 64 4,272 89 3,036 15 13,92 40 6,18 65 4,176 90 3,012 16 13,2 41 6,072 66 4,128 91 2,928 17 12,72 42 5,904 67 4,08 92 2,892 18 12 43 5,868 68 4,02 93 2,808 19 11,544 44 5,664 69 3,996 94 2,76 20 11,112 45 5,556 70 3,9 95 2,688 21 10,728 46 5,484 71 3,888 96 2,58 22 10,296 47 5,4 72 3,828 97 2,472 23 9,984 48 5,328 73 3,768 98 2,34 24 9,6 49 5,22 74 3,768 99 2,148 25 9,288 50 5,1 75 3,708 100 1,836 NGUYỄN VĂN ĐỘ trang LỚP: 49Đ1 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP khoa NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO Bảng 1.5: Lưu lượng lớn ứng với tần suất P% tuyến đập 0,2% 1725.6 0,5% 1568.4 Tần suất % 1% 1,5% 1442.4 1370.4 1782 1616.4 1483.2 Tuyến Tuyến đập (bậc 1) Tuyến NM Bảng 1.6: ST Các tiêu tính toán T Thành phần hạt Sét ( = = 0.456 m. Do phần móng nhà máy nằm lớp đá cứng nên , Sơ chọn t = m. → ∇m = 147,87 – = 146,87 m. 1.2.2.6 Cao trình sàn Turbin (∇stb) ∇stb = ∇lm + Trong : + ρ ρ ρ max +δ cv max - bán kính tiết diện cửa vào buồng xoắn cv max = 0,516(m). + δ - chiều dày lớp bê tông bảo vệ buồng xoắn; δ = 0.5 (m). ∇stb = 149,17 + 0,516 + 0.5 = 150,19 (m). 1.2.2.7 Cao trình lắp máy phát (∇lmf ) ∇lmf cao trình đáy stato máy phát. Đây khoảng không gian tầng turbin có chiều cao từ cao trình sàn turbin đến cao trình đáy stato máy phát. ∇lmf = ∇stb + h1 + h2 + a NGUYỄN VĂN ĐỘ trang 114 LỚP: 49Đ1 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP khoa NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO Trong : + h1 chiều cao giếng turbin tính từ sàn tuabin đến mặt giá chữ thập mục đích đảm bảo vận chuyển lắp đặt thiết bị thuận tiện cho người vận hành, chọn h1 = (m). + h2 = 0,4 (m) chiều cao giá chữ thập . + a = 0.25 (m): khoảng cách an toàn từ mặt giá chữ thập tới mặt stato máy phát Vậy : ∇lmf = 150,19 + + 0,4 + 0.25 = 152,84 (m). 1.2.2.8 Cao trình sàn máy phát (∇smf) ∇smf = ∇lmf + hst + 0.5 Trong đó: hst - chiều cao stato máy phát, hst = 0,99 m ⇒ ∇smf = 152,84 + 0,99+ 0.5 = 154,33m). Ta Zhlmax = Zhl(Qktlũ ) = 152.5 < ∇smf = 154,33 (m). thoả mãn điều kiện cao trình sàn máy phát phải lớn Z hlmax để không bị ngập nước. 1.3 Kết cấu kích thước phần nước TTĐ Xoỏng Con 1.3.1 Kết cấu phần nước nhà máy thuỷ điện Phần nước nhà máy thuỷ điện tính từ cao trình sàn nhà máy trở lên. Kết cấu kích thước phần nước nhà máy thuỷ điện có liên quan chặt chẽ đến việc bố trí thiết bị gian máy. Tuỳ thuộc vào điều kiện tự nhiên khí hậu ta có sơ đồ kết cấu phần nước sau: + Kết cấu nhà máy thuỷ điện kiểu kín. + Kết cấu nhà máy thuỷ điện kiểu hở. + Kết cấu nhà máy thuỷ điện kiểu nửa hở. Nhà máy thuỷ điện kiểu kín có kết cấu tương tự nhà công nghiệp. Có kết cấu dạng hệ khung, hai bên thượng hạ lưu nhà máy có hệ thống cột để đỡ dầm cầu trục chính, phía có mái che. Nhà máy kiểu kín có ưu điểm lắp ráp sửa chữa thiết bị điều kiện khí hậu. Với khí hậu nơi đặt nhà máy thuỷ điện Xoỏng Con nên sử dụng kết cấu nhà máy thuỷ điện kiểu kín. 1.3.2 Kích thước chủ yếu phần nước nhà máy thuỷ điện 1.3.2.1 Chiều dài nhà máy (L) NGUYỄN VĂN ĐỘ trang 115 LỚP: 49Đ1 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP khoa NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO L = zLđ + Lslr + ∆l + 2t Trong đó: + Lđ chiều dài đoạn tổ máy, Lđ = m. + ∆l kích thước tăng thêm tổ máy cuối cùng, để cẩu trục cẩu van trước turbin lên. Ta thấy Bct = 6.65 m, Ld = m cầu trục hoàn toàn cẩu tổ máy cuối lên. Nhưng để cầu trục kéo van lên cần vị trí móc tới tim van. Xem van đặt cách trục đoạn ρ = 1,2 m nên chọn đoạn ∆l tăng thêm 1m, ∆l = 1m + t chiều dày tường, t = 0.2 m Gian lắp ráp sửa chữa: Gian lắp ráp sửa chữa dùng để lắp ráp thiết bị thời kì xây dựng nhà máy để sửa chữa tổ máy trình vận hành nhà máy. Với mục đích vậy, bố trí gian lắp ráp sửa chữa đầu hồi bên trái nhà máy gần đường giao thông. Chiều rộng gian lắp ráp sửa chữa lấy chiều rộng nhà máy để cẩu trục di chuyển dọc nhà máy đến gian lắp ráp sửa chữa. Chiều dài gian lắp ráp sửa chữa xác định nguyên tắc diện tích gian lắp ráp sửa chữa phải đủ để bố trí toàn thiết bị tổ máy số tổ máy Z10. Với TTĐ Xoỏng Con có số tổ máy diện tích gian lắp ráp sửa chữa phải đủ để bố trí toàn thiết bị tổ máy bảo đảm cho cầu trục hoạt động. Cao trình sàn lắp ráp lấy cao trình đường giao thông. Từ bình đồ ta thấy cao trình sàn máy phát cao trình sàn lắp ráp gần với đường mặt đất tự nhiên nên ta chọn cao trình Nên chiều dài gian lắp ráp: Lslr = (1 ÷ 1.2)Lđ = ( – 8,4 ) m, ta chọn Lslr = m Vậy chiều dài nhà máy là: × × L = + + + 0.2 = 23.4 (m). 1.3.2. Chiều rộng nhà máy: + Tính theo kích thước máy phát: Trong đó: Bk = Dh + 1+ 2+ 2.t Dh - đường kính hố máy phát, Dh = 5.36 m 1, 2 - chiều rộng hành lang lại sàn máy phát, NGUYỄN VĂN ĐỘ trang 116 LỚP: 49Đ1 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP khoa NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO Do máy phát TTĐ kiểu Treo em chọn hình thức cẩu bên. Vậy ta phải bố trí bên phải đủ rộng để cẩu vật di chuyển. 1 = 3.5 m -chiều rộng bố trí để đủ kéo van turbin 2 = m - chiều rộng giới hạn ống hút bề rộng cột t - chiều dày tường, t = 0.2m Thay vào ta có: × Bk = 5.36 + 3,5 + + 0.2 = 11,26 (m) + Tính lại theo nhịp cầu trục: Ta có, nhịp cầu trục chọn: [Lk ] =10.5(m). Chiều rộng nhà máy lúc này: Bk = Lk + 2.B1 + 2.t Trong đó: B1 - khoảng cách từ tim đường ray cầu trục đến tường nhà máy, B1 = 0.3m, t - chiều rộng cột tường phía ray: t = 0.6( m ) × × Bk = 10.5+ 0.3 + 0.6 = 12.3 (m). k Vậy cuối chọn B = 12.3 (m). 1.3.2.3 Cao trình sàn lắp ráp (∇SLR) Dựa vào điều kiện địa hình, giao thông qua lại lợi dùng phần diện tích tổ máy cuối cùng, nên chọn cao trình sàn gian lắp ráp sửa chữa với cao trình máy phát 284.036 m. ∇SLR =∇smf = 154,33 (m). 1.3.2.4 Cao trình cầu trục (∇ct) Để giảm chiều cao nhà máy chọn hình thức cẩu bên, cẩu bên mép thượng lưu. Cao trình cầu trục (∇ct) cao trình đỉnh đường ray cầu trục. ∇ct =∇vcđ + Lmax + h + Ld + a Trong đó: ∇vcđ : Cao trình vật cố định. ∇vcđ = ∇SLR = 154,33 (m). h : Chiều cao móc; h = 0.65 (m). Ld : Chiều dài dây buộc có kể độ dãn dây; chọn Ld = (m). a : Khoảng cách an toàn vật cố định vật di chuyển; chọn a = 0.5 m. Lmax: Chiều dài lớn vật cẩu roto máy phát cộng trục BXCT cộng trục, chiều cao máy biến áp NGUYỄN VĂN ĐỘ trang 117 LỚP: 49Đ1 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP khoa NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO Lmax = max{ LMF+trục , LBXCT + trục, HMBA } + LMF + trục xác định theo công thức: LMF + trục = C + h2 + a + hst + h1 + h3 Với C = 0.9 m - khoảng cách từ đáy giá chữ thập tới mặt bích. h2 = 0.4 m - chiều cao giá chữ thập a = 0.5 m - khoảng cách từ đỉnh giá chữ thập tới đáy sàn lắp máy phát. hst = 0,99 m - chiều cao stato. h1 = 0.4 m - chiều cao giá chữ thập trên. h3 = 0.45 m - chiều cao ổ trục chặn. ⇒ LMF + trục = 0.9 + 0.4 + 0.5 + 0,99 + 0.4 + 0.45 = 3.74 m. +LTB + trục = ∇lmf – ( a + C + h2) - ∇lm + b0/2 + h1 + h2 Với ∇lmf = 152,84 m – cao trình lắp máy phát. ∇lm = 149,17 m – cao trình lắp máy. b0 = 0.16 m - chiều cao cánh hướng nướch + h2 = 0.6 m – tính từ phần TB, khoảng cách từ đáy cánh hướng nước tới đỉnh chóp ống hút ⇒ LTB + trục = 152,84 – (0.9 + 0.5 + 0.4) – 149,17 + 0.08 + 0.6 = 2,55 m. +H = 2/3 HMBA = 3,5 m Vậy Lmax = max( 3,74; 2,55; 3,5) = 3,74 m chon Lmax =3,8 m ⇒ ∇ct = 154,33 + 3,8+ 0.65 + + 0.5 = 160,3 (m). 1.3.2.5 Cao trình trần nhà máy (∇tnm) ∇tnm = ∇ct + H + δat Trong đó: H: chiều cao tính từ ray cầu trục + xe con; H = 3.15 (m) δat: khoảng cánh an toàn; Chọn δat = 0.5 (m) ∇tnm = 160,3 + 3.15 + 0.5 = 163,95 (m) 1.3.2.6 Cao trình đỉnh nhà máy(∇đnm) : ∇đnm = ∇tnm + Hmái k Trong đó: Hmái: Chiều cao mái nhà máy; Hmái = 1/6B = (m). ∇đnm = 163,95 + = 165,95(m). Tất cao trình thể vẽ cắt dọc tổ máy. NGUYỄN VĂN ĐỘ trang 118 LỚP: 49Đ1 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGUYỄN VĂN ĐỘ khoa NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO trang 119 LỚP: 49Đ1 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP khoa NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO CHƯƠNG - CÁC THIẾT BỊ VÀ PHÒNG PHỤ TRONG NHÀ MÁY THUỶ ĐIỆN 2.1 Các thiết bị bố trí nhà máy thuỷ điện 2.1.1 Thiết bị động lực : Thiết bị động lực bao gồm turbin thuỷ lực máy phát điện tổ hợp thành tổ máy trục đứng. Turbin sử dụng nhà máy loại HL240/ D41 có trục nối trực tiếp với trục roto máy phát. Máy phát thuỷ điện máy phát đồng ba pha 2.1.2 Các thiết bị khí nhà máy thuỷ điện : Thiết bị khí TTĐ bao gồm loại cửa van thiết bị nâng chuyển phục vụ cho việc đóng mở lắp ráp sửa chữa. 2.1.2.1 Cửa van cửa ống hút Van loại van phẳng thép. Với TTĐ Xoỏng Con có số tổ máy z = 2, bố trí cửa van cho nhà máy. Việc thao tác cửa van dùng móc kéo phía hạ lưu không đủ phạm vi để bố trí cần trục chân dê 2.1.2.2 Thiết bị nâng chuyển Để phục vụ cho việc lắp ráp, sửa chữa thiết bị nhà máy thuỷ điện ta bố trí cầu trục chạy dọc từ nhà máy sang gian lắp ráp. Như chọn phần thiết bị, cầu trục TTĐ Xoỏng Con cầu trục đơn có sức nâng 50 (T). 2.1.3 Thiết bị điện Thiết bị điện TTĐ bao gồm: dây dẫn điện từ máy phát, máy biến áp chính, trạm phân phối điện, hệ thống điện tự dùng.v.v. a. Máy biến chính. Để giảm chiều cao nhà máy, gian lắp ráp sửa chữa bố trí hố máy biến áp. Vị trí kích thước xem cụ thể hình vẽ. b. Trạm phân phối điện cao thế. c. Bộ phận phân phối điện máy phát. NGUYỄN VĂN ĐỘ trang 120 LỚP: 49Đ1 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP khoa NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO Đối với TTĐ Xoỏng Con bố trí phía thượng lưu nhà máy kết hợp với trạm phân phối điện . 2.1.4 Hệ thống thiết bị phụ Hệ thống thiết bị phụ nhà máy chủ yếu để đảm bảo chế độ vận hành bình thường tổ máy , bao gồm. + Hệ thống điều chỉnh công suất tổ máy bao gồm thiết bị dầu áp lực, tủ điều khiển, động máy tiếp lực, đường ống dẫn dầu áp lực. + Hệ thống khí nén để điều khiển tổ máy hãm máy cắt tải, phục vụ cho thiết bị kiểm tra đo lường dùng để đẩy nước ống hút tổ máy làm việc chế độ bù đồng bộ. + Hệ thống thoát nước tháo cạn nước sửa chữa kiểm tra tổ máy. + Hệ thống cung cấp nước kĩ tuật nhà máy chủ yếu để làm mát máy phát, ổ trục chặn turbin số trường hợp làm mát MBA, bôi trơn ổ trục turbin. 2.1.4.1 Hệ thống dầu a) Tác dụng: Trong nhà máy thuỷ điện sử dụng hai loại dầu dầu bôi trơn dầu cách điện. c) Bố trí phòng chứa dầu : Theo quy phạm quy định bể dầu đặt mặt đất thường không vượt 300 T đất không 50 T, bể dầu nhà máy thường không vượt 100 T. Vì TTĐ Xoỏng Con kho xử lý dầu đặt nhà máy.Với diện tích phòng 9m^2 2.1.4.2 Hệ thống cung cấp khí nén Hệ thống khí nén có nhiệm vụ cung cấp khí nén cho thiết bị như: điều chỉnh Turbin, hệ thống phanh hãm tổ máy, dập tắt hồ quang, cho chế độ chạy bù đồng bộ, ép nước buồng BXCT ống hút, vệ sinh, hút, thổi bụi máy phát. 2.1.4.3 Hệ thống cung cấp nước kỹ thật Tác dụng: Hệ thống cung cấp nước kỹ thuật sử dụng thường xuyên để cung cấp nước cho làm lạnh máy phát, máy biến áp, ổ trục đỡ, ổ trục định hướng máy phát, máy nén khí cứu hoả. Hệ thống cấp nước kỹ thuật bao gồm: NGUYỄN VĂN ĐỘ trang 121 LỚP: 49Đ1 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP khoa NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO Bộ phận lấy nước Bộ phận xử lý nước Bộ phận giảm áp (nếu cần). Đường ống dẫn nước 2.1.4.4 Hệ thống tháo nước tổ máy Tác dụng: Trong trình vận hành, sửa chữa tổ máy cần tiêu bỏ lượng nước rò rỉ hay nước chứa buồng xoắn, ống hút để tạo môi trường làm việc khô ráo, đảm bảo vận hành sửa chữa. Các loại nước tháo bao gồm: Tháo nước sản xuất: Lượng nước sau làm mát máy phát, MBA, bôi trơn ổ trục. Tháo nước tổ máy: Khi sửa chữa định kỳ, sửa chữa cố buồng xoắn, ống hút. Tháo nước rò rỉ: Lượng nước nắp turbin, qua hệ thống nước kỹ thuật, nước thấm qua công trình, qua khớp nối v.v . 2.1.4.5 Hệ thống đo lường nhà máy 2.2 Các phòng phụ nhà máy 2.2.1 Phòng điều khiển trung tâm Toàn tín hiệu thiết bị đo lường kiểm tra nhà máy hệ thống dây cáp dẫn phòng điều khiển trung tâm. Tại ta theo dõi tình hình làm việc trạm thuỷ điện đưa phương án xử lý bị cố. Vì coi trung tâm đầu não nhà máy. Phòng điều khiển trung tâm bố trí phía thượng lưu nhà máy có diện tích 27 m2 2.2.2 Phòng họp bố trí phía thượng lưu nhà máy có diện tích 19 m2 +) phòng a xít có diện tích 15 m2 +)xưởng khí bố trí phía thượng lưu nhà máy có diện tích 29 m2 +) phòng dụng cụ có diện tích 15 m2 Các phòng bố trí vẽ chi tiết. NGUYỄN VĂN ĐỘ trang 122 LỚP: 49Đ1 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP khoa NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO PHẦN VII : CHUYÊN ĐỀ - PHÂN TÍCH KINH TẾ Nlm 6.1 Các số liệu đầu vào Từ giá trị giá trị Nlm giả thiết ta phân tích hiệu kinh tế 6.1.1 Chi phí - Suất đầu tư vào 1(MW) điện 25 tỉ VNĐ - Sơ lấy suất đầu tư vào 1(MW) điện 25 tỉ VNĐ - Vốn đầu tư ban đầu công trình thủy điện Xỏong Con có công suất lắp máy giả thiết 8, 10, 12 (MW) vốn đầu tư ban đầu cho công suất lắp máy : 200, 250, 300 tỉ đồng (chưa kể VAT lãi vay thời gian xây dựng) phân bổ cho năm xây dựng. - Chi phí vận hành bảo dưỡng hang năm (O&M) lấy 0,5(%) vốn đầu tư (theo hướng dẫn 2014/QĐ - BCN Bộ Công nghiệp ban hành ngày 13 tháng năm 2007). - Tổn thất điện tự dùng : 1% - Thời gian xây dựng năm kể năm cho việc chuẩn bị công trường. 6.1.2 Hiệu ích - Hiệu ích mà dự án mang lại tổng điện nhà máy sản xuất bán hàng năm trừ tổn thất điện tự dung là: Eo = 42,747 – 1%.42,747 = 42,32 (triệu kWh ) - Tỷ lệ chiết khấu 10% - Giá bán điện bình quân: 900đồng/kWh Suy : Lợi ích thu từ việc bán điên hàng năm là: B = 42,32.900 = 38,088 (tỷ đồng) - Tuổi thọ kinh tế dự án phân tích 30 năm - Giá trị quy năm bắt đầu bỏ vốn Bảng 6.1: Điện ứng với Nlm N E ( ( M T NGUYỄN VĂN ĐỘ Eo (T r. trang 123 hlm (gi ờ) LỚP: 49Đ1 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP khoa NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO r. K W h) 9, 4 2, 7 3, 7 W ) K W h) 9, 49 80, 13 2, 42 74, 3, 36 44, 72 6.2 Phân tích kinh tế 6.2.1 Phân tích theo NPV Thu nh?p B 29 30 31 32 Th?i gian Chi phí C Hình 6-1: Biểu đồ dòng tiền tệ Công thức : NPV = Trong đó:+ – tổng lợi ích năm quy thời điểm NGUYỄN VĂN ĐỘ trang 124 LỚP: 49Đ1 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP khoa NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO + - tổng chi phí quy thời điểm * Tiêu chuẩn NPVmax (thu nhập ròng max): n NPV = Bt − Ct ∑ (1 + i) t =1 t = B−C → max Trong đó: + Bt: Thu nhập tăng thêm nhờ có dự án năm thứ t + Ct: Chi phí năm thứ t + + B C : Tổng lợi ích quy thời điểm : Tổng chi phí quy thời điểm + i : Tỷ lệ chiết khấu .NPV(10%) i=0,1 . NPV(20%) i=0,2 + n : Số năm phân tích kinh tế dự án Kết tính toán bảng phụ lục: 6.2.2 Tỉ số nội hoàn vốn IRR Tỉ suất thu nhập nội (IRR) hệ số dùng để đánh giá phương án, so sánh lợi nhuận dự án đầu tư. IRR định nghĩa tỉ suất chiết khấu mà giá thu hồi (NPV) khoản đầu tư 0. Để tính Tỉ suất thu nhập nội IRR), người ta tìm Tỉ suất chiết khấu (kí hiệu r) mà Hiện giá NPV 0. Từ bảng (phụ lục ) ta thấy NPV(10%) = 70,06 (tỷ đồng) NPV(20%) = -63,6 (tỷ đồng) 0; B/C = 1,43 > chứng tỏ dự án đầu tư có hiệu kinh tế. Ta thấy IRR = 16,1% > 15% nên dự án mang lại hiệu cao. Và Thủy điện Xỏong Con có nhiệm vụ tăng sản lượng điện cho nước, tăng sản lượng công nghiệp tỉnh, tạo công việc mang lại lợi ích cho người lao động, doanh nghiệp Nhà nước.và có số lợi dụng lắp máy nằm khoảng (3800-4200 h) Đây công trình lợi dụng tổng hợp vừa phục vụ tưới tiêu nông nghiệp vừa phát điện bên cạnh đất nước tình trạng thiếu điện dự án thực góp phần làm giảm tình trạng thiếu điện nước. NGUYỄN VĂN ĐỘ trang 126 LỚP: 49Đ1 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP khoa NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Giáo trình Thuỷ năng, Trường Đại học Thuỷ Lợi. 2. Giáo trình Turbin thuỷ lực, Trường Đại học Thuỷ Lợi. 3. Giáo trình Công trình TTĐ, Trường Đại học Thuỷ Lợi. 4. Tài liệu chọn thiết bị nhỏ TTĐ, Trường Đại học Thuỷ Lợi. 5. Giáo trình NMĐ & TBA, Trường Đại học Thuỷ Lợi. 6. Đồ án môn học Thuỷ Điện, Đại học Xây Dựng. 7. Giáo trình Thuỷ lực T2, T3; Trường Đại học Thuỷ Lợi. 8. Các bảng tính thuỷ lực, Trường Đại học Thuỷ Lợi. 9. TCXDVN 285 : 2002, NXB Xây dựng. NGUYỄN VĂN ĐỘ trang 127 LỚP: 49Đ1 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP khoa NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO LỜI CẢM ƠN Sau 14 tuần làm việc nghiêm túc bảo tận tình cô giáo Th.S NGUYỄN THỊ NHỚ em hoàn thành đồ án tốt nghiệp thiết kế TTĐ Xỏong Con thu kết sau: + Qua trình làm đồ án tốt nghiệp giúp em củng cố hệ thống lại kiến thức học. + Bước đầu làm quen với thực tế thông qua việc thiết kế công trình cụ thể + Cụ thể em hoàn thành đề tài tốt nghiệp hội đồng thi tốt nghiệp trường ĐH THUỶ LỢI giao cho. Qua em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy cô giáo, bạn bè giúp đỡ em thời gian theo học trường . Đặc biệt cô giáo Th.s NGUYỄN THỊ NHỚ người trực tiếp hướng dẫn bảo cho em nhiều trình làm đồ án này. Xin gửi tới người lời chúc sức khoẻ,hạnh phúc. Do kiến thức hạn chế , chưa có kinh nghiệm thực tế nên đồ án không tránh khỏi có sai xót. Rất mong nhận góp ý bảo quý báu thầy cô bạn để em có thêm kiến thức sau . Một lần xin chân thành cảm ơn. Hà Nội tháng 11 năm 2011 Sinh viên Nguyễn Văn Độ NGUYỄN VĂN ĐỘ trang 128 LỚP: 49Đ1 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP khoa NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO PHỤ LỤC NGUYỄN VĂN ĐỘ trang 129 LỚP: 49Đ1 [...]... 93 92 91 90 89 88 87 86 85 84 83 82 81 80 79 78 77 76 75 74 73 72 71 hw Qtd Zhlx Ztlx 0,465 3,84 15 1,50 244,97 0,46 3,88 15 1,50 243,96 0,455 3,92 15 1, 51 242,96 0,45 3,97 15 1, 51 2 41, 96 0,445 4, 01 1 51, 51 240,95 0,44 4,06 15 1, 51 239,95 0,435 4 ,11 15 1, 51 238,95 0,43 4 ,15 15 1,52 237,95 0,425 4,20 15 1,52 236,94 0,42 4,25 15 1,52 235,94 0, 415 4,30 15 1,52 234,94 0, 41 4,36 15 1,52 233,93 0,405 4, 41 1 51, 53 232,93... 313 2.98 13 722446.9 12 228 0 .11 1 4.5368 2.3794 2 31. 8 0. 210 31 0.00454 0.00499 4.67607 15 2.09 79. 715 313 1 .13 13 714 332.6 14 226 0.026 4.6 218 2.3369 2 31. 2 0.20 911 0.00446 0.00496 4.6 815 9 15 2 .13 79.075 310 9.65 13 620275.5 16 224 0.0 01 4.6468 2.3244 2 31. 04 0.20875 0.00444 0.00495 4.683 21 152 .17 78.875 310 2.86 13 590535.6 17 223 0.0005 4.6473 2.32 415 2 31. 04 0.20875 0.00444 0.00495 4.68324 15 2. 21 78.835 310 1. 31. .. 0.007 41 0.00736 4.479 61 1 51. 89 85. 815 3229 .11 14 143483.5 4 236 1. 998 2.6498 3.3229 235.8 0.27554 0.00634 0.00653 4.55269 15 1.93 83.875 3207.6 6 234 1. 177 3.4708 2. 912 4 234.3 0.2456 0.00556 0.00582 4.606 41 1 51. 97 82.335 318 5.86 13 954046.5 8 232 0.6 01 4.0468 2.6244 233 .1 0.22637 0.005 01 0.00537 4.64405 15 2. 01 81. 095 316 3.52 13 856 217 .4 10 230 0.302 4.3458 2.4749 232.02 0. 215 03 0.00472 0.00 510 4.66363 15 2.05... 4,46 15 1,53 2 31, 93 0,395 4,52 15 1,53 230,92 0,39 4,58 15 1,53 229,92 0,385 4,64 15 1,53 228,92 0,38 4,70 15 1,54 227,92 0,375 4,76 15 1,54 226, 91 0,37 4,83 15 1,54 225, 91 0,365 4,89 15 1,54 224, 91 0,36 4,96 15 1,54 223,90 0,355 5,03 15 1,55 222,90 Tính toán thử dần tìm được Qmin = 4,05 (m3/s) và H max = 88,2 m II.2.3 Xác định các thông số cột nước của trạm thủy điện: NGUYỄN VĂN ĐỘ trang 19 LỚP: 49 1 ĐỒ... D 1tc n' 1THmax = =0,724 =1, 162 (v/f) ⇒ n' 1MH max = n' 1TH max −Δn' 1 1000.0,8 88,2 = n' 1THmin = =85 ,18 => n’1Mhmax=85 ,18 -0,975=84,02 n tc D 1tc H mint +) ( v/f) ⇒ n' 1MH min = n' 1TH min −Δn' 1 1000.0,8 81, 7 n’1THmin = +) n' 1THt  =88,5=> n’1Mhmin=88,5-0,975=87,52 n tc D 1tc NGUYỄN VĂN ĐỘ Ht ⇒ ( v/f) n '1 MH t n '1 TH t trang 27  Δn '1 LỚP: 49 1 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP khoa NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO 10 00.0,8... ηmf Nmax= / Q 1= / Q 2= / Q 3= / Q 4= / Q 5= 10 2.0,95 = =5,26 N min 3/ 2 9, 81 ηtb D12 H min 3000 9, 81 0,89 0,8 2. 81, 7 3 / 2 = N min 3/ 2 9, 81 ηtb.D12 H max 3000 9, 81 0,89 0,8 2.88,2 3 / 2 = N max 3/ 2 9, 81 ηtb.D12 H max N max 3 9, 81 ηtb.D12 H tt / 2 N max 3/ 2 9, 81 ηtb.D12 H min = =1, 13 5260 9, 81 0,89 0,8 2.85 ,13 / 2 = =1, 149 5260 9, 81 0,89 0,82. 81, 7 3 / 2 = H max +) =0,648 5260 9, 81 0,89 0,8 2.88,2... n 1Mtt = n 1tt − Δn 1 =86,72-0,975=85,74 Lưu lượng dẫn suất tại điểm tính toán của Turbin mẫu: Q' 1Mtt = 5,26 .10 3 9, 81 0,89 0,8 2.85 ,1 85 ,1 N tb 2 9, 81. η tt D 1tc H tt H tt = =1, 149 Tương tự tính toán cho phương án 3 tổ máy Bảng 3-3 z 2 3 n'1tt 86,72 75,88 n'Mtt 85,74 74,95 Q'1Mtt 1, 149 1, 042 Đưa n’1M tt =85,74 và Q’1M tt =1, 149 lên đường ĐTTHC xem điểm tính toán có nằm trong phạm vi cho phép, kết... Tính điện lượng NGUYỄN VĂN ĐỘ max =n.730 (kWh) trang 11 (n=6) LỚP: 49 1 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP hct mnc Vc Vhi Vtb khoa NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO Ztl (10 ^6m^3) (10 ^6m^3) (10 ^6m^3) Ftb Qth Qbh Qtd Zhl (10 ^6m^3/s) (10 ^6m^3/s) (10 ^6m^3/s) Hmk Ntdmk Emk (m) (m) m (km^2) m m MW kW.h 0 240 4.6478 0 4.6478 240 0.364 21 0.00887 0.00864 4.37949 15 1.87 88 .13 3242 .1 14200 415 .3 2 238 3 .11 7 1. 5308 3.8824 237.7 0. 310 55... là: Q’IM =11 2 (l/s), ηM = 0,89 (%) Bảng 3 -1 z Ntb D1tt D1tc 2 5,26 0,83 0,8 3 3,5 0,68 0,7 Chọn D1tc = 0.8 m Các kích thước khác của Turbin: D0 = 1. 2D1 = 0,96 m D2 = 0.95 D1 = 0,76 m Db = 1. 4 D1 = 1, 12 m Da = 1. 69D1 = 1, 35 m b0 = 0.25 D1 = 0.2 m Z0 = 24 2 .1. 2 Xác định số vòng quay đồng bộ n ( v/ph) Số vòng quay đồng bộ của turbin được tính theo công thức: NGUYỄN VĂN ĐỘ trang 24 LỚP: 49 1 ĐỒ ÁN... TẠO 10 00.0,8 85 ,1 n’1THtt = =86,72=> n’1MHtt=86,72-0,975=85,74 A(724;87,52) B (11 49;87,52) C (11 62;85,74) D (11 30;84,02) E(648;84,2) Bảng 3-4 z n'1THmax n'1THmin n'1MHmax n'1MHmin Sau khi tính được n’1Mhmin, n’1Mhmax 2 3 85 ,18 74,53 86,72 75,88 84,02 73,6 85,74 74,95 và QI’(Hmax), QI’(Hmin) ta đưa lên đường đặc tính tổng hợp chính ta thấy turbin làm việc trong vùng hiệu suất cao Với những kết quả kiểm tra . t1IIp IGE ZC1Zg B It1IB p t1gp B1BZI u1wC p w1uf B w1fg B I1gt B I1uB w1uf B u1uI p w1ww B B1tgI IHE t1fCu Ig1wB t1Zuu B1Zp u1CI w1Iu w1wu p I1BC u I1It I w1II p u1Zu w1ZI B1fZB JGE p1BCu Iu1gu u p1IBp f1ftI w1Bw B I1tI p w1CI u I1wB u I1Cg B I1tI p w1gu u. q- tw C1uBf w1pu ZfZ1fC Iuu1tg tI C1uB w1pp ZfZ1fC Iuw1tB tZ C1uff w1tI ZfZ1fZ IuI1tB tC C1uf w1tg ZfZ1fZ IuZ1tB pt C1uuf u1CZ ZfZ1fZ IuC1tf pp C1uu u1CB ZfZ1fZ Iwt1tf pg C1uwf u1ZZ ZfZ1fZ Iwp1tf pB. Iwp1tf pB C1uw u1Zf ZfZ1fI Iwg1tf pf C1uIf u1IC ZfZ1fI IwB1tu pu C1uI u1If ZfZ1fI Iwf1tu pw C1uZf u1wC ZfZ1fI Iwu1tu pI C1uZ u1wB ZfZ1fI Iww1tw pZ C1uCf u1uZ ZfZ1fw IwI1tw pC C1u u1uB ZfZ1fw IwZ1tw gt