trêng ®¹i häc thuû lîi

VIỆN ĐÀO TẠO VÀ KHOA HỌC
ỨNG DỤNG MIỀN TRUNG

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

THỦY ĐIỆN
THIẾT KẾ TTĐ ĐIỀU TIẾT NĂM
HỒ HUỘI QUẢNG
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

: T.S NGUYỄN VĂN NGHĨA

SINH VIÊN THỰC HIỆN

: Đặng Trần Tuân

LỚP

: NT22C

Ninh Thuận, 04 – 2017

SVTH: Đặng Trần Tuân

1


trêng ®¹i häc thuû lîi

ĐỒ ÁN MÔN HỌC THUỶ ĐIỆN
Họ và tên sinh viên: Đặng Trần Tuân
lớp : NT22C
Tên đề tài:
Phương án: 1 ; MNDBT = 371(m) ; Ptk= 90%
Phần 1. Tài liệu cho và yêu cầu tính toán
1. Tài liệu cho
1.1. Quan hệ hồ chứa : Z = f(F,V)
Z, m

295

300

305

310

315

320

325

330

335

340


0

0.02

0.03

0.05

0.09

0.17

0.41

0.54

1.21

2.32
18.1

F, km2
6

v, 10 m

3

Z, m
F, km2

6

v, 10 m

3

0

0.04

0.18

0.39

0.7

1.4

2.8

5.2

9.5

345

350

355


360

365

370

375

380

385

3.46

4.46

5.63

6.63

7.57

8.7

9.59

10.53

11.6


32.5

52.2

77.4

108

143.5

184.2

229.8

280.1

335.4

1.2. Quan hệ hạ lưu nhà máy : Zhl = f(Q)
Q, m3/s

18.68

22.62

26.66

31.27

43.57


63.12

92.1

128.51

210.52

186.68

186.74

186.79

186.85

186.96

187.07

187.18

187.29

187.51

1051.42

1220.87


1407.22

1603.61

1806.65

2030.33

2278.34

2529.84

2779.29

189.05

189.27

189.49

189.71

189.93

190.15

190.37

190.59


190.81

Q, m /s

302.69

405.03

510.13

623.44

747.74

890.37

Zhạ

187.73

187.95

188.17

188.39

188.61

188.83


3039.84

3314.54

3591.91

3893.22

4201.25

191.03

191.25

191.47

191.69

191.9

Zhạ
3

Q, m /s
Zhạ
3

3


Q, m /s
Zhạ

1.3. Quan hệ tổn thất cột nước : hw = f(Q)
Hw, m
3

Q, m /s

0.85

2.362

5.315

10.417

120

200

300

420

1.4. Quan hệ tổn thất bốc hơi
Tháng
∆Z (mm)

VI

12.4

VII

VIII

11.8

9.9

IX
10.5

X
11.8

XI
10.7

XII

I

11.7

II
13.2

III
16.3


22.1

IV
20.8

V
18.8

1.5. Tài liệu bùn cát
Hàm lượng bùn cát : = 150 g/
Dung trọng bùn cát : γ = 1.3 tấn/
Hệ số lắng đọng bùn cát : k = 0.6
Tổng lượng nước: W0 = 2621.985x106 m3


(m3)

1.6. Tuổi thọ công trình
T = 50 năm

SVTH: Đặng Trần Tuân

2


trêng ®¹i häc thuû lîi

1.7. Tài liệu thủy văn
Bảng lưu lượng bình quân tháng của 3 năm điển hình.

Tháng
Nắm kiệt TK

VI

VII

VII

IX

X

XI

XII

I

II

III

IV

V

89.845 216.24 175.79 86.001 79.575 46.676 22.636 19.21 13.37 12.02 14.492

20.558


P=50%

177.14 203.19 223.87 168.41

35.893

P=10 %

120.52 516.19

132.26

139.5

47.03 63.122 26.239 15.79 13.57 12.92 20.892
4
134.59 51.352 27.973 36.569 21.46 18.23 11.83 21.961

2. Yêu cầu tính toán
2.1. Tính toán thủy năng, xác định các thông số cơ bản của TTĐ
2.2. Xác định loại thiết bị và kích thước của chúng
2.3. Thiết kế nhà máy thủy điện ( xác định các cao trình, các kích thước. Thể hiện trên 3 bảng
vẽ)

SVTH: Đặng Trần Tuân

3



trêng ®¹i häc thuû lîi

PHẦN 1 : THỦY NĂNG
I. Xác định MNC hay
1.Xác định

:

:

a. Theo điều kiện làm việc của tuabin :
trong đó Hmax = MNDBT - Zhlmin
Ứng với Qmin= 83.24 Tra quang hệ Q ~ Z ta được : Zhlmin(Qmin)= 187.14 (m)
 Hmax = 371 – 187.14 = 183.85 (m)

b. Theo điều kiện bồi lắng hồ chứa :

Trong đó :

Tra đường qua hệ V~Z của lòng hồ ta tìm được cao trình bùn cát lắng đọng trong 50 năm: =>

h1: Chiều cao đảm bảo không khí không chui vào đường ống áp lực h 1=(0.5 2)m. Chọn h1=
0.5 m
h2: Chiều cao để bùn cát không bị cuốn vào đường ống h2=(0.5 2)m. Chọn h2=0.5m
D: Chiều cao cửa lấy nước.
+ Xác định D.
Giả sử cửa lấy nước có tiết diện HCN BxD = FCLN
FCLN =

trong đó QCLN =


Tra biểu đồ (Z ~ V), ứng với MNDBT = 371 =>

SVTH: Đặng Trần Tuân

x106(m3)

4


trêng ®¹i häc thuû lîi
ứng với Z = MNDBT - h TB
= 371 – 61.28 = 309.72 m. Tra biểu đồ (Z ~ V) => Vc = 0.39.106
ct
(m3)


Tk= 7 tháng,

= 2.63.106
(m3/s)


ZCLN: Số cửa lấy nước sơ bộ chọn 2
VCLN=(0.5 1.2)m/s chọn = 1 m/s
 QCLN=

Vậy chọn sơ bộ D= 4m
 MNCbl = 357.16 + 0.5 + 4 + 0.5 = 362.16 (m)



 MNCcf = MNDBT = 371 – 8.84 = 362.16
cf
Tra biểu đồ (Z ~ V) với MNC = 362.16 => Vccf = 122.2.106 m3
=> Vcfhi = Vtp – Vccf = 193.32.106 – 122.2.106 = 71.12.106
=> =
Vậy 0.02

=> Điều tiết năm

2. Xác định
: xác đinh bằng cách lập bảng
Cách tính:
Giả thiết hctgt trong khoảng: 0 ÷ hctCF
MNC = MNDBT – hctgt
noisuy
Tra bảng quan hệ MNC →Vc
Dung tích hữu ích: Vhi = Vtp - Vc
1
Dung tích trung bình: V = Vc + Vhi
2
-

Lưu lượng tự nhiên mùa kiệt trung bình của năm TK:

-

Lưu lượng phát điện trung bình mùa kiệt:

-


Mực nước TL trung bình mùa kiệt:

= Z(

-

Mực nước HL trung bình mùa kiệt:

= Zhl(

-

Tổn thất cột nước trên đường ống áp lực trung bình mùa kiệt:
hệ Q

-

(m3/s)

=
. Tra quan hệ V

Z

). Tra quan hệ Q

Zhl
= hw(


w

tra quang

hw
w

. Trong đó k= 8.5 8.9 với thủy điện trung bình và lớn. chọn k = 8.5
trong đó: Tmk là số giờ mùa kiệt

SVTH: Đặng Trần Tuân

5


trêng ®¹i häc thuû lîi

SVTH: Đặng Trần Tuân

6


trêng ®¹i häc thuû lîi

(m)
1
2
3
4
5

6
7
8
8.84

MNC
(m)
370
369
368
367
366
365
364
363
362.16

(m3)
184.2
176.06
167.92
159.78
151.64
143.5
136.4
129.3
122.2

(m3)
9.12

17.26
25.4
33.54
41.68
49.82
56.92
64.02
71.12

(m3/s)
21.28
21.28
21.28
21.28
21.28
21.28
21.28
21.28
21.28

(m3/s)
21.77538
22.21753
22.65968
23.10184
23.54399
23.98614
24.3718
24.75746
25.14312


(m3)
188.76
184.69
180.62
176.55
172.48
168.41
164.86
161.31
157.76

(m)
370.83
370.38
369.56
369.06
368.56
368.06
367.62
367.18
366.75

(m)
186.727
186.733
186.74
186.746
186.751
186.757

186.761
186.766
186.771

(m)
0.1542
0.1573
0.1605
0.1636
0.1667
0.1699
0.1726
0.1753
0.178

BIỂU ĐỒ QUAN HỆ

SVTH: Đặng Trần Tuân

7

(m)
183.9488
183.4897
182.6595
182.1504
181.6423
181.1331
180.6864
180.2387

179.801

và

(kW)
34047.22
34651.85
35181.56
35768.07
36350.96
36929.81
37431.05
37929.14
38426.44

(kWh)
173981306
177070971
179777757
182774856
185753424
188711329
191272643
193817917
196359112


trêng ®¹i häc thuû lîi
Nhìn vào biểu đồ ta thấy đường quan hệ tăng dần cho tới hct = 8.84 (m) tương ứng với
max = 196359112 (kWh) do vậy ta chọn

MNC0 = MNDBT -

= 8.84 (m)

= 371 – 8.84 = 362.16 (m)

II. Xác định công suất bảo đảm Nbđ
Công suất đảm bảo là công suất bình quân thời đoạn tính toán theo khả năng của dòng
nước ứng với tầng suất thiết kế. Công suất bảo đảm quyết định khả năng tham gia cân bằng
công suất của Trạm Thủy Điện. Việc xác định công suất bảo đảm N bđ dưạ trên biểu đồ phụ tải.
Nhưng ở đây ta không có biểu đồ phụ tải, vì vậy ta chọn công suất bảo đảm N bđ chính bằng
công suất lớn nhất mà khả năng dòng chảy có thể cung cấp được:

Nbđ =

max =38426.44 (kW)

III. Xác định công suất lắp máy của TĐĐ: 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÷5)Nbđ
 Nlm= 2.38426.44 = 76852.88 (kW)
IV. Xác định điện năng trung bình nhiều năm E0 và số giờ sử dụng công suất lắp máy hNlm
Tính toán thủy năng cho TTĐ điều tiết năm: Lập bảng tính toán cho 3 năm điển hình

Các thông số cơ bản cuả trạm thuỷ điện:
MNDBT : 371 m ,

SVTH: Đặng Trần Tuân


x106(m3)

8


trêng ®¹i häc thuû lîi

SVTH: Đặng Trần Tuân

9


trêng ®¹i häc thuû lîi

SVTH: Đặng Trần Tuân

10


trêng ®¹i häc thuû lîi

SVTH: Đặng Trần Tuân

11


trêng ®¹i häc thuû lîi
1. điện năng trung bình nhiều năm E0
E0 =


kWh

2. số giờ sử dụng công suất lắp máy hNlm
hNlm=

4495 (h)

V. Xác định các cột nước đặt trưng:
1. cột nước lớn nhất: Hmax
Hmax = MNDBT – Zhlmin – hw = 371 - 187.14 – 0.678 = 183.182 (m)
2. Cột nước bình quân : Hbq
Hbq=
3. Cột nước tính toán: Htt
Htt = (0.9

0.95)Hbq = 0.9.178.06 = 160.25 (m)

4. Cột nước nhỏ nhất Hmin
Hmin = MNC Lập bảng tính: MNC = 362.16
Hx
Qx
Z hlx
hwx
Ztlx
160 59.90087
187.05
0.59
406.95
123 52.52011

186.64
0.52
362.16
Vậy Hmin = Hx ( Ztlx = MNC) = 123 (m)

SVTH: Đặng Trần Tuân
12


trêng ®¹i häc thuû lîi

PHẦN 2 : LỰA CHỌN THIẾT BỊ CHO TTĐ
.

I.Chọn số tổ máy
Số tổ máy được chọn là z = 3
Công suất của tuabin
Ntb =

kW = 26.965 MW

Trong đó ηmf = 0,95 ÷ 0,98. Chọn ηmf = 0,95
II.Chọn loại tuabin:

1. Dựa vào số liệu tính toán thuỷ năng ở trên ta thấy chênh lệch cột nước thượng hạ
lưu tương đối lớn (Htt = 160.25 m), do đó ta chọn loại tuabin phản kích.
Dựa vào tài liệu thủy năng đã tính toán với (H max ÷ Hmin) = (183.182 ÷ 123). Tra hình
giáo trình tuabin thuỷ lực được các thông số sau: Tua bin phản kích, tâm trục
-


Kiểu bánh xe công tác : PO75/702
Q’1 = 1150 (l/s)

2. Tính toán các kích thước cơ bản của tuabin:
+ Đường kính bánh xe công tác: D1=

=

Chọn D1 = 4.5 (m)
+ Xác định số vòng quay đồng bộ: n

n=

nI' . H bq
D1

Trong đó:
+ Hbq = 178.06 là cột nước bình quân
+ nI' là số vòng quay quy dẫn tính toán của tuabin

ηTmax = 1 - (1 − ηM max ).5

DlM
; DlM = 0,46 (m), D1T = D1 = 4,5 (m)
DlT
'
nIM
= nI' (ln) + (2 ÷ 5) (v/ph)

SVTH: Đặng Trần Tuân

13


trờng đại học thuỷ lợi
'
'
V nI (tu ) = nI (ln) l s vũng quay quy dn cú li nht c tra bng (8-1) giỏo

'
trỡnh tuabin thy lc vi kiu tuabin PO75 ta c nI (ln) = 70 (v/ph)
'
nIM
= 70 + 2 = 72 (v/ph).

T

= 70 (v/ph) v Q'I = 1150 (l/s) ca tuabin PO75/702 tra trờn ng

TTHC giỏo trỡnh tuabin thy lc ta c Mmax = 0,89.
Tmax = 1 - ( 1 0,89 ) . 5

0, 46
= 0,93
4,5

0,93
nI' = 70.
1ữ
0,89 ữ = 1,56 (v/ph)



'
'
nIT
= nI' + nIM
= 1,56 + 72 = 73,56 (v/ph)

n=

= 218.128 (v/ph)

Chn s vũng quay ng b: n=

; trong ú p s cp cc t ca mỏy phỏt

P= 12 => n= 250
P= 13 => n= 230.77
P= 14 => n= 214.28
Vy chn n = 250 ng vi p= 12 cp cc t.
-

+ Xỏc nh chiu cao hỳt:
Hs =

= 13.94 m

Chn Hs [Hs], Hs (-8,3) chn Hs = 13 (m)
+ Xỏc nh cao trỡnh lp mỏy: lm = Zhlmin + Hs + bo/2
bo/2 =


bo .D1 0,3.4,5
=
= 0,675 (m)
2
2

lm = 187.14 + 13.94 + 0.675 = 201.755 m

III. Xỏc nh loi bung xon v tớnh kớch thc ng bao ngoi ca bung
xon
+ Xỏc nh loi bung xon:
Vi Hmax = 183.85 (m), NT =

MW, cn c vo hỡnh 5.1/84 giỏo trỡnh

tuabin thy lc ta chn bung xon kim loi cú tit din hỡnh trũn v max = 345
+ Tớnh toỏn kớch thc ng bao ngoi
-Vn tc nc ti ca vo c xỏc nh theo cụng thc sau:

SVTH: ng Trn Tuõn
14


trờng đại học thuỷ lợi

Trong ú: k = 0,8 ữ 1,1 chn k = 1
vcv= 1

= 12.658 (m/s)


-Lu lng tớnh toỏn ca tuabin c tớnh theo cụng thc:
Qtt = D12 .Q 'I . H tt

D1 = 4,5 (m)
QI (B) = 1,04 (m3/s)
Qtt= 4.52.1.04.

= 266.598 m3/s
(m3/s)

- Lu lng ti ca vo:

(m2)

- Din tớch bung xon ti mt ct ca vo:

- Bỏn kớnh ca vo:
- ng kớnh ngoi ca bung xon ti ca vo:
rcv = ra + 2 cv = 3,475 + 2.2,377 = 8.23 (m)

Xỏc nh kớch thc ti cỏc tit din ng vi i:

-

C=
i =

i

+ 2.ra . i

c
c

ri = ra + 2 i

Gi thit: i i Ri
STT



/C

2ra/C

1

0

0,00

0,00

2

15

0,02

3


30

4

2ra / C



2

r

0,00

0,00

0,00

3,48

0,14

0,37

0,44

0,88

4,35


0,04

0,27

0,52

0,63

1,26

4,74

45

0,06

0,41

0,64

0,79

1,58

5,05

5

60


0,08

0,55

0,74

0,92

1,84

5,32

6

75

0,10

0,69

0,83

1,04

2,09

5,56

7


90

0,13

0,9

0,95

1,16

2,31

5,79

8

105

0,15

1,04

1,02

1,26

2,52

6,00


SVTH: ng Trn Tuõn
15


trêng ®¹i häc thuû lîi
9

120

0,17

1,18

1,08

1,36

2,72

6,20

10

135

0,19

1,32

1,45


1,46

2,91

6,39

11

150

0,21

1,46

1,20

1,55

3,10

6,57

12

165

0,24

1,66


1,28

1,64

3,27

6,75

13

180

0,26

1,80

1,34

1,72

3,44

6,92

14

195

0,28


1,94

1,39

1,80

3,61

7,08

15

210

0,30

2,08

1,44

1,89

3,77

7,25

16
17
18

19
20
21
22
23
24

225
240
255
270
285
300
315
330
345

0,32
0,35
0,37
0,39
0,41
0,43
0,46
0,48
0,50

2,22
2,43
2,57

2,71
2,85
2,98
3,19
3,33
3,47

1,49
1,55
1,60
1,64
1,68
1,72
1,78
1,82
1,86

1,96
2,04
2,12
2,19
2,26
2,33
2,35
2,37
2,377

3,93
4,08
4,23

4,38
4,52
4,66
4,70
4,74
4.75

7,40
7,56
7,71
7,85
8,00
8,14
8,18
8,20
8,23

IV.Xác định kích thước ống hút:

Tác dụng của ống hút là dẫn nước sau khi ra khỏi bánh xe công tác trở về hạ lưu.
Tận dụng cột nước địa hình Hs khi thiết bị tuabin đặt cao hơn mực nước hạ lưu.
Thu hồi một phần động năng sau khi ra khỏi bánh xe công tác.
Tra bảng 6-5 được các kích thước ống hút cong dùng cho tuabin tâm trục PO75

SVTH: Đặng Trần Tuân
16


trêng ®¹i häc thuû lîi


Bảng 6.5 Các kích thước cơ bản ống hút cong dùng cho tuabin tâm trục, đơn vị - m

STT

Tên loại

1

Kiểu bánh xe công tác

2

Kiểu ống hút

Kích thước đơn
vị

Kích thước quy
đổi

PO75
4H

3

h/D1

2,5

2,5


4

D1

1,0

4,5

5

h

2,5

11,25

6

L

4,5

20,25

7

B5

2,74


12,33

8

D4

1,352

6,084

9

h4

1,352

6,084

10

h6

0,670

3,015

11

Lk


1,75

7,875

12

h5

1,31

5,895

Tra bảng 6.3 ta có:
Bảng 6.3 Kích thước cơ bản của khuỷu số 4, đơn vị - m

SVTH: Đặng Trần Tuân
17


trêng ®¹i häc thủ lỵi
Kiểu
Khuỷ
u
4H

D4

h4


B4

Lk

h6

a

R6

a1

R7

a2

R8

6,08
4

6,08
4

12,3
3

7,87
5


3,01
5

2,191
5

5,2
2

6,65
1

3,937
5

0,481
5

3,51
9

V. Thiết kế kích thước máy phát
Di
845
=
= 5,6 > 5 ⇒ Chọn máy phát kiểu ô
la
150

Dg – Đường kính giếng tuabin được xác định theo điều kiện thiết kế cụ thể, sơ bộ

có thể lấy bằng đường kính trong Db của stator tuabin. Dg = 6 (m)
Kích thước cụ thể của máy phát được thể hiện ở bảng sau:

TT

Bộ phận

1

Stator

2

Giá chữ thập trên

3

Giá chữ thập dưới

4

Ổ trục chặn

5

Chóp MF

6

Hố MF


Thơng số
Đ.k ngồi lõi thép
Chiều cao MF
Đường kính MF
Chiều cao
Đường kính
Chiều cao
Đường kính
Khoảng cách
Khoảng cách trục
Chiều cao
Đường kính
Chiều cao
Đường kính
Đường kính
Chiều dày máy làm phát
Khoảng cách đi lại

Kí hiệu
Da
hst
Dst
h1
D1
h2
D2
a
C
h3

D3
ho
do
Dh
t
b

Máy phát kiểu ơ
9 (m)
2,25 (m)
1067 (cm)
84,5 (cm)
1067 (cm)
1,5 (m)
6,4 (m)
0,5 (m)
1 (m)
169 (cm)
422 (cm)
0,5 (m)
169 (cm)
1267 (cm)
0,35 (m)
0,6 (m)

Chọn thiết bị nâng cẩu
Grơto + trục = Gp = 440 (Tấn)
Gtuabin tâm trục = GTT = k 2 .D1a .H b = 17,4.4,50,49.56,230,16 = 69 (Tấn)
2


2

Trong đó k2, a2, b2 phụ thuộc vào cột nước. Tra giáo trình tuabin thủy lực trang
198 ứng với cột nước trong khoảng (45 ÷ 300) m ta được:

SVTH: Đặng Trần Tn
18


trêng ®¹i häc thuû lîi

k2 = 17,4
a2 = 0,49
b2 = 0,16
D1 – Đường kính bánh xe công tác, D1 = 4,5 (m)
H – cột nước (m), để thiên về an toàn ta chọn H = Hmax = 56,23 (m)
Gvc = max(Gp, GTT) = 440 (Tấn)
⇒ Gnâng = 1,1.Gvc = 1,1.440 = 484 (Tấn)

VI.Lựa chọn nhà máy thủy điện
Khái niệm chung
Nhà máy thủy điện là công trình thủy công trong đó bố trí các thiết bị động lực
(tuabin, máy phát điện) và các hệ thống thiết bị phục vụ cho sự làm việc bình thường
của các thiết bị chính nhằm sản xuất ra điện năng cung cấp cho các hộ dùng điện.
Yêu cầu đối với nhà máy thủy điện
Các thiết bị bố trí trong nhà máy thủy điện phải đảm bảo cho việc vận hành tiện
lợi và an toàn, cả trong trường hợp sửa chữa và thay thế.
Các thiết bị bố trí trong nhà máy phải tận dụng được trong không gian sẵn có
trong nhà máy đồng thời kết cấu trong nhà máy càng đơn giản bao nhiêu càng tốt, giá
thành thiết bị rẻ, dễ thi công, ổn định trong mọi điều kiện.

Vị trí nhà máy và kiểu nhà máy
Vị trí nhà máy
Cơ sở để lựa chọn vị trí nhà máy là dựa trên tài liệu địa hình, địa chất….
Kiểu nhà máy
H ≥ 30 (m) nên ta chọn kiểu nhà máy thủy điện sau đập
Kết cấu và các cao trình phần dưới nước
Phần dưới nước tính từ cao trình cao trình đáy móng nhà máy đến cao trình sàn
máy phát.
Tính cao trình lắp máy (∇ lm)

SVTH: Đặng Trần Tuân
19


trêng ®¹i häc thuû lîi

Việc lựa chọn hợp lý cao trình lắp máy sẽ có tác dụng rất lớn tỏng vấn đề hạn
chế hiện tượng khí thực. Cao trình lắp máy phụ thuộc vào mực nước hạ lưu min và
chiều cao Hs
∇lm đã xác định; ∇lm = 201.755(m)
Tính cao trình sàn tuabin
Cao trình sàn tuabin có liên quan đến lớp bê tông của buồng xoắn và được tính
theo công thức sau:
∇STB = ∇lm + ρmax + δ1
Trong đó:
+ ρmax là bán kính lớn nhất của buồng xoắn kim loại ứng với góc bao ϕmax
= 345o ⇒ ρmax = 2,377 (m)
+ δ1 là chiều dày lớp bê tông bảo vệ trần buồng xoắn δ1 = (0,8÷1) m. Chọn
δ1 = 1 (m)
Vậy ∇STB = 201.75 + 2,54 + 1,00 = 205.29 (m)

Tính cao trình đáy ống hút
Cao trình đáy ống hút được xác định theo công thức sau:
∇đôh = ∇lm – hôh -

b0
2

Trong đó:
+ hôh là chiều cao ống hút ⇒ hôh = h = 11,25 (m)
+ bo là chiều cao cánh hướng nước
Ta có

b0
= 0,3 ⇒ bo = 0,3.4,5 = 1,35 (m)
D1

Vậy ∇đôh = 201.75 – 11,25 -

1,35
= 151.8 (m)
2

Tính cao trình miệng ống hút
Cao trình miệng ống hút được xác định theo công thức sau:
∇môh = ∇đôh + h5 = 151.8 + 5,895 = 157.69 (m)
Trong đó: h5 là chiều cao cửa ra ống hút ⇒ h5 = 5,895 (m)
Cao trình này phải đảm bảo miệng ống hút ngập dưới mực nước hạ lưu min một
đoạn 0,5 m
Ta thấy:
∇môh = 157.69 (m) < (∇hlmin – 0,5) =


– 0,5 = 0,27 (m) ⇒ Thỏa mãn

Tính cao trình móng nhà máy
Cao trình móng nhà máy được tính theo công thức sau:

SVTH: Đặng Trần Tuân
20


trêng ®¹i häc thuû lîi

∇mnm = ∇đôh – hm
Trong đó: hm là chiều dày của lớp bê tông dưới đáy ống hút phụ thuộc vào điều
kiện địa chất nền móng nhà máy hm = (1÷2) m. Chọn hm = 1 (m)
Vậy ∇mnm = 151.8 – 1 = 150.8 (m)
Tính cao trình lắp máy phát
Là cao trình đáy stator của máy phát. Cao trình lắp máy phát được tính theo
công thức sau:
∇lmf = ∇STB + h1 + h2

Trong đó:
+ h1 là chiều cao giếng turbin, để đảm bảo đi lại thuận tiện trong quá trình
vận hành và sửa chữa thì ta lấy h1 = 2,00 (m)
+ h2 là chiều dày bệ đỡ máy phát, h2 = (0,8÷1) (m). Chọn h2 = 1,00(m)
Vậy ∇lmf = 205.29 + 2 + 1 = 208.3 (m)
Tính cao trình sàn máy phát
Cao trình sàn máy phát được tính theo công thức sau:
∇smf =∇lmf + hst = 208.3 + 2,25 = 210.55 (m)
Trong đó: hst là chiều cao của stator máy phát, hst = 2,25(m)

Kết cấu và các cao trình phần trên nước
Phần trên nước của nhà máy thủy điện được tính từ cao trình sàn máy phát đến
cao trình đỉnh nhà máy. Chủ yếu được dùng để bố trí máy phát điện, máy điều tốc và
các bản điện. Trong nhà máy còn bố trí thêm gian lắp ráp để tiện cho việc thay thế và
sửa chữa.
Cao trình sàn nhà máy
Cao trình sàn máy phát phụ thuộc vào hình thức bố trí máy phát cũng như chiều
cao của stato máy phát
Cao trình này được tính như ở phần trên ∇smf = 210.55 (m)

Cao trình cầu trục
Cao trình cầu trục phụ thuộc vào kích thước vật cẩu và phương thức cẩu.
+ Cẩu bên: vật cẩu đi sang một bên máy phát của nhà máy. Trường hợp này làm
cho kích thước bề rộng nhà máy B lớn nhưng chiều cao của nhà máy H giảm.
+ Cẩu đỉnh: vật cẩu đi trên đỉnh máy phát của nhà máy. Trường hợp này làm
cho bề rộng B của nhà máy giảm nhưng lại làm cho chiều cao của nhà máy tăng.
Ở đây ta chọn phương pháp cẩu đỉnh, được tính theo công thức sau:
∇CT = ∇CTmax + a + Lmax + ld + lm + ldd

Trong đó:
+ ∇CTmax : cao trình đỉnh của máy phát được tính như sau:
∇CTmax = ∇smf + h1 + ho = 210.55 + 0,5 + 0,845 = 211.89 (m)

SVTH: Đặng Trần Tuân
21


trêng ®¹i häc thuû lîi

+ ho = 0,5 m: chiều cao chóp máy phát

+ h1 = 0,845 (m): chiều cao giá chữ thập trên
+ a : khoảng cách an toàn từ vật cẩu đến cao trình đỉnh máy phát. Chọn a
= 0,5 m
+ Lmax là chiều dài của vật cẩu nhất (máy phát và trục hoặc turbin và
trục) được tính như sau:
a) Chiều dài máy phát và trục:
Ltmf = ho + h1 + hst + h2 + C = 0,5 + 0,845 + 2,25 + 1,5 + 1 = 6,095 (m)
Với:
+ ho là chiều cao chóp máy phát: ho = 0,5 (m)
+ h1 là chiều cao giá chữ thập trên: h1 = 0,845 (m)
+ hst là chiều cao máy phát: hst = 2,25(m)
+ h2 là chiều cao giá chữ thập dưới: h2 = 1,5 (m)
+ C khoảng cách trục, C = 1 (m)
b) Chiều dài của turbin và trục được tính như sau:
Lttb = ∇lmf – (h2 + C) – (∇lm -

) = 9,985 – (1,5 + 1) – (3,445 - 1,35/2) = 4,715

(m)
⇒ Lmax = max (Ltmf, Lttb) = 6,095 (m)
+ ld : chiều dày dây buộc, ta chọn ld = 2 m
+ ldd: chiều dài dãn dây, chọn sơ bộ ldd = 0,5 m
+ lm : chiều dày móc cẩu, chọn sơ bộ lm = 0,5 m
Cao trình cầu trục là:
∇CT = ∇CTmax + a + Lmax + ld + lm + ldd = 211.89 + 0,5 + 6,095 + 2 + 0,5 + 0,5
= 221.5 (m)
Tính cao trình trần nhà máy
Cao trình trần nhà máy được tính theo công thức sau:
∇TNM = ∇ct + hct + δ6
Trong đó:

+ hct là chiều cao cần trục, chọn hct = 4 (m)
+ δ6 là khoảng cách an toàn để cho cầu trục có thể di chuyển được trong nhà
máy δ6 = (0,3 ÷ 0,5) m. Chọn δ6 = 1 m
Vậy ∇TNM = 221.5 + 4 + 1 = 226.5 (m)
Cao trình đỉnh nhà máy
Sơ bộ chọn hmái = 2,825. Cao trình đỉnh nhà máy được tính theo công thức sau:
∇ĐNM = ∇TNM + hmái = 226.5 + 2,825 = 229.325 (m)
Xác định kích thước nhà máy theo mặt bằng

SVTH: Đặng Trần Tuân
22


trêng ®¹i häc thuû lîi

Xác định chiều dài đoạn tổ máy (Lđ)
Chiều dài đoạn tổ máy là khoảng cách giữa hai tâm tổ máy kế tiếp nhau. Chiều
dài của đoạn tổ máy phụ thuộc vào kích thích buồng xoắn, hình dạng tuabin, đường
kính BXCT và khoảng cách đi lại vận hành. Đồng thời chiều dài đoạn tổ máy phụ
thuộc vào kích thước của máy phát.
a) Tính chiều dài đoạn tổ máy theo điều kiện buồng xoắn
Lđ1 = Lbx + 2∆
Trong đó:
+ Lbx là chiều dài buồng xoắn lấy theo kích thước lớn nhất
Lbx = r165 + r345 = 6,75 + 8,56 = 15,31 (m)
0

0

+ 2∆ - chiều dày lớp bê tông bảo vệ, chọn 2∆ = 2 (m)

⇒ Lđ1 = 15,31 + 2 = 17,31 (m)
b) Tính chiều dài đoạn tổ máy theo điều kiện máy phát
Việc bố trí máy phát được bố trí sao cho khoảng cách giữa chúng đủ rộng để tiện
cho việc quản lý vận hành và sửa chữa.
Lđ2 = Dst + 2.δ = 1,067 + 2.1 = 3,067 (m)
Trong đó:
+ Dst là đường kính ngoài của stator Dst = 1,067 (m)
+ δ là bề rộng máy làm mát và đi lại = 1 (m)
Kết hợp hai điều kiện trên ta có: Lđ = max (Lđ1,Lđ2) = 17,31 (m)
Tính chiều dài nhà máy
Chiều dài nhà máy là tổng chiều dài của các khối máy, chiều dài của sàn lắp ráp,
đoạn tăng thêm ở tổ máy cuối cùng. Chiều dài nhà máy được tính theo công thức sau:
L = z.Lđ + Lslr + ∆L + 2t = 3.17,31 + 20 + 2 + 2.0,4 = 74,73 (m)
Trong đó:
+ z là số tổ máy ⇒ z = 3
+ Lslr là chiều dài sàn lắp ráp. Chiều dài sàn lắp ráp phải đủ rộng để bố trí được
các thiết bị của một tổ máy như gian lắp ráp máy phát, roto máy phát, BXCT, máy
kích từ, giá chữ thập, tủ điều tốc, máy biến áp...
Theo kinh nghiệm Lslr = (1 ÷ 1,2)Lđ. Chọn Lslr = 20 (m)
+ ∆L là chiều dài đoạn tăng thêm ở tổ máy cuối cùng. Thông thường ∆L = (1
÷2) (m). Chọn ∆L = 2 (m)
+ t: chiều dày tường nhà máy, chọn t = 0,4 (m)
Tính chiều rộng nhà máy
Chiều rộng nhà máy phụ thuộc vào kích thước của tuabin, máy phát, chiều dài
ống hút, kích thước buồng xoắn và việc bố trí các thiết bị trong gian máy, đồng thời
còn phụ thuộc vào nhịp của dầm cầu trục.

SVTH: Đặng Trần Tuân
23



trêng ®¹i häc thuû lîi

Chiều rộng nhà máy được tính theo 2 công thức sau:
a) Theo kích thước thiết bị
Bnm1 = max ( R75 ,
o

Dh
D
) + max ( R255o , h ) + b1 + b2
2
2

Trong đó:
+ R75 = 5,56 (m); R255 = 7,40 (m)
o

+

o

Dh 12,67
=
= 6,335 (m)
2
2

+ b1: khoảng cách đi lại phía thượng lưu + tường và cột; chọn b1 = 3 (m)
+ b2: khoảng cách đi lại phía hạ lưu + tường và cột; chọn b2 = 3 (m)

⇒ Bnm1 = 6,335 + 7,4 + 3 + 3 = 19,735 (m)
b) Theo kích thước nhịp cầu trục
Bnm2 = Lk + 2b + 2t’ = 20,2 + 2.1 + 2.0,4 = 23 (m)
Trong đó:
+ Lk là khẩu độ cầu trục, Lk phụ thuộc vào phương thức cẩu vật, loại cầu trục và
cách bố trí thiết bị ⇒ Lk= 20,2 (m)
+ b là khoảng cách từ tim đường ray đến tường nhà máy ⇒ b = 1(m)
+ t là chiều dày tường nhá máy ⇒ t’ = 0,4 (m)
Bnm2 = 23 (m) > Bnm1 = 19,735 (m), chọn Bnm = Bnm2 = 23 (m)
Gian lắp ráp sửa chữa
Bslr = Bnm = 23 (m)

SVTH: Đặng Trần Tuân
24