Tuabin thủy lực

Hình 7-9. Các kiểu động cơ tiếp lực của CCHD.

Khi quay các cánh hướng dòng, ĐCTL phải tạo được mômen kéo đủ thắng mômen thuỷ lực tác dụng lên các cánh hướng dòng, mômen do ma sát trong ổ trục cánh

..v.v... áp lực làm việc lớn nhất của dầu có áp thường là từ 25 đến 40 át mốt phe.

a- Tính toán thông số của ĐCTL cánh hướng dòng:

bo H

max

- Đường kính trong của xi lanh ĐCTL cánh hướng dòng dhd với áp lực

dầu nhỏ nhất sẽ là:

d hd

D1

(7-4)

Trong công thức  là hệ số phụ thuộc số cánh hướng dòng Z0 Số cánh hướng dòng Z0: 16 24 32

Hệ số

: 0,034 0,03 0,028

Sau khi tính ra đường kính theo công thức (7-4) ta lấy tròn theo đường kính tiêu chuẩn là: 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 550, 600, 650, 700, 750, 800, 900, 1000 mm.

- Năng lực công tác của ĐCTL cánh hướng dòng (kGm):

A hd k hd Hmax bo D2 (7-5)

Trong công thức:  (kG/m3) - trọng lượng riêng của nước;

Hmax , b0 là cột nước làm việc lớn nhất (m) và độ cao cánh hướng dòng (m); khd là hệ số kinh nghiệm; lấy bằng (0,03 - 0,04) đối với turbine tâm trục; và lấy bằng (0,045 - 0,05) đối với turbine cánh quay.

b- Tính toán thông số của ĐCTL của BXCT cánh quay:

- Đường kính trong của động cơ tiếp lực BXCT của turbine cánh quay:

dbx (0,71 0,75) bbc (0,78 0,82) dbt

(7-6)

Trong công thức: dbc, dbt đường kính bầu BXCT turbine ở tiết diện cầu và trụ.

- Năng lực công tác của ĐCTL của BXCT cánh quay:

A bx k bx Hmax bo ( D3 d3 )

(7-7)

1 b

Trong công thức: kbx hệ số kinh nghiệm, lấy bằng (0,05 - 0,06); db (m) là đường kính bầu BXCT.

c- Năng lực công tác của ĐCTL của vòi phun và cơ cấu tách dòng turbine gáo:

⎛d3 H ⎞

Ag Zo⎜do o max⎟

(7-8)

⎝6000 ⎠

Trong công thức: Z0 là số vòi phun; d0 (m) là đường kính tia nước ra khỏi vòi phun.

d- Dung tích xi lanh của các DCTL ( của CCHD, BXCT và của vòi phun):

V A

Trong công thức: V (m3); A (kGm);

p (kG/cm2) là áp suất trong két dầu áp lực.

(7-9)

2. Chọn tủ điều tốc (TĐT)

Tủ điều tốc (hay còn gọi là máy đièu tốc) chúng thường có kích thước đã tiêu chuẩn hoá. Các kích thước này phụ thuộc vào kích thước van phân phối chính. Đường kính van phân phối chính thường lấy bằng đường kính ống dẫn dầu từ van đến ĐCTL. Gọi QV (m3/s) là lưu lượng dầu qua van phân phối chính, Vhd (m3) là thể tích dầu của các ĐCTL cánh hướng dòng và TS (s) là thời gian đóng/mở của động cơ tiếp lực. Vậy:

Q V hd v TS

(7-10)

4 Qv

V

TS được xác định theo tính toán đảm bảo điêu chỉnh tổ máy, thường lấy từ 3-8 s Ta có đường kính ống dẫn dầu ( hay đường kính van phân phối chính) là:

do 

(7-11)

Trong công thức: V là tốc độ dầu chảy trong ống, thường lấy V = (4 - 8) m/s; d0 là đường kính van phân phối chính (m).

Sau khi tính d0 theo (7-11) ta quy về đường kính tiêu chuẩn của van phân phối chính là: 100, 150, 200, 250 mm và thiên về số lớn gần nhất. Ngoài ra ta có thể tra đường kính van phân phối chính theo đồ thị (hình 7-9,a). Từ d0 tra ra nhãn tủ điều tốc.

Hình 7-10. Biểu đồ chọn đường kính van phân phối chính.

Dưới đây là nhãn hiệu các loại tủ điều tốc lớn do Liên xô cũ sản xuất:

- Các loại tủ điều tốc đơn (dùng cho turbine tâm trục và cánh quạt) gồm có: PO- 40, P-100, P-150, (P-200, P-250); và P-100, P-150, (P-200, P-250);

- Các loại tủ điều tốc kép (dùng cho turbine cánh quay và gáo) gồm có: PK-100, PK-150, PKO-200, PKO-250, PKM-100, PKM-150, (PKM-200, PKM-250); và các

loại: PK-100, PK-150, (PK-200, PK-250). Hai loại PK và PKO hiện không sản xuất nữa.

Ký hiệu các chữ cái P và P là điềutốc đơn; còn PK, PKO, PKM, PK là điều tốc kép. Phần số đi sau biểu thị đường kính van phân phối chính tính bằng mm.

Dựa vào công thức (7-11) xác định đường kính van phân phối chính, quy chuẩn rồi căn cứ vào chức năng điều tốc đơn hay kép căn cứ vào ký hiệu nêu trên để chọn ra tủ điều tốc thích hơp. Tủ điều tốc loại lớn có kích thước ngoài gần như nhau, khi chưa có thiết bị cụ thể có thể lấy tạm kích thước như sau:

Cao x Dài x Rộng = 1900 x 800 x 800 mm, xem ví dụ (hình 7-10,b ở trên).

3. Chọn thiết bị dầu áp lực

Thiết bị dầu áp lực được chọn dựa vào dung tích và áp lực dầu của két dầu áp lực (KDAL). Dung tích của nó phải đủ để đóng CCHD trong điều kiện bất lợi khi áp suất trong KDAL thapa hơn áp suất định mức (25 hoặc 40 at) từ (35 đến 40%) đồng thời đủdể bổ sung lợng rò rỉ. Thiết bị dầu áp lực được tính theo dung tích cần thiết V của KDAL như sau:

V (18 20) V hd ( 4 5) V bx V (18 20) V hd (9 10) V xb V (18 20) V hd

( cho turbine cánh quay);

(cho turbine tâm trục có van xả không) (cho turbine tâm trục).

Trong công thức, các dung tích Vhd , Vbx và Vxb được tính theo công thức (7-9).

Sau khi tính ra V, ta tra ra được loại thiết bị dầu áp lực như bảng (7-1) hình (7-11) sau:

Bảng 7-1. Kích thước thiết bị dầu áp lực.

Kiểu thiết bị dầu a.lực

Các kích thước chính (cm) và trọng lượng G (tấn)
Két dầu áp lực				Thùng dầu
D	H1	h1	G	H	L	B	A	G
MHY 0,6/1-40-1,8-2	70	170	-	-	70	160	160	-	-
MHY 1/1-40-2,5-2	96	198	35	1,5	99	160	180	125	2,8
MHY 1,6/1-40-2,5-2	104	280	38	1,7	109	177	197	125	4,09
MHY 2,5/1-40-4-2	115	303	43	2,2	121	201	241	142	6,1
MHY 4/1-40-4-2	145,2	307	47	3,7	121	201	241	142	6,9
MHY 6,3/1-40-8-2	166,5	365	58	4,6	136	272	272	160	11,2
MHY 8/1-40-8-2	186	367	57	5,5	136	272	272	160	12,3
MHY 10/1-40-12,5-2	206,4	385	73	7,0	168	302	302	180	15,0
MHY12,5/1-40-12,5-2	228	397	80	9,0	168	302	302	180	17,0
MHY 16/1-40-16,2-2	228	494	84	11,0	210	382	302	180	20,1

Có thể bạn quan tâm!

Xem toàn bộ 317 trang tài liệu này.

MHY 16/2-40-20-3

186	370	61	11,4	210	382	302	180	22,1
MHY 20/2-40-20-3	206,4	387	72	13,6	210	382	302	180	25,3
MHY 25/2-40-32-3	228	400	80	17,8	262	450	324	200	33,0
MHY 30/2-40-32-3	248	411	91	21,2	262	450	324	200	36,0
MHY 36/2-40-32-3	248	477	92	-	262	450	324	200	39,9
MHY 4/2-63-4-2	-	-	-	-	121	201	241	142	6,5
MHY 6,3/2-63-10-2	-	-	-	-	121	201	241	142	12
MHY 12,5/2-63-12,5-2	-	-	-	-	168	302	302	180	20
MHY 20/2-63-22-3	-	-	-	-	210	382	302	180	38
MHY 25/2-63-22-3	-	-	-	-	210	382	302	180	39

Giải thích ký hiệu: Ví dụ MHY 25/2-40-32-3 là thiết bị dầu áp lực (MHY) có V = 25 m3 có 2 két dầu, áp suất định mức p = 40 kG/cm2, dung tích thùng dầu Vt = 32 m3, có 3 máy bơm dầu. Ngoài bảng trên còn có thể tra theo các tài liệu chuyên ngành khác.

Hình 7-11. Sơ đồ kích thước thiết bị dầu áp lực chọn theo bảng (7-1) (a, b, c là mặt đứng, mặt cắt ngang, mặt bằng)

Chương VIII. MỘT SỐ THIẾT BỊ THỦY LỰC KHÁC CỦA TTĐ

VIII. 1. CỬA VAN TRÊN ĐƯỜNG ỐNG ÁP LỰC

Trong trạm thủy điện có nhiều loại cửa van, ở đây chúng ta chỉ dừng lại xem xét các loại cửa van đặt trên đường dẫn áp lực có liên quan trực tiếp đến turbine. Van này được đặt ngay trước cửa vào buồng turbine và nằm trong nhà máy thủy điện. Nó làm nhiệm vụ ngăn dòng nước vào turbine khi đưa turbine vào sửa chữa hoặc sự cô hay dừng máy bình thường, nên còn gọi là” van sửa chữa - sự cố “, van đặt trước cửa vào buồng turbine nên còn gọi la "van trước turbine". Hai loại cửa van được ưa dùng hơn cả đối với thuỷ điện vừa và lớn là: van đĩa và van cầu.

VIII. 1. 1. Van đĩa

Loại van này có đường kính 0,5 - 8,25 m và được dùng cho cột nước từ 25 đến 810 m, thường dùng nhất với cột nước H = 200 - 300 m. Hình (8-1) là một ví dụ về loại cửa van này (dùng ở TTĐ mang tên đại hội lần thứ 22 Đảng cộng sản Liên Xô, có đường kính 5,3 m, chịu cột nước 62 m). Cửa van gồm một thân thép hình trụ 1, đĩa quay

Hình 8-1. Kết cấu cửa van đĩa.

2 trục ngang, ống vòng 3 và kết cấu tựa 4. Đĩa quay thường có dạng khác nhau (loại đĩa phẳng hình b, hoặc đĩa không gian hình c).Phụ thuộc vào đường kính của van mà thân và đĩa làm bằng thép tấm hoặc thép đúc. Việc quay đĩa được tiến hành nhờ hai động cơ tiếp lực 5, cần của mỗi ĐCTL này được gắn bản lề cầu với thanh kéo 6 nối với trục van.

Việc mở van (quay đĩa) phần lớn thực hiện khi cân bằng áp lực nước trước và sau cánh van trước khi mở van để giảm lực quay,vì vậy trên van đĩa đặt thêm ống dẫn vòng3

Có thể tra van đĩa do nước Nga sản xuất ở bảng 8-1 và hình (8-3,a) sau đây. Bảng 8-1. Kích thước cơ bản của van đĩa do Nga sản xuất.

Mã hiệu

Kích thước (mm) và trọng lượng van G (tấn)
D	D1	H	H1	H2	L	L2	B	B1	G
130-35	130	1470	700	1200	2040	2260	1150	700	384	-
130-120	130	1535	650	2260	1800	2250	1200	900	318	4,4
160-55	160	1760	910	1370	2755	2615	1340	1000	318	-
160-95	160	1820	800	2325	1800	2815	1425	900	318	-
160-120	160	1820	800	2540	1920	2815	1600	900	318	-
220-65	220	2390	1000	2895	1900	4020	1800	1100	318	-
220-75	220	2420	1000	2975	1795	3660	1800	1100	318	12,2
240-60	240	2600	1100	3105	2555	4135	2065	1200	366	17,1
260-120	260	2800	1200	3300	3050	4170	2300	1200	600	33

320-80

320	3450	1400	3500	2870	5370	2500	1500	567	20,5
600-120	600	6380	2800	3600	5380	8380	4410	2200	1060	13,5
120-25	120	-	-	-	-	2270	1200	500	-	2,7
160-115	160	-	800	-	1920	2815	1425	900	-	5,7
360-46	360	-	1555	-	-	4860	3300	1000	-	18,2
550-75	550	-	3000	-	3565	7800	3675	1800	-	82
260-15	260	-	1500	-	-	4340	1950	1400	-	25
-400-230	400	-	2700	-	-	7400	3300	1750	-	140
-450-125	450	-	2700	-	-	6935	3360	1400	-	105
-760-75	760	-	4250	-	-	1050	4850	1800	-	195
						0

VIII. 1. 2. Van cầu

Van cầu có kết cấu rất vững chắc và đắt tiền hơn van đĩa, vì vậy nó được sử dụng với TTĐ cột nước cao (từ 200 - 1800 m), đường kính có thể đạt đến 4,2 m. Hình (8-2) là một ví dụ về loại cửa van này (đường kính van 1,7m, H = 297m). Van gồm: thân hình cầu 1, bên trong đặt phần cánh van quay 2 là khối trụ có đĩa hình cầu 3 và các vòng chống rò 4 và 5. Ở trạng thái van mở hoàn toàn, ttổn thất cột nước bằng không vì dòng chảy chảy qua trụ với kích thước trong bằng đường kính ống áp lực. Khi đóng van rôto quay 900. Dưới áp lực nước thượng lưu, nước nước chảy vào ngăn áp lực 6 của đĩa chống rò, qua khe hở giữa thân và rôto vào rãnh 7, đĩa cầu được chuyển dịch trong trụ và bị ép chặt vào thân van, đóng lổ ống về phía hạ lưu. Để mở van, nước từ ngăn áp lực của của đĩa chống rò chảy vào phần tháo cạn của ống, nhờ vậy bộ phận làm kín nước của van không bị ép nữa.Trục quay của rôto van cầu khuyên nên đặt nằm ngang. Nhược điểm chính của van cầu là kích thước và trọng lượng lớn, giá thành đắt.

Hình 8-3. Kích thước cơ bản của van đĩa và van cầu.

Có thể tra các thông số cơ bản của cửa van cầu do Nga sản xuất theo bảng (8-2) trang sau đây và hình (8-3,b ở trên ) .