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

Báo cáo: Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo thử nghiệm tua bin xung kích 2 lần kiểu CINK

Chia sẻ: Nguyen Bao Ngoc | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:119

Thêm vào BST
Báo xấu
86
lượt xem 16
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

N−ớc ta có một nguồn thuỷ năng vô cùng phong phú. Với khoảng 3/4 diện tích lãnh thổ lμ đồi núi, địa hình cao, bị chia cắt mạnh cùng với l−ợng m−a trung bình năm khoảng 1960mm, với mạng l−ới sông suối khá dμy đặc vμ nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa đã tạo ra một nguồn tμi nguyên quý báu để phát triển thuỷ điện. Theo một số kết quả nghiên cứu của các đề tμi cho thấy trữ năng lý thuyết của thuỷ điện Việt nam thống kê trên 2864 sông suối có chiều dai L≥10km vμo khoảng 271.000GWh/năm đến 318GWh/năm...

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Báo cáo: Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo thử nghiệm tua bin xung kích 2 lần kiểu CINK

  1. bé n«ng nghiÖp vµ ph¸t triÓn n«ng th«n viÖn khoa häc thñy lîi b¸o c¸o tæng kÕt chuyªn ®Ò nghiªn cøu, thiÕt kÕ, chÕ t¹o thö nghiÖm tua bin xung kÝch 2 lÇn kiÓu Cink thuéc ®Ò tµi kc 07.04: “nghiªn cøu, lùa chän c«ng nghÖ vµ thiÕt bÞ ®Ó khai th¸c vµ sö dông c¸c lo¹i n¨ng l−îng t¸i t¹o trong chÕ biÕn n«ng, l©m, thñy s¶n, sinh ho¹t n«ng th«n vµ b¶o vÖ m«i tr−êng” Chñ nhiÖm chuyªn ®Ò: ThS nguyÔn tïng phong 5817-5 16/5/2006 hµ néi – 5/2006
  2. Môc lôc Trang Ch−¬ng I. tæng quan vµ ph¹m vi øng dông Tua bin XK2L 1 1.1. Tua bin xung kÝch 2 lÇn (XK2L) vµ qu¸ tr×nh ph¸t triÓn. 1 1.2. Ph¹m vi sö dông cña tua bin XK2L: 3 1.3. Nh÷ng −u ®iÓm vµ nh−îc ®iÓm cña tua bin XK2L trong thuû 8 ®iÖn nhá vµ cùc nhá 1.3.1. HiÖu suÊt 8 1.3.2. §é bÒn: 11 1.3.3. Gi¸ thµnh chÕ t¹o: 11 1.3.4. H¹n chÕ cña tua bin XK2L 12 1.4. KÕt luËn 14 Ch−¬ng II. lý thuyÕt tua bin xung kÝch 15 2.1. Cét n−íc, l−u l−îng, c«ng suÊt vµ hiÖu suÊt 15 2.2. T¸c dông t−¬ng hç gi÷a dßng tia vµ tÊm b¶n 18 Ch−¬ng III. tæng quan nghiªn cøu lý thuyÕt tua bin XK2L 26 vµ XK2L kiÓu CINK 3.1. Lý thuyÕt ®¬n gi¶n cña tua bin XK2L 26 3.1.1. M« t¶ tua bin XK2L 26 3.1.2. ChuyÓn ®éng cña dßng ch¶y qua BCT: 27 3.1.3. Lý thuyÕt c¬ b¶n cña tua bin XK2L 31 3.2. Më réng nghiªn cøu lý thuyÕt c¬ b¶n tua bin XK2L 36 3.2.1. Më réng lý thuyÕt tua bin XK2L 36 3.2.2. Gãc ®Æt c¸nh 39 3.2.3. BÒ réng ®Üa c¸nh vµ gãc ë t©m ®Üa c¸nh. 40 3.2.4. §−êng kÝnh b¸nh xe vµ trôc BCT 44 3.2.5. Më réng lý thuyÕt dßng ch¶y tuyÖt ®èi qua tua bin XK2L. 45 Ch−¬ng IV. Nghiªn cøu thùc nghiÖm tuabin XK2L kiÓu CINK 49 4.1. H−íng nghiªn cøu Tua bin XK2L kiÓu CINK 49 4.1.1 Vßi phun vµ c¬ cÊu ®iÒu chØnh l−u l−îng 50 4.1.2. So s¸nh kÕt cÊu c¸nh h−íng cña tua bin XK2L kiÓu 54 Ossberger vµ tua bin XK2L kiÓu CINK
  3. 4.1.3 B¸nh xe c«ng t¸c 54 4.1.4. èng hót 58 4.2. Giíi thiªu ch−¬ng tr×nh tÝnh to¸n tua bin XK2L 59 4.3. ThiÕt kÕ Tua bin XK2L m« h×nh kiÓu CINK 62 4.3.1 Lùa chän kÕt cÊu 62 4.3.2 Lùa chän kÝch th−íc, th«ng sè c¬ së tua bin m« h×nh 63 4.3.3 TÝnh to¸n c¸c th«ng sè c¬ b¶n cña tua bin m« h×nh 63 4.3.4 ThiÕt kÕ b¸nh xe c«ng t¸c 64 4.3.5. Vßi phun 65 4.3.6 èng hót 67 4.4. M« h×nh ho¸ tua bin 68 4.5 Thùc nghiÖm tua bin m« h×nh 70 4.5.1 HÖ thèng thÝ nghiÖm 70 4.5.2 ThÝ nghiÖm tua bin m« h×nh 74 4.6. X©y dùng ®Æc tÝnh tæng hîp chÝnh cña tua bin m« h×nh 80 4.7. C¸c kÕt luËn rót ra tõ thùc nghiÖm 82 Ch−¬ng V. KÕt luËn 84 5.1 C¸c kÕt qu¶ ®Ò tµi ®· ®¹t ®−îc 84 2. H−íng nghiªn cøu tiÕp theo 85 Phô lôc 86
  4. NC, thiÕt kÕ, chÕ t¹o & thö nghiÖm tua bin XK2L kiÓu CINK ®Ò tµi Kc07-04 Më ®Çu N−íc ta cã mét nguån thuû n¨ng v« cïng phong phó. Víi kho¶ng 3/4 diÖn tÝch l·nh thæ lµ ®åi nói, ®Þa h×nh cao, bÞ chia c¾t m¹nh cïng víi l−îng m−a trung b×nh n¨m kho¶ng 1960mm, víi m¹ng l−íi s«ng suèi kh¸ dµy ®Æc vµ n»m trong vïng khÝ hËu nhiÖt ®íi giã mïa ®· t¹o ra mét nguån tµi nguyªn quý b¸u ®Ó ph¸t triÓn thuû ®iÖn. Theo mét sè kÕt qu¶ nghiªn cøu cña c¸c ®Ò tµi cho thÊy tr÷ n¨ng lý thuyÕt cña thuû ®iÖn ViÖt nam thèng kª trªn 2864 s«ng suèi cã chiÒu dµi L≥10km vµo kho¶ng 271.000GWh/n¨m ®Õn 318GWh/n¨m vµ tr÷ n¨ng lý thuyÕt cña thuû ®iÖn ViÖt nam kho¶ng trªn 300.000GWh/n¨m víi c«ng suÊt l¾p m¸y trªn 34.000MW. Trong nh÷ng n¨m gÇn ®©y vµ hiÖn nay, thÕ giíi vµ c¸c tæ chøc quèc tÕ nh− Ng©n hµng thÕ giíi (WB), Ng©n hµng ch©u ¸ (ADB(, Quü n¨ng l−îng NhËt b¶n (NEF) …®ang quan t©m tíi viÖc khai th¸c vµ ph¸t triÓn c¸c c«ng nghÖ vÒ n¨ng l−îng t¸i t¹o mµ trong ®ã ph¸t triÓn thuû ®iÖn nhá ®ang lµ mét môc tiªu quan t©m hµng ®Çu. §©y lµ mét gi¶i ph¸p hiÖu qu¶ vµ bÒn v÷ng, kh«ng chØ gãp phÇn ph¸t triÓn kinh tÕ x· héi vïng s©u, vïng xa mµ cßn gãp phÇn b¶o vÖ bÒn v÷ng m«i tr−êng. HiÖn nay, víi nhu cÇu vÒ tiªu dïng ®iÖn ngµy cµng t¨ng, −íc tÝnh kho¶ng 15%/n¨m, th× thuû ®iÖn nhá l¹i cµng ®ãng vai trß quan träng h¬n trong viÖc gãp phÇn ph¸t triÓn nguån ®iÖn n¨ng cho ®Êt n−íc. Víi t×nh h×nh ®Çu t− thuû ®iÖn trong n−íc hiÖn nay th× viÖc ®Çu t− cho thuû ®iÖn nhá còng sÏ cã nhiÒu thuËn lîi do quy m« vèn ®Çu t− phï hîp, cã thÓ khuyÕn khÝch c¸c thµnh phÇn kinh tÕ kh¸c vµ ng−êi d©n ®Çu t−. Thuû ®iÖn nhá ®· ®−îc ph¸t triÓn m¹nh ë ViÖt nam tõ nh÷ng n¨m 80 trë l¹i ®©y. NhiÒu c¬ quan ®¬n vÞ, nhµ m¸y ®· tiÕn hµnh nghiªn cøu, chÕ t¹o thiÕt bÞ cho thuû ®iÖn nhá. Hµng tr¨m tæ m¸y thuû ®iÖn víi tæng c«ng suÊt tíi hµng ngµn kW ®· ®−îc chÕ t¹o vµ l¾p ®Æt, gãp phÇn ph¸t triÓn kinh tÕ-x· héi, xo¸ ®ãi gi¶m nghÌo cho ®ång bµo vïng s©u, vïng xa. Tuy nhiªn, do c«ng t¸c nghiªn cøu, chÕ t¹o cßn nhiÒu h¹n chÕ nªn chÊt l−îng thiÕt bÞ cßn ch−a b¶o ®¶m yªu cÇu, hiÖu suÊt thÊp, vËn hµnh kh«ng æn ®Þnh, tuæi thä kÐm. Trong nh÷ng n¨m gÇn ®©y, do khoa häc c«ng nghÖ ph¸t triÓn nªn chÊt l−îng thiÕt bÞ ®· ®−îc c¶i thiÖn nhiÒu. Tua bin xung kÝch 2 lÇn (XK2L) lµ mét lo¹i tua bin rÊt phï hîp víi thuû ®iÖn nhá vµ ®· ®−îc thiÕt kÕ, chÕ t¹o vµ ®−a vµo vËn hµnh ë ViÖt nam tõ 1967, víi c«ng suÊt 1 ViÖn khoa häc thuû lîi
  5. NC, thiÕt kÕ, chÕ t¹o & thö nghiÖm tua bin XK2L kiÓu CINK ®Ò tµi Kc07-04 tõ 5-60kW. §©y lµ lo¹i tua bin cã kÕt cÊu ®¬n gi¶n, dÔ chÕ t¹o, qu¶n lý vËn hµnh vµ phï hîp víi ®iÒu kiÖn vµ tr×nh ®é ng−êi d©n ë miÒn nói . Tuy nhiªn, víi t×nh tr¹ng chung ë giai ®o¹n tr−íc nªn còng kh«ng tån t¹i ®−îc l©u. NhËn thÊy nh÷ng −u ®iÓm næi bËt cña lo¹i tua bin nµy, tõ n¨m 1992 Trung t©m thuû ®iÖn - ViÖn khoa häc thuû lîi ®· ®· tËp trung nghiªn cøu, chÕ t¹o vµ l¾p ®Æt kho¶ng h¬n 100 tr¹m thuû ®iÖn víi c«ng suÊt tõ 5kW ®Õn 200 kW ë c¸c tØnh miÒn nói. KÕt qu¶ thùc tÕ cho thÊy r»ng c¸c tua bin ®Òu lµm viÖc æn ®Þnh, ®é bÒn kh¸ cao vµ ph¸t huy rÊt hiÖu qu¶ vµo môc tiªu phôc vô s¶n xuÊt vµ sinh ho¹t cho ng−êi d©n ë miÒn nói . Trung t©m còng kh«ng ngõng nghiªn cøu hoµn thiÖn lý thuyÕt, kÕt cÊu, kiÓu d¸ng vµ quy tr×nh c«ng nghÖ chÕ t¹o ®Ó n©nng cao chÊt l−îng cña tua bin XK2L. Trong ®ã, viÖc nghiªn cøu n©ng cao hiÖu suÊt vµ më réng ph¹m vi ho¹t ®éng cho lo¹i tua bin nµy lµ mét trong nh÷ng môc tiªu cÇn nghiªn cøu gi¶i quyÕt. §Ó gi¶i quyÕt môc tiªu ®ã, nhãm nghiªn cøu trong ®Ò tµi ®· tËp trung ngiªn cøu nh÷ng néi dung chÝnh nh− sau: 1. Ph©n tÝch vµ ®¸nh gi¸ ph¹m vi sö dông tua bin XK2L; 2. Nghiªn cøu lý thuyÕt tua bin xung kÝch vµ tua bin XK2L kiÓu CINK; 3. Nghiªn cøu, thiÕt kÕ tua bin XK2L kiÓu CINK; 4. X©y dùng vµ hoµn thiÖn phÇn mÒm tÝnh to¸n, thiÕt kÕ tua bin XK2L; 5. Nghiªn cøu thùc nghiÖm vµ x©y dùng ®Æc tÝnh n¨ng l−îng cña tua bin XK2L kiÓu CINK; 6. §¸nh gi¸ kÕt qu¶ nghiªn cøu thùc nghiÖm vµ kiÕn nghÞ. 2 ViÖn khoa häc thuû lîi
  6. NC, thiÕt kÕ, chÕ t¹o & thö nghiÖm tua bin XK2L kiÓu CINK ®Ò tµi Kc07-04 Ch−¬ng I. tæng quan vµ ph¹m vi øng dông Tua bin XK2L 1.1. Tua bin xung kÝch 2 lÇn (XK2L) vµ qu¸ tr×nh ph¸t triÓn. Tua bin XK2L (Cross - Flow Turbine) do mét kü s− ng−êi óc lµ A.G.M.Michele ph¸t minh vµo n¨m 1903. Sau ®ã, mét gi¸o s− ng−êi Hungary lµ Donat Banky ®· x©y dùng c¬ së lý thuyÕt t−¬ng ®èi hoµn chØnh vµo n¨m 1916 - 1919, do vËy tua bin XK2L cßn ®−îc gäi lµ Tua bin Banky. N¨m 1922, kü s− ng−êi §øc lµ K.L.Ossberger ®· nghiªn cøu, hoµn thiÖn vµ s¶n xuÊt réng r·i lo¹i tua bin nµy. H·ng Ossberger ®· ®−a ra thÞ tr−êng h¬n 5000 tæ m¸y XK2L víi c«ng suÊt tõ 1 - 1000KW. GÇn ®©y, n¨m 1993 -1994, gi¸o s− Nadim M.Aziz vµ nhiÒu gi¸o s− kh¸c cña tr−êng §¹i häc CLEMSON (Mü) vÉn tiÕp tôc nghiªn cøu lý thuyÕt vµ b»ng thùc nghiÖm lo¹i tua bin nµy vµ ®−a ra nhiÒu kÕt qu¶ nghiªn cøu míi vµ c¸c kÕt qu¶ thùc nghiÖm hÕt søc quan träng. H×nh 1. Tua bin XK2L Tua bin XK2L lµ lo¹i tua bin kiÓu xung kÝch, sö dông thµnh phÇn n¨ng l−îng lµ ®éng n¨ng cña dßng ch¶y ®Ó chuyÓn hãa thµnh c¬ n¨ng trªn trôc quay cña tua bin. Dßng ch¶y sau khi qua vßi phun cña tua bin sÏ ch¶y vµo b¸nh c«ng t¸c (BCT), t¸c dông lªn BCT 2 lÇn vµ truyÒn toµn bé n¨ng l−îng cho BCT. Do vËy mµ tua bin nµy ®−îc gäi lµ Tua bin XK2L. 3 ViÖn khoa häc thuû lîi
  7. NC, thiÕt kÕ, chÕ t¹o & thö nghiÖm tua bin XK2L kiÓu CINK ®Ò tµi Kc07-04 ë ViÖt Nam lo¹i tua bin nµy ®·®−îc chÕ t¹o tõ n¨m 1967 víi c«ng suÊt tõ tõng tæ m¸y tõ 5KW ®Õn 60KW. Tuy nhiªn, do c«ng t¸c nghiªn cøu, thiÕt kÕ vµ chÕ t¹o lo¹i tua bin nµy kh«ng ®−îc chó träng nªn trªn thùc tÕ cho thÊy lo¹i tua bin nµy ho¹t ®éng víi hiÖu suÊt thÊp vµ tuæi thä thÊp, Ýt ®−îc sö dông trong thùc tÕ. Thay thÕ vµo ®ã, c¸c tæ m¸y h−íng trôc vµ t©m trôc ®−îc khuyÕn khÝch chÕ t¹o vµ sö dông. VÝ dô, c¸c tæ m¸y theo mÉu GANZ cña Hungari víi cét n−íc H = 10-20m, c«ng suÊt N ≈ 20KW ®−îc s¶n xuÊt hµng lo¹t t¹i Nhµ m¸y C«ng cô sè I, hoÆc c¸c tæ m¸y theo mÉu HL 360 - WG-30, 42 (tua bin t©m trôc kiÓu buång chÝnh diÖn)... lµ nh÷ng tæ m¸y cã kÝch th−íc lín, khã chÕ t¹o vµ gi¸ thµnh cao. Tõ nh÷ng n¨m 1980, nh÷ng th«ng tin vÒ tua bin XK2L do mét sè h·ng cña NhËt, §øc, CH SÐc, Trung Quèc, Mü... giíi thiÖu ®· ®−îc c¸c c¸n bé khoa häc cña Trung t©m thuû ®iÖn (TTT§), ViÖn khoa häc thuû lîi ®Æc biÖt quan t©m. NhËn thÊy ®©y lµ lo¹i tua bin rÊt thÝch hîp cho thuû ®iÖn nhá nh−ng ch−a cã c¬ quan nµo quan t©m nghiªn cøu vµ chÕ t¹o lo¹i thiÕt bÞ nµy, TTT§ ®· tiÕn hµnh tËp hîp c¸c tµi liÖu nghiªn cøu lý thuyÕt, tiÕn hµnh thùc nghiÖm vµ chÕ t¹o thö. C¸c tæ m¸y XK2L sau khi chÕ t¹o, l¾p ®Æt vµ vËn hµnh ë c¸c tr¹m thuû ®iÖn ®· kh¼ng ®Þnh ®−îc kÕt qu¶ nghiªn cøu vµ tÝnh to¸n lý thuyÕt vµ c«ng nghÖ chÕ t¹o lo¹i tua bin nµy. PhÇn nghiªn cøu tÝnh to¸n lý thuyÕt, phÇn dÉn dßng vµ biªn d¹ng c¸nh BCT ®· ®−îc ®−a vµo nghiªn cøu trong mét ®Ò tµi KHCN cÊp Nhµ n−íc vµ mét sè kÕt qu¶ nghiªn cøu ®· ®−îc nghiÖm thu. 1.2. Ph¹m vi sö dông cña tua bin XK2L: 4 ViÖn khoa häc thuû lîi
  8. NC, thiÕt kÕ, chÕ t¹o & thö nghiÖm tua bin XK2L kiÓu CINK ®Ò tµi Kc07-04 H×nh 2. BiÓu ®å sö dông tua bin XK2L cña h·ng Meiden (NhËt b¶n) 5 ViÖn khoa häc thuû lîi
  9. NC, thiÕt kÕ, chÕ t¹o & thö nghiÖm tua bin XK2L kiÓu CINK ®Ò tµi Kc07-04 H×nh 3. BiÓu ®å sö dông tua bin XK2L cña C«ng ty KUBOTA (NhËt b¶n) H×nh 4. BiÓu ®å sö dông tua bin XK2L cña Ossberger Corp. (§øc) 6 ViÖn khoa häc thuû lîi
  10. NC, thiÕt kÕ, chÕ t¹o & thö nghiÖm tua bin XK2L kiÓu CINK ®Ò tµi Kc07-04 H×nh 5. BiÓu ®å sö dông tua bin XK2L cña Hitachi Corp. (NhËt B¶n) 7 ViÖn khoa häc thuû lîi
  11. NC, thiÕt kÕ, chÕ t¹o & thö nghiÖm tua bin XK2L kiÓu CINK ®Ò tµi Kc07-04 H×nh 6. BiÓu ®å sö dông tua bin XK2L cña Fuji Electric Corp. (NhËt B¶n) 8 ViÖn khoa häc thuû lîi
  12. NC, thiÕt kÕ, chÕ t¹o & thö nghiÖm tua bin XK2L kiÓu CINK ®Ò tµi Kc07-04 H×nh7. BiÓu ®å sö dông tua bin XK2L cña Linhai Corp. (Trung Quèc) 9 ViÖn khoa häc thuû lîi
  13. NC, thiÕt kÕ, chÕ t¹o & thö nghiÖm tua bin XK2L kiÓu CINK ®Ò tµi Kc07-04 1.3. Nh÷ng −u ®iÓm vµ nh−îc ®iÓm cña tua bin XK2L trong thuû ®iÖn nhá vµ cùc nhá Trong nh÷ng n¨m gÇn ®©y, tua bin XK2L ®−îc sö dông ngµy cµng réng r·i cho c¸c tr¹m thuû ®iÖn nhá víi ph¹m vi sö dông: + Cét n−íc : H = 5 ÷ 200m + L−u l−îng: Q = 0,025 - 13 m3/s + C«ng suÊt N = 1 - 1500 KW 1.3.1. HiÖu suÊt Mét ®Æc ®iÓm quan träng vµ næi bËt nhÊt cña tua bin XK2L lµ hiÖu suÊt rÊt phï hîp cho thuû ®iÖn nhá. C¸c kÕt qu¶ nghiªn cøu vµ thùc nghiÖm tõ n−íc ngoµi cho thÊy hiÖu suÊt ®Ønh cña tua bin XK2L cã thÊp h¬n c¸c lo¹i tua bin kh¸c (ηmax = 86%), vÝ dô nh− tua bin t©m trôc (Francis) nh−ng bï l¹i lµ ph¹m vi cña vïng hiÖu suÊt cao rÊt réng, do vËy mµ ®iÖn l−îng thu ®−îc cña tua bin XK2L cao h¬n so víi tua bin t©m trôc. C¸c kÕt qu¶ nghiªn cøu gÇn ®©y nhÊt cña h·ng Entec (Thôy sÜ) cho thÊy hiÖu suÊt lín nhÊt cña tua bin XK2L cã thÓ ®¹t ηmax = 86%, tuy hiÖu suÊt ®Ønh cã thÊp h¬n mét vµi lo¹i tua bin kh¸c (ηmax = 87 ÷ 89%). Nh−ng do ph¹m vi vïng hiÖu suÊt cao réng h¬n nªn tæng ®iÖn l−îng thu ®−îc cña tua bin XK2L cao h¬n so víi tua bin t©m trôc. 10 ViÖn khoa häc thuû lîi
  14. NC, thiÕt kÕ, chÕ t¹o & thö nghiÖm tua bin XK2L kiÓu CINK ®Ò tµi Kc07-04 H×nh 8. So s¸nh ®−êng hiÖu suÊt cña tua bin XK2L vµ tua bin t©m trôc. H×nh 9. Quan hÖ vÒ ®iÖn l−îng - thêi gian trong n¨m cña tua bin XK2L vµ tua bin t©m trôc. Nh×n vµo H×nh 1-8 vµ H×nh 1-9 ta thÊy r»ng tua bin t©m trôc cã hiÖu suÊt ®Ønh cao h¬n tua bin XK2L, tuy nhiªn vïng hiÖu suÊt cao kh¸ hÑp nªn hiÖu suÊt sÏ gi¶m rÊt 11 ViÖn khoa häc thuû lîi
  15. NC, thiÕt kÕ, chÕ t¹o & thö nghiÖm tua bin XK2L kiÓu CINK ®Ò tµi Kc07-04 nhanh khi l−u l−îng gi¶m. §Ó gi¶i thÝch ph¹m vi réng cña vïng hiÖu suÊt cao, xem H×nh 1-10 H×nh 10: §−êng biÓu diÔn hiÖu suÊt cña tua bin XK2L ®−îc x©y dùng tõ 3 ®−êng hiÖu suÊt t−¬ng øng víi 1/3, 2/3 vµ ®Çy t¶i hay 1/3Q, 2/3Q vµ toµn bé l−u l−îng Q. ViÖc chia bÒ réng BCT lµm 2 phÇn cã bÒ réng 1/3 vµ 2/3 tæng chiÒu réng lµm viÖc cho phÐp ®· lµm më réng vïng hiÖu suÊt cao cho tua bin XK2L. Nh− vËy cã thÓ kÕt luËn r»ng, tua bin XK2L cã ®Æc tÝnh n¨ng l−îng rÊt tèt vµ rÊt phï hîp ®èi víi thuû ®iÖn nhá. 12 ViÖn khoa häc thuû lîi
  16. NC, thiÕt kÕ, chÕ t¹o & thö nghiÖm tua bin XK2L kiÓu CINK ®Ò tµi Kc07-04 1.3.2. §é bÒn: Mét ®Æc ®iÓm kh¸ quan träng trong kÕt cÊu cña tua bin XK2L lµ kh«ng xuÊt hiÖn thµnh phÇn lùc däc trôc, do vËy trong tua bin XK2L kh«ng xuÊt hiÖn sù ph¸ vì æ ®ì do lùc qu¸ lín nh− c¸c lo¹i tua-bin kh¸c. Trong thiÕt kÕ vµ chÕ t¹o tua bin XK2L th−êng sö dông æ bi ®ì b×nh th−êng, trong khi nhiÒu lo¹i tua-bin kh¸c ph¶i dïng æ tr−ît víi cÊu tróc æ vµ kÕt cÊu b«i tr¬n kh¸ phøc t¹p vµ ®¾t tiÒn. B¸nh c«ng t¸c ®−îc gia c«ng chÕ t¹o b»ng kÕt cÊu hµn, ®−îc gia c−êng bëi c¸c v¸ch t¨ng cøng, sö dông vËt liÖu thÐp kh«ng gØ…nªn cã ®é bÒn kh¸ cao. Theo kÕt cÊu truyÒn thèng vµ mét sè kÕt cÊu míi th× hÖ thèng c¸nh h−íng n−íc cña tua bin XK2L rÊt ®¬n gi¶n (chØ cã 1 c¸nh h−íng), do vËy Ýt bÞ háng hãc so víi hÖ c¸nh h−íng nhiÒu c¸nh (8 ÷ 20 c¸nh) cña c¸c lo¹i tua bin kh¸c. KÕt cÊu vá ch¾c ch¾n, ®−îc ®Þnh vÞ rÊt dÔ dµng cho th¸o l¾p, söa ch÷a nªn còng n©ng cao ®é bÒn cña tæ m¸y. Víi c¸c ®Æc ®iÓm ®¬n gi¶n vµ ch¾c ch¾n trong kÕt cÊu, tua bin XK2L cã ®é bÒn cao, ®¶m b¶o ho¹t ®éng æn ®Þnh vµ l©u dµi. 1.3.3. Gi¸ thµnh chÕ t¹o: C«ng nghÖ chÕ t¹o tua bin XK2L ®¬n gi¶n h¬n rÊt nhiÒu so víi c¸c lo¹i tua bin kh¸c. Tæng kÕt qu¸ tr×nh chÕ t¹o cho thÊy, gi¸ thµnh chÕ t¹o tua-bin XK2L b»ng 50% ÷ 70% so víi tua bin kh¸c cïng c«ng suÊt. KÕt cÊu vá b»ng thÐp hµn dÔ dµng cho chÕ t¹o ®¬n chiÕc. ViÖc sö dông æ bi cho c¸c tæ m¸y c«ng suÊt lín còng lµm gi¶m ®¸ng kÓ gi¸ thµnh chÕ t¹o vµ l¾p r¸p. Víi kÕt cÊu gän nhÑ vµ dÔ th¸o, l¾p nªn viÖc vËn chuyÓn thuËn lîi, ®Æc biÖt cho nh÷ng vïng giao th«ng cßn khã kh¨n. Do cÊu tróc ®èi xøng 2 ®Çu trôc, nªn bè trÝ thiÕt bÞ tèn Ýt diÖn tÝch vµ lµm gi¶m gi¸ thµnh x©y dùng nhµ tr¹m. Do lùc ®ãng më c¸nh h−íng nhá, còng lµm gi¶m ®¸ng kÓ gi¸ thµnh cña ®iÒu tèc tù ®éng. 13 ViÖn khoa häc thuû lîi
  17. NC, thiÕt kÕ, chÕ t¹o & thö nghiÖm tua bin XK2L kiÓu CINK ®Ò tµi Kc07-04 1.3.4. H¹n chÕ cña tua bin XK2L Theo c¸ch ph©n lo¹i truyÒn thèng th× tua bin XK2L lµ lo¹i tua bin xung kÝch tû tèc thÊp nªn sè vßng quay thÊp. ë nh÷ng tr¹m cã cét n−íc thÊp ph¶i cã bé truyÒn ®éng, do vËy lµm t¨ng gi¸ thµnh chÕ t¹o tæ m¸y. ë c¸c n−íc c«ng nghiÖp tiªn tiÕn, c¸c tr¹m thuû ®iÖn cét n−íc thÊp dïng tua bin XK2L ®Òu sö dông bé truyÒn b¸nh r¨ng nèi víi m¸y ph¸t tiªu chuÈn cã vßng quay n = 1000-1500 v/phót. Do cã nhiÒu −u ®iÓm so víi c¸c lo¹i tua bin kh¸c nªn nh÷ng n¨m gÇn ®©y, tua bin XK2L ngµy cµng ®−îc sö dông réng r·i cho thuû ®iÖn nhá vµ thuû ®iÖn cùc nhá. Nh×n chung, c¸c tr¹m thuû ®iÖn nhá sö dông tua bin XK2L ®Òu vËn hµnh æn ®Þnh vµ gãp phÇn ®¸ng kÓ vµo viÖc n©ng cao ®êi sèng vËt chÊt vµ tinh thÇn cho ®ång bµo c¸c tØnh vïng s©u, vïng xa cña c¶ n−íc. HiÖn nay, nhiÒu phßng thÝ nghiÖm vµ c¸c c¬ quan nghiªn cøu ë mét sè n−íc vÉn tiÕp tôc nghiªn cøu ®Ó n©ng cao hiÖu qu¶ vµ më réng ph¹m vi sö dông lo¹i tua bin nµy. 1.4. KÕt luËn Qua nh÷ng ph©n tÝch ë trªn cho thÊy r»ng, tua bin XK2L lµ lo¹i tua bin ®−îc sö dông trªn rÊt réng r·i ë trªn thÕ giíi cho thñy ®iÖn nhá. Víi nh÷ng −u ®iÓm vÒ hiÖu suÊt, kÕt cÊu, ®é bÒn vµ c«ng nghÖ chÕ t¹o cña lo¹i tua bin nµy, cã thÓ nãi r»ng tua bin XK2L …rÊt phï hîp víi ®iÒu kiÖn vÒ kinh tÕ, tr×nh ®é c«ng nghÖ cña ViÖt Nam. ë ViÖt Nam, nÕu ¸p dông nh÷ng c«ng nghÖ chÕ t¹o thÝch hîp, qu¶n lý vËn hµnh tèt th× tua bin XK2L sÏ ph¸t huy ®−îc nh÷ng −u ®iÓm næi bËt cña nã ®èi víi c¸c dù ¸n thñy ®iÖn nhá, mµ hiÖn nay ®ang ®−îc Nhµ n−íc vµ c¸c tæ chøc quèc tÕ nh− WB, NEF, UNDP tæ chøc thùc hiÖn t¹i ViÖt Nam. 14 ViÖn khoa häc thuû lîi
  18. NC, thiÕt kÕ, chÕ t¹o & thö nghiÖm tua bin XK2L kiÓu CINK ®Ò tµi Kc07-04 Ch−¬ng II. lý thuyÕt tua bin xung kÝch Nh− ®· tr×nh bµy ë trªn, tua bin XK2L ®−î c ph©n lo¹i nh− lµ mét tua bin xung kÝch. Do vËy, tr−íc khi nghiªn cøu vÒ tua bin XK2L, chóng t«i sÏ ®i vµo nghiªn cøu c¬ së lý thuyÕt cña tua bin xung kÝch v× ®ã lµ c¬ së lý thuyÕt ban ®Çu ®Ó x©y dùng vµ ph¸t triÓn tua bin XK2L. 2.1. Cét n−íc, l−u l−îng, c«ng suÊt vµ hiÖu suÊt C«ng suÊt tua bin tû lÖ thuËn víi l−îng chÊt láng ch¶y qua nã trong mét ®¬n vÞ thêi gian, hiÖu sè tû n¨ng dßng ch¶y tr−íc vµ sau tua bin vµ hiÖu suÊt cña nã. L−îng chÊt láng ch¶y qua trong mét ®¬n vÞ thêi gian ®o b»ng l−u l−îng Q l/s hoÆc m3/s. N¨ng l−îng mét ®¬n vÞ träng l−îng chÊt láng (tû n¨ng) ë cao tr×nh mùc n−íc th−îng l−u (h×nh 11). C b2 Pb Eb = + + Zb γ 2g (2.1) ë cao tr×nh mùc n−íc h¹ l−u: 2 PH CH EH = + + ZH (2.2) γ 2g Trong ®ã: Zb, ZH - cao ®é mùc n−íc th−îng l−u vµ h¹ l−u so víi mÆt chuÈn so s¸nh . 0- 0. γ- Träng l−îng riªng cña n−íc. HiÖu sè n¨ng l−îng Eb vµ EH lµ cét n−íc toµn phÇn cña tr¹m thuû ®iÖn. Pb − PH Cb2 − C H 2 H δ = Eb = E H = + + Zb − Z H (2.3) γ 2g Mùc n−íc th−îng l−u vµ h¹ l−u ë ¸p suÊt khÝ quyÓn do ®ã: Pb = PH = Pat ` 15 ViÖn khoa häc thuû lîi
  19. NC, thiÕt kÕ, chÕ t¹o & thö nghiÖm tua bin XK2L kiÓu CINK ®Ò tµi Kc07-04 VËn tèc n−íc ch¶y ë th−îng l−u vµ h¹ l−u th−êng kh«ng lín vµ chóng kh«ng kh¸c nhau bao nhiªu, cã nghÜa lµ: Cb ≈ C H Do ®ã cét n−íc toµn phÇn Hδ (2.3) thùc tÕ b»ng hiÖu sè mùc n−íc th−îng l−u vµ h¹ l−u. H δ = Eb − E H = Z b − Z H Nh−ng tua bin kh«ng thÓ sö dông toµn bé cét n−íc toµn phÇn Hδ. Mét phÇn n¨ng l−îng ∆Hn tiªu hao do tæn thÊt däc ®−êng vµ tæn thÊt côc bé trªn ®−êng dÉn vµ ®−êng èng ¸p lùc mµ trong tr−êng hîp tua bin ph¶n kÝch cét n−íc cao chóng cã chiÒu dµi lín, vµ tiªu hao trªn c¸c bé phËn dÉn dßng mµ nh÷ng bé phËn nµy kh«ng thuéc vµo c¸c bé phËn cña tua bin. Mét phÇn kh¸c ∆Hn (chØ ®èi víi tua bin xung kÝch) bÞ mÊt ®i do ®é cao ®Æt BXCT cao h¬n mùc n−íc h¹ l−u. Nh− vËy cét n−íc mµ tua bin sö dông cã thÓ viÕt d−íi d¹ng. H = H δ − ∆H n − ∆H n (2.4) Cét n−íc tèt nhÊt lµ trùc tiÕp x¸c ®Þnh b»ng hiÖu tû n¨ng dßng ch¶y tr−íc vµ sau tua bin. Tr−íc tua bin ë tiÕt diÖn cöa vµo 1: 1 P1 C2 E1 = + + Z1 (2.5) γ 2g TiÕt diÖn cöa vµo lÊy ë ®o¹n èng th¼ng cña ®−êng èng n»m gi÷a van vµ bé phÇn dÉn dßng. Gi¶ thiÕt l−u tèc vµ ¸p su©t ®−îc ph©n bè ®Òu trªn toµn tiÕt diÖn nµy. Nh− vËy P1, C1 lµ ¸p suÊt, vËn tèc t¹i tiÕt diÖn 1, Z1 - cao tr×nh trung t©m tiÕt diÖn 1. NÕu Q lµ l−u l−îng ch¶y qua tua bin th×: Q C1 = (2.6) F1 Trong ®ã: F1 - diÖn tÝch tiÕt diÖn 1. ¸p suÊt P1 ®−îc ®o b»ng ¸p kÕ. NÕu ¸p kÕ ®Æt cao h¬n t©m tiÕt diÖn 1 mét kho¶ng a1 th×: 16 ViÖn khoa häc thuû lîi
  20. NC, thiÕt kÕ, chÕ t¹o & thö nghiÖm tua bin XK2L kiÓu CINK ®Ò tµi Kc07-04 Pm1 P1 = + a1 (2.7) γ γ Trong ®ã: Pm1 - chØ sè cña ¸p kÕ. Tû n¨ng dßng ch¶y sau tua bin ph¶n kÝch ®−îc x¸c ®Þnh t¹i tiÕt diÖn cöa ra cña èng hót. V× trÞ sè ®éng n¨ng cña dßng ch¶y khi ra khái tua bin phô thuéc vµo kÕt cÊu tua bin (tua bin cµng hoµn thiÖn th× ®¹i l−îng nµy cµng nhá) nÕu tû n¨ng cña dßng ch¶y ra khái tua bin chØ tÝnh phÇn thÕ n¨ng cßn toµn bé phÇn ®éng n¨ng ®−îc tÝnh lµ tæn thÊt cña tua bin. §èi víi tua bin ph¶n kÝch tÝnh nh− vËy ë møc ®é nhÊt ®Þnh chØ lµ gi¶ ®Þnh bëi v× vËn tèc cöa ra ngay c¶ vÒ mÆt lý thuyÕt còng kh«ng thÓ b»ng kh«ng. ë c¸c tua bin xung kÝch, tû n¨ng dßng ch¶y ë cöa ra ®−îc x¸c ®Þnh khi dßng ch¶y ra khái c¸nh BXCT, ë ®ã vËn tèc tuyÖt ®èi vÒ lý thuyÕt cã thÓ b»ng kh«ng. V× vËy trong tr−êng hîp nµy cã c¬ së ®Ó lÊy C2 = 0. ¸p cöa ra lµ ¸p suÊt khÝ quyÓn vµ nÕu sö dông ¸p suÊt d− th× P2 = 0. Nh− vËy: E2 = Z2 (2.8) C12 Pm1 vµ : H = E1 − E 2 = Z1 + a1 − Z 2 + + (2.9) γ 2g ë ®©y Z2 cao ®é cña ®iÓm dßng ch¶y ra khái BXCT. Nh−ng dßng ch¶y ra khái BXCT kh«ng ph¶i qua mét ®iÓm mµ däc theo c¸c l¸ c¸nh cña BXCT. Ngoµi ra c¸nh BXCT l¹i chuyÓn ®éng kh«ng ngõng vµ c¸c ®iÓm ra thùc tÕ còng thay ®æi. Do ®ã cao ®é ®iÓm cöa ra tÝnh to¸n ®−îc lÊy ë mét ®iÓm trung b×nh nµo ®ã: ë tua bin trôc ngang lÊy ë giao ®iÓm cña trôc dßng phun víi ®−êng b¸n kÝnh BXCT vu«ng gãc víi nã. C«ng suÊt cña dßng ch¶y qua tua bin: γQH NH = = 9,81QH KW (2.10) 102 Trong ®ã: γ = 100 Kg/m3; Q - m3/s. C«ng suÊt cña tua bin: N = NH.η = 9,81.QHη (2.11) 17 ViÖn khoa häc thuû lîi
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.26: Bộ 320 Luận Văn Thạc Sĩ Y Học
320 tài liệu
1253 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