zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Khoa Học Tự Nhiên

» Môi trường

Phân tích ảnh hưởng các đặc tính thủy lực của tuabin tâm trục cột nước cao đến giá trị áp lực nước va

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:3

Báo xấu

7
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tuabin thủy lực là bộ phận quan trọng của trạm thuỷ điện. Việc lựa chọn kiểu loại tuabin phụ thuộc vào cột nước và lưu lượng của từng trạm. Bài viết phân tích ảnh hưởng các đặc tính thủy lực của tuabin tâm trục cột nước cao đến giá trị áp lực nước va.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Phân tích ảnh hưởng các đặc tính thủy lực của tuabin tâm trục cột nước cao đến giá trị áp lực nước va

Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2016. ISBN : 978-604-82-1980-2 PHÂN TÍCH ẢNH HƯỞNG CÁC ĐẶC TÍNH THỦY LỰC CỦA TUABIN TÂM TRỤC CỘT NƯỚC CAO ĐẾN GIÁ TRỊ ÁP LỰC NƯỚC VA Nguyễn Văn Sơn1, Hồ Sỹ Mão1, Nguyễn Thị Nhớ1 1 Trường Đại học Thủy lợi, email: Lson_nv@tlu.edu.vn 1. GIỚI THIỆU CHUNG trong đường ống áp lực. Bằng việc kết hợp Tuabin thủy lực là bộ phận quan trọng của các phương pháp nghiên cứu lý thuyết với mô phỏng số và kiểm chứng cho các công trạm thuỷ điện. Việc lựa chọn kiểu loại trình thực tế, nghiên cứu sẽ đưa ra những đề tuabin phụ thuộc vào cột nước và lưu lượng xuất về giá trị giới hạn nước va cho các trạm của từng trạm. Trong biểu đồ sử dụng tuabin thủy điện cột nước cao sử dụng tuabin tâm [1] có sự giao thoa về phạm vi sử dụng ở dải trục có số vòng quay đặc trưng ns thấp. Kết cột nước cao giữa tuabin tâm trục và tuabin quả áp dụng cho trạm thủy điện Krong Pa2. gáo. Trong vùng giao thoa này, nếu dùng tuabin tâm trục sẽ lợi hơn vì hiệu suất và 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ PHƯƠNG công suất đạt cao hơn, đồng thời độ ồn thấp PHÁP NGHIÊN CỨU và độ bền tốt hơn, điều khiển cũng dễ hơn so 2.1. Cơ sở lý thuyết với tuabin gáo. Chương trình tính toán ξmax được viết bằng ngôn ngữ C++ trên cơ sở của các phương trình truyền sóng nước va (1) và mô hình điều kiện tổ máy (2). ⎧ C ⎛Q .Q ⎞ ⎪ g.Fj ( ) ⎪ Hnθ,j+1 − H(n+1)θ,j = j . Qnθ,j+1 − Q(n+1)θ,j − f.⎜ nθ,j nθ,j ⎟ ⎜ Fj+12 ⎟ (1) ⎪ ⎝ ⎠ ⎨ ⎪ Cj ⎛ Qnθ,j. Qnθ,j ⎞ ⎪Hnθ,j − H(n+1)θ,j+1 = − ( ) . Qnθ,j − Q(n+1)θ,j+1 + f.⎜ ⎜ Fj2 ⎟ ⎟ Hình 1. Tuabin tâm trục cột nước cao [2] ⎪ ⎩ g.Fj ⎝ ⎠ Tuy nhiên, với tuabin tâm trục cột nước Theo các các phương trình (1), ký hiệu H cao, do đặc điểm cấu tạo của bánh công tác (mét) chỉ cột nước tại các mặt cắt; ký hiệu có chênh lệch về đường kính lối vào và ra Q(m3/s) chỉ lưu lượng nước tại các mặt cắt; (D1/D2) lớn (Hình 1) nên ảnh hưởng của lực ký hiệu chỉ số j, j+1 chỉ vị trí các mặt cắt liên ly tâm rất lớn dẫn đến sự hình thành đường a0 tiếp; ký hiệu θ chỉ thời gian cần thiết để sóng rất nghiêng. Trong trường hợp khi số vòng nước va lan truyền giữa 2 mặt cắt nghiên quay n tăng kết hợp với quá trình đóng cánh cứu; ký hiệu n là số tự nhiên, thể hiện tính hướng nước sẽ làm tăng nhanh tốc độ giảm tổng quát của hệ phương trình; nθ, (n+1)θ lưu lượng qua tuabin QT, điều này sẽ càng chỉ các thời điểm liên tiếp nhau; F(m2) là tiết làm tăng nhanh giá trị áp lực nước va ξmax diện thông thủy của đường dẫn có áp giữa 2 nhưng đồng thời lại hạn chế được βmax. Để mặt cắt nghiên cứu; c(m/s) là vận tốc truyền đánh giá cụ thể giá trị này, bài báo sẽ tập sóng nước va trong đường dẫn có áp giữa 2 trung phân tích các đặc tính thủy lực và cấu mặt cắt nghiên cứu; g=9,81(m/s2) – gia tốc tạo của tuabin tâm trục đến trị số nước va trọng trường; f là hệ số ma sát. 392
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2016. ISBN : 978-604-82-1980-2 Ngoài ra, tại các biên đường ống, đường Thông số Loại Tuabin dẫn nối tiếp tuabin và máy phát điện có các Mực nước hạ lưu (m) 706.4 706.4 đặc tính thủy lực, đặc tính năng lượng thể Cột nước tĩnh H0 (m) 275.6 275.6 hiện trên đường đặc tính tổng hợp (các số liệu này được số hóa) của tuabin, phương Chiều dài đường ống L (m) 850.0 850.0 trình động lực tổ máy và các công thức liên Đường kính đường ống L (m) 1.60 1.60 quan khác (2) như sau. Lưu lượng thiết kế 8.00 8.00 ⎧Q = Q1′× D12 H Nghiên cứu đã tính toán và so sánh các ⎪ ⎨ dω (2) thông số đặc trưng nước va theo các công ⎪j = Md - Mc thức giải tích trong tài liệu [1] và theo phần ⎩ dt mền Transients [3], kết quả cho dưới Bảng 2 Q1’ - Lưu lượng quy dẫn (m3/s); D1 - Đường và 3 cho thấy khi tính toán nước va theo kính tiêu chuẩn của tuabin (m); H - Cột nước phương pháp giải thích thì giá trị áp lực nước làm việc của turbine (m); J - Mômen quán va tương đối lớn nhất chỉ đạt ξmax =0,16 và tính của tuabin và máy phát; Md - Mômen động 0,13 tương ứng với 2 loại tuabin BFL và lực; Mc- Mômen cản; ω - Vận tốc góc của tổ Flowel. Nếu so sánh các con số này với các trị máy (Rad/s). số cho phép của áp lực nước va lớn nhất ξmax 2.2 Phương pháp nghiên cứu cũng theo tài liệu [1] thì giá trị này nhỏ hơn khá nhiều (ξmax=0,15÷0,30). Trong khi đó, Trong nghiên cứu này, ở bước đầu tiên, nếu tính toán bằng phần mềmTransients thì việc tính toán và phân tích giá trị áp lực nước trị số này lớn hơn rất nhiều, đạt ξmax =0,24 và va bằng phương pháp giải tích được thực 0,23 lần lượt trong hai mô hình tuabin, lơn hiện. Sau đó, các kết quả này sẽ được so sánh hơn 1,5 lần so với tính toán giải tích và các với mô phỏng bằng phần mền Transients. Từ khuyến cao cho phép theo tài liệu [1]. các kết quả đó, bài báo sẽ phân tích những sai khác giữa các kết quả lý thuyết và mô phỏng Bảng 2. Kết quả tính toán áp lực nước va đồng thời đề xuất giá trị giới hạn nước cho theo phương pháp giải tích các trạm này. Thông số BFL Flowel 3. KẾT QUẢ VÀ PHÂN TÍCH Tốc độ truyền sóng C (m/s) 998.2 998.2 Để đánh giá nhận định trên, nghiên cứu Pha nước va tf (s) 1.70 1.70 này sử dụng phần mềm Transients để tính Loại nước va Gián tiếp, pha 1 toán áp lực nước va cho Trạm thủy điện Đặc tính thứ nhất của đường (TTĐ) Krong Pa 2 với 2 mô hình tuabin khác ống μ 0.73 0.73 nhau, các thông số đầu vào cho dưới Bảng 1 Đặc tính thứ hai của đường như sau. ống σ 0.13 0.10 Bảng 1. Các thông số tính toán Trị số nước va ξmax 0.16 0.13 Bảng 3. Kết quả tính toán áp lực nước và Thông số Loại Tuabin bằng phần mềm Transients Mô hình Tuabin BFL Flowel Thông số BFL FLOWEL Đường kính Turbine D1(mm) 750 670 Thời gian trễ (s) 0.20 0.20 Vân tốc quay đồng bộ (v/ph) 750 1000 Độ mở ban đầu (%) 83.50 94.50 GDD tổ máy 25 14 Cột nước Hmax (m) 341.8 339.8 Thời gian đóng Turbine Ts (s) 10 12 Trị số nước va ξmax 0.24 0.23 Thời gian trễ (s) 0.2 0.2 Vượt tốc tạm thời (v/ph) 1176 1556.6 Cao độ ống áp lực trước khi 705 705 Vượt tốc tạm thời (%) 56.8 55.7 vào tổ máy (m) 393
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2016. ISBN : 978-604-82-1980-2 Giải thích về các kết quả trong nghiên cứu lớn nên ảnh hưởng của lực ly tâm rất lớn dẫn cho thấy: Phương pháp giải tích thường được đến sự hình thành đường a0 rất nghiêng đơn giản hóa khi không xét đến ảnh hưởng (Hình 2). Chính vì đặc tính này nên giá trị của đặc tính thiết bị và tổn thất thủy lực nên nước va thay đổi rất nhanh và giá trị cũng rất thường cho hệ số ξmax thiên nhỏ. Chương cao. Từ Hình 2 cho thấy, trong trường hợp trình tính Transients được thiết lập tương đối dừng máy từ điểm A, khi không đóng cánh đầy đủ và chính xác các đặc tính về dòng hướng thì do lồng tốc giá trị áp lực cũng tự chảy; về đường dẫn; công trình và các điều lên 20% tại điểm B. Như vậy, với những trạm kiên biên trong đó đặc biệt là biên tổ máy, thủy điện cột nước cao sử dụng tuabin tâm nơi mà có xem xét được đặc tính của tuabin trục thì giá trị giới hạn là 20% theo tính toán và tổn thất thủy lực. Vì vậy, giá trị ξmax giải tích là rất khó đạt được. Kết quả mô thường khá chính xác so với các kết quả khi phỏng trong nghiên cứu này cho thấy giá trị vận hành công trình trong thực tế, đồng thời này thường nằm trong khoảng 25-30%H. cũng cho thấy lớn hơn khá nhiều so với tính toán lý thuyết. Phần mền Transients được 4. KẾT LUẬN ứng dụng rộng rãi để tính toán áp lực nước va Với phương pháp nghiên cứu lý thuyết kết và dao động mực nước trong tháp điều áp. hợp với mô phỏng sẽ là kết quả đáng tin cậy Một số công trình thực tế áp dụng phần mền để đánh giá lại các giới hạn giá trị áp lực này như TTĐ Huội Quảng; Za Hưng; Nhạn nước cho các TTĐ cột nước cao sử dụng Hạc và Quảng Trị cho thấy kết quả là đáng tuabin tâm trục. Kết quả chỉ ra rằng với đặc tin cậy. điểm của tuabin tâm trục cột nước cao do tỷ B số D1/D2 lớn nên ảnh hưởng của lực ly tâm rất lớn dẫn đến sự hình thành đường a0 rất nghiêng nên : (i) Giá trị giới hạn áp lực nước và thường trong khoảng 25-30%H là hợp lý. (ii) Với loại tuabin này, điều kiện lồng tốc dưới 60% là dễ dàng đạt được nên để hạn chế áp lực nước va không phải tăng mômen đà A quá lớn mà chủ yếu phụ thuộc vào điều kiện ổn định tổ máy Ta/Tw. 5. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] S. Hồ, Giáo trình công trình trạm thủy điện, Hà Nội: Xây dựng, 2005. [2] H. S. Võ and T. T. X. Nguyễn, Tua bin Hình 2. Đường đặc tính tuabin nước, Hà Nội: Nhà xuất bản Khoa học và tâm trục cột nước cao Kỹ thuật, 2004. Thêm vào đó, với tuabin tâm trục cột nước [3] S. V. Nguyễn and N. T. Nguyễn, "Bài giảng, cao là loại tuabin phản kích sử dụng chủ yếu " Tin học ứng dụng trong thủy điện, Hà Nội, năng lượng thế năng của dòng nước. Đặc Trường Đại học Thủy lợi, 2015. điểm của tuabin này là ns thấp, tỷ số D1/D2 394

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

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.