Báo cáo Xây dựng cơ sở khoa học đề xuất gam thủy điện nhỏ Việt Nam. Đánh giá tổng quan về phát triển thuỷ điện nhỏ trên thế giới và ở Việt Nam
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
x©y dùng c¬ së khoa häc ®Ò xuÊt gam thñy ®iÖn
nhá viÖt nam. ®¸nh gi¸ tæng quan vÒ ph¸t triÓn
thuû ®iÖn nhá trªn thÕ giíi vµ ë viÖt nam
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: TS Hoµng V¨n th¾ng
5817-12
16/5/2006
hµ néi – 5/2006
B¸o c¸o x©y dùng c¬ së Khoa häc ®Ò suÊt gam thñy ®iÖn nhá
§Ò tµi KC07 - 04
Trang
Môc lôc
Ch−¬ng I . Më ®Çu
2
2
2
6
1.1 Sù cÇn thiÕt x©y dùng gam thñy ®iÖn cùc nhá
1.2 Mét sè kh¸i niÖm trong ph©n lo¹i thiÕt bÞ thñy ®iÖn
Ch−¬ng II Tæng quan vÒ gam thñy ®iÖn cùc nhá vµ
thñy ®iÖn siªu nhá
2.1 Gam thñy ®iÖn cùc nhá trªn thÕ giíi
6
15
26
2.2 Nghiªn cøu vµ chÕ t¹o thiÕt bÞ thñy ®iÖn ë ViÖt Nam
Ch−¬ng III C¬ së khoa häc vµ ph−¬ng ph¸p chung
ph©n lo¹i tua bin n−íc
Më ®Çu
26
3.1
3.2 HÖ sè tû tèc Ns
26
27
27
29
34
36
38
3.3 Sù cÇn thiÕt tiªu chuÈn hãa lo¹i tua bin
3.4 Nh÷ng chØ tiªu c¬ b¶n ®Æt ra trong ph©n lo¹i tua bin
3.5 Ph−¬ng ph¸p ph©n lo¹i tua bin theo N
3.6 Ph©n lo¹i tua bin xung kÝch (TBXK)
3.7 KÕt luËn
Ch−¬ng 4 X¸c ®Þnh ph¹m vi lµm viÖc cña tua bin
xung kÝch hai lÇn vµ tua bin tia nghiªng
cho thñy ®iÖn nhá
4.1 Nh÷ng chØ tiªu vµ c«ng thøc c¬ b¶n trong tua bin
xung kÝch hai lÇn, tua bin tia nghiªng vµ tua bin g¸o
38
39
42
4.2 X¸c ®Þnh c¸c chØ tiªu ns, Q1’, N1’ cña tua bin xung
kÝch hai lÇn, tua bin g¸o, tua bin tia nghiªng
4.3 Ph−¬ng ph¸p x©y dùng gam tua bin xung kÝch hai lÇn
1
ViÖn khoa häc Thñy lîi
B¸o c¸o x©y dùng c¬ së Khoa häc ®Ò suÊt gam thñy ®iÖn nhá
§Ò tµi KC07 - 04
Ch−¬ng I. Më ®Çu
1.1. Sù cÇn thiÕt x©y dùng gam thñy ®iÖn cùc nhá.
Kü thuËt vÒ thñy ®iÖn ®· h×nh thµnh vµ ph¸t triÓn hµng tr¨m n¨m nay, cïng víi
sù tiÕn bé vÒ khoa häc vµ c«ng nghÖ nãi chung c«ng nghÖ thñy ®iÖn còng cã nh÷ng
b−íc ph¸t triÓn v−ît bËc víi quy m« thiÕt bÞ ngµy cµng lín, hiÖu suÊt ®−îc n©ng cao,
®Æc tÝnh, n¨ng l−îng vµ x©m thùc ngµy cµng ®−îc c¶i thiÖn, chi phÝ vËt liÖu/1kW c«ng
suÊt ngµy cµng gi¶m vµ gi¸ thµnh thiÕt bÞ ngµy cµng h¹, ®é bÒn ®−îc n©ng cao. Do tÝnh
chÊt ®a d¹ng vÒ chñng lo¹i thiÕt bÞ vµ ®iÒu kiÖn sö dông (nh− c«ng suÊt, cét n−íc, ®é
cao hót…) dÉn ®Õn thiÕt bÞ thñy ®iÖn hÕt søc ®a d¹ng. Nh−ng nh×n chung c¸c nhµ
nghiªn cøu vµ s¶n xuÊt thiÕt bÞ thñy ®iÖn trªn thÕ giíi ®ang h−íng tíi nh÷ng tiªu chÝ
chung lµ x©y dùng gam thiÕt bÞ thñy ®iÖn cã sè l−îng Ýt nh−ng ®¸p øng mét c¸ch hiÖu
qu¶ yªu cÇu cña thùc tiÔn. ViÖc nghiªn cøu, ®Ò xuÊt mét gam m¸y cã sè l−îng Ýt, t¹o
®iÒu kiÖn cho x©y dùng quy tr×nh c«ng nghÖ hoµn chØnh t¹o ra s¶n phÈm cã chÊt l−îng
cao lµ mét ®ßi hái cÊp b¸ch. Qua kh¶o s¸t gam thñy ®iÖn cùc nhá cña Trung Quèc
(ph¹m vi P ≤ 100 kW) cã tíi trªn 100 kiÓu lo¹i kÝch cì tua bin kh¸c nhau. Trong khi
gam thñy ®iÖn cùc nhá cña mét sè h·ng chØ trong ph¹m vi 6 ®Õn 10 lo¹i thiÕt bÞ còng
®¸p øng ®−îc c¬ b¶n nhu cÇu sö dông nh− vËy. H¬n n÷a thÕ giíi ®ang h−íng tíi sö
dông c¸c lo¹i tua bin cã ph¹m vi lµm viÖc réng (cã vïng hiÖu suÊt cao khi l−u l−îng
thay ®æi tõ 20 ÷ 100%) vµ thiÕt bÞ b¶o vÖ, tù ®éng ho¸ ¸p dông kü thuËt sè ®· lµm cho
chÊt l−îng thiÕt bÞ thñy ®iÖn t¨ng cao vµ h¹ gi¸ thµnh.
ë ViÖt Nam do sö dông th«ng tin khoa häc c«ng nghÖ thñy ®iÖn cò, ¶nh h−ëng
cña t− t−ëng ®em c«ng nghÖ thñy ®iÖn lín ¸p dông cho thñy ®iÖn nhá nªn gam thñy
®iÖn cña ta qu¸ phøc t¹p, chÊt l−îng thÊp vµ chi phÝ cao. Do vËy viÖc nghiªn cøu vµ x©y
dùng l¹i gam thñy ®iÖn cùc nhá lµ viÖc lµm rÊt cÇn thiÕt.
1.2. Mét sè kh¸i niÖm trong ph©n lo¹i thiÕt bÞ thñy ®iÖn.
- ThiÕt bÞ thñy ®iÖn theo th«ng lÖ quèc tÕ ®−îc chia lµm ba lo¹i: thñy ®iÖn lín,
thñy ®iÖn võa vµ thñy ®iÖn nhá. Tiªu chÝ ph©n lo¹i dùa vµo c¸c th«ng sè gåm: c«ng
suÊt, ®iÖn ¸p (t−¬ng øng víi nã lµ ®−êng kÝnh b¸nh xe c«ng t¸c: D1). VÝ dô:
2
ViÖn khoa häc Thñy lîi
B¸o c¸o x©y dùng c¬ së Khoa häc ®Ò suÊt gam thñy ®iÖn nhá
§Ò tµi KC07 - 04
ë cét n−íc H = 100 m; P ≥ 30 MW ®−îc coi lµ thñy ®iÖn lín nh−ng ë cét n−íc H
= 3 m; P ≥ 0,6 MW ®−îc coi lµ thñy ®iÖn lín.
Ph¹m vi thñy ®iÖn lín theo ph©n lo¹i cña Liªn X« (cò) còng t−¬ng ®ång víi mét
sè n−íc nh− h×nh 1 sau:
BiÓu ®å tæng hîp hÖ lo¹i míi cña tuèc bin ph¶n kÝch lín
H×nh 1: Ph¹m vi thñy ®iÖn lín theo c«ng suÊt vµ cét n−íc
- Còng t−¬ng tù nh− vËy, thñy ®iÖn võa vµ nhá còng ®−îc ph©n lo¹i theo H vµ P.
ë mçi n−íc l¹i cã sù ph©n lo¹i kh¸c nhau, vÝ dô nh− Nga vµ Trung Quèc cho thñy ®iÖn
cã P ≤ 25 MW lµ thñy ®iÖn nhá. Mét sè n−íc kh«ng ®−a ra kh¸i niÖm thñy ®iÖn lín,
võa vµ nhá mµ ®−a ra kh¸i niÖm thiÕt bÞ thñy ®iÖn ®ång bé (compact turbine) ®Ó ph©n
biÖt víi c¸c thñy ®iÖn kh¸c, ®−îc thiÕt kÕ ®¬n chiÕc theo ®¬n ®Æt hµng.
3
ViÖn khoa häc Thñy lîi
B¸o c¸o x©y dùng c¬ së Khoa häc ®Ò suÊt gam thñy ®iÖn nhá
§Ò tµi KC07 - 04
Ngay trong thñy ®iÖn nhá còng ®−îc chia lµm 4 cÊp, cã thÓ lµ theo ph©n lo¹i cña
UNIDO, gåm:
+ Thñy ®iÖn nhá (small hydro): P = 1 MW ÷ 10 MW
+ Thñy ®iÖn nhá (mini hydro): P = 100 kW ÷ 1 MW
+ Thñy ®iÖn cùc nhá (micro hydro): P = 5 kW ÷ 100 kW
+ Thñy ®iÖn siªu nhá (pico hydro): P ≤ 5 kW
Tuy vËy, kh¸i niÖm trªn còng chØ lµ t−¬ng ®èi, v× theo gi¶ thiÕt ë trªn víi H = 3
m; P = 0,6 MW ®· ®−îc coi lµ thñy ®iÖn lín v× D1 = 2,5 m
- ViÖc ph©n lo¹i thñy ®iÖn cã ý nghÜa quan träng v× nh÷ng lý do nh− sau:
+ C¸c thñy ®iÖn lín hoÆc võa ¶nh h−ëng cña 1% hiÖu suÊt tíi hiÖu qu¶ n¨ng
l−îng lµ rÊt lín nªn th−êng ®−îc nghiªn cøu vµ thiÕt kÕ theo ®óng ®iÒu kiÖn lµm
viÖc cña tõng c«ng tr×nh, ®iÒu ®ã khiÕn cho chi phÝ nghiªn cøu, thiÕt kÕ vµ chÕ t¹o t¨ng
cao. Thêi gian s¶n xuÊt thiÕt bÞ kÐo dµi nh−ng ®em l¹i hiÖu qu¶ cho qu¸ tr×nh vËn hµnh.
+ C¸c thñy ®iÖn nhá ¶nh h−ëng 1 ÷ 2% hiÖu suÊt lµ kh«ng lín nh−ng l¹i ®ßi hái
thêi gian s¶n xuÊt nhanh, chi phÝ cã søc c¹nh tranh. Do vËy ng−êi ta chÊp nhËn ®iÓm
lµm viÖc kh«ng trïng h¼n víi ®iÓm tèi −u cña tæ m¸y.
+ Víi thñy ®iÖn cùc nhá vµ thñy ®iÖn siªu nhá th× viÖc t¹o ra c¸c tæ m¸y cã gi¸
thµnh thÊp vµ ®é bÒn cao lµ yÕu tè quan träng. H¬n thÕ n÷a ë c¸c tr¹m thñy ®iÖn kh«ng
cã ®iÒu tiÕt th× −u tiªn ph¹m vi lµm viÖc réng h¬n lµ ®iÓm lµm viÖc cã hiÖu suÊt rÊt cao.
- ViÖc ph©n lo¹i gióp cho c«ng t¸c thiÕt kÕ c«ng tr×nh ®−îc nhanh chãng.
- ViÖc ph©n lo¹i hîp lý gióp cho gi¶m chi phÝ ë c¸c kh©u: nghiªn cøu, thiÕt kÕ,
chÕ t¹o vµ qu¶n lý vËn hµnh.
- ViÖc ph©n lo¹i gióp cho tiÕp cËn víi c«ng nghÖ míi, lµm cho gam thiÕt bÞ thñy
®iÖn ngµy cµng −u viÖt h¬n.
4
ViÖn khoa häc Thñy lîi
B¸o c¸o x©y dùng c¬ së Khoa häc ®Ò suÊt gam thñy ®iÖn nhá
§Ò tµi KC07 - 04
Do vËy mÆc dï c«ng nghÖ thñy ®iÖn ®· ®−îc ph¸t triÓn tõ hµng tr¨m n¨m nay
nh−ng nh÷ng n¨m gÇn ®©y thÕ giíi vÉn tiÕp tôc ®−a ra c¸c gam thñy ®iÖn nhá míi, rÊt
phï hîp víi ®iÒu kiÖn thùc tiÔn.
- ViÖc ph¸t triÓn c«ng nghÖ míi, vËt liÖu míi, ®Æc biÖt lµ c«ng nghÖ th«ng tin ®·
t¸c ®éng s©u s¾c trong qu¸ tr×nh nghiªn cøu, thiÕt kÕ, chÕ t¹o m¸y còng ®ßi hái ph¶i x¸c
®Þnh l¹i gam thñy ®iÖn.
- TÝnh chÊt lao ®éng x· héi, víi chi phÝ cho nh©n c«ng ngµy cµng cao còng ®ßi
hái ph¶i thay ®æi c¸ch nghÜ vÒ gam thñy ®iÖn.
- §Ó x©y dùng gam thñy ®iÖn, ë n−íc ta cã lÏ sö dông theo ph©n lo¹i cña UNIDO
vÒ c«ng suÊt vµ h¹n chÕ theo cét n−íc theo c¸ch lµm cña Liªn X« lµ hîp lý.
- Trong b¸o c¸o nµy chØ ®Ò cËp tíi gam thñy ®iÖn cùc nhá vµ thñy ®iÖn siªu nhá
tøc lµ c¸c tæ m¸y cã P ≤ 100 kW vµ më réng tíi 200 kW cho phï hîp víi nhu cÇu thñy
®iÖn cho c¸c quy m« cÊp x· ë ViÖt Nam. (Theo ®¸nh gi¸, ®iÒu tra, mét x· miÒn nói cã
sè hé tõ 300 ®Õn 800 hé, c«ng suÊt tiªu thô ®iÖn kho¶ng 60 ÷ 160 kW, kÓ c¶ tæn thÊt do
t−¬ng t¸c vµ c¸c nhu cÇu kh¸c chän Pmax = 200 kW lµ hîp lý)
- Víi thñy ®iÖn cùc nhá, cét n−íc ®−îc x¸c ®Þnh theo ph¹m vi sö dông lµ:
+ Cét n−íc cao: H ≥ 100 m (100 ÷ 200 m)
+ Cét n−íc trung b×nh: H = 10 ÷ 100 m
+ Cét n−íc thÊp: H ≤ 10 m
- Víi thñy ®iÖn siªu nhá, cét n−íc cao, ®−îc sö dông lµ H ≥ 5 m
5
ViÖn khoa häc Thñy lîi
B¸o c¸o x©y dùng c¬ së Khoa häc ®Ò suÊt gam thñy ®iÖn nhá
§Ò tµi KC07 - 04
Ch−¬ng II. Tæng quan vÒ gam thñy ®iÖn cùc nhá
vµ thñy ®iÖn siªu nhá
2.1. Gam thñy ®iÖn cùc nhá trªn thÕ giíi.
2.1.1. Ph¸t triÓn thñy ®iÖn cùc nhá ë Trung Quèc.
Trung Quèc lµ n−íc cã tiÒm n¨ng thñy ®iÖn phong phó ®ång thêi lµ n−íc cã
c«ng nghiÖp thñy ®iÖn nhá ph¸t triÓn m¹nh vµ ®a d¹ng, viÖc ph©n tÝch xu h−íng ph¸t
triÓn thñy ®iÖn nhá cña Trung Quèc cã ý nghÜa quan träng.
Nh− c¸c n−íc x· héi chñ nghÜa kh¸c, tr−íc ®©y viÖc nghiªn cøu vµ ph¸t triÓn
thñy ®iÖn cña Trung Quèc ®−îc ph©n c«ng vµ chuyªn m«n hãa cao. C¸c mÉu c¸nh b¸nh
xe c«ng t¸c vµ buång dÉn ®−îc tËp trung nghiªn cøu (chñ yÕu ë viÖn TRIED - Thiªn
T©n) vµ sau ®ã cung cÊp cho c¸c nhµ m¸y s¶n xuÊt thñy ®iÖn võa vµ nhá. Mét sè h·ng
lín cã nghiªn cøu riªng (TËp ®oµn §«ng Ph−¬ng, HARBIN) chñ yÕu cho thñy ®iÖn lín.
Do ¶nh h−ëng bëi xu h−íng thñy ®iÖn lín, nªn gam thñy ®iÖn nhá cña Trung
Quèc rÊt nhiÒu chñng lo¹i vµ kÝch cì gåm:
+ Tua bin h−íng trôc buång hë, buång xo¾n kim lo¹i, buång kiÓu èng, ch÷ S,
trôc ®øng, trôc ngang;
+ Tua bin t©m trôc buång hë, buång xo¾n kim lo¹i, buång kiÓu chÝnh diÖn,
buång kiÓu trô;
+ Tua bin tia nghiªng, mét mòi phun trôc ngang vµ ®øng;
+ Tua bin g¸o trôc ngang;
+ Tua bin xung kÝch hai lÇn;
Riªng tua bin xung kÝch hai lÇn, do quan niÖm lµ lo¹i tua bin cã hiÖu suÊt thÊp
nªn Ýt ®−îc sö dông, thay vµo ®ã lµ tua bin t©m trôc. Vµi n¨m gÇn ®©y Trung Quèc míi
b¾t ®Çu sö dông tua bin xung kÝch hai lÇn.
Ph¹m vi sö dông c¸c tua bin cho thñy ®iÖn cùc nhá nh− sau:
H = 1 ÷ 100 m
Q = 10 l/s ÷ 2,5 m3/s
P = 0,1 ÷ 100 kW
6
ViÖn khoa häc Thñy lîi
B¸o c¸o x©y dùng c¬ së Khoa häc ®Ò suÊt gam thñy ®iÖn nhá
§Ò tµi KC07 - 04
H×nh 2. Mét sè kÕt cÊu trong gam thñy ®iÖn nhá cña Trung Quèc
(Nguån: Micro hydro power Equipment in China– HRC)
B¶ng 1. C¸c th«ng sè c¬ b¶n cña gam thñy ®iÖn cùc nhá ë Trung Quèc
Ph¹m vi lµm viÖc
Q (m3/s)
TT
Lo¹i tua bin D1
H (m)
P (kW)
Tua bin h−íng t©m, buång hë;
1
1,5 ÷ 5
0,03 ÷ 1,1
0,2 ÷ 60
D1 = 10, 15, 20, 30, 40, 50, 60 cm
2
3
Tua bin h−íng t©m, buång ch÷ S, trôc ngang; D1 = 12, 15, 20, 30, 50, 60
Tua bin h−íng t©m, buång xo¾n kim lo¹i trôc ®øng; D = 20, 30, 40 cm
Tua bin t©m trôc, buång xo¾n kim lo¹i hoÆc buång chÝnh diÖn trôc ngang,
®øng; D1 = 20, 30, 42 cm
1 ÷ 12
4 ÷ 12
0,05 ÷ 3
0,75 ÷ 125
5 ÷ 50
0,18 ÷ 1,1
4
5 ÷ 48
0,05 ÷ 3
2 ÷ 100
5
6
7
Tua bin tia nghiªng, mét vßi phun, trôc ®øng
21 ÷ 75
30 ÷ 100
10 ÷ 112
0,01 ÷ 0.2
0,05 ÷ 0.5
0,05 ÷ 0.,4
0,6 ÷ 75
12 ÷ 125
2 ÷ 100
Tua bin tia nghiªng, mét vßi phun, trôc ngang; D1 = 20, 25, 32cm
Tua bin XK 2 lÇn, kiÓu Ossberger, trôc ngang
2.1.2. Gam m¸y ph¸t cho thñy ®iÖn cùc nhá cña Trung Quèc:
M¸y ph¸t cña thñy ®iÖn cùc nhá cña Trung Quèc, ®−îc tiªu chuÈn hãa theo tiªu chuÈn
Trung Quèc, t−¬ng ®−¬ng tiªu chuÈn IEC. Trong ph¹m vi c«ng suÊt 5 ÷ 100 kW cã 26
7
ViÖn khoa häc Thñy lîi
B¸o c¸o x©y dùng c¬ së Khoa häc ®Ò suÊt gam thñy ®iÖn nhá
§Ò tµi KC07 - 04
kiÓu lo¹i. Víi cÊp ®iÖn ¸p 230 V/ 1 pha cho lo¹i cã c«ng suÊt nhá vµ 230 V/ 400 V, 3
pha cho lo¹i lín. C¸c th«ng sè kü thuËt nh− ë b¶ng 2 sau.
B¶ng 2. Th«ng sè kü thuËt gam m¸y ph¸t cho thñy ®iÖn cùc nhá
C«ng
suÊt
(kW)
§iÖn C−êng ®é Tèc ®é TÇn sè §iÖn ¸p Dßng ®iÖn
kÝch thÝch
(A)
HiÖu Träng
KiÓu m¸y ph¸t
n¨ng dßng ®iÖn
(V)
quay
(v/ph)
(HZ)
suÊt
(%)
l−îng
(kg)
(A)
(V)
STF 5-4/250
SFW 5-4/250
STF 8-4/250
5
8
400
9,02
1500
1500
1500
1500
1000
1000
1500
1500
1000
1000
1000
1500
1500
1000
1000
750
50
50
50
50
50
50
50
50
50
50
50
50
50
50
50
50
50
50
50
50
35,0
9,8
15,0
23,9
23,9
30,0
30,0
47,8
48,5
42,6
48,5
48,5
42,0
47,0
36,0
50,0
54,6
45,7
120,0
119,0
122,0
84,7
86,0
83,7
85,5
82,6
84,9
89,0
87,8
86,4
86,9
88,0
88,9
91,1
89,3
90,6
87,8
89,2
90,1
89,7
90,9
104
113
250
280
260
290
450
520
460
460
530
710
830
750
850
400
400
400
400
400
400
400
400
400
400
400
400
400
400
400
400
400
400
400
14,4
32,5
46,9
21,7
32,5
72,2
99,2
46,9
54,1
72,2
135,3
180,4
99,2
135,3
72,2
99,2
180,4
135,3
180,4
34,5
28,6
35,7
20,7
26,5
21,3
25,7
23,8
23,9
29,6
22,0
32,0
32,0
40,4
31,7
45,8
24,0
24,0
29,0
SFW 8-4/250
STF 18-4/368
SFW 18-4/368
STF 26-4/368
SFW 18-4/368
STF 12-6/368
SFW 12-6/368
STF 18-6/368
SFW 18-6/368
STF 40-4/423
SFW 40-4/423
STF 55-4/423
SFW 55-4/423
STF 26-6/423
SFW 26-6/423
STF 30-6/423
SFW 30-6/423
STF 40-6/423
SFW 40-6/423
STF 75-4/493
SFW 75-4/493
STF 100-4/493
SFW 100-4/493
STF 55-6/493
SFW 55-6/493
STF 75-6/493
SFW 75-6/493
STF 40-8/493
SFW 40-8/493
STF 55-8/493
SFW 55-8/493
STF 100-6/590
SFW 100-6/590
STF 75-8/590
SFW 75-8/590
STF 100-8/590
SFW 100-8/590
18
26
12
18
40
55
26
30
40
75
100
55
75
40
55
100
75
100
750
1000
750
750
8
ViÖn khoa häc Thñy lîi
B¸o c¸o x©y dùng c¬ së Khoa häc ®Ò suÊt gam thñy ®iÖn nhá
§Ò tµi KC07 - 04
Ngoµi ra, mét sè h·ng s¶n xuÊt c¸c m¸y ph¸t sö dông nam ch©m vÜnh cöu cho tæ
m¸y cã c«ng suÊt tõ 100 W ÷ 5 kW.
2.1.3. §iÒu tèc cho thñy ®iÖn cùc nhá:
Cho tíi nh÷ng n¨m gÇn ®©y, Trung Quèc vÉn sö dông c¸c ®iÒu tèc c¬ khÝ - thñy
lùc cho thñy ®iÖn cùc nhá, nh− ®iÒu tèc TT35, TT75. Víi bé ®iÒu khiÓn qu¶ v¨ng vµ
tÝch n¨ng kiÓu lß so. C¸c lo¹i ®iÒu tèc nµy cã kÕt cÊu phøc t¹p, ®é nh¹y kÐm vµ gi¸
thµnh cao, mét sè c¬ quan nghiªn cøu ®· b¾t ®Çu ®−a ra hai bé ®iÒu tèc kiÓu ®iÖn, ®iÖn
tö vµ bé ®iÒu tèc t¶i gi¶ víi bé ®iÓu khiÓn ¸p dông kü thuËt sè. Mét sè th«ng tin vÒ bé
®iÒu tèc t¶i gi¶ do Trung Quèc nghiªn cøu vµ s¶n xuÊt nh− ë b¶ng 3
B¶ng 3. Th«ng sè kü thuËt bé ®iÒu tèc t¶i gi¶ cña Trung Quèc
§é chÝnh x¸c §é chÝnh x¸c
M¸y ph¸t ®iÖn
cña ®iÖn ¸p
cña tÇn suÊt
KiÓu
C«ng suÊt
(kW)
§iÖn ¸p
(V)
Pha
A
B
A
B
CZK-3X
3
5
1
1
230
5
5
3
3
3
1
1
1
1
1
1
1
4
4
4
2
2
2
2
2
2
2
1
CZK-5X
230
1
CZK-8X
8
1/3
3
230/400
230/400
230/400
230/400
230/400
230/400
230/400
230/400
5
1
CZK-12X
CZK-18X
CZK-26X
CZK-40X
CZK-55X
CZK-75X
CZK-100X
12
18
26
40
55
75
100
3
0,2
0,2
0,2
0,2
0,2
0,2
0,2
3
3
3
3
3
1,5
1,5
1,5
1,5
3
3
3
Mét sè nhËn xÐt:
1.So víi gam thñy ®iÖn cùc nhá cña c¸c n−íc c«ng nghiÖp G7 vµ c¸c n−íc c«ng
nghiÖp tiªn tiÕn trªn thÕ giíi kh¸c th× gam cña Trung Quèc qu¸ ®a d¹ng, phøc
9
ViÖn khoa häc Thñy lîi
B¸o c¸o x©y dùng c¬ së Khoa häc ®Ò suÊt gam thñy ®iÖn nhá
§Ò tµi KC07 - 04
t¹p víi kho¶ng 50 lo¹i tæ m¸y kh¸c nhau. Do vËy, s¶n xuÊt mang tÝnh ®¬n chiÕc,
khã n©ng cao chÊt l−îng vµ h¹ gi¸ thµnh.
2. Gam thñy ®iÖn cùc nhá sö dông tua bin h−íng t©m víi D1 = 20, 25, 32 cm
lµ kh«ng phï hîp, lµm cho gi¸ thµnh t¨ng cao khã qu¶n lý vËn hµnh.
3. NhiÒu tæ m¸y cã kÕt cÊu buång ®óc b»ng gang, kh«ng phï hîp víi ®iÒu
kiÖn s¶n xuÊt ®¬n chiÕc cña thñy ®iÖn nhá.
4. GÇn ®©y Trung Quèc ®· b¾t ®Çu ph¸t triÓn lo¹i tua bin xung kÝch hai lÇn,
bé ®iÒu tèc t¶i gi¶ lµ xu h−íng mµ thÕ giíi quan t©m.
2.1.4. Gam thñy ®iÖn cùc nhá cña h∙ng EBARA.
EBARA lµ mét h·ng næi tiÕng cña NhËt vÒ lÜnh vùc b¬m vµ thñy ®iÖn. Gam thñy
®iÖn cùc nhá cña h·ng sö dông 3 lo¹i tua bin lµ tua bin h−íng t©m, tua bin xung kÝch
hai lÇn vµ thñy ®iÖn g¸o. Ngoµi ra, EBARA cßn sö dông b¬m lµm viÖc nh− tua bin cho
c¸c tr¹m thñy ®iÖn nhá nh»m h¹ gi¸ thµnh cña thiÕt bÞ.
Gam thñy ®iÖn cùc nhá cña EBARA nh− trªn h×nh 3.
H×nh 3: Gam thñy ®iÖn cùc nhá cña EBARA
10
ViÖn khoa häc Thñy lîi
B¸o c¸o x©y dùng c¬ së Khoa häc ®Ò suÊt gam thñy ®iÖn nhá
§Ò tµi KC07 - 04
Ph¹m vi lµm viÖc cña c¸c lo¹i tua bin nh− ë b¶ng sau.
B¶ng 4. Ph¹m vi lµm viÖc cña tua bin
Ph¹m vi lµm viÖc
STT
Lo¹i tua bin, D1
H (m)
2,8 ÷ 13,6
7 ÷ 3,2
> 32
Q (m3/s)
0,22 ÷ 1,12
0,085 ÷ 1,45
0,037 ÷ 0,129
P (kW)
Tua bin h−íng t©m kiÓu èng
Tua bin xung kÝch hai lÇn
Tua bin g¸o
1
2
3
0,22 ÷ 1,12
13 ÷ 132
7 ÷ 27
Bé ®iÒu tèc: H·ng EBARA sö dông bé ®iÒu tèc kiÓu t¶i gi¶ cho thñy ®iÖn cùc nhá.
NhËn xÐt:
1. H·ng sö dông rÊt nhiÒu tua bin h−íng t©m kiÓu èng cho vïng H = 3 ÷ 12m
vµ P = 9 ÷ 80 kW (20 lo¹i). Víi môc ®Ých t¨ng hiÖu suÊt cña tæ m¸y. §iÒu nµy
còng cho thÊy ph¹m vi lµm viÖc rÊt hÑp cña tua bin h−íng t©m kiÓu propeller.
Trong khi ®ã, ®Ó ®¸p øng ph¹m vi lµm viÖc víi H = 7 ÷ 32 m vµ P = 13 ÷ 132
kW chØ lÇn 4 lo¹i tua bin xung kÝch hai lÇn (CA030, CS 200, CD 140, CD 260).
2. Gam thñy ®iÖn cña EBARA cã sö dông mét sè lo¹i b¬m ly t©m (mét hoÆc
hai cÊp) thay thÕ v× thÕ m¹nh cña h·ng lµ s¶n xuÊt b¬m. Tuy vËy ®Æc tÝnh n¨ng
l−îng cña c¸c lo¹i tua bin nµy thÊp nªn kh¶ n¨ng c¹nh tranh kÐm.
2.1.5. Gam thñy ®iÖn nhá cña h∙ng MEIDEN (NhËt).
H·ng MEIDEN chuyªn s¶n xuÊt thiÕt bÞ cho tr¹m thñy ®iÖn nhá cã c«ng suÊt ≤
1000 kW. §Ó ®¸p øng cho ph¹m vi lµm viÖc:
Q = 0,02 ÷ 8 m3/s
H = 5 ÷ 200 m
P = 10 ÷ 2000 kW
H·ng chØ sö dông tua bin xung kÝch hai lÇn kiÓu Ossberger hai mòi phun. M¸y
ph¸t ®−îc nèi víi tua bin b»ng bé truyÒn b¸nh r¨ng hoÆc truyÒn ®éng trùc tiÕp hoÆc
b»ng bé ®iÒu tèc kiÓu ®iÖn - ®iÖn tö vµ ®iÒu tèc t¶i gi¶. Ph¹m vi lµm viÖc cña tæ m¸y
nh− h×nh 4 sau:
11
ViÖn khoa häc Thñy lîi
B¸o c¸o x©y dùng c¬ së Khoa häc ®Ò suÊt gam thñy ®iÖn nhá
§Ò tµi KC07 - 04
H×nh 4. Ph¹m vi lµm viÖc cña tua bin xung kÝch 2 lÇn cña MEIDEN
NhËn xÐt:
1. §Æc ®iÓm næi bËt lµ MEIDEN sö dông tua bin xung kÝch hai lÇn cho toµn
bé gam thñy ®iÖn nhá vµ thñy ®iÖn cùc nhá. Víi kÕt cÊu chung lµ tua bin - bé
truyÒn - m¸y ph¸t, bé ®iÒu tèc ®iÖn tö - ®iÖn hoÆc t¶i gi¶. Víi ph−¬ng thøc trªn
h·ng dÔ dµng ®Çu t− c«ng nghÖ ®Ó n©ng cao chÊt l−îng s¶n phÈm.
2. §Ó bï l¹i sù gi¶m hiÖu suÊt do bé truyÒn h·ng ®· gam ho¸ b»ng c¸ch chia
nhiÒu khung bÒ réng b¸nh xe c«ng t¸c B nh»m lµm cho tua bin lu«n lµm viÖc ë
vïng cã hiÖu suÊt cao.
2.1.6. Gam thñy ®iÖn nhá vµ cùc nhá cña Ossberger.
H·ng Ossberger do Ossberger (§øc) s¸ng lËp, ®ång thêi «ng còng lµ ng−êi ph¸t
minh ra lo¹i tua bin xung kÝch hai lÇn Ossberger næi tiÕng ®−îc sö dông réng r·i trªn
thÕ giíi. Cho tíi nay hµng ®· ®−îc xuÊt vµ b¸n ra ®−îc nhiÒu tæ m¸y vµ sö dông ë
nhiÒu n−íc.
Gam thñy ®iÖn nhá cña Ossberger gåm hai lo¹i tua bin: tua bin h−íng t©m kiÓu
S vµ tua bin xung kÝch hai lÇn.
12
ViÖn khoa häc Thñy lîi
B¸o c¸o x©y dùng c¬ së Khoa häc ®Ò suÊt gam thñy ®iÖn nhá
§Ò tµi KC07 - 04
2.1.7. Gam thñy ®iÖn nhá vµ cùc nhá cña h∙ng Cink.
MÆc dï nguyªn lý tua bin xung kÝch hai lÇn cã c¸nh h−íng cung trßn ®· ®−îc
nªu ra tõ l©u nh−ng m·i tíi n¨m 1993 Cink (mét kü s− ng−êi Czech) míi ¸p dông vµo
thùc tÕ. ChØ mét thêi gian ng¾n tua bin Cink ®· ph¸t triÓn m¹nh do nh÷ng −u ®iÓm nh−:
- Vïng hiÖu suÊt cao rÊt réng tõ Q0 = 15 ÷ 100%
- HiÖu suÊt ®Ønh cao ηmax = 89%
- Cã kh¶ n¨ng sö dông hiÖu qu¶ cét ¸p sau b¸nh xe c«ng t¸c víi Hs = 2 ÷ 4m
- Tæ m¸y rÊt gän nhÑ
- Cã kh¶ n¨ng sö dông c¶ ë vïng cét ¸p thÊp H = 1 ÷ 2m
Do vËy, ®· ®−îc mét sè h·ng trªn thÕ giíi ph¸t triÓn tua bin xung kÝch hai lÇn
theo h−íng nµy (nh− IREM, Italy, GILKES, Anh).
Ph¹m vi lµm viÖc cña tua bin Cink ®−îc c«ng bè:
H = 1,5 ÷ 200 m
Q = 0,01 ÷ 5m3/s
P = 1 KW ÷ 5000 kW
Ph¹m vi sö dông vµ ®å thÞ hiÖu suÊt - l−u l−îng nh− ë c¸c h×nh 5 sau
a) Ph¹m vi sö dông
b) Quan hÖ hiÖu suÊt víi l−u l−îng
H×nh 5: Ph¹m vi sö dông vµ quan hÖ hiÖu suÊt - l−u l−îng cña tua bin Cink
H·ng Cink cßn giíi thiÖu c¸c lo¹i tua bin xung kÝch hai lÇn cét n−íc thÊp, sö
dông chñ yÕu lµ cét ¸p hót, vµ c¸c lo¹i tæ m¸y thñy ®iÖn “®ãng gãi” trong container
13
ViÖn khoa häc Thñy lîi
B¸o c¸o x©y dùng c¬ së Khoa häc ®Ò suÊt gam thñy ®iÖn nhá
§Ò tµi KC07 - 04
2.1.8. Gam thñy ®iÖn cùc nhá cña IREM, Italy.
H·ng IREM giíi thiÖu mét gam thñy ®iÖn cùc nhá víi c¸c lo¹i tua bin cã kÕt
cÊu kh¸ ®Æc biÖt gåm:
- Tua bin xung kÝch hai lÇn kiÓu Cink: H = 5 ÷ 60 m
P = 1 ÷ 80 kW
- Tua bin g¸o cã buång dÉn n−íc ®Æc biÖt kiÓu buång xo¾n mÆt c¾t vu«ng.
H = 10 ÷ 180 m
P = 0,05 ÷ 80 kW
Víi bé ®iÒu tèc t¶i gi¶ ®−îc tiªu chuÈn hãa theo cÊp c«ng suÊt kh¸c nhau.
NhËn xÐt:
1. Gam thñy ®iÖn cùc nhá cña IREM rÊt ®¸ng chó ý chØ gåm 5 lo¹i tua bin g¸o
vµ 4 lo¹i tua bin xung kÝch hai lÇn cho vïng lµm viÖc cña hÇu hÕt c¸c tr¹m thñy
®iÖn cùc nhá cã cét n−íc tíi 180 m.
2. H·ng ®−a ra hai lo¹i tua bin gåm tua bin xung kÝch hai lÇn kiÓu Cink vµ tua
bin g¸o ®Æc biÖt víi nhiÒu vßi phun khiÕn cho tæ m¸y cã ph¹m vi lµm viÖc rÊt
réng.
3. Víi ph−¬ng ph¸p gam hãa nh− vËy, h·ng ®· gi¶m chi phÝ rÊt lín cho
nghiªn cøu, thiÕt kÕ vµ chÕ t¹o, dÔ ®Çu t− n©ng cao chÊt l−îng tæ m¸y.
14
ViÖn khoa häc Thñy lîi
B¸o c¸o x©y dùng c¬ së Khoa häc ®Ò suÊt gam thñy ®iÖn nhá
§Ò tµi KC07 - 04
2.1.10. NhËn xÐt chung.
1. Nh×n chung gam thñy ®iÖn cùc nhá cña thÕ giíi ®Òu sö dông hai lo¹i tua bin
c¬ b¶n lµ tua bin h−íng t©m vµ xung kÝch hai lÇn:
- Tua bin h−íng t©m ®−îc sö dông cho vïng cét n−íc thÊp (H ≤ 10 m) víi
−u ®iÓm lµ tû tèc cao vµ kh¶ n¨ng sö dông cét n−íc HS. H·ng Cink ®−a ra
lo¹i tua bin xung kÝch hai lÇn cét n−íc thÊp cã kh¶ n¨ng sö dông cét n−íc
HS lµ mét vÊn ®Ò míi, nÕu ®¹t ®−îc c¸c th«ng sè nh− th«ng tin cña h·ng
th× ®©y lµ lo¹i tua bin cã kh¶ n¨ng c¹nh tranh cao víi tua bin h−íng t©m.
- Tua bin xung kÝch hai lÇn ®−îc sö dông cho vïng cã H = 5 ÷ 100 m.
Mét sè h·ng më réng cho vïng cã H ≤ 200m. §©y lµ lo¹i tua bin ®−îc sö
dông rÊt réng r·i cho thñy ®iÖn cùc nhá vµ thñy ®iÖn nhá v× dÔ chÕ t¹o, ®é
bÒn cao, khung lµm viÖc réng.
2. Tua bin g¸o ®−îc sö dông cho vïng cã cét n−íc cao. H·ng IREM ®−a ra lo¹i
kÕt cÊu tua bin g¸o kh¸ ®Æc biÖt vµ cã kh¶ n¨ng ¸p dông cho thñy ®iÖn nhá.
3. Tua bin t©m trôc Ýt ®−îc sö dông cho thñy ®iÖn cùc nhá. Th«ng th−êng c¸c
h·ng cã sö dông víi P ≥ 50 kW ë mét sè vïng hÑp cho thñy ®iÖn cùc nhá.
4. Tua bin tia nghiªng ®−îc sö dông cho mét sè vïng cho thñy ®iÖn cùc nhá, ®Æc
biÖt lµ vïng cã c«ng suÊt thÊp (P ≤ 20 kW) vµ vïng gi÷a cña tua bin g¸o vµ tua
bin tia nghiªng.
5. Bé ®iÒu tèc cho thñy ®iÖn cùc nhá chñ yÕu lµ bé ®iÒu tèc t¶i gi¶. Víi vïng cã
c«ng suÊt cã thÓ sö dông bé ®iÒu tèc ®iÖn - ®iÖn tö. Tõ xu h−íng chung cña thÕ
giíi, cã thÓ x©y dùng h−íng c¬ b¶n cña thñy ®iÖn cùc nhá ë ViÖt Nam theo
h−íng chän läc nh÷ng c«ng nghÖ tèi −u nhÊt gåm:
- Tua bin xung kÝch hai lÇn kiÓu Cink
- Tua bin h−íng trôc buång hë vµ buång ch÷ S
- Bé ®iÒu tèc t¶i gi¶ vµ ®iÖn tö - ®iÖn
- Tua bin tia nghiªng vµ t©m trôc cho mét sè vïng hÑp
2.2. Nghiªn cøu vµ chÕ t¹o thiÕt bÞ thñy ®iÖn ë ViÖt Nam.
ChÕ t¹o thiÕt bÞ cho thñy ®iÖn nhá ë ViÖt Nam cã thÓ chia lµm 3 giai ®o¹n:
2.2.1. Giai ®o¹n 1954 ÷ 1975.
15
ViÖn khoa häc Thñy lîi
B¸o c¸o x©y dùng c¬ së Khoa häc ®Ò suÊt gam thñy ®iÖn nhá
§Ò tµi KC07 - 04
Sau ngµy hoµ b×nh lËp l¹i ë miÒn B¾c, ngµnh thñy ®iÖn ®−îc quan t©m vµ ph¸t
triÓn m¹nh, kho¶ng 300 tr¹m thñy ®iÖn nhá ®· ®−îc x©y dùng trong giai ®o¹n nµy,
trong ®ã sè tr¹m cã c«ng suÊt P ≤ 50 kW chiÕm 91% sè l−îng. PhÇn lín thiÕt bÞ nhËp
tõ c¸c n−íc x· héi chñ nghÜa nh− Trung Quèc, Liªn X«, Bungari, Hungari, TiÖp Kh¾c.
VÒ chñng lo¹i: phÇn lín lµ tua bin h−íng trôc vµ t©m trôc. Trong giai ®o¹n nµy, mét sè
nhµ m¸y ë trung −¬ng vµ ®Þa ph−¬ng ®· s¶n xuÊt c¸c lo¹i thñy ®iÖn nhá cã c«ng suÊt P
= 5 ÷ 60 kW bao gåm:
- Tua bin t©m trôc theo mÉu PO300 φ 35, 42.
- Tua bin h−íng trôc c¸nh b»ng gç, b»ng thÐp tÊm gß, hµn.
- Tua bin xung kÝch hai lÇn cã kÕt cÊu ®¬n gi¶n.
Do nguån thiÕt bÞ ®−îc viÖn trî kh¸ nhiÒu vµ ph©n c«ng hîp t¸c trong khèi SEV
nªn ë ViÖt Nam kh«ng ph¸t triÓn ngµnh chÕ t¹o thiÕt bÞ thñy ®iÖn nhá.
2.2.2. Giai ®o¹n 1975 ÷ 1990.
Sau khi miÒn Nam hoµn toµn gi¶i phãng, do nhu cÇu ph¸t triÓn kinh tÕ, ta ®· lËp
kÕ ho¹ch ph¸t triÓn hµng lo¹t tr¹m thñy ®iÖn nhá ë c¶ hai miÒn Nam, B¾c. N¨m 1976,
dù ¸n ph¸t triÓn thñy ®iÖn KÎ Gç ®−îc Bé Thñy lîi (cò) x©y dùng bao gåm: thiÕt kÕ,
chÕ t¹o tæ m¸y tua bin h−íng t©m buång kÝn, trôc ®øng víi cét n−íc H = 14 ÷ 20m,
c«ng suÊt P = 1000 kW.
Bé Thñy lîi ®· cö mét nhãm chuyªn gia sang häc tËp vµ nghiªn cøu t¹i Liªn X«.
Mét bé thiÕt kÕ t−¬ng ®èi hoµn chØnh ra ®êi, ®¸nh dÊu b−íc ph¸t triÓn ®Çu tiªn trªn quy
m« lín cña ngµnh chÕ t¹o thiÕt bÞ thñy ®iÖn. Song song víi c«ng t¸c thiÕt kÕ, phßng thÝ
nghiÖm tua bin kÝn vµ hë ®· ®−îc nghiªn cøu vµ x©y dùng t¹i ViÖn Khoa häc Thñy lîi,
m« h×nh tua bin h−íng t©m theo mÉu ΠΛ 30/587, D1 = 25 cm ®· ®−îc chÕ t¹o.
N¨m 1980, ch−¬ng tr×nh nghiªn cøu thñy ®iÖn 06 - 02 ®−îc thiÕt lËp, trong ®ã
cã trªn 50 ®Ò tµi vÒ thñy ®iÖn.
Tuy nhiªn sau ®ã, do sù ph©n cÊp gi÷a hai ngµnh thñy lîi vµ ®iÖn lùc, c¸c c«ng
viÖc trªn ®· kh«ng ®−îc thóc ®Èy.
Trong khi ®ã, do nhu cÇu cña s¶n xuÊt, c¸c nhµ m¸y, viÖn nghiªn cøu, tr−êng
®¹i häc ®· ®Èy m¹nh chÕ t¹o thiÕt bÞ thñy ®iÖn nh− Nhµ m¸y C«ng cô sè 1, C«ng ty
thiÕt bÞ ®iÖn §«ng Anh, ViÖn Khoa häc Thñy lîi, Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa Hµ Néi,
§µ N½ng, Nhµ m¸y C¬ khÝ Thñy lîi, Nhµ m¸y c¬ khÝ 276 (Tp Hå ChÝ Minh), ViÖn
Nghiªn cøu m¸y …
16
ViÖn khoa häc Thñy lîi
B¸o c¸o x©y dùng c¬ së Khoa häc ®Ò suÊt gam thñy ®iÖn nhá
§Ò tµi KC07 - 04
KÕt qu¶ lµ trong vßng 10 n¨m, trªn 100 tæ m¸y thñy ®iÖn cã c«ng suÊt tõ 5 ÷
2100 kW ®· ®−îc chÕ t¹o, l¾p ®Æt.
Cã thÓ ®¸nh gi¸ ®©y lµ giai ®o¹n rÊt quan träng trong qu¸ tr×nh ph¸t triÓn ngµnh
chÕ t¹o thiÕt bÞ thñy ®iÖn. Tuy nhiªn, trong giai ®o¹n nµy cã nh÷ng thµnh c«ng vµ thÊt
b¹i.
Trong vßng kho¶ng 10 n¨m ta ®· chÕ t¹o vµ l¾p ®Æt hµng tr¨m tr¹m thñy ®iÖn
nhá, ®ãng gãp kh«ng nhá vµo c«ng cuéc ph¸t triÓn kinh tÕ, x· héi cña nhiÒu vïng
thuéc miÒn nói phÝa B¾c, miÒn Trung vµ T©y Nguyªn, gãp phÇn tiÕt kiÖm ngo¹i tÖ cho
®Êt n−íc, ®Æc biÖt tr¹m thñy ®iÖn Phó Ninh víi c«ng suÊt 2 x 1000 kW cã c¸c thiÕt bÞ
nh− tua bin, ®iÒu tèc, thiÕt bÞ phô kh¸c ®−îc chÕ t¹o trong n−íc ®−îc ®−a vµo l¾p ®Æt vµ
vËn hµnh æn ®Þnh.
C¸c tr¹m thñy ®iÖn cã c«ng suÊt lín nh− Eadrang II, Duy Xuyªn vµ hµng tr¨m
tr¹m thñy ®iÖn kh¸c chøng tá kh¶ n¨ng s¶n xuÊt thiÕt bÞ thñy ®iÖn trong n−íc. §iÒu
nµy ®Æc biÖt cã ý nghÜa nªn so s¸nh n¨ng lùc nghiªn cøu vµ s¶n xuÊt thiÕt bÞ thñy ®iÖn
cña ta víi nhiÒu n−íc kh¸c trong khu vùc vµ trªn thÕ giíi.
Trong qu¸ tr×nh ph¸t triÓn nh− vËy ®· ®µo t¹o vµ tr−ëng thµnh ®éi ngò c¸n bé
nghiªn cøu, chÕ t¹o, c«ng nh©n chÕ t¹o, l¾p r¸p thiÕt bÞ thñy ®iÖn.
Tuy vËy bªn c¹nh ®ã còng béc lé nhiÒu yÕu kÐm:
- Theo thèng kª s¬ bé cã trªn 10 c«ng tr×nh do sù h− háng thiÕt bÞ ®· kh«ng vËn
hµnh ®−îc nh− tr¹m thñy ®iÖn S«ng Vè (B×nh §Þnh) c«ng suÊt 200 kW, tr¹m thñy ®iÖn
S«ng Mùc (Thanh Ho¸) c«ng suÊt 2000 kW, tr¹m thñy ®iÖn NËm M¹ (Hµ Giang) c«ng
suÊt 3000 kW. Hµng chôc tæ m¸y nhá cña c¸c nhµ m¸y s¶n xuÊt kh«ng sö dông ®−îc.
- RÊt nhiÒu tæ m¸y khi ®−a vµo vËn hµnh béc lé nhiÒu yÕu kÐm nh− hiÖu suÊt
thÊp, hay bÞ h− háng.
- NhiÒu tæ m¸y l¾p ®Æt kh«ng phï hîp víi ®iÒu kiÖn lµm viÖc, g©y tèn kÐm. VÝ
dô nh− cã tr¹m thñy ®iÖn sö dông tua bin F 10/50 cho tr¹m thñy ®iÖn cã c«ng suÊt H =
27m, ph¸t c«ng suÊt 30 kW, F 30/50 cho tr¹m thñy ®iÖn cã H = 5m, ph¸t c«ng suÊt 40
kW, … nhiÒu tæ m¸y cña ta cã kÝch th−íc to h¬n rÊt nhiÒu tæ m¸y cïng lo¹i nhËp tõ
n−íc ngoµi.
- Ngay trong c«ng t¸c kh¶o s¸t, thiÕt kÕ, s¬ ®å hÖ thèng b¶o vÖ tæ m¸y … ®Òu
kh«ng cã chØ dÉn ®Çy ®ñ dÉn tíi c¸c tr¹m thñy ®iÖn cña ta lµm viÖc kÐm hiÖu qu¶.
Nh÷ng yÕu kÐm trªn ®ßi hái ph¶i cã mét qu¸ tr×nh nghiªn cøu tæng kÕt, v¹ch ra
b−íc ®i thÝch hîp ®Ó thóc ®Èy nghµnh chÕ t¹o thiÕt bÞ thñy ®iÖn ph¸t triÓn.
17
ViÖn khoa häc Thñy lîi
B¸o c¸o x©y dùng c¬ së Khoa häc ®Ò suÊt gam thñy ®iÖn nhá
§Ò tµi KC07 - 04
B¶ng 5. HiÖn tr¹ng thiÕt bÞ thñy ®iÖn mét sè tr¹m thñy ®iÖn.
C«ng
Tªn thiÕt bÞ
Sè tæ
m¸y
Cét
§iÒu
TT
Tªn c«ng tr×nh
§Æc ®iÓm
suÊt
n−íc
tèc
- Tua bin h−íng trôc, c¸nh quay theo mïa D1= 123 cm,
theo mÉu 4K-64. Buång xo¾n kim lo¹i, trôc ®óng. §iÒu
tèc c¬ khÝ- thuû lùc. Lµm viÖc æn ®Þnh
1
Phó Ninh
2
4K-69
1000
1000
8÷13,6
14÷18
- Tua - bin h−íng trôc, c¸nh quay theo mïa, buèng xo¾n
kim lo¹i, trôc ®øng. M¸y ph¸t tù chÕ, ®iÒu tèc §T 1500
kiÓu ®iÖn tÎ – thuû lùc. Kh«ng lµm viÖc ®−îc - ®· thanh
lý
2
S«ng mùc
2
∏Λ 30/587
3
4
§ång Lª
- Nh− trªn, ch−a l¾p ®Æt
Theo mÉu
GANZ
- Tæ m¸y h−íng trôc, buång xo¾m trôc ®øng, cã c¬ cÊu
thïng chôp, ®iÒu tèc tù ®éng kiÓu qu¶ v¨ng. ChÊt l−îng
chÕ t¹o tèt, nh−ng ®iÒu tèc kh«ng æn ®Þnh.
- Tua-bin t©m trôc, trôc ngang buång xo¾n kim lo¹i, sö
dông æ ba bÝt
CCq1-DK-25
40
5
16÷20
8÷17
4÷18
(Hunggari)
Tua – bin Francis
Quú Tam, B×nh §iÒn,
§ång Lª
5
F30/50
§T-700
§T75
40÷200
- C¸nh chÕ t¹o theo c«ng nghÖ rÌn dËp hµn
- ChÊt l−îng tèt, hÖ thèng tù ®éng ho¸ kh«ng æn ®Þnh
- Tua bin t©m trôc, buång xo¾n gang ®óc, trôc ngang, sö
dông mÉu c¸nh F10. KÕt cÊu æ ch−a tèt hay bÞ háng
6
7
ViÖt L©m
NËm M¸
5
2
F10/50
F10/90
400
92
1500
120
DT 1000 - Tua bin t©m trôc ngang, sö dông mÉu c¸nh F10, D1=90
18
ViÖn khoa häc Thñy lîi
B¸o c¸o x©y dùng c¬ së Khoa häc ®Ò suÊt gam thñy ®iÖn nhá
§Ò tµi KC07 - 04
cm, c¸nh ®óc liÒn
- Tæ m¸y bÞ x©m thùc, g©y næ m¹nh, kh«ng ho¹t ®éng
®−îc, ph¶i thay b»ng thiÕt bÞ cña Trung Quèc
- Tua-bin t©m trôc ngang, c¸nh b»ng thÐp hîp kim, hµn
víi th©n.
Tua bin g¸o B¹ch
8
M·, Trµ Bång, A
6
2
P26
P13
DT75
DT75
-Tæ m¸y lµm viÖc æn ®Þnh
135÷200
80÷120
L−íi
- Do sö dông m¸y ph¸t vßng quay thÊp nªn kÝch th−íc
lín so víi thiÕt bÞ nhËp cïng lo¹i
9
Th¸c Bay
400
2400
Nh− trªn, dïng c¸nh Ns=13
Th«ng Gãt, B¶n
Hoµng
F30/50
F10/50
10
Tæ m¸y t©m trôc, trôc ngang, sö dông mÉu c¸nh F30
Tua bin g¸o 2 vßi phun
100 ÷250
10÷25
11 Duy S¬n 2
12 Khe Sanh Tua - bin
h−íng trôc
G06- 66/1x7,0
Tua bin t©m trôc, b¸nh xe c«ng t¸c kiÓu F13, D1 = 42 cm
13 S«ng Ba
Mét sè tæ m¸y
14
buång hë
Nhãm tua - bin XK
15
2L
16
F13/84
2100
Tua bin t©m trôc kiÓu F13, D1 = 84 cm
19
ViÖn khoa häc Thñy lîi
B¸o c¸o x©y dùng c¬ së Khoa häc ®Ò suÊt gam thñy ®iÖn nhá
§Ò tµi KC07 - 04
B¶ng 6. C«ng tr×nh ®−îc l¾p ®Æt thiÕt bÞ thuû ®iÖn ®−îc s¶n xuÊt t¹i §¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi.
Tªn thiÕt
bÞ
Sè
l−îng
2
C«ng
suÊt
200
Cét
n−íc
6 ÷12
TT
Tªn c«ng tr×nh
§Æc ®iÓm
1
2
Th«ng Gãt, B¶n Hoµng
Khe Song (Qu¶ng Ninh)
4K84
Tua – bin h−íng trôc, buång hë, trôc ngang
10
2
5 ÷20 2÷10
200 20
Tua bin t©m trôc, buång xo¾n kim lo¹i trôc
ngang, b¸nh xe c«ng t¸c kiÓu PO82
3
4
5
6
C¸c lo¹i tua bin èng
Po 82
Iakren
Phôc håi c¸c tæ m¸y cña
tr¹m thuû ®iÖn Suèi Vµng
C¸c tæ m¸y Micro
20
ViÖn khoa häc Thñy lîi
B¸o c¸o x©y dùng c¬ së Khoa häc ®Ò suÊt gam thñy ®iÖn nhá
§Ò tµi KC07 - 04
B¶ng 7
Tªn thiÕt
Sè
C«ng
suÊt
Cét
TT
Tªn c«ng tr×nh
§Æc ®iÓm
bÞ
Tua bin h−íng trôc
l−îng
n−íc
Sö dông B¸nh c«ng t¸c kiÓu K70, buång hë,
trôc ®øng
1
K70
Tua bin hë D1 = 40÷120 m
20÷150
2÷6
Tua bin t©m trôc
P0300
2
3
Ialop
4
20÷100 10÷25
20÷100
Di lµng, Than Uyªn, Minh
Xu©n, Khe ViÔn, KiÖn Thµnh
Phô håi mét sè tæ m¸y thuû
lu©n cña Trung Quèc
F13
Sö dông b¸nh c«ng t¸c mÉu F13. Tua bin
buång xo¾n, trôc ngang
4
K70
Sö dông c¸c tua bin XK 2L kiÓu Ossberger
20÷40
2÷5
5
6
Nhãm xung kÝch 2 lÇn
ChÕ t¹o ®iÒu tèc DT180
21
ViÖn khoa häc Thñy lîi
B¸o c¸o x©y dùng c¬ së Khoa häc ®Ò suÊt gam thñy ®iÖn nhá
§Ò tµi KC07 - 04
B¶ng 8. C«ng tr×nh l¾p ®Æt thiÕt bÞ thñy ®iÖn t¹i ViÖn Khoa häc Thuû lîi
Sè
C«ng suÊt
Cét
TT
Tªn c«ng tr×nh
Tªn thiÕt bÞ
§Æc ®iÓm
l−îng
n−íc
Tua bin h−êng trôc
Phô håi mét sè tæ m¸y thuû lu©n cña Trung Quèc
1
2
3
Tæ m¸y T©n LËp
NËm C«ng
4K-84
3
2
Tua bin h−íng trôc buång hë, trôc ®øng
70÷100
4÷8
K20/661
Tua bin h−íng trôc ngang, B¸nh c«ng t¸c mÉu
ΠΛ20/661
135÷200
9÷12
4
C¸c tæ m¸y nhá kh¸c
E30, BiÓn Hå, S«ng Vè
Th−êng ®−îc sö dông mÉu 4K-84
Tua bin t©m trôc
1
2
F30/5; F30/42
F10/50,60
10
4
Nhãm tua bin t©m trôc, trôc ngang, sö dông BCT F30
Nhãm tua bin t©m trôc, trôc ngang sö dông BCT F10
60÷125
10÷25
25÷40
F10/50, F10/60 §¾c L¾c, B¾c
125÷200
C¹n
3
4
5
6
7
EaH’leo
F13/50
Po82
G13
135
Tµ Sa
Xu©n Minh (Hoµ B×nh)
Nhãm Tua bin xung kÝch 2 lÇn
1
40 kW
240
Tua bin g¸o, trôc ngang, 1 vßi phun
Tua bin XK 2L D1=25÷50 kiÓu Ossberger vßi phun kÐp
§iÒu tèc ®iÖn tö – thuû lùc. §iÒu tèc gi¶
22
ViÖn khoa häc Thñy lîi
B¸o c¸o x©y dùng c¬ së Khoa häc ®Ò suÊt gam thñy ®iÖn nhá
§Ò tµi KC07 - 04
2.2.3. Giai ®o¹n 1990 ÷ 2000.
Giai ®o¹n nµy, ngµnh chÕ t¹o thiÕt bÞ thñy ®iÖn ph¸t triÓn chËm l¹i do
nh÷ng lý do c¬ b¶n sau:
- Tr¹m thñy ®iÖn Hoµ B×nh ®· ®−a toµn bé sè tæ m¸y vµo lµm viÖc, nhiÒu
c«ng tr×nh ®iÖn lín ®−îc x©y dùng nh− TrÞ An, Th¸c M¬, VÜnh S¬n …. HÖ thèng
l−íi ®iÖn ph¸t triÓn.
- Sau mét sè thÊt b¹i cña ngµnh thñy ®iÖn nhá, vÒ c¶ c«ng tr×nh vµ thiÕt bÞ,
nhiÒu ®Þa ph−¬ng ng¹i ®Çu t− thñy ®iÖn nhá.
- Sau khi b×nh th−êng hãa quan hÖ ViÖt Nam - Trung Quèc, thiÕt bÞ thñy
®iÖn ®−îc nhËp khÈu dÔ dµng tõ Trung Quèc.
Tuy vËy, do nhu cÇu ph¸t triÓn kinh tÕ, x· héi khu vùc vïng s©u, vïng xa,
giai ®o¹n nµy c¸c tr¹m thñy ®iÖn cã c«ng suÊt P = 10 ÷ 500 kW ®−îc ph¸t triÓn
æn ®Þnh, thñy ®iÖn pico (c«ng suÊt tõ 200 ÷ 1000W) còng ph¸t triÓn rÊt m¹nh.
Dù kiÕn giai ®o¹n sau n¨m 2000: Tõ n¨m 1998, do nhu cÇu nguån ®iÖn
t¨ng nhanh, chÝnh s¸ch ph¸t triÓn n¨ng l−îng t¸i t¹o, n¨ng l−îng míi cã quy m«
toµn cÇu ®· ®−îc t¸c ®éng m¹nh mÏ tíi viÖc ph¸t triÓn thñy ®iÖn nhá ë n−íc ta,
hµng lo¹t tr¹m thñy ®iÖn nhá ®ang ®−îc ®Çu t−, ®ång thêi c¸c tæ chøc quèc tÕ
nh− WB, UNDP còng ®ang phèi hîp víi ChÝnh phñ ViÖt Nam x©y dùng chÝnh
s¸ch ph¸t triÓn thñy ®iÖn nhá, cho thÊy trong giai ®o¹n tíi, thñy ®iÖn nhá sÏ ®−îc
ph¸t triÓn m¹nh. §iÒu ®ã ®ßi hái nhanh chãng x©y dùng tiÒm lùc khoa häc -
c«ng nghÖ thñy ®iÖn nhá ®Ó phôc vô nhu cÇu cña ®Êt n−íc.
2.2.4. Tæng hîp, ph©n tÝch kÕt qu¶ nghiªn cøu, s¶n xuÊt thiÕt bÞ thñy ®iÖn nhá
ë ViÖt Nam.
C¸c c¬ së s¶n xuÊt trong n−íc ®· sö dông c¸c lo¹i b¸nh xe c«ng t¸c thuéc
hai nhãm:
- Nhãm tû tèc cao nh− K70, 4K - 84, ΠΛ 10/592
- Nhãm tû tèc trung b×nh: 4K - 69, ΠΛ 20/661; ΠΛ 30/587
VÒ kÕt cÊu:
- Sö dông lo¹i kÕt cÊu buång hë trôc ®øng cho vïng cét n−íc H ≤ 5m. KÕt
cÊu buång hë trôc ngang cho vïng H ≤ 8m (nh− tr¹m thñy ®iÖn Khe
Soong,
23
ViÖn khoa häc Thñy lîi
B¸o c¸o x©y dùng c¬ së Khoa häc ®Ò suÊt gam thñy ®iÖn nhá
§Ò tµi KC07 - 04
Qu¶ng B×nh cã c«ng suÊt 400KW)
- KÕt cÊu buång xo¾n kim lo¹i trôc ®øng cho cét n−íc H = 8 - 20 m ë
hµng lo¹t c¸c tr¹m thñy ®iÖn nh− tæ m¸y CCQ - DK - 25, tr¹m thñy ®iÖn
Phó Ninh, S«ng Mùc, NËm C«ng … víi ®−êng kÝnh b¸nh xe c«ng t¸c D1 =
25 -132cm.
- Trong vßng 10 n¨m trë l¹i ®©y, mét sè tua bin h−íng trôc dßng th¼ng ®·
®−îc chÕ t¹o t¹i §¹i häc B¸ch khoa Hµ Néi, ViÖn Khoa häc Thñy lîi,
C«ng ty ThiÕt bÞ §iÖn §«ng Anh … víi D1 = 20 - 80 cm
- C¸c lo¹i thiÕt bÞ thñy ®iÖn kÕt cÊu míi nh− lo¹i Kapsun, lo¹i buång xi
ph«ng ch−a ®−îc chÕ t¹o ë ViÖt Nam.
2.2.5. KÕt luËn.
1. Ngµnh thñy ®iÖn nhá cña ViÖt Nam cã lÞch sö trªn 70 n¨m vµ ph¸t triÓn
m¹nh tõ sau ngµy hoµ b×nh lËp l¹i ë miÒn B¾c n¨m 1954. So víi nhiÒu
n−íc khu vùc, n−íc ta cã tr×nh ®é thñy ®iÖn kh¸ cao.
2. ViÖt Nam còng ®· ®¹t ®−îc nhiÒu thµnh tÝch trong nghiªn cøu vµ chÕ
t¹o thiÕt bÞ thñy ®iÖn víi hµng tr¨m tæ m¸y cã c«ng suÊt tõ nhá tíi h¬n
2000 kW víi nhiÒu chñng lo¹i kÕt cÊu kh¸c nhau.
3. ViÖc ph¸t triÓn thñy ®iÖn nhá cã ý nghÜa quan träng, gãp phÇn ®Èy
nhanh ph¸t triÓn kinh tÕ, x· héi khu vùc miÒn nói, vïng s©u, vïng xa. S¶n
xuÊt thiÕt bÞ thñy ®iÖn ®· gãp phÇn tiÕt kiÖm ngo¹i tÖ cho ®Êt n−íc.
4. Th«ng qua nghiªn cøu vµ s¶n xuÊt ®· ®µo t¹o ®−îc ®éi ngò c¸n bé
nghiªn cøu, thiÕt kÕ, chÕ t¹o, l¾p r¸p vµ qu¶n lý vËn hµnh thñy ®iÖn nhá.
5. Tuy vËy do ph¸t triÓn nhiÒu khi cßn mang nÆng phong trµo, viÖc ®Çu t−
ch−a ®Çy ®ñ cho c«ng t¸c nghiªn cøu nªn chóng ta còng gÆp ph¶i nhiÒu
thÊt b¹i:
5.1. NhiÒu tr¹m thñy ®iÖn trong ®ã cã nh÷ng tr¹m c«ng suÊt tíi 3000 kW
kh«ng vËn hµnh ®−îc. Ph¶i thanh lý hµng chôc tæ m¸y víi tæng c«ng suÊt
tíi h¬n 7000 kW, g©y thiÖt h¹i ®¸ng kÓ cho nÒn kinh tÕ.
5.2. PhÇn lín c¸c tæ m¸y ch−a ®ñ ®iÒu kiÖn ®¸nh gi¸ vÒ hiÖu suÊt cã thÓ
thÊy ë nhiÒu tr¹m cã hiÖu suÊt thÊp.
5.3. NhiÒu tæ m¸y hay bÞ h− háng
24
ViÖn khoa häc Thñy lîi
B¸o c¸o x©y dùng c¬ së Khoa häc ®Ò suÊt gam thñy ®iÖn nhá
§Ò tµi KC07 - 04
Qua ®¸nh gi¸ h− háng cña tr¹m thñy ®iÖn trong thêi gian qua, tæng sè
t¹m cßn ho¹t ®éng lµ 331/543 tr¹m. Sè h− háng chiÕm gÇn 38%, sè cßn
l¹i ph¸t huy hiÖu qu¶ 50 - 85% c«ng suÊt thiÕt kÕ. Nguyªn nh©n h− háng
cã thÓ kÓ tíi gåm:
+ C«ng t¸c thiÕt kÕ c«ng tr×nh th−êng thiªn lín trong khi tr¹m lµm
viÖc ®éc lËp mïa kh« hiÖu qu¶ ph¸t ®iÖn thÊp.
+ PhÇn lín c«ng tr×nh h− háng lµ lo¹i c«ng suÊt thÊp (chiÕm tíi 95%)
P ≤ 40 kW, ®Çu t− ban ®Çu kh«ng ®Çy ®ñ, phÇn c«ng tr×nh thñy c«ng
bÞ h− háng rÊt nhiÒu.
+ Tr¶i qua hai cuéc chiÕn tranh, nhiÒu c«ng tr×nh bÞ ph¸ ho¹i, hoÆc
kh«ng cã phô tïng thay thÕ.
+ Qu¶n lý kÐm, ch−a cã c¬ chÕ, chÝnh s¸ch hîp lý.
5.4. VÒ chÕ t¹o vµ cung cÊp thiÕt bÞ còng cã nh÷ng h¹n chÕ nh− sau:
-
Nguån tµi liÖu c¬ b¶n nh− b¶n vÏ c¸nh, ®−êng ®Æc tÝnh thu nhËn tõ
nhiÒu nguån, kh«ng ®¸nh gi¸ ®−îc chÊt l−îng. Do vËy khã kh¼ng ®Þnh
chÊt l−îng thiÕt bÞ
.
- NhiÒu b¸nh xe c«ng t¸c víi Ns kh¸c nhau ®ang sö dông ë ViÖt Nam cã
chÊt l−îng n¨ng l−îng vµ x©m thùc ch−a cao, kÐm h¬n c¸c lo¹i cïng lo¹i
cña thÕ giíi. §iÒu nµy cã thÓ lµm cho s¶n phÈm cña ViÖt Nam s¶n xuÊt
kh«ng ®ñ tiªu chuÈn ®Ó ®Êu thÇu thiÕt bÞ.
- C«ng nghÖ chÕ t¹o ch−a ®¹t ®é chÝnh x¸c cao, vËt liÖu sö dông cã chÊt
l−îng thÊp.
- C«ng nghÖ tÝnh to¸n, thiÕt kÕ ®¬n gi¶n, l−îng d− cña æ trôc, phÇn dÉn
dßng ®Òu lín.
- C¸c thiÕt bÞ cho b¶o vÖ vµ tù ®éng ho¸ hoÆc kh«ng cã hoÆc rÊt l¹c hËu
nªn tæ m¸y dÔ bÞ h− háng.
Tõ nhiÒu nguyªn nh©n ®ã cho thÊy cÇn ph¶i cã kÕ ho¹ch ®Ó nghiªn cøu vÒ
thiÕt bÞ thñy ®iÖn nhá.
25
ViÖn khoa häc Thñy lîi
B¸o c¸o x©y dùng c¬ së Khoa häc ®Ò suÊt gam thñy ®iÖn nhá
§Ò tµi KC07 - 04
Ch−¬ng III. C¬ së khoa häc vµ ph−¬ng ph¸p chung
ph©n lo¹i tua bin n−íc
3.1. Më ®Çu.
Trong lÞch sö ph¸t triÓn ngµnh thñy ®iÖn cã nhiÒu ph−¬ng ph¸p ph©n lo¹i
tua bin n−íc. Cho tíi nay tån t¹i hai ph−¬ng ph¸p ph©n lo¹i chÝnh:
- Ph©n lo¹i theo cét n−íc
- Ph©n lo¹i theo hÖ sè tû tèc Ns
C¶ hai c¸ch ph©n lo¹i nµy ®Òu thÓ hiÖn ®Æc tÝnh x©m thùc, kh¶ n¨ng tho¸t,
kh¶ n¨ng quay nhanh cña tua bin.
ë c¸c tæ m¸y lín, viÖc ph©n lo¹i theo cét n−íc (nh− gam thñy lùc cì lín
cña Liªn X«) lµ hîp lý v× ë quy m« nµy kh«ng cã hiÖn t−îng trïng lÆp c¸c vïng
lµm viÖc cña c¸c lo¹i tua bin kh¸c nhau. Nh−ng ë tr¹m thñy ®iÖn nhá, viÖc ph©n
lo¹i theo cét n−íc sÏ gÆp khã kh¨n trong viÖc lùa chän vµ ph©n lo¹i thiÕt bÞ. VÝ
dô nh− tua bin xung kÝch hai lÇn cã Ns = 750 ÷ 800 hoÆc vïng cña tua bin t©m
trôc cã Ns = 300. ViÖc ph©n lo¹i theo Ns sÏ lµm t¨ng thªm tÝnh linh ho¹t cho viÖc
lùa chän thiÕt bÞ thñy ®iÖn nhá.
3.2. HÖ sè tû tèc Ns.
Th«ng th−êng c¸c th«ng sè c¬ b¶n cho tr−íc khi thiÕt kÕ hoÆc lùa chän tæ
m¸y cho tr¹m thñy ®iÖn bao gåm: c«ng suÊt (KW), cét n−íc (m), sè vßng quay
(v/ph). Trong ngµnh chÕ t¹o thiÕt bÞ ®Ó biÓu thÞ c¸c ®Æc tr−ng tæng hîp theo 3
th«ng sè kÓ trªn, ng−êi ta dïng mét ®¹i l−îng tæng hîp gäi lµ hÖ sè tû tèc Ns.
HÖ sè tû tèc Ns ®−îc ®Þnh nghÜa lµ sè vßng quay cña mét tua bin cã ®−êng
kÝnh b¸nh xe c«ng t¸c D1 = 1m lµm viÖc víi cét n−íc H = 1m vµ ph¸t ra c«ng
suÊt 1 kW (theo ®Þnh nghÜa cò lµ 1 m· lùc)
n H
H 4 H
N S =
(3.1)
TÝnh theo th«ng sè quy dÉn:
n
H
2
1
N
=
9,81 .Q D H Hη = 3,13η ηQ
1 1 1
(3.2)
S
1
4
D H
H
1
Ns = 3,65n1' ηQ1 Ns = 0,86Ns
(Theo ®Þnh nghÜa cò
Ph©n lo¹i tua bin theo Ns nh− b¶ng sau:
26
ViÖn khoa häc Thñy lîi
B¸o c¸o x©y dùng c¬ së Khoa häc ®Ò suÊt gam thñy ®iÖn nhá
§Ò tµi KC07 - 04
B¶ng 9. Ph©n lo¹i tua bin theo tû tèc Ns
ST
T
1
Lo¹i tua bin
Tû tèc
thÊp
Tû tèc trung
b×nh
Tû tèc
cao
Tua bin h−íng trôc
Tua bin t©m trôc
270 ÷500
60 ÷ 150
500 ÷ 700
150 ÷ 220
750 ÷ 1000
220 ÷ 350
2
3
Tua bin xung kÝch hai lÇn
42 ÷ 80
8/19
20
80 ÷ 120
14/35
40
120 ÷ 170
22/60
70
4
5
Tua bin g¸o
Tuabin tia nghiªng
(Chó ý: ë ®©y Ns tÝnh theo ®Þnh nghÜa cò)
Ns = 0,86 ηs
(3.3)
3.3. Sù cÇn thiÕt tiªu chuÈn hãa lo¹i tua bin.
§iÒu kiÖn lµm viÖc cña tr¹m thñy ®iÖn rÊt kh¸c nhau. Víi trÞ sè l−u l−îng,
cét n−íc, c«ng suÊt tõ cùc nhá ®Õn cùc lín. Ngay ë tr¹m thñy ®iÖn cã cïng c¸c
th«ng sè c¬ b¶n nh− nªu trªn th× viÖc lùa chän thiÕt bÞ còng bÞ chi phèi bëi nhiÒu
yÕu tè kh¸c nh− tÝnh chÊt cña phô t¶i, chÕ ®é cña dßng ch¶y (sù thay ®æi ®é cao
hót, cét n−íc, l−u l−îng …) do ®ã ®Ó tho¶ m·n c¸c ®iÒu kiÖn ®Æt ra cña tr¹m thñy
®iÖn th× sè l−îng, chñng lo¹i thiÕt bÞ còng rÊt lín. ViÖc tiªu chuÈn hãa nh»m hai
môc tiªu:
- Lùa chän ®−îc nh÷ng chñng lo¹i thÝch hîp, nh÷ng chñng lo¹i thiÕt bÞ
nµy ®−îc lùa chän g¾n liÒn víi tù nhiªn, tr×nh ®é c«ng nghÖ, ®Æc ®iÓm nÒn
kinh tÕ cña tõng n−íc.
- §−a ra mét sè l−îng Ýt nhÊt nh−ng cã thÓ ®¸p øng c¸c yªu cÇu cña thùc
tiÔn ®Æt ra. ë n−íc ta viÖc tiªu chuÈn hãa thiÕt bÞ thñy ®iÖn gióp cho viÖc
®Þnh h−íng nghiªn cøu vµ s¶n xuÊt cã hiÖu qu¶ nhÊt, gióp cho viÖc nhËp
khÈu thiÕt bÞ còng nh− nhËp khÈu c«ng nghÖ thÝch hîp. H¬n n÷a trong giai
®o¹n tíi, viÖc héi nhËp víi nÒn kinh tÕ thÕ giíi nÕu kh«ng x©y dùng hÖ tiªu
chuÈn, ®¨ng ký, kiÓm tra chÊt l−îng theo hÖ thèng tiªu chuÈn quèc tÕ,
chóng ta sÏ kh«ng thÓ ®−a thiÕt bÞ thñy ®iÖn do ta s¶n xuÊt ®Ó b¸n, ngay c¶
víi thÞ tr−êng trong n−íc.
- Trong phÇn nµy chØ ®Ò cËp ®Õn mét phÇn c¸c môc tiªu trªn.
3.4. Nh÷ng chØ tiªu c¬ b¶n ®Æt ra trong ph©n lo¹i tua bin.
27
ViÖn khoa häc Thñy lîi
B¸o c¸o x©y dùng c¬ së Khoa häc ®Ò suÊt gam thñy ®iÖn nhá
§Ò tµi KC07 - 04
3.4.1. Tua bin ph¶n kÝch.
- Tua bin ph¶n kÝch
+ Tua bin h−íng trôc c¸nh cè ®Þnh vµ c¸nh quay
+ Tua bin t©m trôc
Tua bin h−íng chÐo chØ sö dông cho thñy ®iÖn nhá trung b×nh vµ lín
- C¸c yÕu tè kh¸c cÇn ph¶i kÓ ®Õn trong ký hiÖu tua bin
+ H−íng cña trôc: trôc ®øng, trôc ngang vµ trôc xiªn
+ KiÓu buång: buång hë cã ¸p, buång hë kh«ng ¸p, buång kiÓu
èng, buång kiÓu xi ph«ng, buång xo¾n bª t«ng, buång xo¾n kim
lo¹i. Víi tua bin ph¶n kÝch, hÖ thèng ký hiÖu nh− sau:
H×nh 6. Qui c¸ch vµ ký hiÖu TBPK
3.4.2. Tua bin xung kÝch.
Tua bin xung kÝch cho thñy ®iÖn bao gåm:
- Tua bin g¸o
- Tua bin tia nghiªng
- Tua bin xung kÝch hai lÇn
Kh¸c víi tua bin ph¶n kÝch, trong tua bin xung kÝch viÖc ph©n chia theo
Ns chØ mang ý nghÜa t−îng tr−ng, cã hai c¸ch ®Ó tiªu chuÈn ho¸ tua bin xung
kÝch: ph−¬ng ph¸p t−¬ng tù tû tèc cè ®Þnh vµ ph−¬ng ph¸p tû tèc biÕn ®æi. Víi
⎡
⎤
D1
d0
mçi tû sè
kh¸c nhau, sÏ cã lo¹i tua bin víi Ns kh¸c nhau. NÕu ký hiÖu 1
⎢
⎣
⎥
⎦
TBPK cã mét chØ tiªu Ns nhÊt ®Þnh, cïng mét ®−êng ®Æc tÝnh th× khi tÝnh t−¬ng
28
ViÖn khoa häc Thñy lîi
B¸o c¸o x©y dùng c¬ së Khoa häc ®Ò suÊt gam thñy ®iÖn nhá
§Ò tµi KC07 - 04
⎡
⎤
D1
d0
tù tû tèc nh− míi tua bin ph¶n kÝch khi chØ sè
kh«ng ®æi nh−ng khi
⎢
⎥
⎦
⎣
⎡
⎤
D1
d0
kh¸c th× cÇn ph¶i tÝnh to¸n hµng lo¹t th«ng sè.
⎢
⎣
⎥
⎦
Trong ph©n lo¹i tua bin xung kÝch ngoµi c¸c chØ tiªu ®· nªu trong môc
(3.4.2) cÇn ph¶i ®−a vµo c¸c th«ng sè:
- Sè vßi phun
- §−êng kÝnh vßi phun
Ký hiÖu gam tua bin xung kÝch
H×nh 7. Quy c¸ch ký hiÖu tua bin xung kÝch
3.5. Ph−¬ng ph¸p ph©n lo¹i tua bin theo Ns:
Gi¶ thiÕt trong gam thñy ®iÖn nhá cã hai läai b¸nh xe c«ng t¸c cã trÞ sè Ns
⎡
⎤
ns (n +1)
gÇn nhau lµ Ns (n+1) vµ Nsn. NÕu tû sè
nhá xÊp xØ b»ng 1th× sè
⎢
⎣
⎥
⎦
ns
⎡
⎤
ns (n +1)
l−îng tua bin cÇn nghiªn cøu sÏ rÊt lín. Ng−îc l¹i
lín th× viÖc lùa
⎢
⎣
⎥
⎦
ns
chän lo¹i tua bin sÏ kh«ng ®¸p øng ®−îc c¸c ®iÒu kiÖn s¶n xuÊt ®Æt ra.
ViÖc ph©n lo¹i theo Ns nh− thÕ nµo cho hîp lý lµ mét qu¸ tr×nh nghiªn
cøu, s¶n xuÊt vµ tæng kÕt rÊt l©u dµi. ë ®©y tr×nh bµy viÖc x¸c ®Þnh Ns hîp lý
nhÊt.
ViÖc ph©n chia gam thñy ®iÖn theo Ns ®¹t ®−îc khi víi mét sè tr¹m thñy
®iÖn bÊt kú ta ®Òu chän ®−îc tæ m¸y:
- B¶o ®¶m c«ng suÊt
- Cã hiÖu suÊt cao
29
ViÖn khoa häc Thñy lîi
Tải về để xem bản đầy đủ
57 trang
13/06/2024
3440
Bạn đang xem 30 trang mẫu của tài liệu "Báo cáo Xây dựng cơ sở khoa học đề xuất gam thủy điện nhỏ Việt Nam. Đánh giá tổng quan về phát triển thuỷ điện nhỏ trên thế giới và ở Việt Nam", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên.
File đính kèm:
- bao_cao_xay_dung_co_so_khoa_hoc_de_xuat_gam_thuy_dien_nho_vi.pdf
