linhnguyen_1003
New Member
Tải Đề tài Thiết kế tuốc bin gáo và bộ điều chỉnh thủy lực vòi phun và cơ cấu cắt dòng
Mục đích và ý nghĩa kinh tế, xã hội của đề tài.
1.1. Mục đích của đề tài.
Nền kinh tế nước ta hiện nay nói chung các ngành công nghiệp nói riêng đang từng bước phát triển mạnh mẽ và có những bước tiến vững chắc, đồng thời với sự phát triển kinh tế, nhu cầu sử dụng điện năng ngày càng tăng cao.
Trước đây ở miền Trung và miền Nam nguồn điện chủ yếu dựa vào các nhà máy nhiệt điện, các nhà máy điện Diesel đã có sẵn. Nhưng hiện nay các nhà máy này đã cũ, công suất đã giảm đi rất nhiều, bên cạnh đó các nguồn năng lượng khác chưa khai thác triệt để. Do vậy ngành điện chưa đáp ứng được nhu cầu điện năng cho các ngành công nghiệp và nhu cầu của nhân dân.
Đứng trước tình hình này, ngành công nghiệp điện năng đã và đang phát triển hệ thống năng lượng quốc gia trong đó việc tìm kiếm và xây dựng các nhà máy thuỷ điện công suất vừa và nhỏ là biện pháp cơ bản để tăng sản lượng điện năng.
Mặc khác, hiệp ước quốc tế về Nghị định thư Kyoto có hiệu lực vào tháng 2 năm 2005, đã thiết lập thị trường về môi trường lớn nhất và thực sự lần đầu tiên có trên thế giới cho việc mua bán “tín dụng cácbon”. Và lần đầu tiên nó cũng xác lập các mục tiêu về cắt giảm phát thải mang tính ràng buộc đối với các nước phát triển. Nghị định này cũng đề ra các cơ chế cho việc mua bán cácbon dựa trên các dự án, và cho đến nay, năng lượng tái tạo - đặc biệt là thuỷ điện – là một trong những hình thức dự án thành công nhất.
1.2. Ý nghĩa kinh tế.
Lợi ích lớn nhất của thuỷ điện là hạn chế được giá thành nhiên liệu. Các nhà máy thuỷ điện không phải chịu cảnh tăng giá của nhiên liệu hóa thạch như dầu mỏ, khí ga tự nhiên hay than đá, và không cần nhập nhiên liệu. Các nhà máy thuỷ điện cũng có tuổi thọ lớn hơn các nhà máy nhiệt điện, một số nhà máy thuỷ điện đang hoạt động hiện nay đã được xây dựng từ 50 đến 100 năm trước. Chi phí nhân công cũng thấp bởi vì các nhà máy này được tự động hoá cao và có ít người làm việc tại chỗ khi vận hành thông thường.Theo đánh giá các chuyên gia trong ngành thuỷ điện, đa số các nhà máy thuỷ điện nói trên đều có chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật tốt. Suất đầu tư và thiết bị nhập ngoại tính trên đơn vị công suất thấp hơn nhiều so với nhiệt điện trong khi giá thành sản xuất điện năng chỉ bằng khoảng 20 % so với nhà máy nhiệt điện chạy bằng than
Các nhà máy thuỷ điện hồ chứa bằng bơm hiện là công cụ đáng chú ý nhất để tích trữ năng lượng về tính hữu dụng, cho phép phát điện ở mức thấp vào giờ thấp điểm (điều này xảy ra bởi vì các nhà máy nhiệt điện không thể dừng lại hoàn toàn hàng ngày) để tích nước sau đó cho chảy ra để phát điện vào giờ cao điểm hàng ngày. Việc vận hành cách nhà máy thuỷ điện hồ chứa bằng bơm cải thiện năng lực cung cấp của hệ thống phát điện.
Những hồ chứa được tạo thành bởi các nhà máy thuỷ điện thường là những cơ sở thư giãn tuyệt vời cho các môn thể thao nước, và trở thành điểm thu hút khách du lịch. Các đập đa chức năng được xây dựng để tưới tiêu, kiểm soát lũ, hay giải trí, có thể xây thêm một nhà máy thuỷ điện với giá thành thấp, tạo nguồn thu hữu ích trong việc điều hành đập.
Thủy điện là một trong những nguồn năng lượng tái tạo chủ đạo của nước ta. Năng lượng thủy điện có độ tin cậy cao, giá thành rẻ hơn so với những nguồn năng lượng tái tạo khác như gió, địa nhiệt, sinh khối hay năng lượng mặt trời.
1.3. Ý nghĩa xã hội.
Sự vận hành của các nhà máy thủy điện không phát thải khí CO2, SOx, NOx hay bất kỳ một khí độc hại nào khác. Thêm nữa chúng cũng không sản xuất ra bất kỳ một loại chất thải rắn nào.
So với các nguồn năng lượng khác thì thuỷ năng ở nước ta đặc biệt là Miền Trung là dồi dào do ở đây có nhiều thác nước rất cao đến vài trăm mét do vậy thuận lợi cho việc xây dựng các nhà máy thuỷ điện.
Ngoài ra thuỷ điện còn có những ưu thế khác nữa như khả năng mang lại lợi ích tổng hợp cho nền kinh tế quốc dân trên nhiều mặt:
-Tham gia chống lũ vào mùa mưa
-Tăng thêm nguồn nước cho hạ lưu trong mùa khô, kết hợp thuỷ lợi phục vụ sản suất nông nghiệp, phát triển nuôi trồng thuỷ sản.
Tuốc bin nước là thiết bị trực tiếp biến đổi năng lượng dòng nước thành cơ năng làm quay máy phát điện sinh ra điện năng. Do vậy việc khảo sát và thiết kế các bộ phận tuốc bin của trạm thuỷ điện nhằm đáp ứng nhu cầu trên.
MỤC LỤC Trang
1. Mục đích và ý nghĩa kinh tế, xã hội của đề tài 1
1.1. Mục đích của đề tài . 1
1.2. Ý nghĩa kinh tế . 1
1.3. Ý nghĩa xã hội 2
2. Tổng quan về tuốc bin xung lực, tuốc bin gáo 3
2.1. Tuốc bin xung lực 3
2.1.1. Cách sử dụng năng lượng nước trong tuốc bin xung lực 3
2.1.2. Đặc điểm và phân loại tuốc bin xung lực 6
2.1.3. Phạm vi sử dụng của tuốc bin gáo . 7
2.2. Cấu tạo chung của tuốc bin gáo . 8
2.2.1. Bánh xe công tác . 9
2.2.2. Vòi phun, kim phun . 10
2.2.3. Vỏ và buồng thoát . 11
2.2.4. Cơ cấu cắt dòng 12
2.2.5. Tác động xung lực của tia nước lên gáo . 12
2.2.6. Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất 17
2.3. Tính toán các thông số cơ bản của tuốc bin gáo 19
2.3.1. Công suất thủy lực của tuốc bin . 19
2.3.2. Đường kính bánh xe công tác . 21
2.3.3. Số vòng quay đặc trưng và qui dẫn . 22
2.3.4. Đường kính tia nước và miệng vòi phun 23
2.3.5. Lưu lượng qui dẫn . 25
2.3.6. Công suất qui dẫn . 25
2.3.7. Số vòng quay lồng của tuốc bin . 25
3. Thiết kế các kích thước cơ bản của tuốc bin gáo . 26
3.1. Bánh xe công tác26
3.2. Vòi phun và cơ cấu cắt dòng29
4. Vấn đề điều chỉnh tuốc bin 31
4.1. Nhiệm vụ cơ bản của điều chỉnh tuốc bin31
4.2. Cấu tạo và đặc điểm của hệ thống điều chỉnh tuốc bin . 33
4.3. Các sơ đồ nguyên lý điều chỉnh tốc độ tuốc bin34
4.3.1. Sơ đồ nguyên lý máy điều tốc tác động trực tiếp . 34
4.3.2. Máy điều tốc tác dụng gián tiếp . 36
4.3.3. Sơ đồ nguyên lý máy điều tốc tác dụng gián tiếp có bộ phận phục
hồi cứng 36
4.3.4. Sơ đồ nguyên lý máy điều tốc tác dụng gián tiếp có bộ phận phục
hồi mềm 38
4.3.5. Chọn sơ đồ điều chỉnh kép cho tuốc bin gáo 40
4.4. Tính toán hệ thống truyền động thủy lực để điều chỉnh tuốc bin gáo . 42
4.4.1. Hệ thống truyền động thủy lực của cơ cấu cắt dòng . 42
4.4.2. Hệ thống truyền động thủy lực của vòi phun, kim phun . 45
4.4.3. Thiết bị áp lực dầu 48
5. Thiết kế trục tuốc bin 48
5.1. Chọn vật liệu chế tạo trục tuốc bin . 49
5.2. Các lực tác dụng lên trục tuốc bin49
5.2.1. Áp lực của nước tác dụng lên bánh xe công tác . 49
5.2.2. Lực vòng do mô men xoắn gây ra . 50
5.2.3. Trọng lượng bánh xe công tác 50
5.2.4. Tính toán kích thước và trọng lượng bánh đà 52
5.3. Tính sức bền trục . 54
5.3.1. Tính sơ bộ . 54
5.3.2. Tính gần đúng 55
5.3.3. Tính chính xác trục . 57
5.3.4. Tính chọn then . 61
6. Thiết kế gối đỡ trục 62
6.1. Vấn đề ma sát và bôi trơn ổ trượt60
6.2. Thiết kế ổ trượt . 63
6.2.1. Chọn vật liệu ổ 63
6.2.2. Cấu tạo ổ trượt 63
6.2.3. Tính toán ổ trượt . 64
6.2.3.1. Chọn tỷ số l/d 64
6.2.3.2. Chọn khe hở tương đối . 65
6.2.3.3. Chọn loại dầu và độ nhớt dầu bôi trơn ổ . 66
6.2.3.4. Tính hệ số khả năng tải 67
6.2.3.5. Kiểm nghiệm về nhiệt 68
7. Hiện tượng va đập thủy lực và cách khắc phục . 71
7.1. Hiện tượng va đập thủy lực71
7.2. Ảnh hưởng va đập thủy lực đến chế độ làm việc của trạm thủy điện71
7.3. Các biện pháp khắc phục . 72
8. Lắp đặt, vận hành và bảo dưỡng tuốc bin . 73
8.1. Lắp đặt tuốc bin . 73
8.2. Vận hành và bảo dưỡng tuốc bin73
9. Kết luận 75
TÀI LIỆU THAM KHẢO 76
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Trong tuốc bin gáo việc điều chỉnh lưu lượng được thực hiện nhờ cơ cấu cắt dòng và van kim ở vòi phun.
4.2. Cấu tạo và đặc điểm của hệ thống điều chỉnh tuốc bin.
Tuốc bin, mà trong đó có xảy ra một quá trình điều chỉnh nào đó được gọi là đối tượng điều chỉnh. Đại lượng cần giữ ở một mức độ cho trước hay thay đổi theo một chương trình cho trước thì được gọi là thông số điều chỉnh. Hệ thống điều chỉnh tốc độ tuốc bin (gọi tắt là hệ thống điều tốc) là tổng hợp các cơ cấu và thiết bị, các cơ cấu và thiết bị đó có nhiệm vụ cảm ứng sự thay đổi tốc độ quay của tổ máy và thay đổi vị trí tương đối của cơ cấu điều chỉnh. Hệ thống điều tốc của tuốc bin gồm các cơ cấu cơ bản sau:
- Cơ cấu cảm ứng (CCCƯ) hay chỉ huy cảm giác độ sai lệch tốc độ quay của tổ máy và thay đổi vị trí cơ cấu điều chỉnh.
- Cơ cấu điều chỉnh (CCĐC) là bộ phận trực tiếp thay đổi mômen lực chuyển động của tuốc bin.
- Cơ cấu chấp hành (khuếch đại), thực hiện sự liên hệ cần thiết giữa cơ cấu cảm ứng và cơ cấu điều chỉnh chuyển dời CCĐC đến vị trí tương ứng với tín hiệu của cơ cấu cảm ứng.
- Cơ cấu ổn định, tác dụng của nó là làm tăng tính ổn định và chất lượng của quá trình điều chỉnh.
- Cơ cấu phụ trợ: làm các động tác phụ như thay đổi chỉnh định máy điều tốc, hạn chế độ mở…
Sự điều chỉnh tuốc bin nước cũng có nhiều điểm khác so với sự điều chỉnh các loại động cơ khác. Một trong những đặc điểm đó là có một lượng nước khá lớn chảy qua cơ cấu điều chỉnh (lưu lượng các tuốc bin lớn đến hàng mấy trăm m3/s) nên kích thước của cơ cấu điều chỉnh phải lớn. Ngoài ra, do quán tính của dòng nước nên khi CCĐC chuyển động nhanh, thì trong cả hệ thống đường dẫn của tuốc bin có hiện tượng va đập thủy lực. Đó là sự khác biệt cơ bản. CCĐC tuốc bin đòi hỏi cần có lực chuyển dời lớn. Vì vậy giữa các cơ cấu cảm ứng (có độ nhạy cao nhưng năng lượng bé) và cơ cấu điều chỉnh cần có thêm nhiều bộ khuếch đại thủy lực.
Đối với tuốc bin gáo phải tiến hành điều chỉnh kép, phải đồng thời điều khiển hai cơ cấu điều chỉnh (vòi phun và cơ cấu cắt dòng) điều này sẽ làm cho hệ thống điều chỉnh thêm phức tạp.
4.3. Các sơ đồ nguyên lý điều chỉnh tốc độ tuốc bin.
Theo nguyên lý tác dụng, chia ra hai loại máy điều tốc: máy điều tốc tác động trực tiếp và tác động gián tiếp.
4.3.1. Sơ đồ nguyên lý máy điều tốc tác động trực tiếp.
Sơ đồ nguyên lý máy điều tốc tác động trực tiếp cho ở hình (4.1)
Cấu tạo của máy điều tốc loại này gồm con lắc ly tâm 4, tay đòn HZS và van điều tiết lưu lượng 3. Con lắc ly tâm 4 quay được nhờ động cơ điện 2 có liên hệ bằng cơ hay điện với trục tuốc bin. Đầu bên trái của tay đòn HZS được nối với con lắc nhờ hộp trục H còn bên phải nó được nối với van điều tiết 3 tại điểm S.
Hình 4.1. Sơ đồ nguyên lí làm việc của máy điều tốc tác động trực tiếp
1. Trục nối từ máy phát điện; 2. Máy phát điện; 3. Van điều tiết; 4. Con lắc ly tâm
Khi cắt phụ tải, vì độ mở của các cánh hướng nước chưa thay đổi nên số vòng quay của tuốc bin cũng như số vòng quay của quả lắc ly tâm tăng lên, quả lắc văng ra xa, kéo hộp trục H lên trên, lúc đó tay đòn HZS sẽ quay quanh điểm tựa Z theo chiều kim đồng hồ và đẩy van 3 xuống thấp để giảm bớt lưu lượng Q qua tuốc bin, đảm bảo cho công suất tuốc bin bằng công suất máy phát điện.
Khi tăng tải thì quá trình này cũng xảy ra như thế, nhưng chiều chuyển động của các bộ phận kể trên thì ngược lại.
Đường vẽ nét khuất trên hình (4.1) tương ứng với tay đòn HZS ở cuối thời điểm điều chỉnh. Từ sơ đồ trên ta thấy máy điều tốc tác động trực tiếp có cấu tạo rất đơn giản. Nhưng khuyết điểm cơ bản của nó là sai số về số vòng quay tuốc bin khá lớn khi phụ tải tăng từ 0 đến phụ tải toàn phần. Đồng thời lực để đóng mở các bộ phận điều chỉnh do quả lắc tạo ra rất nhỏ không đủ để đóng mở các bộ phận điều chỉnh của tuốc bin cỡ lớn. Bởi những lẽ đó nên hầu hết các máy điều tốc hiện đại đều được thiết kế theo sơ đồ nguyên lý tác động gián tiếp.
4.3.2. Máy điều tốc tác dụng gián tiếp.
Để thay đổi độ mở các bộ phận điều chỉnh tuốc bin cỡ trung bình và cỡ lớn, đòi hỏi phải có một lực rất lớn, mạnh đến hàng nghìn kN (tương đương hàng trăm tấn) nên lực li tâm do quả lắc sinh ra qua hệ thống đòn không đủ để điều khiển các bộ phận điều chỉnh được. Bởi vậy, đối với tuốc bin cỡ trung bình và cỡ lớn, và ngay cả đối với các phần của tuốc bin cỡ nhỏ, người ta dùng máy điều tốc tác động gián tiếp. Loại máy này có cấu tạo phức tạp hơn nhiều so với máy điều tốc tác dụng trực tiếp. Giữa quả lắc li tâm và bộ phận điều chỉnh lưu lượnglà hệ thống khuếch đại tín hiệu, gồm van điều phối và động cơ tiếp lực để tạo nên lực đóng mở các bộ phận điều chỉnh lưu lượng khá lớn. Để hệ thống đóng mở ổn định, trong máy điều tốc còn có các bộ phận phục hồi. Bộ phận phục hồi gồm có hai loại:
- Phục hồi cứng .
- Phục hồi mềm.
4.3.3. Sơ đồ nguyên lí máy điều tốc tác dung gián tiếp có bộ phận phục hồi cứng.
Máy điều tốc gồm có các bộ phận sau (hình 4.2): Quả lắc li tâm 1, thanh đòn AOB, van điều phối 2, động cơ tiếp lực 3, và thanh nối 4 nối liền điểm O và cần pittông của động cơ tếp lực.
Cấu tạo của động cơ tiếp lực gồm pittông chuyển động trong xi lanh và pittông này nối với bộ phận điều chỉnh lưu lượng thông qua hệ thống tay đòn. Van trượt được thông với hai ngăn của động cơ tiếp lực nhờ hai ống dầu đặt ở hai đầu của xi lanh. Cấu tạo của van trượt gồm có vỏ hình trụ và một chiếc kim trượt trong đó trên thành vỏ có khoét 5 lổ nhỏ (cửa sổ) cửa sổ ở giữa được thông với dầu có áp được lấy từ thiết bị dầu có áp; hai cửa làm việc (ở vị trí cân bằng thì hai cửa sổ này được khép kín bởi phần lồi trên và phần lồi dưới của van kim) thông với ngăn tương ứng của động cơ tiếp lực qua hai ống dẫn dầu, hai cửa dầu trên và dưới cùng thông với thùng xả. Như vậy khi chuyển dời khỏi vị trí cân bằng thì dầu có áp đi vào một ngăn nào đó của động cơ tiếp lực, còn dầu có áp trong ngăn ...
Download miễn phí Đề tài Thiết kế tuốc bin gáo và bộ điều chỉnh thủy lực vòi phun và cơ cấu cắt dòng
Mục đích và ý nghĩa kinh tế, xã hội của đề tài.
1.1. Mục đích của đề tài.
Nền kinh tế nước ta hiện nay nói chung các ngành công nghiệp nói riêng đang từng bước phát triển mạnh mẽ và có những bước tiến vững chắc, đồng thời với sự phát triển kinh tế, nhu cầu sử dụng điện năng ngày càng tăng cao.
Trước đây ở miền Trung và miền Nam nguồn điện chủ yếu dựa vào các nhà máy nhiệt điện, các nhà máy điện Diesel đã có sẵn. Nhưng hiện nay các nhà máy này đã cũ, công suất đã giảm đi rất nhiều, bên cạnh đó các nguồn năng lượng khác chưa khai thác triệt để. Do vậy ngành điện chưa đáp ứng được nhu cầu điện năng cho các ngành công nghiệp và nhu cầu của nhân dân.
Đứng trước tình hình này, ngành công nghiệp điện năng đã và đang phát triển hệ thống năng lượng quốc gia trong đó việc tìm kiếm và xây dựng các nhà máy thuỷ điện công suất vừa và nhỏ là biện pháp cơ bản để tăng sản lượng điện năng.
Mặc khác, hiệp ước quốc tế về Nghị định thư Kyoto có hiệu lực vào tháng 2 năm 2005, đã thiết lập thị trường về môi trường lớn nhất và thực sự lần đầu tiên có trên thế giới cho việc mua bán “tín dụng cácbon”. Và lần đầu tiên nó cũng xác lập các mục tiêu về cắt giảm phát thải mang tính ràng buộc đối với các nước phát triển. Nghị định này cũng đề ra các cơ chế cho việc mua bán cácbon dựa trên các dự án, và cho đến nay, năng lượng tái tạo - đặc biệt là thuỷ điện – là một trong những hình thức dự án thành công nhất.
1.2. Ý nghĩa kinh tế.
Lợi ích lớn nhất của thuỷ điện là hạn chế được giá thành nhiên liệu. Các nhà máy thuỷ điện không phải chịu cảnh tăng giá của nhiên liệu hóa thạch như dầu mỏ, khí ga tự nhiên hay than đá, và không cần nhập nhiên liệu. Các nhà máy thuỷ điện cũng có tuổi thọ lớn hơn các nhà máy nhiệt điện, một số nhà máy thuỷ điện đang hoạt động hiện nay đã được xây dựng từ 50 đến 100 năm trước. Chi phí nhân công cũng thấp bởi vì các nhà máy này được tự động hoá cao và có ít người làm việc tại chỗ khi vận hành thông thường.Theo đánh giá các chuyên gia trong ngành thuỷ điện, đa số các nhà máy thuỷ điện nói trên đều có chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật tốt. Suất đầu tư và thiết bị nhập ngoại tính trên đơn vị công suất thấp hơn nhiều so với nhiệt điện trong khi giá thành sản xuất điện năng chỉ bằng khoảng 20 % so với nhà máy nhiệt điện chạy bằng than
Các nhà máy thuỷ điện hồ chứa bằng bơm hiện là công cụ đáng chú ý nhất để tích trữ năng lượng về tính hữu dụng, cho phép phát điện ở mức thấp vào giờ thấp điểm (điều này xảy ra bởi vì các nhà máy nhiệt điện không thể dừng lại hoàn toàn hàng ngày) để tích nước sau đó cho chảy ra để phát điện vào giờ cao điểm hàng ngày. Việc vận hành cách nhà máy thuỷ điện hồ chứa bằng bơm cải thiện năng lực cung cấp của hệ thống phát điện.
Những hồ chứa được tạo thành bởi các nhà máy thuỷ điện thường là những cơ sở thư giãn tuyệt vời cho các môn thể thao nước, và trở thành điểm thu hút khách du lịch. Các đập đa chức năng được xây dựng để tưới tiêu, kiểm soát lũ, hay giải trí, có thể xây thêm một nhà máy thuỷ điện với giá thành thấp, tạo nguồn thu hữu ích trong việc điều hành đập.
Thủy điện là một trong những nguồn năng lượng tái tạo chủ đạo của nước ta. Năng lượng thủy điện có độ tin cậy cao, giá thành rẻ hơn so với những nguồn năng lượng tái tạo khác như gió, địa nhiệt, sinh khối hay năng lượng mặt trời.
1.3. Ý nghĩa xã hội.
Sự vận hành của các nhà máy thủy điện không phát thải khí CO2, SOx, NOx hay bất kỳ một khí độc hại nào khác. Thêm nữa chúng cũng không sản xuất ra bất kỳ một loại chất thải rắn nào.
So với các nguồn năng lượng khác thì thuỷ năng ở nước ta đặc biệt là Miền Trung là dồi dào do ở đây có nhiều thác nước rất cao đến vài trăm mét do vậy thuận lợi cho việc xây dựng các nhà máy thuỷ điện.
Ngoài ra thuỷ điện còn có những ưu thế khác nữa như khả năng mang lại lợi ích tổng hợp cho nền kinh tế quốc dân trên nhiều mặt:
-Tham gia chống lũ vào mùa mưa
-Tăng thêm nguồn nước cho hạ lưu trong mùa khô, kết hợp thuỷ lợi phục vụ sản suất nông nghiệp, phát triển nuôi trồng thuỷ sản.
Tuốc bin nước là thiết bị trực tiếp biến đổi năng lượng dòng nước thành cơ năng làm quay máy phát điện sinh ra điện năng. Do vậy việc khảo sát và thiết kế các bộ phận tuốc bin của trạm thuỷ điện nhằm đáp ứng nhu cầu trên.
MỤC LỤC Trang
1. Mục đích và ý nghĩa kinh tế, xã hội của đề tài 1
1.1. Mục đích của đề tài . 1
1.2. Ý nghĩa kinh tế . 1
1.3. Ý nghĩa xã hội 2
2. Tổng quan về tuốc bin xung lực, tuốc bin gáo 3
2.1. Tuốc bin xung lực 3
2.1.1. Cách sử dụng năng lượng nước trong tuốc bin xung lực 3
2.1.2. Đặc điểm và phân loại tuốc bin xung lực 6
2.1.3. Phạm vi sử dụng của tuốc bin gáo . 7
2.2. Cấu tạo chung của tuốc bin gáo . 8
2.2.1. Bánh xe công tác . 9
2.2.2. Vòi phun, kim phun . 10
2.2.3. Vỏ và buồng thoát . 11
2.2.4. Cơ cấu cắt dòng 12
2.2.5. Tác động xung lực của tia nước lên gáo . 12
2.2.6. Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất 17
2.3. Tính toán các thông số cơ bản của tuốc bin gáo 19
2.3.1. Công suất thủy lực của tuốc bin . 19
2.3.2. Đường kính bánh xe công tác . 21
2.3.3. Số vòng quay đặc trưng và qui dẫn . 22
2.3.4. Đường kính tia nước và miệng vòi phun 23
2.3.5. Lưu lượng qui dẫn . 25
2.3.6. Công suất qui dẫn . 25
2.3.7. Số vòng quay lồng của tuốc bin . 25
3. Thiết kế các kích thước cơ bản của tuốc bin gáo . 26
3.1. Bánh xe công tác26
3.2. Vòi phun và cơ cấu cắt dòng29
4. Vấn đề điều chỉnh tuốc bin 31
4.1. Nhiệm vụ cơ bản của điều chỉnh tuốc bin31
4.2. Cấu tạo và đặc điểm của hệ thống điều chỉnh tuốc bin . 33
4.3. Các sơ đồ nguyên lý điều chỉnh tốc độ tuốc bin34
4.3.1. Sơ đồ nguyên lý máy điều tốc tác động trực tiếp . 34
4.3.2. Máy điều tốc tác dụng gián tiếp . 36
4.3.3. Sơ đồ nguyên lý máy điều tốc tác dụng gián tiếp có bộ phận phục
hồi cứng 36
4.3.4. Sơ đồ nguyên lý máy điều tốc tác dụng gián tiếp có bộ phận phục
hồi mềm 38
4.3.5. Chọn sơ đồ điều chỉnh kép cho tuốc bin gáo 40
4.4. Tính toán hệ thống truyền động thủy lực để điều chỉnh tuốc bin gáo . 42
4.4.1. Hệ thống truyền động thủy lực của cơ cấu cắt dòng . 42
4.4.2. Hệ thống truyền động thủy lực của vòi phun, kim phun . 45
4.4.3. Thiết bị áp lực dầu 48
5. Thiết kế trục tuốc bin 48
5.1. Chọn vật liệu chế tạo trục tuốc bin . 49
5.2. Các lực tác dụng lên trục tuốc bin49
5.2.1. Áp lực của nước tác dụng lên bánh xe công tác . 49
5.2.2. Lực vòng do mô men xoắn gây ra . 50
5.2.3. Trọng lượng bánh xe công tác 50
5.2.4. Tính toán kích thước và trọng lượng bánh đà 52
5.3. Tính sức bền trục . 54
5.3.1. Tính sơ bộ . 54
5.3.2. Tính gần đúng 55
5.3.3. Tính chính xác trục . 57
5.3.4. Tính chọn then . 61
6. Thiết kế gối đỡ trục 62
6.1. Vấn đề ma sát và bôi trơn ổ trượt60
6.2. Thiết kế ổ trượt . 63
6.2.1. Chọn vật liệu ổ 63
6.2.2. Cấu tạo ổ trượt 63
6.2.3. Tính toán ổ trượt . 64
6.2.3.1. Chọn tỷ số l/d 64
6.2.3.2. Chọn khe hở tương đối . 65
6.2.3.3. Chọn loại dầu và độ nhớt dầu bôi trơn ổ . 66
6.2.3.4. Tính hệ số khả năng tải 67
6.2.3.5. Kiểm nghiệm về nhiệt 68
7. Hiện tượng va đập thủy lực và cách khắc phục . 71
7.1. Hiện tượng va đập thủy lực71
7.2. Ảnh hưởng va đập thủy lực đến chế độ làm việc của trạm thủy điện71
7.3. Các biện pháp khắc phục . 72
8. Lắp đặt, vận hành và bảo dưỡng tuốc bin . 73
8.1. Lắp đặt tuốc bin . 73
8.2. Vận hành và bảo dưỡng tuốc bin73
9. Kết luận 75
TÀI LIỆU THAM KHẢO 76
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
H, hay hiệu suất . Thay đổi hiệu suất và cột nước H là rất khó thực hiện về mặt kỹ thuật mà lại không hợp về mặt kinh tế. Vì vậy thông thường điều chỉnh mômen lực chuyển động bằng cách điều chỉnh lưu lượng đi qua tuốc bin bằng các bộ phận điều chỉnh lưu lượng đi qua tuốc bin.Trong tuốc bin gáo việc điều chỉnh lưu lượng được thực hiện nhờ cơ cấu cắt dòng và van kim ở vòi phun.
4.2. Cấu tạo và đặc điểm của hệ thống điều chỉnh tuốc bin.
Tuốc bin, mà trong đó có xảy ra một quá trình điều chỉnh nào đó được gọi là đối tượng điều chỉnh. Đại lượng cần giữ ở một mức độ cho trước hay thay đổi theo một chương trình cho trước thì được gọi là thông số điều chỉnh. Hệ thống điều chỉnh tốc độ tuốc bin (gọi tắt là hệ thống điều tốc) là tổng hợp các cơ cấu và thiết bị, các cơ cấu và thiết bị đó có nhiệm vụ cảm ứng sự thay đổi tốc độ quay của tổ máy và thay đổi vị trí tương đối của cơ cấu điều chỉnh. Hệ thống điều tốc của tuốc bin gồm các cơ cấu cơ bản sau:
- Cơ cấu cảm ứng (CCCƯ) hay chỉ huy cảm giác độ sai lệch tốc độ quay của tổ máy và thay đổi vị trí cơ cấu điều chỉnh.
- Cơ cấu điều chỉnh (CCĐC) là bộ phận trực tiếp thay đổi mômen lực chuyển động của tuốc bin.
- Cơ cấu chấp hành (khuếch đại), thực hiện sự liên hệ cần thiết giữa cơ cấu cảm ứng và cơ cấu điều chỉnh chuyển dời CCĐC đến vị trí tương ứng với tín hiệu của cơ cấu cảm ứng.
- Cơ cấu ổn định, tác dụng của nó là làm tăng tính ổn định và chất lượng của quá trình điều chỉnh.
- Cơ cấu phụ trợ: làm các động tác phụ như thay đổi chỉnh định máy điều tốc, hạn chế độ mở…
Sự điều chỉnh tuốc bin nước cũng có nhiều điểm khác so với sự điều chỉnh các loại động cơ khác. Một trong những đặc điểm đó là có một lượng nước khá lớn chảy qua cơ cấu điều chỉnh (lưu lượng các tuốc bin lớn đến hàng mấy trăm m3/s) nên kích thước của cơ cấu điều chỉnh phải lớn. Ngoài ra, do quán tính của dòng nước nên khi CCĐC chuyển động nhanh, thì trong cả hệ thống đường dẫn của tuốc bin có hiện tượng va đập thủy lực. Đó là sự khác biệt cơ bản. CCĐC tuốc bin đòi hỏi cần có lực chuyển dời lớn. Vì vậy giữa các cơ cấu cảm ứng (có độ nhạy cao nhưng năng lượng bé) và cơ cấu điều chỉnh cần có thêm nhiều bộ khuếch đại thủy lực.
Đối với tuốc bin gáo phải tiến hành điều chỉnh kép, phải đồng thời điều khiển hai cơ cấu điều chỉnh (vòi phun và cơ cấu cắt dòng) điều này sẽ làm cho hệ thống điều chỉnh thêm phức tạp.
4.3. Các sơ đồ nguyên lý điều chỉnh tốc độ tuốc bin.
Theo nguyên lý tác dụng, chia ra hai loại máy điều tốc: máy điều tốc tác động trực tiếp và tác động gián tiếp.
4.3.1. Sơ đồ nguyên lý máy điều tốc tác động trực tiếp.
Sơ đồ nguyên lý máy điều tốc tác động trực tiếp cho ở hình (4.1)
Cấu tạo của máy điều tốc loại này gồm con lắc ly tâm 4, tay đòn HZS và van điều tiết lưu lượng 3. Con lắc ly tâm 4 quay được nhờ động cơ điện 2 có liên hệ bằng cơ hay điện với trục tuốc bin. Đầu bên trái của tay đòn HZS được nối với con lắc nhờ hộp trục H còn bên phải nó được nối với van điều tiết 3 tại điểm S.
Hình 4.1. Sơ đồ nguyên lí làm việc của máy điều tốc tác động trực tiếp
1. Trục nối từ máy phát điện; 2. Máy phát điện; 3. Van điều tiết; 4. Con lắc ly tâm
Khi cắt phụ tải, vì độ mở của các cánh hướng nước chưa thay đổi nên số vòng quay của tuốc bin cũng như số vòng quay của quả lắc ly tâm tăng lên, quả lắc văng ra xa, kéo hộp trục H lên trên, lúc đó tay đòn HZS sẽ quay quanh điểm tựa Z theo chiều kim đồng hồ và đẩy van 3 xuống thấp để giảm bớt lưu lượng Q qua tuốc bin, đảm bảo cho công suất tuốc bin bằng công suất máy phát điện.
Khi tăng tải thì quá trình này cũng xảy ra như thế, nhưng chiều chuyển động của các bộ phận kể trên thì ngược lại.
Đường vẽ nét khuất trên hình (4.1) tương ứng với tay đòn HZS ở cuối thời điểm điều chỉnh. Từ sơ đồ trên ta thấy máy điều tốc tác động trực tiếp có cấu tạo rất đơn giản. Nhưng khuyết điểm cơ bản của nó là sai số về số vòng quay tuốc bin khá lớn khi phụ tải tăng từ 0 đến phụ tải toàn phần. Đồng thời lực để đóng mở các bộ phận điều chỉnh do quả lắc tạo ra rất nhỏ không đủ để đóng mở các bộ phận điều chỉnh của tuốc bin cỡ lớn. Bởi những lẽ đó nên hầu hết các máy điều tốc hiện đại đều được thiết kế theo sơ đồ nguyên lý tác động gián tiếp.
4.3.2. Máy điều tốc tác dụng gián tiếp.
Để thay đổi độ mở các bộ phận điều chỉnh tuốc bin cỡ trung bình và cỡ lớn, đòi hỏi phải có một lực rất lớn, mạnh đến hàng nghìn kN (tương đương hàng trăm tấn) nên lực li tâm do quả lắc sinh ra qua hệ thống đòn không đủ để điều khiển các bộ phận điều chỉnh được. Bởi vậy, đối với tuốc bin cỡ trung bình và cỡ lớn, và ngay cả đối với các phần của tuốc bin cỡ nhỏ, người ta dùng máy điều tốc tác động gián tiếp. Loại máy này có cấu tạo phức tạp hơn nhiều so với máy điều tốc tác dụng trực tiếp. Giữa quả lắc li tâm và bộ phận điều chỉnh lưu lượnglà hệ thống khuếch đại tín hiệu, gồm van điều phối và động cơ tiếp lực để tạo nên lực đóng mở các bộ phận điều chỉnh lưu lượng khá lớn. Để hệ thống đóng mở ổn định, trong máy điều tốc còn có các bộ phận phục hồi. Bộ phận phục hồi gồm có hai loại:
- Phục hồi cứng .
- Phục hồi mềm.
4.3.3. Sơ đồ nguyên lí máy điều tốc tác dung gián tiếp có bộ phận phục hồi cứng.
Máy điều tốc gồm có các bộ phận sau (hình 4.2): Quả lắc li tâm 1, thanh đòn AOB, van điều phối 2, động cơ tiếp lực 3, và thanh nối 4 nối liền điểm O và cần pittông của động cơ tếp lực.
Cấu tạo của động cơ tiếp lực gồm pittông chuyển động trong xi lanh và pittông này nối với bộ phận điều chỉnh lưu lượng thông qua hệ thống tay đòn. Van trượt được thông với hai ngăn của động cơ tiếp lực nhờ hai ống dầu đặt ở hai đầu của xi lanh. Cấu tạo của van trượt gồm có vỏ hình trụ và một chiếc kim trượt trong đó trên thành vỏ có khoét 5 lổ nhỏ (cửa sổ) cửa sổ ở giữa được thông với dầu có áp được lấy từ thiết bị dầu có áp; hai cửa làm việc (ở vị trí cân bằng thì hai cửa sổ này được khép kín bởi phần lồi trên và phần lồi dưới của van kim) thông với ngăn tương ứng của động cơ tiếp lực qua hai ống dẫn dầu, hai cửa dầu trên và dưới cùng thông với thùng xả. Như vậy khi chuyển dời khỏi vị trí cân bằng thì dầu có áp đi vào một ngăn nào đó của động cơ tiếp lực, còn dầu có áp trong ngăn ...