Tuabin nước

ừ ườ ặ ệ ự ặ ổ ợ c a mô hình. Trong thí nghi m năng l ng, ngoài vi c xác đ nh hi u su t còn xácủ ệ ượ ệ ị ệ ấ đ nh t c đ quay l ng, l c d c tr c BXCT, l c tác đ ng lên cánh BXCT, l c tácị ố ộ ồ ự ọ ụ ở ự ộ ự đ ng lên cánh h ng.ộ ướ b. Thí nghi m xâm th cệ ự Ng i ta s d ng b thí nghi m xâm th c đ xác đ nh các ch tiêu v xâmườ ử ụ ộ ệ ự ể ị ỉ ề th c, mô hình tuabin dùng trong thí nghi m xâm th c có đ ng kính kho ng 250 ÷ự ệ ự ườ ả 460 mm B thí nghi m xâm th c g m có đ ng ng d n 1, mô hình tuabin 2, máng hộ ệ ự ồ ườ ố ẫ ạ l u ki u kín (thùng ch a kín 3), ng d n n c tu n hoàn 4,5 và máy b m 6. B thíư ể ứ ố ẫ ướ ầ ơ ộ nghi m ki u kín v i dung tích n c không đ i đ m b o duy trì m c n c h l u.ệ ể ớ ướ ổ ả ả ự ướ ạ ư Khi ti n hành thí nghi m, đo cácế ệ thông s sauố : l u l ng Q đo b ng ngư ượ ằ ố Venturi 7 (đo tr s ị ố ∆ h), c t n c H đoộ ướ b ng đ chênh áp ằ ộ ∆ H (có c ng thêm c tộ ộ n c v n t c trong đ ng ng 1), côngướ ậ ố ườ ố su t N đo b ng máy hãm 8 và cân đo 9, đấ ằ ộ chân không m t thoáng thùng ch a 3 đoở ặ ứ b ng chân không k . B m chân không 10ằ ế ơ t o chân không trong thùng ch a 3. Đạ ứ ể trong quá trình thí nghi m không s n sinhệ ả hi n t ng xâm th c trong máy b m 6,ệ ượ ự ơ máy b m đ c đ t th p h n thùng ch a 3ơ ượ ặ ấ ơ ứ kho ng 10 ÷ 15 m. Khi cho b thí nghi mả ộ ệ làm vi c ph i gia nhi t cho n c thíệ ả ệ ướ nghi m, nh t là khi c n đi u ch nh b m b ng khoá van đ t c nh máy b m. Đ duyệ ấ ầ ề ỉ ơ ằ ặ ở ạ ơ ể trì nhi t đ n c dùng ng xo n gia nhi t, có khi ph i thêm n c thùng ch a 3 vàệ ộ ướ ố ắ ệ ả ướ ở ứ x b t n c t đ ng ng 5. Thông th ng b thí nghi m này s d ng c t n cả ớ ướ ừ ườ ố ườ ộ ệ ử ụ ộ ướ trong kho ng 20 ÷ 30m. Song đ thu nh p s li u đáng tin c y, s d ng b thíả ể ậ ố ệ ậ ử ụ ộ nghi m v i c t n c t i thi u 150 ÷ 200m ho c cao h n.ệ ớ ộ ướ ố ể ặ ơ Nguyên lý xác đ nh h s khí th c nh sauị ệ ố ự ư : Gi áp l c n c t i m t thoángữ ự ướ ạ ặ thùng ch a kín 3 không đ i và b ng pứ ổ ằ 3 (= γH3). H s xâm th c công trình ệ ố ự xác đ nhị theo công th cứ : 38 Hình 5-2 : `σ = H p H p bh s γγ −− 3 (5-3) Trong đó : pbh là áp su t hoá h i c a n c nhi t đ thí nghi mấ ơ ủ ướ ở ệ ộ ệ Hs là kho ng cách t thùng ch a 3 đ n cao đ đ t BXCT tuabinả ừ ứ ế ộ ặ Thay đ i pổ 3 b ng cách đi u ch nh b m chân không, ng v i các giá tr pằ ề ỉ ơ ứ ớ ị 3 t o raạ và nhi t đ c a n c ta có các giá tr ệ ộ ủ ướ ị σ theo công th c 5-3 trên, ti n hành đo và vứ ế ẽ các đ ng quan h ηườ ệ M = f(σ) cho t ng đ m aừ ộ ở 0 c a cánh h ng. Khi gi m ủ ướ ả h sệ ố xâm th c công trình ự σ đ n m t tr s nào đó thì b t đ u xu t hi n hi n t ng hi uế ộ ị ố ắ ầ ấ ệ ệ ượ ệ su t tuabin gi m rõ r t do có hi n t ng xâm th c tuabin, ta g i đó là ấ ả ệ ệ ượ ự ọ h s xâmệ ố th c t i h n ự ớ ạ σT ch đ đó c a tuabin. Do tr s ở ế ộ ủ ị ố σT tìm đ c trong thí nghi m môượ ệ hình là lúc đã x y ra hi n t ng khí th c, nên khi xác đ nh cao trình đ t tuabin ph iả ệ ượ ự ị ặ ả có đ d tr xâm th c trong công th c tính toán. S d ng các tr s ộ ự ữ ự ứ ử ụ ị ố σT tìm đ c cóượ th v đ c các đ ng đ ng tr s xâm th c trên đ ng đ c tính t ng h p chính c aể ẽ ượ ườ ồ ị ố ự ườ ặ ổ ợ ủ tuabin. 5.2 Đ ng đ c tính c a tuabinườ ặ ủ a. Đ ng đ c tính đ nườ ặ ơ V i k t qu th c nghi m, sau khi xác đ nh đ c các thông s ch đ khácớ ế ả ự ệ ị ượ ố ở ế ộ nhau, ta có th thi t l p quan h gi a t ng c p thông s v i nhau khi các thông sể ế ậ ệ ữ ừ ặ ố ớ ố khác là h ng s . Quan h này đ c bi u di n d i d ng đ th và g i là đ ng đ cằ ố ệ ượ ể ễ ướ ạ ồ ị ọ ườ ặ tính đ n.ơ Đ c tính công tác: ặ N u dùng công su t hay l u l ng làm đ i s , ta g i là đ ng đ c tính côngế ấ ư ượ ố ố ọ ườ ặ tác. Trong quá trình làm vi c c a tuabin, do thông s n không đ i, còn H bi n đ iệ ủ ố ổ ế ổ ch m nên cũng có th xem H = const, ch có Q (hay N) bi n đ i trong ph m vi l nậ ể ỉ ế ổ ạ ớ làm các thông s khác bi n đ i l n.ố ế ổ ớ - N u xem xét các thông s aế ố 0, η, Q thay đ i theo N thì g i là đ ng đ c tính công tácổ ọ ườ ặ công su t.ấ - N u xem xét các thông s aế ố 0, η, N thay đ i theo Q thì g i là đ ng đ c tính công tácổ ọ ườ ặ l u l ng.ư ượ Khi tăng công su t thì η tăng t 0 đ n c cấ ừ ế ự đ i r i gi m xu ng, còn công su t tuabin thì chạ ồ ả ố ấ ỉ có th tăng đ n m t gi i h n nào đó (NMTĐể ế ộ ớ ạ gh) dù cho thông s l u l ng tăng thêm (tăng đ mố ư ượ ộ ở cánh h ng). B i vì lúc đó l u l ng tăng thêmướ ở ư ượ nh ng hi u su t gi m nhanh nên công su t tuabinư ệ ấ ả ấ gi m , làm cho đ ng Q = f(N) có d ng móc câuả ườ ạ nh hình v 5-3. Vì v y, th ng ch cho tuabinư ẽ ậ ườ ỉ làm vi c trong ph m vi N < (0,95 ÷ 0,97)Nệ ạ gh. Đ ng gi i h n 95%Nườ ớ ạ gh này đ c g i là ượ ọ đ ngườ d trự ữ (còn g i là ọ đ ng h n chườ ạ ế) công su t 5%ấ c a tuabin.ủ Khi N = 0 thì η = 0 còn Q > 0. Tr s l uị ố ư l ng lúc này g i là ượ ọ l u l ng không t i Qư ượ ả kt . Lúc này, năng l ng trên tr c quay doượ ụ n c t o ra ch v a đ cân b ng v i s c c n môi tr ng đ hình thành t c đ quayướ ạ ỉ ừ ủ ằ ớ ứ ả ườ ể ố ộ đó. 39 Hình 5-3 : Đ c tính công tác η, Q = f(N)ặ ` Đ c tính vòng quay ặ Đ c tính này bi u th các thông s c a tuabin Q, N, ặ ể ị ố ủ η là hàm s c a vòng quayố ủ n đ i v i các đ m aố ớ ộ ở 0 khác nhau. Đ c tính c t ápặ ộ Đ c tính này bi u th quan h gi a các thông s c a tuabin v i c t áp tuabin,ặ ể ị ệ ữ ố ủ ớ ộ v i các giá tr đ m aớ ị ộ ở 0 khác nhau và n = const : Q = f(H); N = f(H); η = f(H). C t ápộ c a tuabin là m t đ i l ng thay đ i theo hàng tháng, hàng năm.ủ ộ ạ ượ ổ b. Đ ng đ c tính t ng h p c a tuabin :ườ ặ ổ ợ ủ Đ ng đ c tính t ng h p chính c a tuabin ườ ặ ổ ợ ủ Đ ng đ c tính t ng h p chính c a m t ki u tuabin đ c tr ng cho m u tuabinườ ặ ổ ợ ủ ộ ể ặ ư ẫ đó, đ c xây d ng t thí nghi m mô hình v i Dượ ự ừ ệ ớ 1 = const và H = const, do nhà ch t oế ạ tuabin cung c p. Đ c tính này là lý l ch c a tuabin mô hình và qua đó đánh giá khấ ặ ị ủ ả năng làm vi c và ch t l ng c a tuabin mô hình, nó là tài li u g c đ ch n tuabin.ệ ấ ượ ủ ệ ố ể ọ Đ i v i tuabin tâm tr c và chong chóng bao gi cũng cóố ớ ụ ờ đ ng d tr công su tườ ự ữ ấ 5%, còn đ i v i tuabin cánh quay không có đ ng này vì đi m này đ c tính xâm th c đãố ớ ườ ở ể ặ ự không cho phép làm vi c.ệ Đ ng đ cườ ặ tính t ngổ h p chínhợ c a tuabinủ nói lên m iố quan hệ gi a cácữ thông s aố 0, φ, σ v i haiớ thông số chính n1’ và Q1’, đ cượ th hi nể ệ b ng cácằ đ ng đ ng ườ ồ Hình 5-4 : Đ ng đ c tính t ng h p chính c a tuabinườ ặ ổ ợ ủ tr s trên to đ nị ố ạ ộ 1’, Q1’ đ th hi n m i quan h gi a các thông s trong đi u ki nể ể ệ ố ệ ữ ố ề ệ D1 = 1m và H = 1m. Đ ng đ c tính t ng h p v n hành c a tuabin : ườ ặ ổ ợ ậ ủ Đ ng đ c tính t ng h p v n hành là đ ng đ c tính t ng h p c a tuabinườ ặ ổ ợ ậ ườ ặ ổ ợ ủ th c, làm vi c NMTĐ.ự ệ ở Trong th c t v n hành NMTĐ thì đ ng kính tuabin đã xác đ nh và t c đự ế ậ ườ ị ố ộ quay c a tuabin không đ i, nên ch còn các thông s khác bi n đ i tuỳ thu c vào c tủ ổ ỉ ố ế ổ ộ ộ n c và l u l ng làm vi c (hay công su t làm vi c) c a NMTĐ. Vì v y, đ ngướ ư ượ ệ ấ ệ ủ ậ ườ đ c tính t ng h p v n hành c a tuabin bi u di n m i quan h c a các thông s nhặ ổ ợ ậ ủ ể ễ ố ệ ủ ố ư η, a0, Hs..v i hai thông s chính là Q (ho c N) và H (khi Dớ ố ặ 1 = const, n = const) -hình 5- 5. Nó đ c dùng đ ch đ o v n hành NMTĐ là ch y u, cũng có khi dùng nó trongượ ể ỉ ạ ậ ủ ế vi c ch n l a tuabin. Đ ng đ c tính t ng h p v n hành đ c xây d ng t đ ngệ ọ ự ườ ặ ổ ợ ậ ượ ự ừ ườ đ c tính t ng h p chính c a tuabin.ặ ổ ợ ủ 40 `Trên đ ng đ c tínhườ ặ t ng h p v n hành cóổ ợ ậ đ ng gi i h n côngườ ớ ạ su t làm vi c l nấ ệ ớ nh t c a tuabin làấ ủ đ ng xiên, cònườ đ ng th ng đ ng làườ ẳ ứ gi i h n do đi u ki nớ ạ ề ệ làm vi c c a máy phátệ ủ đi n. C t n c t ngệ ộ ướ ươ ng v i giao đi mứ ớ ể c a hai đ ng này làủ ườ c t n c nh nh t màộ ướ ỏ ấ tuabin có th phát đ công su t tính toán, g i là ể ủ ấ ọ c t n c tính toán.ộ ướ c. Đ c tính quay l ng c a tuabin:ặ ồ ủ Tr ng h p ph t i t máy b c t đ t ng t mà cánh h ng dòng không đóngườ ợ ụ ả ổ ị ắ ộ ộ ướ l i thì t c đ quay c a tuabin s tăng lên và sau m t th i gian ng n s đ t t i tr sạ ố ộ ủ ẽ ộ ờ ắ ẽ ạ ớ ị ố c c đ i, ta g i ự ạ ọ t máy quay l ngổ ồ , t c đ quay l n nh t khi t máy quay l ng g i làố ộ ớ ấ ổ ồ ọ t c đ quay l ngố ộ ồ , ký hi u nệ 1 . Hi n t ng quay l ng x y ra khi có s c b ph nệ ượ ồ ả ự ố ở ộ ậ h ng dòng c a tuabin ho c b ph n đi u ch nh tuabin trong v n hành ho c khi thíướ ủ ặ ở ộ ậ ề ỉ ậ ặ nghi m quay l ng tuabin trong phòng thí nghi m.ệ ồ ệ T c đ quay l ng tuabin th ng đ c đ c tr ng qua đ i l ng quy d n c aố ộ ồ ườ ượ ặ ư ạ ượ ẫ ủ chúng, xác đ nh theo công th c :ị ứ 1 max 111 ' D H nn = (5-4) Trong đó, n’11 là t c đ quay l ng quy d n, l y t đ ng đ c tính quay l ngố ộ ồ ẫ ấ ừ ườ ặ ồ c a ki u tuabin đó.ủ ể Tr s t c đ quay l ng quy d n đ c xác đ nh t thí nghi m mô hình. T k tị ố ố ộ ồ ẫ ượ ị ừ ệ ừ ế qu thí nghi m thu đ c xây d ng thành đ ng đ c tính quay l ng c a ki u tuabinả ệ ượ ự ườ ặ ồ ủ ể đó. T c đ quay l ng l n nh t x y ra khi các cánh h ng dòng đ c m l n nh t,ố ộ ồ ớ ấ ả ướ ượ ở ớ ấ t c ng v i tr ng h p aứ ứ ớ ườ ợ 0max trong v n hành. Đ i v i tuabin cánh quay, ngoài đ mậ ố ớ ộ ở a0 c a BPHD, t c đ quay l ng tuabin còn ph thu c vào góc đ t cánh BXCT φ.ủ ố ộ ồ ụ ộ ặ 41 Hình 5-5: Đ ng đ c tính t ng h p v n hành tuabinườ ặ ổ ợ ậ `Ch ng 6ươ : L P Đ T- V N HÀNH TUABINẮ Ặ Ậ 6.1 L p đ t t máyắ ặ ổ : M t đ c đi m c a công trình thu đi n l n là t máy có kích th c r t l nộ ặ ể ủ ỷ ệ ớ ổ ướ ấ ớ (đ ng kính t máy có th t i hàng ch c mét, chi u cao có th t i m y ch c mét). Vìườ ổ ể ớ ụ ề ể ớ ấ ụ v y, nhà máy ch t o ch có th ch t o các b ph n chi ti t và l p th thành c mậ ở ế ạ ỉ ể ế ạ ộ ậ ế ắ ử ụ r i tháo ra (theo đ nh v ) và có khi còn phân thành các m nh nh đ có th v nồ ị ị ả ỏ ể ể ậ chuy n đ n công tr ng. Do đó, công tác l p đ t t máy t n khá nhi u th i gian.ể ế ườ ắ ặ ổ ố ề ờ H n n a, có m t s b ph n c a tuabin nh bu ng xo n, ng hút tuabin c a NMTĐơ ữ ộ ố ộ ậ ủ ư ồ ắ ố ủ l n, nó cũng là k t c u bêtông c a NMTĐ.ớ ế ấ ủ Công tác l p đ t t máyắ ặ ổ g mồ : - L p đ t ph n thi t b đ t s n (chôn trong bêtông), nh ng ph n này th ng làắ ặ ầ ế ị ặ ẵ ữ ầ ườ ph n côn ng hút, stato tuabin, bu ng xo n, đ ng ng, bulông móng…Các chi ti tầ ố ồ ắ ườ ố ế này đ c l p đ t hi u ch nh xong m i đ bêtông, cũng có th đ bêtông tr c songượ ắ ặ ệ ỉ ớ ổ ể ổ ướ ph i ch a v trí đ l p đ t ph n thi t b đ t s n này.ả ừ ị ể ắ ặ ầ ế ị ặ ẵ - Công tác l p c m (t h p). V i t máy l n thì BXCT, rôto máy phát, n pắ ụ ổ ợ ớ ổ ớ ắ tuabin, stato máy phát…có th phân thành nhi u m nh ch đ n công tr ng nhà máyể ề ả ở ế ườ r i m i l p thành BXCT, rôto máy phát, n p tuabin, stato máy phát…Th ng t ch cồ ớ ắ ắ ườ ổ ứ l p c m t i sàn l p máy, riêng các m nh stato có th t h p thành stato t i v trí làmắ ụ ạ ắ ả ể ổ ợ ạ ị vi c.ệ - Công tác l p đ t các thi t b vào v trí làm vi c. Sau khi l p c m xong, cácắ ặ ế ị ị ệ ắ ụ thi t b đ c c u vào v trí làm vi c theo tu n t BXCT, n p tuabin, stato máy phát,ế ị ượ ẩ ị ệ ầ ự ắ rôto máy phát, n i tr c.ố ụ Công tác căn ch nhỉ : Do nhà máy ch t o thi t b không th ki m tra đ y đ cácở ế ạ ế ị ể ể ầ ủ yêu c u v l p đ t đ c, vì v y công tác căn ch nh t i công tr ng r t quan tr ng,ầ ề ắ ặ ượ ậ ỉ ạ ườ ấ ọ có ý nghĩa quy t đ nh đ n ch t l ng c a t máy trong v n hành.ế ị ế ấ ượ ủ ổ ậ Các v n đ c n ki m tra hi u ch nh trong l p đ t t máy làấ ề ầ ể ệ ỉ ắ ặ ổ : - Ki m tra m i hàn bu ng xo n kim lo i hàn.ể ố ồ ắ ạ - Ki m tra đ tròn, đ đ ng tâm (BXCT, côn ng hút, stato, rôto, các chi ti tể ộ ộ ồ ố ế tròn xoay), khe h gi a các ph n quay và không quay, cao đ c a các chi ti t (xácở ữ ầ ộ ủ ế đ nh theo cao đ l p đ t tuabin).ị ộ ắ ặ - Ki m tra đ th ng đ ng (đ cong vênh), đ đ o tr c. Đi u này r t quanể ộ ẳ ứ ộ ộ ả ụ ề ấ tr ng vì khi n i tr c, tr c có th b vênh, nghiêng, không đ ng tâm…d n đ n đ oọ ố ụ ụ ể ị ồ ẫ ế ả tr c, khi v n hành máy s b rung. ụ ậ ẽ ị - Ki m tra cân b ng tĩnh, cân b ng đ ng, kh ng ch đ rung cho phép.ể ằ ằ ộ ố ế ộ Công vi c ki m tra đ tròn, đ đ ng tâm và d ng c đo, hi u ch nhệ ể ộ ộ ồ ụ ụ ệ ỉ : - Ki m tra hi u ch nh đ tròn c a côn ng hút. Kéo d ch thành ng b ngể ệ ỉ ộ ủ ố ị ố ằ tăngđ . ơ - Ki m tra đ tròn, đ đ ng tâm c a bu ng BXCT b ng dây d i và th c đo.ể ộ ộ ồ ủ ồ ằ ọ ướ - Ki m tra đ tròn, đ đ ng tâm t i m t bích n i tr c.ể ộ ộ ồ ạ ặ ố ụ - Ki m tra đ tròn c a BXCT b ng giá đo có g n đ ng h so.ể ộ ủ ằ ắ ồ ồ - Ki m tra đ tròn, đ đ ng tâm c a stato máy phát b ng dây d i, th c đoể ộ ộ ồ ủ ằ ọ ướ ho c giá đo có g n đ ng h so và dùng kích đ hi u ch nh đ tròn c a stato máy phát.ặ ắ ồ ồ ể ệ ỉ ộ ủ - V n tr c ki m tra đ đ ng tâm c a rôto máy phát.ầ ụ ể ộ ồ ủ - Ki m tra đ đ ng tâm gi a m t bích tr c tuabin và m t bích tr c máy phát.ể ộ ồ ữ ặ ụ ặ ụ 42 `- Ki m tra đ đ ng tâm c a tr c t máy. B ng cách sau khi n i tr c xoay tr cể ộ ồ ủ ụ ổ ằ ố ụ ụ 1800, thông qua s đ c trên đ ng h so đ xác đ nh đ đ o tr c, đ cong vênh khi n iố ọ ồ ồ ể ị ộ ả ụ ộ ố tr c.ụ Hình 6-1 : Ki m tra căn ch nh tuabinể ỉ 6.2 M t s v n đ trongộ ố ấ ề v n hành t máyậ ổ : Trong v n hành thôngậ th ng tườ ổ máy làm vi c ệ ở vùng hi u su t cao, rung ít.ệ ấ H n ch v n hành c tạ ế ậ ở ộ n c th p. Đ i v i tuabin tâmướ ấ ố ớ tr c, công su t nh nh t trongụ ấ ỏ ấ v n hành t máy th ng làậ ổ ườ (50% ÷ 60%)NTmax, còn đ iố v i tuabin cánh quay, côngớ su t nh nh t trong v n hànhấ ỏ ấ ậ t máy th ng là (30% ÷ổ ườ 40%)NTmax. a. Hi n t ng xâm th cệ ượ ự : Nh đã trình bày ư ở ch ng 4, khi b xâm th c,ươ ị ự máy ch y không bình th ng,ạ ườ nh ch đ làm vi c khôngư ế ộ ệ n đ nh, có ti ng n, rungổ ị ế ồ m nh, hi u su t gi m m nh.ạ ệ ấ ả ạ Sau th i gian dài v n hành cóờ ậ 43 Hình 6-2: Ki m tra căn ch nh tuabinể ỉ Hình 6-2 : L p đ t tuabinắ ặ `xâm th c, thì b ph n d n dòng tuabin (BXCT, bu ng BXCT…) có ch b xâm th c,ự ộ ậ ẫ ồ ỗ ị ự b m t kim lo i c a nó b ăn mòn l ch nh t ong.ề ặ ạ ủ ị ỗ ỗ ư ổ Hình 6-3 : Cánh BXCT và b m t kim lo i b xâm th cề ặ ạ ị ự Để h n ch hi n t ng xâm th c trong v n hành ph i đ m b o không đạ ế ệ ượ ự ậ ả ả ả ể xu t hi n vùng áp su t th p (th p t i áp su t h i hoá h i) t i ph n d n dòng c aấ ệ ấ ấ ấ ớ ấ ơ ơ ạ ầ ẫ ủ tuabin. Cũng có th s d ng bi n pháp b sung không khí vào dòng ch y t i BXCTể ử ụ ệ ổ ả ạ khi áp su t n c h xu ng quá th p. Khi ti n hành s a ch a l n ph i tìm ki m phátấ ướ ạ ố ấ ế ử ữ ớ ả ế hi n và mài nh n nh ng ch g gh làm dòng ch y không bám vào thành prôphinệ ẵ ữ ỗ ồ ề ả cánh, ph i đ c b h t các ch b xâm th c r i hàn đ p l i ho c phun kim lo i r iả ụ ỏ ế ỗ ị ự ồ ắ ạ ặ ạ ồ mài nh n. Đ h n ch xâm th c, v t li u thép làm BXCT ph i là thép không r , có đẵ ể ạ ế ự ậ ệ ả ỉ ộ b n m i cao.ề ỏ b. Hi n t ng cát bào mònệ ượ : Khi dòng ch y qua tuabin l n nhi u h t cát th ch anh có đ c ng l n (th ngả ẫ ề ạ ạ ộ ứ ớ ườ g p sông su i mi n núi mùa lũ, n i tuy n qu ng…), v i v n t c l n, cát s bàoặ ở ố ề ơ ể ặ ớ ậ ố ớ ẽ mòn các b ph n d n dòng nhộ ậ ẫ ư : đ ng ng, vòi phun, cánh BXCT tuabin thành cácườ ố rãnh theo ph ng dòng ch y. Đ h n ch cátươ ả ể ạ ế bào mòn cánh BXCT tuabin thông th ng ph iườ ả làm b l ng cát trên đ ng d n n c, làmể ắ ườ ẫ ướ l ng đ ng các h t cát c ng có kích th c l nắ ọ ạ ứ ướ ớ (d > 0,25 mm) không cho chúng ch y vàoả đ ng ng d n n c và BXCT tuabin.ườ ố ẫ ướ Khi phát hi n thi t b b cát bào mòn,ệ ế ị ị không đ đ b n c h c thì ph i thay th hayủ ộ ề ơ ọ ả ế ph i s a ch a b ng hàn đ p ho c phun kimả ử ữ ằ ắ ặ lo i. ạ Do xâm th c và cát bào mòn, tr ng l ng ự ọ ượ BXCT c a tuabin s b gi m, đ b n c a cánh tuabin b gi m và hi u su t cũngủ ẽ ị ả ộ ề ủ ị ả ệ ấ gi m. Thông th ng v i tuabin làm vi c bình th ng thì sau th i gian v n hànhả ườ ớ ệ ườ ờ ậ 25000 ÷ 30000 gi ph i s a ch a l n t máy, thay th các b ph n h h ng. Tu iờ ả ử ữ ớ ổ ế ộ ậ ư ỏ ổ th c a máy thông th ng trên 30 năm.ọ ủ ườ c. Hi n t ng xoáy trung tâmệ ượ 44 Hình 6-4: BXCT b cát bào mònị `Khi bánh công tác quay t c đ bình th ng, dòng n c x ra t ng hútở ố ộ ườ ướ ả ừ ố ch y theo h ng tr c và mômen l n nh t đ c t o ra.ả ướ ụ ớ ấ ượ ạ Tuy nhiên, n u l u l ng thayế ư ượ đ i, góc ra dòng ch y cũng thay đ i.ổ ả ổ Khi t c đ xoáy c a dòng ch y t BXCT v t quá m t m c nh t đ nh, xu tố ộ ủ ả ừ ượ ộ ứ ấ ị ấ hi n m t kho ng chân không bên trong ng hút d i BXCT. Hi n t ng này g i làệ ộ ả ố ướ ệ ượ ọ “Xoáy trung tâm”. Khi l u l ng dòng ch y tăng, góc raư ượ ả tr nên l n h n, phát sinh hi n t ngở ớ ơ ệ ượ xoáy trung tâm có h ng ng c v iướ ượ ớ h ng quay c a BXCT.ướ ủ Khi l u l ng dòng ch y gi m, góc raư ượ ả ả tr nên nh h n, xoáy trung tâm cóở ỏ ơ h ng cùng chi u v i chi u quay c aướ ề ớ ề ủ BXCT. Khi xoáy trung tâm tr nên nhi u lo n,ở ễ ạ ch n đ ng xu t hi n, công su t phátấ ộ ấ ệ ấ c a tuabin có th gi m xu ng.ủ ể ả ố Khi xoáy trung tâm phát sinh trong Hình 6-5: Hi n t ng xoáy trung tâm ệ ượ tr ng h p quá t i, có l ng n c r tườ ợ ả ượ ướ ấ l n trong ng hút, do v y t ng đ i n đ nh và không có v n đ gì đ c bi t x y ra. ớ ố ậ ươ ố ổ ị ấ ề ặ ệ ả Tuy nhiên, n u xoáy trung tâm phát sinh t i nh , s d n đ n dao đ ng. ế ả ỏ ẽ ẫ ế ộ Nó phát sinh và m t d n trong m t chu kì l p l i không đ i, sóng chu kì cũng phátấ ầ ộ ặ ạ ổ sinh trong ng hút và k t qu là s rung đ ng đ c truy n ra bên ngoài. ố ế ả ự ộ ượ ề d. Hi n t ng xoáy c c bệ ượ ụ ộ Ngoài xâm th c và xoáy trung tâm, s rung đ ng cũng có th phát sinh b iự ự ộ ể ở “Xoáy c c b ”, lo i xoáy có th phát sinh riêng l d c theo dòng ch y qua các cánhụ ộ ạ ể ẻ ọ ả BXCT. “Xoáy c c b ” phát sinh t ng đ i th ng xuyên d c theo dòng ch y.ụ ộ ươ ố ườ ọ ả Các bi n pháp kh c ph cệ ắ ụ ng c p không khí đ a dòng không khí t i vùng tr ng chân không và kh chânỐ ấ ư ớ ố ử không. Các g (xem hình) đ c b trí đ ki m ch các thành ph n l u t c trong dòngờ ượ ố ể ề ế ầ ư ố xoáy ng hút và các g này ngăn c n phát sinh xoáy trung tâm.ở ố ờ ả e. V n đ rungấ ề : M t v n đ c n l u ý n a trong v n hành t máy là v n đ rung c a t máy.ộ ấ ề ầ ư ữ ậ ổ ấ ề ủ ổ Trong v n hành không cho phép t máy làm vi c ch đ ph t i và c t n c mà ậ ổ ệ ở ế ộ ụ ả ộ ướ ở đó máy rung v t quá tr s cho phép. Máy rung m nh s làm gi m đ b n và n nượ ị ố ạ ẽ ả ộ ề ề móng chóng h h ng. Nguyên nhân máy rung có nhi u, th ng là do các nguyên nhânư ỏ ề ườ sau (đ i v i t máy trung bình và l n)ố ớ ổ ớ : - Rung do m t bích n i tr c b nghiêng làm tr c t máy vênh, không th ng.ặ ố ụ ị ụ ổ ẳ - Rung do tr c quay và m t ph ng t a t i đ không th ng góc.ụ ặ ẳ ự ạ ổ ỡ ẳ - Rung do phân b v t ch t t i ph n quay (rôto) không đ ng đ u, tr ng tâmố ậ ấ ạ ầ ồ ề ọ không n m trên tr c quay.ằ ụ - Rung do l c đi n t phân b không đ u khi quay.ự ệ ừ ố ề - Rung do áp l c n c tác d ng không đ u khi quay.ự ướ ụ ề 45 `- Rung do khuy t t t t i đ , h ng.ế ậ ạ ổ ỡ ổ ướ - Rung do bulông móng không ch tặ - Rung do hi n t ng xâm th c c a tuabin.ệ ượ ự ủ Ch ng 7 : TUABIN FRANCIS L P Đ T T I NMTĐ A V NGươ Ắ Ặ Ạ ƯƠ NMTĐ A V ng (t nh Qu ng Nam), cách thành ph Đà N ng 110 km v phíaươ ỉ ả ố ẵ ề tây có t ng công su t 210 000 KW g m hai t máy đ c trang b tuabin Francis tr cổ ấ ồ ổ ượ ị ụ đ ng. Hình d i là c t ngang nhà máy qua tâm t máy (thi t k b trí thi t b ). ứ ướ ắ ổ ế ế ố ế ị Hình 7-1: C t ngang NMTĐ A V ngắ ươ 7.1 C s l a ch n tuabin :ơ ở ự ọ C t n c tác d ng lên tuabin thay đ i kho ng t 321 m đ n 266 m, v i gi iộ ướ ụ ổ ả ừ ế ớ ả c t n c này ch c ch n không th s d ng h tuabin cánh quay (Kaplan, Capxun hayộ ướ ắ ắ ể ử ụ ệ Chong chóng) vì h tuabin này ch s d ng cho c t n c th p và l u l ng l n.ệ ỉ ử ụ ộ ướ ấ ư ượ ớ Nh v y ng v i c t n c này có hai l a ch n là s d ng tuabin Pelton ho cư ậ ứ ớ ộ ướ ự ọ ử ụ ặ là tuabin Francis. Tuy nhiên v i đ thay đ i m c n c r t l n này, s d ng tuabinớ ộ ổ ứ ướ ấ ớ ử ụ 46 `Francis là h p lý h n vì tuabin Francis có hi u su t t ng đ i cao, k t c u đ n gi nợ ơ ệ ấ ươ ố ế ấ ơ ả và tin c y trong v n hành trong khi tuabin Pelton là hoàn toàn không thích h p.ậ ậ ợ Đ thuy t ph c h n có th so sánh hai lo i tuabin thông qua tham kh o bi uể ế ụ ơ ể ạ ả ể đ ch s giá gi a hai lo i tuabin theo c t n c và l u l ng t máy, khi đó tuabinồ ỉ ố ữ ạ ộ ướ ư ượ ổ Pelton có ch s giá P = 1.5 còn tuabin Francis có P = 1.15. T c tuabin Pelton đ t h nỉ ố ứ ắ ơ lo i Francis đ n 30%.ạ ế Nh v y, có th k t lu n lo i tuabin duy nh t có th áp d ng cho th y đi n Aư ậ ể ế ậ ạ ấ ể ụ ủ ệ V ng là tuabin Francisươ 7.2 Các thông s thi t k chính c a tuabin :ố ế ế ủ Các đ c tính :ặ - Công su t đ nh m cấ ị ứ : 107 MW - C t n c tính toánộ ướ : 300 m - T c đ đ nh m cố ộ ị ứ : 375 v/ph - T c đ l ngố ộ ồ : 650 v/ph (x p x )ấ ỉ - Cao trình đ t tuabinặ : 50.5 m - Chi u quayề : Theo chi u kim đ ng h nhìn t trên xu ngề ồ ồ ừ ố Đi u ki n v n hành :ề ệ ậ Tuabin s v n hành d i các đi u ki n m c n c và c t n c hi u d ng nh sau :ẽ ậ ướ ề ệ ự ướ ộ ướ ệ ụ ư Cao trình m c n c th ng l u ( So v i m c n c bi n )ự ướ ượ ư ớ ự ướ ể - M c n c gia c ng ự ướ ườ MNGC) : 381.2 m - M c n c dâng bình th ng (MNDBT)ự ướ ườ : 380.0 m - M c n c ch t (MNC)ự ướ ế : 340.0 m M c n c h l u :ự ướ ạ ư - L n nh t (lũ ki m tra)ớ ấ ể : 86.30 m - M t t làm vi c công su t đ nh m cộ ổ ệ ở ấ ị ứ : 55.40 m - Hai t làm vi c công su t đ nh m cổ ệ ở ấ ị ứ : 56.20 m - Th p nh tấ ấ : 54.30 m C t n c hi u d ng :ộ ướ ệ ụ - L n nh t (m t t làm vi c)ớ ấ ộ ổ ệ : 321.0 m - Tính toán (hai t làm vi c 142.5 MW)ổ ệ : 300.0 m - Th p nh t (hai t làm vi c)ấ ấ ổ ệ : 266.0 m 7.3 Tính toán các thông s tuabin :ố Công su t tuabin :ấ Công su t tuabin đ c xác đ nh theo công th c sau :ấ ượ ị ứ NT = Công su t t máy/hi u su t máy phátấ ổ ệ ấ (7-1) = 105 000/0,982 = 107 000 KW (Đ i v i NMTĐ A V ng hi u su t máy phát l y g n đúng 0,982ố ớ ươ ệ ấ ấ ầ ) L u l ng thi t k c a tuabin :ư ượ ế ế ủ L u l ng thi t k c a tuabin đ c xác đ nh t công th c (1-5) ư ượ ế ế ủ ượ ị ừ ứ NT = 9,8.Q.H.ηT , suy ra : Q = T T H N η..8,9 = = 93,0.300.8,9 107000 39,2 m3/s 47 `Trong đó : H - c t n c tính toán, b ng 300mộ ướ ằ ηT - hi u su t tuabin t i đi m tính toán c tính ệ ấ ạ ể ướ ≈ 0,93 T c đ đ nh m c và h s t t c :ố ộ ị ứ ệ ố ỷ ố T c đ đ nh m c c a tuabin đ c xác đ nh theo công th c :ố ộ ị ứ ủ ượ ị ứ n = 5.0 25.1. T S N Hn (7-2) V i : nớ S : h s t t c tuabin (m-kW)ệ ố ỷ ố H : c t n c tính toán (= 300 m)ộ ướ NT : công su t tuabin (=107 000 kW)ấ nS đ c xác đ nh theo các công th c kinh nghi m sau :ượ ị ứ ệ nS = 25 21000 +H JEC -4001 (1992) (7-3) nS = 625.0 3470 H WP. 1976 (7-4) nS = 512.0 1914 H WP. 1987 (7-5) T đó ta cóừ k t qu tính toán d i đâyế ả ướ : Công th cứ JEC-4001 WP. 1976 WP. 1987 nS (v/ph) 99.6 98.2 103 N (v/ph) 380 374.8 393 T k t qu b ng trên, ta có th ch n t c đ đ nh m c c a tuabinừ ế ả ả ể ọ ố ộ ị ứ ủ : n = 375 v/ph và nS = 98.3 v/ph (l y theo b ng 1-1 v t c đ đ ng b tuabin)ấ ả ề ố ộ ồ ộ Chi u cao hút Hề S và cao trình đ t tuabinặ : Chi u cao hút Hề S đ c tính theo công th c sau (ch a đ a vào giá tr 1,5 m dượ ứ ư ư ị ự tr theo công th c 4-1 )ữ ứ : HS = Ha – Hbh - σH (7-6) V iớ : Ha : c t áp khí quy n (l y theo b ng 4-1 v i cao trình c a tuabin là 50.5m,ộ ể ấ ả ớ ủ b ng 10,27m)ằ Hbh : c t áp hoá h i nhi t đ trung bình t = 26ộ ơ ở ệ ộ oC, l y theo b ng 4-2, x pấ ả ấ x 0,36 m. ỉ σ : h s khí th c tính toánệ ố ự H : c t áp tính toán (= 300m)ộ H s khí th c tính toán ệ ố ự σ có th ể c tínhướ theo nhi u công th c kinh nghi m khácề ứ ệ nhau : Theo công th c c a hãng HITACHIứ ủ : σ = 0,048. 5.1 100    Sn (7-7) 48 `Theo công th c c a hãng EPDCứ ủ : σ = 0,0477. 732.1 100    Sn (7-8) Theo công th c WP. 1976ứ : σ = 7,54.10-5.nS1.41 (7-9) Theo công th c EPRIứ : σ = 34325 61.1 Sn (7-10) Theo công th c USBRứ : σ = 39564 64.1 Sn (7-11) Áp d ng các công th c nêu trên cho NMTĐ A V ng v i nụ ứ ươ ớ S = 98.3 cho các k t quế ả ghi d i đây :ướ Công th cứ HITACHI EPDC WP.1976 EPRI USBR σ 0.0468 0.0463 0.0486 0.0470 0.0468 HS (m) -4.14 -3.99 -4.68 -4.20 -4.14 T k t qu b ng trên ch n :ừ ế ả ả ọ HS = -4.7 m Cao trình đ t tuabin đ c xác đ nh nh sau :ặ ượ ị ư ∇ = ∇HL + HS V i : ớ ∇ : cao trình tâm cánh h ng n cướ ướ ∇ HL : m c n c h l u ng v i l u l ng 1 t máy (=55.4 m)ự ướ ạ ư ứ ớ ư ượ ổ ∇ = 55.4 + (-4.7) = 50.7 m Ch n cao trình đ t tuabin : ọ ặ ∇ = 50.5 m Hi u su t trung bình gia quy n c a tuabin :ệ ấ ề ủ Hi u su t trung bình gia quy n c a tuabin đ c tính theo công th c sau :ệ ấ ề ủ ượ ứ ηtb = 100 5154535 4321 ηηηη +++ (7-12) V i :ớ η1 : Hi u su t tuabin c t n c tính toán và 100% công su t đ nh m c ệ ấ ở ộ ướ ấ ị ứ η2 : Hi u su t tuabin c t n c tính toán và 80% công su t đ nh m c ệ ấ ở ộ ướ ấ ị ứ η3 : Hi u su t tuabin c t n c tính toán và 60% công su t đ nh m c ệ ấ ở ộ ướ ấ ị ứ η4 : Hi u su t tuabin c t n c tính toán và 40% công su t đ nh m cệ ấ ở ộ ướ ấ ị ứ D a vào đ ng đ c tính nguyên m u xây d ng t đ ng đ c tính t ng h pự ườ ặ ẫ ự ừ ườ ặ ổ ợ chính c a tuabin do nhà ch t o cung c p (xem ch ng 8), ta có :ủ ế ạ ấ ươ η1 = 94.09; η2 = 94.54; η3 = 91.07; η4 = 85.02 T đó tính đ c ηừ ượ tb = 93,38% T c đ quay l ng nố ộ ồ 1 : T c đ l ng t i đa c a tuabin đ c ố ộ ồ ố ủ ượ c tínhướ b ng các công th c kinh nghi m sau :ằ ứ ệ Công th c nêu trong WP. 1987 :ứ n1 = n.(1.5 + 1.533.10-3.nS). 422.0 max    H H (7-13) V i :ớ n1 : T c đ quay l ng (v/ph)ố ộ ồ n : T c đ đ nh m c (= 375 v/ph)ố ộ ị ứ nS : H s t t c (= 98.3 v/ph)ệ ố ỷ ố H : C t n c tính toán (= 300 m)ộ ướ 49 `Hmax : C t n c l n nh t (= 321.1 m)ộ ướ ớ ấ Tính đ c nượ 1 = 637 v/ph Công th c c a USBR :ứ ủ n1 = n.(0.64876.nS0.2). 5.0 max    H H (7-14) Tính đ c nượ 1 = 630 v/ph T các tính toán trên, t c đ quay l ng c a tuabin ừ ố ộ ồ ủ c tínhướ không v t quá ượ 650 v/ph 7.4 Gi i thi u chung c m tuabin :ớ ệ ụ Nh trên hình 7-1 trình bày, c m tuabin g m van tuabin n i v i đ ng ng ápư ụ ồ ố ớ ườ ố l c phía tr c tuabin, tuabin và h th ng c -thu l c-đi n t (h th ng đi u t c).ự ướ ệ ố ơ ỷ ự ệ ử ệ ố ề ố Hình 7-2 : C m tuabinụ nhìn t trênừ xu ngố Các kích th c chung c a tuabin đ cướ ủ ượ cho hình d i đây. Trong đó chú ý các kíchở ướ th c chính nh :ướ ư - Đ ng kính BXCT : 2900 mmườ - Đ ng kính vành đi u ch nh cánhườ ề ỉ h ng : 3544 mmướ - Đ ng kính ph n bu ng xo n n i v iườ ầ ồ ắ ố ớ van tuabin : 2000 mm - Chi u cao ph n x c a ng hút : 3700ề ầ ả ủ ố mm. - Chi u cao cánh h ng : 232 mmề ướ Hình 7-3 : Kích th c chính tuabin ướ 7.5 K t c u c a tuabin :ế ấ ủ 50 `Hình 7-4 là c t d c tuabin Francis v i chú thích các b ph n chính c a nó. K tắ ọ ớ ộ ậ ủ ế c u tuabin g m các b ph n chính sau :ấ ồ ộ ậ 1. N i tr c v iố ụ ớ rôto máy phát. 2. Tr c chính.ụ 3. Thép lót h mầ tuabin. 4. h ng.Ổ ướ 5. Kín tr c.ụ 6. Cánh h ng.ướ 7. Bu ng xo n.ồ ắ 8. Bánh xe công tác. 9. Côn ng hút.ố 10. L i vàoố h m tuabin.ầ 11. Khu a ngỷ ố xả Hình 7-4 : C t d c tuabinắ ọ Khu a cong ng hút :ỷ ố Khu a cong ng hút có k t c u hàn g m nhi u gân tăng c ng làm t thépỷ ố ế ấ ồ ề ứ ừ cacbon t m. Đ c t h p t i công tr ng, b t bulông và hàn l i.ấ ượ ổ ợ ạ ườ ắ ạ Bu ng xo n và Stato tuabin :ồ ắ 51 `Bu ng xo n và stato tuabin có k t c u hàn, đ c ch t o t thép t m cu n cóồ ắ ế ấ ượ ế ạ ừ ấ ố chi u dày 32 ho c 36 mm. Bu ng xo n g m hai n a s t h p và hàn l i t i côngề ặ ồ ắ ồ ử ẽ ổ ợ ạ ạ tr ng. Có b trí l chui đ ng kính 600 mm vào bên trong.ườ ố ỗ ườ Bu ng xo n s đ c chôn trong bêtông, khi đ bêtông, đ tránh l c tác đ ngồ ắ ẽ ượ ổ ể ự ộ vào bêtông khi v n hành sau này, bu ng xo n s đ c n p áp su t t ng đ ng v iậ ồ ắ ẽ ượ ạ ấ ươ ươ ớ c t áp 300 m. Ngoài ra, khi l p đ t bu n xo n s đ c th áp 630 m c t n c.ộ ắ ặ ồ ắ ẽ ượ ử ộ ướ Thép lót h m tuabin :ầ Làm t thép t m th ng, có b trí l chui vào bên trong.ừ ấ ườ ố ỗ Côn ng hút :ố G m hai ph n trên và d i, có gân làm t thép t m. Ph n côn trên b t bulôngồ ầ ướ ừ ấ ầ ắ v i t m n p d i tuabin. Ph n ti p xúc v i n c làm thép không r . Ph n côn d iớ ấ ắ ướ ầ ế ớ ướ ỉ ầ ướ có l p l đ ng kính 600 mm vào bên trong. Trang b thêm m t van đ ki m tra cònắ ỗ ườ ị ộ ể ể n c bên trong hay không. Ph n côn d i còn có gioăng ch ng rò r n i v i khu aướ ầ ướ ố ỉ ố ớ ỷ cong. Côn ng hút không chôn vào bêtông, bu ng côn ng hút thông v i bu ng vanố ồ ố ớ ồ tuabin. Bánh xe công tác : Bánh xe công tác có đ ng kính 2900 mm, làm t thép h p kim có tính ch ngườ ừ ợ ố xâm th c cao v i 15%Cr và 4% Ni , có k t c u hàn và cân b ng tĩnh cũng nh x lýự ớ ế ấ ằ ư ử nhi t nh m gi m ng su t t i x ng ch t o. BXCT g m m t bích, cánh và vành.ệ ằ ả ứ ấ ạ ưở ế ạ ồ ặ Cánh làm t thép dày, có biên d ng gia công chính xác và b m t ph ng. Bích BXCTừ ạ ề ặ ẳ s đ c n i v i tr c chính. BXCT có các vành kín ki u labyrinth n i v i n p trên vàẽ ượ ố ớ ụ ể ố ớ ắ d i, các vành này có th tháo đ c.ướ ể ượ Tr c chính :ụ Tr c chính có ch c năng truy n mômen xo n t BXCT đ n rôto máy phát.ụ ứ ề ắ ừ ế Làm t thép h p kim phôi rèn. Ph n ti p xúc gi a tr c chính và kín tr c có vành thépừ ợ ầ ế ữ ụ ụ không r . Tr c chính ki u r ng, đ ng kính ngoài 800 mm, đ ng kính trong 560 mm.ỉ ụ ể ỗ ườ ườ Ph n ngõng tr c ti p xúc v i h ng có đ ng kính 1120 mm. M t bích n i v iầ ụ ế ớ ổ ướ ườ ặ ố ớ máy phát và bích c a BXCT có 18 l bulông M85x4.ủ ỗ C c u phân ph i :ơ ấ ố C c u phân ph i chính là t h p các b ph n có ch c năng d n dòng ch yơ ấ ố ổ ợ ộ ậ ứ ẫ ả vào BXCT hay ch n dòng ch y khi d ng máy, bao g m : ặ ả ừ ồ n p trên, n p d i, cánhắ ắ ướ h ng, ướ Vành đi u ch nh ề ỉ và c c u v n hành cánh h ng.ơ ấ ậ ướ N p d i b t bulông vào stato tuabin và có th tháo xu ng. N p trên b tắ ướ ắ ể ố ắ ắ bulông vào stato. N p trên g m có hai ph n : ph n trên và ph n d i. Trên m t bíchắ ồ ầ ầ ầ ướ ặ ph n trên b trí h ng, trên m t bích ph n d i b trí kín tr c. Vành labrinth c aầ ố ổ ướ ặ ầ ướ ố ụ ủ kín tr c bích BXCT g n vào m t d i ph n d i n p trên. B m t các b ph n trênụ ắ ặ ướ ầ ướ ắ ề ặ ộ ậ đ u làm b ng thép không r .ề ằ ỉ Các cánh h ng làm b ng thép không r có tính ch ng xâm th c cao. M i cánhướ ằ ỉ ố ự ỗ h ng có hai đ ch n và h ng. Đ u mút d i đ t ti p xúc lên b m t n p d iướ ổ ể ặ ướ ầ ướ ặ ế ề ặ ắ ướ (không có ch n nh thông th ng). C c u v n hành cánh h ng g m có : vànhổ ặ ư ườ ơ ấ ậ ướ ồ đi u ch nh, thanh n i, ch t, tay đòn và ch t ma sát. ề ỉ ố ố ố Vành đi u ch nh là k t c u thép hàn, đ c đ t bên trong vòng tròn cánhề ỉ ế ấ ượ ặ h ng. Các cánh tay đòn n i v i cánh h ng b ng các ch t ma sát.ướ ố ớ ướ ằ ố Đ ng c secvô :ộ ơ 52 `Các đ ng c secvô có ch c năng v n hành các cánh h ng v i áp l c d u làộ ơ ứ ậ ướ ớ ự ầ 120 bar. Các đ ng c này có k t c u d ng xilanh thu l c.ộ ơ ế ấ ạ ỷ ự h ng :Ổ ướ Hình 7-5 : h ng tuabinỔ ướ h ng có tác d ng đ nh v tr c và đ các t i tr ng m t cân b ng c a tuabin.Ổ ướ ụ ị ị ụ ỡ ả ọ ấ ằ ủ h ng là lo i bôi tr n b ng d u, có các v u t đi u ch nh v i b m t babbitt. KheỔ ướ ạ ơ ằ ầ ấ ự ề ỉ ớ ề ặ h gi a các v u và tr c tuabin đ c đi u ch nh b ng các bulông neo. V h ng làở ữ ấ ụ ượ ề ỉ ằ ở ổ ướ k t c u hàn, bích v h ng đ c đ t trên m t bích n p trên tuabin.ế ấ ỏ ổ ướ ượ ặ ặ ắ Kín tr c :ụ Kín tr c b tríụ ố bên d i h ng cóướ ổ ướ tác d ng ngăn khôngụ cho n c b n lênướ ắ ph n n p trên k cầ ắ ể ả khi v n hành và đ ngậ ứ yên. Kín tr c có haiụ ph n : kín tr c chínhầ ụ và kín tr c v n hành.ụ ậ Kín tr c chính cóụ d ng kín, làm b ngạ ằ thép không r .ỉ N c s ch đ c c pướ ạ ượ ấ vào kín tr c chính, áp ụ Hình 7-6 : Kín tr c tuabinụ su t n c này ph i l n h n áp su t dòng ch y tuabin qua v trí kín tr c.ấ ướ ả ớ ơ ấ ả ị ụ Kín tr c v n hành s d ng khi tuabin d ng, cho phép xem xét và thay th cácụ ậ ử ụ ừ ế b ph n c a kín tr c chính không c n ph i tháo khô tuabin. Kín tr c ph v n hànhộ ậ ủ ụ ầ ả ụ ụ ậ b ng khí nén v i áp su t kho ng 8 kg/cmằ ớ ấ ả 2 . 7.6 Van tuabin M i tuabin đ c trang b m t van (ki u van c u) đ t phía tr c tuabin và n iỗ ượ ị ộ ể ầ ặ ướ ố v i đ ng ng áp l c. Van tuabin đ c m b i hai đ ng c secvô th y l c và đóngớ ườ ố ự ượ ở ở ộ ơ ủ ự b i hai đ i tr ng v i các ch c năng :ở ố ọ ớ ứ - Đ m b o kín tr c sau khi t máy d ngả ả ụ ổ ừ - Đóng s c khi đi u khi n tuabin h ng ho c đo n ng sau van b vự ố ề ể ỏ ặ ạ ố ị ỡ 53 `- Tháo khô tuabin đ b o trìể ả D u áp l c ph n quay c a van đ c l y t h th ng d u áp l c tuabin, van cóầ ự ầ ủ ượ ấ ừ ệ ố ầ ự kh năng tr t trên các giá đ truy n các tác đ ng d c tr c vào đ ng ng, t i tr ngả ượ ỡ ề ộ ọ ụ ườ ố ả ọ t xilanh đ c truy n lên móng bêtông.ừ ượ ề Van ph i đóng sau khi tuabin d ng. Van đ c m đi u ki n cân b ng b ngả ừ ượ ở ở ề ệ ằ ằ cách m van by-pass. Bình th ng van đóng khi không có dòng ch y, tuy nhiên vanở ườ ả đ c thi t k đ c t l u l ng s c gây ra b i s v ng phía h l u van.ượ ế ế ể ắ ư ượ ự ố ở ự ỡ ố ạ ư Hình d i mô t van v i các kích th c và b ph n chínhướ ả ớ ướ ộ ậ Hình 7-7 : Van tuabin 54 1. Van c u ầ Φ2000 mm 2. Đ ng c secvôộ ơ 3. Đo n ng vàoạ ố 4. Kh p n i co dãnớ ố 5. Van by-pass 6. Van khí `Ch ng 8 : THÍ NGHI M MÔ HÌNH TUABIN FRANCISươ Ệ C A NHÀ MÁY LMZ (LB NGA)Ủ 8.1 Gi i thi u :ớ ệ Thí nghi m mô hình tuabin đ c th c hi n t i Phòng thí nghi m nghiên c uệ ượ ự ệ ạ ệ ứ thu l c c a Nhà máy LMZ Saint. Petecburg.ỷ ự ủ ở M c đích c a thí nghi m là ki m tra toàn di n các đ m b o v đ c tính c aụ ủ ệ ể ệ ả ả ề ặ ủ tuabin th c, đ ng d ng v i tuabin mô hình phòng thí nghi m.ự ồ ạ ớ ở ệ M c đích khác n a là ch ng minh tuabin th c không b nh h ng b i hi nụ ữ ứ ự ị ả ưở ở ệ t ng xâm th c theo các thông s hi u su t, công su t và l u l ng trong dãy c tượ ự ố ệ ấ ấ ư ượ ộ n c, ng hút và m c n c h l u nh nh t.ướ ố ự ướ ạ ư ỏ ấ Các thí nghi m sau s đ c th c hi n :ệ ẽ ượ ự ệ - Thí nghi m hi u su t hay đ c tính năng l ng.ệ ệ ấ ặ ượ - Thí nghi m xâm th cệ ự - Thí nghi m l ng t cệ ồ ố - Đo đ c s chênh l ch áp su t các vòi phun áp trên bu ng xo n.ạ ự ệ ấ ở ồ ắ Các thí nghi m trên d a theo h ng d n c a Tiêu chu n IEC 60193-1999.ệ ự ướ ẫ ủ ẩ Tr c khi ti n hành thí nghi m, các thi t b d ng c đo đ c ki m tra cũngướ ế ệ ế ị ụ ụ ượ ể nh hi u chu n thi t b đo l u l ng b ng ph ng pháp cân.ư ệ ẩ ế ị ư ượ ằ ươ 8.2 Các thông s c b n c a tuabin mô hình :ố ơ ả ủ Ki u tuabinể Tr c đ ngụ ứ Bánh xe công tác Lo i Francisạ Đ ng kính BXCTườ 460 mm 8.3 Mô t b thí nghi m :ả ộ ệ S đ thí nghi m đ c cho hình d i đây. B thí nghi m đ c trang b choơ ồ ệ ượ ở ướ ộ ệ ượ ị phép thí nghi m tuabin mô hình v i đ ng kính BXCT đ n 460 mm, c t áp đ n 60 mệ ớ ườ ế ộ ế và l u l ng t 0,05 đ n 0,9 mư ượ ừ ế 3/s. Các đ u n i 12, 16 và 17 n i b thí nghi m v iầ ố ố ộ ệ ớ thi t b cân hi u chu n đ xác đ nh h s l u l ng. Nh v y b thí nghi m ho tế ị ệ ẩ ể ị ệ ố ư ượ ư ậ ộ ệ ạ đ ng nh m t m ch kín. Van khoá 9 đóng đ ng ng khi b thí nghi m ho t đ ng ộ ư ộ ạ ườ ố ộ ệ ạ ộ ở ch đ b m. Van kim đi u khi n 6 luôn luôn m . Nó cũng đ c s d ng đ thay đ iế ộ ơ ề ể ở ượ ử ụ ể ổ t c đ dòng ch y ch đ b m.ố ộ ả ở ế ộ ơ B m li tâm đi u ch nh t c đ 7 c p n c cho các b 5. T các b 5 n cơ ề ỉ ố ộ ấ ướ ể ừ ể ướ ch y qua ng cao áp, h th ng đo l u l ng thu n ngh ch 4 n i v i b n áp l c 2 vàả ố ệ ố ư ượ ậ ị ố ớ ồ ự tuabin mô hình 1 và sau đó v i b n chân không 3, t đó quay tr l i ng hút c a b m.ớ ồ ừ ở ạ ố ủ ơ 8.4 Mô t tuabin mô hình :ả B ph n d n n c c a tuabin mô hình t m t c t vào bu ng xo n đ n ph nộ ậ ẫ ướ ủ ừ ặ ắ ồ ắ ế ầ ra ng hút đ c ch t o đ ng d ng v m t hình h c v i tuabin th c. Đ ng kínhố ượ ế ạ ồ ạ ề ặ ọ ớ ự ườ BXCT tuabin mô hình và tuabin th c tuân theo qui lu t đ ng d ng v i m t t l nh tự ậ ồ ạ ớ ộ ỷ ệ ấ đ nh. Các dung sai không v t quá theo tiêu chu n IEC 60193-1999.ị ượ ẩ Trong quá trình thí nghi m, các thông s : Đ m cánh h ng, t c đ quay,ệ ố ộ ở ướ ố ộ c t áp và đ chân không b n chân không (khi thí nghi m khí th c) ph i đ c xácộ ộ ở ồ ệ ự ả ượ đ nh.ị Các cánh h ng đi u ch nh b ng đ ng c đi n. Đ m đ c cài đ t và đ cướ ề ỉ ằ ộ ơ ệ ộ ở ượ ặ ọ trên b đi u khi n.ộ ề ể T c đ quay đ c đi u ch nh b ng cách thay đ i t i trên máy phát.ố ộ ượ ề ỉ ằ ổ ả 55 `C t áp đ c đi u ch nh b ng áp su t vi sai c a áp k có pittông xoay. Áp kộ ượ ề ỉ ằ ấ ủ ế ế có thi t b đi n t đ c bi t đ chuy n v trí pittông đ n bàn đi u khi n. C t áp tĩnhế ị ệ ử ặ ệ ể ể ị ế ề ể ộ cài đ t tr c phù h p v i giá tr tr ng l ng trên t m pittông.ặ ướ ợ ớ ị ọ ượ ấ Đ chân không t o ra b i b m chân không và đ c đi u ch nh b ng cách đ cộ ạ ở ơ ượ ề ỉ ằ ọ trên đ ng h ch th chính xác.ồ ồ ỉ ị Hình 8-1: S đ thí nghi mơ ồ ệ 56 `Hình 8-2: Mô hình thí nghi mệ 1. B m ly tâm; 2. M i n i bù; 3. Van c a; 4. B đi u khi n dòng ch y ki u kim; 5.ơ ố ố ử ộ ề ể ả ể B n cao áp; 6. ng áp l c; 7. ng Venturi đo l u l ng; 8. Kh p co dãn; 9. Khu aồ Ố ự Ố ư ượ ớ ỷ cong có cánh h ng dòng; 10. B n áp l c; 11. Tuabin môhình cùng máy phát; 12. B nướ ồ ự ồ chân không; 13. ng gi m áp; 14. Đ ng ng vào đ n b hi u chu n cân; 15.Ố ả ườ ố ế ộ ệ ẩ Đ ng ng ra đ n b hi u chu n cân; 16. Đ u n i c .ườ ố ế ộ ệ ẩ ầ ố ơ 8.5 Các ph ng pháp đo đ c và tính toán :ươ ạ a. Gi i thi u : ớ ệ Vi c ghi nh n và x lý các d li u đ c th c hi n t đ ng b ng h th ngệ ậ ử ữ ệ ượ ự ệ ự ộ ằ ệ ố máy tính và các thi t b chuy n đ i tín hi u n i v i b đ m xung (g i chung là hế ị ể ổ ệ ố ớ ộ ế ọ ệ th ng máy tính - HTMT). Có ph n m m chuyên d ng s d ng cho m c đích này.ố ầ ề ụ ử ụ ụ Các tham s tr ng thái thí nghi m sau đ c đo b ng HTMT :ố ạ ệ ượ ằ 57 `- Mô men trên tr c quayụ - T c đ quay tr cố ộ ụ - Sai l ch áp su t các m t c t đo (đo c t áp)ệ ấ ở ặ ắ ộ - Sai lêch áp su t ng Venturi (đo l u l ng)ấ ở ố ư ượ - M c đ dòng ch y b ng thi t b đo dòng t tính (đ quan sát)ứ ộ ả ằ ế ị ừ ể - Áp su t tuy t đ i m t c t ra (xác đ nh h s xâm th c)ấ ệ ố ở ặ ắ ị ệ ố ự - Sai lêch áp su t Winter-Kennedy (đo sai l ch áp su t gi a các vòi đo áp trênấ ệ ấ ữ bu ng xo n)ồ ắ - Nhi t đ n c (đ tính t tr ng , áp su t hoá h i và đ nh t đ ng h c)ệ ộ ướ ể ỷ ọ ấ ơ ộ ớ ộ ọ Có các thi t b đi n t và thu l c đ c l p đ c s d ng đ xác đ nh :ế ị ệ ử ỷ ự ộ ậ ượ ử ụ ể ị - Áp su t không khí môi tr ng xung quanhấ ườ - Th tích không khí trong n c c a b thí nghi m.ể ướ ủ ộ ệ Các tham s thí nghi m đo trong 30 giây. M i thông s đ c đo 30 l n, m iố ệ ố ố ượ ầ ỗ l n trong 1 giây. K t qu thí nghi m đ c l y trung bình theo đo n th i gian. Các giáầ ế ả ệ ượ ấ ạ ờ tr c n thi t đ c tính toán, hi n th và in ra.ị ầ ế ượ ể ị b. Đo l u l ng ư ượ L u l ng đ c đo b ng ng Venturi, ngoài ra l u l ng còn đ c đo b ngư ượ ượ ằ ố ư ượ ượ ằ d ng c đo đi n t đ giám sát.ụ ụ ệ ừ ể c. Đo c t áp ộ C t áp “H” đ c xác đ nh b ng hi u năng l ng gi a m t c t đ u vào và đ uộ ượ ị ằ ệ ượ ữ ặ ắ ầ ầ ra c a tuabin mô hình :ủ H =     ++−++=− Z g V g P Z g V g P g E g E 22 2 22 1 2 1121 ρρ (8-1) Trong đó : P1 và P2 - Áp su t thu tĩnh m t c t đ u vào và đ u ra c a tuabinấ ỷ ở ặ ắ ầ ầ ủ V1 và V2 - T c đ dòng ch y các m t c t này,ố ộ ả ở ặ ắ Z1 và Z2 – Cao đ c a các m t này so v i m t m t chu n. ộ ủ ặ ớ ộ ặ ẩ d. Đo mômen xo nắ Stato máy phát quay t do, có tay đòn n i stato v i b chuy n đ i đo l c nh nự ố ớ ộ ể ổ ự ậ đ c mômen xo n “M” trên tr c có th tính đ c t l c kéo cánh tay đòn và chi uượ ắ ụ ể ượ ừ ự ề dài c a nó. T đó có th tính đ c công su t trên tr c theo mômen xo n và t c đủ ừ ể ượ ấ ụ ắ ố ộ quay. e. Đo t c đ quayố ộ Trên tr c tuabin có g n 1 đĩa có nhi u l , căn c vào tín hi u c a l trên đĩaụ ắ ề ỗ ứ ệ ủ ỗ này chuy n vào HTMT đ đo t c đ quay.ể ể ố ộ f. Đo áp su t tuy t đ i m t c t ra tuabinấ ệ ố ở ặ ắ B chuy n đ i áp su t tuy t đ i n i vào b n chân không v trí đ c xemộ ể ổ ấ ệ ố ố ồ ở ị ượ nh m t c t ra c a ng hút đ đo áp su t tuy t đ i “Pư ặ ắ ủ ố ể ấ ệ ố abs” Áp su t tuy t đ i liên quan đ n chi u cao hút th c (NPSH) :ấ ệ ố ế ề ự NPSH = , g PP tabs ρ − (8-2) Trong đó : Pabs - Áp su t tĩnh tuy t đ i tâm m t c t đ u ra ng hút, Paấ ệ ố ở ặ ắ ầ ố 58 ` Pt – Áp su t hoá h i nhi t đ n c khi đo, Pa.ấ ơ ở ệ ộ ướ g. Đo sai l ch áp su t trên bu ng xo n (hi u chu n cho vi c đo l u l ngệ ấ ồ ắ ệ ẩ ệ ư ượ tuabin b ng ph ng pháp Winter-Kennedy)ằ ươ S sai l ch áp su t gi a các vòi đo trên bu ng xo n, ký hi u Pự ệ ấ ữ ồ ắ ệ w-k đ c đoượ b ng các b chuy n đ i áp su t vi sai.ằ ộ ể ổ ấ h. X lý k t qu thí nghi m trên máy tínhử ế ả ệ HTMT s thu nh n d li u, tính toán các tham s và in ra các báo cáo thíẽ ậ ữ ệ ố nghi m. Ch ng trình máy tính s cho ra các thông s sau :ệ ươ ẽ ố L u l ngư ượ S d ng bi u th c :ử ụ ể ứ Q = g P K qq ρ , m3/s (8-3) Trong đó : Kq - H s l u l ng, đ c xác đ nh khi hi u chu n b ng ph ng pháp cân,ệ ố ư ượ ượ ị ệ ẩ ằ ươ m2.5/s, Pq – Sai l ch áp su t trên các m t c t đo l u l ng, Paệ ấ ặ ắ ư ượ ρ - T kh i n c đ c tính toán theo hàm nhi t đ ρ = f(tỷ ố ướ ượ ệ ộ w) cài đ t trongặ ch ng trình máy tính, kg/mươ 3 g – Gia t c tr ng tr ng, m/số ọ ườ 2 C t áp s d ng các giá tr đo sai l ch áp su t trên các m t c t và t c đ dòngộ ử ụ ị ệ ấ ặ ắ ố ộ ch yả Sai lêch áp su t “ấ P”, t ng ng v i c t áp th c “H” đ c tính b ng t ng đ iươ ứ ớ ộ ự ượ ằ ổ ạ s chênh áp tĩnh gi a m t c t vào và ra và sai l ch chi u cao c a chúng cũng nhố ữ ặ ắ ệ ề ủ ư chênh l ch v t c đ dòng ch y trên các m t này :ệ ề ố ộ ả ặ P = ρgH = Pst + Pdyn, (8-4) Trong đó : Pst = P1 + ρgZ1 – (P2 + ρgZ2) Pdyn = 2 11 22 2 2 2 2 1 2 2 2 1 Q AA VV ρρρ     −=− (8-5) Trong đó : A1 và A2 - Di n tích các m t vào và ra tuabin, mệ ặ 2 Do đó : P = Pst + 2 11 2 2 2 2 1 Q AA ρ     − , Pa (8-6) B chuy n đ i áp su t vi sai s d ng đ đo Pộ ể ổ ấ ử ụ ể st. M t c t vào đ c l p 4 vòi đoặ ắ ượ ắ áp và m t c t ra – 8 vòiặ ắ Hi u su t tuabin s d ng các giá tr đo mômen, t c đ quay, l u l ng và c t áp.ệ ấ ử ụ ị ố ộ ư ượ ộ η = %100 . 30 100 30 . PQ nM gHQ Mn mm pi ρ pi = (8-7) H s xâm th c ệ ố ự σ s d ng các giá tr đo áp su t tuy t đ i, c t áp và nhi t đử ụ ị ấ ệ ố ộ ệ ộ n cướ 59 `σ = P PP H HHHH tabstvsb − = −−− (8-8) Trong đó : Pabs = ρg(Hb – Hs – Hv) – Áp su t tuy t đ i trên m t chu n cho giá trấ ệ ố ặ ẩ ị chi u cao hút tính b i chuy n đ i áp su t tuy t đ i, kgf/mề ở ể ổ ấ ệ ố 2 Hb – Áp su t không khí xung quanh, m c t n cấ ộ ướ Hv - Đ chân không trong b n chân khôngộ ồ Pt = ρgHt – Áp su t hoá h i l y t hàm Pấ ơ ấ ừ t = f(tw) t ch ng trình máyừ ươ tính, kgf/m2 tw - Nhi t đ n c, ệ ộ ướ 0C P = ρgH – Áp su t t ng ng v i c t áp th c kgf/mấ ươ ứ ớ ộ ự 2 Ch ng trình máy tính s đ a ra hai ch s : IS - Ch s n đ nh t c đ quay;ươ ẽ ư ỉ ố ỉ ố ổ ị ố ộ IP – Ch s n đ nh c t áp. N u các ch s này không v t quá giá tr cho phép thì k tỉ ố ổ ị ộ ế ỉ ố ượ ị ế qu tính toán đ c in ra, ng c l i s ph i đo đ c l i t đ u.ả ượ ượ ạ ẽ ả ạ ạ ừ ầ Ch ng trình máy tính s in ra các giá tr c a đ ng đ c tính t ng h pươ ẽ ị ủ ườ ặ ổ ợ a) T c đ qui d nố ộ ẫ n11 = H nD1 , rpm (8-9) b) L u l ng qui d nư ượ ẫ Q11 = HD Q 2 1 , m3/s (8-10) c) Công su t qui d nấ ẫ N11 = HHD N 2 1 , kW (8-11) d) Mômen qui d nẫ M11 = HD M 3 1 , Nm (8-12) Các đ i l ng trên đ c tr ng cho tuabin qui v đ ng kính BXCT = 1m, c tạ ượ ặ ư ề ườ ộ áp 1m. Trong đó : D1 - Đ ng kính BXCT, mườ n - T c đ quay, rpmố ộ H - C t áp th c c a tuabin mô hìnhộ ự ủ Q – L u l ng th c qua tuabin mô hình, mư ượ ự 3/s M – Mômen xo n, Nmắ N – Công su t tuabin mô hình, kWấ Ngoài ra ch ng trình máy tính còn đ a ra ch s Reynolds Reươ ư ỉ ố u c n thi t đ phóngầ ế ể l n các đ ng đ c tính thí nghi m mô hình thành đ c tính c a tuabin th c :ớ ườ ặ ệ ặ ủ ự Reu = v nD v UD 60 2 22 pi = (8-13) Trong đó : U - t c đ biên c a đ ng kính Dố ộ ủ ườ 2, m/s i. Hi u chu n các thi t b đoệ ẩ ế ị Các thi t b chuy n đ i l c, t c đ quay, áp su t vi sai qua dòng ch y t i cácế ị ể ổ ự ố ộ ấ ả ạ m t c t đo c a mô hình và chuy n đ i áp su t tuy t đ i đ c hi u chu n t i hi nặ ắ ủ ể ổ ấ ệ ố ượ ệ ẩ ạ ệ tr ng và ki m tra tr c- sau khi thí nghi m.ườ ể ướ ệ Hi u chu n đo l u l ng th c hi n b ng thi t b cân chính xác.ệ ẩ ư ượ ự ệ ằ ế ị 60 `Hình 8-3 : Đ c tính t ng h p chínhặ ổ ợ Hình 8-4 : Đ c tính t ng h p v n hành c a tuabin th cặ ổ ợ ậ ủ ự 61 `8.6 Sai s đoố a. Sai s hi u su tố ệ ấ T ng sai s đo hi u su t ổ ố ệ ấ Giá tr tuy t đ i sai s hi u su t “eη” đ c xác đ nh giá tr c a t ng các sai sị ệ ố ố ệ ấ ượ ị ị ủ ổ ố liên quan “fη” v i quan h :ớ ệ eη = %. 100 ηηf (8-14) Trong đó : η – Giá tr hi u su t c a tr ng thái trong đó sai s hi u su t đ c xácị ệ ấ ủ ạ ố ệ ấ ượ đ nh.ị T ng sai s liên quan c a hi u su t bao g m các sai s h th ng và ng uổ ố ủ ệ ấ ồ ố ệ ố ẫ nhiên fη = ± 22 )()( rs ff ηη + % (8-15) Sai s hi u su t h th ng :ố ệ ấ ệ ố Sai s hi u su t h th ng bao g m c a mômen, t c đ quay, l u l ng và c tố ệ ấ ệ ố ồ ủ ố ộ ư ượ ộ áp. Sai s h th ng c a các phép đo này đ c xác đ nh t đ chính xác c a các thi tố ệ ố ủ ượ ị ừ ộ ủ ế b đo liên quan s d ng đ hi u chu n các thi t b chuy n đ i và t các l i xác đ nhị ử ụ ể ệ ẩ ế ị ể ổ ừ ỗ ị k t qu hi u chu n c a các b chuy n đ i này.ế ả ệ ẩ ủ ộ ể ổ Sai s hi u su t h th ng đ c tính b ng căn b c hai c a các l i sai lêch đố ệ ấ ệ ố ượ ằ ậ ủ ỗ ề c p trên :ậ (fη)s = ± 2222 )()()()( fPfQfnfM +++ % (8-16) fM – Sai s h th ng vi c đo mômen xem nh sai l ch gi i h n c a thi t bố ệ ố ệ ư ệ ớ ạ ủ ế ị fn – Sai s h th ng v c đo t c đ quay xem nh sai l ch gi i h n c a thi tố ệ ố ệ ố ộ ư ệ ớ ạ ủ ế bị fQ – Sai s h th ng vi c đo l u l ng qui ra sai l ch c a vi c đo l u l ngố ệ ố ệ ư ượ ệ ủ ệ ư ượ b ng ng Venturi đ c hi u chu n b ng ph ng pháp cânằ ố ượ ệ ẩ ằ ươ fP- Sai s h th ng đo c t áp xem nh sai l ch gi i h n c a thi t b .ố ệ ố ộ ư ệ ớ ạ ủ ế ị Sai s hi u su t ng u nhiên :ố ệ ấ ẫ Sai s hi u su t ng u nhiên đ c đánh giá b ng ph ng pháp ng u nhiên số ệ ấ ẫ ượ ằ ươ ẫ ử d ng vi c phân ph i c a các giá tr ng u nhiên tuân theo lu t “Student’s” v i m cụ ệ ố ủ ị ẫ ậ ớ ứ 95% đ tin c y. Các phép đo ph c h p cùng m t ch đ ho t đ ng c a mô hìnhộ ậ ứ ợ ộ ế ộ ạ ộ ủ đ c s d ng cho m c đích này. Thông th ng sai s hi u su t ng u nhiên khôngượ ử ụ ụ ườ ố ệ ấ ẫ v t quá ± 0.1% có nghĩa (fη)ượ r ≤ ± 0.1% Sai s hi u su t chungố ệ ấ Sai s hi u su t chung không v t quá giá tr ± 0.25%ố ệ ấ ượ ị b. Sai s h s xâm th cố ệ ố ự Sai s c a giá tr t i h n h s xâm th c “ố ủ ị ớ ạ ệ ố ự σcr” đ c xác đ nh trên t t c cácượ ị ấ ả giá tr tuy t đ i gi i sai s ng u nhiên cho tuabin đ c đánh giá ị ệ ố ả ố ẫ ượ σ = ± 0.005 8.7 Trình t thí nghi mự ệ a. Thí nghi m hi u su tệ ệ ấ Thí nghi m đ c ti n hành v i c t áp 20 ÷ 24 m C t áp đ m b o ch sệ ượ ế ớ ộ ộ ả ả ỉ ố Râynolds l n h n 7.10ớ ơ 6. Tiêu chu n IEC ch d n Re > 4.10ẩ ỉ ẫ 6 cho ki m tra tuabinể Francis. 62 `Thí nghi m đ c th c hi n trong ph m vi t c đ qui d n t ng ng v i c tệ ượ ự ệ ạ ố ộ ẫ ươ ứ ớ ộ áp tuabin nguyên m u và đ m cánh h ng th c khi ho t đ ng. Đ đ m b o tìnhẫ ộ ở ướ ự ạ ộ ể ả ả tr ng n đ nh khi đ t đ m , t c đ và c t áp, ng i thí nghi m th ng xuyên thôngạ ổ ị ặ ộ ở ố ộ ộ ườ ệ ườ báo ch s đ c các thông s đo.ỉ ố ọ ố Đ m cánh h ng đ c đ t t giá tr bé nh t đ n l n nh t. C t áp tính đ cộ ở ướ ượ ặ ừ ị ấ ế ớ ấ ộ ượ gi n đ nh liên t c. trong tr ng h p có tr c tr c ph i ti n hành làm l iữ ổ ị ụ ườ ợ ụ ặ ả ế ạ Trong qua trình thí nghi m, các đ ng cong sau đ c in ra: ệ ườ ượ η = f(n11) và n11 = f(Q11) khi a0 = const (a0 – đ m cánh h ng)ộ ở ướ Các đ ng này đ c s d ng đ kh o sát thí nghi m và xác đ nh các đi mườ ượ ử ụ ể ả ệ ị ể l p. Đ c tính t ng h p tuabin Francis chính là các đ ng đ ng hi u su t và đ ng đặ ặ ổ ợ ườ ồ ệ ấ ồ ộ m cánh h ng trên to đ Qở ướ ạ ộ 11 – n11 và đ c in ra b i m t ch ng trình máy tính đ cượ ở ộ ươ ặ bi t.ệ Ngoài ra các đo đ c ph c h p c a tr ng thái hi u su t t i u cũng đ c ti nạ ứ ợ ủ ạ ệ ấ ố ư ượ ế hành. Đi m hi u su t t i u đ c xác đ nh d a trên k t qu c a c p th nh t.ể ệ ấ ố ư ượ ị ự ế ả ủ ấ ứ ấ b. Thí nghi m xâm th cệ ự Tr c khi thí nghi m n c thí nghi m ph i đ t trong chân không 2-3 gi đướ ệ ướ ệ ả ặ ờ ể đ m b o t ng l ng khí trong n c kho ng 1% (theo th tích)ả ả ổ ượ ướ ả ể Trong quá trình thí nghi m các đ ng cong η = f(ệ ườ σ), N11 = f(σ) và Q11 = f(σ) đ c in ra t i m i đi m thí nghi m khi aượ ạ ỗ ể ệ 0 = const và n11 = const. Giá tr c a h s ị ủ ệ ố σ t i h n đ c xác đ nh t quan h η = f(ớ ạ ượ ị ừ ệ σ) v i hi u su t 1% nh h n hi u su t ớ ệ ấ ỏ ơ ệ ấ ở tr ng thái không xâm th c.ạ ự Các đ ng cong ườ σ t i h n đ c in ra trên đ c tính t ng h p b ng m t ch ngớ ạ ượ ặ ổ ợ ằ ộ ươ trình máy tính chuyên d ng.ụ c. Thí nghi m l ng t cệ ồ ố Thí nghi m đ c ti n hành t i các đi m v n hành c a mô hình c th trongệ ượ ế ạ ể ậ ủ ụ ể ch ng trình.ươ Thí nghi m th c hi n khi c t n i tr c tuabin v i máy phát khi đ m cánhệ ự ệ ắ ố ụ ớ ộ ở h ng trong kho ng t 2 đ n 36 mm t ng ng v i đ m th c t không t i đ n đướ ả ừ ế ươ ứ ớ ộ ở ự ừ ả ế ộ m l n nh t. Thí nghi m đ c th c hi n v i giá tr ở ớ ấ ệ ượ ự ệ ớ ị σ nh nh t v i c t áp th c l nỏ ấ ớ ộ ự ớ nh t.ấ C t áp tĩnh đ c gi nguyên không đ i. Đ m cánh h ng thay đ i t giá trộ ượ ữ ổ ộ ở ướ ổ ừ ị bé nh t đ n l n nh t. Thí nghi m đ c th c hi n v i t ng đ m .ấ ế ớ ấ ệ ượ ự ệ ớ ừ ộ ở Trong qua trình thí nghi m đ ng cong nệ ườ 11 R = f(Q11 R) đ c in ra. Đ ng congượ ườ này đ c tr ng cho tuabin mô hình.ặ ư d. Đo sai l ch áp gi a các vòi đo trên bu ng xo nệ ữ ồ ắ Thí nghi m đ c ti n hành trong ph m vi l u l ng qui d n đ y trên các m cệ ượ ế ạ ư ượ ẫ ầ ứ c t áp th c c th và trong tình tr ng không xâm th c.ộ ự ụ ể ạ ự M c đích c a thí nghi m là xác đ nh h s dòng ch y cho t ng c p vòi thíụ ủ ệ ị ệ ố ả ừ ặ nghi m và ch n ra m t c p chính xác nh t đ c tr ng cho sai l ch áp su t v i đ daoệ ọ ộ ặ ấ ặ ư ệ ấ ớ ộ đ ng nh nh tộ ỏ ấ Thí nghi m ti n hành v i tình tr ng v n hành thu n l i nh t c a mô hình. Saiệ ế ớ ạ ậ ậ ợ ấ ủ lêch áp đo ngang qua c p vòi đo. Đ ng th i, trên m i đi m v n hành, các tham sặ ồ ờ ỗ ể ậ ố ch a m c dòng ch y đ c đo. H s dòng ch y đ c tính toán. Thí nghi m ti nứ ứ ả ượ ệ ố ả ượ ệ ế hành v i t t c đ m cánh h ng v i m i c p vòi qui đ nh. Sau đó c p ti p theoớ ấ ả ộ ở ướ ớ ỗ ặ ị ặ ế đ c thí nghi m b ng các công t c van.ượ ệ ằ ắ 63 `S li u thí nghi m đ c tính toán đ xác đ nh giá tr h s dòng ch y trungố ệ ệ ượ ể ị ị ệ ố ả bình cho các c p vòi t ng ng cũng nh các sai s ng u nhiên xem nh ch s nặ ươ ứ ư ố ẫ ư ỉ ố ổ đ nh.ị Sai s ng u nhiên đ c đánh giá b ng ph ng pháp th ng kê s d ng lu tố ẫ ượ ằ ươ ố ử ụ ậ phân ph i “t” cho các m u bé nh t m c 95% đ tin c y.ố ẫ ấ ở ứ ộ ậ 64 `65 `66 `67