Sai số hiệu suất ngẫu nhiên được đánh giá bằng phương pháp ngẫu nhiên sử
dụng việc phân phối của các giá trị ngẫu nhiên tuân theo luật “Student’s” với mức
95% độ tin cậy. Các phép đo phức hợp cùng một chế độ hoạt động của mô hình
được sử dụng cho mục đích này. Thông thường sai số hiệu suất ngẫu nhiên không
vượt quá ± 0.1% có nghĩa (fη)r ≤ ± 0.1%
67 trang |
Chia sẻ: tlsuongmuoi | Lượt xem: 2366 | Lượt tải: 3
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Tuabin nước, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
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
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- Tuabin nước.pdf