Xem mẫu

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPỒ CHÍ MINH

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG

Chương 2: Tài nguyên & Quy hoạch khai thác

BỘ MÔN KỸ THUẬT & QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN NƯỚC

Chương 1 : Tổng quan.
Chương 2 : Tài nguyên nước và quy hoạch
khai thác.
Chương 3 : Các phương pháp khai thác năng
lượng nước.
Chương 4 : Điều tiết hồ chứa thuỷ điện.
Chương 5 : Đập dâng & công trình tháo lũ.
Chương 6 : Công trình lấy nước và dẫn nước.
Chương 7 : Tháp (giếng) điều áp.
Chương 8 : Đường ống áp lực & hiện tượng
nước va.
Chương 9 : Nhà máy Thuỷ điện.
2

PGS. TS. NGUYỄN THỐNG
Email: nguyenthong@hcmut.edu.vn or nthong56@yahoo.fr
Web: //www4.hcmut.edu.vn/~nguyenthong/ index/
1/12/2016

Tél. (08) 38 691 592- 098 99 66 719

1

PGS. TS. Nguyễn Thống

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

Chương 2: Tài nguyên & Quy hoạch khai thác

Chương 2: Tài nguyên & Quy hoạch khai thác

TÀI NGUYÊN NƯỚC & KHAI THÁC
NĂNG LƯỢNG

Nối đỉnh

TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN
I.
ĐỊA HÌNH

1. TÀI NGUYÊN NƯỚC
- Địa hình.
- Thuỷ văn.
2. HẠNG MỤC CÔNG TRÌNH THUỶ ĐIỆN
- Mô tả tổng quát.
- Tính chất cơ bản.
- Năng lượng.

Tiểu lưu vực

Ranh giới
lưu vực
đến v/trí S

s1

LƯU VỰC
(km2) (tỷ lệ 1/50000)

S
GIỚI HẠN MỘT LƯU VỰC

3

PGS. TS. Nguyễn Thống

Đường dốc
nhất
4

PGS. TS. Nguyễn Thống

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

Chương 2: Tài nguyên & Quy hoạch khai thác
LƯU VỰC: Diện tích thu nước rơi về đến một vị trí
thoát nước S
- Giới hạn bởi các đường nối đỉnh địa hình, đường
có độ dốc lớn nhất tại vị trí nối điểm thoát
nước.
- Diện tích Sb gia tăng khi vị trí S di chuyển về hạ lưu.
- Sb được xác định từ bản đồ có tỷ lệ 1/50000 
1/200000.
- Đơn vị sử dụng km2 :
 Lưu vực bé :
Sb=0

0

W (m3)

tan(α)=ΔW/ ΔT =Qi
T(th)
0
PGS. TS. Nguyễn Thống

Ti

p=0.1% (tần suaát xuaát hieän)

11

T (h)

ĐẶC TRƯNG:
- Lưu lượng đỉnh lũ.
- Tổng thể tích trận lũ.
- Dạng đường dòng chảy lũ.
- Thời gian kéo dài trận lũ.

12

PGS. TS. Nguyễn Thống

2

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

Chương 2: Tài nguyên & Quy hoạch khai thác

Chương 2: Tài nguyên & Quy hoạch khai thác

LƯU LƯỢNG CHẤT RẮN
(khối lớn, sỏi, sạn, cát, bụi min…)
 Vận chuyển đáy.
 Vận chuyển lơ lửng.
Nguyên nhân gây cạn hồ chứa  giảm thể tích
hửu ích !
 Tác động xấu đến tuổi thọ tuabin !
 Nghiên cứu lý thuyết khó vì có nhiều yếu tố
khó xác định can thiệp vào hiện tượng 
nghiên cứu thực nghiệm.

Thượng lưu

ĐẬP

MNDBT

Hồ chứa

Bùn cát lắng đọng
sau N năm

ĐÁY HỒ

Thể tích bùn cát lắng đọng

13

PGS. TS. Nguyễn Thống

ẢNH HƯỞNG

PGS. TS. Nguyễn Thống

Hạ lưu

Vết nứt

Màng chống thấm

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

Chương 2: Tài nguyên & Quy hoạch khai thác

14

Chương 2: Tài nguyên & Quy hoạch khai thác

“Lưỡi” bùn cát

15

PGS. TS. Nguyễn Thống

HẠNG MỤC CÔNG TRÌNH CHÍNH
DỰ ÁN THUỶ ĐIỆN
Tổng quát gồm 4 hạng mục theo trình
tự đi qua của nước:
 Đập dâng, CTTL… (tuyến áp lực);
 Công trình lấy nước;
 Công trình dẫn nước (tuyến năng
lượng);
 Nhà máy TĐ  Trạm biến thế.
16

PGS. TS. Nguyễn Thống

THỦY NĂNG & THỦYNINH
THỦY ĐIỆN ĐẠI ĐIỆN

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

Chương 2: Tài nguyên & Quy hoạch khai thác

Chương 2: Tài nguyên & Quy hoạch khai thác

(Lưới chắn rác)
17

PGS. TS. Nguyễn Thống

18

PGS. TS. Nguyễn Thống

3

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

Chương 2: Tài nguyên & Quy hoạch khai thác

Chương 2: Tài nguyên & Quy hoạch khai thác

(Trạm tăng áp)

19

20

PGS. TS. Nguyễn Thống

PGS. TS. Nguyễn Thống

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

Chương 2: Tài nguyên & Quy hoạch khai thác

Chương 2: Tài nguyên & Quy hoạch khai thác

A

B

Bể áp lực

Kênh dẫn

Hồ

Đường ống
áp lực

MẶT BẰNG

Đập

Cửa lấy
nước

A

F
NMáy

S
Kênh hạ lưu

TRẮC DỌC
PGS. TS. Nguyễn Thống

Mặt chuẩn

S

F

ĐẶC TRƯNG CƠ BẢN
CÔNG SUẤT SẢN XUẤT PHỤ THUỘC VÀO
CỘT NƯỚC H VÀ LƯU LƯỢNG Q CHẢY QUA
TUABIN.
Cột nước tổng : Ht =ZA-ZF
Công suất thiên nhiên: Pt =gQ(HA-HF)
Với HA=ZA+pA/γ + V2A/2g và (ZA>>pA/γ + V2A/2g)
 Pt = gQ(ZA-ZF) = gQHt watt
Nếu Pt là kW, Q là m3/s và Ht là m:
Pt = 9.81QHt kW

21

22

PGS. TS. Nguyễn Thống

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

Chương 2: Tài nguyên & Quy hoạch khai thác

Chương 2: Tài nguyên & Quy hoạch khai thác

CỘT NƯỚC HỬU ÍCH Hhi
Đó là cột nước địa hình và trừ đi tất cả
các tổn thất năng lượng dòng chảy
(đường dài và cục bộ) khi di chuyển từ:
 cửa lấy nước
 đi qua đường dẫn
 đường ống áp lực và đến trước tuabin.

CỘT NƯỚC HỬU ÍCH Hhi
H hi  H t   dh duongdai   dh cucbo

 dh
 dh

duongdai

cucbo

 Tổng tổn thất đường dài: hầm, áp lực

Tổng tổn thất cục bộ: chắn rác,
tiết diện đổi đ/ngột, đổi phương d/chảy
Đường năng
lượng

TRẮC DỌC
23

PGS. TS. Nguyễn Thống

F
24

PGS. TS. Nguyễn Thống

4

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

Chương 2: Tài nguyên & Quy hoạch khai thác

Chương 2: Tài nguyên & Quy hoạch khai thác

CÔNG SUẤT CÓ ÍCH TẠI MÁY PHÁT
 Pe = tPt = tgQHt (Watt)
Với t chỉ hiệu suất tổng của NM, phụ thuộc vào:
- Mất năng khi dòng chảy đi từ hồ đến NM
(58%)
- Mất năng do tuabin (515%)
- Mất năng do máy phát (13%).
t dao động trong khoảng 76%88%.
Với t trung bình là 82%, ta có:
 Pe = 8QHt (kW)
25

CHÚ Ý

PGS. TS. Nguyễn Thống

CÔNG SUẤT CÓ ÍCH THIÊN NHIÊN
TRƯỚC TUA BIN
P1 = gQHhi (watt)
CÔNG SUẤT CÓ ÍCH SAU MÁY PHÁT
Trong trường hợp tính theo Hhi:
Pe = tuabin mayphat *P1
= tuabin mayphat gQHhi (watt)
26

PGS. TS. Nguyễn Thống

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

Chương 2: Tài nguyên & Quy hoạch khai thác

Chương 2: Tài nguyên & Quy hoạch khai thác

MẤT NĂNG LƯỢNG ĐƯỜNG DÀI
• Manning (kênh):

L V2
dh1   .
( m)
D 2g

• Hazen-Williams (hầm):

1,85

10,68L  Q 
dh1  4.87 
C 

d
 HW 

Với : hệ số mất năng đường dài, L: chiều dài,
D (b/k thủy lực khi là kênh),d: đường kính, V:
vận tốc trung bình, Q: lưu lượng, CHW tham
số, dh1: mất năng.

Bài tập 1. Dự án thuỷ điện có các thông số
sau:
- Cột nước địa hình (tổng): Ht =300 m.
- Lưu lượng qua tua bin:
Q=50 m3/s.
a. Xác định công suất thiên nhiên (MW).
b. Giả sử hiệu suất tổng NM là t=0.80. Tính
công suất phát ra từ NM (MW).

27

PGS. TS. Nguyễn Thống

28

PGS. TS. Nguyễn Thống

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

Chương 2: Tài nguyên & Quy hoạch khai thác

Chương 2: Tài nguyên & Quy hoạch khai thác

Bài tập 2. Lấy lại số liệu bài 1. NM có đường
hầm đường kính 4m, dài 5km. Đường
ống áp lực đường kính 3m dài 500m.
a. Xác định tổn thất năng lượng trong
đường hầm và đường ống áp lực theo
Manning với 1=10-2 cho đường hầm với
2=0.8*10-2 cho đường ống áp lực.
b. Tính cột nước hiệu ích và công suất hửu
ích (MW) cuối đường ống tương ứng.

Bài tập 3. Lấy số liệu bài 1 với đường dẫn
nước là kênh hình thang dài 5km có độ
dốc i=0.001 (giả thiết chảy đều). Đường
ống áp lực d=3m và dài 500m.
a. Tính mất năng trong đường ống áp lực
tính theo Hazen-Williams với CHW=130.
b. Tính cột nước hiệu ích.
c. Công suất phát ra từ NM, cho biết hiệu
suất tổng của máy phát & tuabin là =0.85.

29

PGS. TS. Nguyễn Thống

30

PGS. TS. Nguyễn Thống

5

nguon tai.lieu . vn