Bài giảng - Thủy điện 2- chương 11&12 docx

140

Chương XI. BỂ LẮNG CÁT CỦA TRẠM THUỶ ĐIỆN

ng chảy trung bình mang lượng phù sa

lên tới 60 kg/m3

. Cần phải lọc các hạt phù sa nầy ra khỏi dòng chảy để tránh làm mòn

thành ống dẫn nước và các phần qua nước của thiết bị thuỷ lực nhằm khắc phục được sự

cố và nâng cao tuổi thọ đường ống và thiết bị, tránh giảm hiệu suất turbine. Biện pháp

Ở TTĐ kiểu đập do có hồ chứa lớn nên các hạt bùn cát nguy hiểm đã được lắng

đọng ở đáy hồ và do đó không cần phải có giải pháp chống tác động của bùn cát cho các

công trình dẫn nước. Ở các TTĐ đường dẫn với công trình đầu mối cột nước thấp, trong

cửa lấy nước thường bố trí các bộ phận ngăn cản dòng bùn cát đáy xâm nhập vào công

trình đường dẫn (xem chương X), còn các hạt bùn cát lơ lửng nguy hiểm được lắng

n cát cứng có

ỹ

thuật các giải pháp công trình, ví dụ so sánh giữa việc xây dựng bể lắng với chi phí nạo

vét bùn cát trong công trình hoặc chi phí sửa chữa turbine trong trường hợp không xây

bể ..v.v.. xem giải pháp nào lợi hơn để chọn.

XI. 1. 2. Nguyên lý về cấu tạo bể lắng cát.

Hình (11-1) trình bày ba bộ phận chính của bể lắng cát gồm: phần vào 2, phần

thân (gồm đoạn chuyển tiếp 5 và đoạn công tác 4), phần cửa ra (gồm ngưỡng cửa ra 7

và đoạn nối tiếp với kênh dẫn 8):

- Phần vào là đoạn nối tiếp 2, nối với kênh dẫn ; đoạn này có tiết diện mở rộng

dần trên mặt bằng từ kênh 1 đến ngưỡng vào 3, có tác dụng phân phối dòng chảy vào bể

lắng. Ngưỡng vào 3 có tác dụng và cấu tạo như một cửa lấy nước mặt. Trên ngưỡng bố

trí rãnh hướng cửa van 14 (để hé mở van khi tiến hành xói rữa cát trong thân bể, hoặc

đóng van làm khô bể khi sửa chữa).

- Phần thân của bể gồm hai đoạn: đoạn chuyển tiếp có chiều dài l1, được đào sâu

dần xuống theo dòng chảy theo độ dốc hợp lý để chảy thuận. Đoạn thân chính 4 có

chiều dài lK là đoạn công tác của bể, có độ dốc nhỏ để dễ chuyển bùn cát xuống. Đây là

nơi lắng đọng loại bùn cát nguy hiểm. Các tường dọc 6 có tác dụng phân đều vận tốc.

- Phần cửa ra của bể: đây là ngưỡng ra 7, bên trên bố trí khe van cửa ra 15, khe

van sửa chữa 16 và khe van tháo cát 13. Van 15 đóng khi sửa chữa bể cùng với đóng

van 14. Van 13 mở khi tiến hành xói rữa bùn cát qua hành lang xả cát 10 vào hành lang

chung 11 dưới ngưỡng. Đoạn nối tiếp ra nối với kênh dẫn được thu hẹp dần để dẫn nước

vào kênh dẫn.

XI. 1. CÔNG DỤNG VÀ PHÂN LOẠI BỂ LẮNG CÁT

XI. 1. 1. Công dụng và điều kiện xây dựng bể lắng cát

Các con sông trong quá trình chảy đều mang theo phù sa lơ lửng và dòng phù sa

đáy, đặc biệt các sông miền núi, có sông với dò

công trình để lọc phù sa lơ lửng là xây dựng bể lắng cát trên đường dẫn.

đọng và tháo khỏi bể lắng cát đặt ngay đầu đường dẫn, sát sau cửa lấy nước. Trường

hợp địa hình không cho phép bố trí trong thành phần đầu mối thì bể lắng cát được bố trí

trên kênh dẫn cách đầu mối một đoạn, cũng có thể kết hợp lắng và tháo cát ở bể áp lực.

Để lắng được bùn cát thì vận tốc dòng chảy trong bể phải giảm nhỏ, thường lấy

từ (0,1 - 0,5) m/s, do vậy mặt cắt ướt của bể lắng phải lớn hơn nhiều so với mặt cắt ướt

của đường dẫn nước. Giải pháp bể lắng cát được đặt ra khi hàm lượng bùn cát trong

3 dòng chảy lớn hơn 0,5 kg/m hoặc hàm lượng hạt nguy hiểm (các hạt bù

đường kính d ≥ 0,25 mm hoặc hạt mềm hơn có d > 0,4 mm được coi là hạt nguy hiểm)

lớn hơn 0,2 kg/m3

. Do kinh phí xây dựng bể lắng cát rất lớn , chiếm từ 20 - 25 % vốn

đầu tư công trình thuỷ điện, do vậy việc xây dựng nó phải qua luận chứng kinh tế k

Hình 11-1. Các bộ phận của bể lắng cát.

XI. 1. 3. Các loại bể lắng cát

Có nhiều cách phân loại bể lắng cát. Dựa theo số ngăn của bể phân ra bể lắng

một ngăn hoặc bể lắng nhiều ngăn, dựa theo đặc tính làm việc của bể phân ra: bể tháo

rữa định kỳ và bể tháo rữa liên tục... Biện pháp tháo rữa bùn cát trong các bể có thể có

thuỷ lực);

có thể dùng cơ giới để khuấy và tháo bùn cát (gọi là tháo rữa cơ giới); hoặc cũng có thể

kết hợp cả hai biện pháp trên (gọi là biện pháp hỗn hợp). Sau đây chúng ta xem xét các

ại bể

hi phần dung

tích chết với độ sâu hc (xem hình 11-1) đã lắng đọng nhiều bùn cát và đầy dần lên làm

dòng chảy thu hẹp khiến vận tốc tăng lên đến mức có thể kéo bùn cát nguy hiểm vượt

qua ngưỡng 7 vào kênh dẫn, cần phải tháo chúng khỏi bể lắng bằng các biện pháp đã

nêu trên. Thông thường hay dùng biện tháo rửa bằng thuỷ lực. Khi tháo bùn cát, do

dòng chảy trước ngưỡng ra bị xáo trộn mạnh có nguy cơ kéo theo bùn cát đã lắng vào

đường dẫn, do vậy nếu bể lắng chỉ có một ngăn thì khi xói rửa bùn cát phải tạm ngừng

cấp nước. Nếu bể lắng có nhiều ngăn (hình 11-1 và 11-2) thì tiến hành xói rửa định kỳ

lần lượt các ngăn và chỉ ngừng cấp nước ở ngăn đang xói rửa. Bể xói rửa nhiều ngăn

tục và khả năng

ó từ 2 - 6 ngăn.

Công việc tháo rửa bùn cát trong các ngăn tiến hành cách sau (hình 11-1): trước

tiên đóng các cửa van 14, 15 ở đầu và cuối ngăn bể cần rửa; sau đó mở cửa van tháo cát

13 để tháo cạn nước trong ngăn; tiếp đến hé mở cửa van đầu ngăn 14 để tạo dòng chảy

xiết cuốn bùn cát vào các hành lang 10, 11 đưa bùn cát cần tháo về kênh tháo rửa 12.

nhiều cách : dùng dòng nước tốc độ lớn để cuốn trôi bùn cát (gọi là biện pháp

lo theo đặc tính làm việc.

1. Bể lắng cát tháo rữa định kỳ

Bể lắng cát xói rữa định kỳ có thể một ngăn hoặc nhiều ngăn. K

được dùng nhiều hơn loại chỉ có một ngăn do tính chất cấp nước liên

phân phối đều vận tốc dòng chảy theo hướng ngang của nó, thường bể c

141

1- các ngăn; 2- đoạn nối tiếp với kênh dẫn; 3- kênh dẫn; 4- tường ngực; 5- rãnh van sửa chửa; 6- van công

tác; 7- tời điện; 8- lưới phân phối; 12- hành lang thu cát; 13- kênh tháo cát; 16- đập tràn.

Hình 11-2. Sơ đồ bể lắng cát nhiều ngăn (của TTĐ Tritrick ở Liên xô cũ).

Để tăng hiệu quả xói rửa, đáy dốc được chọn i = (0,01 - 0,05), nếu bể có chiều

rộng lớn người ta làm các tường gân dọc có đỉnh cao hơn mực nước cao nhất của bùn

cát một ít để tăng vận tốc tháo nước.

142