Titlul temei: Proiectarea părţii hidromecanice pentru o centrală hidroelectrică echipată cu2 turbine hidraulice bulb.

(C.H.E Slatina).

CUPRINS

1. Prezentarea amenajării

2. Descrierea centralei

3. Descrierea turbinei

3. Determinarea parametrilor turbinei

4. Proiectarea rotorului

5. Proiectarea aparatului director

6. Analiza părţilor de intrare şi de ieşire

7. Concluzii privind exploatarea centralei

8. Plan de situaţie şi secţiuni prin amenajare

9. Desenul de execuţie al rotorului turbinei şi aparatului director

10. Aspiratorul

11. Ansamblul turbinei

12. Grafice şi diagrame aferente

13. Schema generala a AH

1. Prezentarea amenajarii

Amenajarea Slatina este amplasată pe malul drept al râului Olt, sectorul Drăgăşani -

Slatina, în albia majoră, la 890 m amonte de podul metalic de cale ferată, fiind încadrată în

aval de amenajarea Arceşti şi în amonte de amenajarea Ipoteşti. Acumularea realizează un

nivel normal de retenţie la cota 108,00 mdMB, nodul asigurând o cădere brută de 10,00 m faţă

de nivelul lacului din aval.

Acumularea Slatina s-a realizat prin închiderea frontului de retenţie cu o construcţie de

tipul baraj-centrală, continuată cu diguri pe ambele maluri.

Acumularea Slatina cuprinde următoarele obiecte principale:

- barajul deversor,

- centrală hidroelectrică, alipită de barajul deversor,

- lacul de acumulare,

- digurile de protecţie şi delimitare a chiuvetei lacului de acumulare

La nivelul maxim de retenţie108,00 mdMB lacul de acumulare are un volum de 21,15

mil m3 şi o suprafaţă de 515,91 ha, iar la nivelul maxim de verificare (0,1%) 110,50 mdMB

volumul este de 34,57 mil m3 şi suprafaţa de 548,65 ha.

Barajul frontal

Barajul deversor este amplasat pe râul Olt, fiind încadrat în aval de amenajarea Arceşti

şi în amonte de amenajarea Ipoteşti. Barajul deversor este situat pe malul stângă, iar centrala

pe malul drept.

Barajul deversor este de tip baraj stăvilar, mobil, cu cinci deschideri cu stavile segment

de 20,00 x 8,00 m.Materialul de construcţie este betonul armat si slab armat.

Zona amplasamentul are cote cuprinse între 102,50 – 103,30 mdMB. Fundarea barajului

deversor, disipatorului şi a zidurilor de racord s-a făcut pe roca de bază.

Roca de bază, este formată din argile marnoase, argile plastice, marne cu concreţiuni

calcaroase, nisipuri marnoase, nisipuri argiloase, prafuri marnoase, etc.

Coloana litolodică reprezentativăa rocii de bază se împarte în 2 complexe:

-un complex argilos,

-un complex nisipos – marnos.depozitele acoperitoare, este formată dintr – un strat de

aluvionar cuaternar, cu grosimea de 8,50 - 10,40 m, în care la adâncimi cuprinse între 1,50-

3,50 m faţă de cota terenului se află nivelul hidrostatic al pânzei freatice cu grosimi de

maximum 7,50 m.

stratificaţie: roca de bază este dezvoltată lentiliform (lentile groase de argile marnoase

încrucişate cu lentile de nisipuri fine marnoase, nisipuri argilose) într-o structură încrucişată,

cu înclinări de câteva grade (50 - 100), spre sud-sud-est.

Caracteristici geotehnice la rocilor

Greutatea volumetrică w t/mc 1,8 – 2,00

Coeziunea c kg/cmp 0,00 - 0,1

Unghi frecare internă 150 - 350

Caracteristici constructive

- lungime front de barare: 114,00 m;

-lăţime la bază: 49,00 m;

- lungimea frontului deversant: 100,00 m;

- înălţimea constructivă: 24,00 m;

- cota minimă de fundare: 89,00 mdMB;

- cotă coronament: 113,00 mdMB.

Soluţia constructivă a barajului este cu radier independent şi pile independente, cu rosturi

şicanate de dilataţie – contracţie între ele.

Etanşare

Etanşare de suprafaţă

La rosturile dintre elementele independente (deschiderile deversoare şi pile) s - au

prevăzut două rânduri de bandă PVC M; 35.

Etanşare în profunzime

Etanşarea de profunzime este realizată cu ecran continuu din beton cu grosime de 0,5

– 0,9 încastrat 50 cm în roca de bază. Adâncimea ecranului este de 15 m.

Acest perete s – a dezvoltat pe 3 luni:

- în amonte, pe toată lungime frontului (barajul deversor şi priza centralei);

- pe malul drept, zona blocului de montaj;

- pe malul stâng, în lungul culeii mal stâng baraj.

Galerii de drenaj în corpul construcţiei, rigole de colectare

În corpul deversorului şi pilelor, în zona pintenului amonte şi aval, s-au prevăzut 2 galerii

de drenaj de 2,00 m lăţime şi 3,00 m înălţime.

In corpul barajului deversor exista galerii pozitionate in amonte, in aval, precum si in axul

acestuia, astfel:

Galeria amonte are cota radierului la 91,50 mdMB

Galeria aval are cota radierului la 92,00 mdMB.

Echipament hidromecanic – nu e cazul.

Diguri laterale

a) Amplasament

Terenul pe care s-au fundat digurile se află pe terasele joase ale Oltului şi pe zona de

luncă, în braţe vechi ale Oltului.

b) Tipul şi materialul de construcţie

Barajele laterale sunt alcătuite din material drenant şi eterogen.

c) Geologia amplasamentului

Adâncimea rocii de bază a fost interceptată între 6,7 - 11,1 m faţă de cota terenului

natural, pe malul drept şi între 6,3 - 11,60 m faţă de cota terenului natural, pe malul stâng.

Roca de bază:

- pe malul drept: este formată din argile marnoase, marne, nisipuri marnoase, prafuri

marnoase, nisipuri fine medii cu rar pietriş, etc. Depozitele cuaternare întâlnite sunt

alcătuite dintr-un orizont superior argilos de 0,80-4,50 m grosime şi dintr-un orizont

inferior grosier, din nisip cu pietriş şi bolovăniş.

- pe malul stâng: este alcătuită din argile marnoase, marne cu concreţiuni calcaroase,

nisipoase, nisipuri prăfoase, nisipuri fine şi medii uneori grosiere şi cu rar pietriş.

Depozitele cuaternare detectate cuprind la partea superioară un orizont argilos de cca.

1,00 - 4,50 m grosime, urmat de un orizont grosier din nisip cu pietriş şi bolovăniş.

Digurile sunt alcătuite din material drenant (balast de sub nivelul hidrostatic), dispus în

filtrul de sub pereu, la pinten amonte, pinten aval, legătura cu contracanalul şi pe coronament

şi din material eterogen, reprezentat din amestec de balast cu nisipuri prăfoase în proporţie de

2/1, în restul corpului digului.

d) Caracteristici constructive

- pante taluze: spre apă 1: 2,5 - protecţie pereu din beton armat

exterior 1: 2 - protecţie strat vegetal

- lăţime coronament: 4,00 m şi 4,5 m.

e) Etanşare

Etanşare de suprafaţă

pereu de beton armat cu plase sudate, având grosimea între 15 şi 20 cm.

Etanşarea rosturilor pereului s–a făcut astfel:

- rostul dintre parapet şi plăcile pereului a fost etanşat cu mastic bituminos;

- rosturile transversale au fost etanşate cu mastic azbobituminos;

- rosturile longitudinale ale pereului au fost etanşate cu mastic bituminos;

- rostul articulaţiei grindă – pereu s–a etanşat cu 2 straturi de carton asfaltic

şi 3 straturi de mastic bituminos.

Etanşare în profunzime

cu ecran executat cu instalaţia Kelly, având grosimea medie de 60 – 70 cm;

cu pinten de beton de 0,50 x 0,80 m executat la piciorul dinspre lac al digului.

Dig mal drept principal

- amplasament: între zidul de racord al centralei Slatina, formând o bară în dreptul

nodului hidrotehnic Arceşti;

- lungime: 9.058 m

- înălţime maximă: de 8,00 m

- cotă coronament: 111,00 mdMB ÷113,00 mdMB

- etanşarea în profunzime s-a realizat printr-un ecran executat cu instalaţia Kelly,

având grosimea medie de 60 - 70 cm, încastrat 1,00 m în roca de bază,

- etanşarea de suprafaţă - pereu de beton armat cu plase sudate, având grosimea: 20

cm şi 15 cm, cu rosturi etanşate

Etanşarea rosturilor pereului s-a făcut astfel:

- rostul dintre parapet şi plăcile pereului a fost etanşat cu mastic bituminos;

- rosturile transversale au fost etanşate cu mastic azbobituminos;

- rosturile longitudinale ale pereului au fost etanşate cu mastic bituminos;

- rostul articulaţiei grindă - pereu s-a etanşat cu 2 straturi de carton asfaltic şi 3

straturi de mastic bituminos.

Modul de amenajare al coronamentului:

- balast compactat conform caietului de sarcini de terasamente

- coronamentul este prevăzut cu parapet sparge-val de 0,50 m înălţime.

Dig mal stâng tronson I

- amplasament: între culeea stângă a barajului deversor şi pârâul Strehareţ

- material de execuţie: umplutură eterogenă de material exploatat din cuveta lacului.

Umplutura este formată din nisip, pietriş şi bolovăniş.

- lungime: 6.600 m

- înălţime maximă: 8,00 m

- cotă coronament: de la baraj cota 112,00 mdMB coboară pe 50,00 m, la cota 111,00mdMB,

rămâne constantă 111,00 mdMB pe 100,00 m până la km 2+700, în care se ridică la 111,50

mdMB cu pantă 0,5 % până la podul DN (km 3+700), apoi creşte cu pantă 0,5% până la cota

112,85 (km 6+450). Coronamentul digului are prevăzut parapet sparge-val din beton cu h =

0,50 m.

- etanşare în profunzime: cu ecran executat cu instalaţia Kelly, având grosimea medie de 60 -

70 cm, încastrat 1,00 m în roca de bază

- protecţie taluze:

- amonte: pereu din beton armat monolit, cu grosimea de 20 cm şi 15cm, constantă pe toată

înălţimea digului:

- aval este îmbrăcat cu sol vegetal (10 cm grosime) şi înierbat

Modul de amenajare al coronamentului: balast compactat

Dig mal stâng tronson II

- amplasament: traseul se suprapune peste un dig existent (care era construit în

perimetrul Olt - pârâul Strehareţ), ca protecţie a captărilor prin puţuri ale oraşului

Slatina.

- material de execuţie: umplutură eterogenă de material exploatat din cuveta lacului.

Umplutura este formată din nisip, pietriş şi bolovăniş.

- lungime: 1.700 m

- înălţime maximă: 4,10 m

- cotă coronament: 112,90 mdMB

- etanşare în profunzime: nu are

- protecţie taluze:

- amonte: pereu din beton armat monolit, cu grosimea de 15cm, constantă pe toată

înălţimea digului:

-

- aval este îmbrăcat cu sol vegetal (10 cm grosime) şi înierbat

- lăţimea coronamentului: 4,50 m

- modul de amenajare al coronamentului: balast compactat.

Galerii de drenaj în corpul construcţiei, rigole de colectare

Sistemul de drenaj a constat din execuţia unui canal deschis la piciorul aval al

digurilor, de secţiune trapezoidală, protejat cu piatră spartă sau beton simplu, dimensionat

pentru Q 5%, astfel încât digurile au următoarele tipuri de contracanale:

- pentru malul drept: contracanal tip IV, de la centrală până la km 4+050 şi contracanal

de tip I de la km 4+050 până la km 6+450 (în dreptul fostei debuşări în Olt a pârâului

Beica).

Contracanalul mal drept primeşte un singur afluent, la km dig 4+050, identificat pe plan

cu numele Arţăroasa. La racordul cu rampa mal drept a podului rutier Slatina, contracanalul

este traversat de un pod, iar rampa podului este protejată cu pereu din beton armat de 15 cm

grosime atât în partea amonte, cât şi aval.

- pentru malul stâng: contracanalul primeşte prin intermediul subtraversării pârâului

Strehareţ (km 5+900), apele colectate de tronsonul II de dig. Apoi urmăreşte în

secţiune tip I (b/h = 3,5/2) digul având o bermă de 4,00 m până în dreptul podului

rutier, pe sub care trece în lac. De la podul rutier, urmăreşte în continuare digul până la

km 2+700, unde intră pe sub faleză, pe 900 m, într-un colector de 2200 mm. La

ieşirea de sub faleză, trece pe sub rampa drumului Slatina - baraj, lasă în stânga noua

staţie de epurare a oraşului Slatina. La km 0+250, părăseşte traseul digului

îndreptându-se către regularizarea aval Slatina, unde debuşează. Contracanalul

păstrează caracteristicile secţiunii de tip I.

Elementele componente ale obiectivului hidrotehnic

a. Descărcătorul de suprafaţă

Caracteristici constructive

- amplasament: în frontul de retenţie;

- tip: de suprafaţă cu prag lat, echipat cu stavile segmenet cu clapetă cu cinci

deschideri

- dimensiuni:

- înălţime: 24,00 m

- lungimea unui câmp deversor 20,00 m

- lăţimea pilelor 3,50 m

- cote constructive:

Nr.

crt.

Cote construcţii Baraj Slatina

[mdMB]

1. Cotă prag deversor 100,00

2. Cotă coronament 113,00

3. Cotă ax de rotaţie a stavilei (la 6,375 m aval de

ax baraj)

105,50

- tip echipament hidromecanic:

- 5 stavile segment cu clapetă 20,00 x (6,00 + 2,00) m; acţionate

electromecanic cu lanţuri sincronizate prin arbore electric.

- 1 batardou plan S5 – 20 x 1,7

Caracteristici constructive

- capacitate de evacuare la nivel maxim de calcul Q1%: 3150 m /s

- capacitate de evacuare la nivel maxim de verificare Q0,1%+Q=5604 m /s

b) Golire de semiadâncime – nu e cazul

c) Golirea de fund – nu e cazul

Disipator de energie

- material de execuţie: placă beton armat

Părţi componente: 1 treptă

mod de execuţie:

- este prevăzut de dinţi Rehbock, înalţi de 3 m şi groşi de 2 m,

- pragul aval este şicanat, dinţii având înălţimea de 2,50m şi lăţimea de

1,50m

dimensiuni caracteristice:

- lungimea: 28,00 m

- grosime radier: 2,50 m

- lăţimea: 114,00 m

cote caracteristice:

- cota superioară a radierului: 93,00 mdMB,

- cota pintenilor amonte şi aval: 89,00 mdMB

Rizberma mobilă

Este dispusă aval de bazinul disipator şi face racordarea cu albia din aval. Este fundată

pe roca de bază. Zona de racordare cu radierul regularizării aval este protejată cu o saltea de

gabioane de 50cm

Este formată din următoarele strate, începând cu cota de fundare:

- saltea de gabioane de 50 cm grosime,

- stabilopozi cu înălţimea de 2,00 m amestecaţi cu blocuri prefabricate de beton şi

anrocamente.

Are următoarele dimensiuni caracteristice:

- lungimea amonte-aval 25,00 m,

- lăţime: 114,00 m

- cota fundaţie 89,00 mdMB

- cota la partea superioară 92,00 mdMB

Regularizarea aval

Asigură evacuarea apelor deversate şi a debitului uzinat spre lacul din aval.

Cota radierului la plecare este 96,50 mdMB şi lăţimea de 146,00 m. În zona podului

CF Craiova-Piteşti, la aprox. 800 m în aval, se ajunge la o lăţime de 302,00 m.

Pe traseul regularizării sunt prevăzute 3 praguri transversale:

- pragul 1: la 250 m de capătul aval al rizbermei mobile;

- pragul 2: la 500 m de pragul 1;

- pragul 3: la 50 m aval de podul CF.

Primele două praguri transversale sunt executate din blocuri de beton pe o saltea de

gabioane şi fascine, iar pragul 3 este executat din perete continuu de beton armat, continuat în

aval cu o protecţie

de gabioane pe saltea de fascine. Pilele podului sunt deasemenea protejate cu saltele

de gabioane pe fascine, împotriva eroziunilor locale.

Echipament hidromecanic aferent:

Barajul Slatina are 5 câmpuri deversoare numerotate de la I la V, începând cu câmpul

adiacent centralei, delimitate de 4 pile cu grosimea de 3,5 m, o pilă comună baraj-centrală şi o

culee mal stâng de 3,5 m grosime.

Toate deschiderile barajului sunt echipate cu stavile segment cu clapetă 20 (6+2)

mp. actionate cu instalatii de tip electromecanic amplasate în pile prin intermediul lanturilor

Gall.

Deschiderile I şi II au atât stavilele cât şi ghidajele laterale şi pragurile încălzite

inductiv.

Sistemul de incalzire este de tip inductiv cu cabluri siliconice si se foloseste pentru a fi

posibila manevrarea stavilelor in situatiile in care conditiile de mediu duc la formarea ghetii

intre garnituri si suprafetele de etansare ale stavilelor .

Deschiderea şi închiderea stavilelor segment cu clapetă se face prin intermediul

meanismelor cu lanţ stânga şi dreapta. Fiecare mecanism este activat de către un motor

comandat de câte un convertizor de frecvenţă.

Realizarea sincronizării prin intermediul convertizoarelor de frecenţă se face cu

ajutorul unui sistem automat de urmărire care are ca mărimi de intrare turaţiile celor 2

motoare, şi ca ieşiri, referinţele celor 2 convertizoare de frecvenţă.

Turaţiile sunt măsurate on-line prin intermediul a 2 traductoare de turaţie de tip

encoder incremental şi sunt achiziţionate atât de către PLC, cât şi de convertizorul aferent.

Pentru a se asigura manevrarea stavilelor în situatia în care instalatia electromecanica

nu functioneaza ,s-a prevazut şi o instalatie de actionare manuala cuplata la instalatia

electromecanica.

Pentru a se asigura manevrarea stavilelor în situatia în care instalatia electromecanica

nu functioneaza, s-a prevazut şi o instalatie de actionare manuala cuplata la instalatia

electromecanica.

Fiecare deschidere a barajului este prevăzută în amonte de stavilă cu nişe pentru

batardouri în care, în caz de necesitate se lansează elementele de batardou S5-201,7/8,3 mp,

reutilizate de la unul din barajele Govora sau Râureni.

Batardoul poate fi montat într-una din cele 5 deschideri ale barajului, în faţa stavilelor

cu scopul de a permite executia lucrarilor de revizie şi reparatie pentru acestea. Manevrarea

elementelor se face cu ajutorul unei grinzi de manevra cu doua puncte de agatare la batardou.

Pe timpul cat nu sunt utilizate, elementele de batardou sunt depozitate in fiecare

deschidere cate unul, deasupra nivelului maxim de retentie.

Grinda de manevra este cuplata la cele două macarale capră 12,5 tf-6,0 m, care

traversează întregul baraj pe căi de rulare sprijinite pe pile şi culee şi în deschideri pe grinzi

de beton.

Montarea batardourilor se face numai în apă statică, iar demontarea lor se face cu

presiune echilibrată pe ambele feţe.

Echilibarea presiunilor pe cele doua fete ale batardoului se realizeaza cu o instalatie

de by-pass amplasata în pilele nr.1, 2 şi 4.

Instalatia este formata din conducte inglobate Dn 300 care strabat pilele şi care au

montate la fata pilelor vane de perete actionate manual de pe coronament cu roti de manevra .

Pentru prevenirea formării podurilor de gheaţă din lac în contact cu stavilele barajul

este prevazut cu o instalaţie de barbotare cu aer comprimat. Instalatia este alcătuită dintr-o

staţie de aer comprimat amplasată în pila nr. 2, în camera mecanismelor, în aval de acestea.

Staţia se compune din 2 electrocompresoare care debitează fiecare aer comprimat

printr-un panou de distribuţie într-o conductă magistrală de 3 ce traversează întregul baraj.

Din magistrală se ramifică câte două conducte de 2 în pile şi culei, de o parte şi de

alta a fiecărei stavile, conducte ce conduc aerul sub presiune în pragurile stavilelor, pe la

ambele capete ale acestora.

Pragurile sunt prevăzute cu orificii 3 mm din 500 în 500 mm, pentru evacuarea

aerului comprimat. Aerul este debitat la presiunea de 1,5 atm sau la 3 atm, automat, funcţie de

temperatura aerului.

Barajul este echipat cu o instalaţie de alimentare de rezervă cu grup electrogen.

Instalatia este destinată alimentării consumatorilor importanţi din zona barajului în cazul unei

avarii care conduce la lipsa totală a alimentării cu energie electrică din reţea.

Instalaţia de alimentare de rezervă a consumatorilor de la baraj este alcătuită dintr-un

grup electrogen (Diesel) de 125 kVA tip stabil, fără capotă, plasat în culeea mal stâng a

barajului la cota 108,92 mdMB.Pentru asigurarea unei funcţionări continue timp de 3 zile (72

ore) s-a prevăzut un rezervor de motorină paralelipipedic de 2000 l amplasat lângă camera

grupului

In fata radiatorului motorului Diesel s-a prevazut o gura de aspiratie a aerului, ce

comunica cu exteriorul printr-o fereastra de 800x1000 mm cu jaluzele reglabile, pentru a nu

lasa sa patrunda în interiorul camerei aer umed sau frigul în timp ce grupul electrogen nu

functioneaza.

Evacuarea gazelor se face în exterior prin doua tevi Ø 60x4 mm.

Pentru asigurarea unei functionari continue timp de 3 zile (72 ore) s-a prevazut un

rezervor de motorina paralelipipedic de 2000 litri amplasat langa camera grupului.

Introducerea sau scoaterea rezervorului, precum şi reumplerea acestuia se face prin

chepengul din planseu.

STAVILA CLAPETĂ SSC 20 (6,40 + 1,60) m2

Caracteristici tehnice - tip şi dimensiune: segment cu clapetă, construcţie metalică tip cheson

- nr. stavile 5 buc

- deschiderea în lumină a stavilei 20,000 mm

- inaltimea în lumina a stavilei 8,7 m din care :

- inaltimea în lumina a clapetei 2,2 mm

- deschiderea în lumină a clapetei 16,900 mm

- sarcina de calcul 8.3 mca

- cursa stavilei (a muchiei inferioare) 8,74 ml

- cota articulatiei stavilei 105,50 mdMB

- cota pragului 99,60 mdMB

- cota coronamentului 112,0 mdMB

- cursa clapetei (unghiul de basculare) 650

- cota mecanismului de actionare 109,25 mdMB

- numărul furniturilor complete 5 buc., 2 încălzite,

- neîncălzite

- nivel normal de retentive 108,0 mdMB

- tipul grinzii de manev ra MA 20 x 2/12,5 tf

- tipul instalaţiei de acţionare stavilă electromecanic cu lanţuri, eclise şi bolţuri

- sarcina nominală a mecanismului de acţionare 2 80 tf

- sarcina maximă a mecanismului 200 tf

- viteza de acţionare a stavilei şi clapetei 0,2 m/min

- raportul total de reducţie al mecanismului i = 10250

- randamentul mecanismului = 0,35 - 0,69

- numărul punctelor de prindere al stavilei/clapetei 2/2

- puterea nominală a electromotorului principal 7,5 kW

- puterea nominală a electromotorului auxiliar 10,0 kW

- turaţia nominală a electromotoarelor 380 V

- sincronizarea grupului mecanismului prin arbore electric

- acţionarea de rezervă a mecanismului manuală

- etanşare: pe prag - benzi de cauciuc tip "cuţit"

pe ghidajele laterale ale stavilei - garn. de cauciuc tip "P"- între corpul stavilei şi clapetă bandă de cauciuc

BATARDOU PLAN S5 20 1,7 m

Caracteristici tehnice - număr elemente 5 buc.

- tipul batardoului plan, alunecător

- sarcina de calcul 8.3 mca

- deschiderea în lumină 20000 mm

- înălţimea unui element de batardou 1720 mm

- înălţimea totală a batardoului 8600 mm

- mod de manevră cu două macarale capră şi grindă de manevră

- tipul de etanşare frontal şi lateral: cauciuc tip "P60"

la prag şi între elemente: tip "cuţit"- poziţia etanşării spre aval

- ghidare în nişă prin tampoane de oţel

- depozitarea elementelor prin sprijinire pe grinzi în nişele proprii

- greutatea unui element de batardou cca. 17500 kg

- nivel normal de retentive 108,0 mdMB

- numărul de puncte de prindere: 2

- distanţa între puncte de prindere 10000 mm

- greutatea grinzii de manevră cca. 3500 kg

- sarcina grinzii de manevră 2x16tf

- cota reazemului de depozitare 110,88 mdMB .

INSTALATII AUXILIARE

Instalaţia de barbotare

Caracteristicile tehnice- tipul compresorului ROLLAIR tip 550

- numărul 2 buc

- debitul compresorului Q= 102 mc/h

- presiune nominală 7 barr

- presiune maximă 8 barr

- tipul motorului electric cu rotor în scurtcircuit

- puterea electromotorului 11k W

- turaţia electromotorului 3000 rot/min

- tensiunea nominală 100 V

- tipul reductoarelor de presiune RP-2-10/3; RP-2-10/1,5

- numărul reductoarelor de presiune cate 2 buc pentru fiecare tip de reductor

- tipul electroventilului Ve-50-1

- diametrul nominal al electroventilului Dn 50

- presiunea nominală a electroventilului pn = 5 kgf/cmp

- greutatea electrocompresorului 520 kg

Instalaţia de alimentare de rezervă cu grup ELECTROGEN

Caracteristicile tehnice :- puterea nominală 125kVA

- tipul motorului Torpedo B-558 VH

- tipul generatorului sincron CSR 125/400

- tensiunea nominală între faze 400V

- curentul nominal 181A

- puterea motorului 165 CP

- turaţia 1500 rot/min

- pornire cu demaror electric

- tipul grupului electrogen necapotat

- greutatea grupului 3000 kg

Instalaţia de by-pass batardou

- diametrul nominal al conductei Dn 300

- numarul de conducte by-pass 3 buc.

- tipul vanelor vane de perete

- diametrul nominal al vanelor Dn300

- numarul vanelor 6 buc

- manevrarea vanelor manual, cu roata de manevra

- locul de manevrare al vanelor pe coronament

- cota conductelor by-pass 101,35 mdMB

INSTALAŢIA DE RIDICAT

Macara capră 12,5tf (2 buc.)Caracteristici tehnice:

Translaţia căruciorului- viteza de deplasare 1,6÷8

m/min

- regim de lucru 1 m

- ecartament 750 mm

- ampatament 820 mm

- diametrul roţii de rulare 250 mm

- diametrul tamburului 200 mm

- lăţimea şinei de rulare 50 mm

- presiunea max. pe roţi 3350 kg

Troliul de ridicare- sarcina 12,5 tf

- regim de lucru 1 m

- viteza de ridicare 1,25÷6,3 m/min

- microviteza 1,5 m/min

- înălţimea de ridicare deasupra şinei 5 m

- înălţimea de coborâre sub nivelul şinei 24 m

- diametrul tamburului 800 mm

- viteza de deplasare macara 12,5 m/min

d) Priza de apă

d.1) Priza energetică Amplasament: în corpul centralei, adiacent barajului deversor;

Zona prizei este partea din infrastructura centralei delimitată sper aval de zidul de presiune şi nişa batardoului amonte şi cuprinde toate elementele care formează prima parte a circuitului hidraulic prin care apa pătrunde spre agregate.

Tipul prizei: - priză de presiune, direct din acumulare;

Elementele constructive principale ale prizei sunt următoarele:- culee mal drept

- pilă centrală

- pilă comună cu barajul

- radierul

- timpanul amonte

- zidul de presiune

INSTALATII AUXILIARE

Instalaţia de barbotare

Caracteristicile tehnice- tipul compresorului ROLLAIR tip 550

- numărul 2 buc

- debitul compresorului Q= 102 mc/h

- presiune nominală 7 barr

- presiune maximă 8 barr

- tipul motorului electric cu rotor în scurtcircuit

- puterea electromotorului 11k W

- turaţia electromotorului 3000 rot/min

- tensiunea nominală 100 V

- tipul reductoarelor de presiune RP-2-10/3; RP-2-10/1,5

- numărul reductoarelor de presiune cate 2 buc pentru fiecare tip de reductor

- tipul electroventilului Ve-50-1

- diametrul nominal al electroventilului Dn 50

- presiunea nominală a electroventilului pn = 5 kgf/cmp

- greutatea electrocompresorului 520 kg

Instalaţia de alimentare de rezervă cu grup ELECTROGEN

Caracteristicile tehnice :- puterea nominală 125kVA

- tipul motorului Torpedo B-558 VH

- tipul generatorului sincron CSR 125/400

- tensiunea nominală între faze 400V

- curentul nominal 181A

- puterea motorului 165 CP

- turaţia 1500 rot/min

- pornire cu demaror electric

- tipul grupului electrogen necapotat

- greutatea grupului 3000 kg

Instalaţia de by-pass batardou

- diametrul nominal al conductei Dn 300

- numarul de conducte by-pass 3 buc.

- tipul vanelor vane de perete

- diametrul nominal al vanelor Dn300

- numarul vanelor 6 buc

- manevrarea vanelor manual, cu roata de manevra

- locul de manevrare al vanelor pe coronament

- cota conductelor by-pass 101,35 mdMB

INSTALAŢIA DE RIDICAT

Macara capră 12,5tf (2 buc.)Caracteristici tehnice:

Translaţia căruciorului- viteza de deplasare 1,6÷8

m/min

- regim de lucru 1 m

- ecartament 750 mm

- ampatament 820 mm

- diametrul roţii de rulare 250 mm

- diametrul tamburului 200 mm

- lăţimea şinei de rulare 50 mm

- presiunea max. pe roţi 3350 kg

Troliul de ridicare- sarcina 12,5 tf

- regim de lucru 1 m

- viteza de ridicare 1,25÷6,3 m/min

- microviteza 1,5 m/min

- înălţimea de ridicare deasupra şinei 5 m

- înălţimea de coborâre sub nivelul şinei 24 m

- diametrul tamburului 800 mm

- viteza de deplasare macara 12,5 m/min

e) Priza de apă

d.1) Priza energetică Amplasament: în corpul centralei, adiacent barajului deversor;

Zona prizei este partea din infrastructura centralei delimitată sper aval de zidul de presiune şi nişa batardoului amonte şi cuprinde toate elementele care formează prima parte a circuitului hidraulic prin care apa pătrunde spre agregate.

Tipul prizei: - priză de presiune, direct din acumulare;

Elementele constructive principale ale prizei sunt următoarele:- culee mal drept

- pilă centrală

- pilă comună cu barajul

- radierul

- timpanul amonte

- zidul de presiune

d.2) Caracteristici funcţionale

- Cotă radier: 99,00 mdMB;

- Cotă prag superior: 106,10 mdMB

- Instalaţii de reglare a debitelor:

- 2 vane plane cu închidere rapidă 10,20 x 7,80 mp

- două grătare fixe echipate cu maşină de curăţat grătare;

- două batardouri de reparaţie (câte unul pentru fiecare agregat).

- Debit instalat: 330 mc/s.

2.Descrierea centralei hidroelectriceCaracteristici constructive

Centrala hidroelectrică este echipată cu 2 hidroagregate cu turbine bulb care au prevazute fiecare pe circuitul hidraulic amonte o prize cu urmatoarele echipamente :

- două grătare 11 x 11,5 mp de tip rar, demontabil, - o maşină de curăţat grătarul echipată cu două tipuri de curăţitoare care culisează

pe o cale de rulare montată la cota coronamentului.- instalaţia pentru evitarea plutirorilor din amonte de centrală spre baraj de unde

pot fi evacuate în aval prin manevrarea echipamentelor de la baraj. Este formată din lanţul de flotori şi ancorajele lanţului de flotori,

- un set de 7 elemente batardouri plane 11 x 1,7 mp montate în nişe special care se folosesc în perioada de revizie a hidroagregatelor din centrală.

Batardoul se manevrează cu cele două macarale capră de 12,5 tf – 6 m de pe coronament prin intermediul unei grinzi de manevră autocuplate de tip electrohidraulic.

În centrală sunt prevăzute două hidroagregate KOTR 13,7 – 9,5 de tip reversibil (turbine – pompa) şi KOT 13,7 – 9,5 de tip clasic, fiecare dintre ele fiind formate din următoarele componente:

a) turbină hidraulică compusă din capsula amonte, stator cu pale fixe rotor cu pale reglabile acţionate de servomotore, arborele turbinei, lagărul turbinei şi capul de distribuţie pentru alimentarea cu ulei a servomotoarelor de la aparatul director şi rotor, etanşarea turbinei;

b) sistemul de reglaj compus din regulator de turaţie , grupul de ulei sub presiune şi echipamentele de reglaj.

Regulatorul de turaţie este de tip electrohidraulic şi asigurară reglarea automată a deschiderii aparatului director şi reglarea puterii turbinei între valorile minimă şi maximă.

La hidroagregatul modernizat s-a înlocuit regulatorul de turaţie electrohidraulic cu un regulator cu convector.

Grupul de ulei sub presiune asigură uleiul necesar pentru acţionarea servomotoarelor aparatului director şi a celor pentru acţionarea rotorului, şi este format din rezervor de ulei, pompe acumulator aer-ulei, etc.

Echipamentele de reglaj asigură legăturile hidraulice şi de reactive pentru funcţionarea normală a regulatorului de turaţie.

c) instalaţii anexe ale turbinei formate din:

- instalaţia de reglaj ulei de la cap de distribuţie care asigură reintroducerea în circuitul de reglaj al turbinei a uleiului din capul de distribuţie şi este formată din grupul de drenaj (electropompe şi rezervor) şi circuitul hidraulic;

- instalaţia de ungere cu ulei a lagarelor hidroagregatelor de la cap de distribuţie care asigură ungerea cu ulei a lagarelor radiale şi a lagarului axial;

- instalaţia apei şi ulei pentru etanşare arborelui şi ungerea segmenţilor de la etanşare arbore

Închiderea în aval a circuitului hidraulic al fiecărei turbine se face cu vană plană 10,2 x 7,8 mp, acţionată cu un servomotor alimentat cu ulei sub presiune de la o instalaţie hidraulică.

Instalatia este formata din grupuri de pompare, blocuri de aparate, rezervoare şi circuite hidraulice şi este comuna pentru doua servamotoare.

Scoterea servomotorului de actionare al vanei pentru revizie şi reparatie se face cu macaraua portal 14+4 tf-2 m amplasata pe coronamentul platformei aval.

In situaţia în care este necesară izolarea dinspre aval a agregatului în vederea efectuării reviziilor şi reparaţiilor se vor monta în nisele grătarului cele 5 elemente ale batardoului plan 11x1.7 mp.

Elementele de batardou şi gratarul se manevrează cu macaraua capră 2 x 6.3 tf – 2.5 m de pe coronamentul platformei aval prin intermediul unei grinzi de manevra cu contragreutate care are două puncte de agăţare la batardou.

Pentru manevrarea subansamblelor celor doua hidroagregate în vederea executării lucrărilor de revizie şi reparaţie se foloseşte podul rulant 200/50/5tf – 14.0 m care este montat pe căi de rulare fixate de grinzi de beton din centrale.

Pentru buna funcţionare a centralei, este echipată cu urmatoarele instalaţii auxiliare:- instalatia de aer comprimat de înaltă presiune care asigură volumul şi presiunea necesară a

aerului în acumulatorul de ulei-aer al grupului de ulei sub presiune. Instalaţia de aer comprimat compune din 2 compresoare, un rezervor tampon de 3 mc, 2 separatoare de ulei, robineţi, manometre, termometre;

- instalaţia de aer coprimat de joasă presiune pentru asigurarea etanşării rotorului turbinei şi frânarea rotorului generatorului şi alte folosinţe în central. Instalaţia este compusă din 2 compresoare, rezervor tampon de 3,0 mc, separatoare de ulei, robineţi, manometre, termometre;

- instalatia de apa de racire formată dintr – o staţie de pompare, echipată cu electropompe, filtre şi reţeaua de conducte pentru distribuirea apei necesara funcţionării hidroagregatelor

- gospodaria de ulei (1 ans.) care asigura uleiul necsar pentru functionarea hidrtoagregatelor şi care cuprinde rezervoare, conducte, armături şi instalaţii mobile de pompare a uleiului;

- staţie de pompe pentru golirea aspiratoarelor formată din din două pompe care pot funcţiona paralel, pe o conductă de refulare comună;

- staţia de pompe de epuismente formată din 2 pompe Criş 150, care pot funcţiona separat sau paralel pentru evacuarea apei colectată în puţul de epuismente.

Pe circuitul tehnologic al fiecărui hidroagregat s – au prevăzut următoarele echipamente:

Batardou amonte A7 – 11,00 x 11,55 mp

- tipul batardoului plan, alunecător

- deschiderea în lumină11000 mm

- înălţimea în lumină11550 mm

- numărul de elemente de batardou 6+1 buc.

- manevrarea batardoului sub nivel echilibrat cu 2 macarale capră de 12,5 tf – 6 m

şi grindă de manevrare- etanşarea prgului şi între elemente cauciuc, tip

cuţit- etanşarea laterală

cauciuc,profil ”P”- poziţia tolei de retenţie şi a etanşării spre

aval- ghidarea în nişă pe tampoane de

oţel- nr. de pct.de prindere la grinda de manevrare 2

buc.

Grătar rar 11 x 15 mp

- tip rar, vertical, demontabil

- număr 1 buc

- deschiderea în lumină11000 mm

- înălţimea în lumină15000 mm

- lumina între bare 120 mm

- sarcina de calcul 13 mca

- curăţirea grătarului mecanică,cumaşinade curăţat grătare

Maşina de curăţat grătare (1 buc.)

- dimensiuni de gabarit (fără macara):- lungimea

4000 mm- lăţime

3600 mm- înălţime

4530 mm- ecartamentul maşinii

2000 mm- ampatamentul maşinii

3150 mm- ecartamentul curăţătorilor

1950 mm

- distanţa între cablurile de antrenare ale curăţitorului2240 mm

- capacitatea curăţitorului 0,5 m3

- greutatea maximă a încărcăturii curăţitorului 600 kg

- dimensiunile max. ale obiectelor evacuate de curăţitor (echivalent) 100x1000

mm2

- cursa curăţitorului 28 m

- pasul dinţilor curăţitorului120 mm

- viteza de ridicare – coborâre a curăţitorului 8 m/min

- viteza de basculare a curăţitorului 5,4 m/min

- viteza de translaţie a maşinii10,3m/min

- maşina este utilată cu 2 curăţitoare- curăţitor cupă 1

buc- curăţitor greblă 1

buc- murdăriile sunt evacuate cu un container 1,7

m3

- pentru evacuarea flotărilor mari macara pivotată cu graifăr

- sarcina de ridicare a macaralei manuale 500 kg

- deschiderea macaralei3000 mm

- unghiul de rotire 120- diametrul max. al flotorului pe care

graifărul îl poate apuca Φ 400 mm- lungimea flotorului (buşteanului) 2m

Instalaţia de turbine hidraulice de tip KOT 13,7-9,5; KOTR13,7-9,5(CHE Slatina)

Turbina KOT 13,7 – 9,5- număr bucăţi 2

- tipul bulb clasic

- diametrul rotorului D = 5000 mm

- turaţia nominală n = 107,14 rot/min

- sensul de rotaţie al turbinei sensul acelor ceasornicului, turbina fiind privită dinspre hidrogenerator

- Căderi caracteristici :

- Cădere static maxim maximorum (Hst max.max.) 14,50 mca- Cădere statică maximă (Hst.max.) 13,50 mca- Cădere maximă (Hmax.)12,80 mca- Cădere netă maximă posibilă (Hp) 10,00 mca- Cădere de calcul (Hc) 9,50

mca- Cădere minimă de funcţionare garantată (Hmin) 6

mca- Puteri maxime la arborele turbinei :

- putere max. la arboreal tb pentru căderi nete superioare căderii nete de calcul Hc = 9,5 mca până la căderea netă maximă Hmax.=12,8 mca,

13700 KW- putere max.la arborele tb pentru căderea netă minimă Hmin = 6,00 mca, 6450 KW

- Debite maxime absorbite de turbine :

- debitul max. absorbit la căderea netă Hmax. =12,80 mca, 120 mc/s

- debitul max. absorbit la căderea netă ponderată cu producţia de energie Hp = 10 mca 153 mc/s

- debitul max. absorbit la căderea netă de calcul max. Hmax. = 12,80 mca 120 mc/s

- debitul max. absorbit la căderea netă minimă Hmin. = 6 mca 124 mc/s- Turaţii maxime de ambalare :

- turaţia maximă posibilă de ambalare în ipoteza păstrării combinatorice : 170 rot/min

- turaţia maximă posibilă de ambalare în ipoteza ruperii legăturii combinatorice 230

rot/min

Vane plane cu închidere rapidă 10,2 x 7,8 mp

- tipul vanei plană din 2 sectoare (modernizată)

- înălţimea în lumină7800 mm

- deschiderea în lumină10200 mm

- tipul etanşării cauciuc tip”P” şi ”cuţit”

- sarcina de calcul a vanei 19,5 m.c.a.

- timpul de ridicare pentru o vană 10 min

- timpul de coborâre pentru o vană 2 min

- poziţia normală a vaneideschisă

- înălţimea secţiei inferioare4000 mm

- înălţimea secţiei superioare3800 mm

- mod de rulare în nişă cu role ghidare

- tipul mecanismului de acţionare hidraulic cu servomotor

- fotţa de ridicare1200kN

- număr vane 2 buc

Servomotorul de acţionare- cursa servomotorului

8200 mm- diametrul cilindrului 400

mm- presiunea uleiului la ridicare 109

barr

Grătar rar aval 11 ´ 8,2 mp- numar bucati 2- deschiderea in lumina

11000 mm- inaltimea in lumina

8200 mm- lumina între bare 120

mm- curăţirea grătarului

manuala

Batardou plan pentru închiderea aspiratorului 11 ´8,2 mp

- tipul batardoului plan alunecător, din elemente

- deschiderea în lumină11000 mm

- înălţimea în lumină8200 mm

- manevrarea batardoului sub nivel echilibrat, cu macara capră de

2x6.3tf-2.5 şi grindă de manevră- etanşarea pragului şi între elemente cauciuc: tip

cuţit

- etanşarea laterală şi frontală cauciuc profil "P"

- poziţia tolei de retenţie şi a etanşării spre amonte

- ghidarea în nişă pe tampoane de oţel

- numărul de puncte de prindere în cârligele grinzii de manevră 2 buc.

INSTALAŢII DE RIDICAT

a) Pod rulant 200/50t/5t-14 m (1 buc)- înălţimea podului peste şina podului

4430 mm- amplasament pod

4600 mm- deschiderea podului

14000 mm- cota peste tampoanele podului

8400 mm- cota între şina pod - şina cărucior

2100 mm- lungimea căruciorului

5525 mm- lăţimea căruciorului

5398 mm- ampatament cărucior

3000 mm- ecartament

4500 mm

f) Palan manual 3,2 tf

- număr buc 2- sarcina maximă 2 tf (nr.1)- sarcina maximă 1 tf (nr. 2)

Se poate fixa pe braţe rotitoare pentru introducerea şi scoaterea unor piese din bulb prin coloana amonte.

c) Macara capră 2x6.3tf-2.5m Translaţia căruciorului

- sarcina 6,3 t- viteza de ridicare 6

m/min- înălţimea de ridicare sub nivel şină 2 m- înălţimea de ridicare peste nivel şină 5,00

m

Mecanismul de translaţie- viteza de translaţie 10

m/min

- ecartamentul macaralei2000 mm

- ampatamentul macaralei4000 mm

- diametrul roţii de rulare 400 mm

- lăţimea şinei de rulare (tip CF 40) 64 mm

Instalatia de aer comprimatInstalatia de inalta presiune - tipul compresorului BAUER tip VERTICUS 5 B12 4-

4-5- presiune maximă de lucru

66,7 bar- numar compresoare 2- debit compresor 215

l/min- presiune nominală de lucru 46

bar- volum rezervor

3000 lmotor electric- putere motor electric 4

KW- turaţie

1420 rot/min- tensiune 380

V- cos Φ 0,90

Instalatia de joasa presiune - tipul compresorului ROLLAIR

tip 550- numar compresoare 2- debit compresor 102

mc/h- presiune nominală 7

barr- presiune maximă 8

barr- tipul motorului electric cu rotor în

scurtcircuit- puterea electromotorului 11

kW- tutaţia electromotorului

3000 rot/min- tensiunea nominală 100

V- tipul reductorului de presiune RP-2-10/3; RP-2-10/1,5

- numărul reductoarelor de presiune câte 2 buc pentru fiecare tip reductor

- tipul electroventilului Ve-50-1

- presiunea nominală a electroventilului Pn=5 kgf/cmp

- greutatea electrocompresorului 520 hg

Instalatia de apa de racireCaracteristici tehnice

Electrompompe 4 buc.Caracteristici tehnice a) pompe- tip LOWARA 80 –

160/150

- debit 72 ÷210 mc/h

- înălţime pompare H =15÷.38,8 m

- turaţie 2920 rot/min

b) motorul electric - tip LOWARA LM 160 B 34 S3/3150

- putere

P=15kW- Tensiune 380 V ; 660 V Y

- Curent 30,8 A ; 17,8 A Y

- cos 0,9

- turaţie 940 rot/min.

- greutatea 92 kg

c) Filtre mecanice tip – HYDAC INTERNATIONAL RF 3-2-EU1-NM-N-1-1-0 KS100 – 2 buc.

- presiune max. 10 bar

- temp. max. 90 grade

- capacitate 105 litri

- greutate 470 kg

- putere motor 0,5 KW

- tens. alim 400 V

Instalatia de golire aspiratorCaracteristici tehnice

- debit pompa 180 mc/h

- presiune refulare 2 bar

- putere motor electric 22 KW

- turatie1500 rot/min

Instalatia de epuismenteCaracteristici tehnice

- debit pompa 1800 mc/h- presiune refulare 2 bar- putere motor electric 22 KW- turatie 1500rot/min

3. Descrierea turbinei

O turbină este o mașină de forță care transformă energia primară a unui fluid în energie mecanică obținută la cuplă, prin intermediul unui rotor prevăzut cu palete.

O turbină este formată din:

Stator, în care energia primară (energia potențială în cazul fluidelor incompresibile, respectiv energia internă în cazul fluidelor compresibile) este transformată în energie cinetică. Dacă energia primară este sub formă de energie cinetică (energia vântului sau a mișcării apei), statorul poate lipsi.

Rotor, format dintr-unul sau mai multe discuri echipate cu palete, discuri fixate pe un arbore, cu care se rotesc solidar. Paletele preiau din energia cinetică a fluidului (la turbinele cu acțiune), respectiv și din energia primară a fluidului (la turbinele cu reacțiune), transferând această energie discului și arborelui.

Clasificare

După tipul energiei primare transformate, turbinele se clasifică în:

Turbine termice, la care energia primară este energia termică. Tipuri de turbine termice:

o Turbine cu aburo Turbine cu gaze

Turbine hidraulice, la care energia primară este energia hidraulică. Tipuri de turbine hidraulice:

o Turbina Peltono Turbina Franciso Turbină Kaplano Turbina Bulbo Turbina Michell-Banki

Turbine eoliene , la care energia primară este energia eoliană. Tipuri de turbine eoliene:

o Turbine eoliene cu ax orizontalo Turbine eoliene cu ax vertical (cu palete cu unghi de instalare variabil,

Darrieus, Savonius)

GENERALITĂŢI

În tehnica modernă s-au impus trei tipuri de turbine principale: Kaplan, Francis şi Pelton. În ultimul timp, din acestea au derivate turbinele Bulb, care sunt de fapt Kaplan fără cameră în spirală şi turbinele Deriaz-Kviatkovski, care sunt turbineleFrancis cu paletele rotorului reglabile. Fiecare tip de maşină îşi are un domeniu de utilizare, în care prezintă indicide funcţionare tehnico-economici ridicaţi (fig. 9). Fig. 9 Domeniul de utilizare al turbinelor

TURBINA BULB

Această turbină este un tip derivat al turbinei Kaplan dispusă orizontal, căreia îi lipseşte camera în spirală, iar tubul de aspiraţie este drept, ceea ce conduce la un curent axial în planul meridional. Generatorul a fost dispus la început în exteriorul turbinei, la periferia rotorului, iar pe urmă în interiorul unei capsule (unui bulb).

Deşi primele brevete datează din anul 1930-1933, construcţia lor ia un avânt deosebit abia după anul 1950, când se realizează primele centrale mareemotrice, în scopul utilizării energiei mareelor. În final s-a ajuns la o construcţie foarte compactă, denumită Bulb (fig. 14). Prezintă caracteristici optime de funcţionare în domeniul căderilor joase, H = 0,5 –15 m şi debite foarte mari. Curgerea axială comportă numeroase avantaje. Repartiţia mai bună a vitezelor la alimentarea rotorului permite o creştere a debitului specific, respectiv a puterii specifice. Rezultă de aici o reducere a diametrului rotorului, respectiv a dimensiunilor acestei turbine faţă de cea clasică, de tip Kaplan, cu 2 –7 %.

Elementele constructive importante ale unei turbine bulb, prezentate în figura, sunt: butucul rotorului (1), paletele rotorice(2), paletele aparatului director (3), paletele fixe sau statorice(4), rotorul alternatorului (5), statorul alternatorului (6), arborele turbinei şi al generatorului (7), capsula sau bulbul (8), lagărul axial (9), tubul de aspiraţie (10).

Turbina Bulb

Determinarea parametrior turbineiRandamentul total al turbinei

Se alege

Se da randamentul mecanic ; si randamentul volumic . Se calculează

randamentul hidraulic .

Debitul turbineiEste definit prin cantitatea de apa ce intra in masina in unitatea de timp. Din formula

puterii turbinei, P= ρgQHη, rezulta debitul turbinat:

m3/s.

In cadrul proiectului se va considera debitul: Q = 145,62 m3/s.Înălţimea barometrica(caderea bruta a amenajarii)

Înălţimea barometrică se defineste ca fiind diferenta dintre energia specifica a curentului din canalul de derivatie (amonte) si canalul de fuga (avalul centralei)

m

Unde (pv/ρg)=0,24 m reprezintă înălţimea corespunzătoare presiunii de vaporizare a apei la

temperatura de trecere prin turbină (20oC), iar A este altitudinea de amplasare a turbinei.Înălţimea de aspiraţie

Un parametru care primeşte o importanţă din ce in ce mai mare in studiul şi proiectarea turbinelor este înălţimea de aspiraţie. Acest parametru are o influenţa considerabilă asupra funcţionării şi comportării în exploatare a turbinelor, atât în ceea ce priveşte randamentul, cât şi siguranţa pe durata funcţionării. Înălţimea de aspiraţie este definită ca diferenţa pe verticală dintre un plan de referinţa al turbinei (planul mijlociu al aparatului director sau planul care trece prin axa paletei rotorului turbinei Kaplan) si planul nivelului apei din aval. Poate fi pozitivă sau negativă, după cum rotorul este dispus deasupra nivelului apei din aval sau sub acest nivel. Se notează de obicei cu HS şi se determină din formula D. Thomann:

m

k – coeficient de siguranţă - coeficient de cavitaţie = 1 pentru H = 10 m

Deoarece înălţimea de aspiraţie este negativă, m, turbina este cu

contrapresiune, adică rotorul turbinei este montat sub nivelul apei din aval.

RapiditateaLa o turbina Bulb (KOT), pentru o anumită cădere netă H, o înălţime de aspiraţie HS şi

înălţime barometrică Hb date, rezultă următoarea expresie a rapidităţii maxime denumită şi rapiditate critică:

Rapiditatea reală se alege cu câteva procente mai mică decât cea critică =(0,92÷0,95)

= 0,94 =701,038 rot/min.

Turaţia

rot/min

=1,36· =17680

Numărul de perechi de poli

Numărul de perechi de poli .

Prin rotunjire la o valoare superioară pentru a obţine un număr natural, se impun p = 32 perechi de poli. Turaţia de sincronism corespunzătoare este: n=3000/32, adică n=93,75 rot/min.

Cu aceasta se recalculează rapiditatea şi rezultă:

=700.9909 rot/min

Nr. de pale rotorice

H[m] <3 3...10 10...24 >24

NR 2 3 4 5

pentru H = 10 m NR = 4 pale rotorice

DIMENSIONAREA TURBINEI

METODA DORIN PAVEL

La baza metodei statistice Dorin Pavel stă ecuaţia de continuitate exprimata intr-o secţiune oarecare a turbinei. Se poate aplica ecuaţia continuităţii la curgerea printre palele

aparatului director in secţiunea de diametru , sau in secţiunea de la intrarea in aspirator,

unde valorile mărimilor de calcul sunt in general cunoscute.

Orice diametru al turbinei poate fi scris sub forma:

,

unde coeficienţii depind de rapiditate si se pot calcula cu următoarele relaţii:

m

– înălţimea palelor de aparat director

m

- diametrul de intrare in rotor

m

- diametrul de iesire din rotor

m

- diametrul butucului

m;

- diametrul bosajului sferic

m

Tabel 1 – Dimensiunile turbinei obţinute cu metoda Dorin Pavel

D0’

[m]D1

[m]D2

[m]Db

[m]B0

[m]Db

’

[m]

5,912 5,124 4,977 2,156 2,333 2,393

METODA THOMANN (metoda coeficienţilor de viteza)

Metoda coeficienţilor de viteza, care poarta numele profesorului Thomann este tot o metoda statistica, in care fiecare diametru in rotaţie din maşina poate fi scris sub forma unui coeficient ce depinde de rapiditate, înmulţit cu o relaţie ce depinde de căderea si turaţia turbinei, sub forma:

.

Rapiditatea turbinei proiectate aici este ns = 700.9909rot/min. Coeficienţii de viteza

sunt daţi tabelar funcţie de rapiditate, iar pentru valoarea ns = 700,9909 se aleg

valorile din tabelul de mai jos:Tabel 2 – Variaţia coeficienţilor de viteza cu rapiditatea

ns 300 400 500 600 700 800 900

ku1 1.06 1.23 1.43 1.60 1.77 1.94 2.11

ku2 1.08 1.26 1.46 1.63 1.80 1.96 2.12

ku3 1.10 1.30 1.50 1.66 1.82 1.98 2.14

kub 0.65 0.67 0.70 0.73 0.75 0.76 0.77

k0 0.265 0.288 0.306 0.322 0.334 0.342 0.349

b=B0/D1 0.300 0.329 0.358 0.382 0.410 0.435 0.462

Qc/Q 0.830 0.880 0.920 0.950 0.970 0.980 0.990

unde Qc este debitul de calcul propus de Thomann.

m

=1,80

m

m

m

m.

m.

Dimensiunile calculate cu metoda Thomann sunt prezentate in tabelul de mai jos [m]:Tabel 3 – Dimensiunile turbinei obţinute cu metoda Thomann

D0

[m]D1

[m]D2

[m]Db

[m]B0

[m]Db

’

[m]D3

[m]

5,033 5,05 5,136 2,14 2,07 - 5,193

Tabel 4 – Centralizarea dimensiunilor turbinei

Mărimea

Metoda

D0’ D0 D1 D2 D3 Db Db

’ B0

[m] [m] [m] [m] [m] [m] [m] [m]

Dorin Pavel 5,912 - 5,124 4,977 - 2,156 2,393 2,333

Thomann - 5,033 5,05 5,136 5,193 2,14 - 2,070

Mărimi alese 5,92 5,04 6,16 6,16 5,2 2.6 2.15 2,32

CALCULUL ROTORULUIRotorul acestor turbine este compus din corpul butucului, palele rotorice si

mecanismul de reglare. Butucul este piesa de care se fixează palele rotorului şi care are

amplasat în interiorul său servomotorul cu mecanismul de rotire al palelor. Dimensiunile butucului sunt determinate din considerente de funcţionare energetice şi cavitaţionale, constructive şi de rezistenţă. Construcţia corpului butucului depinde în cea mai mare măsură de tipul şi construcţia mecanismului de reglare ale palelor şi de locul de amplasare al servomotorului rotorului. Aproape la toate construcţiile corpul cuprinde reazemele interioare ale fusurilor palelor, rigidizate în partea superioară sau în cea inferioară.

3.1. Alegerea secţiunilor de calcul si calculul triunghiurilor de vitezeIpoteze simplificatoare:- componenta meridiană şi sarcina sunt constante de-a lungul unei raze între butuc şi

corana exterioară (camera rotorului);- viteza de transport la intrare si la ieşirea din rotor pe o linie de curent este constanta

u1 = u2= u;

- ieşirea din rotor este ortogonala ; .

Zona de curgere prin rotor, intre diametrul periferic D1 si diametrul butucului, notat

, se împarte in 3 tuburi de curent, care duc acelaşi debit: Q/3. Diametrele care

delimitează tubul de curent din mijloc sunt notate D si D, unde . Ariile secţiunilor

transversale ale acestor tuburi sunt egale si se determina din egalităţile de mai jos. Diametrele D si D permit apoi determinarea diametrului axei fiecărui tub de curent, axe poziţionate la diametrele DE, DC si DB.

m,

m,

din care au rezultat următoarele raze:

m

m

m

m,

unde m.

Calculul triunghiurilor de vitezePentru fiecare linie de curent se va calcula triunghiul de viteze la intrarea şi la ieşirea de pe pală în condiţiile menţionate anterior.

=

II =

u-viteza de transport u=u1=u2

n-turaţiaR-raza

-componenta meridiană a vitezei absolute

=

-componenta tangenţilă a vitezei absolute la intrare:

=componenta tangențială a vitezei absolute la ieșire

,,𝑐-,1-𝜑...

,,𝑤-,,𝑐-

,,�

=0

-viteza tangențială la intrare

900

- < 230

Condiții:

1) < u

Dacă este mai mare se mărește D1și implicit Db astfel încât raportul inițial dintre celedouă să rămână constant. În aceste condiții se recalculează secțiunile.

2) - < 230

Dacă este mai mare se mărește D1și implicit Db astfel încât raportul inițial dintre cele două să rămână constant.

MARIME/SECTIUNE A B C E FR 2.57 2.38 1.96 1.40 1.08u 25.230916 23.36107419 19.2183226 13.774144 10.6028752cm 8.5232249 8.523224877 8.523224877 8.52322488 8.52322488c1fi 3.7029401 3.999326858 4.861432154 6.78289492 8.81162606c2fi 0 0 0 0 0w1 23.153814 21.15473049 16.696277 11.0237437 8.7094165

w2 26.631644 24.86735107 21.02354123 16.1979136 13.6039084β1 21.599301 23.75954966 30.69624417 50.6393866 78.1313882β2 18.66542 20.04436134 23.91703415 31.748574 38.7944014β1-β2 2.9338814 3.71518832 6.779210014 18.8908125 39.3369868

Deoarece nu s-a indeplinit conditia numarul 2 se reia calculul, marind D1 si implicit Db astfel incat raportul initial dintre cele doua sa ramana constant.D1 si Db se maresc de 1,2 ori.

MARIME/SECTIUNE A B C E FR 3.08 2.85 2.35 1.69 1.30u 30.237829 28.00152458 23.0483218 16.5470719 12.7627202cm 5.945508 5.94550799 5.94550799 5.94550799 5.94550799c1fi 3.089791 3.33655302 4.053595409 5.64622985 7.3204278c2fi 0 0 0 0 0w1 27.791456 25.37143842 19.90348452 12.4168202 8.06024884w2 30.816804 28.62576539 23.80281923 17.5827943 14.0796339β1 12.352933 13.55264019 17.38055586 28.6088155 47.5301978β2 11.123867 11.98747043 14.46459305 19.7638077 24.9784386β1-β2 1.2290657 1.565169759 2.915962806 8.84500777 22.5517592w∞ 29.302449 26.99609267 21.84613331 14.9564722 10.8721978β ∞ 11.706677 12.72288722 15.79247022 23.4232795 33.1514704δ 5 4 3 2 1t 4.8380527 4.480243934 3.687731488 2.64753151 2.04203522l/t 1.0260153 1.02996239 1.04408358 1.09490063 1.09490063cp*l/t 0.3649992 0.358094221 0.455509136 0.82121772 1.38360741cp 0.3557444 0.347676988 0.436276506 0.75003859 1.15300617d/l 0.04 0.05 0.08 0.1 0.12kr 4.3409295 3.79541993 3.006462973 1.92132179 1.4110528cp0 0.0819512 0.091604353 0.145112882 0.39037635 0.81712475profil 4402 4405 4408 4410 4415tg δ c 0.11 0.09 0.055 0.025 0.015cr 0.0090146 0.008244392 0.007981208 0.00975941 0.01225687δ c 6.2772985 5.142764558 3.1480961 1.43209618 0.85937224

ε r-

20.347901-

22.22082199 -4.70430682 39.6554241 16.3640096

3.2. Alegerea profilelor si stabilirea unghiurilor de aşezare

Se vor calcula următoarele mărimi pentru fiecare secțiune: Zvelteţea profilelor -carcterizează din punct de vedere geometric și

hidrodinamic forma palei.

Se alege o zvelteţe a profilului cuprinsa intre 1º la periferie si 5º la butuc, si se verifica din calcule:

;

Se efectuează calculele si se corectează aceste valori in cadrul unor iteraţii. Pasul reţelei

Pasul reţelei t rezulta din formula: , unde NR = 4 este numărul de pale rotorice.

Desimea relativa a reţelei l/t Reprezintă raportul corzii hidrodinamice l, fata de pasul t. Valorile pe care le ia

raportul sunt pentru periferie 0,6 – 0,9, iar pentru butuc 0,9 – 1,2.

- proiecţia corzii pe direcţie tangenţiala si secţionând rotorul cu plan paralel la butuc

obţinem:

Pentru valori ale lui avem:

cp – coeficient de portanta a reţelei de profile

d/l grosimea relativaSe alege din profilele NACA astfel încât la periferie sa fie 2 – 5 iar la butuc 12 – 15.

kr – coeficient de influenta a reţelei

Se determina un coeficient k funcţie de t/l, , k=k(t/l, ) din diagrama WEINIG. Acesta este un coeficient de influenta pentru o reţea de placi plane (=900-0)

, unde K este un coeficient determinat prin interpolare funcţie de

desimea relativa

d/l 0,04 0,05 0,08 0,1 0,12

K 0,583 0,5 0,428 0,38 0,348

Profilele NACASunt notate cu patru sau cinci cifre. În cazul profilelor cu 4 cifre (NACA 4412),

prima cifră are semnificația curburii maxime în procente, a doua a poziției curburii maxime în zeci de procente, a treia și a patra cifră reprezintă grosimea maximă relativă.

Coeficientul de rezistență la înaintare se determină grafic astfel: din diagrama

cp0=f(tgδ) se citește pentru coeficientul de portanță al profilului izolat cp0, raportul tgδc= de

pe curba corespunzătoare profilului NACA.

cr=cp0·tgδc=cp0( )

zveltețea calculată δc=atan(tgδc)Se verifică eroarea dintre δ ales inițial si δ obținut din calcule δc.Dacă εr>10% se reia calculul impunând noile valori ale lui δc.

β0 – unghiul de așezare, β0= β∞-ii-unghi de incidență și se citește din diagrama profilelor cp0=f(i)

Exemplu de calculPentru secțiunea de la butuc(F=b)R=D/2=Db/2=1.08

10.602 m/s

= =8.523 m/s

= =12,69 m/s

=0 m/s

=10,68

=18,22 m/s

=1,36[rad]

β10=77,960

=0,61[rad]

[grade]=34,990

- < 42,970

Deoarece nu s-a indeplinit condiția - < 230 se reia calculul marind D1 și Db de

1,2 ori.