Giáo trình Tua bin thủy lực - Nghề: Vận hành thủy điện
ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH LÀO CAI
TRƯỜNG CAO ĐẲNG LÀO CAI
GIÁO TRÌNH
NỘI BỘ
MÔN: TUA BIN THỦY LỰC
NGHỀ : VẬN HÀNH THỦY ĐIỆN
(Áp dụng cho trình độ Trung cấp)
LƯU HÀNH NỘI BỘ
NĂM 2017
1
LỜI GIỚI THIỆU
Tua bin thủy lực là một trong những môn học chuyên môn được biên soạn dựa
trên chương trình khung và chương trình dạy nghề do Bộ Lao động - Thương binh và Xã
hội và Tổng cục Dạy nghề ban hành dành cho hệ Trung cấp Nghề Vận hành nhà máy
thủy điện .
Giáo trình này được biên soạn làm tài liệu học tập, giảng dạy nên được xây dựng ở
mức độ đơn giản và dễ hiểu nhất, trong mỗi bài đều có ví dụ và bài tập áp dụng để làm
sáng tỏ lý thuyết.
Khi biên soạn, tác giả đã dựa trên kinh nghiệm giảng dậy, tham khảo đồng nghiệp
và tham khảo ở nhiều giáo trình hiện có để phù hợp với nội dung chương trình đào tạo và
phù hợp với mục tiêu đào tạo, nội dung lý thuyết và thực hành được biên soạn gắn với
nhu cầu thực tế.
Nội dung của môn học gồm có 4 chương:
Chương 1: Khái niệm chung về tua bin thủy lực
Chương 2: Cấu tạo tua bin
Chương 3: Quá trình làm việc của tua bin
Chương 4: Bộ điều chỉnh của tua bin thủy lực
Trong quá trình biên soạn mặc dù đã có rất nhiều cố gắng song khó tránh khỏi những sai
sót, nhầm lẫn và khiếm khuyết. Tôi rất mong nhận được sự góp ý của Quý đồng nghiệp
và các bạn Học sinh - Sinh viên trong toàn Trường để giáo trình ngày càng hoàn thiện
hơn.
Tôi xin chân thành cảm ơn các bạn đồng nghiệp, cảm ơn Khoa Điện-Điện tử,
Trường Cao đẳng Lào Cai đã tạo điều kiện và giúp đỡ cho tôi hoàn thành giáo trình này.
Lào Cai, ngày .... tháng .... năm 2017
Người biên soạn
GV Ngô Đức Hiếu
2
MỤC LỤC
Nội dung
TRANG
4
4
Chương 1: Khái niệm chung về tua bin thủy lực
1. Công suất dòng nước và nguyên lý sử dụng thủy năng
2. Phân loại tua bin
9
3. Các thông số cơ bản của tua bin
Chương 2: Cấu tạo tua bin
11
13
13
25
33
38
41
41
43
46
50
51
53
56
57
57
59
61
62
1. Khái quát chung về cấu tạo
2. Cấu tạo của tua bin phản kích
3. Cấu tạo của tua bin xung kích
4. Các bộ phận phụ của tua bin
Chương 3: Quá trình làm việc của tua bin
1. Chuyển động của chất lỏng trong tua bin
2. Phương trình cơ bản của tua bin
3. Các trạng thái dòng chảy trong bánh xe công tác
4. Sự tổn thất năng lượng và hiệu suất tua bin
5. Sự điều chỉnh lưu lượng
6. Hiện tượng khí thực
7. Các biện pháp phòng chống khí thực
Chương 4: Bộ điều chỉnh của tua bin thủy lực
1. Khái niệm chung
2. Sơ đồ cấu tạo chung
3. Các sơ đồ nguyên lý điều chỉnh tốc độ tua bin
4. Sơ đồ nguyên lý máy điều tốc phản hồi mềm có độ không đồng đều
còn dư
5. Các sơ đồ nguyên lý điều chỉnh kép
6. Thiết bị dầu có áp lực của máy điều tốc
7. Động cơ tiếp lực
62
63
63
64
TÀI LIỆU THAM KHẢO
3
GIÁO TRÌNH MÔN HỌC TUA NIN THỦY LỰC
MỤC TIÊU MÔN HỌC
1. Kiến thức:
- Trình bày được các khái niệm về tua bin, dòng chảy trong tua bin, các đại
lượng đặc trưng của chúng.
2. Kỹ năng:
- Vẽ được sơ đồ cấu tạo và trình bày được nguyên lý làm việc của các loại tua
bin, các bộ điều chỉnh, các thiết bị dầu áp lực, các động cơ tiếp lực vv...
3. Năng tự chủ và trách nhiệm:
- Nghiêm túc, chủ động trong học tập. Ứng dụng các kiến thức đã học vào thực
tế.
NỘI DUNG MÔN HỌC
Chương 1: Khái niệm chung về tua bin thủy lực.
Mục tiêu:
Học xong chương này người học có khả năng:
- Trình bày được nguyên lý sử dụng thủy năng vào tua bin thủy lực;
- Phân biệt được các loại tua bin, các thông số cơ bản của tua bin thủy lực.
1. Công suất dòng nước và nguyên lý sử dụng thủy năng
1.1. Công suất dòng nước
Muốn xác định năng lượng tiềm tàng của dòng chảy trong sông thiên nhiên
(hình 1-1) từ mặt cắt (1-1) đến (2-2) ta xét năng lượng mà khối nước W di
chuyển trong đoạn ấy đã tiêu hao đi, nghĩa là tìm hiệu số năng lượng giữa
hai mặt cắt đó: E = E -E
1 2
4
Dựa vào phương trình Bec-nui chúng ta biết
3
được năng lượng tiềm tàng chứa trong thể tích nước W(m ) khi chảy qua
mặt cắt (1-1) trong thời gian t(s) sẽ là:
Trong đó:
+ Z - cao trình mặt nước tại mặt cắt 1-1
1
+ p - áp suất trên mặt nước tại mặt cắt 1-1
1
3
3
+ γ - trọng lượng thể tích của nước; γ = 9,81.10 N/m
+ V - vận tốc dòng chảy tại mặt cắt 1-1
1
+ α - hệ số xét đến sự phân bố lưu tốc tại mặt cắt 1-1
1
+ g - gia tốc trọng trường.
Giả thiết rằng trong đoạn sông đang xét không có sông nhánh đổ vào, nghĩa là coi
lượng nước W chảy qua mặt cắt (1-1) và (2-2) là không đổi. Khi đó lượng nước
W chảy qua mặt cắt (2-2) sẽ có một năng lượng tiềm tàng là:
Ý nghĩa các ký hiệu trong biểu thức (1-2) giống như các ký hiệu của (1-1) Vậy
năng lượng tiềm tàng của đoạn sông sẽ là:
Phân tích biểu thức (1-3) ta thấy E cũng chính là công sản ra trong t giây để
di chuyển lượng nước W từ mặt cắt (1-1) sang (2-2) với cột nước toàn phần là:
Nghĩa là:
Xột cột nước toàn phần, ta thấy nước gồm 3 thành phần:
-
-
Cột nước địa hình: H = (Z - Z )
đh
1
2
p - p
1
2
Cột nước áp suất: H
as=
G
5
-
Cột nước lưu tốc:
có thể viết: H
Do đó H
= H + H + H
đh as lt
1-2
1-2
Trong thực tế, trị số áp suất p1, p2 ở hai đầu đoạn sông nghiên cứu thường
chênh lệch nhau rất ít. Mặt khác giả thiết lượng nước trong đoạn sông đang xét
không đổi nên khia các đặc trưng về hình dạng của hai mặt cắt sông gần giống
nhau thì sẽ dẫn đến V1 = V2, α1 = α2
1.2 Nguyên lý sử dụng thuỷ năng.
6
7
8
2. Phân loại tua bin:
Vì điều kiện thiên nhiên (địa hình, địa chất và thuỷ văn) của các NMTĐ rất
khác nhau, cho nên cột nước của NMTĐ và lưu lượng nước đi qua tuabin cũng rất
khác nhau. Phạm vi biến đổi cột nước rất lớn từ một vài mét đến hàng nghìn mét.
Phạm vi biến đổi của lưu lượng nước cũng rất lớn từ vài l/s ở thuỷ điện nhỏ kiểu gia
đình đến hàng trăm m3/s ở những NMTĐ lớn. Vì vậy, tuabin phải có nhiều kiểu,
nhiều cỡ khác nhau mới đáp ứng được nhu cầu sử dụng năng lượng nước.
Tuỳ theo kiểu tác động của dòng nước và BXCT mà chia tuabin thành hai
loại chính : tuabin phản kích và tuabin xung kích. Loại tuabin lại được chia làm
nhiều hệ khác nhau. Trong mỗi hệ lại chia làm nhiều kiểu tuabin theo mẫu BXCT
và các cỡ kích thước khác nhau.
9
2.3. Phạm vi sử dụng của các loại tua bin.
10
3. Các thông số cơ bản của tua bin:
a. Cột áp
Cột áp toàn phần hay còn gọi là cột áp của nhà máy được xác định bằng hiệu
năng lượng riêng của tiết diện A-A (thượng lưu) và tiết diện B-B (hạ lưu). Công
thức xác định cột áp toàn phần như sau :
Hình 1-8 : Sơ đồ cột áp NMTĐ
2
2
P P
V V
A A B B
A
B
Htp = (ZA – ZB) +
(1)
2g
Khi dòng chảy vào tuabin thì một phần công suất của dòng chảy tiêu hao
chủ yếu do tổn thất cột áp qua cửa ngăn, cửa chống rác, tổn thất dọc đường từ tiết
diện A-A đến 1-1 và từ 2-2 đến B-B. Vì thế cột áp của tuabin nhỏ hơn cột áp toàn
phần một đại lượng tổn thất đó.
Cột áp tuabin xác định theo công thức :
2
2
1V1 2V2
P P2
1
H = (Z1 – Z2) +
(2)
2g
Trong đó : Z1, V1 : Cao trình mặt nước và vận tốc tại mặt cắt bố trí van thượng lưu
của NMTĐ
Z2, V2 : Cao trình mặt nước và vận tốc tại mặt cắt ra của ống hút.
11
: Trọng lượng riêng của nước.
Cột áp là một trong những thông số quan trọng để thiết kế tuabin.
b. Lưu lượng
Là chỉ lưu lượng dòng chảy đi qua tuabin, ký hiệu là Q, đơn vị m3/s
Lưu lượng tuabin cũng là một trong những thông số chính để thiết kế tuabin.
c. Công suất
Công suất dòng chảy được xác định theo công thức sau :
Ndc = 9,81QH
(1-3)
Công suất trên trục tuabin, tính bằng kW được xác định :
NT = 9,81T QH
(1-4)
Công suất trên trục tuabin luôn nhỏ công suất dòng chảy vì trong quá trình biến đổi
năng lượng luôn luôn có tổn thất.
d. Hiệu suất tuabin
Từ biểu thức (1-3) và (1-4) ta suy ra hiệu suất tuabin T :
N
T
T =
(1-5)
9,81QH
e. Đường kính bánh xe công tác và số vòng quay tuabin
Đường kính BXCT là một thông số thiết kế cơ bản của tuabin. Tùy thuộc vào từng
dạng BXCT ma cac các loại tuabin khác nhau, có các quy ước về đường kính.
Đường kính tuabin thường được ký hiệu là D1.
Số vòng quay của tuabin thông thường chính là số vòng quay của máy phát
(nếu nối trực tiếp), vì vậy khi chọn số vòng quay của tuabin cần chú ý đến số vòng
quay đồng bộ của máy phát :
6000
n =
(1-6)
2P
Trong đó : 2P - số đôi cực của máy phát ứng với tần số f = 50 Hz
Có thể chọn số vòng quay đồng bộ theo bảng sau :
12
Bảng 1-1
Số
đôi
cực
2P
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
n,
3000 1500 1000 750 600 500 428,6 375 333 300 273 250
v/ph
Hai đại lượng này đặc trưng cho kích thước và cỡ tuabin. Chúng có quan hệ
mật thiết với nhau và được xác định bởi cột áp và lưu lượng của tuabin. Thường
tuabin có công suất lớn thì đường kính lớn. Nhưng tuabin có cột áp càng lớn thì số
vòng quay càng lớn và kích thước càng nhỏ.
Chương 2: Cấu tạo tua bin
Mục tiêu:
Học xong chương này người học có khả năng:
- Mô tả được kết cấu và cách bố trí chung của tua bin trong nhà máy thủy điện;
- Trình bày được cấu tạo của các loại tua bin và các bộ phận phụ của chúng.
Nội dung:
1. Khái quát chung về cấu tạo tua bin:
1.1. khái quát về cấu tạo ;
Thời gian: 3 giờ
a) Bánh xe công tác
- Bánh xe công tác được thiết kế thành một khối, tạo thành từ các bộ phận được
đúc bằng hợp chất ZGOCr13Ni4Mo (tương đương loại ASTM A743 cấp CA-
6NM) với vật liệu có hàm lượng ít nhất 13% crôm và 4% niken, được lắp ráp và
hàn chính xác tại nhà máy chế tạo;
- Khớp nối của bánh xe công tác với trục tuabin đảm bảo truyền mômen quay
dưới điều kiện làm việc nặng nề nhất và đảm bảo có thể tháo và thay thế bánh xe
công tác một cách dễ dàng;
- Vật liệu bánh xe công tác đảm bảo cho phép thực hiện công việc sửa chữa nhỏ
13
tại công trường mà không cần gia nhiệt trước quá 150oC và không cần giảm ứng
suất;
- Chèn trục bánh xe công tác được tổ hợp với bánh xe công tác;
- Bánh xe công tác và vành dưới được thiết kế đảm bảo khi bánh xe công tác đă
được tháo ra khỏi roto máy phát, trọng lượng của bánh xe công tác và trục tuabin
có thể được đỡ trên vành dưới tuabin;
- Khe hở giữa mép dưới bánh xe công tác và mép trên của bạc lót côn ống xả
nhằm mục đích tháo rời trục tuabin và bánh xe công tác khỏi roto máy phát khi
cần thiết;
b) Nắp tuabin
- Nắp tuabin có đủ độ bền để chịu được tất cả các lực và áp lực ở tất cả các chế độ
vận hành nặng nề nhất;
- Nắp tuabin được lắp với ṿòng đệm chèn kín bánh xe công tác tĩnh;
- Kiểm tra khe hở giữa các ṿng đệm chèn kín tĩnh và động của bánh xe công tác
thông qua bốn chốt đặt ở bốn (04) vị trí đối xứng xung quanh đường kính mỗi ṿng
đệm;
- Khoảng trống giữa nắp tuabin và bánh xe công tác được giảm áp bằng ống giảm
áp xuống ống xả. Ống giảm áp không có bất kỳ van tiết lưu hoặc các chi tiết nào
khác để tránh bị hạn chế lưu lượng xả;
- Tại vị trí trục tuabin xuyên qua nắp tuabin được bố trí một đệm chèn trục;
- Các đầu nối cung cấp khí được bố trí để cung cấp khí đến ống xả trong chế độ
bù đồng bộ;
- Nắp tuabin được bố trí các bạc tự bôi trơn và các ṿng đệm chèn kín dùng cho
các cánh hướng nước cũng như các bề mặt bạc tự bôi trơn của vành điều chỉnh;
- Nắp tuabin có mười hai (12) đầu nối bằng thép không gỉ dùng để đo lường áp
lực:
- Bốn (04) đầu nối giữa các cánh hướng và bánh xe công tác;
- Tám (08) đầu nối được bố trí đều trên hai đường kính giữa nắp tuabin và bánh
xe công tác;
- Nước ṛò rỉ qua đệm chèn trục được thu về hệ thống bơm nước tiêu cạn nhà máy
bằng đường ống tự chảy đặt ở đoạn cuối của buồng xoắn;
- Thoát nước sự cố được thực hiện bằng hai bơm vận hành bằng điện lắp cố định
trên nắp tuabin, một bơm làm việc và một bơm dự pḥòng. Cả hai bơm vận hành
14
và được điều khiển tự động nhờ các cảm biến mức. Động cơ bơm và các khóa
điều khiển là loại không thấm nước;
Hệ thống thoát nước nắp tuabin có khả năng thoát nước gấp hai lần tổng
lượng nước ṛò qua các ṿùng đệm chèn kín (đệm chèn) trục tuabin ở các điều kiện
vận hành xấu nhất mà không ngập nước tuabin.
c) Vành đế có vành dưới
- Vành đế có kết cấu hàn và được cung cấp cùng với một vành dưới có thể thay
thế được;
- Vành dưới liên kết bằng bulông với vành đế và được chia ra nhiều phần cần thiết
để tháo dỡ qua giếng tuabin. Vành dưới có các tấm bạc bằng thép không gỉ tỳ vào
các cánh hướng nước, các bạc này dễ dàng bôi trơn đối với thân cánh hướng
nước;
d) Các vành chắn zích zắc tĩnh (đệm chèn bánh xe công tác)
Một bộ gồm hai vành chắn zích zắc tĩnh bằng thép không gỉ có thể thay thế
được lắp và bắt chặt ở nắp tuabin và vành dưới. Các vành này được thiết kế thành
nhiều phần và có thể thay thế về phía trên qua nắp tuabin mà không phải tháo dỡ
toàn bộ nắp tuabin, bánh xe công tác và roto máy phát;
Các vành chắn zích zắc tĩnh cho phép bánh xe công tác di chuyển dọc trục
trong khi khớp nối mặt bích của trục tuabin được tách khỏi roto máy phát.
e) Các ṿòng đệm chèn kín cánh hướng nước
Các vành trên và dưới của cánh hướng nước có các ṿòng đệm chèn kín đặc
biệt tỳ vào các cánh hướng để giảm tối đa sự ṛò rỉ nước khi các cánh hướng nước
được đóng lại;
Việc bảo dưỡng và thay thế các ṿùng đệm chèn kín được thực hiện mà
không cần tháo bất cứ bộ phận nào của tuabin;
Tốc độ ṛò rỉ qua các cánh hướng đảm bảo nhỏ hơn 100 l/s tại giá trị cột
nước định mức.
f) Ống xả
Ống xả tuabin là loại ống khuỷu, mặt trong ống xả được ốp bằng một lớp
thép dày 16 mm, nối tiếp đoạn khuỷu là một đoạn uốn đến phân đoạn h
́
ình chữ
nhật;
Phần trên của côn ống xả, phía tổ hợp với vành dưới, được chế tạo bằng
15
thép không gỉ. Phần thép không gỉ được kéo dài 500 mm về phía dưới của vành
bánh xe công tác;
Cửa kiểm tra có h́nh chữ nhật với chiều cao 800 mm và chiều rộng 600
mm, có bản lề được bố trí tại đoạn côn của côn ống xả;
Khung sàn công tác được cung cấp để phục vụ công tác kiểm tra, bảo
dưỡng và sửa chữa bánh xe công tác. Khung sàn công tác bao gồm sàn, toàn bộ
giá đỡ cùng với trang thiết bị thao tác thích hợp để dễ dàng lắp đặt;
Hệ thống đường ống, các đầu đo và các phụ kiện khác để đo lường và ghi
lại các dao động áp suất trong ống xả. Tất cả các đầu nối áp lực, đường ống cũng
như hệ thống đường ống được chế tạo từ thép không gỉ. Vị trí các đầu đo phải có
tỷ lệ h
của nhà chế tạo.
g) Hệ thống tháo cạn tuabin và đường ống
Hệ thống tháo cạn được lắp đặt để tháo cạn nước trong ống xả và đường
ống áp lực của tổ máy đến mức nước hạ lưu bình thường. Hệ thống tháo cạn có đủ
́nh học tương ứng với mô h́nh được sử dụng trong các thử nghiệm mô h́nh
́
khả năng tháo cạn toàn bộ nước trong một tổ máy trong thời gian ba (03) giờ;
Bên trong ống xả, có bố trí một hố thu nước nhỏ bọc thép ở phần thấp nhất
của ống xả để thu nước và tiêu cạn. Trên miệng hố thu được lắp đặt một lưới chắn
rác bằng thép chắc chắn để ngăn cản các mảnh rác lớn lọt vào đường ống tháo
cạn. Lưới chắn rác bằng thép được cố định bằng bulông, và có thể tháo dỡ được.
Các van tháo cạn và đường ống bằng thép không gỉ để tháo nước từ ống xả về
hành lang ướt ở cao tŕnh 142,40 m. Các van là loại van đĩa, vận hành bằng tay có
trợ lực nhờ dầu thủy lực ở sàn cao tŕnh 143,90 m. Bơm dầu di động cùng với các
ống mềm chịu áp lực cao kết nối với secvomotor để điều khiển các van;
Để tháo cạn nước trong ống xả và buồng xoắn của mỗi tuabin xuống hành
lang ướt của nhà máy có bố trí các ống dẫn nước Ф400mm và các lỗ thoát khí.
Mỗi ống xả được nạp lại nước qua van bypass của cửa van hạ lưu.
h) Buồng xoắn, stato buồng xoắn và ống nối
Stato buồng xoắn được chia làm hai phần, buồng xoắn được chia thành 22
mảnh;
Vành stator buồng xoắn và đoạn ống nối được thiết kế để chịu đựng được
tất cả các tải lực có thể xuất hiện trong các điều kiện vận hành đă xác định;
Ở phần cuối của buồng xoắn được bố trí các đường ống để thoát nước ṛò rỉ
ở nắp tuabin;
16
Kèm theo buồng xoắn là cửa kiểm tra h́ơnh tṛn có đường kính 800 mm có
bản lề, được bắt bulông từ bên ngoài và được làm bằng phẳng với bề mặt bên
trong của buồng xoắn;
Mỗi tuabin có một bộ các đầu đo ở vị trí tối ưu được xác định trong thử
nghiệm mô h́ình để đo lưu lượng nước bằng phương pháp Winter-Kennedy. Các
đầu đo Winter-Kennedy được sử dụng cho việc giám sát hiệu suất của tuabin
trong suốt quá tŕnh vận hành.
h) Cánh hướng nước
Các cánh hướng nước và vành điều chỉnh được thiết kế để chịu đựng các
lực và mômen thử nghiệm được tính toán từ mômen đo được trên mô h
cánh hướng nước trong quá tŕnh thử nghiệm mô hnh tuabin, cũng như các mômen
bất kỳ có thể xuất hiện khi vận hành tuabin ;
́nh các
́
Để giảm tối thiểu rò rỉ nước qua cánh hướng nước phải căn chỉnh cẩn thận
theo đường tiếp xúc khi cánh hướng ở vị trí đóng hoàn toàn;
Các cánh hướng nước có xu hướng tự đóng lại từ vị trí độ mở lớn nhất đến
vị trí tốc độ không tải;
Tất cả các bạc của vành điều chỉnh và các cánh hướng nước được bố trí
bên trong hộp bảo vệ, được lắp đặt trên nắp tuabin và vành dưới, các bạc có thể
lắp lẫn bằng vật liệu tự bôi trơn và các ṿng đệm chèn kín có thể lắp lẫn bằng cao
su tổng hợp. Cơ cấu điều khiển để điều chỉnh các cánh hướng nước được thiết kế
để dễ dàng cho việc kiểm tra bảo dưỡng, sửa chữa, lắp đặt, hiệu chỉnh và tháo dỡ
toàn bộ;
Các ṿùng đệm chèn kín được bố trí không chỉ để bảo vệ các bạc tự bôi trơn
mà cn
̣
ngăn chặn các vật rắn lẫn trong nước làm mài ṃn các chi tiết cơ khí;
Mỗi cánh hướng nước hoặc cơ cấu liên kết của nó được lắp đặt một công
tắc hành tŕnh để phát tín hiệu cảnh báo và bảo vệ nếu cánh hướng đó mất đồng bộ
với các cánh hướng khác;
Cơ cấu dẫn động có khả năng bảo vệ để cánh hướng nước không bị hư
hỏng trong trường hợp có vật lạ kẹt giữa hai cánh hướng đang đóng;
Hai secvomotor hoạt động kép có khả năng phối hợp đủ để tạo ra áp lực
lớn nhất cần thiết để thao tác các cánh hướng tuabin khi áp lực dầu thấp nhất
trong điều kiện vận hành b́nh thường và sự cố. Ở mỗi cuối hành tŕnh secvomotor
có bộ phận giảm chấn. Cần nối secvomotor được thiết kế có thể điều chỉnh chiều
dài của cần;
17
Các secvomotor được trang bị các thiết bị khóa cơ khí nhằm cố định chắc
chắn các cánh hướng nước ở vị trí đóng. Các thiết bị khóa secvomotor được lắp
trên vành điều chỉnh có thể vận hành tự động bằng xi lanh thủy lực.
Mỗi xi lanh có lỗ xả đấu nối với các phụ kiện ống và hai van kim để gắn
các áp kế kiểm tra và xả không khí trong xi lanh;
Trong giếng tuabin có các thiết bị đặt sẵn dùng để bảo dưỡng, sửa chữa và
tháo thiết bị điều chỉnh bằng palăng di động.
k) Trục và các bộ phận ghép nối trục
Trục tuabin được chế tạo bằng cách rèn liền khối thép hợp kim 20SiMn có
các mặt bích trên và dưới dùng để ghép nối bằng bulông.
l) Ổ hướng tuabin
Ổ hướng tuabin được lắp đặt ở phần trên cùng của nắp tuabin. Mỗi ổ
hướng sẽ chịu đựng được sự quay làm việc liên tục của trục tuabin đến tốc độ
lồng tốc lớn nhất của tuabin;
Ổ hướng được bôi trơn bằng dầu theo kiểu tuần hoàn cưỡng bức và tự điều
chỉnh lưu lượng dầu, secmăng ổ hướng được phủ hợp kim babit và có khả năng
điều chỉnh riêng lẻ vị trí của từng secmăng ;
Ổ hướng tuabin được lắp đặt sao cho sự di chuyển thẳng đứng của trục
tuabin nhằm mục đích căn chỉnh, tháo dỡ ổ đỡ tổ máy, tháo rời tuabin và roto máy
phát có thể thực hiện được;
Bên trong ổ hướng có bộ làm mát bằng nước kiểu giàn ống. Các bộ làm
mát có thể tháo lắp mà không ảnh hưởng đến các secmăng ổ hướng hoặc các
đường ống nước làm mát. Tất cả các đầu nối cấp và xả nước làm mát với các ống
xoắn của bộ làm mát được lắp đặt phía ngoài bể chứa dầu và bố trí sao cho nước ṛ
rỉ tại các vị trí đấu nối không lọt vào ổ hướng hoặc bể chứa dầu ;
Ổ hướng được bố trí các bộ phận để lắp đặt các nhiệt kế và cảm biến nhiệt
độ ổ hướng. Nhiệt độ trên bề mặt babit của secmăng khi mang tải không được
vượt quá 65oC. Nhiệt độ dầu không được vượt quá 55oC;
Trong mọi trường hợp vận hành của tổ máy, nước không được thâm nhập
vào hệ thống dầu bôi trơn và không có hiện tượng dầu tạo bọt quá mức hoặc tổn
thất do ṛ rỉ dầu, sự bốc hơi hoặc tràn dầu từ bất kỳ bộ phận nào;
Các cảm biến mức dầu cũng như cảm biến nước trong dầu được cung cấp
để phát tín hiệu cảnh báo và tác động bảo vệ.
Ổ hướng và hệ thống dầu bôi trơn được thiết kế để tổ máy quay với tốc độ
18
lồng tốc cho phép lớn nhất khi các cánh hướng nước mở trong năm (05) phút mà
không gây ra hư hỏng;
Ổ hướng và hệ thống dầu bôi trơn được thiết kế để tổ máy có thể dừng từ
chế độ vận hành b́nh thường hoặc lồng tốc mà không gây ra hư hỏng khi nước
làm mát vẫn được cung cấp;
Biện pháp bôi trơn thích hợp khi vận hành ở tốc độ thấp phải được chú ý
đặc biệt;
Dụng cụ chỉ báo quan sát trực tiếp mức dầu ổ hướng được lắp đặt có thang
đo theo lít và chiều cao;
Với mục đích lọc sạch dầu định kỳ, hệ thống dầu bôi trơn được trang bị
một (01) bộ lọc dầu cố định và hai (02) đầu nối ống có van khóa và nắp bịt phù
hợp để đấu nối với máy lọc dầu ly tâm di động. Bể chứa dầu được thiết kế để đấu
nối với các hệ thống cung cấp và xả dầu của nhà máy. Các ống đấu nối được bịt
kín trong chế độ vận hành b́nh thường của tổ máy;
Cảm biến không tiếp điểm được bố trí tại ổ hướng tuabin để giám sát độ
đảo trục lớn nhất của tuabin.
m) Đệm chèn trục tuabin
Đệm chèn trục tuabin là loại hướng tâm, bề mặt thép không gỉ, có thể thay
thế đệm chèn trục tuabin bằng việc đưa đệm chèn trục sửa chữa vào làm việc. Các
chi tiết của đệm chèn trục tuabin có khả năng thay thế dễ dàng mà không cần phải
tháo dỡ trục tuabin;
Các bộ phận cố định mang đệm chèn trục tuabin được chế tạo từ nhựa tổng
hợp Pôly êtylen, các bộ phận tiếp xúc với đệm chèn trục tuabin được chế tạo từ
vật liệu chống ma sát;
Đệm chèn trục tuabin được cung cấp nước đă được lọc sạch với áp lực đủ
để ngăn ngừa sạn, sỏi hoặc vật lạ khác có thể lọt vào đệm chèn;
Nước ṛò rỉ được thu gom và hướng nước ṛ rỉ vào hệ thống thoát nước;
Nước ở đệm chèn trục tuabin được cung cấp bởi hai (02) bộ lọc chiết tách
kiểu thủy lực riêng rẽ, một làm việc một dự pḥng. Mỗi bộ lọc được cung cấp nước
từ hai (02) nguồn cung cấp độc lập nhau. Lưu lượng nước được điều chỉnh bởi
van kim.
q) Nạp khí
Tuabin có trang bị đường ống để nạp không khí cho bánh xe công tác khi
tổ máy vận hành non tải và trong các điều kiện vận hành khác để đạt được giới
19
hạn đảm bảo của sự dao động công suất và dao động áp suất trong ống xả tuabin
1.2. Sơ đồ bố trí.
Tuabin nước được lắp đặt tại NMTĐ để chuyển hoá năng lượng nước
thành cơ
năng và
năng
cơ
được
chuyển
thành
hoá
điện năng nhờ máy phát điện, khi nước từ thượng lưu chảy theo đường dẫn tới
tuabin, rồi chảy ra hạ lưu.
A. Cửa lấy nước
B. Đường ống áp lực
C. Tuabin
1. Đập
2. Cửa nhận nước
3. Van sự cố đường ống
4. Ống hút
5. Các mố
Hình 1-1: Sơ đồ một NMTĐ
Nhà máy thuỷ điện có hàng loạt ưu điểm :
- Hiệu suất của NMTĐ có thể đạt được rất cao so với nhà máy nhiệt điện.
- Thiết bị đơn giản, dễ tự động hoá và có khả năng điều khiển từ xa.
- Ít sự cố và cần ít người vận hành.
- Có khả năng làm việc ở các chế độ phụ tải thay đổi
- Thời gian mở máy và dừng máy ngắn.
- Không làm ô nhiễm môi trường.
Mặt khác, nếu khai thác thuỷ năng tổng hợp, kết hợp với tưới tiêu, giao
thông và phát điện thì giá thành điện sẽ giảm xuống, giải quyết triệt để hơn vấn đề
của thuỷ lợi và môi trường sinh thái của một vùng rộng lớn quanh đó.
Vốn đầu tư xây dựng NMTĐ đòi hỏi lớn hơn so với vốn xây dựng nhà máy
nhiệt điện. Nhưng giá thành một kWh của thuỷ điện rẻ hơn nhiều so với nhiệt
điện nên tính kinh tế chung vẫn là tối ưu hơn. Tuy nhiên, người ta cũng không thể
khai thác nguồn năng lượng này bằng bất cứ giá nào. Xây dựng công trình thuỷ
20
Tải về để xem bản đầy đủ
65 trang
19/04/2022
3080
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Giáo trình Tua bin thủy lực - Nghề: Vận hành thủy điện", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- bai_giang_tua_bin_thuy_luc_nghe_van_hanh_thuy_dien.pdf
