(TIỂU LUẬN) báo cáo NHẬP môn NGÀNH điện đề tài tìm hiểu về nhà máy thủy điện

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN -*** BÁO CÁO NHẬP MÔN NGÀNH ĐIỆN Đề tài : Tìm hiểu nhà máy thủy điện GVHD: TS.Nguyễn Quốc Minh LỚP: EE1 – 02 Nhóm sinh viên thực hiện: 1.Hồ Việt Cường – 20202252 (1 Tình hình phát triển thủy điện ) 2.Đỗ Minh Đức – 20202254 (2 Cấu tạo nhà máy thủy điện ) 3.Vũ Quốc Trung – 20202222 (Nguyên lý hoạt động nhà máy thủy điện ) Lê Việt Bách – 20202249 (Phần mở đầu Tổng kết ) 5.Vũ Thị Hương Giang (Trưởng nhóm) – 20202258 (Tổng hợp chỉnh sửa ) Hà Nội, ngày 13 tháng năm 2021 LỜI NÓI ĐẦU Khi điện phát minh, ứng dụng liên quan đến điện đời Trải qua cách mạng công nghiệp, điện dần trở thành yếu tố quan trọng định thành công kinh tế nước Và đến tại, điện trở thành nguồn lượng khơng thể thiếu tất hoạt động người Con người sử dụng điện lúc, nơi đề phục vụ cho nhu cầu thiết yếu nhu cầu sa sỉ Và đương nhiên nhiều người biết rằng, nguồn sản xuất điện năng lượng nước Từ thuở xưa, người biết dùng nước để quay bánh xe Càng phát triển hơn, người sử dụng nước để chạy máy phát điện sơng Theo chiều quay kim đồng hồ lịch sử, người phát minh phát kiến tận dụng tối đa lượng nước Và nhà máy thuỷ điện từ đời Sau đây, nhóm chúng em xin phép nêu ý đề tài giao” Tình hình phát triển, sơ đồ cấu tạo nhà mày thuỷ điện” Trên tìm hiểu chúng em chủ đề giao Mong thầy đọc nhận xét Chúng em xin chân thành cảm ơn !!! MỤC LỤC Tình hình phát triền thủy điện : 1.1 Tình hình phát triền thủy điện 1.2 Tình hình phát triển thủy điện V 1.2.1 Giới thiệu chu 1.2.2 Giai đoạn 197 1.2.3 Giai đoạn 197 1.2.4 Giai đoạn 200 Cấu tạo nhà máy thủy điện 2.1 Phân loại nhà máy thủy điện: 2.2 Cấu tạo nhà máy thủy điện 2.3 Sơ đồ nhà máy thủy điện ngang đậ 2.4 Sơ đồ nhà máy thủy điện sau đập v Nguyên lý hoạt động nhà máy thủy điện: 3.1 Quá trình vận hành nhà máy thủy điện gồm có bốn giai đoạn chính: Tổng kết: Tình hình phát triển thủy điện 1.1 Tình hình phát triền thủy điện giới Thủy điện nguồn điện có từ lượng nước Đa số lượng thủy điện có từ nước tích đập nước làm quay tourbin máy phát điện Kiểu biết đến sử dụng lượng động lực nước hay nguồn nước khơng bị tích đập nước lượng thuỷ triều Từ lâu thủy điện trở thành nguồn lượng tái tạo quan trọng hàng đầu giới, dù quốc gia phát triển hay phát triển Đi với đó, định hướng phát triển, quy hoạch, thiết kế, xây dựng quản lý vận hành thủy điện nước trọng Thủy điện nguồn lượng chiếm vị trí quan trọng tranh toàn cảnh lượng điện toàn cầu Từ kỷ thứ 19 suốt kỷ 20 thời kỳ phát triển số lượng đập thủy điện hồ chứa nước nhiều lịch sử nhân loại Hầu chưa có hệ thống sông giới chưa người xây dựng đập thủy điện, khác quy mô lớn nhỏ mà Năm 1882, nước Mỹ xây dựng trạm thủy điện nhỏ nối lưới giới sông Phosk, thuộc bang Vinconxin với công suất 200 kW nối lưới điện 110 kV dài 1,4 km để phục vụ phụ tải công nghiệp địa phương Đây bước đầu đánh dấu trở lại thủy điện kỷ XIX Hình 1: Thủy điện Niagara Falls- thủy điện giới Bước vào năm đầu kỷ XX, việc xây dựng thủy điện nhỏ phát triển mạnh Bắc Mỹ, Châu Âu Châu Á Vào thời gian đầu kỷ XX, nhà máy thủy điện giới có cơng suất lắp nhỏ 10 MW Đến năm 20 kỷ XX, lượng thủy điện nhỏ đáp ứng gần 40% lượng điện giới Tính tới tại, khơng phải gió hay ánh sáng mà nguồn nước tạo nguồn lượng tái tạo lớn giới Báo cáo trạng thủy điện giới năm 2020 Hiệp hội Thủy điện Quốc tế (IHA), công suất lắp đặt nhà máy thủy điện giới năm 2019 đạt 1.300GW, sản sinh 4.300TWh, qua đóng góp khoảng 15% sản lượng điện giới nhiều đóng góp tất dạng lượng tái tạo khác kết hợp lại Dẫn đầu mức tăng công suất thủy điện so với năm 2018 khu vực Đơng Á Thái Bình Dương với mức tăng 4,17GW, Nam Mỹ, Trung Nam Á, châu Phi, châu Âu Trung Quốc Canada hai nước sản xuất điện từ lượng nước lớn giới, 1.302TWh 398TWh Xét tỉ lệ lượng thủy điện tổng sản lượng điện, Na Uy sản xuất 99% lượng điện sức nước, thủy điện Iceland đáp ứng tới 83% nhu cầu điện người dân Con số Canada 70%, Áo sản xuất 67% lượng điện nước từ thủy điện Uruguay đạt đến mức gần 100% lượng tái tạo, phần lớn nhờ vào thủy điện Mỹ nước sở hữu nhiều đập sông thứ hai giới, sau Trung Quốc, với khoảng 79.000 đập, có 2.500 đập thủy điện Từ Tổng thống Mỹ Theodore Roosevelt kêu gọi khai thác triệt để dòng chảy, xứ sở cờ hoa biến kỷ 20 trở thành kỷ nguyên vàng ngành xây đập thủy điện Thời kỳ cho đời đập thủy điện tầm cỡ nguồn thủy điện lớn Mỹ đập Hoover sơng Colorado hồn thành năm 1936 đập Grand Coulee sơng Columbia hồn thành năm 1942 Dù vậy, thủy điện chiếm 7% cấu lượng quyền Washington, giảm nhiều so với số 40% vào năm 1930 Ấn Độ quốc gia có tiềm thủy điện lớn với tổng công suất lắp đặt khoảng 148.700MW Để khai thác hiệu tiềm này, New Delhi xây dựng thành công phiên phần mềm DHARMA (Dam Health and Rehabilitation Monitoring Application) với nguyên tắc an toàn bao gồm: Thiết lập mối quan hệ hợp tác phát triển bên liên quan (chủ sở hữu đập, nhà điều hành, tư vấn, nhà thầu nhà cung cấp vật tư, thiết bị); đảm bảo thông tin đập thu thập đầy đủ với độ xác cao kèm theo đánh giá định kỳ độ an toàn đập nhằm quản lý liệu hoàn chỉnh Thời gian qua, Ấn Độ tập trung khôi phục cải tạo, nâng cấp khoảng 250 đập thủy điện tồn quốc Tính đến có nhiều nhà máy thủy điện lớn giới hoạt động trình xây dựng Lớn số phải kể đến nhà máy như: + Đập Tam Hiệp – Hồ Bắc, Trung Quốc: Công suất 22.500MW + Đập Itaipu – Brazil & Paraguay: 14.000MW + Đập Xiluodu – Vân Nam, Trung Quốc: 13.860MW + Đập Guri – Venezuela: 10.300MW + Đập Tucurui – Brazil: 8.370MW Như vậy, thủy điện nguồn lượng tái tạo chiếm vị trí quan trọng, sở tiền đề lượng cho ngành cơng nghiệp tồn giới 1.2 Tình hình phát triển thủy điện Việt Nam 1.2.1 Giới thiệu chung Việt Nam quốc gia có nguồn tài ngun nước phong phú với 2.732 sơng có chiều dài 10 km, cộng với nhiều phụ lưu, suối lạch, hồ đầm Việt Nam có nguồn nước ngầm diện tương đối khắp có vùng bờ biển dài rộng Những sông lớn nhỏ nước góp phần tạo vùng văn hoá riêng biệt, phong cách sống sinh kế đa dạng Nguồn tài ngun sơng nước biến Việt Nam thành quốc gia có tiềm thủy điện phong phú Ở vùng thượng nguồn, đặc thù ghềnh thác tạo điều kiện thuận lợi cho việc xây dựng cơng trình thủy điện Trong vùng đồng châu thổ rộng lớn lại nơi thuận lợi để phát triển cơng trình thủy lợi phục vụ tưới tiêu Từ nhiều kỷ qua, dòng sông bồi đắp phù sa nơi cung cấp nguồn tài nguyên thủy sản cho cộng đồng dân cư sống ven sông, phục vụ giao thông đường thủy Ở khu vực vùng cao, người dân dựa vào nguồn nước phụ lưu cho việc canh tác sinh hoạt 1.2.2 Giai đoạn 1975 – 2000 Giai đoạn trước năm 1975, điều kiện chiến tranh, đất nước bị chia cắt làm hai miền Nam Bắc, việc quản lý nguồn nước phát triển thủy điện dù có quan tâm khơng coi ưu tiên hàng đầu hai miền Trong thời gian 1959 - 1963, với giúp đỡ Liên Xô (cũ), Nhà máy Thủy điện Bàn Thạch Thanh Hoá xây dựng với công suất 960 kW, xem nhà máy thủy điện miền Bắc Sau năm 1964, với giúp đỡ Liên Xô, thủy điện Thác Bà bắt đầu xây dựng dịng sơng Chảy, thuộc địa bàn huyện Yên Bình - tỉnh Yên Bái Đây nhà máy thủy điện có quy mơ lớn thời miền Bắc, với công suất thiêt kế 108 MW, xây dựng hoàn cảnh chiến tranh ác liệt nhiều khó khăn thách thức Sau nhiều lần gián đoạn chiến tranh, thủy điện Thác Bà thức đóng máy phát điện vào năm 1971 (đến năm 1985, Nhà máy Thủy điện Thác Bà nâng công suất phát điện lên 120 MW) Nhà máy Thủy điện Đa Nhim, khởi công xây dựng vào tháng năm 1962, gồm đập hồ chứa Đà Lạt đường ống dẫn xuống nhà máy phát điện tỉnh Ninh Thuận, với công suất thiết kế 160 MW Đây dự án xây dựng đền bù sau chiến tranh từ phía Nhật Bản 1.2.3 Giai đoạn 1975 – 2000 - Sau năm 1975, với trợ giúp tài kỹ thuật Liên Xơ (cũ), Việt Nam tiến hành xây dựng Nhà máy Thủy điện Hồ Bình, với công suất lắp máy 1.920 MW Đây nhà máy thủy điện lớn Việt Nam Đông Nam Á vào thời điểm Q trình xây dựng kéo dài từ 1979 - 1994 Mặc dù cơng trình bắt đầu khởi công vào năm 1979, ý tưởng công trình chuẩn bị từ lâu Cụ thể, ngày 29-5-1971, Bơ Chính tri nghi qut vê xây dưng cơng trình thuy điên Hồ Bình, xem cơng trình kỷ XX, chi rõ: "Vơi tác dung phịng chơng lu lut, cơng trình đam bao mơt phân quan an tồn cho nhân dân, đông thơi tao kha lơn cho phát triên kinh tê qc dân Đây cơng trình xây dưng ban lơn nhât cua miên Băc, có vi trí ưu tiên sơ 1".Nhà máy thức đưa vào vận hành tháng 12 năm 1964 Tuy nhiên, thời kỳ chiến tranh điện sản xuất chủ yếu cung cấp cho khu vực miền Trung mà không tải tới trung tâm công nghiêp lớn Sài Gịn Biên Hồ Song song với việc bắt tay vào xây dựng Nhà máy Thủy điện Hoà Bình, ý tưởng khai thác điện dịng sông lớn khu vực miền Nam, Tây Nguyên thúc đẩy Ngày 22/2/1982, cơng trình thủy điện Trị An sông Đồng Nai, khởi công Công trình thủy điện Trị An xây dựng năm hoàn thành vào năm 1991 với tổ máy có tổng cơng suất lắp máy 400 MW Cơng trình hỗ trợ kỹ thuật lớn từ chun gia Liên Xơ (cũ) Cơng trình thủy điện Trị An bảo đảm cung cấp điện cho tỉnh thành phía Nam cung cấp nước canh tác chủ yếu cho tỉnh Đồng Nai, tỉnh Bình Dương Ngày 24/9/1982 luận chứng kinh tế - kỹ thuật cho dự án thủy điện Yaly sông Se San (nhà máy nằm giáp ranh huyện Chư Păh (Tỉnh Gia Lai) huyện Sa Thầy (Tỉnh Kon Tum) Hội đồng Bộ trưởng (Nay Chính phủ) thức phê duyệt định số 346/CT Cơng trình thủy điện Yaly Công ty Tư vấn - Khảo sát - Thiết kế xây dựng Điện - thuộc Tổng công ty Điện lực Việt Nam khảo sát thiết kế sau 11 năm nghiên cứu Vào thời điểm xây dựng năm 1993, bị thu gọn đơn giản hoá nhiều, tạo tiền đề cho giai đoạn phát triển thủy điện “nóng” gây nhiều hệ luỵ môi trường xã hội - Theo báo cáo Bộ Cơng Thương (2012), tính đến năm 2012 có tới 1.097 dự án thủy điện quy hoạch có quy mô lớn nhỏ khác với tổng công suất 24.000 MW phê duyệt Quy hoạch nhằm mục tiêu “góp phần chống lũ mùa mưa, cấp nước mùa khô phục vụ cho sản xuất nông nghiệp, cho sinh hoạt sản xuất điện đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế xã hội” Trên hệ thống sông lớn, hầu hết dự án triển khai xây dựng với 32 dự án có cơng suất từ 64 MW (Quảng Trị) đến 2.400 MW (Sơn La) Tập đoàn Điện lực (EVN) chủ đầu tư - Các dự án thủy điện nhỏ, công suất lắp máy 30 MW, không sử dụng nguồn vốn ngân sách đầu tư thông qua hình thức Xây dựng - Vận hành chuyển giao (BOT) hình thức Xây dựng - Sở hữu - Vận hành (BOO) hình thức khác, chủ yếu đơn vị EVN làm chủ đầu tư, thực danh mục quy hoạch thủy điện nhỏ địa bàn tỉnh Uỷ ban nhân dân tỉnh phê duyệt sau có thoả thuận Bộ Cơng Thương - Tuy nhiên, nhu cầu phát triển thủy điện cao, hàng loạt dự án cấp phép thời gian ngắn, chí trước quyền địa phương người dân nhận tác động tiêu cực xảy với sống sinh kế họ Các sách đưa thời kỳ đầu năm 2000 nhằm hỗ trợ thúc đẩy việc phát triển thủy điện nhanh Cụ thể như, Công văn số 797/CP-CN ban hành ngày 17 tháng năm 2003 cho phép áp dụng hình thức Tổng thầu xây lắp cho dự án thủy điện khởi công năm 2003 2004 Việc cho phép rút ngắn thời gian xây dựng tạo điệu kiện thuận lợi cho nhiều dự án thủy điện phát triển Thậm chí nhiều trường hợp, quan nhà nước nắm bắt hồ sơ thiết kế sở Những khâu lại q trình thi cơng xây dựng cơng trình chủ đầu tư định tự chịu trách nhiệm Thực tế cho thấy chủ đầu tư có nhiều quyền thủy điện phát triển cách ạt hệ lụy chất lượng cơng trình, chi phí lợi ích vấn đề liên quan đến tái định cư không đảm bảo Cũng vậy, có nhiều chất vấn vấn đề phát triển thủy điện “nóng” kỳ họp thứ 4, Quốc Hội khóa XIII Trên sở Nghị Quyết số 40/2012/QH13 Quốc hội đạo Thủ tướng Chính phủ, Bộ Cơng Thương phối hợp với Bộ Tài Nguyên Môi trường Bộ, ngành liên quan tổ chức thành lập đoàn cơng tác nhằm rà sốt lại tình hình phát triển thủy điện nước - Kết 400 dự án thủy điện bị đề nghị tạm dừng, có dự án lớn Đồng Nai 6A - Tóm lại, trải qua nhiều giai đoạn lịch sử khác nhau, phát triển thủy điện Việt Nam định từ xuống (top - down), khơng có tham gia người bị ảnh hưởng biến đổi sinh thái cảnh quan nguồn nước Trong giai đoạn đầu phần nửa đầu giai đoạn thứ hai trình phát triển thủy điện, đánh giá tác động mơi trường khơng tính đến Thời kỳ này, mối quan tâm dành cho việc xây dựng công trình, biện pháp giảm thiểu tác động tới sinh thái môi trường tự nhiên không đề cập; tái định cư phục hồi sinh kế không coi hợp phần quan trọng dự án Tới giai đoạn sau, tái định cư trở thành hợp phần bắt buộc dự án đánh giá tác động môi trường đánh giá môi trường chiến lược tiêu trí để xét duyệt dự án thủy điện, phát triển thủy điện Việt Nam hồn tồn khơng dựa sở phát triển bền vững Khi phát triển thủy điện đưa với nhiều mục đích tốt đẹp cao “cho phát triển đất nước” “cho phồn vinh dân tộc” việc hi sinh giá trị môi trường xã hội coi đánh đổi khơng thể tránh khỏi Điều đáng nói thực tế chi phí lợi ích việc xây đập thủy điện có mức độ tỷ lệ khác với lợi ích tầm quốc gia chi phí cấp độ địa phương/cộng đồng Bằng cách dồn lợi ích cho quốc gia, chi phí dường khơng tính đến coi khơng đáng kể Nói cách khác, bên cạnh lợi ích định phát điện cấp nước, thủy điện gây hệ luỵ không nhỏ tới biến đổi sinh thái cảnh quan nguồn nước, đặc biệt vùng quanh khu vực đập hạ lưu tác giả sách đề cập Cấu tạo nhà máy thủy điện 2.1 Phân loại nhà máy thủy điện: - Định nghĩa: Nhà máy thủy điện cơng trình thiết bị động lực( tourbin, máy phát) hệ thống thiết bị phục vụ cho làm việc bình thường thiết bị nhằm sản suất điện cung cấp cho hộ dung điện Có thể nói xưởng sản xuất điện cơng trình thủy điện Loại kết cấu nhà máy phải đảm bảo làm việc an toàn thiết bị thuận lợi vận hành + Nhà máy thủy điện chia thành ba loại sau: Nhà máy thuỷ điện ngang đập xây dựng sơ đồ khai thác thuỷ kiểu đập với cột nước không 35 - 40 m Bản thân nhà máy thành phần cơng trình dâng nước, thay cho phần đập dâng Cửa lấy nước thành phần cấu tạo nhà máy Do vị trí nhà máy nằm long song nên nhà máy gọi thủy điện lịng sơng Hình 4: Nhà máy thủy điện ngang đập + Nhà máy thuỷ điện sau đập bố trí sau đập dâng nước Khi cột nước cao 30-45 m thân nhà máy lý ổn định cơng trình khơng thể thành phần cơng trình dâng nước trường hợp tổ máy công suất lớn Nếu đập dâng nước đập bê tơng trọng lực cửa lấy nước đường ống dẫn nước turbin bố trí thân đập bê tơng, đơi đường ống dẫn nước turbin bố trí mái hạ lưu đập Hình 5: nhà máy thủy điện sau đập + Nhà máy thuỷ điện đường dẫn sơ đồ khai thác thuỷ kiểu đường dẫn kết hợp, nhà máy thuỷ điện đứng riêng biệt tách khỏi công trình đầu mối Cửa lấy nước đặt cách xa nhà máy Trong trường hợp cơng trình dẫn nước khơng áp cửa lấy nước nằm thành phần bể áp lực; trường hợp cơng trình dẫn nước đường hầm có áp cửa lấy nước bố trí đầu đường hầm cơng trình độc lập Đường dẫn nước vào nhà máy thường đường ống áp lực trường hợp trạm thuỷ điện đường dẫn cột nước thấp với đường dẫn kênh dẫn bố trí nhà máy thuỷ điện kiểu ngang đập Hình 6: Nhà máy thủy điện đường dẫn lắp đặt tourbin gáo Ngoài cách phân loại nhà máy thuỷ điện phân loại theo vị trí tương đối thân nhà máy bố trí tổng thể: Nhà máy thuỷ điện mặt đất (nhà máy thông thường); nhà máy thuỷ điện ngầm bố trí tồn lịng đất, nhà máy thuỷ điện nửa ngầm với phần chủ yếu nhà máy bố trí ngầm lịng đất, phần mái che bố trí hở mặt đất; nhà máy thuỷ điện thân đập bố trí thân đập bê tơng, thân đập đất, trụ chống đập trụ chống Về đặc điểm kết cấu ba loại trên, nhà máy thuỷ điện cịn có nhiều dạng kết cấu đặc biệt khác nhà máy kết hợp xả lũ đáy thân đập tràn, trụ pin, nhà máy thuỷ điện ngang đập với turbin capxul, nhà máy thuỷ điện thuỷ triều Các loại nhà máy tạm xếp chung vào loại nhà máy đặc biệt 2.2 Cấu tạo nhà máy thủy điện Một nhà máy thủy điện thơng thường có thành phần sau: - Đập (Dam): Hầu hết nhà máy thủy điện dựa vào đập chứa nước lại, tạo hồ chứa lớn - Ống dẫn nước (Penstock)– Cửa đập mở lực hấp dẫn đẩy nước chảy qua đường ống chịu áp Đường ống dẫn nước đến tuabin Nước làm tăng dần áp lực chảy qua đường ống - Tua bin (Turbine) – Nước hướng làm quay cánh lớn tuabin, tuabin gắn liền với máy phát điện phía nhờ trục Loại phổ biến tua bin dùng cho nhà máy thủy điện Turbine Francis, trơng giống đĩa lớn có cánh cong Một tua bin cân nặng khoảng 172 quay với tốc độ 90 vòng phút - Máy phát điện (generator) – Khi cánh tua-bin quay, loạt nam châm máy phát điện quay theo Những nam châm khổng lồ quay quanh cuộn dây đồng, sản sinh dòng điện xoay chiều (AC) - Biến áp (Transformer)– Máy biến áp đặt bên nhà máy điện tạo dòng điện xoay chiều AC chuyển đổi thành dịng điện có điện áp cao - Đường dây điện (Power Lines) – Trong nhà máy điện có đến bốn dây : ba dây pha lượng điện sản xuất đồng thời với dây trung tính - Cống xả (Outflow) – Đưa nước chảy qua đường ống – gọi kênh , chảy vào hạ lưu sơng Hình 7: Sơ đồ cấu tạo nhà máy thủy điện Ngoài số thành phần khác ứng với kiểu nhà máy khác 2.3 Sơ đồ nhà máy thủy điện ngang đập( lịng sơng): - Sơ đồ I nhà máy thuỷ điện bố trí đập bê tông trọng lực, để dẫn nước vào tuốc bin thuận dòng, đoạn ống áp lực nối với buồng xoắn đặt nằm ngang nằm nghiêng, khoảng trống đập nhà máy bố trí máy biến Tồn phần điện nhà máy bố trí phía thượng lưu nhà máy, phía hạ lưu bố trí hệ thống dẫn, nước khí Khi cơng trình xây dựng đá cứng, cho phép tăng ứng suất đập, nhà máy bố trí gần tim đập ( sơ đồ II) Với sơ đồ kích thước ống hút phải kéo dài, lợi dụng khoảng trống tầng ống hút bố trí phịng phụ nhà máy, tầng bố trí máy biến áp Với sơ đồ tồn phần điện nhà máy bố trí phía hạ lưu, phía thượng lưu bố trí hệ thống dẫn khí, nước vv - Sơ đồ III, nhà máy thuỷ điện bố trí sau đập vịm Trước thường đặt nhà máy cách xa đập vòm dùng đường ống dẫn nước áp lực vòng qua bờ đá Nhưng ngày với kỹ thuật tính tốn đập vịm hồn chỉnh, kết hợp với làm việc đá cho phép đặt nhà máy sau đập vòm với đường dẫn nước qua thân đập Để giảm khoảng cách đập nhà máy, số trường hợp nhà máy phải tạo thành dạng cong bình đồ Mặc dù bố trí tăng thêm tính phức tạp, song với tuyến hẹp cho phép tăng chiều dài nhà máy Hình 8: Sơ đồ cấu tạo nhà máy thủy điện ngang đập - Với kết cấu sơ đồ IV, cơng trình xả lũ có áp bố trí buồng xoắn Loại sơ đồ áp dụng với cột nước khác Nhược điểm sơ đồ cửa lấy nước turbin đặt sâu, tải trọng cửa van lớn, thao tác không thuận tiện, trục tổ máy dài, kết cấu phần nước tăng Trong thiết kế vận hành trạm thuỷ điện loại lớn người ta thấy áp dụng sơ đồ V bố trí cơng trình xả lũ có áp buồng xoắn tốt nhất,vì loại trừ tất nhược điểm sơ đồ Với sơ đồ này, để giảm độ sâu móng nhà máy thường áp dụng buồng xoắn bê tơng đối xứng có mặt cắt hướng lên phía tăng chiều cao ống hút, giảm kích thước phần nước nhà máy - Kinh nghiệm thiết kế cho thấy rằng, áp dụng sơ đồ IV V để bố trí tràn xả lũ, để bảo đảm làm việc ổn định đường tràn, giảm dòng chảy phân bố không hạ lưu xuất mạch động nên phải bố trí tổ máy đối xứng Để bảo đảm hiệu phun xiết lớn chiều dài đoạn tổ máy phải tăng từ 5-10% so với chiều dài đoạn tổ máy nhà máy thuỷ điện không kết hợp Như vậy, lưu lượng qua đường hầm xả tràn gấp 1.5¸2 lần lưu lượng qua tuốc bin đạt hiệu phun xiết lớn dẫn đến tăng công suất tổ máy Nếu tăng chiều cao ống hút chiều cao tương đối đoạn hình chóp cụt tăng mặt cắt đường hầm xả lũ Bố trí tổ máy đối xứng đoạn góc bao buồng xoắn giảm xuống 135 độ-160 độ , đồng thời mặt mở rộng với góc b =180 độ (Xem mặt tầng buồng xoắn AA,B-B sơ đồ IV V) 2.4 Sơ đồ nhà máy thủy điện sau đập đường dẫn: - Những nhà máy thuỷ điện sau đập đường dẫn xây dựng giai đoạn thiết kế thường dùng sơ đồ sau để bố trí - Sơ đồ I nhà máy thuỷ điện bố trí đập bê tơng trọng lực, để dẫn nước vào tuốc bin thuận dòng, đoạn ống áp lực nối với buồng xoắn đặt nằm ngang nằm nghiêng, khoảng trống đập nhà máy bố trí máy biến Tồn phần điện nhà máy bố trí phía thượng lưu nhà máy, phía hạ lưu bố trí hệ thống dẫn, nước khí Khi cơng trình xây dựng đá cứng, cho phép tăng ứng suất đập, nhà máy bố trí gần tim đập ( sơ đồ II) Với sơ đồ kích thước ống hút phải kéo dài, lợi dụng khoảng trống tầng ống hút bố trí phòng phụ nhà máy, tầng bố trí máy biến áp Với sơ đồ tồn phần điện nhà máy bố trí phía hạ lưu, phía thượng lưu bố trí hệ thống dẫn khí, nước vv - Sơ đồ III, nhà máy thuỷ điện bố trí sau đập vịm Trước thường đặt nhà máy cách xa đập vòm dùng đường ống dẫn nước áp lực vòng qua bờ đá Nhưng ngày với kỹ thuật tính tốn đập vịm hồn chỉnh, kết hợp với làm việc đá cho phép đặt nhà máy sau đập vòm với đường dẫn nước qua thân đập Để giảm khoảng cách đập nhà máy, số trường hợp nhà máy phải tạo thành dạng cong bình đồ Mặc dù bố trí tăng thêm tính phức tạp, song với tuyến hẹp cho phép tăng chiều dài nhà máy Hình 9: Sơ đồ nhà máy thủy điện sau đập - Nhà máy thuỷ điện sau đập trụ chống (sơ đồ IV) tuỳ theo kích thước đập, khoảng cách trụ chiều dày mà đề phương án bố trí nhà máy Với khoảng cách trụ khơng lớn bố trí tổ máy với cầu trục gian lắp ráp riêng cho tổ máy (phương án 1), với sàn lắp ráp chung cho tồn nhà máy cho phép đục thơng trụ chống (phương án 2) Khi khoảng cách hai trụ nhỏ, người ta đưa hẳn nhà máy sau trụ, nhà máy có kết cấu nhà máy sau đập (phương án 3) Hoặc khoảng cách trụ chống đập có kích thước lớn nghiên cứu bố trí tồn nhà máy khoang - Khi kích thước đập bê tơng đủ lớn chiều cao chiều ngang bố trí nhà máy thân đập (sơ đồ V) Nhà máy thân đập giảm khối lượng bê tông thân đập phần bê tông nhà máy, có lợi khơng phải mở rộng mặt cắt ngang đập chiều cao đoạn tổ máy Bên cạnh nhà máy thân đập bê tơng trọng lực có nhược điểm định làm yếu mặt cắt ngang đập, gây ứng suất tập trung hạ lưu ứng suất cục phức tạp khó tính tốn cách xác - Khi tuyến đập nằm địa hình hẹp, cơng trình xả lũ khơng bố trí hai bên bờ được, trường hợp phải nghiên cứu đến phương án bố trí tràn mái (sơ đồ VI) Do dòng phun tạo nên độ ẩm lớn khơng khí, phải bố trí thiết bị điện cao buồng kín địa điểm cách xa nhà máy Thường mùa lũ, mực nước hạ lưu dâng cao, có vượt qua cao trình sàn máy, trường hợp tường nhà máy phía hạ lưu phải xây bê tơng cốt thép đủ độ dày có biện pháp chống thấm - Sơ đồ VII VIII nhà máy thuỷ điện đường dẫn, đặc điểm nhà máy giống nhà máy thuỷ điện sau đập, khác phần kích thước nước đơn giản chủ yếu kích thước bánh xe cơng tác D1 nhỏ trạm thuỷ điện lắp tuốc bin gáo trạm thuỷ điện đường dẫn cột nước cao, lắp tuốc bin tâm trục áp dụng ống hút hình chóp cụt ống hút loe, kết cấu phần nước đơn giản nhiều Nước sau khỏi ống hút chảy hạ lưu kênh dẫn Nguyên lý hoạt động nhà máy thủy điện: 3.1 Quá trình vận hành nhà máy thủy điện gồm có bốn giai đoạn chính: Dòng nước với áp lực lớn chảy qua ống thép lớn gọi ống dẫn nước có áp tạo cột nước khổng lồ với áp lực lớn vào bên nhà máy Nước chảy mạnh làm quay tuabin máy phát điện, lượng học chuyển hóa thành điện Điện tạo máy biến áp để tạo dòng điện cao Dòng điện cao kết nối vào mạng lưới phân phối điện truyền thành phố Ngoài ra, lượng điện tạo xác định nhiều yếu tố Hai số yếu tố khối lượng dòng chảy áp suất thủy lực Áp suất có liên quan đến khoảng cách mặt nước tua bin phụ thuộc vào lượng nước hồ chứa Hình 10: Ngun lí vận hành nhà máy thủy điện Tổng kết: Sự phát triển thủy điện Việt Nam mang lại nhiều lợi ích Đầu tiên, thủy điện giúp phát triển kinh tế, tạo nguồn lượng rẻ dồi dào, giúp phát triển ngành công nghiệp, nông nghiệp dịch vụ tồn đất nước Tiếp thiên nhiên, khơng làm biến đổi đặc tính nước sau chảy qua tua bin Thủy điện nguồn lượng linh hoạt hiệu huy động đến công suất tối đa, giúp đáp ứng phụ tải cách nhanh chóng Ngồi theo, sử dụng thủy điện giúp bảo tồn hệ sinh thái thủy điện sử dụng lượng dòng nước để phát điện, mà không làm cạn kiệt nguồn tài nguyên cịn nguồn lượng sạch, góp phần vào phát triển bền vững, giúp giảm phát thải môi trường, khiến trường bị chịu ảnh hưởng Ngồi lợi ích mang lại, thủy điện gây số tác động không nhỏ Theo chuyên gia, để tạo 1MW công suất thủy điện, phải từ 10 - 30 rừng, để có 1.000 hồ chứa nước cần san phẳng, giải phóng từ 1.000 - 2.000 đất phía thượng nguồn Điều trực tiếp ảnh hưởng đến rừng đầu nguồn, thứ coi là phổi xanh điều tiết khí hậu Hơn nữa, thủy điện cịn làm thay đổi dịng chảy, chí làm cho dịng chảy cạn kiệt Ngồi cịn số tác động khơng nhỏ đến môi trường xung quanh mà thủy điện tác nhân Tóm lại, thủy điện nguồn lượng tái tạo có vai trị lớn phát triển tồn nhân loại Đó tiền đề để phát triển nguồn lực xã hội, đem lại văn minh cho nhân loại Tuy nhiên có mặt hạn chế thủy điện, chủ yếu vấn đề liên quan đến mơi trường Vì cần có biện pháp nhằm khai thác hiệu nguồn lượng thủy điện, tránh lãng phí tạo nguồn lượng phục vụ cho xã hội ... máy thủy điện 2.3 Sơ đồ nhà máy thủy điện ngang đậ 2.4 Sơ đồ nhà máy thủy điện sau đập v Nguyên lý hoạt động nhà máy thủy điện: 3.1 Quá trình vận hành nhà máy thủy điện gồm có bốn giai đoạn... triều Các loại nhà máy tạm xếp chung vào loại nhà máy đặc biệt 2.2 Cấu tạo nhà máy thủy điện Một nhà máy thủy điện thơng thường có thành phần sau: - Đập (Dam): Hầu hết nhà máy thủy điện dựa vào... loại nhà máy thuỷ điện cịn phân loại theo vị trí tương đối thân nhà máy bố trí tổng thể: Nhà máy thuỷ điện mặt đất (nhà máy thơng thường); nhà máy thuỷ điện ngầm bố trí tồn lịng đất, nhà máy thuỷ