Giáo trình Thiết bị cơ khí thủy công (Nghề Vận hành thủy điện)

ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH LÀO CAI TRƯỜNG CAO ĐẲNG LÀO CAI GIÁO TRÌNH NỘI BỘ MƠN: THIẾT BỊ CƠ KHÍ THỦY CƠNG NGHỀ : VẬN HÀNH THỦY ĐIỆN (Áp dụng cho trình độ Cao đẳng) LƯU HÀNH NỘI BỘ NĂM 2017 LỜI GIỚI THIỆU Thiết bị khí thủy công môn học chuyên môn biên soạn dựa chương trình khung chương trình dạy nghề Bộ Lao động - Thương binh Xã hội Tổng cục Dạy nghề ban hành dành cho hệ Cao Đẳng Nghề Vận hành nhà máy thủy điện Giáo trình biên soạn làm tài liệu học tập, giảng dạy nên xây dựng mức độ đơn giản dễ hiểu nhất, có ví dụ tập áp dụng để làm sáng tỏ lý thuyết Khi biên soạn, tác giả dựa kinh nghiệm giảng dậy, tham khảo đồng nghiệp tham khảo nhiều giáo trình có để phù hợp với nội dung chương trình đào tạo phù hợp với mục tiêu đào tạo, nội dung lý thuyết thực hành biên soạn gắn với nhu cầu thực tế Nội dung môn học gồm có chương: Chương 1: Khái niệm phân loại thiết bị khí thuỷ cơng Chương 2: Lưới chắn rác thiết bị vớt rác Chương 3: Các van xả mặt Chương 4: Các loại van xả sâu Trong trình biên soạn có nhiều cố gắng song khó tránh khỏi sai sót, nhầm lẫn khiếm khuyết Tơi mong nhận góp ý Quý đồng nghiệp bạn Học sinh - Sinh viên toàn Trường để giáo trình ngày hồn thiện Tơi xin chân thành cảm ơn bạn đồng nghiệp, cảm ơn Khoa Điện-Điện tử, Trường Cao đẳng Lào Cai tạo điều kiện giúp đỡ cho tơi hồn thành giáo trình Lào Cai, ngày tháng năm 2017 Người biên soạn GV Ngô Đức Hiếu MỤC LỤC Nội dung Chương 1: Khái niệm phân loại thiết bị khí thuỷ cơng Khái niệm Phân loại Chương 2: Lưới chắn rác thiết bị vớt rác TRANG 5 Công dụng: Cấu tạo nguyên tắc bố trí Chương 3: Các van xả mặt 12 Van phẳng: 12 Van cung 12 Van hình quạt; 13 Van hình mái nhà; 15 Xác định lực đóng mở cánh phai 17 Các hình thức làm kín khít cánh van 20 Kiểm tra Chương 4: Các loại van xả sâu 25 Van đĩa 25 Van kim 27 Van khố 29 Van 30 Van trụ đứng 32 TÀI LIỆU THAM KHẢO 36 GIÁO TRÌNH MƠN HỌC NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN MỤC TIÊU MƠ ĐUN: Kiến thức: - Trình bày tác dụng, cấu tạo, vật liệu chế tạo, nguyên lý làm việc, môi trường làm việc loại thiết bị khí thuỷ cơng nhà máy thuỷ điện; - Phân tích nguyên lý làm việc, ứng dụng hệ thống dẫn động thiết bị khí thuỷ cơng nhà máy thuỷ điện - Trình bày quy định an toàn vận hành thiết bị khí thuỷ cơng cơng trình nhà máy thuỷ điện; Kỹ năng: - Xác định đươc quy phạm kỹ thuật phần "Thiết bị khí thuỷ công" thuộc "Quy phạm kỹ thuật vận hành nhà máy điện lưới điện"; - Nhận dạng nêu trình tự bước vận hành hệ thống thiết bị khí thuỷ cơng cơng trình thuỷ điện Năng tự chủ trách nhiệm: - Ứng dụng kiến thức học vào thực tế, tuân thủ nội quy an tồn - Tích cực chủ động học tập NỘI DUNG: CHƯƠNG I: KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI CÁC THIẾT BỊ CƠ KHÍ THỦY CÔNG Mục tiêu: - Phân biệt loại thiết bị khí thuỷ cơng thường gặp cơng trình thuỷ điện; - Xác định vị trí lắp đặt chúng - Tích cực chủ động học tập Nội dung: Khái niệm Cửa van phận cơng trình thuỷ lợi (thuỷ điện), bố trí lỗ tháo nước đập, cống để khống chế mực nước điều tiết lưu lượng theo yêu cầu tháo nước thời kỳ khác Cửa van di động nhờ sức kéo từ thiết bị đóng mở nhờ sức nước Khi cửa van chuyển động, tựa lên phận cố định gắn chặt vào mố ngưỡng cơng trình tháo Các u cầu thiết kế cửa van là: - Cấu tạo đơn giản, lắp ráp, sửa chữa dễ dàng; - Đóng mở nhẹ nhanh; đủ khả chịu lực, làm việc an toàn bền; đảm bảo mỹ quan, giá thành hợp lý - Trong trình sử dụng, cửa van phải đảm bảo khống chế lưu lượng khác theo yêu cầu khai thác - Chỗ tiếp xúc cửa van với trụ, ngưỡng đáy, tường ngực phải có thiết bị chắn nước tốt để chống rị rỉ - Trường hợp phía thượng lưu có nhiều bùn cát hay vật cửa van phải có khả tháo bùn cát hay vật dễ dàng Phân loại: Cửa van sử dụng rộng rãi cơng trình thuỷ lợi Hình thức chúng đa dạng, phong phú Có thể phân loại cửa van theo nhiều cách khác 2.1 Phân loại theo mục đích sử dụng: Phân thành van chính, van cố, van sửa chữa, van thi cơng: Cửa van thực chức điều tiết lưu lượng, khống chế mực nước thời gian khai thác cơng trình Van cố dùng để đóng bịt cửa tháo nước trường hợp có cố Các van cần đảm bảo yêu cầu đóng nhanh, điều kiện nước chảy với cột nước cao Trong đa số cơng trình thuỷ lợi, tốc độ đóng van cố thường áp dụng 0,2 -0,5m/phút Còn trường hợp đặc biệt, ví dụ van cửa nhận nước nhà máy thuỷ điện, sử dụng thiết bị đóng nhanh với thời gian đóng cửa tính giây Van sửa chữa sử dụng để đóng cửa thời gian sửa chữa van hay thiết bị đóng mở nó, cịn van thi cơng sử dụng thời kỳ xây dựng cơng trình Trong nhiều trường hợp thường sử dụng kết hợp chức khác cửa van, ví dụ van cố sửa chữa, hay sử dụng van thời kỳ thi công, sửa chữa 2.2 Phân loại theo vị trí đặt van: Phân thành van mặt van a) b) d) c) e) g) h) f) i) l) k) m) Hình1-1.Một số loại van mặt a) Phai; b) Van phẳng kéo lên; c)Van cung; d)Van trụ lăn; đ,e) van quạt; g)Van mái nhà; h)Van phẳng trục ngang; i) Van trụ quay; k) Van dàn quay; l) Van có chống xiên; m) Van (đập )cao su Loại van mặt(hình1-1) thường sử dụng đập tràn, cống lộ thiên Đặc điểm loại đóng, đầu van nhơ lên khỏi mặt nước Ở loại van sâu (Hình1-2) đóng, van ngập sâu nước chịu áp suất lớn nước truyền tới a) b) c) d) d) e) g) h) f) i) Hình17-2.Các dạng van sâu a) Van phẳng; b) Van cung; c) Van khoá; d) Van đĩa trục ngang; đ) Van kim; e) Van côn (nón); g) Van trụ xoay; h) Van cầu; i,) Van trụ đứng 2.3.Phân loại theo cách truyền lực Phân loại van truyền lực cho mố(hình1-1a, b, c,d) van truyền lực chọn ngưỡng đáy ( Hình1-1d, e,g, h,i,k,l,m) 2.4 Phân loại theo vật liệu Theo vật liệu xây dựng, phân biệt cửa van thép, gỗ, bê tông cốt thép chất dẻo (composit) Khi thiết kế, tuỳ theo quy mô lớn nhỏ, mức độ quan trọng, điều kiện làm việc van để chọn vật liệu chot hích hợp 2.5.Theo hình thức tháo nước qua cửa van: Tháo nước đáy (hình1-3a), tháo nước đỉnh van ( Hình 1-3b) hay tháo nước đồng thời đáy đỉnh (hình1-3c) a) b) c) Hình1- 3.Các hình thức tháo nước qua cửa van a) Dưới đáy; b)Trên đỉnh; c)Kếthợp CHUƠNG II: LƯỚI CHẮN RÁC VÀ THIẾT BỊ VỚT RÁC Mục tiêu: - Trình bày Công dung, cấu tạo nguyên lý làm việc loại thiết bị chắn rác thường gặp cơng trình thuỷ điện; - Xác định vị trí lắp đặt chúng - Tích cực chủ động học tập Nội dung: Công dụng Lưới chắn rác dùng để bảo vệ phận thiết bị cơng trình dẫn nước khỏi bị hư hại bùn cát, vật rác bẩn gây nên Cấu tạo nguyên tắc bố trí * Lưới chắn rác: 2.1 Cấu tạo Lưới chắn rác bao gồm kim loại có tiết diện hình trịn, hình chữ nhật có tiết diện hình lưu tuyến đặt theo phương thẳng đứng hệ thống khung dầm đặt tựa vào trụ pin khe nằm trụ pin Hình 2-1 Kết cấu lưới chắn rác phẳng 1- lưới đứng; 2- dầm ngang; 3- dầm dọc; 4- giằng chéo; 5- ngang lưới chắn rác 6- dầm biên; 7- khớp nối tầng lưới - Cấu tạo lưới chắn rác gồm: khung lưới song dọc chắn rác Khi lưới có chiều cao lớn phân đoạn tầng, nối tầng với qua khớp Khung lưới gồm có dầm tựa biên 1, dầm ngang 2, dầm dọc 3, dằng xiên Các song dọc chắn rác làm thép trịn lưới nhỏ cịn phần lớn có dạng mặt cắt dạng lưu tuyến để tăng độ bền giảm tổn thất thuỷ lực (hình 2-2) Hình 2-2: Hình dạng mặt cắt ngang song lưới dầm ngang đỡ lưới a - mặt cắt ngang hệ thanh; - mặt cắt ngang dầm đỡ ngang Khoảng cách (a - khoảng trống) phụ thuộc vào kích thước loại turbin, vào số lượng loại rác bẩn dịng chảy Việc lựa chọn kích thước phải thơng qua tính tốn cho vật trơi qua không làm hư hại phận turbin Khi thiết kế sơ khoảng cách lấy sau: - Đối với turbin cánh quay,cánh quạt: a = 1/20 D1 (a = 520cm) - Đối với turbin tâm trục : a = 1/30 D1 (a=310cm ) - Đối với turbin gáo: a = 27cm Ở cửa lấy nước có kích thước lớn, lưới chắn rác chia thành nhiều tầng đặt chồng lên khe thẳng đứng 10 1.Bánh xe; Trục; Vật chắn nước; Dầm chính; Bộ phận đỡ; Cột chính; Cột phụ; Bản lề; Bánh xe định hướng 22 Để tránh nước rò rỉ qua lỗ tiếp xúc cửa van với đáy, khe mố trụ vỡ với tường ngực, người ta đặt thiết bị chắn nước Thiết bị chắn nước làm gỗ, thép, cao su Yêu cầu chung thiết bị phải khít, đảm bảo nước khơng rị rỉ Hình (2-15) giới thiệu số thiết bị chắn nước đáy Loại yêu cầu kín nước cịn cần có hình dạng thích hợp để trình mở cửa nước chảy luồn bên dễ dàng khơng gây rung động Hình 2-15 Thiết bị chắn nước đáy cửa van phẳng a,b) chắn nước gỗ; c, d) Vật chắn nước kim loại;e, f, g) Vật chắn nước cao su; Cao su chèn; Dầm gỗ; Bản thép; Bộ phận đệm; Cao su đúc; Cao su cứng Hình (2-15) biểu thị số thiết bị chắn nước bên cạnh để chống nước rò rỉ khe cửa van vỡ thiết bị chắn nước tường ngực 23 Hình 2.16 Thiết bị chắn nước bên cạnh (a, b, c) tường ngực (d, e) 24 CHƯƠNG IV: CÁC LOẠI VAN XẢ SÂU Mục tiêu: - Trình bày khái niệm, cấu tạo nguyên tắc bố trí chúng - Phân biệt loại van xả sâu nhà máy thuỷ điện; - Nghiêm túc, chủ động học tập Nội dung: Van đĩa: 1.1 Khái niệm; Cửa van đĩa đĩa phẳng quay được, thường có hình trịn quay quanh trục thẳng đứng hay trục nằm ngang, trục nối chặt với đĩa ( ví dụ đĩa) trục xiên qua vỏ cửa van nối với máy điều chỉnh Khi quay trục đĩa nằm vị trí mà tiết diện ống rộng hay thu hẹp lại Trục quay đĩa phải đặt để áp lực hai phần đĩa gần nhau, quay cửa van cần lực tương đối nhỏ 1.2 Cấu tạo nguyên tắc bố trí 1.2.1 Cấu tạo Hình 3-1 Nguyên lý cấu tạo loại van đĩa a- Mặt đĩa lồi; b- mặt đĩa phẳng; c- Đĩa dạng khung dầm với mặt chịu áp; d- Dạng khung dầm với hai mặt đối xứng 1- Hộp van; 2- đĩa; 3, 4- loại gioăng chèn; 5, – phận hướng dòng đặt cố định; 7rãnh nước rị rỉ; - dầm gân; 9, 10 - thép mặt; 11- gioăng nối ống 25 Kết cấu van đĩa gồm phần chính: vỏ đĩa quay Phần vỏ gồm nửa liên kết với bulông; vật liệu thép (hàn, đúc) gang đúc Nửa có phận gắn vào phía vỏ có gắn gioăng chắn nước Phần đĩa thường cấu tạo kiểu: Kiểu 1: lướt phẳng gia cường gân hàn vào trục Kiểu 2: lướt gồm có gân kẹp bên Đĩa làm thép đúc, trục thép có ổ đỡ ổ bạc đồng hai đầu, vỏ gang, vật chắn nước gioăng cao su, gioăng lót mặt mài nhẵn vỏ Trên hình 1-1 sơ đồ cấu tạo loại cửa van đĩa Điểm đặc trưng cấu tạo van đĩa phần hộp van giống đoạn ống hai đầu có bích để nối tiếp với đường ống bu lông, hộp van đĩa thép có gioăng chèn quay xung quanh trục điều khiển thuỷ lực từ bên ngồi Ở vị trí đóng mặt đĩa vng góc với dịng chảy, trục quay đĩa ngun tắc ln nằm ngang Trước sau cửa van người ta bố trí ống cân áp lực để giảm lực mở cửa van Các loại van đĩa khác hình dạng đĩa van thể hình 11 Van đĩa đường kính khơng lớn làm thép đúc kết hợp hàn, hộp van thường làm thành hai phần hàn ghép lại với Ổ trục thượng dạng bạc đồng bôi trơn mỡ Đặc điểm làm việc lỗ mở phần phía sau đĩa hình thành vùng áp suất thấp, vùng nước xốy, cửa van bị chấn động xảy tượng bị xâm thực Để tránh tượng chân khơng, người ta dẫn khơng khí trực tiếp vào cửa, làm tăng áp lực phía cửa van cách làm hẹp tiết diện cống xả làm cho đĩ a có dạng thn, làm cho dạng lỗ hoàn thiện lỗ mở hoàn toàn (bằng cách đặt trước sau đĩa đường dẫn dịng có dạng thuận) Khu vực xốy 26 1.2.2 Nguyên tắc bố trí Cửa van đĩa sử dụng rộng rãi cơng trình tháo nước, dùng làm cửa van ứng với loại cột nước khác nhau, khơng địi hỏi điều tiết lưu lượng nước Khi cần điều tiết lưu lượng cửa van đĩa dùng cho cột nước 25÷30m cửa đặt cơng trình tháo nước, đặt lộ hẳn ngồi Nhờ lực đóng mở nhẹ mở cửa nhanh nên loại van đĩa sử dụng cần điều tiết lưu lượng (với cột nước thấp) để đảm bảo đóng kín lỗ cửa van loại cửa van khác, cửa van đĩa khơng kín nước Ngày nhờ cơng nghệ chế tạo đại nên độ kín van đĩa tương đối tốt Cửa van đĩa dùng với cột nước đến 800m, đường kính 0,7m lớn hơn; đường kính lớn dùng cửa van 8,2m (khi cột nước 25m) Van kim : 2.1 Khái niệm; Van hình kim loại van dùng để điều tiết lưu lượng nơi có cột nước lớn Van làm việc trường hợp đóng mở hồn tồn hay vị trí trung gian mà khơng có rung động 2.2 Cấu tạo nguyên tắc bố trí; 2.2.1 Cấu tạo 27 Hình 3-2: Cửa van kim 1-vỏ; 2-lõi; 3-phần hình nón lõi; 4- pittong; 5-đầu hình kim pittong; 6-lưỡi gà cưa pittong; 7-khoang pittong; 8- thước cưa pittong; 9- bánh xe khía; 10-trục thẳng đứng; 11- phận điều khiển; 12- ống dẫn nước; 13- ống thóa nước từ khoang pittong ra; 14- lỗ thóa nước pittong; 15- khoang lõi; 16- lỗ thao nước lõi; 17- ống tháo nước lõi; 18- vịi chống rị rỉ; 19- vịng nhơ pittong; 20- ống dùng để tháo nước từ khoang trống hình khuyên vỏ lõi pittong Cửa van hình kim gồm có vỏ cố định hình bầu dục hình thn: lối hai vỏ đóng lại cách di chuyển pittơng hình kim đặt lỗ Các loại cửa van hình kim khác dùng phân biệt theo phương pháp điều khiển theo cấu tạo pittông; theo phương pháp điều khiển cửa van hình kim chia thành nhóm: (1) Điều khiển sức nước, loại cân (về phương diện áp lực nước tác dụng lên hình trụ) (2) điều khiển máy, không cân Loại thông dụng cửa van cân Trên hình trình bày kiểu cửa van hình kim cân hồn chỉnh Cửa van gồm có vỏ 1, lõi gắn vào vỏ sống hướng tâm, lõi có đầu hình nón pittơng với đầu có dạng kim Pittơng có lưỡi gà hình kim dùng điều tiết nước chảy từ khoang ra, đầu trái có thước cưa 8, thước ăn khớp với bánh xe nhờ trục thẳng đứng 10 bánh xe tiếp nhận tác dụng phận điều khiển 11 Nước có áp chảy vào khoang theo ống 12 (khi mở cửa van) chảy khỏi khoang theo lỗ 14, lỗ đóng lưỡi gà hình kim Việc tháo khơ hồn tồn khoang tiến hành nhờ ống 13 Nước chảy vào khoang 15 nhờ lỗ 16, chảy khỏi 28 khoang 15 nhờ ống 17 Việc tháo khô cho khoang trống hình khuyên vỏ 1, lõi pittông tiến hành nhờ ống 20 Để đóng cửa van người ta tháo nước từ khoang 15 cho nước có áp vào khoang Nước gây áp lực lên mặt pittông làm cho di chuyển sang bên phải tựa lên vòng chống thấm 18 Để mở cửa van người ta tháo nước khoang ra, cho nước có áp vào khoang 15 Nước gây áp lực lên vịng nhơ pittơng làm cho di chuyển sang phía trái đến phải mở hồn tồn vịng trống nằm vỏ pittơng Việc điều chỉnh độ mở đóng cửa van tiến hành nhờ lưỡi gà hình kim Trong lưỡi gà, diện tích lỗ lớn diện tích lỗ ống dẫn vào 12 Cửa van có mặt cắt hình lưu tuyến nên tránh khả bị chân không xâm thực; tổn thất cột nước cửa van nhỏ 2.2.2 Nguyên tắc bố trí Phạm vi sử dụng Van kim tạo dòng chảy thuận, tổn thất đầu nước nhỏ, điều tiết lưu lượng tốt nên thường dùng ống tưới sâu đặt trước tuabin để làm nhiệm vụ sửa chữa cố bảo vệ tuabin Ngoài người ta thường đặt chúng phía sau cơng trình tháo nước, nước phun thành tia vào khơng khí, lại có lắp phận đặc biệt, làm nước phun thành bụi để tiêu tia nước Cửa van hình kim loại có cấu tạo hồn chỉnh nhất, chúng dùng để đóng mở cửa sâu có cột nước cao dùng để điều chỉnh lưu lượng cách xác Các cửa van hình kim loại cân đảm bảo khả điều tiết lưu lượng, đóng kín, khơng bị chấn động làm việc chắn Người ta dùng loại cửa van với đường kính đến 0,5m cột nước đến 100m Nhược điểm cửa van hình kim giá thành cao, kết cấu chế tạo phức tạp, gia cơng khó, khối lượng lớn, đắt tiền nên phần sử dụng có hạn chế Khi nước nhiều phù sa loại cửa van hoạt động khơng tốt Van khố: 3.1 Khái niệm; Van khóa dạng van sử dụng cho đường ống dẫn nước dẫn khí Phổ biến dạng van khóa hình trịn 3.2 Cấu tạo ngun tắc bố trí; 3.2.1 Cấu tạo 29 Hình 3-3: Sơ đồ van khóa trịn Về cấu tạo van khóa trịn có vỏ gang đúc, bên có đĩa chuyển động dạng phẳng hay hình nêm hình vẽ Khi đường kính D < 0.75m mở van điều kiên chênh áp lực mặt trước mặt sau Điều cho phép van khóa sư dụng làm van hay van cố Cịn đường kính lớn phải dùng đến thiết bị cân áp lực để hỗ trợ mở van Van côn( Van nút chai) : 4.1 Khái niệm; Van côn ống hình trụ cố định đậy cuối nút hình ( nón) Nhờ cấu đặc biệt, xi lanh động di chuyển dọc theo trục ống để điều khiển độ mở van 4.2 Cấu tạo nguyên tắc bố trí; 4.3 Cấu tạo Hình 3-4: Cấu tạo van 30 Van gồm phần (hình vẽ) a) Phần tĩnh thép đúc thép hàn (1) (có thể gang đúc) có từ đến gân (2) góc nối với đầu tựa hình (3), góc a lấy khoảng a = 900 ÷ 1200 Mặt đầu vỏ (1) có bích nhiều trường hợp có bố trí võng ơm có lỗ thơng khí b) Bộ phận động ống hình trụ (4) chuyển động trượt vỏ (1) nhờ trượt gắn vào gân Giữa (1) (4) cịn có phận dẫn hướng (5) gioăng chắn nước (6) Chiều dài di chuyển (4) chiều dài đóng mở van (S) Trong thiết kế thường chọn S = 0,6 ÷0,7D (D - đường kính ống); với hệ số lưu lượng sơ chọn m = 0,8 c) Bộ phận thứ ba cấu máy điều khiển đóng mở Khác với van kim, cấu đóng mở van gắn bên phận động, chuyền chuyển động theo dạng: trục vít pittơng thủy lực đặt song song bên mặt phẳng ngang chứa tim cửa 4.4 Ngun tắc bố trí Hình 3-5: Van Bố trí Van thường bố trí cuối đường ống( van thường đặt cửa ống tháo) dịng chảy phóng từ dạng chùm tia phun vào khơng khí ngập mực nước hạ lưu Hiện có nghiên cứu đưa van vào đường dẫn nước tạo thành hình thức nước chảy vịng, để tiêu sau cửa ống Phạm vi sử dụng: Đến cửa van hình thức cửa áp dụng rộng rãi sau van đĩa nhờ ưu điểm bản: điều tiết lưu lượng tốt, kết cấu đơn giản, dễ làm tiêu tốt Trong xây dựng thủy năm gần đây, van côn sử dụng tương đối nhiều cống thép bọc bê tông cốt thép đập đất cống Ea Soup thượng ( Đak Lak): D = 1.8 m; Cống Nam Suối Dầu ( Khánh Hòa): D = 1.7 m; Cống Vạn Hội ( Bình Định): D = 1.5 m… 31 Van trụ đứng: 5.1 Khái niệm; Cửa van hình trụ đặt thẳng đứng dùng để đóng lỗ tròn đoạn thẳng đứng cơng trình xả nước cơng trình lấy nước 5.2 Cấu tạo nguyên tắc bố trí 5.3 Cấu tạo Hình 3-6: Các sơ đồ cửa van hình trụ đặt thẳng đứng a)Loại cao, dẫn nước từ vào b) Loại cao dẫn nước từ c) Loại thấp dẫn nước từ vào 1-Khoang; 2-Hành lang dẫn nước; 3-Cửa hình trụ vị trí nâng lên; 4-Ống dẫn khơng khí Tùy theo kết cấu mà cửa van hình trụ thẳng đứng chia loại cửa cao loại cửa thấp Các loại cửa cao khác với loại cửa thấp chỗ chiều cao thường lớn đường kính nhiều, ngồi cửa van trạng thái đóng mép nhơ lên mức nước thượng lưu, mép cửa van loại thấp bị ngập nước Các cửa van trụ loại cao gồm hình trụ rỗng đặt thẳng đứng, đầu đầu để trống, nước chảy vào từ mặt ngồi hình trụ (hình a) chảy từ (hình b) áp lực nước lên cửa van có hướng tâm, so với trục hình trụ áp lực nước cân bằng, nhờ lúc nâng cửa van lên chủ yếu cần khắc phục trọng lượng thân cửa van Trong trường hợp lấy nước từ ngồi vào (hình a), cửa nâng lên nước chảy qua lỗ vào nằm ngang hướng xuống hành lang Khi dẫn nước từ cửa (hình 3-6b) cửa van vị 32 trí đóng kín nước chốn đầy bên cửa van, cịn nâng cửa van lên nước chốn đầy khoang chảy theo hành lang dẫn nước Cửa van trụ loại cao nên dùng trường hợp cột nước không lớn tức dùng cho cửa lấy nước, trường hợp cột nước cao cửa cần có chiều cao lớn, chúng không thông dụng Thông dụng cửa van hình trụ thấp loại dẫn nước từ ngồi vào (hình c) Tùy theo kết cấu mà cửa van trụ chia loại trống loại kín Kết cấu cửa van hình trụ thấp, loại trống (hình d), Hình 3-7: Cửa van hình trụ thấp đặt thẳng đứng trống 1- Mặt cửa kim loại; 2- trụ thẳng đứng; 3- giữ cửa thẳng; 4- van chắn nước; 5- khung định hướng; 6- nâng Gồm có: 1- mặt cửa kim loại; 2- nhiều trục đứng để mặt cửa tì lên trụ này; 3nhiều tròn đặt ngang giữ cho cửa van cứng; 4- vật chắn nước bên bên dưới; 5- bánh xe trượt định hướng gắn vào hình trụ vài mảnh phẳng đặt thẳng đứng di chuyển với cửa van theo ray đặt sẵn Việc nâng cửa van hình trụ tiến hành nhờ vào ba kéo cứng nối với ba máy nâng hoạt động đồng Các cửa van hình trụ thấp loại trống dùng cơng trình xả nước cơng trình lấy nước kiểu thấp; cơng trình, loại cửa van ngập sâu mặt nước đến 100m, có đường kính 9,15 m chiều cao 2,76 m Khi cột nước cao, để tránh tượng chân khơng tốt dùng ống để dẫn khơng khí vào qua khu nằm thấp lỗ vào giếng thẳng đứng chút Các cửa van thấp loại kín bên bên Chúng chia làm hai phần: phần cố định phần di chuyển Phần di chuyển trực tiếp điều tiết lưu lượng nước tháo qua Trong đa số trường hợp, hình trụ thấp loại kín 33 đóng mở nhờ tác dụng nước, trường hợp cá biệt, có lắp phận đóng mở giới Để làm ví dụ có trình bày sơ đồ hình trụ thấp kiểu kín đóng mở nhờ tác dụng nước (hình e) Cửa van gồm hình trụ cố định hình trụ rỗng di động đặt bên 2, cuối hình trụ có mặt hình nón để đảm bảo nước chạy cho thuận Bên hình trụ di động có lắp vịng chắn nước Khi cửa đóng lại vịng nằm sát vịng chắn khung đỡ Hình trụ di động chia thể tích bên hình trụ cố định làm hai khoang có áp; khoang (lớn) liên lạc với thượng lưu với đường xả nước, khoang (hình vành khun) ln ln nối liền với thượng lưu Khi nối khoang với thượng lưu, áp lực phần hình trụ lớn áp lực khoang hình trụ hạ thấp xuống vật chắn giáp Nếu khoang nối với đường xả nước, áp lực nước thượng lưu khoang hình trụ tách khỏi vật chắn nước nâng lên Khi mực nước thượng lưu thấp quá, tức cột nước không đủ cửa van di chuyển, cửa van điều khiển nhờ áp lực dầu; Dầu dẫn vào khoang khoang hình trụ khơng lớn đặt phía cửa van Nhờ có thiết bị đặc biệt mà đảm bảo mở phần cửa van Hình 3-8: Cửa van hình trụ thấp đặt thẳng đứng loại kín 34 1- Hình trụ cố định; 2- ninh trụ di chuyển rỗng bên trong; 3- vòng chắn nước; 4khung đỡ; 5- khoang trên; 6- khoang dưới; 7- khoang điều tiết trên; 8- khoang điều tiết Trong cửa van hình trụ thấp kiểu kín có loại kết cấu khác loại hình trụ bên cố định cịn hình trụ (có dạng chng) di chuyển được, hình trụ di động đóng mở cửa Ưu điểm loại cửa hình trụ áp lực nước tự cân bằng, nâng hạ cửa khắc phục trọng lượng thân lực ma sát gioăng chắn nước 35 TÀI LIỆU THAM KHẢO - Thuỷ công - Tập thể trường ĐH Thuỷ Lợi - NXB Xây dựng 2005 - Cơng trình trạm thuỷ điện - Hồ Sỹ Dự; Nguyễn Duy Hạnh; Huỳnh Tấn Lượng NXB Xây dựng 2003 36 ... động thiết bị khí thuỷ cơng nhà máy thuỷ điện - Trình bày quy định an tồn vận hành thiết bị khí thuỷ cơng cơng trình nhà máy thuỷ điện; Kỹ năng: - Xác định đươc quy phạm kỹ thuật phần "Thiết bị khí. .. thuật phần "Thiết bị khí thuỷ cơng" thuộc "Quy phạm kỹ thuật vận hành nhà máy điện lưới điện"; - Nhận dạng nêu trình tự bước vận hành hệ thống thiết bị khí thuỷ cơng cơng trình thuỷ điện Năng tự chủ... tập NỘI DUNG: CHƯƠNG I: KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI CÁC THIẾT BỊ CƠ KHÍ THỦY CƠNG Mục tiêu: - Phân biệt loại thiết bị khí thuỷ cơng thường gặp cơng trình thuỷ điện; - Xác định vị trí lắp đặt chúng -