2.1.1 Thiết bị động lực :
Thiết bị động lực bao gồm turbin thuỷ lực và mỏy phỏt điện được tổ hợp thành tổ mỏy trục đứng. Turbin sử dụng trong nhà mỏy là loại HLA253 cú trục được nối trực tiếp với trục của roto mỏy phỏt. Mỏy phỏt thuỷ điện là mỏy phỏt đồng bộ ba pha
2.1.2 Cỏc thiết bị cơ khớ trong nhà mỏy thuỷ điện :
Thiết bị cơ khớ của TTĐ bao gồm cỏc loại cửa van và cỏc thiết bị nõng chuyển phục vụ cho việc đúng mở lắp rỏp và sửa chữa.
2.1.2.1 Cửa van cửa ra ống hỳt
Mục đớch của việc bố trớ cửa van tại cửa ra ống hỳt là khi sửa chữa tổ mỏy thỡ cửa van này đúng kớn để bơm cạn nước trong buồng xoắn và ống hỳt. Van là loại van phẳng bằng thộp.
Với TTĐ IaPuch 3 cú số tổ mỏy z = 2, do đú tụi bố trớ một bộ cửa van cho toàn bộ nhà mỏy. Việc thao tỏc cửa van này dựng cầu trục chõn dờ, khi khụng làm việc thỡ cửa van này được đặt cạnh gian lắp rỏp.
2.1.2.2 Thiết bị nõng chuyển
Để phục vụ cho việc lắp rỏp, sửa chữa cỏc thiết bị trong nhà mỏy thuỷ điện ta bố trớ cầu trục chạy dọc từ nhà mỏy sang gian lắp rỏp. Như đó chọn trong phần thiết bị, cầu trục của TTĐ IaPuch3 là cầu trục đơn cú sức nõng là 50 (T).
2.1.3 Thiết bị điện
Thiết bị điện của TTĐ bao gồm: dõy dẫn điện từ mỏy phỏt, mỏy biến ỏp chớnh, trạm phõn phối điện, hệ thống điện tự dựng.v.v.
a. Mỏy biến thế chớnh.
Để giảm tổn thất khi truyền dẫn điện trờn đường dõy ta phải tăng điện ỏp trước khi dẫn điện đi xa bằng mỏy biến thế chớnh. Mỏy biến thế phải được đặt cựng cao trỡnh với
sàn lắp rỏp để sử dụng cầu trục trong gian mỏy khi sửa chữa, đồng thời mỏy biến thế nờn đặt gần gian mỏy.Với TTĐ IaPuch 3 , do kết cấu phần thượng lưu tương đối rộng nờn tụi bố trớ mỏy biến thế ở phớa thượng lưu nhà mỏy.
Để giảm chiều cao nhà mỏy, trong gian lắp rỏp và sửa chữa tụi bố trớ hố mỏy biến ỏp. Vị trớ và kớch thước xem cụ thể trờn hỡnh vẽ.
b. Trạm phõn phối điện cao thế.
Trạm phõn phối điện cao thế cú nhiệm vụ truyền tải toàn bộ điện năng của TTĐ lờn lưới điện, nú được bố trớ ngoài trời với diện tớch của trạm sơ bộ chọn là 100 (m2). c. Bộ phận phõn phối điện thế mỏy phỏt.
Bộ phận phõn phối điện thế mỏy phỏt hay cũn gọi là bộ phận điện thế thấp từ mỏy phỏt điện đến mỏy biến ỏp tự dựng, được bố trớ phớa thượng lưu nhà mỏy.
2.1.4 Hệ thống thiết bị phụ
Hệ thống thiết bị phụ trong nhà mỏy chủ yếu để đảm bảo chế độ vận hành bỡnh thường của tổ mỏy , bao gồm.
+ Hệ thống điều chỉnh cụng suất của tổ mỏy bao gồm thiết bị dầu ỏp lực, tủ điều khiển, động cơ mỏy tiếp lực, đường ống dẫn dầu ỏp lực.
+ Hệ thống khớ nộn để điều khiển tổ mỏy và hóm mỏy khi cắt tải, phục vụ cho cỏc thiết bị kiểm tra đo lường và dựng để đẩy nước trong ống hỳt khi tổ mỏy làm việc ở chế độ bự đồng bộ.
+ Hệ thống thoỏt nước và thỏo cạn nước khi sửa chữa hoặc kiểm tra tổ mỏy.
+ Hệ thống cung cấp nước kĩ tuật trong nhà mỏy chủ yếu để làm mỏt mỏy phỏt, cỏc ổ trục chặn turbin và trong một số trường hợp làm mỏt MBA, bụi trơn ổ trục turbin.
+ Hệ thống thiết bị đo lường kiểm tra.
2.1.4.1 Hệ thống dầu
a) Tỏc dụng: Trong nhà mỏy thuỷ điện sử dụng hai loại dầu là dầu bụi trơn và dầu cỏch điện. Tỏc dụng của dầu bụi trơn là hỡnh thành màng dầu giữa ổ và trục, thay thế ma sỏt khụ bằng ma sỏt ướt, tăng tuổi thọ cho cỏc thiết bị. Mặt khỏc nú cũn hấp thụ lượng nhiệt sinh ra khi cỏc ổ trục làm việc để phõn tỏn ra ngoài. Tỏc dụng của dầu cỏch điện là cỏch điện và dập tắt hồ quang trong cỏc mỏy cắt điện.
b) Xỏc định lượng dầu của nhà mỏy.
+ Lượng dầu dựng để vận hành được xỏc định theo cụng thức sau (G1).
G1=K.Z.Ntb H D1
Trong đú: G1 - trọng lượng dầu (kg).
K - hệ số phụ thuộc vào hỡnh dạng turbin, với turbin tõm trục thỡ : K = ( 0.45ữ0.65). Chọn K = 0.5.
Z - số tổ mỏy của TTĐ. Z = 2.
Ntb: Cụng suất định mức của Turbin. Ntb= 5260 (KW). D1 - đường kớnh BXCT , D1= 1(m).
H: Cột nước bỡnh quõn gia quyền. H = Hbq = 83.29 (m). G1= 576.4 (kg)
+ Lượng dầu bụi trơn (G2).
G2 =35% .G1 = 202 (kg) + Dầu cỏch điện (G3).
Dung tớch dầu cỏch điện của MBA phụ thuộc vào loại MBA và cụng suất của nú. Với MBA đó chọn là MBA cỡ nhỏ nờn cứ 1000 KW cần 0.4(T) dầu .
G3 = 0.4*20 = 8 (T) + Dầu dự trữ (G4).
4 Theo điều kiện kỹ thuật và quy phạm ở cỏc TTĐ cần dự trữ một lượng dầu như sau: Với dầu cỏch điện ngoài trữ đầy một mỏy cộng thờm 1% toàn bộ lượng dầu cỏch điện.
Với dầu vận hành và dầu bụi trơn ngoài trữ đầy cho cỏc tổ mỏy cũn cộng thờm một lượng dầu dự trữ trong vũng 45 ngày thường bằng 5% lượng dầu đú.
G4 = 1%.G3 + 5%(G1 + G2) = 39 (T) Vậy lượng dầu tổng cộng trong nhà mỏy là:
=> G = G1 + G2 + G3 + G4 = 825.4 (T) c) Bố trớ phũng chứa dầu :
Theo quy phạm quy định cỏc bể dầu đặt trờn mặt đất thường khụng vượt quỏ 300 T và dưới đất khụng quỏ 50 T, cỏc bể dầu trong nhà mỏy thường khụng vượt quỏ 100 T. Vỡ vậy đối với TTĐ IaPuch 3 kho xử lý dầu được đặt ngoài nhà mỏy.
Kho xử lý dầu gồm : kho chứa, kho thiết bị xử lý, thiết bị tỏi sinh, phũng phụ(phũng chứa thiết bị chữa chỏy,phũng thiết bị thụng hơi,phũng làm việc...).
Do kho xử lý dầu đặt ngoài nhà mỏy, vỡ vậy trong nhà mỏy ở tầng turbin cần đặt cỏc thựng dầu trung gian để thỏo dầu khi sửa chữa cỏc bộ phận riờng lẻ và thu hồi dầu rũ rỉ. Cỏc ống chớnh của hệ thống dầu đặt trong hành lang hệ thống dầu bố trớ ở thượng lưu nhà mỏy và chạy dọc nhà mỏy, cỏc ống nhỏnh đặt trong phạm vi tổ mỏy.
2.1.4.2 Hệ thống cung cấp khớ nộn
Hệ thống khớ nộn cú nhiệm vụ cung cấp khớ nộn cho cỏc thiết bị như: điều chỉnh Turbin, hệ thống phanh hóm tổ mỏy, dập tắt hồ quang, cho chế độ chạy bự đồng bộ, ộp nước ở buồng BXCT và ống hỳt, vệ sinh, hỳt, thổi bụi mỏy phỏt.
+ Tớnh lượng khớ nộn cần dựng cho một tổ mỏy: Lượng khớ nộn cần dựng cho thiết bị dầu ỏp lực: Lưu lượng khớ Q1 được xỏc định theo cụng thức: b b 1 k.P .V 0.6 * 40 * 0.3 Q 0.12 60.t 60 *1 = = = m3/phỳt. Trong đú:
Pb: Áp lực cụng tỏc của thiết bị nộn dầu, Pb = 40 at Vb: Dung tớch chứa khớ của thiết bị dầu ỏp lực. Vb =(0.6ữ0.7)Vdầu ỏp lực = 0.6*0.5 = 0.3 m3.
t: Thời gian nạp khớ liờn tục = 0.5 ữ1.5giờ, lấy t = 1 giờ. K: hệ số và k = (0.5 – 0.7) chọn k = 0.6
+ Lượng khớ nộn dựng để phanh hóm tổ mỏy:
Lưu lượng khớ Q2 được xỏc định theo cụng thức kinh nghiệm: Q2 = 0.06*q( p + 1 ).t = 0.06*3*(7 + 1)*2 = 2.88 m3/phỳt. Trong đú:
q: Lượng khớ tiờu hao ở điều kiện ỏp lực cụng tỏc, q = 2 ữ 4 l/s. chọn q = 3 l/s.
P: Áp lực cụng tỏc, P = ( 4 ữ 7) at, chọn P = 7 at. t: Thời gian phanh tổ mỏy, lấy t = 2 phỳt.
+ Lượng khớ nộn cho thiết bị ộp nước buồng Turbin:
Khi cỏc tổ mỏy chạy bự đồng bộ thỡ phải làm mực nước trong ống hỳt thấp hơn mộp dưới của BXCT, nếu khụng thỡ năng lượng tiờu hao sẽ lớn. Qua thực tế cho thấy năng lượng tổn thất trong BXCT quay trong nước gấp 5 đến 8 lần khi quay trong khụng khớ. Do BXCT luụn ngập trong nước hạ lưu trong mựa lũ nờn phải ộp nước ra khỏi BXCT.
Lưu lượng khớ nộn khi tổ mỏy chạy bự đồng bộ được xỏc định như sau: Q3 = (0.25 ∼ 0.05)k1.D13[1 + 0.1.(k2.D1 – Hs)] = 0.15*0.5*13[1+0.1*(0.3*1 – 0.69)] = 0.072 m3/ph Trong đú: K1: Hệ số kinh nghiệm = 0.14ữ0.96 ,chọn k1 = 0.5 D1: Đường kớnh BXCT = 1 m K2: hệ số kinh nghiệm= 0.21 – 0.56. Chọn k2 = 0.3 Hs: độ cao hỳt. Hs = +0.69. Bố trớ hệ thống khớ nộn:
Phũng nộn khớ được bố trớ ở nhà mỏy, gần gian lắp rỏp. Hệ thống đường ống được bố trớ ở tầng Turbin và tầng mỏy phỏt chạy dọc theo nhà mỏy. Trờn mỗi mỏy nộn khớ và thựng dầu ỏp lực phải cú thiết bị như van an toàn, van một chiều, rơle bảo vệ tự động... Cỏc thiết bị nộn khớ cần được trang bị tự động hoỏ cao để tăng độ nhạy và độ chớnh xỏc.
2.1.4.3 Hệ thống cung cấp nước kỹ thật
Tỏc dụng:
Hệ thống cung cấp nước kỹ thuật được sử dụng thường xuyờn để cung cấp nước cho làm lạnh mỏy phỏt, mỏy biến ỏp, ổ trục đỡ, ổ trục định hướng của mỏy phỏt, mỏy nộn khớ và cứu hoả. Trong phần thiết kế mỏy phỏt chọn phương thức làm mỏt bằng khụng khớ, nhưng để khụng phải thay đổi cỏc thụng số của hệ thống nước kỹ thuật khi mỏy phỏt chuyển sang chế độ làm mỏt bằng nước, ở đõy em vẫn tớnh toỏn nước kỹ thuật dựng để làm mỏt mỏy phỏt.
Hệ thống cấp nước kỹ thuật bao gồm: Bộ phận lấy nước
Bộ phận xử lý nước
Bộ phận giảm ỏp (nếu cần).
Đường ống dẫn nước (ống chớnh và cỏc ống nhỏnh), cỏc van, thiết bị đo lường. Yờu cầu của hệ thống cấp nước kỹ thuật:
Nguồn nước phải cung cấp đủ về số lượng, đảm bảo về chất lượng (sạch, khụng lẫn cỏc tạp chất vụ cơ hoặc hữu cơ)
Đủ ỏp suất cần thiết, đảm bảo tớnh kinh tế, tận dụng nguồn nước sẵn cú. Tớnh lượng nước yờu cầu trong nhà mỏy
Nước làm lạnh khụng khớ xung quanh mỏy phỏt
Sơ bộ tớnh lượng nước làm lạnh mỏy phỏt như sau: cứ 1kW cụng suất tổn thất của mỏy phỏt cần 0.07l/s (ở nhiệt độ 25oC)
W1 = 0.07*Nmp(1 - hmf) = 0.07*10000*(1 – 0.95) = 35(l/s) Tổng lượng nước kỹ thuật cần cung cấp:
Do lượng nước làm mỏt mỏy phỏt thường chiếm (6065%) tổng lượng nước kỹ thuật. Nước làm mỏt ổ chặn chớnh chiếm (1020%), làm mỏt mỏy biến ỏp 15%. Nờn tổng lượng nước kỹ thuật được tớnh như sau:
W = W1/0.6 = 35/0.6 = 58.33 (l/s)
Chọn hỡnh thức cung cấp và bố trớ hệ thống cung cấp nước kỹ thuật:
Do là TTĐ đường dẫn cú cột nước cao, nhà mỏy cỏch rất xa hồ chứa nờn chọn hỡnh thức cấp nước kỹ thuật là bơm từ hạ lưu. Trạm bơm cấp nước kỹ thuật được đặt ở phớa hạ lưu nhà mỏy sỏt gian lắp rỏp. Đường ống chớnh bố trớ dọc nhà mỏy nằm về phớa hạ lưu trong cỏc hành lang ở cỏc tầng mỏy phỏt.
2.1.4.4 Hệ thống thỏo nước tổ mỏy
Tỏc dụng:
Trong quỏ trỡnh vận hành, sửa chữa tổ mỏy cần tiờu bỏ đi lượng nước rũ rỉ hay nước chứa trong buồng xoắn, ống hỳt để tạo mụi trường làm việc khụ rỏo, sạch sẽ đảm bảo vận hành và sửa chữa.
Cỏc loại nước được thỏo bao gồm:
Thỏo nước sản xuất: Lượng nước sau khi làm mỏt mỏy phỏt, MBA, bụi trơn cỏc ổ trục.
Thỏo nước tổ mỏy: Khi sửa chữa định kỳ, sửa chữa sự cố trong buồng xoắn, ống hỳt.
Thỏo nước rũ rỉ: Lượng nước ở nắp turbin, qua hệ thống nước kỹ thuật, nước thấm qua nền cụng trỡnh, qua cỏc khớp nối v.v...
Bố trớ hệ thống thỏo nước:
Hệ thống thỏo nước bố trớ sao cho vận hành thuận tiện, thỏo được hết nước ứ đọng trong cỏc khu vực cụng tỏc.
Đối với nước rũ rỉ, dọc theo cỏc hành lang của cỏc hệ thống bố trớ cỏc rónh để tập trung nước và sau đú bơm ra hạ lưu. Lượng nước này khụng lớn nhưng đũi hỏi phải thỏo thường xuyờn để cỏc khụng gian trong nhà mỏy luụn khụ rỏo.
Đới với nước thỏo từ buồng xoắn và ống hỳt thỡ mỗi tổ mỏy bố trớ một mỏy bơm trực tiếp từ đỏy ống hỳt ra hạ lưu. Nước trong buồng xoắn được thỏo tự chảy xuống ống hỳt qua ống nối. Đõy cũng là lượng nước lớn nhất cần thỏo.
2.1.4.5 Hệ thống đo lường trong nhà mỏy
Để đảm bảo chế độ làm việc bỡnh thường của tổ mỏy, trong nhà mỏy thuỷ điện đặt một loạt đồng hồ và cỏc thiết bị đo. Cỏc đồng hồ và thiết bị đo đặt trong nhà mỏy thuỷ điện để kiểm tra tỡnh trạng và chế độ làm việc của tổ mỏy, kiểm tra chế độ phụ tải điện, chất lượng điện, lưu lượng, cột nước... Toàn bộ cỏp dẫn từ cỏc đồng hồ và cỏc thiết bị đo đến phũng điều khiển trung tõm được bố trớ ở tầng dưới phũng điều khiển gọi là phũng cỏp điện. Ngoài ra cũn cú cỏc thiết bị tự động để đúng và cắt mạch khi xuất hiện chế độ cụng tỏc bị phỏ hoại hoặc xảy ra sự cố .