I. Các thiết bị bố trí trong nhà máy
2. Các thiết bị cơ khí trong nhà máy thuỷ điện
Thiết bị cơ khí của TTĐ bao gồm các loại cửa van và các thiết bị nâng chuyển phục vụ cho việc đóng mở lắp ráp và sửa chữa.
2.1. Cửa van trên đường ống dẫn nước turbin.- Cửa van cửa ra ống hút.
Mục đích của việc bố trí cửa van tại cửa ra ống hút là khi sửa chữa tổ máy thì cửa van này đóng kín để bơm cạn nước trong buồng xoắn và ống hút.
Với TTĐ này có số tổ máy z = 3, do đó tôi bố trí một bộ cửa van cho toàn bộ nhà máy. Việc thao tác cửa van này dùng plăng điện, khi không làm việc thì cửa van này được đặt cạnh gian lắp ráp.
2.2.Thiết bị nâng chuyển.
Để phục vụ cho việc lắp ráp, sửa chữa các thiết bị trong nhà máy thuỷ điện ta bố trí cầu trục chạy dọc từ nhà máy sang gian lắp ráp. Như đã chọn trong phần thiết bị, cầu trục của TTĐ này là cầu trục đơn có sức nâng là 450 (T).
2.3. Thiết bị điện.
Thiết bị điện của TTĐ bao gồm: dây dẫn điện từ máy phát, máy biến áp chính, trạm phân phối điện, hệ thống điện tự dùng, hệ thống đo lường kiểm tra và điều khiển, thiết bị điều khiển trung tâm.
2.4. Máy biến áp chính.
Để giảm tổn thất khi truyền dẫn điện trên đường dây ta phải tăng điện áp trước khi dẫn điện đi xa bằng máy biến áp chính. Máy biến áp phải được đặt cùng cao trình với sàn lắp ráp để sử dụng cầu trục trong gian máy khi sửa chữa, đồng thời
máy biến áp nên đặt gần gian máy. Với TTĐ này, do kết cấu phần thượng lưu tương đối rộng nên tôi bố trí máy biến áp ở phía thượng lưu nhà máy.
2.5. Trạm phân phối điện cao thế.
Trạm phân phối điện cao thế có nhiệm vụ truyền tải toàn bộ điện năng của TTĐ lên lưới điện, nó được bố trí ngoài trời, cạnh trạm biến áp và thuận tiện cho đường giao thông. Nền móng phải tốt và cao hơn mực nước hạ lưu lớn nhất.
Kích thước của trạm phân phối điện cao thế ngoài trời phụ thuộc vào sơ đồ đấu điện, thiết bị phân phối, song cũng có thể tính sơ bộ xuất phát từ kích thước của các ô. Ở mỗi ô bao gồm máy đóng cắt, cầu dao cách ly và các máy móc khác, tuỳ thuộc vào điện thế mà nó có kích thước khác nhau. Trong thực tế xây dựng có thể căn cứ vào điện thế từ đó sơ bộ xác định diện tích của trạm phân phối điện cao thế.
Điện áp cao thế của của TTĐ là 35kV nên diện tích và chiều rộng của trạm phân phối điện cao thế tham khảo bảng 1-4, 1-5 trang 262 giáo trình “Công trình trạm thủy điện”-ĐH Thủy Lợi được: diện tích là 240 (m2), chiều rộng là 60 (m). Trạm phân phối điện cao thế của TTĐ được bố trí bên trái nhà máy (nhìn từ thượng lưu).
2.6. Bộ phận phân phối điện thế máy phát.
Bộ phận phân phối điện thế máy phát hay còn gọi là bộ phận điện thế thấp từ máy phát điện đến máy biến áp tự dùng, được bố trí phía thượng lưu nhà máy.
2.7. Hệ thống thiết bị phụ.
Hệ thống thiết bị phụ trong nhà máy chủ yếu để đảm bảo chế độ vận hành bình thường của tổ máy, bao gồm:
+ Hệ thống điều chỉnh công suất của tổ máy bao gồm: thiết bị dầu áp lực, tủ điều khiển, động cơ máy tiếp lực, đường ống dẫn dầu áp lực.
+ Hệ thống khí nén để điều khiển tổ máy và hãm máy khi cắt tải, phục vụ cho các thiết bị kiểm tra đo lường và dùng để đẩy nước trong ống hút khi tổ máy làm việc ở chế độ chạy bù đồng bộ với độ cao hút âm (hs <0).
+ Hệ thống thoát nước và tháo cạn nước khi sửa chữa hoặc kiểm tra tổ máy cần phải bơm cạn nước trong buồng xoắn và ống hút.
+ Hệ thống cung cấp nước kĩ thuật trong nhà máy chủ yếu để làm mát máy phát, các ổ trục chặn turbin và trong một số trường hợp làm mát MBA, bôi trơn ổ trục turbin.
2.8. Hệ thống dầu.
Trong nhà máy thuỷ điện sử dụng hai loại dầu là dầu bôi trơn và dầu cách điện. Tác dụng của dầu bôi trơn là hình thành màng dầu giữa ổ và trục, thay thế ma sát khô bằng ma sát ướt, tăng tuổi thọ cho các thiết bị. Mặt khác nó còn hấp thụ lượng nhiệt sinh ra khi các ổ trục làm việc để phân tán ra ngoài. Tác dụng của dầu cách điện là cách điện và dập tắt hồ quang trong các máy cắt điện.
Tổng lượng dầu trong nhà máy (G) = Lượng dầu dùng cho thiết bị (G1) + Lượng dầu dự trữ sự cố (G2) + Lượng dầu bổ sung (G3).
Lượng dầu dùng cho thiết bị (G1) bao gồm lượng dầu đổ vào các bộ phận dùng dầu cộng thêm lượng dầu ở các đường ống. Lượng dầu thiết bị dùng cho một tổ máy phụ thuộc vào công suất định mức và kiểu turbin. Lượng dầu dùng để vận hành được xác định theo công thức sau (G1).
G1 = K.Z.Ntb. H
D1
Trong đó:
G1: Trọng lượng dầu (kg).
K: Hệ số phụ thuộc vào hình dạng turbin, với turbin cánh quay thì: K = (0,45÷0,65). Chọn K = 0,5.
Z: Số tổ máy của TTĐ, Z =3.
Ntb: Công suất định mức của Turbin. Ntb =27,78*103 (KW). D1: Đường kính BXCT, D1= 5(m).
H: Cột nước tính toán, H = Htt = 24,6 (m).
G1 = 0,5*3*27780*
5
24,6 = 18786,3(kg) = 18,786 (tấn).
Lượng dầu dự trữ sự cố (G2) bằng 110% lượng dầu dùng cho thiết bị có nhu cầu dùng dầu nhiều nhất. Thiết bị dùng dầu nhiều nhất trong nhà máy là máy biến áp chính, lượng dầu dùng cho máy biên áp chính có trọng lượng 18,786 tấn (xác định trong phần 3 – lựa chọn thiết bị trong nhà máy thủy điện).
G2 = 110%*18,786 = 20,664 (tấn).
Lượng dầu bổ sung (G3): bổ sung dầu hao hụt trong quá trình vận hành, đối với turbin tâm trục bằng 5÷10% tổng lượng dầu, với máy biến áp bằng 5% tổng lượng dầu.
G3 = 10%*G + 5%G.
Tổng lượng dầu dùng trong nhà máy là:
G = G1 + G2 + G3 = 18,786 + 20,664 + 0,1*G + 0,05*G ⇒G = 46,4 (tấn)
Bố trí phòng chứa dầu: Theo quy phạm quy định các bể dầu đặt trên mặt đất thường không vượt quá 300T và dưới đất không quá 500T, các bể dầu trong nhà máy thường không vượt quá 100T. Vì vậy đối với TTĐ Nậm Lúc PA2 kho xử lý dầu được đặt ngoài nhà máy.
Kho xử lý dầu gồm: kho chứa, kho thiết bị xử lý, thiết bị tái sinh, phòng phụ (phòng chứa thiết bị chữa cháy, phòng thiết bị thông hơi, phòng làm việc...).
Do kho xử lý dầu đặt ngoài nhà máy, vì vậy trong nhà máy ở phía dưới tầng lắp ráp cần đặt các thùng dầu trung gian để tháo dầu khi sửa chữa các bộ phận riêng lẻ và thu hồi dầu rò rỉ..
Các ống chính của hệ thống dầu đặt trong hành lang hệ thống dầu bố trí ở hạ lưu nhà máy và chạy dọc nhà máy, các ống nhánh đặt trong phạm vi tổ máy.
2.9. Hệ thống cung cấp nước kỹ thuật.
Nước dùng trong nhà máy thủy điện gồm: nước làm mát máy phát, làm mát dầu các ổ chặn, làm mát thiết bị khí nén, máy biến áp. Áp lực nước yêu cầu cho các phụ tải kể trên từ 2,5 đến 3 at.
Chọn hình thức cung cấp nước kỹ thuật cho TTĐ Nậm Lúc PA2 là bơm nước từ hạ lưu cung cấp cho các thiết bị. Hệ thống đường ống cung cấp nước kỹ thuật được đặt trên đường ống turbin và trên buồng xoắn turbin. Nước sau khi làm mát máy phát và các thiết bị khác sẽ theo đường ống xả xuống hạ lưu.
2.10. Hệ thống khí nén.
Hệ thống khí nén có nhiệm vụ cung cấp khí nén cho các thiết bị như: thiết bị điều tốc, hệ thống phanh hãm tổ máy, dập tắt hồ quang cho các thiết bị phân phối điện, phục vụ cho các thiết bị đo lường, nén nước trong buồng turbin ở chế độ bù đồng bộ với độ cao hút âm...
Trên các máy nén khí và thùng dầu áp lực phải có thiết bị bảo vệ, van điều khiển. Để rút ngắn chiều dài đường ống ta bố trí hệ thống khí nén ở tầng máy phát. Các đường ống dẫn khí được bố trí chạy dọc theo hành lang phía thượng lưu nhà máy.
2.11. Hệ thống tháo nước.
Hệ thống tháo nước thực hiện tháo nước làm mát các thiết bị, tháo nước rò rỉ trong quá trình vận hành (tháo nước rò rỉ từ nắp turbin, nước rò rỉ do thẩm thấu qua công trình thủy công..), tháo nước trong phần dẫn dòng của tổ máy (đường dẫn nước, buồng xoắn, ống xả của turbin) khi sửa chữa nước được tháo xuống hạ lưu nhà máy.
Hình thức tháo nước của TTĐ Nậm Lúc PA2 : Tháo nước tự chảy đối với nước làm mát ở các cao trình cao hơn mực nước hạ lưu như nước làm mát máy phát, làm mát ổ trục đỡ của tổ máy....Tháo nước bằng máy bơm đối với các thiết bị dùng nước ở cao trình thấp hơn mực nước hạ lưu, tháo nước phần dẫn dòng của tổ máy khi sửa chữa, bảo dưỡng tổ máy, tháo nước rò rỉ...nước được tập trung vào bể chứa tập trung nước trong hành lang, bể chứa được đặt tại cao trình thấp nhất trong nhà máy và dùng máy bơm, bơm nước ra hạ lưu.
2.12. Hệ thống đo lường trong nhà máy.
Hệ thống đo lường có mục đích đo đạc các thông số thủy lực công trình và các thông số thể hiện trạng thái vận hành của các thiết bị cơ khí thủy lực công trình, phục vụ công tác vận hành và sửa chữa. Các thông số đo đạc được cập nhật và báo về phòng điều khiển trung tâm của nhà máy để kịp thời đưa ra các biện pháp xử lý vận hành an toàn công trình.
Các thông số cần đo đạc bao gồm: đo cột nước của TTĐ, đo tổn thất lưới chắn rác, đo lưu lượng turbin. Đo áp lực chân không trong vùng bánh xe công tác để đo độ chân không xảy ra hiện tượng khí thực, thiết bị đo có liên hệ với van bổ sung không khí vào cùng bánh xe công tác để tránh hiện tượng khí thực trong turbin. Đo áp lực chân không trong ống xả và cửa ra ống xả để kiểm tra hiệu ích của việc bổ sung không khí vào vùng bánh xe công tác và trạng thái làm việc của turbin khi mực nước hạ lưu quá thấp. Đo độ dơ và độ rung tại các ổ trục để kiểm tra độ cân bằng của các bộ phận quay, trạng thái công tác của các ổ trục và ảnh hưởng về khí thực đối với hiện tượng rung động của tổ máy.