BÀI 2 : TURBINE THỦY LỰC
2.2 CÁC BỘ PHẬN CẤU THÀNH TUABIN
2.2.2. 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;
2.2.3. Các vành chắn zích zắc tĩnh (đệm chèn bánh xe cơng tác)
Một bộ gồm hai vành chắn zích zắc tĩnh bằng thép khơng 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 tồn bộ nắp tuabin, bánh xe cơng 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.
2.2.4. Các vùng đệm chèn kín cánh hướng nước
Các vành trên và dưới của cánh hướng nước có các vùng đệm chèn kínđặc biệt tỳ vào các cánh hướng để giảm tối đa sự rò rỉ nước khi các cánh hướng nước được đóng lại;
Việc bảo dưỡng và thay thế các vùng đệm chèn kín được thực hiện mà không cần tháo bất cứ bộ phận nào của tuabin;
Tốc độ rò rỉ qua các cánh hướng đảm bảo nhỏ hơn 100 l/s tại giá trị cột nước định mức.
2.2.5. 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 hình chữ nhật;
Phần trên của cơn ống xả, phía tổ hợp với vành dưới, được chế tạo bằng thép không gỉ. Phần thép khơng gỉ được kéo dài 500 mm về phía dưới của vành bánh xe cơng tác;
Cửa kiểm tra có hình chữ nhật với chiều cao 800 mm và chiều rộng 600 mm, có bản lề được bố trí tại đoạn cơn của cơn 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 khơng gỉ. Vị trí các đầu đo phải có tỷ lệ hình học tương ứng với mơ hình được sử dụng trong các thử nghiệm mơ hình của nhà chế tạo.
2.2.6. 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 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 bulơng, 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 trình 142,40 m. Các van là loại van đĩa, vận hành bằng tay có trợ
lực nhờ dầu thủy lực ở sàn cao tŕnh 143,90m. 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 thốt khí. Mỗi ống xả được nạp lại nước qua van bypass của cửa van hạ lưu.
2.2.7. Buồng xoắn, stato buồng xoắn và ống nối
Stator 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 thốt nước rị rỉ ở nắp tuabin;
Kèm theo buồng xoắn là cửa kiểm tra hình trịn có đường kính 800 mm có bản lề, được bắt bulơng từ bên ngồi 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 mơ hình 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 trình vận hành.
2.2.8. 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 tốn từ mơmen đo được trên mơ hình các cánh hướng nước trong q trình thử nghiệm mơ hình tuabin, cũng như các mơmen bất kỳ có thể xuất hiện khi vận hành tuabin ;
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 hồn tồn;
Các cánh hướng nước có xu hướng tự đóng lại từ vị trí độ mở lớn nhất đến vị trí tốc độ khơng 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 bơi trơn và các vùng 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 vùng đệm chèn kín được bố trí khơng chỉ để bảo vệ các bạc tự bôi trơn mà ngăn chặn các vật rắn lẫn trong nước làm mài mịn các chi tiết cơ khí;
Mỗi cánh hướng nước hoặc cơ cấu liên kết của nó được lắp đặt một cơng tắc hành trình 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 khơng 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 bình thường và sự cố. Ở mỗi cuối hành trình secvomotor có bộ phận giảm chấn. Cần nối secvomotor được thiết kế có thể điều chỉnh chiều dài của cần;
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 khơng 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.
2.2.9. Trục và các bộ phận ghép nối trục
Trục tuabin được chế tạo bằng cách rèn liền khối thép hợp kim có các mặt bích trên và dưới dùng để ghép nối bằng bulông.
2.2.10. 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 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 khơng 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 ngồi bể chứa dầu và bố trí sao cho nước rị rỉ tại các vị trí đấu nối khơng 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 khơng có hiện tượng dầu tạo bọt q mức hoặc tổn thất do rò 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 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 bình 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 bình thường của tổ máy;
Cảm biến khơng tiếp điểm được bố trí tại ổ hướng tuabin để giám sát độ đảo trục lớn nhất của tuabin.
2.2.11. Đệm chèn trục tuabin
Đệm chèn trục tuabin là loại hướng tâm, bề mặt thép khơng 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 rị rỉ được thu gom và hướng nước rị rỉ vào hệ thống thốt 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 phòng. 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.
2.2.12. Nạp khí
Tuabin có trang bị đường ống để nạp khơng khí cho bánh xe cơng tác khi tổ máy vận hành non tải và trong các điều kiện vận hành khác để đạt được giới hạn đảm bảo của sự dao động công suất và dao động áp suất trong ống xả tuabin
2.3 ĐIỀU KIỆN VẬN HÀNH TUABIN
Phạm vi vận hành tuabin phải tuân thủ theo đặc tính vận hànhcủa nhà chế tạo.
Khơng cho phép vận hành tuabin khi:
1. Có những va đập, tiếng ồn và những hiện tượng khác ảnh hưởng đến quá tŕnh làm việc bình thường của tuabin;
2. Nhiệt độ dầu và nhiệt độ séc măng các ổ tăng cao hơn giá trị cho phép (xem phần thông số kỹ thuật);
3. Áp lực nước chèn trục bị mất hoặc nhỏ hơn áp lực cho phép;
4. Áp suất dầu trong bình hạ xuống dưới 50 bar hoặc mức dầu trong bình chứa thấp hơn mức dầu sự cố 750mm;
5. Độ đảo trục ổ hướng tuabin tăng cao quá giá trị cho phép 0.3mm; 6. Độ rung ngang trục tuabin tăng cao quá giá trị cho phép 0.1mm.
Cấm khởi động tuabin khi:
1. Có bất kỳ bảo vệ nào đó hư hỏng làm ngừng sự hoạt động của thiết bị; 2. Bộ điều chỉnh hư hỏng khơng có khả năng tự động bảo vệ lồng tốc khi sa thải phụ tải;
3. Trục trặc mất điều khiển từ xa đóng, mở van cửa nhận nước;
4. Hư hỏng một trong các bơm dầu áp lực hoặc bộ phận đóng tự động các bơm dầu đó;
5. Áp lực nước chèn trục bị mất hoặc nhỏ hơn áp lực cho phép; 6. Chất lượng dầu không đảm bảo tiêu chuẩn vận hành;
7. Hư hỏng van phá chân không;
8. Hư hỏng hệ thống phanh hoặc các guốc phanh đang nâng.
Chỉ được vận hành tuabin khi hệ thống điều khiển tự động tuabin đảm bảo khả năng:
1. Dừng và khởi động tổ máy tại chỗ và từ xa; 2. Tổ máy làm việc ổn định ở tất cả các chế độ;
4. Khi thay đổi cơng suất, tổ máy khơng có hiện tượng giật cục;
5. Không vượt quá các trị số giới hạn lồng tốc cho phép của tuabin khi sa thải phụ tải;
6. Tự động hạn chế độ mở lớn nhất của cánh hướng nước khi thay đổi cột nước;
2.4 KHỞI ĐỘNG LẦN ĐẦU HOẶC SAU SỬA CHỮA LỚN
Khi khởi động lần đầu nhiệt độ của các ổ phải được giám sát một cách chặt chẽ trong khi tăng tốc độ tổ máy, khơng cho phép có sự thay đổi nhiệt độ đột ngột. Ngay sau khi tốc độ của tổ máy đạt được giá trị định mức, nhiệt độ của các ổ phải được ghi lại mỗi 1 hoặc 2 phút trong nửa giờ đầu và mỗi 15 phút trong nửa giờ tiếp theo và mỗi 30 phút trong một giờ cho đến khi nhiệt độ tổ máy ổn định.Nước đến các bộ làm mát các ổ phải được cung cấp liên tục trong quá tŕnh khởi động. Lần khởi động chạy thử nghiệm đầu tiên này sẽ kết thúc sau khi của các ổ đạt được nhiệt độ ổn định;
Thực hiện dừng tổ máy bằng tay. Khi tốc độ của tổ máy giảm bằng 20% tốc độ định mức, tiến hành phanh tổ máy bằng tay cho đến khi tổ máy dừng hoàn toàn, sau đó mới được giải trừ phanh. Cần chú ý thực hiện các hạng mục sau:
1. Giám sát sự thay đổi nhiệt độ của các ổ;
2. Vẽ đặc tính tốc độ trong suốt thời gian dừng máy; 3. Kiểm tra sự dao động mức dầu các ổ;
Thực hiện kiểm tra toàn bộ, đặc biệt kiểm tra các bộ phận quay có bị lỏng lẻo hoặc hư hỏng hay không và kiểm tra sự trở về của các bộ phanh.
Chuẩn bị cho vận hành tuabin lần đầu hoặc sau sửa chữa lớn như sau:
1. Tất cả các van trên các đường ống dầu, nước và khơng khí đúng phương thức vận hành. Kết quả thử nghiệm áp lực của tất cả đường ống đạt yêu cầu. Tất cả các đường ống không bị tắc nghẽn và đă tháo các bích bịt tạm thời;
2. Kiểm tra trạng thái mở của tất cả các đường ống thoát nước rò rỉ trong quá tŕnh vận hành;
3. Kiểm tra khe hở giữa các cánh hướng kề nhau và các đầu cuối của cánh hướng với buồng xoắn;
4. Kiểm tra dụng cụ đồ nghề, vật liệu trong khu vực buồng xoắn ống xả, cho phép đóng cửa vng, cửa trịn;
5. Kiểm tra hoạt động của các đoạn van nối vào buồng xoắn và ống xả; 6. Tra dầu mỡ đầy đủ tất cả các ổ, các bộ phận chuyển động;