PHẦN VI: NHÀ MÁY THUỶ ĐIỆN
CHƯƠNG 2: CÁC THIẾT BỊ VÀ PHềNG PHỤ TRONG NHÀ MÁY THUỶ ĐIỆN
2.1. Các thiết bị bố trí trong nhà máy thuỷ điện
2.1.1.Thiết bị động lực.
Thiết bị động lực bao gồm turbin thuỷ lực và máy phát điện được tổ hợp thành tổ máy trục đứng. Turbin sử dụng trong nhà máy là loại PO75/702 có trục được nối trực tiếp với trục của roto máy phát. Máy phát thuỷ điện là máy phát đồng bộ ba pha loại CB-900/140-40 .
2.1.2. 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.
1. 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 Bản Vẽ có số tổ máy z = 2, do đó tôi bố trí một bộ cửa van cho toàn bộ nhà máy. Việc thao tác cửa van này dùng cầu trục chân dê, khi không làm việc thì cửa van này được đặt cạnh gian lắp ráp.
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 Bản Vẽ là cầu trục đơn có sức nâng là 450 (T).
2.1.3. 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.v.v.
1. Máy biến thế 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 thế chính. Máy biến thế 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 thế nên đặt gần gian máy. Do đó với TTĐ Bản Vẽ là nhà
máy thuỷ điện sau đập, do kết cấu giữa nhà máy với đập tương đối rộng nên tôi bố trí máy biến thế ở phía thượng lưu nhà máy.
Để giảm chiều cao nhà máy, trong gian lắp ráp và sửa chữa tôi bố trí hố máy biến áp. Như đã xác định trong phần chọn thiết bị ta có chiều cao MBA khi rỳt lừi là 12,1(m) > Lmax = 8,15(m). Vậy độ sõu tối thiểu của hố mỏy biến ỏp là: 3,95(m).
2. 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 với diện tích của trạm sơ bộ chọn là 1350 (m2).
3. 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.
2.1.4. 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 bù đồng bộ.
+ Hệ thống thoát nước và tháo cạn nước khi sửa chữa hoặc kiểm tra tổ máy.
+ Hệ thống cung cấp nước kĩ tuật 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.
+ Hệ thống thiết bị đo lường kiểm tra.
1. Hệ thống dầu.
a. Tác dụng: 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.
b. Xác định lượng dầu của nhà máy.
• 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 tâm trục thì : K = ( 0,45÷0,65). Chọn K = 0,5.
Z - số tổ máy của TTĐ. Z=2.
Ntb: Công suất của Turbin. Ntb = 72160 (KW).
D1 - đường kính BXCT , D1= 4 (m).
H: Cột nước bình quân gia quyền. H = Hbq = 62,439 (m).
G1= 0,5.2.72160. 62,436 4
= 18,264.103 (kg)
• Lượng dầu bôi trơn (G2).
G2 = 35% .G1 = 0,35. 18,264.103 = 6,39.103 (kg)
• Dầu cách điện (G3).
Dung tích dầu cách điện của MBA phụ thuộc vào loại MBA và công suất của nó. Với MBA đã chọn là MBA cỡ lớn nên cứ 1000 KW cần 0,4 (T) dầu.Vậy với 2 MBA công suất một MBA là 125000 KVA thì lượng dầu cách nhiệt là:
G3 = 0,4.125.2 = 100 (T)
• Dầu dự trữ (G4).
4 Theo điều kiện kỹ thuật và quy phạm ở các TTĐ cần dự trữ một lượng dầu như sau: Với dầu cách điện ngoài trữ đầy một máy cộng thêm 1%
toàn bộ lượng dầu cách điện. Với dầu vận hành và dầu bôi trơn ngoài trữ đầy cho các tổ máy còn cộng thêm một lượng dầu dự trữ trong vòng 45 ngày thường bằng 5% lượng dầu đó.
G4 = 1%.G3 + 5%(G1 + G2) = 2,2327 (T)
Vậy lượng dầu tổng cộng trong nhà máy là:
=> G = G1 + G2 + G3 + G4 = 18,264 + 6,39 + 100 + 2,2327 = 126,887 (T) c. Bố trí phòng chứa dầu :
Theo quy phạm quy định các bể dầu đặt trên mặt đất thường không vượt quá 300 T và dưới đất không quá 500 T, các bể dầu trong nhà máy thường không vượt quá 100 T. Vì vậy đối với TTĐ Bản Vẽ 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 tầng turbin cần đặt các thùng dầu trung gian để tháo dầu khi sửa chữa các bộ phận riêng lẻ và thu hồi dầu rò rỉ. Dưới gian lắp ráp bố trí phòng chứa dầu máy biến áp khi sửa chữa và bảo dưỡng máy biến áp.
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. Hệ thống cung cấp nước kỹ thuật.
a. Tác dụng: Trong quá trình sản xuất điện năng để đảm bảo vận hành an toàn, kinh tế của các tổ máy và các thiết bị phụ trợ của nó, việc cấp nước kỹ thuật là khâu không thể thiếu được. Tác dụng chủ yếu của nước kỹ thuật là làm nguội, bôi trơn và truyền tải năng lượng.
b. Lựa chọn hình thức cung cấp nước kỹ thuật.
Trạm thuỷ điện Bản Vẽ có cột nước lớn hơn (40÷50) m, cho nên tôi chọn hình thức cung cấp nước kỹ thuật là dùng máy bơm bơm nước ở hạ lưu cung cấp cho tổ máy. Hệ thống cung cấp nước kỹ thuật bố trí ở hạ lưu nhà máy, nước sau khi làm mát máy phát và các thiết bị khác sẽ theo đường ống xả xuống hạ lưu.
3. Hệ thống khí nén.
a. Nhu cầu sử dụng 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, nén nước trong buồng turbin ở chế độ bù đồng bộ.v.v.
b. Bố trí hệ thống khí nén..
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 ngay tầng turbin. Các đường ống dẫn khí được bố trí chạy dọc theo hành lang phía hạ lưu nhà máy.
4. Hệ thống tháo nước.
a. Nhà máy thuỷ điện trong quá trình vận hành lâu dài cần phải tháo nước trong những trường hợp sau:
Tháo nước sản xuất như nước làm mát, nước rò rỉ trên nắp TB.
Tháo nước khi sửa chữa, kiểm tra các bộ phận qua nước như buồng xoắn, ống hút, BXCT....
Tháo nước rò rỉ thấm qua bê tông.
b. Phương pháp tháo nước tổ máy:
Nước thừa được các đường ống dẫn tập trung tại hành lang tập trung nước, sau đó dùng máy bơm để bơm nước trong hành lang tập trung nước xuống hạ lưu.
5. Hệ thống đo lường trong nhà máy:
Để đảm bảo chế độ làm việc bình thường của tổ máy, trong nhà máy thuỷ điện đặt một loạt đồng hồ và các thiết bị đo. Các đồng hồ và thiết bị đo đặt trong nhà máy thuỷ điện để kiểm tra tình trạng và chế độ làm việc của tổ máy, kiểm tra chế độ phụ tải điện, chất lượng điện, lưu lượng, cột nước... Toàn bộ cáp dẫn từ các đồng hồ và các thiết bị đo đến phòng điều khiển trung tâm được bố trí ở tầng dưới phòng điều khiển gọi là phòng cáp điện. Ngoài ra còn có các thiết bị tự động để đóng và cắt mạch khi xuất hiện chế độ công tác bị phá hoại hoặc xảy ra sự cố .