6.1. KHÁI NIỆM VỀ THIẾT BỊ PHỤ CỦA NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN
138
Thiết bị thủy điện, trước hết phải kể đến thiết bị chính, đó là tổ máy thủy lực, bao gồm tua bin nước và máy phát điện thủy lực. Tổ máy thủy lực làm nl vụ chuyển hóa cơ năng của dòng chảy thành điện năng. Song đề tổ máy vận hành an toàn và hiệu quả thì trong NMTD còn phải có nhiều thiết bị khác nhằm phục vụ cho vận hành trạm thủy điện (hình 6.L). Thiết bị phụ bao gồm phan cơ
va phan điện.
Đó là các thiết bị cơ khí thủy lực phụ (thiết bị điều tốc và dầu áp lự thống dầu, hệ thống cấp nước kỹ thuật và phòng hóa, hệ thống khí nén, hệ thống tiêu nước thấm rò rỉ, hệ thống tháo cạn nước trong tua bin), thiết bị nâng và đóng mở nước (như van trước tua bin, cửa van hạ lưu và thiết bị đóng, mở, cầu trục trong nhà máy), các thi (máy biến áp, máy điệ chiều kích thích từ, thanh góp, thiết bị phân phối điện áp máy phát, điện tự dùng, thiết bị điều khiển và rơ le bảo vệ, thiết bị phân phối điện ngoài trời) và các thiết bị môi trường (hệ thống thông gió, hệ thống cứu hỏa, hệ thống nước
sinh hoat, ...).
Cac thiét bi phy cia TTD tuy không trực tiếp sản xuất ra điện năng song rất cần thiết vì nó có tác dụng quyết định đến việc vận hành an toàn và kinh tế cũng như chất lượng điện của NMTD.
6.2. HE THONG CUNG CAP VA BAO QUAN DAU 6.2.1. Nhiệm vụ cúa hệ thống cung cấp và báo quan dau
G TTD thường dùng hai loại âu tua bin và dầu cách điện. Dầu tua bin được dùng để bôi trơn các ô trục của tổ máy, làm môi trường truyền động trong.
thiết bị điều chỉnh tốc độ và thiết bị nâng thủy lực. Dầu cách điện là dẫu trong các máy biến áp và máy cắt điện, được dùng để làm mát, cách điện và dập tắt hồ quang điện. Lượng dầu dùng cho mỗi TTÐ phụ thuộc vào thiết bị và công suất TTĐ. Ở TTD lớn, có thể dùng đến hàng trăm tấn dầu. Để đảm bảo chất lượng và số lượng dầu phục vụ cho tổ máy làm việc bình thường, cần phải có hệ thống cung cấp và bảo quản dầu. Hệ thống cung cấp và bảo quản dầu làm nhiệm vụ nhận dầu mới, trữ dầu sạch, nạp và bổ sung dầu cho các thiết bị, xử lý dầu bẵn,
bảo quản dầu trữ ở kho. Ở các TTD lớn có đường giao thông khó khăn hệ thống
còn có thêm nhiệm vụ tái sinh dầu.
6.2.2. Thành phần của
Các thiết bị của hệ thống dầu gồm có các thùng chứa dầu, thiết bị lọc và tái
sinh dầu, máy bơm dầu và các đường ống dẫn dầu. Dễ đảm bảo chất lượng dầu,
các loại dầu khác nhau như đầu tua bin, dầu cách điện, dầu sạch, đầu ban nén sir dụng các thùng chứa và các đường ống riêng biệt. Thiết bị lọc dầu bẩn thường m có máy lọc nén và máy phân li. Bơm dầu được dùng để nhận dầu mới, bơm dầu vào tổ máy hay bơm dầu từ tổ máy về thùng chứa dầu. Năng suất của máy bơm dầu cần phải đảm bảo bơm dầu cho một tổ máy không quá 4 giờ (nếu lượng dầu trên 20 T).
Hình 6.3a là sơ đồ nguyên lý hệ thống dầu ở TTĐ lớn. Dầu mới chở đến
“TT thường không đảm bảo các chỉ tiêu hóa lý yêu cầu, nên được bơm dầu 10 bơm vào thùng chứa 14. Thùng chứa 8 chứa dầu vận hành thải từ các tổ máy
khi sửa chữa. Sau khi dùng các máy lọc nén 11, máy phân lý 12 hay thiết bị tái
sinh dầu 13, lọc sạch và phục hồi các chỉ tiêu hóa lý của dầu. Dầu sạch được đưa về chứa ở thùng dầu 9. Nếu dầu không đảm bảo chất lượng thì dưa về thùng chứa dầu bẩn 15.
140
Hình 6.3b biểu thị các bộ phận của hệ thống dầu cho tua bin cánh quay. Thùng.
chứa 3 dùng để bổ sung dầu cho các tổ máy, các thiết bị dùng dầu ở đây là thiết bị điều tốc, các hộp ổ đỡ, ô hướng của máy phát điện.
Vâo bể chữa dầu bin th
mà TT † Vào bể chứa hệ thông bôi tron TU các bể chúa dầu bồi trơn.
TỪ các bể chữa đầu cách điện
10. LE Bom du ra khỏi BxXGT LỀS> Bom dàu ra khối BCT ho: 6 Đ)
Hình 6.3. Sơ đô nguyên lý hệ thông dầu ở TTĐ lớn.
a) Sơ đồ chung; b) Phần hệ thông đảm bảo điều chỉnh và bôi trơn tổ máy;
1- đường ống dầu chính của TTĐ; 2- đường ống dầu có áp cia TTD;
3- thùng chứa bỗ sung dầu; 4- ô đỡ; 5- ỗ hướng; 6- động cơ tiếp lực BXCT;
7- thiết bị dầu áp lực; 8- thùng chứa dầu vận hành; 9- thùng chứa dầu s 10- bơm đầu; 11- máy lọc nén; 12- thiết bị tái sinh dầu; 13- máy phân li;
14- thùng chứa dầu mới; 15- thùng chứa dầu thả chở dầu; 17- khóa van;
18- chạc ba; 19- gian tái sinh bôi trơn;
21- đường ống
6.3. HE THONG CUNG CAP KHÍ 6.3.1. Nhiệm vụ và yêu cầu
Ở TT, khí nén thường được dùng vào các việc như cung cấp khí nén cho nồi dầu áp lực của thiết bị điều tốc, dùng để hãm máy phát điện, thổi bụi trong các cuộn đây stato và rôto, ép nước ra khỏi buồng BXCT (H, < 0) khi tổ máy làm ở chế độ chạy bù đồng bộ, dập tắt hồ quang ở máy cắt không khí, thối rác ra khỏi lưới chắn rác và dùng cho các nhu cầu kỹ thuật khác như dù cho búa hơi,
khoan hơi, ..
Khí nén dùng ở bình dầu áp lực nhỏ thường vào khoảng 25 at và tăng lên đến
(0 + 100 at ở các TTD lớn để giảm kích thước thiết bị điều chỉnh. Áp suất khí nén dùng để hãm tổ máy (dùng khi đóng tua bin vòng quay tổ máy hạ thấp dưới 35% vòng quay định mức), ép nước khỏi buồng BXCT, dùng để thổi bụi, thôi
rác, chạy máy khoan, ... thường vào khoản S + 7 at
6.3.2. Thành phần của hệ thống cung cấp khí nén
Thiết bị của hệ thống cung cấp khí nén gồm có các máy nén khí, các bình chứa khí nén, đường ống và thiết bị kèm theo (khóa van, đồng hỗ đo, van an toàn, ....).
Năng suất của máy nén khí cung cấp cho bình đầu áp lực được tính theo công
thức sau:
_ kVp
ứ 1 6.)
trong đó:
kV - phan dung tích không khí nén trong bình dầu áp lực thường chiếm 60% dung tích bình dâu;
p - áp suất khí nén cao (trên 25 aÙ trong bình dầu;
t- thời gian nạp khí nén, thường t = 20 + 120 phút
Các bộ phận dùng khí nén áp suất thấp (7 at) thường kết hợp chung thành thống cung cấp khí nén áp suất thấp. Năng suất máy nén khí áp suất thấp phải
đảm bảo hãm được tổ máy trong khi các bộ phận dùng khí nén khác vẫn hoạt động bình thường.
Hình 6.4 là sơ đồ hệ thống cung cấp khí nén của TTD. Máy nén khí cao áp K-2 dùng để cung cấp khí nén cho bình dầu áp lực. Ngày nay, thường dùng bình khí nén nitơ có áp suất cao tới 160 at trong thiết bị điều tốc, nên không cần dùng đến
hệ thống khí nén áp suất cao có các máy nén khí áp suất cao, dẫn khí nén vào
bình dầu áp lực của máy điều tốc.
Máy nén khí áp suất thấp K-I bơm khí nén vào chứa ở các bình p-l, p-2 và p-3, qua đường ống 8 dẫn khí nén đến các nơi sử dụng..
Xã không khí ra ngoài nhà máy,
Hình 6.4. Sơ đồ hệ thống cung cấp khí nén.
1- bỡnh dầu ỏp lực; 2- hệ thống hóm mỏy pẽ
4- đầu nối đến xưởng cơ khí; 5- đầu nối đến gian tua bin;
6- đầu nối đến gian máy phát; 7- đường ống bơm khí nén vào buồng BXCT;
8- đường ống dẫn khí nén hạ áp; 9- đường ông dẫn khí nén vào bình dầu áp lực;
10- thiết bị tự động; 11- khóa van; 12- kích hãm máy phát điện; 13- áp kế.
6.4. HE THONG CAP NUOC KY THUAT VA PHONG HOA 6.4.1. Nhiệm vụ và yêu cầu
Nước kỹ thuật của TT được dùng vào các việc sau: làm mát máy phát diện
bằng cách cho nước đi qua các máy làm mát, làm mát dẫu trong các hop 6 dé,
hướng của máy phát điện, làm mát máy nén khí và máy biến áp (loại làm mát
bằng nước) hay làm môi chất truyền động cho các máy nâng thủy lực.
Nước làm mát cho máy phát điện phải sạch, không có hóa chất hòa tan có hại
cho đường ống và thiết bị. Áp suất của nước kỹ thuật tùy thuộc vào đặc tính và yêu cầu làm mát của các thiết bị.
Nước bôi trơn ỗ trục tua bin yêu cầu đảm bảo đủ lưu lượng, không được gián đoạn và không có thành phan rin dé tranh bao mon 6 truc.
‘Thanh phn cia hé théng cấp nước kỹ thuật
Lam mat may phat Bang khdng khi
Tam mat 8 truc bang day__25°C.
—— - Đường ông áp lục Net
——- Đường ông xà 50 T00 T80 200 MW
a) ằ)
Hình 6.5. a) Sơ đ cấp nước làm mát MPĐ và MBA;
b) Sơ đỗ xác định lượng nước làm mát MPĐ và ô chặn
làm nguội; 11- hộp ỗ đỡ; 12- ống xoắn làm nguội ỗ đỡ;
13- đường ống xả; 14- ô hướng tua bin; 15- khéa van; 16- chac ba.
Thành phần của hệ thống cấp nước kỹ thuật gồm có nguồn nước, hệ thống đường ống, các khóa van, đồng hồ do,... Nguồn nước bao gồm cửa lấy nước, máy bơm nước, thiết bị xử lý nước nhằm đảm bảo các yêu cầu về lượng nước, chất lượng nước, áp suất nước của các thiết bị dùng nước. Nguồn nước có thể lấy từ hồ chứa, đường ống áp lực hoặc từ hạ lưu. Khi nguồn nước mặt không đảm bảo chất lượng kỹ thuật, phải xử lý tốn kém thì có thể lấy nguồn nước ngầm.
'Việc chọn nguồn nước và phương thức lấy nước phải xuất phát từ so sánh kinh
kỹ thuật. Khi cột nước của TT dưới 10m thường dùng sơ đồ cấp nước bằng
bơm lấy nước từ hạ lưu.
Khi cột nước của TT tir 10 + 15m có thể dùng phương thức cấp nước dự phòng tự chảy từ hồ chứa.
Khi cột nước của TTD từ 15 + 50m dùng sơ đỗ cấp nước tự chảy từ lấy nước.
từ hồ chứa hoặc từ đường ống áp lực.
Khi cột nước của TTD trén 50 + 60m nếu dùng sơ đồ cấp nước tự chảy cần phải đặt thiết bị giảm áp. Để tránh dùng thiết bị è ế năng lượng nước, có thể chuyển sang dùng sơ đồ cấp nước bằng bơm lấy nước từ hạ lưu. Trong trường hợp này, nên có tính toán kinh tế kỹ thuật chọn phương án hợp lý trên cơ sở chỉ phí tính toán năm nhỏ nhất.
Hình 6.5 là sơ đồ cấp nước bằng bơm lấy nước từ hạ lưu cấp nước cho các máy làm nguội máy phát điện 8, hộp ổ đỡ 11, hộp ỗ hướng 7, máy biến áp 5 và bôi trơn ỗ trục tua bin 14.
Khi tính toán thủy lực đường ống cấp nước, đường kính ống được chọn theo.
lưu lượng lớn nhất đi qua đoạn ống đó với vận tốc kinh tế. Vận tốc trong ống đây của bơm thường lấy v — 1,2 + 2,5m/s. Đối với đường ống tự chảy, vận tốc nước
trong phạm vi 1,5 + 7m/s và không vượt quá 10m/s. Với phương thức cấp nước
tự chảy, cộ nhất phải lớn hơn tổn thất cột nước trong đường ống cộng.
với cột nước áp suất yêu cầu của thiết bị dùng nước.
6.4.3. Hệ thụng cấp nước phũng hửa
Trong NMTD có nhiều vật dễ cháy như dâu, gỗ, các thiết bị điện, ... nên khi nhân viên vận hành thao tác nhầm lẫn hay do sự mạch đường đây, máy.
phát, ... có thể gây nên hỏa hoạn. Để kịp thời dập tắt và giảm bớt thiệt hại do hỏa
hoạn gây ra, cần phải bố trí các thiết bị phòng hỏa ở những nơi dễ xảy ra hỏa hoạn. Dó là máy phát điện, gian máy, kho dầu, ... Ở TT thường dùng nước
145
dập tắt lửa. Hệ thống cấp nước phòng hỏa gồm có nguồn nước, đường ống và vỏi rồng. Ở những TTĐ có cột nước cao hơn 30 m, nguồn nước có thể lấy trực tiếp từ đường ống áp lực hoặc từ hồ chứa. Khi dùng bơm cấp nước phòng hỏa cần phải đảm bảo đủ cột nước để dập tắt được lửa ở nơi cao nhất của nhà máy (nóc
nhà máy) và lưu lượng nước phải thỏa mãn yêu cầu phòng hỏa của máy phát di
là nơi dùng nhiều nước phòng hỏa nhất. Để đảm bảo an toàn, hệ thống phòng hỏa nên có hai nguồn nước.
Đường ống dẫn nước phòng hỏa thường được bố trí dọc theo nhả máy thành ống vòng và rẽ nhánh vào từng gian máy. Áp suất nước phòng hỏa máy phát điện
không được thấp hơn 2 + 2,5at. Việc dùng khí CO; để đập cháy MPD cũng thường được sử dụng.
6.5. HỆ THÓNG BƠM CẠN NƯỚC BUÔNG XOẢN, ÓNG HÚT VÀ NƯỚC THÁM, RO Ri
6.5.1. Hệ thống bom can nước ở buồng xoắn, ống hút
Trong quá trình vận hành tổ máy, có khi cần phải kiểm tra, sửa chữa phần dẫn
dong qua tua bin, lúc đó phải tháo cạn nước trong buồng xoắn và ống hút.
thống bơm can nước ở buồng xoắn và ống hút phải đảm bảo trong thời gian quy định trong bắt kỳ tình huống nào.
6.5.1.1. Sơ đồ thoát nước bơm tháo cạn
Tuy theo tinh hinh nén móng nhà máy, kiểu nhà máy và hình dạng của phần dưới nước, có thể chọn một trong những sơ đồ thoát nước sau đây:
a) Sơ đỗ thoái nước có hành lang thu nước
Sơ đồ thoát nước có hành lang thu nước (hình 6.6b) được sử dụng đối với
NMTD đặt trên nền mềm, thường có bản đáy dày và nằm trên cùng cao trình.
Hành lang thu nước chạy đọc theo nhà máy, đưa nước về giếng tập trung nước đặt ở đầu hồi nhà máy (thường nằm dưới sản lắp máy). Dung tích hành lang thu nước không nhỏ hơn 25% lượng nước của buồng xoắn và ống hút của một tổ máy. Song song với hành lang thu nước có hành lang kiểm tra để nhân viên vận hành đi lại kiểm tra và đóng mở cửa khóa van. Sơ đồ này chiếm nhiều diện tích, nhưng có ưu điểm là nước rút nhanh làm giảm lượng nước rò rỉ qua cửa phai ống hút nên kích thước bơm thoát nước nhỏ hoặc thời gian bơm được rút ngắn.
146
ệ thẳng thỏo cạn nước tệ mắy:
1- cửa thu nước; 2- đường ống chính; 3- bơm li tâm;
4- bơm chân không; 5- ống tháo nước xuống hạ lưu; 6- vị trí sàn lắp máy;
7- ông tháo nước từ buồng xoắn; 8- van đáy; 9- hành lang kiểm tra;
10- hành lang thu nước; 11- bể tập trung nước; 12- máy bơm b) So đồ thoái nước có hành lang kiểm tra
Khi nhà máy đặt trên nền đá, bản đáy mỏng và thường không nằm trên cùng cao trình nên không có đủ chị trí hành lang thu nước thì sơ đồ này sẽ được sử dụng, Trong trường hợp nây, đặt đường ống thu trong hành lang kiểm tra dé thu nước về bễ tập trung nước ở đầu hồi nhà máy, thường nằm phía dưới sàn lắp ráp để phục vụ cho tổ máy đầu tiên đi vào vận hành. Đường ống thu nước chung và các khóa van được đặt trong hành lang kiểm tra này. Nhân viên vận hành sẽ đi
trong hành lang kiểm tra, đi đọc theo ống thu để thao tác các khóa van. Hành lang kiểm tra phải có hai lối thông ở hai đầu để đảm bảo an toàn trong vận hành.
147
Máy bơm đặt ở phòng may bom, bơm nước từ bể tập trung nước xuống hạ lưu nhà máy. Cần đặt van một chiều trên đường ống để ngăn không cho nước chảy
ngược trở lại (hình 6.6 a).
©) Sơ đỗ thoát nước bằng bơm trực tiếp
Ở TTĐ đường dẫn, để giảm bớt khối lượng công trình, nhiều khi không làm hành lang kiểm tra và bể thu nước mà bơm trực tiếp từ đường ống thu nước xuống hạ lưu. Ở đây, khóa van và máy bơm được đặt ở hành lang nằm trên ống hút (hình 6.6 e) hay ở phòng máy bơm nằm giữa hai tổ máy hay ở đầu hồi nhà
máy (hình 6.6 d).
4) Sơ đề thoát nước bằng bơm di động.
Đối véi TTD nhỏ, thường dùng phương án bơm cạn nước ở buồng xoắn và ống hút bằng bơm di động đặt trên miệng ống hút khi cần kiểm tra, sửa chữa. Vòi hút của bơm được thả vào giữa phai và miệng ra của ống hút để bơm nước ra hạ lưu. Khi mực nước trong ống hút hạ thấp thì máy bơm cũng được hạ xuống theo.
6.5.1.2. Chọn thiết bị bơm tháo cạn
Khi chọn máy bơm phải đảm bảo thời gian tháo cạn nước buồng xoắn và ống hút
trong khoảng thời gian từ 4 đến 12 giờ tùy theo đường kính tua bin. Lượng nước
cần tháo, ngoài thê tích nước cần tháo ở đường ống, buồng xoắn và ống hút còn phải tính đến lượng nước rò rỉ qua mép cửa van hạ lưu. Trong tính toán thường lấy lượng nước rò rỉ qua Im đài của viễn chống thắm là 1 lits. Nếu chọn kết cấu chống thấm tốt có thể lấy giảm xuống 0,5 hoặc 0.3 liUs. Tiết diện đường ống dẫn nước thường tính toán theo vận tốc nước chảy trong ống, thường lấy v = 2 + 3m/s véi ống đây và v = 0,5 + 0,9m/s với ống hút. Nếu giảm được lưu lượng rò rỉ thì có thể
giảm được công suất máy bơm tới 30 + 35% và vật liệu làm ống tới 25 + 30%. § lượng máy bơm không nên nhỏ hơn 2 và không cần máy bơm dự trữ. Các máy bơm
nên đặt dưới mực nước hạ lưu thấp nhất, nêu không thì phải có biện pháp môi nước. Trần phòng máy bơm nên trang bị pa lăng để lắp đặt, sửa chữa máy bơm và
có lỗ để đưa thiết bị xuống phòng bơm.
6.5.2. Hệ thống bơm thoát nước thấm, rò rí
Hệ thống bơm thoát nước thấm có nhiệm vụ thoát nước thấm từ ngoài vào các.
gian máy của NMTD kiểu lòng sông và NMTĐ ngầm, thoát nước rò rỉ ở hành lang kiểm tra và thoát nước dưới đáy nền ở NMTD kiểu lòng sông hay ở NMTD ngầm
thi nước thấm ở tường nhiều. Vì vậy, nên xây hai tường, tường này