tài liệu thầy gửi: CHUONG 7 TBIN

CHƯƠNG 7: TỰ ĐỘNG ĐIỀU CHỈNH, LẮP ĐẶT VÀ VẬN HÀNH TUA BIN

NỘI DUNG CHƯƠNG 7:

7.1 TỰ ĐỘNG ĐIỀU CHỈNH TUA BIN

7.2 LẮP ĐẶT TỔ MÁY

7.3 MỘT SỐ VẤN ĐỀ TRONG VẬN HÀNH TỔ MÁY

7.4 THẢO LUẬN NHÓM


7.1

TỰ ĐỘNG ĐIỀU CHỈNH TUA BIN






3.

Các sơ đồ nguyên lý điều chỉnh tốc độ tuabin
Theo nguyên lý tác dụng, chia ra hai loại máy điều tốc: máy điều tốc tác động trực tiếp và máy điều tốc tác động gián tiếp.

a)

Sơ đồ nguyên lý máy điều tốc tác động trực tiếp
Sơ đồ nguyên lý máy điều tốc tác động trực tiếp cho ở hình (8.2).

Cấu tạo của MT loại này gồm có: con lắc ly tâm 4, tay đòn HZS và vn điều tiết lu lợng 3, con lắc ly tâm 4 quay đợc nhờ động cơ
điện 2 có liên hệ bằng cơ hay điện với trục tuabin. ầu bên trái của tay đòn HZS đợc nối với con lắc nhờ hộp trục H còn bên phải nó đợc
nối với van điều tiết 3 tại điểm S. Khi cắt phụ tải, độ mở ao của các cánh hớng nớc cha thay đổi nên số vòng quay của tuabin cũng nh
số vòng quay của quả lắc li tâm tng lên, quả lắc vng ra xa, kéo hộp trục H lên trên, lúc đó tay đòn HZS sẽ quay quanh điểm tựa Z
theo chiều kim đồng hồ và đẩy van 3 xuống thấp để giảm bớt lu lợng Q qua tuabin, đảm bảo cho công suất tuabin bằng công suất máy
phát điện.
Khi tng tải quá trinh này cũng xảy ra nh thế, nhng chiều chuyển động của các bộ phận trên ngợc lại.
ờng nét đứt trên hinh (8.2) tơng đơng với vị trí tay đòn HZS ở cuối thời điểm điều chỉnh. Từ hinh vẽ này ta thấy máy điều tốc tác
động trực tiếp có cấu tạo rất đơn giản. Nhng khuyết điểm cơ bản của nó là sai số về số vòng quay tuabin khá lớn, khi phụ tải tng từ 0
đến phụ tải toàn phần. ồng thời lực để đóng mở các bộ phận điều chỉnh do quả lắc tạo ra rất nhỏ không đủ để đóng mở các bộ
phận điều chỉnh của tuabin cỡ lớn. Bởi lẽ đó nên hầu hết các máy điều tốc hiện đại đều đợc thiết kế theo sơ đồ nguyên lí tác động
gián tiếp.



b)

Sơ đồ nguyên lý máy điều tốc tác động gián tiếp
Theo sơ đồ này thì quả lắc ly tâm không trực tiếp tác động vào bộ phận điều chỉnh mà giữa quả lắc và bộ phận điều chỉnh đợc lắp thêm
một động cơ đặc biệt gọi là động cơ tiếp lực (viết tắt là ĐCTL) cùng với van phân phối (hoặc van trợt). Điều đó cho phép dùng con lắc có
trọng lợng nhỏ mà độ nhạy khá cao để chuyển dời kim trợt lắp trong van trợt đó. Theo nguyên lí làm việc của bộ phận ổn định, máy điều tốc
đợc chia ra mấy kiểu sau:

*

Máy điều tốc tác động gián tiếp không có bộ phận phản hồi ngợc
Sơ đồ nguyên lí của máy điều tốc loại này cho ở hình (8.3).
Theo sơ đồ này con lắc đợc liên hệ với van trợt 4 qua tay đòn 2. Chất lỏng có áp (dầu có áp) đợc dẫn vào van trợt 4, van này có tác dụng phân
phối dầu vào các ngăn của ĐCTL.
Lực tác động của động cơ tiếp lực phụ thuộc kích thớc và áp suất của dầu áp lực. Cấu tạo ĐCTL gồm một pittông chuyển động trong một xilanh

và pittông này đợc nối với vành điều chỉnh của bộ phận hớng dòng qua thanh kéo đẩy. Van trợt đợc thông với 2 ngăn của ĐCTL nhờ 2 ống dầu
đặt ở 2 đầu của xilanh. Cấu tạo van trợt gồm có vỏ hình trụ và một chiếc kim trợt trong đó. Trên thành vỏ có khoét 5 lỗ nhỏ (cửa sổ); cửa sổ ở
giữa đợc thông với dầu có áp lấy từ thiết bị dầu có áp tới van trợt qua cửa này: 2 cửa almf việc (ở vị trí cân bằng thì 2 cửa sổ này sẽ bị khép
kín bởi phần lồi trên và dới của kim) thông với ngăn tơng ứng của ĐCTL qua 2 ống dẫn dầu, 2 cửa xả dầu trên và dới cùng thông với thùng dầu xả. Nh
vậy, khi chuyển dời khỏi vị trí cân bằng thì dầu có áp sẽ từ cửa sổ giữa đi vào một ngăn nào đó của động cơ tiếp lực, còn dầu có áp trong
ngăn khác của ĐCTL sẽ theo cửa sổ làm việc và lỗ xả trở về thùng dầu xả, hai phía của ĐCTL có độ chênh áp lực làm chuyển động bộ phận điều
chỉnh tuabin.
Qua trình điều chỉnh tốc độ quay của tuabin theo sơ đồ này sẽ không ổn định, bởi vì pittông của ĐCTL không thể đứng im ở một vị trí
cân bằng nào cả (do kim van trợt đã không kịp trở về vị trí ban đầu). Hiện tợng dao động độ mở cánh hớng, công suất, cúng bắt nguồn từ
đây. Để khắc phục khuyết điểm trên ta sử dụng sơ đồ điều chỉnh khác.



*

Máy điều tốc tác động gián tiếp có bộ phận phản hồi cứng

Trong sơ đồ này, ngoài bộ phận ĐCTL và van trợt kể trên còn có thêm bộ phận phản hồi kiểu đòn bẩy HZS, nó có tác dụng đa
kim trợt kịp thời trở về vị trí trung gian. Từ sơ đồ nguyên lí cho ở hình (8.4) ta thấy, lúc đầu tay đòn ở vị trí 1 và sua khi
pittông ĐCTL chuển động về phía đóng bộ phận điều chỉnh thì hệ thống phản hồi cứng kiểu đòn sẽ đẩy điểm Z cùng điểm
S (nối với kim van) lên trên (ở vị trí 2), kết quả là kim trợt sẽ trở về vị trí trung gian. Khác với sơ đồ không có phản hồi, ở đây
khi quá trình điều chỉnh kết thúc, động cơ tiếp lực sẽ đứng im tại vị trí cân bằng mới và số vòng quay của tuabin cũng sẽ ổn
định ở vị trí mới tơng ứng với vị trí mới của hộp trục H. Hình (8.4) vẽ cho trơng hợp giảm phụ tải của máy phát điện. Ngợc lại tr
ờng hợp phụ tải của máy phát tăng lên, hai quả lắc xếp lại, kim trợt bị đẩy lên trên và dầu có áp sẽ đi vào ngăn bên trái của ĐCTL,
còn ngăn phải của nó thông với ống dầu xả làm cho pittông ĐCTL chuiyển dịch sang bên phải để mở to bộ phận điều chỉnh. Nh
vậy bộ phận phản hồi cứng đa kim van trở về vị trí trung gian. Qua trình điều chỉnh kết thúc thì số vòng quay của tuabin sẽ
nhỏ hơn số vòng quay ban đầu vì điểm H thấp hơn vị trí ban đầu.

*

Máy điều tốc tác động gián tiếp có bộ phận phản hồi mềm
Trong sơ đồ máy điều tốc loại này, điểm Z của đòn HZS đợc nối với pittông của động cơ tiếp lực qua một bộ phận dặc biệt gọi là bộ
hoãn xung, nhờ đó mà điểm H có thể trở về vị trí ban đầu và đứng im ở vị trí đó trong suốt cả thời gian làm việc ổn định của
tuabin.
Trong bộ phận phản hồi mềm điểm Z của đòn 2 (hình 8.5) liên hệ với lò xo 3 và điểm Z sẽ ở vị trí ban đầu nếu lò xo này ở trạng thái
tự do. Bộ hoãn xung gồm một ống xilanh (có chứa đầy dấu) và pittông, trên pittông này có khoét một lỗ nhỏ để khi pittông của bộ hoãn
xung trở về vị trí trung gian thì dầu có thể chảy chậm từ một ngăn này vào ngăn khác của xilanh qua lỗ nhỏ đó.
Ta nghiên cứu cách chuyển vận của bộ hoãn xung. Trong trờng hợp cắt phụ tải, số vòng quay tăng và động cơ tiếp lực chuyển động về
phía đóng bộ phận đièu chỉnh. Lúc đầu vì dầu cha kịp chảy từ ngăn dới lên ngăn trên của xilanh của bộ hoãn xung, do tác dụng tiết lu
lên cả pittông và xilanh cùng điểm Z đầu dịch lên trên để kịp thời đa kim trợt (điểm S) trở về vị trí ban đầu, và lò xo bị nén lại. Cho
đến thời điểm này thì quá trình điều chỉnh giống nh sơ đồ máy điều tốc tác động gián tiếp với bộ phận phản hồi cứng.
Sau đó, do tác dụng đàn hồi của lò xo 3, lò xo dãn ra và đẩy điểm Z xuống dới, đòn 2 quay quanh điểm H theo chiều kim đồng hồ và
pittông của động cơ tiếp lực lại tiếp tục chuyển động về phía đóng. Số vòng quay liên tục giảm dần cho đến khi điểm H trở về vị trí
ban đầu thì quá trình điều chỉnh kết thúc. Số vòng quay sau cùng sẽ bằng số vòng quay ban đầu. Đó là đặc điểm chính của loại
máy điều tốc này. Thời gian cần để cho điểm Z chuyển động (dới tác dụng của lực lò xo) nhanh hay chậm. Phụ thuộc vào sức cản thủy
lực ở lỗ tiết lu cũng tức là phụ thuộc vào độ mở của lỗ tiết lu trong bình hoãn xung.


4.

các sơ đồ nguyên lý điều chỉnh kép
Các sơ đồ nguyên lý điều chỉnh giới thiệu trên đây đều thuộc loại điều chỉnh đơn và đợc dùng để điều chỉnh tuabin tâm
trục và tuabin cánh quạt. Các loại máy điều tốc đơn chỉ có một bộ phận điều chỉnh mà thôi, đó là bộ phận hớng dòng. Đối với
các loại tuabin có hai bộ phận điều chỉnh nh tuabin cánh quay, gáo, tâm trục cột nớc cao thì phải sử dụng máy điều tốc điều
chỉnh kép.

1. Sơ đồ nguyên lý điều chỉnh kép của tuabin cánh quay
Sự điều chỉnh kép ở tuabin cánh quay có tác dụng điều chỉnh số vòng quay và duy trì sự liên hệ giữa độ mở cánh hớng nớc

và góc quay các cánh BXCT nhằm đạt đợc hiệu suất cao. Sơ đồ nguyên lý của nó cho ở hình (8.12).
0
Khi phụ tải thay đổi máy điều tốc sẽ đồng thời dịch chuỷen các bộ phận điều chỉnh độ mở BPHN và góc đặt của BXCT.
Thí dụ trờng hợp giảm phụ tải. Khi ĐCTL của bộ phận hớng dòng 9 dịch sang trái để đóng BPHN, vì pittông của ĐCTL này có liên
hệ với đòn 8...nên nêm 6 của bộ phận liên hợp sẽ dịch chuyển sang bên phải đẩy ròng rọc của đòn 5 lên trên làm cho kim van trợt
4 (của BXCT) dịch xuống (mở các cửa sổ làm cho dầu có áp đi vào ngăn trên của ĐCTL 8 của BXCT) và đẩy pittông của nó đi
xuống để quay cánh BXCT về phía đóng. Khi đó bộ phận liên hệ ngợc (thanh 7) của ĐCTL sẽ đảm bảo sự liên hệ đơn trị giữa
vị trí nêm liêm hợp và độ quay các cánh BXCT. Trong các máy điều tốc hiện nay thờng dùng cơ cấu cam thay cho nêm liên hợp.
Khi tăng phụ tải thì sự dịch chuyển của các cơ cấu điều chỉnh sẽ có hớng ngợc lại.



2.

Sơ đồ điều chỉnh kép ở tuabin tâm trục có cột nớc cao
Điều chỉnh kép ở tuabin tâm trục có cột nớc tơng đối lớn sẽ có tác dụng làm giảm áp lực nớc va trong đờng ống áp lực và buồng
xoắn khi cắt giảm phụ tải. Sơ đồ nguyên lý cho ở hình (8.13).
Khi cắt giảm phụ tải, pittông của động cơ tiếp lực BPHN 1 dịch chuyển sang phía trái để đóng cánh hớng nớc. Đồng thời
pittông lẫn xilanh của bình hoãn xung 2 cũng đi xuống, lò xo 4 bị nén và kim trợt 7 của van xả không tải dịch lên trên, dầu có
áp sẽ đi vào ngăn trên của ĐCTL 6 của van xả không tải, do đó van xả 8 bị mở, nớc từ buồng tuabin qua van này xuống ống xả
mà không đi qua BXCT của tuabin. Sau khi các cánh hớng nớc đóng lại, lò xo 4 dãn ra từ từ đẩy pittông của bình hoãn xung lên
trên để đa kim van trợt 7 trở về vị trí cũ (đóng các cửa sổ không cho dầu vào ĐCTL) và van xả không tải sẽ từ từ đóng lại.



3.

Sơ đồ điều chỉnh kép của tuabin gáo
Tác dụng điều chỉnh kép của tuabin gáo cũng giống nh ở tuabin tâm trục cột nớc cao, nó vừa điều chỉnh số vòng quay và làm
giảm áp lực nớc va trong đờng ống áp lực khi cắt phụ tải. Sơ đồ nguyên lý của nó cho ở hình 8.14.

Khi cắt phụ tải thì máy điều tốc làm việc, trớc hết ĐCTL 2 của bộ phận cắt dòng 9 tác động nhanh để cắt một phần hay toàn
bộ dòng tia không cho tác dụng vào BXCT, đồng thời khi pittông của ĐCTL này chuyển dịch về phía đóng sẽ đẩy nêm liên hợp 3
chuyển động sang phải, ròng rọc cùng đòn 4 đi lên, do đó đẩy kim 5 của van trợt đi xuống để mở các cửa sổ, đa dầu có áp
vào bên trái của ĐCTL 7. Kết quả là van kim 8 sẽ từ từ đóng lại nhờ van tiết lu 6 lắp ở ống dầu đi vào ngăn bên trái ĐCTL 7. Khi
tăng phụ tải thì cái cắt dòng 9 dời xa dòng tia nên nó không có tác dụng điều chỉnh lu lợng dòng tia.



5.

thiết bị dầu có áp của máy điều tốc
Thiết bị dầu có áp (TĐA) đợc sử dụng để cung cấp dầu có áp cho hệ thống điều chỉnh tổ máy thủy lực. Ngoài ra có lúc nó còn
đợc dùng để thao tác các loại van của tuabin nh van xả không tải, van đĩa, van cầu v.v...
Thiết bị dầu có áp gồm có hai loại: loại không có nồi hơi (còn gọi là loại chảy xuyên) và loại có nồi hơi. Máy điều tốc với TĐA kiểu
chảy xuyên gọi là máy điều tốc kiểu chảy liên tục (hình 8.15a).
Theo sơ đồ này, dầu có áp đi vào van trợt 5 đợc lấy trực tiếp từ máy bơm dầu kiểu bánh răng 1 qua van an toàn 2. Khi máy
điều tốc cha điều chỉnh do chiều rộng cửa sổ B của van trợt 5 (hình 8.15b) rộng hơn phần lồi A của van kim trợt (A < B) nên
dầu có áp lấy từ máy bơm qua ống dầu sẽ đi vào cửa sổ ở giữa rồi theo ống dầu xả dới cùng của van trơt 5 trở về thùng dầu xả 8,
đồng thời có một lợng dầu có áp do máy bơm bơm lên sẽ đi vào ĐCTL 6 để bổ sung lợng dầu do rò rỉ. Khi điều chỉnh, bơm trợt
dịch chuyển khỏi vị trí ban đầu (vị trí trên hình vẽ) do đó cửa sổ làm việc của van trợt mở to dầu có áp từ máy bơm bơm lên
theo cửa sổ giữa vào ngăn bên trái (để đóng) của ĐCTL 6 hoặc vào ngăn bên phải của nó (để mở) bộ phận hớng dòng của
tuabin.
Nh vậy trớc và trong quá trình điều chỉnh, máy bơm dầu của máy điều tốc loại này đều phải làm việc và luôn có một lợng dầu
có áp đi qua các cửa sổ của van trợt nên gọi là máy điều tốc chảy xuyên.


Máy điều tốc có thiết bị dầu áp lực kiểu nồi hơi (thùng du) gọi là máy điều tốc kiểu nồi hơi. Sơ đồ nguyên lý điều chỉnh của
loại này cho ở hình (8.16).
Khác với loại chảy xuyên, trong sơ đồ thiết bị dầu có áp kiểu nồi hơi, dầu có áp từ máy bơm bánh răng không đi trực tiếp vào
van trợt 4 mà di vào nồi hơi 1.

Nồi hơi có 30% ữ 40% thể tích chứa dầu có áp và phần dung tích còn lại của nồi là không khí nén với áp suất 20 ữ 40atmôtphe.
Khi cha điều chỉnh tốc độ thì do đờng kính cửa sổ van trợt 4 (hình 8.15b) nhỏ hơn phần lồi kim van trợt (A < B) nên dầu
không thể đi qua đợc các cửa sổ để đi vào ĐCTL 6. Khi điều chỉnh dầu có áp lấy từ nồi hơi 1 qua ống dầu vào van trợt và
đến ngăn tơng ứng của ĐCTL để chuyển dịch bộ phận điều chỉnh. Nh vậy, nguồn năng lợng cung cấp cho hệ thống điều
chỉnh đợc lấy từ nồi hơi, còn máy bơm dầu chỉ có tác dụng bổ sung lợng dầu với lu lợng và áp suất nhất định cho nồi hơi, vì
vậy, ở đây bơm có thể làm việc theo chế độ không liên tục (ở kiểu chảy xuyên làm việc liên tục).
Dầu bổ sung cho nồi hơi đợc lấy từ thùng dầu xả của TĐA. Từ đây máy bơm dầu 10 bơm dầu qua van một chiều đi vào nồi
hơi. Khi áp lực dầu trong nồi hơi 1 tăng quá trị số quy định thì van an toàn 7 mởvà dầu từ máy bơm bơm lên sẽ không đi vào
nồi hơi nữa mà theo van này trở về thùng dầu xả. Thiết bị dầu có áp thờng có hai máy bơm dầu trong đó có một máy bơm để
dự phòng. Việc điều khiển các máy bơm này nhờ các rơle áp lực lắp ở thành của nồi hơi. Lợng không khí nén cung cấp cho nồi
hơi do các máy nén khí cao áp (lớn hơn 20 at)nbố trí ở hệ thống không khí nén của TTĐ.



6.

động cơ tiếp lực

I. Động cơ tiếp lực để quay cánh hớng nớc
Để quay cánh hớng nớc thờng dùng các kiểu động cơ tiếp lực sau đây:
1. Động cơ chuyển động thẳng (tới lui) và tác dụng một bên (hình 8.17a) mỗi tuabin có một động cơ. Động cơ 1 nối với vành
điều chỉnh 5 nhờ tay quay kép 3, thanh kéo 4 và trục vít điều chỉnh 2. Kiểu động cơ này dùng để điều chỉnh tuabin cỡ
nhỏ.
2. Động cơ chuyển động thẳng (lui tới) và tác dụng hai bên (hình 8.17b), mỗi tuabin có 2 động cơ. Cả hai kiểu trên, động cơ th
ờng đặt trong hầm tuabin.
3. Động cơ chuyển động thẳng: tác dụng 2 bên, mỗi động cơ có hai pittông và mỗi tuabin có hai động cơ. Kiểu này dùng để
điều chỉnh tuabin cỡ lớn và động cơ đợc đặt ngay trên nắp tuabin (hình 817c).
4. Động cơ chuyển động vòng (hình 8.17d): động cơ đợc đặt ngay trên nắp tuabin.
Khi quay các cánh hớng: động cơ tiếp lực phải tạo đợc mômen kéo đủ để thắng mômen thủy lực tác dụng lên tất cả cacs cánh h
ớng, mômne ma sát trong ổ trục cánh hớng, trong các khớp của thanh kéo và trong bệ tỳ của vành điều chỉnh và mômen phụ

làm kín các cánh hớng khi đóng cánh hớng. áp lực làm việc lớn nhất của dầu có áp thờng từ 25 ữ 40at. áp lực dầu nhỏ nhất đủ để
đóng đợc cánh hớng bằng 16,7 ữ 14,7at (khi áp suất làm việc p0 = 25at và bằng 26,7 ữ 23,5at khi p0 = 40at).