Giáo trình Hệ thống thiết bị phụ trong nhà máy thủy điện (Nghề: Vận hành thủy điện) - Trường Cao Đẳng Lào Cai

UỶ BAN NHÂN DÂN TỈNH LÀO CAI
TRƯỜNG CAO ĐẲNG LÀO CAI

GIÁO TRÌNH
MƠĐUN: HỆ THỐNG THIẾT BỊ PHỤ TRONG
NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN

NGHỀ: VÂN HÀNH THỦY ĐIỆN
TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP
Ban hành kèm theo Quyết định số:
/QĐ-CĐLC ngày tháng....năm
của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Lào Cai

Lào Cai, năm 2017


TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN
Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thơng tin có thể được phép
dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo.
Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh
thiểu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm.


MỤC LỤC
Lời nói đầu
Giáo trình mơ đun
Bài 1: Hệ thống thơng gió

1
2
6

1. Khái niệm, phân loại và ý nghĩa của việc thơng gió.
2. Phương pháp thơng gió hút.
3. Phương pháp thơng gió đẩy.
4. Phương pháp thơng gió hỗn hợp
Bài 2: Hệ thống nước kỹ thuật
1. Khái niệm, phân loại và ý nghĩa của hệ thống nước kỹ thuật
2. Kết cấu hệ thống nước kỹ thuật.

6
8
11
14
16
16
18

Bài 3: Hệ thống khí nén
1: Khái niệm và cơng dụng.
2: Kết cấu hệ thống khí nén.
Bài 4: Hệ thống trạm bơm nước
1. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của máy bơm nước kiểu ly tâm
2. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của máy bơm nước kiểu pít tơng.
3. Một số sơ đồ điều khiển trong trạm bơm.

23
23
25
28
28

29
32

Bài 5: Hệ thống thiết bị nhị thứ
1: Sơ đồ khối vị trí lắp đặt các thiết bị đo, kiểm tra thông số kỹ thuật trên
tủ điều khiển
2: Kiểm tra cách điện trong mạng điện khi vận hành.
Tài liệu tham khảo

42
42

3

43
46


LỜI NĨI ĐẦU
Giáo trình hệ thống thiết bị phụ trong nhà máy thủy điện được viết dựa vào
chương trình mơ đun hệ thống thiết bị phụ trong nhà máy thủy điện của hệ đào tạo
trung cấp nghề vạn hành nhà máy thủy điện. Nội dung giáo trình đã đảm bảo được
đúng yêu cầu mà chương trình đặt ra gồm 3 bài:
BÀI 1: Hệ thống thơng gió
BÀI 2: Hệ thống nước kỹ thuật
BÀI 3: Hệ thống khí nén
BÀI 4: Hệ thống trạm bơm nước
BÀI 5: Hệ thống thiết bị nhị thứ
Giáo trình này dùng làm tài liệu giảng dạy và học tập cho giáo viên và học sinh bậc hệ
trung cấp nghề điện vận hành nhà máy thủy điện .

Trong quá trình biên soạn mặc dù đã có rất nhiều cố gắng song khó tránh khỏi
những sai sót, nhầm lẫn và khiếm khuyết. Tơi rất mong nhận được sự góp ý của Quý
đồng nghiệp và các bạn Học sinh - Sinh viên trong tồn Trường để Giáo trình ngày
càng hồn thiện hơn.
Mọi ý kiến đóng góp xin gửi về theo địa chỉ: Văn phòng Khoa Điện-Điện tử,
Trường Cao đẳng Lào cai; E-mail:
Tôi xin chân thành cảm ơn các bạn đồng nghiệp, cảm ơn Khoa Điện-Điện tử,
Trường Cao đẳng Lào cai đã tạo điều kiện và giúp đỡ cho tơi hồn thành quyển sách
này.
Lào Cai, ngày 17 tháng 10 năm 2017
Tham gia biên soạn
Chủ Biên: Ngô Đức Hiếu

4


GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN
HỆ THỐNG THIẾT BỊ PHỤ TRONG NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN
Mã mơ đun: MĐ 17
I. VỊ TRÍ, TÍNH CHẤT CỦA MƠ ĐUN:
- Mơ đun hệ thống thiết bị phụ trong nhà máy điện được bố trí sau khi học xong
các môn lý thuyết cơ sở và một số mô đun khác trước khi thực tập chuyên môn nghề;
- Mô đun hệ thống thiết bị phụ trong nhà máy điện là mô đun chuyên môn nghề
cung cấp cho người học các kiến thức, kỹ năng về vận hành hệ thống thiết bị phụ trong
nhà máy điện.
II. MỤC TIÊU MÔ ĐUN:
Học xong mơ đun này người học có khả năng:
- Mô tả được các hệ thống thiết bị phụ trong nhà máy điện;
- Phân tích được cấu tạo, nguyên lý hoạt động và đặc tính, thơng số kỹ thuật của các
thiết bị phụ trong nhà máy thuỷ điện;

- Nêu lên được những quy định về vận hành hệ thống thiết bị phụ;
- Kiểm tra được các thiết bị phụ trước khi đưa vào vận hành;
- Vận hành được các thiết bị phụ đảm bảo hiệu quả và an toàn;
- Xử lý được các sự cố bình thường trong vận hành;
- Nghiêm túc trong học tập và trong công việc.
III. NỘI DUNG MÔ ĐUN:

5


Bài mở đầu
Bài 1: Hệ thống thơng gió
1. Khái niệm, phân loại và ý nghĩa của việc thơng gió
1.1. Khái niệm
Trong quá trình sản xuất và sinh hoạt của con người trong khơng gian điều hồ
thường sinh ra các chất độc hại và nhiệt thừa, ẩm thừa làm cho các thơng số khí hậu
trong đó thay đổi, mặt khác nồng độ ôxi cần thiết cho con người giảm, sinh ra mệt mỏi
và ảnh hưởng lâu dài về sức khoẻ.
Vì vậy cần thiết phải thải khơng khí đã bị ơ nhiễm (bởi các chất độc hại và
nhiệt) ra bên ngoài, đồng thời thay thế vào đó là khơng khí đã được xử lý, khơng có
các chất độc hại, có nhiệt độ phù hợp và lượng ơxi đảm bảo. Q trình như vậy gọi
là thơng gió. Q trình thơng gió thực chất là q trình thay đổi khơng khí trong phịng
đã ơ nhiễm bằng khơng khí mới bên ngồi trời đã qua xử lý.
Một hệ thống thơng gió là một hệ thống giúp khơng khí trong lành lưu thơng
trong một khơng gian hoặc một khoảng không gian giới hạn và loại bỏ khơng khí bị ơ
nhiễm. Nó được sử dụng tại các mơi trường khác nhau, bao gồm cả trong gia đình và
nơi làm việc. Hệ thống này có nhiều mục đích sử dụng bao gồm việc duy trì độ ẩm và
nhiệt độ ổn định, loại bỏ khơng khí bụi bẩn và chất gây dị ứng, cung cấp, trao đổi khí
O2 và CO2.

1.2. Phân loại.
a)
Theo
hướng
chuyển
động
của
gió
Người ta chia ra các loại sau :
- Thơng gió kiểu thổi : Thổi khơng khí sạch vào phịng và khơng khí trong phịng thải
6


ra bên ngồi qua các khe hở của phịng nhờ chênh lệch cột áp.
Phương pháp thơng gió kiểu thổi có ưu điểm là có thể cấp gió đến các vị trí cần thiết,
nơi tập trung nhiều người, hoặc nhiều nhiệt thừa, ẩm thừa, tốc độ gió luân chuyển
thường lớn. Tuy nhiên nhược điểm của phương pháp này là áp suất trong phịng là
dương nên gió tràn ra mọi hướng, do đó có thể tràn vào các khu vực khơng mong
muốn.
- Thơng gió kiểu hút : Hút xả khơng khí bị ơ nhiễm ra khỏi phịng và khơng khí bên
ngồi tràn vào phịng theo các khe hở hoặc cửa lấy gió tươi nhờ chênh lệch cột áp.
Thơng gió kiểu hút xả có ưu điểm là có thể hút trực tiếp khơng khí ơ nhiễm tại nơi phát
sinh, khơng cho phát tán ra trong phịng, lưu lượng thơng gió nhờ vậy khơng yêu cầu
quá lớn, nhưng hiệu quả cao. Tuy nhiên phương pháp này cũng có nhược điểm là gió
tuần hồn trong phịng rất thấp, hầu như khơng có sự tuần hồn đáng kể, mặt khác
khơng khí tràn vào phịng tương đối tự do, do đó khơng kiểm sốt được chất lượng gió
vào phịng, khơng khí từ những vị trí khơng mong muốn có thể tràn vào.
- Thơng gió kết hợp : Kết hợp cả hút xả lẫn thổi vào phòng, đây là phương pháp hiệu
quả.
Thơng gió kết hợp giữa hút xả và thổi gồm hệ thống quạt hút và thổi. Vì vậy có thể

chủ động hút khơng khí ơ nhiễm tại những vị trí phát sinh chất độc và cấp vào những
vị trí u cầu gió tươi lớn nhất. Phương pháp này có tất cả các ưu điểm của hai
phương pháp nêu trên, nhưng loại trừ các nhược điểm của hai kiểu cấp gió đó. Tuy
nhiên phương pháp kết hợp có nhược điểm là chi phí đầu tư cao hơn.
b) Theo động lực tạo ra thơng gió
- Thơng gió tự nhiên: Là hiện tượng trao đổi khơng khí trong nhà và ngoài trời nhờ
chênh lệch cột áp. Thường cột áp được tạo ra do chênh lệch nhiệt độ giữa bên ngoài và
bên trong, dịng gió tạo nên.
- Thơng gió cưỡng bức: Q trình thơng gió thực hiện bằng ngoại lực tức là sử dụng
quạt.
c) Theo phương pháp tổ chức
- Thơng gió tổng thể: Thơng gió tổng thể cho tồn bộ phịng hay cơng trình
- Thơng gió cục bộ: Thơng gió cho một khu vực nhỏ đặc biệt trong phòng hay các
phòng có sinh các chất độc hại lớn.
d) Theo mục đích
- Thơng gió bình thường: Mục đích của thơng gió nhằm loại bỏ các chất độc hại,
nhiệt thừa, ẩm thừa và cung cấp ôxi cho sinh hoạt của con người.
- Thông gió sự cố: Nhiều cơng trình có trang bị hệ thống thơng gió nhằm khắc phục
các sự cố xảy ra.
Đề phịng các tai nạn tràn hố chất : Khi xảy ra các sự cố hệ thống thơng gió hoạt động
7


và thải khí độc đến những nơi định sẵn hoặc ra bên ngoài.
Khi xảy ra hoả hoạn : Để lửa khơng thâm nhập các cầu thang và cửa thốt hiểm, hệ
thống thơng gió hoạt động và tạo áp lực dương trên nhưng đoạn này để mọi người
thoát hiểm dễ dàng.
Hệ thống thơng gió sự cố chỉ hoạt động khi xảy ra sự cố.
1.3. Ý nghĩa của việc thơng gió.
Thơng gió có nhiều mục đích khác nhau tuỳ thuộc vào từng cơng trình và phạm

vi nhất định. Các mục đích chính bao gồm:
- Thải các chất độc hại trong phòng ra bên ngoài. Các chất độc hại bao gồm rất nhiều
loại. Trong các không gian sinh hoạt chất độc hại phổ biến nhất là CO2.
- Thải nhiệt thừa và ẩm thừa ra bên ngồi.
Cung cấp lượng ơxi cần thiết cho sinh hoạt của con người.
- Trong một số trường hợp đặc biệt mục đích thơng gió là để khắc phục các sự cố
như: lan toả chất độc hại hoặc hoả hoạn.
2. Phương pháp thơng gió hút.
2.1. Cấu tạo và ngun lý làm việc của động cơ thơng gió kiểu hướng trục.
- Với đặc tính của Quạt Hướng Trục (Truyền đai gián tiếp hoặc trực tiếp) là đạt lượng
lớn, cột áp thấp, rất phù hợp cho hút hoặc thổi khơng khí trong đường ống với khoảng
cách ngắn.
- Lắp đặt cho hệ thống điều không trong nhà máy dệt, trong thiết bị hút lọc bụi sơn cho
ngành chế biến gỗ.
- Hệ thống thông gió trong tầng hầm của các cao ốc, hệ thống tạo khơng khí dương
trong các buồng cầu thang của các cao ốc trong trường hợp cứu hỏa.
a) Quạt hút gió kiểu hướng trục dạng ống:
- Thường gắn thêm ống gió để hút được nhiều vị trí trong nhà xưởng, dùng để thơng
gió nhà xưởng.
- Dùng làm quạt hút khói hệ thống chữa cháy tòa nhà, chụi được nhiệt độ lớn khoảng
280 oC trong 30 phút, với cột áp cao và lưu lượng gió lớn. Thường có 2 cấp tốc độ
(motor 2 cực 2900 v/p và 4 cực 1450 v/p), bình thường nó là hệ thống thơng gió chạy
với tốc độ thấp 1450 v/p. Khi có sự cố hỏa hoạn thì ta điều khiển nó tăng tốc độ lên để
hút khói ra khỏi xưởng.
-- Cấu tạo gồm guồng và vỏ
- Guồng: có cánh đặt nghiêng, cong về phía trước hoặc cánh thẳng để tạo áp lực lớn
đẩy khí.
- Vỏ: dùng để hướng luồng khí theo 2 chiều: thổi gió ra và hút gió vào phụ thuộc vào
chiều cong cánh quạt. Khoảng hở giữa guồng và vỏ phải nhỏ bằng khoảng 1,5% chiều
8

dài cánh Quạt hút gió có 2 loại: có dây đai truyền và dạng trục quay.

- Hướng trục có dây đai truyền: truyền động lực qua dây cua roa đến trục cánh quạt.
• Đặc tính: lưu lượng gió cao, độ ồn thấp, có thể tăng hoặc giảm lưu lượng gió, tiện
bảo dưỡng motor.
Lưu lượng gió từ: 15.000 – 95.000 m3/giờ.
• Cơng dụng: thơng gió cho hầm mỏ, hút và trao đổi – tạo khơng khí đối lưu trong nhà
xưởng…
Khuyết điểm: do dùng dây cua roa nên ta phải thường xuyên cân chỉnh, thay thế dây
cua roa. Tốc độ motor quay sẻ lớn hơn loại không dùng cua roa, nên mau hư bạc đạn
hơn, tuy nhiên giá thành sẻ rẻ hơn loại không dùng dây cua roa.
- Hướng trục dạng trục quay: Không dùng dây cua roa, motor gắn trực tiếp vào trục
quay cánh quạt.
•Đặc tính: cánh quạt tạo bởi hợp kim nhơm, dễ điều chỉnh lượng gió.
•Lượng gió: 3.000 – 120.000 m3/giờ.
•Cơng dụng: xưởng dệt, điều hịa khơng khí nhà xưởng, đưa gió vào kho lớn, đưa gió
vào hầm mỏ.
b) Quạt hút gió kiểu hướng trục ốp tường: có thể kết hợp máy làm mát hơi nước
9


Evaporative Air Cooler để làm mát xưởng
Lắp đặt giữa thành nhà xưởng với bên ngồi xưởng, khơng gắn thêm ống gió.
- Đặc tính: lưu lượng gió cao, mẫu mã đẹp, an tồn khi sử dụng.
- Lưu lượng gió từ: 2.500 – 80.000 m3/giờ.
Quạt được gắn trên tường, số lượng quạt, cơng suất được tính tốn phù hợp cho từng
trường hợp cụ thể, có lá sách tự mở khi quạt chạy có tác dụng ngăn chặn cơn trùng,
mưa tạt vào. Khi bố trí nhiều quạt gắn liền nhau sẽ tránh được hiện tượng hút gió

ngược từ bên ngồi vào qua các quạt khác không chạy, làm giảm khả năng thay đổi
không khí.Sử dụng quạt hút cần lưu ý tới đặc điểm kiến trúc để chọn vị trí gắn quạt
cho phù hợp. Quạt dạng cánh profin có thể đảo chiều từ hút sang thổi và ngược lại.
Tính tốn thơng gió theo tiêu chuẩn 5687-2010, bằng số lần thay đổi khơng khí x thể
tích cần thơng gió. Nếu muốn làm mát cho nhân viên trong xưởng thì ta nâng số lần
thay đổi khơng khí lên 50 lần, nếu muốn tăng hiệu quả làm mát hơn nữa ta dùng đến
máy làm mát hơi nước evaporative air cooler, thường thấy nhiều nhất là trong xưởng
may. Phân loại: theo nhu cầu sử dụng ta thấy gồm 5 loại phổ biến. Trong đó quạt
composit cho tuổi thọ bền hơn các loại quạt còn lại, loại quạt chuyển động trực tiếp
trục quay thì đắc hơn và bền hơn loại gián tiếp qua dây cua roa.

2.2. Đặc điểm và phạm vi ứng dụng.

10


Thích hợp cho việc thơng gió trong các nhà máy, xí nghiệp, các xưởng dệt, may rộng.
Quạt có đường kính cánh lớn và có thể chế tạo theo yêu cầu của khách hàng, lưu lượng
lớn, độ ồn thấp, ít tiêu hao điện năng.
2.3. Sơ đồ thơng gió hút

3: Phương pháp thơng gió đẩy.
3.1. Cấu tạo và ngun lý làm việc của động cơ thơng gió kiểu hướng trục và ly tâm.
Làm việc theo nguyên tắc của bơm ly tâm.
+ Cấu tạo:
11


-

Guồng quạt: để tạo áp lực và chuyển khí vào trong máy.
Vỏ quạt: dùng để tập trung và chuyển hướng dịng khí, với quạt nhỏ vỏ có thể
gắn với quạt; với quạt lớn vỏ phải đặt lên bệ đỡ riêng của nó.
Trục máy.

-

Giá máy.
Cũng phân làm 2 loại: có dây cua roa (lớn hơn 3 Kw) và không dây cua roa
(nhỏ hơn 3 Kw), ưu điểm và nhược điểm giống như quạt hướng trục.
+ Đặc tính:
- lượng gió cao, mẫu mã đẹp, áp lực cao, dễ sử dụng, dễ bảo dưỡng.
- Lượng gió trung bình từ: 1.200 – 80.000 m3/giờ.
- Áp lực hút: 50 – 400 mmH2O.
- Công dụng: thông gió hút và thải khơng khí ơ nhiễm, độc hại; hút bụi trong hệ thống
say xát, sản xuất cao su, chất hóa học, xưởng gỗ…
- Quạt ly tâm loại nhỏ có thể bố trí trong nhà, loại lớn có thể đặt trong hoặc ngồi nhà,
từ các vị trí này nối vào trong nhà nhờ hệ thống ống dẫn khí. Việc bố trí bên ngồi nhà
có thể giảm tiếng ồn, thu nhận khí tươi dễ dàng hơn. Nhưng chú ý tính tốn khoảng
cách lắp đặt cần thiết để tiết kiệm cơng suất tiêu thụ điện.
- Các loại quạt ly tâm có công suất >3 Kw ,đông cơ đặt lên giá đỡ truyền chuyển động
cho quạt nhờ đai truyền, vận tốc quạt thay đổi nhờ tỷ số truyền động của hệ đai truyền
và buli. Quạt ly tâm thường không làm việc độc lập mà phải có hệ thống ống dẫn gió.

12


3.2. Đặc điểm và phạm vi ứng dụng.
+ Phân loại theo nhu cầu sử dụng:
- Quạt ly tâm sử dụng cho hút bụi, thơng gió mơi trường đặc biệt như hóa chất máy

in.v.v.
- Quạt ly tâm theo cánh sử dụng: cánh cong về phía trước, cánh nghiên về phía
sau, cánh tỏa tròn.
- Quạt ly tâm với yêu cầu lưu lượng và áp lực: Thấp áp, Trung áp, Cao áp cho lị
hơi.v.v.

Lưu ý khi sử dụng quạt:
1. Chọn thiết bị có công suất phù hợp với nhu cầu sử dụng.
2. Chọn chủng loại quạt, giá cả.
3. Chọn loại ống dẫn (vuông, trịn hoặc vật liệu ống tơn mạ kẻm, inox,
nhựa.v.v.), tiết diện ống.
13


4. Lắp đặt, bố trí sao cho cơng suất hao hụt là ít nhất, đường ống là ngắn
nhất.
3.3. Sơ đồ thơng gió đẩy

4: Phương pháp thơng gió hỗn hợp
4.1. Đặc điểm và phạm vi ứng dụng.
4.2. Sơ đồ thơng gió hỗn hợp

14


15


Bài 2: Hệ thống nước kỹ thuật
Mục tiêu của bài:

- Học xong bài này người học có khả năng:
- Nêu được ý nghĩa của hệ thống nước kỹ thuật;
- Mô tả được kết cấu của hệ thống nước kỹ thuật;
- Trình bày được cơng dụng, cấu tạo, ngun lý làm việc của các thiết bị khống chế, đo
lưu lượng, áp lực;
- Phân tích được, cấu tạo, nguyên lý làm việc của thiết bị chưng nước cất;
- Xử lý được các sự cố thông thường xảy ra khi vận hành hệ thống nước kỹ thuật.
Nội dung:
1. Khái niệm, phân loại và ý nghĩa của hệ thống nước kỹ thuật.
1.1 Khái niệm;
Hệ thống nước kỹ thuật cung cấp nước cho các bộ trao đổi nhiệt của tuabin và
máy phát. Nguồn nước cấp được lấy từ đường ống trước van đĩa được giảm áp nhờ
van giảm áp để bảo vệ hệ thống, sau đó qua các bộ lọc rồi đi tới làm mát các ổ bạc trên
máy phát và ổ tuabin của các tổ máy, một phần cung cấp cho đường nước sinh hoạt và
cứu hỏa. Nước sau khi làm mát cho sẽ chảy xuống hầm tiêu nước của nhà máy và
thoát ra hạ lưu nhờ bơm tiêu nước.
Hệ thống cấp nước là tổ hợp các cơng trình thu nước, vận chuyển nước, xử lý
nước, điều hoà và phân phối nước tới đối tượng sử dụng nước.

Sơ đồ hệ thống cấp nước trực tiếp
1. Nguồn nước: nước mặt hoặc nước ngầm
2. Cơng trình thu + Trạm bơm cấp 1: thu nước từ nguồn và bơm lên trạm xử lý
3. Trạm xử lý: làm sạch nước nguồn đạt yêu cầu chất lượng sử dụng
4. Bể chứa nước sạch: điều hoà lưu lượng giữa trạm bơm cấp 1 và cấp 2
5. Trạm bơm cấp 2: đưa nước đã xử lý từ bể chứa nước sạch đến mạng lưới tiêu
dùng
6. Đài nước: điều hoà lưu lượng giữa trạm bơm cấp 2 và mạng lưới tiêu dùng
7. Mạng lưới truyền dẫn và phân phối: gồm mạng cấp 1 truyền dẫn, mạng cấp 2
16

phân phối và mạng cấp 3 đấu nối với các ống cấp vào nhà.
Các yêu cầu cơ bản đối với một hệ thống cấp nước là:
 Bảo đảm đưa đầy đủ và liên tục lượng nước cần thiết đến các nơi tiêu dùng.


Bảo đảm chất lượng nước đáp ứng các yêu cầu sử dụng



Giá thành xây dựng và quản lý rẻ



Thi cơng và quản lý dễ dàng thuận tiện, có khả năng tự động hoá và cơ giới hoá
việc khai thác, xử lý và vận chuyển nước..

1.2. Phân loại;
Phân loại hệ thống cấp nước
a. Theo đối tượng phục vụ
 Hệ thống cấp nước đô thị


Hệ thống cấp nước khu công nghiệp, nông nghiệp



Hệ thống cấp nước đường sắt

b. Theo chức năng phục vụ

 Hệ thống cấp nước sinh hoạt


Hệ thống cấp nước sản xuất



Hệ thống cấp nước chữa cháy

c. Theo phương pháp sử dụng nước
 Hệ thống cấp nước trực tiếp:nước dùng xong thải đi ngay (Hình 1)


Hệ thống cấp nước tuần hoàn: nước chảy tuần hoàn trong một chu trình kín. Hệ
thống này tiết kiệm nước vì chỉ cần bổ sung một phần nước hao hụt trong quá
trình tuần hồn, thường dùng trong cơng nghiệp.(Hình2)



Hệ thống cấp nước dùng lại: nước có thể dùng lại một vài lần rồi mới thải đi,
thường áp dụng trong công nghiệp.

Sơ đồ hệ thống cấp nước tuần
hoàn
d. Theo nguồn nước
 Hệ thống cấp nước ngầm
17




Hệ thống cấp nước mặt

e. Theo nguyên tắc làm việc
 Hệ thống cấp nước có áp: nước chảy trong ống chịu áp lực do bơm hoặc bể
chứa nước trên cao tạo ra.


Hệ thống cấp nước tự chảy (không áp): nước tự chảy theo ống hoặc mương hở
do chênh lệch địa hình.

f. Theo phạm vi cấp nước
 Hệ thống cấp nước thành phố


Hệ thống cấp nước khu dân cư, tiểu khu nhà ở



Hệ thống cấp nước nông thôn

g. Theo phương pháp chữa cháy
 Hệ thống chữa cháy áp lực thấp: áp lực nước ở mạng lưới đường ống cấp nước
thấp nên phải dùng bơm đặt trên xe chữa cháy nhằm tạo ra áp lực cần thiết để
dập tắt đám cháy. Bơm có thể hút trực tiếp từ đường ống thành phố hay từ
thùng chứa nước trên xe chữa cháy.


Hệ thống chữa cháy áp lực cao: áp lực nước trên mạng lưới đường ống đảm bảo
đưa nước tới mọi nơi chữa cháy, do đó đội phịng cháy chữa cháy chỉ việc lắp

ống vải gai vào họng chữa cháy trên mạng lưới đường ống để lấy nước chữa
cháy.

1.3. Ý nghĩa của hệ thống nước kỹ thuật;

2. Kết cấu hệ thống nước kỹ thuật.
Hệ thống cấp nước kỹ thuật của trạm bơm gồm có: thiết bị đo lường - kiểm tra, đường
ống dẫn nước và lọc nước để cung cấp nước sạch cho ổ trục hướng của máy bơm và
làm nguội máy nén khí, làm nguội máy bơm và động cơ điện lớn ...
18


Hình 10 - 10 trình bày ví dụ về một sơ đồ lấy nước và cấp nước kỹ thuật cho một tổ
máy bơm hướng trục cở lớn. Theo sơ đồ này, nước lấy từ nguồn 1, dẫn qua các thiết bị
lọc thơ 2, sau đó qua buồng lắng 6 để làm sạch lần nữa trước khi bơm dẫn nước đến
các bộ phận của tổ máy. Hệ thống cấp nước kỹ thuật còn cấp nước cho sinh hoạt của
trạm.

1- nút lấy nước; 2- lưới lọc thô; 3- cái cảm biến để đo chênh lệch mực nước; 4,5,10,11là các máy bơm của thiết bị: lọc nước, tích và xói rữa buồng lắng, cấp nước để bôi trơn
ổ hướng, cấp nước để làm nguội động cơ điện; 6- buồng lắng; 7- van phao; 8- thiết bị
làm nguội dầu; 9- thiết bị làm nguội khơng khí; 12- rơle dịng; 13-đến tổ máy bơm
chính.
Ở trên chúng ta được biết một hình thức lấy nước và cấp nước kỹ thuật đối với tổ máy
lớn, sau đây chúng ta xét một số hình thức lấy nước khác nữa vẫn hay dùng dùng:
Nếu trạm đặt ở thành phố có đường ống dẫn nước sạch đi qua, nếu nước đủ áp lực yêu
cầu ( thường áp lực trong khoảng 12 ... 60 m cột nước ) và đảm bảo dộ sạch cần thiết
19


cho thiết bị thì ta có thể lấy trực tiếp đến các tổ máy để làm mát và bôi trơn tổ máy.

Nếu nước không đủ sạch và không đủ áp lực ta có thể dùng đài nước lọc ( xem Hình
10 - 11,a), giếng lọc ( xem Hình 10 - 11,b ), bể lọc để cấp nước cho trạm ...

Hệ thống nước kỹ thuật kiểu đài nước và kiểu giếng lọc.
a - kiểu đài nước ; b - kiểu giếng lọc.
Dùng đài nước lọc. Khi dùng đài nước lọc để cấp nước kỹ thuật, muốn nước sạch phải
qua lưới lọc nước rồi mới dẫn đến tổ máy.Theo sơ đồ trên, cột nước mà máy bơm cấp
nước kỹ thuật phải đưa lên đài là:

Trong đó :
với H 1 là cột nước áp lực tại cổ thân bơm ( m ), hms1 là cột nước tổn thất đường ống
dẫn từ đài đến máy bơm xa nhất ( m ),
Δh
là cột nước dự trữ
H', hms, h1 lần lượt là độ cao từ cổ thân bơm đến mực nước ở bể hút của máy bơm cấp
nước kỹ thuật, cột nước tổn thất trong ống hút và ống đẩy của máy bơm cấp nước kỹ
thuật, cột nước tổn thất qua tầng lưới lọc.
Lưu lượng của bơm cấp nước kỹ thuật bằng tổng lưu lượng nước sạch cần thiết. Khi đã
có lưu lượng và cột nước việc chọn máy bơm cấp nước kỹ thuật cũng tiến hành giống
như việc chọn máy bơm chính.
Dùng đài nước có ưu điểm là công việc sữa chữa và quản lý dễ vì đài ở trên mặt đất,
tuy nhiên nhược điểm là nếu đài lớn và cột nước cao thì việc xây dựng sẽ khó khăn.
Hệ thống cấp nước kỹ thuật dùng giếng lọc . Giếng lọc được đào sâu dưới mặt đất, ở
đáy có đổ các tầng lọc để lọc nước cho sạch, sau đó dùng máy bơm để bơm trực tiếp
nước sạch từ giếng và dùng đường ống có áp dẫn nước đén các tổ máy bơm chính.
20


Giếng cần có đủ độ sâu và đủ kích thước để bảo đảm lấy đủ nước, tường giếng thường
được xây bằng gạch hoặc bằng bê tông. Giếng lọc nên bố trí gần nhà máy để giảm

khối lượng đường ống đồng thời khi thi cơng có thể kết hợp việc đào móng nhà máy
với đào giếng và xây giếng. Các máy bơm cấp nước kỹ thuật thường đặt trong tầng
máy bơm chính sẽ tiện cho quản lý vận hành hơn.
Hình thức dùng giếng lọc để cấp nước kỹ thuật có nhược điểm là sữa chữa khó , nhất
là việc tiến hành thay rữa khó khăn do tác động phun lên của nước ngầm.
Hệ thống cấp nước kỹ thuật dùng bể lọc. Thường bơm hoặc lấy nước bằng ống từ bể
hút vào bể lọc, nước sau khi đã lọc sẽ được bơm tới tổ máy bơm chính. Bể lọc nên xây
thành hầm dưới mặt đất và có cấu tạo theo nguyên lý tầng lọc ngược để kết cấu đơn
giản
Cấu tạo bể tương tự phần đài nước ( Hình 10 - 8,a ), nghĩa là bể nước chứa lấy từ bể
hút xây có kích thước lớn, cịn bể nước lọc xây bên trên có kích thước nhỏ hơn, phần
tiếp liền giữa hai bể đặt tầng lọc. Do vậy nên bùn cát lẫn trong nước đã được lắng
đọng xuống đáy bể ngoài trước khi chảy qua tầng lọc vào bể nhỏ. Do vậy nên ít phải
thau rữa
2.1. Nguồn nước;

21


2.2. Lắng nước, lọc nước và xử lý nước;
2.3. Hệ thống ống dẫn nước;
2.4. Thiết bị khống chế (một chiều, xoay chiều);
2.5. Thiết bị đo lưu lượng và áp lực;

22


Bài 3: Hệ thống khí nén
1: Khái niệm và cơng dụng.
1.1 Khái niệm;

Khí nén là một phần của lưu chất với khơng khí hoặc các loại khí khác được nén lại
. Để đảm bảo hiệu quả kinh tế, đồng thời đáp ứng đầy đủ các yêu cầu kỹ thuật trong
việc vận hành các hệ thống điều tốc của các Nhà máy thủy điện thì việc lựa chọn cơng
nghệ áp dụng cho hệ thống điều tốc của nhà máy là một vấn đề cần các chủ đầu tư cân
nhắc kỹ. Hầu hết các Nhà máy thủy điện hiện nay ở Việt Nam đều sử dụng hệ thống
điều tốc dùng khí nén cao áp để cấp dầu truyền lực cho động cơ sevormotor điều chỉnh
cánh hướng của tuốc bin. Kết cấu chính của hệ thống điều tốc dùng khí nén cao áp
gồm: nguồn khí nén cao áp, hệ thống dầu, bình tích năng dầu khí. Hệ thống dầu gồm
thùng dầu, máy bơm dầu và các van, đường ống... Nguồn khí nén cao áp gồm: hệ
thống máy nén khí áp lực cao, bình khí áp lực, đường ống và các van an tồn. Thơng
thường trong nhà máy bố trí một gian riêng để đặt các máy nén khí và bình áp lực. Các
đường ống và van cấp khí được bố trí trên hoặc âm tường để cấp khí từ bình áp lực
đến thiết bị bình tích năng dầu khí để tạo áp lực điều khiển. Tuy nhiên trong quá trình
vận hành hệ thống điều tốc loại này đã bộc lộ ra rất nhiều nhược điểm như:
- Chi phí đầu tư tăng cao: chi phí mua sắm thiết bị khí nén, bình áp lực, đường ống,
các van và thiết bị dự phịng. Ngồi ra do yêu cầu hệ thống khí nén cao áp phải bố trí
riêng biệt nên kết cấu nhà máy phải xây dựng một gian máy riêng để chứa các thiết bị
máy nén khí, bình áp lực dẫn đến tăng chi phí xây dựng nhà máy thủy điện.
- Do có thêm thiết bị máy nén khí, bình áp lực và các van an tồn nên sẽ tăng thêm chi
phí cho bảo dưỡng, duy tu định kỳ và kiểm định.
- Tăng khối lượng công việc và độ phức tạp cho việc bảo dưỡng các thiết bị nén khí,
bình áp lực.
- Tăng độ ồn lớn trong nhà máy vì thường xuyên vận hành máy nén khí.
Hiện nay với trình độ khoa học phát triển, hệ thống điều tốc đã được cải tiến và áp
dụng công nghệ mới để từng bước thay thế loại điều tốc sử dụng khí nén cao áp. Các
thiết kế cải tiến đã tạo cho hệ thống điều tốc có thêm nhiều tính năng trong việc điều
khiển và vận hành, kết cấu thiết bị gọn gàng, chắc chắn và vận hành ổn định. Các thiết
bị cấu tạo của hệ thống điều tốc dễ thay thế và mua sắm trên thị trường. Thời gian gần
đây, tại một số Nhà máy thủy điện như: Thủy điện Bình Điền, Thủy điện Sơng Bung
4A, Thủy điện Đăkrong 2, Thủy điện Hà Nang… đã sử dụng loại hệ thống điều tốc áp

dụng công nghệ mới để điều khiển cho tổ máy thủy lực. Hệ thống điều tốc này sử
dụng khí nitrogen áp lực cao để tạo áp lực dầu điều khiển. Khác biệt của điều tốc khí
nitrogen so với khí nén thơng thường là kết cấu bình tích năng dầu khí nén kiểu túi
23


khí. Để có thêm cơ sở cho các chủ đầu tư trong việc so sánh, đánh giá và lựa chọn
công nghệ áp dụng cho hệ thống điều tốc các Nhà máy thủy điện, xin giới thiệu cơng
nghệ sử dụng khí Nitrogen trong hệ thống điều tốc các Nhà máy thủy điện, như sau:
Nguyên lý làm việc của thiết bị dầu áp lực kiểu túi khí dựa trên việc sử dụng bơm dầu
nén vào túi khí để tạo áp lực. Cụ thể là khi mức dầu áp lực thấp hơn giá trị khởi động
của bơm dầu, thiết bị cảm biến tín hiệu áp lực dầu thấp sẽ có phản ứng tác động, thông
qua mạch điều khiển của bơm dầu để điều khiển khởi động bơm dầu chính. Bơm dầu
chính đồng thời sẽ bơm dầu vào bình tích năng. Dầu chảy vào bình thép của bộ tích
năng rồi nén túi khí, khiến áp lực trong tồn bộ bình thép tăng lên. Khi áp lực tăng lên
tới giá trị cài đặt sẽ làm ngừng hoạt động bơm dầu, lúc đó cảm biến tín hiệu áp lực của
dầu áp lực quá cao sẽ điều khiển mạch điều khiển khiến bơm dầu chính ngừng bơm.
Kết cấu chính của thiết bị dầu áp lực kiểu túi khí gồm thùng dầu tuần hồn, động cơ
bơm dầu, bình tích năng kiểu túi khí, van tràn. Ưu điểm của hệ thống điều tốc sử dụng
khí nitrogen:
a. Dầu và khí riêng biệt: vì dầu và khí của thiết bị dầu áp lực kiểu túi khí được tách
riêng biệt nên khơng phát sinh hiện tượng dầu và khí lẫn lộn dẫn đến dầu thường
xuyên bị nhiễm nước.
b. Việc kiểm tra duy tu dễ dàng: vì bình tích năng của thiết bị dầu cao áp kiểu túi khí
có thể được tháo lắp riêng rẽ nên thuận lợi cho việc thay mới.
c. Tiêu chuẩn hố: tồn bộ các cấu kiện chính của thiết bị dầu áp lực kiểu túi khí, gồm:
bình tích năng kiểu túi khí, bơm dầu bánh răng và các van... đều là kết cấu được tiêu
chuẩn hoá, sửa chữa dễ dàng.
d. Xác suất sự cố hệ thống thấp, khả năng tin cậy cao: kết cấu, quy trình vận hành đơn
giản, đồng thời giảm bớt các thiết bị tự động hoá bên ngồi.

e. Thiết bị dầu áp lực kiểu túi khí khơng cần có nguồn khí từ bên ngồi và là một hệ
thống hồn chỉnh, tiết kiệm được chi phí đầu tư, chi phí duy tu cho hệ thống khí nén.
f. Giảm tiếng ồn cho nhà máy do không sử máy nén khí cấp khí.
g. Do khơng phải bố trí gian đặt các thiết bị máy nén khí, bình áp lực và đường ống
nên kết cấu nhà máy gọn gàng và mỹ thuật; hạn chế được việc lắp đặt các đường ống
bố trí trên tường và cơng tác định kỳ bảo dưỡng.
1.2 Công dụng
Để khai thác và sản xuất điện năng từ năng lượng của nước thì Nhà máy thủy điện
phải dựa vào rất nhiều các thiết bị như: máy phát, tuốc bin, máy biến áp... các hệ thống
thiết bị phụ trợ: hệ thống nước, khí nén, dầu, các hệ thống điều khiển, bảo vệ và thiết
bị cơ khí thủy cơng. Các hệ thống thiết bị này phối hợp và hỗ trợ với nhau để điều
khiển nhịp nhàng cho tổ máy phát điện. Trong đó, hệ thống điều tốc là một trong hệ
thống điều khiển quan trọng trong nhà máy. Nó được ví như trái tim trực tiếp của tổ
24


máy, tham gia điều chỉnh tốc độ và điều chỉnh tải cho tổ máy nhằm khai thác hiệu quả
và tận dụng tối đa nguồn năng lượng nước. Chất lượng điện năng là thông số điện áp
và tần số của tổ máy phụ thuộc rất nhiều vào năng lực điều khiển của hệ thống điều
tốc. Máy điều tốc có thể thực hiện khởi động và dừng tổ máy hay thiết bị bằng tự động
hoặc chạy bằng điện. Khi bộ phận tự động của máy điều tốc khơng hoạt động thì có
thể vận hành bằng tay.
2: Kết cấu hệ thống khí nén.

Hệ thống điều tốc dùng cơng nghệ khí nitrogen áp dụng tại NM thủy điện Hà Nang
2.1. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của máy nén khí;
Máy nén khí kiểu pit tông một cấp

3

4

2

- Cấu tạo cơ bản:
1- Trục quay
2- Pit tong
3- Van xả
4- Van hút

1
Hình 2.1. Máy nén khí kiểu pit tong một cấp

25