Báo Cáo Thực Tập Nhận Thức Trường Đại Học Điện Lực Khoa : Quản Lý Năng Lượng BÁO CÁO THỰC TẬP: NHẬN THỨC NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN HÒA BÌNH Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hữu Mạnh. Lớp: D2-Quản Lý Năng Lượng. Sinh Viên Thực Hiện: Nguyễn Hữu Mạnh 1 Lớp:D2-Quản Lý Năng Lượng Báo Cáo Thực Tập Nhận Thức Trường Đại Học Điện Lực Khoa : Quản Lý Năng Lượng M ục L ục : Chương 1: Giới Thiệu về nhà máy thuỷ điện Hoà Bình. I. Vai trò nhà máy thủy điện. II. Nguyên lý hoạt động và cấu tạo nhà máy thủy điện. III. Giới thiệu về nhà máy thủy điện Hòa Bình. Chương 2: Các hệ thống của nhà máy I. Các kiến thức an toàn điện. II. Các thiết bị trong gian máy. III. Hệ thống điện tự dùng của nhà máy. IV. Các thiết bị trong trạm phân phối điện của nhà máy. V. Hệ thống đập tràn của nhà máy. Chương 3 : Kết luận Mở Đầu Sinh Viên Thực Hiện: Nguyễn Hữu Mạnh 2 Lớp:D2-Quản Lý Năng Lượng Báo Cáo Thực Tập Nhận Thức Trường Đại Học Điện Lực Khoa : Quản Lý Năng Lượng Được phân công thực tập nhận thức tại nhà máy thuỷ điện Hoà Bình, trong thời gian học hỏi tại đây em đã tìm hiểu và nắm được những điều cơ bản về hoạt động của nhà máy, từ quá trình sản xuất điện cho tới phân phối điện. Trong thời gian thực tập tại nhà máy, được sự quan tâm của các cán bộ và nhân viên trong nhà máy và thầy giáo hướng dẫn. Đến nay em đã hoàn thành nhiệm vụ thực tập nhận thức theo đúng yêu cầu nhà trường và khoa đề ra. Trong bản báo cáo này em chỉ tóm tắt, sơ lược những kiến thức, hiểu biết của mình trong thời gian học tập tại nhà máy. Do thời gian có hạn nên không thể tránh khỏi những sai sót trong bài báo cáo này, rất mong được sự chỉ bảo của các cán bộ nhân viên trong nhà máy và các thầy cô giáo để bài báo cáo này của em được hoàn thiện. Em xin trân thành cảm ơn! Hoà Bình tháng 5 năm 2010 Sinh Viên Nguyễn Hữu Mạnh NỘI DUNG Sinh Viên Thực Hiện: Nguyễn Hữu Mạnh 3 Lớp:D2-Quản Lý Năng Lượng Báo Cáo Thực Tập Nhận Thức Trường Đại Học Điện Lực Khoa : Quản Lý Năng Lượng CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ NHÀ MÁY THUỶ ĐIỆN I. Vai trò nhà máy thuỷ điện. II. Nguyên lý hoạt động và cấu tạo nhà máy thuỷ điện. III. Giới thiệu về nhà máy thuỷ điện Hoà Bình. CHƯƠNG 2: CÁC HỆ THỐNG CỦA NHÀ MÁY I. Các kiến thức an toàn điện. II. Các thiết bị trong gian máy. III. Hệ thống điện tự dùng của nhà máy. IV. Các thiết bị trong trạm phân phối điện của nhà máy. V. Hệ thống đập tràn của nhà máy. Chương 3: kết luận. CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ NHÀ MÁY THUỶ ĐIỆN HOÀ BÌNH Sinh Viên Thực Hiện: Nguyễn Hữu Mạnh 4 Lớp:D2-Quản Lý Năng Lượng Báo Cáo Thực Tập Nhận Thức Trường Đại Học Điện Lực Khoa : Quản Lý Năng Lượng I. VAI TRÒ NHÀ MÁY THUỶ ĐIỆN a. Vai trò phát điện Thuỷ điện Hoà Bình là công trình nguồn điện chủ lực của hệ thống điện Việt Nam. Nhà máy có 8 tổ máy với công suất lắp đặt 1.920 MW. Theo thiết kế hàng năm cung cấp 8,16 tỷ kWh điện cho nền kinh tế quốc dân. Tính từ tháng 12/1994 trở về trước, nhà máy phát điện hàng năm chiếm 80% sản lượng điện cả nước.Sau năm 1995 sản lượng điện nhà máy phát ra chiếm khoảng trên 45%sản lượng điện cả nước. Năm 1994 cùng với việc khánh thành Nhà máy, đường dây 500kV đóng điện, hình thành lên hệ thống điện quốc gia thống nhất, chuyển tải điện năng từ Miền Bắc vào miền Trung và miền Nam, trong đó nguồn điện chủ lực là của thuỷ điện Hoà Bình. Hai công trình nguồn và lưới truyền tải điện có qui mô lớn nhất này đã góp phần nâng cao sự ổn định, an toàn và kinh tế cho hệ thống điện, tạo điều kiện tốt hơn cho việc phát triển kinh tế, phục vụ đời sống nhân dân, thúc đẩy quá trình công nghiệp hoá và hiện đại hoá đất nước. Tính từ khi đưa tổ máy đầu tiên vào vận hành đến hết ngày 31/3/2002, Nhà máy thuỷ điện Hoà Bình đã sản xuất được hơn 75 tỷ kWh điện, trong đó chuyển tải vào miền Trung và miền Nam hơn 15 tỷ kWh. Mặc dù trên hệ thống nhiều nguồn phát mới tiếp tục được đưa vào nhưng tỷ trọng điện năng sản xuất hàng năm của nhà máy vẫn chiếm số cao so với toàn ngành. b. Vai trò chống lũ Nhiệm vụ trị thuỷ sông Hồng, chống lũ lụt giảm nhẹ thiên tai cho vùng đồng bằng bắc bộ và thủ đô Hà Nội. Sông Đà là một nhánh lớn của sông Hồng chiếm khoảng 55% lượng nước trên hệ thống sông Hồng. Theo thống kê 100 năm gần dây đã xảy ra những trận lũ lớn trên sông Đà như năm 1902 lưu lượng đỉnh lũ 17,700 m 3 /s - năm 1971 là 18.100 m 3 /s đã làm nhiều tuyến đê xung yếu trên diện rộng ở các tỉnh đồng bằng bắc bộ như Sơn Tây, Hải Dương v.v bị hư hỏng gây tổn thất nặng nề về người và tài sản cho nhân dân mà nhiều năm sau mới khôi phục được. Công trình thuỷ điện Sơn La trong tương lai Công trình thuỷ điện Hoà Bình năm 1991 đưa vào tham gia chống lũ cho hạ lưu Sinh Viên Thực Hiện: Nguyễn Hữu Mạnh 5 Lớp:D2-Quản Lý Năng Lượng Báo Cáo Thực Tập Nhận Thức Trường Đại Học Điện Lực Khoa : Quản Lý Năng Lượng sông Đà, sông Hồng và thủ đô Hà Nội. Hàng năm đã cắt trung bình từ 4-6 trận lũ lớn, với lưu lượng cắt từ 10.000 - 22.650 m 3 /s. Điển hình là trận lũ ngày 18/8/1996 có lưu lượng đỉnh lũ 22.650 m 3 /s, tương ứng với tần suất 0,5% (xuất hiện trong vòng 50 năm trở lại đây). Với đỉnh lũ này Công trình đã cắt được 13.115 m 3 /s (giữ lại trên hồ) và chỉ xả xuống hạ lưu 9.535 m 3 /s, làm mực nước hạ lưu tại Hoà Bình là 2,20m, tại Hà Nội là 0,8 m vào thời điểm đỉnh lũ. Hiệu quả điều tiết chống lũ cho hạ du và cho Hà Nội là hết sức to lớn. Đặc biệt là với các trận lũ có lưu lượng đỉnh lớn hơn 12.000 m 3 /s. tác dụng cắt lũ càng thể hiện rõ nét khi xảy ra lũ đồng thời trên các sông Đà, sông Lô, sông Thao. c. Vai trò tưới tiêu, chống hạn, chống lũ cho Nông Nghiệp. Lượng nước trên sông Đà chảy về sông Hồng chiếm 40%, về mùa lũ chiếm tới 50%. Giả thiết đặt ra là nếu xuất hiện cơn lũ như cơn lũ tháng 8/1978 thì việc cắt cơn lũ như thế nào? Hàng năm khi bước vào mùa khô, nhà máy đảm bảo duy trì xả xuống hạ lưu với lưu lượng trung bình không nhỏ hơn 680 m 3 /s, và vào thời kỳ đổ ải cho nông nghiệp lên tới gần 1000 m 3 /s. Nhờ vậy các trạm bơm có đủ nước phục vụ cho nông nghiệp gieo cấy kịp thời. Điển hình như mùa khô 1993-1994 do hạn hán kéo dài, Nhà máy thuỷ điện Hoà Bình đã phải xả hỗ trợ (qua công trình xả tràn) hơn 128,5 triệu m 3 nước xuống hạ lưu đảm bảo mực nước cho các trạm bơm hoạt động chống hạn đổ ải, gieo cấy cho 0,5 triệu ha đất canh tác nông nghiệp vùng hạ lưu sông Đà, sông Hồng kịp thời vụ. Ngoài việc điều tiết tăng lưu lượng nước về mùa kiệt cho hạ lưu phục vụ tưới tiêu còn góp phần đẩy mặn ra xa các cửa sông, nên đã tăng cường diện tích trồng trọt ở các vùng này. d. Vai trò giao thông thuỷ. Sự hiện diện của Công trình thuỷ điện Hoà bình góp phần cải thiện đáng kể việc đi lại, vận chuyển bằng giao thông đường thuỷ ở cả thượng lưu và hạ lưu. Phía thượng lưu với vùng hồ có chiều dài hơn 200 km tạo điều kiện rất thuận lợi cho việc lưu thông hàng hoá phát triển kinh tế cho đồng bào dân tộc ở các tỉnh vùng tây bắc của Tổ quốc. Phía hạ lưu, chỉ cần 2 tôt máy làm việc phát công suất định mức, lưu lượng mỗi máy 300 m3/s sẽ đảm bảo cho tàu 1000 tấn đi lại bình thường. Mặt khác, do có sự điều tiết dòng chảy về mùa khô, đảm bảo lưu lượng nước xả trung bình không nhỏ hơn 680 m 3 /s đã làm tăng mực nước thêm từ 0,5 đến 1.5m. Vì thế, việc đi lại của các phương tiện tàu thuyền an toàn, chấm dứt được tình trạng mắc cạn trong mùa kiệt như khi chưa có công trình thuỷ điện Hoà bình. 1- NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG VÀ CẤU TẠO NHÀ MÁY THUỶ ĐIỆN a. Khái quát các nhà máy điện. Sinh Viên Thực Hiện: Nguyễn Hữu Mạnh 6 Lớp:D2-Quản Lý Năng Lượng Bỏo Cỏo Thc Tp Nhn Thc Trng i Hc in Lc Khoa : Qun Lý Nng Lng Nh mỏy in l cỏc c s cụng nghip c bit, lm nhim v sn xut in v nhit nng t cỏc dng nng lng t nhiờn khỏc nhau , nh hoỏ nng ca nhiờn liu , thu nng ca nc , nng lng nguyờn t , quang nng ca mt tri , ng nng ca giúNng lng phỏt ra t cỏc nh mỏy in c truyn ti bi mt lot cỏc thit b nng lng khỏc nh mỏy bin ỏp tng , h ỏp ,cỏc ng dõy trờn khụng, cỏp, n cỏc h tiờu th nh cỏc xớ nghip , thnh ph ,vựng nụng thụn Tu thuc vo dng nng lng t nhiờn c s dng , ngi ta chia cỏc nh mỏy in thnh nh mỏy nhit in thu in, in nguyờn t, phong in in mt tri, in a nhit. Hin nay nng lng in v nhit ch yu c sn xut bi cỏc nh mỏy nhit in , thu in v nguyờn t. Trong cỏc nh mỏy nhit in , thng s dng ba loi nhiờn liu : rn , lng v khớ. Theo cỏc ng c s cp dựng quay mỏy phỏt in , cỏc nh mỏy nhit in li c chia thnh nh mỏy nhit in tua bin hi, mỏy hi nc, ng c t trong v tua bin khớ . Cỏc nh mỏy nhit in tua bin hi cũn c chia thnh nh mỏy nhit in ngng hi v nh mỏy nhit in rỳt hi Trong h thng in nc ta hin nay mi ch cú cỏc nh mỏy nhit in v thu in . Ngun cụng sut ch yu l cỏc nh mỏy thu in , ri n nhit in chy than , nhit in chy du , nhit in chy khớ. Tỡnh hỡnh ny cũn kộo di trong nhiu thp niờn na vỡ ngun thu nng ca nc ta tng i ln. Nh mỏy nhit in Trong nh mỏy nhit in , hoỏ nng ca cỏc nhiờn liu ( than , du , khớ t) c bin i thnh nng lng v nhit . Quỏ trỡnh bin i nng lng trong nh mỏy N c mụ t trờn hỡnh 1-1. Sinh Viờn Thc Hin: Nguyn Hu Mnh 7 Lp:D2-Qun Lý Nng Lng Hoá năng của nhiên liệu Nhiệt năng của hơI n ớc Cơ năng Điện năng Máy phátTua binLò hơi Hình 1-1: Sơ đồ biến đổi năng l ợng ở nhà máy nhiệt điện. Báo Cáo Thực Tập Nhận Thức Trường Đại Học Điện Lực Khoa : Quản Lý Năng Lượng Như đã trình bày ở trên , có hai loại nhà máy nhiệt điện là nhiệt điện ngưng hơi và nhiệt điện rút hơi. Mỗi loại có những trang bị riêng và chế độ làm việc đặc biệt của nó. Nhà máy nhiệt điện ngưng hơi Nhà máy nhiệt điện ngưng hơi là các nhà máy nhiệt điện chỉ làm nhiệm vụ sản xuất điện năng , nghĩa là toàn bộ năng lượng nhiệt của hơi nước do lò hơi sản xuất ra đều được dùng để sản xuất điện. Nhà máy nhiệt điện ngưng hơi là loại hình chính và phổ biến của nhà máy nhiệt điện. Nhiên liệu dùng trong các Nhà máy nhiệt điện ngưng hơi là các nhiên liệu rắn : than đá , than bùn…;nhiên liệu lỏng là các loại dầu đốt ; nhiên liệu khí được dùng nhiều là khí tự nhiên , khí lò cao từ các nhà máy luyện kim , các lò luyện than cốc. Trong một số trường hợp , khí còn được dùng làm nhiên liệu phụ trong các nhà máy dùng nhiên liệu rắn và lỏng. So với các nhà máy điện khác , Nhà máy nhiệt điện ngưng hơi có các đặc điểm sau: 1- Công suất lớn , thường được xây dựng ở gần nguồn nhiên liệu. 2- Phụ tải cung cấp cho khu vực gần nhà máy ( phụ tải địa phương ) rất nhỏ , phần lớn điện năng phát ra được đưa lên điện áp cao để cung cấp cho các phụ tải ở xa. 3- Có thể làm việc với phụ tải bất kỳ trong giới hạn từ P min đến P max . 4- Thời gian khởi động lâu ,khoảng 3 đến 10 h ( kể cả phần lò hơi và tua bin), thời gian nhỏ đối với nhà máy chạy dầu và khí , lớn đối với nhà máy chạy than. 5- Có hiệu suất thấp , thông thường khoảng 30 đến 35%; với các nhà máy nhiệt điện ngưng hơi hiện đại có thông số hơi siêu cao có thể đạt được 40 đến 42 %. 6- Lượng điện tự dùng lớn , 3 đến 15 % . Các nhà máy chạy than có lượng điện tự dùng lớn hơn. 7- Vốn xây dựng nhỏ và thời gian xây dựng nhanh so với thuỷ điện. 8- Gây ô nhiễm môI trường do khói , bụi ảnh hưởng đến một vùng khá rộng. Để tăng hiệu suất của Nhà máy nhiệt điện ngưng hơi , người ta không ngừng tăng tham số của hơI nước và tăng công suất của các tổ máy. Trên thế giới , người ta dùng phổ biến các tổ máy 300 , 500 , 800 MW, một số nước còn dùng các tổ máy đến 1000, 1200 MW. ở nước ta hiện nay , các nhà máy nhiệt điện công suất lớn và trung bình đều là Nhà máy nhiệt điện ngưng hơi, tổ máy có công suất lớn nhất là 300 MW ( Phả lại 2). Sinh Viên Thực Hiện: Nguyễn Hữu Mạnh 8 Lớp:D2-Quản Lý Năng Lượng Báo Cáo Thực Tập Nhận Thức Trường Đại Học Điện Lực Khoa : Quản Lý Năng Lượng Nhà máy nhiệt điện rút hơi Nhà máy nhiệt điện rút hơi là nhà máy nhiệt điện vừa sản xuất điện năng vừa sản xuất nhiệt năng. Hơi nước hay nước nóng từ nhà máy được truyền đến các hộ tiêu thụ nhiệt công nghiệp hay sinh hoạt bằng hệ thống ống dẫn với bán kính trung bình 1 đến 2 km đối với lưới truyền hơi nước và 5 đến 8 km đối với lưới nước nóng. Nhà máy nhiệt điện rút hơi có hiệu suất cao hơn so với nhiệt điện ngưng hơi khi có sự phù hợp giữa phụ tải nhiệt và điện. Có thể đạt 60 đến 70 % do giảm được tổn thất nhiệt trong bình ngưng. So với các nhà máy nhiệt điện ngưng hơi , nhà máy nhà máy nhiệt điện rút hơi có các đặc điểm chính sau đây : 1- Do không thể dẫn hơi nước hay nước nóng đi xa nêncác nhà máy nhiệt điện rút hơi được xây dựng gần các hộ tiêu thụ nhiệt. 2- Cần vận chuyển nhiên liệu từ nơi khác đến , do vậy công suất của các nhà máy nhiệt điện rút hơi thường được xác định theo yêu cầu của phụ tải nhiệt, công suất của các nhà máy không lớn , vào khoảng 300 đến 500 MW với các tổ máy 100 , 150 hoặc 200 MW . Riêng các khu vực có nhu cầu về nhiệt cao , công suất nhà máy có thể đến 1000 đến 1500 MW. Phần lớn năng lượng phát ra được cung cấp cho phụ tải ở điện áp máy phát, do phụ tải này lớn nên trong các nhà máy nhiệt điện rút hơi thường sử dụng thanh góp điện áp máy phát. 4- Để nhà máy có hiệu suất cao , việc sản xuất điện năng phải phù hợp với phụ tải nhiệt , người ta nói nhà máy nhiệt điện rút hơi làm việc với đồ thị phụ tải điện bắt buộc từng phần. 5- Hiệu suất của nhà máy nhiệt điện rút hơi (60 - 70%) cao hơn hiệu suất của nhà máy nhiệt điện ngưng hơi khá nhiều . Nhưng chỉ có hiệu suất cao khi có sự kết hợp thích hợp giữa việc sản xuất điện và nhiệt năng. Khi làm việc thuần tuý ở chế độ ngưng hơi , hiệu suất của nhà máy nhiệt điện rút hơi sẽ thấp hơn nhà máy nhiệt điện ngưng hơi. Sinh Viên Thực Hiện: Nguyễn Hữu Mạnh 9 Lớp:D2-Quản Lý Năng Lượng Báo Cáo Thực Tập Nhận Thức Trường Đại Học Điện Lực Khoa : Quản Lý Năng Lượng 6- Thời gian khởi động và các đặc điểm khác cũng giống như nhà máy nhiệt điện ngưng hơi. Nhà máy thuỷ điện Nhà máy thuỷ điện là nhà máy điện làm nhiệm vụ biến đổi năng lượng của dòng nước thành điện năng. Động cơ sơ cấp dùng để quay các máy phát điện trong nhà máy thuỷ điện là các tua bin thuỷ lực , trong nó động năng và thế năng của nước được biến đổi thành cơ năng để làm quay máy phát điện . công suất trên trục tua bin phụ thuộc vào lưu lượng nước chảy qua tua bin và chiều cao cột nước hiệu dụng và được xác định bởi biểu thức : P tb = 1000*Q*H*ỗ d *ỗ tua bin ( kGm/s); ở đây: Q- Lưu lượng nước chảy qua tua bin ( m 3 /s); H- chiều cao cột nước hiệu dụng (m ); ỗ d – Hiệu suất của các thiết bị dẫn nước có tính đến tổn thất cột nước trong chúng , như các ống dẫn nước vào và ra khỏi tua bin; ỗ tua bin- Hiệu suất của tua bin thuỷ lực ( với tua bin thuỷ lực cong suất trung bình và lớn , ỗ tua bin = 0,88 đến 0,94 ); Biết rằng 1 kW = 102 kGm/s , nên ta có công suất điện ở đầu cực máy phát: P F = 102 TB P ỗ F = 9,81*Q*H*ỗ (kW) Với : ỗ F – Hiệu suất của máy phát thuỷ điện ( 0,95ữ0,98 ); ỗ = ỗ d* ỗ tua bin* ỗ F – Hiệu suất của nhà máy thuỷ điện (0,85ữ0,86 ). Nhà máy thuỷ điện được chia thành hai loại chính : nhà máy thuỷ điện kiểu đập và nhà máy thuỷ điện kiểu kênh dẫn. Ngoài ra còn có các nhà máy thuỷ điện dạng đặc biệt như nhà máy thuỷ điện nhiều cấp và thuỷ điện tích năng. Qua nhiều năm xây dựng , vận hành các nhà máy thuỷ điện, có thể thấy được các đặc tính cơ bản của chúng như sau: Sinh Viên Thực Hiện: Nguyễn Hữu Mạnh 10 Lớp:D2-Quản Lý Năng Lượng [...]... 1-1) qua ng dn 2 1 3 u vo 7 v x xung h lu qua ng dn 8 phc v cho giao thụng vn tI , ngi ta xõy dng õu thuyn 9 cựng cỏc kờnh dn 10,11 5 8 6 7 8 b) Sinh Viờn Thc Hin: Nguyn Hu Hình 1.1 Sơ đồ của nhà máy thuỷ điện kiểu đập : Mnh Lp:D2-Qun Lý Nng Lng a) Sơ đồ tạo cột n ớc ; b) Sơ đồ mặt bằng của nút thuỷ lực 14 Bỏo Cỏo Thc Tp Nhn Thc Trng i Hc in Lc Khoa : Qun Lý Nng Lng Trờn hỡnh 1-2 v mt ct ngang ca... 11 Mỏy phỏt c t trong gian mỏy Do cỏc tua bin thu lc cú tc quay chm , nờn cỏc mỏy phỏt thu in ch to theo kiu cc li, nhiu cc 12 16 7 13 15 3 1 4 14 5 11 6 2 8 9 10 Hình 1-2 : Mặt cắt ngang của nhà máy thuỷ điện kiểu đập Nng lng in do mỏy phỏt phỏt ra c a vo thit b trong nh in ỏp mỏy phỏt v t õy c tip tc a lờn mỏy bin ỏp 14 ,theo dõy dn trờn khụng Sinh Viờn Thc Hin: Nguyn Hu Mnh Lp:D2-Qun Lý Nng Lng . Báo Cáo Thực Tập Nhận Thức Trường Đại Học Điện Lực Khoa : Quản Lý Năng Lượng BÁO CÁO THỰC TẬP: NHẬN THỨC NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN HÒA BÌNH Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hữu Mạnh. Lớp:. Hoà Bình. I. Vai trò nhà máy thủy điện. II. Nguyên lý hoạt động và cấu tạo nhà máy thủy điện. III. Giới thiệu về nhà máy thủy điện Hòa Bình. Chương 2: Các hệ thống của nhà máy I. Các kiến thức. Viên Thực Hiện: Nguyễn Hữu Mạnh 2 Lớp:D2-Quản Lý Năng Lượng Báo Cáo Thực Tập Nhận Thức Trường Đại Học Điện Lực Khoa : Quản Lý Năng Lượng Được phân công thực tập nhận thức tại nhà máy thuỷ điện