Câu 2. Phân loại các NMTĐ tính theo phương án sử dụng năng lượng dòng nước. 1. Nhà máy thủy điện kiểu đập.Bằng cách xây dựng các dập chắn ngang sông có thể làm cho mức nước ở trước đập dâng cao tạo ra cột nước H để xây dựng NMTĐ. Khi đó ta có NMTĐ kiểu đập, đập càng cao thì công suất của NMTĐ có thể nhận được càng lớn. Tuy nhiên chiều cao đập cần phải được lựa chọn kỹ lưỡng theo các điều kiện kinh tế - kỹ thuật và hàng loạt yếu tồ an toàn khác. Mặt khác khi xây dựng dập cao nước dâng lên có thể làm ngập những khu vực trọng (khu vực đông dân cư, tài nguyên chưa khai thác,...). Nhiều trường hợp đây lại là yếu tố chính gây hạn chế chiều cao của đập. Nói chung NMTĐ kiểu đập thường có thể xây dựng thuận lợi ở những nơi dòng chảy có độ dốc lớn, chảy ngang qua thung lũng của những quả đồi. Trong trường hợp này, vùng ngập nước để hạn chế được trong khu vực thung lũng, trong khi chỉ cần xây dựng các đập ngăn nối giữa các quả đồi để chắn dòng sông.Nhà máy thủy điện kiểu đập có các ưu điểm sau:- Có thể tạo ra những NMTĐ công suất rất lớn, do có khả năng tận dụng được toàn bộ lưu lượng của dòng sông. - Có hồ chứa nước, mà hồ chứa là một công cụ hết sức hiệu quả điều tiết nước và vận hành tối ưu NMTĐ, điều tiết lũ, phục vụ tưới tiêu và nhiều lợi ích khác. Các nhược điểm của NMTĐ kiểu đập. - Vốn đầu tư lớn, thời gian xây dựng lâu. - Vùng ngập nước có thể ảnh hưởng nhiều sinh thái môi trường. Nhà máy thủy điện kiểu đập là loại phổ biến nhất đã xây dựng trong thực tế (trên thế giới cũng như trong nước). Ở nước ta các NMTĐ kiểu đập cũng là loại chủ yếu. Hòa Bình, Thác Bà, Trị An, Thác Mơ,... 2. Nhà máy thủy điện kiểu kênh dẫnCột nước của NMTĐ còn có thể tạo ra được bằng việc sử dụng các kênh dẫn. Trường hợp chung nhất kênh bao gồm 2 phần: - Phần đầu được xây dựng dưới dạng các kênh dẫn hở (còn gọi la kênh dẫn không áp). Phần này có nhiệm vụ dẫn nước từ nơi mà dòng chảy có mức nước cao đến nơi mà dòng chảy có mức nước thấp (vị trí xây dựng NMTĐ) nhưng giữ nguyên mức nước (kênh có độ dốc rất nhỏ).- Phần cuối là các ống dẫn kín (còn được gọi là kênh dẫn có áp). Phần này có nhiệm vụ đưa nước từ trên cao xuống thấp để chạy tuabin.

Do dòng chảy trong ống kín bảo toàn được cột áp thủy tĩnh nên cột nước của NMTĐ có thể được tính từ mức nước cuối kênh dẫn hở đến mức nước phía sau NMTĐ. Có trường hợp phần kênh dẫn hở được thay thế bằng hầm dẫn nước. Áp lực nước trong hầm có thể lớn hơn áp suất khí quyển (do có độ dốc), nhưng nước thường không lớn .Dễ thấy, ưu điểm nổi bật của NMTĐ kênh dẫn là vốn đầu tư nhỏ, công suất ổn định (ít phụ thuộc vào mức nước). Địa hình thích hợp cho NMTĐ kênh dẫn là vùng núi đồi, nơi có các dòng sông (suối) dốc chảy từ trên cao xuống. Cũng có khi là hai con sông chảy cạnh nhau với mức nước chênh lệch lớn. Trong trường hợp này kênh được được xây dựng dẫn nước từ dong sông có mức nước cao sang dòng sông có mức nước thấp. Nhà máy được xây dựng gần bờ sông có mức nước thấp và xả vào dòng sông này.Nhược điểm chính của NMTĐ kiểu kênh dẫn là không có hồ chứa nước, do đó không có khả năng điều tiết nước và điều chỉnh công suất. Khắc phục nhược điểm này trong nhiều trường hợp, với địa hình cho phép, người ta xây dựng các hồ nhân tạo ở các vị trí cao(cuối của các kênh dẫn hở). Tuy nhiên khi đó vốn đầu tư của công trình lại tăng lên.3. Nhà máy thủy điện kiểu hỗn hợpVới địa hình thích hợp, bằng việc kết hợp xây dựng đập với kênh dẫn có thể tạo ra NMTĐ có công suất rất lớn, vốn đầu tư lại nhỏ. Hồ được xây dựng ở vị trí cao trong khi đó vị trí thấp hơn để bố trí nhà máy. Tận dụng chênh lệch độ cao phía dưới đập có thể nâng công suất của nhà máy lên dáng kể trong khi chỉ cần đầu tư thêm dàn ống dẫn nước từ trên cao xuống thấp.Ống dẫn kín bảo toàn cột áp nên cột nước vẫn được tính từ mặt thoáng của hồ (trên cao) đến mức nước hạ lưu phía sau nhà máy. Ngoài ưu điểm vể kinh tế, nhà máy còn tổ hợp được các ưu điểm của các NMTĐ kiểu đập và kênh dẫn như: có cột nước cao, công suất ổn định, có khả năng điều tiết nhờ hồ chứa. Nguyên tắc tập chung nâng cao công suất cho các nhà máy thủy điện.Từ cấu trúc của các NMTĐ đã nêu dễ thấy được nguyên tắc chung nâng cao công suất cho các NMTĐ: đó là các biện pháp tập trung lưu lượng và tập trung độ dốc (cột nước). Hồ chứa cho phép tập chung lưu lượng (có thể của nhiều dòng chảy)

còn đập và kênh tập chung cột nước. Thực chất là tập trung các lượng nước về vị trí cao so với nơi có thể xây dựng nhà máy.4. Nhà máy thủy điện tích năngĐây là kiểu NMTĐ không sử dụng năng lượng của dòng sông mà nhiệm vụ của no chỉ biến đổi 2 chiều: Điện năng của HTĐ thành cơ năng của nước và ngược lại. Vì không sử dụng năng lượng của dòng sông nên vị trí xây dựng của NMTĐ tích năng thường được chọn ở những nơi có vị trí cao thuận lợi xây dựng được hồ, bên cạnh khu vực thấp luôn có nước để có thể bơm nuoc lên hồ và thoát nước cho nhà máy - Vào những giờ cao điểm của phụ tải hệ thống điện thì nhà máy thuỷ điện tích năng sử dụng nước của hồ chạy tuabin nước quay máy phát điện để cung cấp cho lưới. - Vào những giờ thấp điểm của phụ tải hệ thống điện thì nhà máy thuỷ điện tích năng sử dụng điện của hệ thống chạy bơm để bơm nước lên hồ.Nhà máy thuỷ điện tích năng có tác dụng san phẳng đồ thị phụ tải do đó giảm được tổn thất công suất và nâng cao hiệu suất làm việc của các nhà máy điện trong hệ thống.5. Nhà máy thủy điện thủy triềuNhà máy điện thuỷ triều làm việc dựa trên sự thay đổi mức nước khi thuỷ triều lên xuống, được xây dựng tại các vịnh và biển bằng các đập ngăn vịnh với biển.Khi thuỷ triều lên mức nước ngoài biển cao hơn mức nước trong vịnh, ta được độ chênh cột nước và có thể cho nước chảy qua tuabin từ biển vào vịnh để phát điện. Khi thuỷ triều rút mức nước trong vịnh cao hơn mức nước ngoài biển tạo nên độ chênh cột nước và có thể cho nước qua tuabin từ vịnh ra biển để phát điện Mỗi ngày thuỷ triều lên xuống 2 lần, nên trong vịnh cũng trữ nước 2 lần. Khi chuyển chiều làm việc, nhà máy phải ngừng làm việc một thời gian để có đủ độ chênh mức nước cần thiết. Như vậy, mỗi ngày nhà máy phải nghỉ làm việc 4 lần và cột nước chỉ là một phần của mức chệnh lệch thuỷ triều. Do đó nhà máy được xây dựng nối liền với hệ thống và ở những nơi có chênh lệch thuỷ triều cao (8÷10)m

Câu 3. Nêu các đặc điểm của NMTĐ,phân tích? 1. Nhà máy thủy điện sử dụng nguồn năng lượng dồi dào của thiên nhiên.

Như đã biết, NMTĐ sử dụng năng lượng của các dòng nước tự nhiên để biến đổi thành điện năng ( trừ thủy điện tích năng), đó là nguồn năng lượng vô tận gắn liền với sự tồn tại của các dòng sông, dòng suối, thủy triều... nếu không xây dựng NMTĐ, hoặc xây dựng chậm thì năng lượng của các dòng sông cũng liên tục mất đi, biến thành các dạng năng lượng vô ích khác ( biến thành công đào mòn đất đá, vận chuyển phù sa, biến thành nhiệt năng tỏa vào môi trường...). Như vậy ưu tiên phát triển thủy điện cũng đồng nghĩa với tận dụng năng lượng tự nhiên, tiết kiệm được các dạng nhiên liệu có thể phục vụ cho nhiều mục đích.

Trên một khía cạnh khác, đặc điểm này còn thể hiện nhiều ưu thế vượt trội cầnđược kể thêm cho các dự án thủy điện khi nghiên cứu, so sánh các phương án quy hoạch phát triển nguồn. Chẳng hạn, sau 20 – 25 năm ( là thời gian tính toán cho các dự án) các nhà máy nhiệt điện nối chung không còn sử dụng được nữa ( cạn kiệt nguồn nguyên liệu tại chỗ, không còn phù hợp vị trí cho nguồn nguyên liệu mới v.v...) và dự án kết thúc. Đối với nhà máy thủy điện sau thời gian trên sẽ vẫn còn là một nhà máy làm việc bình thường do luôn được duy tu, sửa chữa lớn và hiện đại hóa tổ máy. Các dòng sông vẫn tiếp tục cung cấp điều cho nhà máy hoạt động. Các công trình bê tông, đất đá có tuổi thọ kéo dài hơn nhiều so với thời hạn tính toán. Cũng vì đặc điểm này, cần phải chú ý nhiều hơn các dự án dài lâu của dự án thủy điện. Một vị trí có nhiều tiềm năng thủy điện mà xây dựng công trình với quy mô nhỏ ( do thiếu vốn đầu tư chẳng hạn) sẽ không còn có khả năng phát triển thêm sau này.2. Nhà máy thủy điện có chi phí vận hành thấp, vận hành đơn giản dễ dàng thực hiện tự động hóa

Nhiên liêu cần sử dụng ở các nhà máy nhiệt điện thường chiếm phần tỉ lệ lớn trong chi phí vận hành. Không có phần chi phí này làm cho NMTĐ có giá thành điện năng sản xuất (giá điện năng nội bô). So với nhà máy nhiệt điện , NMTĐ không có phần lò, gia công nguyên liệu, giảm nhiều được công sức vận hành. Lò hơi là bộ phận vận hành phúc tạp trong nhà máy điện, tua –bin hơi làm việc với áp suất hơi lớn, nhiệt độ cao, tốc đô quay nhanh, gây căng thẳng cho người phục vụ. Vận hành NMTĐ còn nhẹ nhàng hơn do điêu kiện môi trường tốt thực hiện tự động hóa được ở hầu hết các bộ phận... số người phục vụ ở NMTĐ thường ít hơn 8-10 lần so với NMNĐ. NMNĐ Bratxkaia 4500MW (Liên Xô cũ) chỉ biên chế 320 người, nhà máy Kratxno- iaxkaia 5000 MW cũng chỉ có 350 người phục vụ. Trong khi đó các nhà máy nhiệt điện cùng công suất (ở Nga) cần biên chế 8000 người. Nhà máy thủy điện Thác Bà theo biên chế lúc đầu chỉ có 72 người (kể cả 13 người làm công tác hành chính)3. NMTĐ có vốn đầu tư lớn thời gian xây dựng lâu

Trái lại với ưu điểm về chi phí vận hành thấp, NMTĐ lại có nhược điểm lớn đó là vốn đầu tư cao thời gian xây dựng kéo dài. Thường vốn đầu tư cao tập chung vào các công trình cột nước và điều tiết (xây dựng đập, hồ chứa, kênh, ống dẫn kín...). Những công trình thường đòi hỏi một khối lượng lớn bê tông , sắt thép. Việc san lấp mặt bằng, khơi sâu lòng hồ trước khi xây dựng đòi hỏi rất nhiều thơi gian công sức, chưa kể đến các công trình phải xây dựng liên quan trước đó như đường giao thông, di dân, xây dựng khu cho người lao động,... Suất vốn đầu tư cho NMTĐ (tính cho một đơn vị công suất đặt) thường gấp 5 – 10 lần của nhà máy

nhiệt điện (trừ những NMTĐ có địa hình xây dựng hết sức thuận lợi). Thời gian xây dựng từ 5-10 năm. Những NMTĐ lớn có thể phải xây dụng kéo dài hàng vài chục năm. NMTĐ Hòa Bình được khởi công xây dựng năm 1979, sau 9 năm mới đưa vào vận hành tổ máy đầu tiên năm (1988), và khánh thành với đầy đủ 8 tổ máy năm 1994.với kỹ thuật hiện đại NMTĐ Tam Hiệp của Trung Quốc (18200 MW) bắt đầu xây dựng năm 1994, dự kiến khánh thành năm 2009. NMTĐ Sơn La của Việt Nam được khởi công xây dựng ngày 02 tháng 12 năm 2005, dự kiến phát điện tổ máy đầu tiên vào năm 2012.vốn đầu tư lớn thời gian xây dựng lại lâu (chậm hoàn vốn) là một đặc điểm làm khó khăn phát triển thủy điện đối với các nước có vốn đầu tư hạn hẹp.4. Xây dựng NMTĐ có thể đem lại nhiều lợi ích tổng hợp của nguồn nước nhưng đồng thời cũng có thể có những ảnh hưởng bất lợi về sinh thái môi trường.Khi xây dựng nhà máy thuỷ điện thường lợi dụng tổng hợp các nhiệm vụ sau:

- Thuỷ lợi: Xây dựng các trạm thuỷ điện kiểu đập tạo nên những hồ chứa nước lớn giữ một khối lượng nước trong mùa nước lũ để tưới cho các vùng đồng bằng hay đồi núi rộng lớn vào mùa khô đảm bảo việc tăng vụ, tăng năng suất.

- Chống lũ: Xây dựng các nhà máy thuỷ điện kiểu đập tạo thành những hồ chứa lớn có khả năng trữ phần lớn lượng nước trong mùa lũ và hạn chế mức nước lũ phía hạ lưu, tránh được các hiểm hoạ do lũ lụt gây ra.

- Giao thông: Xây dựng các nhà máy thuỷ điện với những hồ chứa nước lớn tạo điều kiện cho thuyền bè đi lại dễ dàng. Ngoài ra, khi xây dựng đập qua sông thường kết hợp xây dựng đường sắt, đường bộ, cầu qua sông

- Phát triển chăn nuôi: Những hồ chứa nước lớn là những hồ nuôi cá rất tốt.Nhưng xây dựng hồ chứa lớn sẽ làm ngập một vùng rộng lớn làm ảnh hưởng mạnh đến sinh thái môi trường.5. Nguồn nước cung cấp cho các NMTĐ(từ các dòng chảy tự nhiên) thay đổi theo thời gian (phụ thuộc khí hậu, thời tiết)

Đây cũng là một đặc điểm khác biệt so với nhiệt điện, rất cần được quan tâm khi thiết kế vận hành NMTĐ. Lượng nước chảy về NMTĐ trong mùa khô thường nhỏ hơn rất nhiều so vớimùa mưa. Lượng nước tổng hằng năm chảy qua NMTĐ cũng không giống nhau ( có tính ngẫu nhiên). Tận dụng thể tích hồ chứa nhằm làm tăng khả năng điều tiết cho NMTĐ (tích nước mùa lũ để sử dụng trong mùa cạn) là một trong những mục tiêu cơ bản khi vạch các phương án thủy điện (nhưng đồng thời phải chú ý đến ảnh hưởng của môi trường). Mặt khác, do đặc điểm này trong quy hoạch phát triển nguồn điên cần phải tính đến giới hạn về lượng nước theo mùa của các NMTĐ. Trong HTĐ có tỷ lệ công suất thủy điện càng lớn thì dự phòng phải càng cao mới đảm bảo được an ninh năng lượng. Trong vận hành (khi công suất NMTĐ và dung tích hồ chứa đã xác định) việc lập ra các phương án điều tiết tối ưu dòng chảy (dài hạn và ngắn hạn) có ý nghĩa rất qua trọng trong việc nâng cao hiệu quả kinh tế cho NMTĐ nói riêng và toàn hệ thông nói chung.

Câu 4. Nếu các đại lượng trung bình và ý nghĩa ứng dụng.1.Lưu lượng nước trung bình.

Trong đó: Qi– trị số lưu lượng nước trung bình của ngày thứ iT – Thời gian trong năm tình bằng ngày (T= 365 ngày hoặc 366)2. Lượng nước trung bình năm.

Ở đây, 31,54.106 chính là thời gian của một năm tình bằng giây.Có thể hiểu W chính là tổng lượng nước của dòng chảy qua nhà máy thủy điện từ đầu năm đến cuối năm. Ở các NMTĐ người ta còn hay gọi W lượng nước về trong năm. Năm nước về nhiều thì NMTĐ được mùa, ngược lại thì lại là mất mùa thủy điện.3. Lượng nước trung bình nhiều năm:

Trong đó: n- số năm thống kê số liệu; Wi – lượng nước trung bình của năm thứ i.4. Lưu lượng nước trung bình nhiều năm.

Để có ý nghĩa tin cậy cho Q0 và W0, số năm tính toán n phải đủ lớn (n ≥ 30 năm).5. Hệ số lệch dòng:Hệ số lệch dòng của năm thứ i:

Dễ thấy: ki > 1 – năm thứ i là năm nước to; ki < 1 – năm thứ i là năm nước nhỏ; ki = 1 – năm thứ i là năm nước trung bình;Người ta cũng đánh giá giá trị lượng nước các năm theo tần suất xuất hiện trị số k. Năm có ki tương ứng với tần suất xuất hiện lớn hơn 95% là năm đặc biệt ít nước. Năm có ki tương ứng với tần suất nhỏ hơn 5% là năm lũ đặc biệt lớn.6. Độ ổn định dòng:Đặc trưng biến động của dòng chảy trên sông được đánh giá bằng độ ổn định dòng tính theo công thức sau:

Còn độ không đối xứng:

Khi dòng sông ổn định tuyệt đối (ki = 1) thì Cv = 0. Khi ki >1 hoặc ki < 1 đều làm cho Cv lớn

lên. Như vậy Cv luôn luôn dương và Cv càng lớn thì đặc trưng cho dòng sông càng kém ổn định (dòng chảy thay đổi tù năm này qua năm khác). Các dòng sông thông thường có Cv = (0,2 ÷ 0,25), còn Cs ≈ 2Cv.

Câu 6. Định nghĩa và nguyên lý làm việc của tuabin nước trong NMTĐ.1) Định nghĩa:Tuabin nước là một loại máy thủy lực, biến năng lượng của dòng nước thành cơ năng trên trục quay của tuabin để quay máy phát điện hay máy công cụ khác. (Tuabin là thiết bị dùng để biến đổi thế năng của cột nước thành cơ năng để quay máy phát điện.)2) Nguyên lý làm việc

Tuabin nước lắp đặt tại nhà máy thủy điện để chuyển hóa năng lượng dòng nước thành cơ năng trên trục quay của tuabin và chuyển hóa thành điện năng thông qua máy phát điện, khi nước từ thượng lưu theo đường dẫn tới tuabin, rồi chảy ra hạ lưu.Theo định luật Becnuli, năng lượng của một đơn vị chất lỏng tại một tiết diện nào đó được xác định theo phương trình:

Từ phương trình trên ta thấy, năng lượng của một đơn vị chất lỏng bao gồm hai phần:

Tùy thuộc vào dạng năng lượng nào tác động vào taubin là chủ yếu mà chia tác động của dòng nước thành hai phần:- Tác động phản kích, do thế năng tác động là chủ yếu; - Tác động xung kích, do động năng tác động là của yếu;Năng lượng E do dòng chảy trao cho tuabin xác định bằng hiệu năng lượng đơn vị của dòng nước chảy trước khi vào tuabin và sau khi ra khỏi tuabin

Hiệu số

càng lớn, thì phần năng lượng phản kích tác động lên tuabin càng nhiều và ngược lại.Nếu tuabin chỉ chuyển hóa thế năng tức

tuabin đó gọi là tuabin phả kích hoàn toàn. Ngược lại thì gọi là tuabin xung kích hoàn toàn.

Câu 7. Phân loại tuabin nước.Vì điều kiện thiên nhiên (địa hình, địa chất và thuỷ văn) của nhà máy thuỷ điện rất khác nhau nên cột nước, lưu lượng nước cũng rất khác nhau. Vì vậy tuabin cũng có nhiều kiểu, nhiều cỡ khác nhau.Tuỳ theo kiểu tác động của dòng nước vào BXCT mà chia tuabin thành hai loại chính: tuabin phản kích và tuabin xung kích. Mỗi loại tuabin lại được chia làm nhiều hệ khác nhau.1) Tuabin phản kíchLà tuabin sử dụng thế năng và động năng của dòng nước, tuabin đặt ngập trong nước. Khi nước qua tuabin, cánh cửa làm đổi hướng dòng chảy, vì vậy dòng nước tạo thành phản lực tác động lên tuabin và làm quay taubin.a. Tuabin chong chóng (còn gọi tuabin propeller): dùng cho nhà máy có cột nước thấp (2÷70m). Tuabin chong chóng có kết cấu đơn giản tuy nhiên kết cấu thay đổi theo cột nướcvà công suất. - Bánh xe công tác (BXCT) của tuabin gồm: bầu và các cánh gắn cố định trên bầu, số lượng cánh của BXCT thường khoảng (46). Mặt cong, hình dáng của cánh từ trong ra ngoài, do đó khi nước chảy trên mặt cong của cánh, do nước phải đổi hướng lên tạo ra một áp lực tác dụng lên bề mặt của BXCT, gây lên mômen quay làm quay tuabin.- Buồng BXCT có dạng hình trụ là chỗ lắp đặt BXCT, khe hở giữa buồng BXCT và BXCT khoảng (0,5÷1).10-3D. Trong đó D là đường kính của BXCT.- Buồng taubin là bộ phận dẫn nước vào BXCTỐng hút là bộ phận dẫn nước từ BXCT tớ hạ lưu. Nhờ có ống hút mà phần cột nước từ BXCT đến hạ lưu được sử dụng và phần lớn động năng còn lại sau khi ra khỏi BXCT được phục hồi làm cho hiệu suất của tuabin tăng cao.- Stator tuabin có nhiệm vụ truyền tải trọng nằm phía trên nó xuống móng của nhà máy thủy điện. những nhà máy thủy điện có công suất lớn thường dùng stator kiểu trụ gổm hai vành bằng kim loại, giữa hai vành là các cột stator (ngoài ra còn stator kiểu hướng tâm và kiều chóp)- Bộ phận hướng dòng (BPHD) nằm trong stator thường dùng kiểu trụ có nhiệm vụ:+ Thay đổi công suất của tuabin bằng cách thay đổi lưu lượng nước qua tuabin, các cánh hướng dòng có thể quay được quanh trục cánh có ổ trục tại vành trên và vành dưới và được gắn vào vành điều chỉnh qua hệ thống điều chỉnh. Khi các cánh hướng dòng quay, khe hở giữa các cánh thay đổi làm cho lưu lượng nước thay đổi. Vì vậy công suất của tuabin thay đổi.+ Thay đổi trị số hướng của vận tốc dòng chảy trong không gian giữa BPHD và BXCT để tạo điều kiện cho dòng chảy đi vào BXCT nhằm nâng cao hiệu suất của tuabin.b. Tuabin cánh quay (tuabin hướng trục, tuabin Kaplan) dùng cho nhà máy có công suất vừa và nhỏ, cột nước thấp và trung bình (2÷90m).Nói chung các bộ phận giống tuabin chong chóng chỉ khác là kết cấu của cánh phức tạp hơn.

Bên trong bầu BXCT có găn pittông, trục quay và ổ đỡ trên cánh có thể quay được, vì vậy khi cột nước làm việc và lưu lượng của tuabi thay đổi ta có thể thay đổi góc đặt cánh tuabin để quá trình chuyển hóa năng lượng đạt kết quả cao nhấtc. Tuabin tâm trục (còn gọi là tuabin Francis) thường gặp ở các nhà máy có cột nước trung bình và tương đối cao. H= 40÷700m với tuabin lớn, H= 2÷200m với tuabin nhỏ.Là dạng tuabin phản kích được sử dụng rộng rãi nhất hiện nay. Chuyển động của nước trong BXCT lúc đầu theo hướng xuyên tâm. Khi đi qua rãnh gữa các BXCT dòng nước chuyển dần theo hướng dọc trục, do đó gọi là tuabin tâm trục.d. Tuabin chéo trục là loại tuabin xuất hiện trong thời gian gần đây, đặc điểm của nó là bánh xe công tác nghiêng với trục một góc 400÷600 . Phạm vi cột nước H = 40 ÷ 200 m .Các bộ phận còn lại nói chung giống tuabin chong chóng.2) Tuabin xung kíchChỉ sử dụng động năng của dòng nước, các bộ phận dẫn dòng của tuabin biến toàn bộ năng lượng của dòng nước thành động năng, tác động lên tuabin và truyền động năng cho tuabin, làm quay tuabin.Tuabin xung kích có nguyên lý làm việc khác với tuabin phản kích gồm các bộ phận sau: + Vòi phun, bộ phận điều chỉnh lưu lượng; + BXCT; + Vỏ tuabina. Tuabin gáo (còn gọi là tuabin Pelton) thường dùng ở các nhà máy có cột nước cao H= 300÷2.000m ở nhà máy lớn và H= 40÷250m ở NM thuỷ điện nhỏ. Tuabin gáo có thể đặt đứng hoặc ngang- Vòi phun có nhiệm vụ biến toàn bộ năng lượng nước thành động năng trước khi đưa vào BXCT. Để điều chỉnh lưu lượng nước, tuabin gáo có van kim. Khi đường ống dài nếu đóng van kim đột ngột thì áp lực nước va lớn do đó trong tuabin gáo chế tạo thêm bộ phận ngắt dòng. Khi sự cố van kim không đóng đột ngột nhưng cơ cấu ngắt dòng không co tia nước bắn vào tuabin nên tuabin vẫn dừng lại nhanh chóng.- BXCT gáo gồm một đĩa, trên đĩa gắn các thanh dạng gáo, thường có (1460) cánh tùy theo cột nước.Tia nước bắn vào gáo tạo xung lực làm quay BXCT. Tia nước khi vào gáo nhờ dao đặt tại giữa gáo, nước lướt trên gáo và rơi xuống buồng thoát, cột nước lợi dụng của tuabin gáo tính từ mực nước thượng lưu đến điểm tia nước bắn vào gáo.- Vỏ tuabin có nhiệm vụ không cho nước bắn ra ngoài gian máy.b. Tuabin xung kích 2 lần (còn gọi là tuabin Banki) thường gặp ở các thuỷ điện nhỏ H= 6÷150m. Tuabin gồm vòi phun, BXCT, trục…- Vòi phun có tiết diện hình chữ nhật, lưu lượng nước điều chỉnh bằng van phẳng- BXCT gồm hai đĩa và các cánh công ngắn vào giữa hai đĩa, số cánh khoảng (1248). Trục tuabin xuyên qua tâm của hai đĩa nên ở giữa BXCT có khoảng rỗng, khi nước bắn vào BXCT lần 1 sẽ rơi vào khoảng rỗng của BXCT rồi lại tác động lên cánh của BXCT lần 2 nằm ở phía dưới rồi thoát ra ngoài. Lần 1 dòng nước truyền khoảng 83%, lần hai trao đổi tiếp 17,3% năng lượng còn lạiNgoài ra còn có một số hệ tuabin phản kích khác như: Tuabin nghiêng (còn gọi là tuabin Turgo) chỉ gặp ở các nhà máy công suất nhỏ với H= 30÷400m. Tuabin dòng chảy thẳng và nửa thẳng (tuabin Capxun), thường gặp ở nhà máy thuỷ điện thuỷ triều, hay tuabin - bơm ở nhà máy thuỷ điện tích năng.

Câu 9. Nêu các thông số và đại lượng chính của tuabin nước.Các thông số chính của tuabin nước là: cột nước làm việc, lưu lượng qua tuabin, công suất và hiệu suất cảu tuabin.1) Cột nước làm việc của tuabin (H)Độ chênh lệch mực nước giữa thượng lưu và hạ lưu gọi là cột nước tĩnh của nhà máy thủy điện, ký hiệu: HT HT= ZTL-ZHL

Cột nước làm việc của tuabin (H) là hiệu năng lượng đơn vị (năng lượng của một đơn vị trọng lượng nước) của dòng nước đi qua tuabin tại mặt cắt vào E1 và tại mặt cắt E2 của tuabin

Vậy cột nước làm việc của tuabin

Trong tính toán thiết kế có thể lấy p0=p1=p2 nên ta có:

Trong đó: - p0, p1, p2 là áp suất tại cửa nhận nước, cửa vào tuabin, cửa xả. - α0, α1, α2 là hệ số hiệu chỉnh có kể đến sự phân bố không đều của vận tốc dòng chảy trên diện tích mặt cắt tương ứng; - Δh2 là chênh lệch áp suất giữa mặt cắt ra của tuabin với hạ lưu. - HT là cột nước tĩnh của nhà máy thủy điện. - v0, v1, v2 là tốc độ của dòng nước tại cửa nhận nước, cửa vào tuabin, cửa xả. - γ = ρ.g là trọng lượng riêng cửa 1m3 nước+ ρ là khối lượng riêng của 1m3nước, ρ = 100 [kg/m3]+ g là gia tốc trọng trường, g= 9,81 [m/s2]

Trong tính toán sơ bộ khi thiết kế có thể coi α1 ≈ α2, v1≈ v2,Δh2≈ 0. Nên gần đúng ta có:H=HT - htt

2) Lưu lượng tuabin (Q)Lưu lượng Tuabin là lưu lượng dòng chảy đi qua tuabin, ký hiệu là: Q [m3/s]3) Hiệu suất của tuabin, ηTB

Trong đó: - NTB là công suất trên trục tuabin

- Ndc là công suất của dòng chảy (nước) [kW]. Được xác định theo biểu thức sau:

Do đó:

4) Công suất của tuabin NTB

5) Đại lượng quy dẫnTuabin nước có thể có thông số rất khác nhau theo công suất, chủng loại ….Để đặc trưng cho mỗi loại taubin cần phải có đại lượng đặc trưng, quy về một điều kiện tiêu chuẩn nào đó. Quy chuẩn tốc độ quay (n) của tuabin về điều kiện D1=1m (đường kính của BXCT), H1= 1m gọi là tốc độ quay quy dẫn, ký hiệu là (n’1). Qui chuẩn lưu lượng của taubin về điều kiện D1 =1m, H1 =1m gọi là lưu lượng quy dẫn, ký hiệu (Q’1 )Quan hệ giữa tốc độ quay và tốc độ quay quy dẫn như sau:

Quan hệ giữa lưu lượng và lưu lượng quy dẫn như sau:

6) Hệ số tỷ tốc (ns)Để đặc trưng cho đồng thời ba thông số chính của tuabin là: n, H, NTB, dùng một đại lượng gọi là hệ số tỷ tốc. Hệ số tỷ tốc là tốc độ quay của tuabin khi làm việc ở cột nước H1 =1m, phát ra công suất NTB=1kW.

Trong đó: - n là tốc độ quay của tuabin, [vg/ph]; - NTB là công suất của tuabin [kW]; - H là chiều cột nước [m]

Câu 11. Nêu thành phần nhiên liệu và đặc tính kỹ thuật của nhiên liệu.

1.Thành phần nhiên liệu.Nhiên liệu dùng cho ngành năng lượng phần lớn là than đá, than bùn, phiến thạch, mazut, than gơ, khí thiên nhiên, khí lò cao, khí cốc... Trong những năm gần đây nhiên liệu khí và mazut được dùng nhiều trong nhà máy nhiệt điện tăng lên rõ rệt vì giá thành của các loại nhiên liệu này rẻ hơn so với lượng than tương đương. Giá trị của nhiên liệu được đánh giá bằng lượng nhiệt tỏa ra khi cháy hết, nghĩa là thành phâng hóa học của nhiên liệu bị oxy hóa.Nhiên liệu rắn và lỏng gồm những chất hóa học sau:C, H, S, O, N độ tro (A) và độ ẩm (W). Trong khối lượng làm việc thì thành phần hóa học của nhiên liệu được xác định theo phần trăm trọng lượng: Clv + Hlv + Slv + Nlv + Alv + Wlv = 100%Trong đó cacbon (C) là thành phần chủ yếu trong tất cả các nguyên liệu có thể đạt đến 95% Cacbon cháy mãnh liệt khi cháy hết tỏa ra 1 lượng nhiệt khoảng 33520[kj/kg](8000[kcal/kg])Hidro có khoảng ≤ 10%, nhiệt lượng của H khi cháy tỏa ra lón hơn Cabon 4 lần. Nhưng vì H có ít nên C vẫn là thành phần chủ yếu trong nhiên liệu.S có trong nhiên liệu làm xấu tính chất làm việc của nhiên liệu vì khi cháy lượng nhiệt của S tỏa ra chỉ bằng 1/3 lượng nhiệt của C. Nhưng khi cháy tạo SO3gây ăn mòn các bộ phận của lò hơi và khi SO2 gây độc cho không khid xung quanh.Oxy và nito là những thành phần vô ích trong nhiên liệu, chúng làm giảm nhiệt lượng của nhiên liệu.Đối với nhiên liệu khí thì không đặc trưng bởi những thành phần nguyên tố hóa học mà bàng hàm lượng các chất cacbua hidro (CH4, C2H6, C3H8 ...) tính theo % thể tích.2. Đặc tính kỹ thuật của nhiên liệua. Nhiệt trịHiệu quả kỹ thuật nhiệt của nhiên liệu được xác định bằng nhiệt trị của nó. Nhiệt trị là lượng nhiệt của 1kg nhiên liệu hoặc 1m3tiêu chuẩn khi cháy hết.Nhiệt trị của nhiên liệu được đánh giá bằng nhiệt trị làm việc cao và nhiệt trị làm việc thấp được ký hiệu là Qlv

cao và Qlvthấp. Nhiệt trị cao là nhiệt trị có kể đến cả lượng nhiệt ngưng

tụ của hơi nước trong sản phẩm cháy. Trong thực tế thường lấy nhiệt trị thấp còn nhiệt trị cao thường xác định trong phòng thí nghiệm.Khi so sánh hai mẫu nhiên liệu khác nhau người ta thường dùng khái niêm nhiên liệu tiêu chuẩn có nhiệt trị là: QTC = 29320 [kJ/kg].b. Chất bốc và cốcChất bốc là một đặc tính quan trọng của tự nhiên. Nó là 1 sản phẩm ở thể khí do các liên kết hữu cơ của nhiên liệu bị phân tích dưới tác dụng của nhiệt độ cao. Chất bốc sinh ra trước khi có quá trình cháy, trong khi cháy chất bốc sinh ra một lượng nhiệt. Sau khi sinh chất bốc thì phần rắn cháy được còn lại của nhiên liệu gọi là cốc. Đối với các loại nhiên liệu khác nhau chất bốc có thể ở dạng bọt hoặc kết dính.c. TroTro là phần rắn không cháy còn lại sau khi cháy, thành phần của nó gồm 1 số hỗn hợp và khoáng chất như đất sét, oxit sắt, cát ...Trong khi cháy dưới tác dụng của nhiệt độ cao một phần tạp chất thay đổi cấu trúc, một số bị phân hủy còn một số bị oxy hóa nhưng chủ yếu biến thành tro của nhiên liệu. Nếu nhiên liệu có hàm lượng tro lớn thì gây mòn các ống của bề mặt đốt, nếu tốc độ thấp thì đọng lại trên bề mặt của các bộ trao đổi nhiệt làm khó khăn cho quá trình trao đổi nhiệt, ở nhiệt độ cao tro có thể bị nóng chảy bọc lấy cốc làm khó khăn cho sự cháy.d. Độ ẩmĐộ ẩm được chia làm hai loại:- ẩm trong: có sẵn trong quá trình hình thành nhiên liệu thường ở dạng tinh thể ngậm nước và chỉ tách ra khi nhiệt độ đốt nóng khoảng 800 [0C].- ẩm ngoài: có trong quá trình khai thác, vận chuyển bảo quả chiếm tỷ lệ lớn trong tổng độ ẩm của nhiên liệu.Sự có mặt của độ ẩm làm giảm bớt các thành phần cháy trong nhiên liệu và làm giảm nhiệt trị thấp vì phải tốn 1 phần nhiệt lượng để bốc hơi ẩm.

Câu 12. Phân loại nhà máy nhiệt điện. 1) Theo loại nhiên liệu sử dụng- nhà máy điện đốt nhiên liệu rắn - nhà máy điện đốt nhiên liệu lỏng - nhà máy điện đốt nhiên liệu khí - nhà máy điện đốt nhiên liệu hai hoặc 3 loại trên.2) Theo loại tuabin quay máy phát- nhà máy điện tuabin hơi - nhà máy điện tuabin khí - nhà máy điện tuabin khí – hơi3) Theo dạng năng lượng cấp đi- nhà máy điện ngưng hơi: chỉ cung cấp điện. - trung tâm nhiệt điên: cung cấp điên và nhiệt.4) Theo kết cấu công nghệ- nhà máy điện khối - nhà máy điện không khối5) Theo tính chất mang tải- nhà máy điện phụ tải gốc, có số giờ sử dụng công suất đặt hơn 5000h; - nhà máy điện phụ tải giữa, có số giờ sử dụng công suất đặt (3000÷4000)h; - nhà máy phụ tải đỉnh, có số giờ sử dụng công suất đặt ít hơn 1500h

Câu 13. Nêu ưu nhược điểm của nhà máy nhiệt điện.*) Ưu điểm: - Có khả năng xây dựng tại bất kỳ khu vực nào (thường được chọn bố trí gần các khu vực có phụ tải lớn như khu công nghiệp, thành phố, khu dân cư tập trung đông). Có thể xây dựng gần khu công nghiệp và nguồn cung cấp nhiên liệu à giảm được chi phí xây dựng đường dây tải điện & chuyên chở nhiên liệu- Thời gian xd ngắn (3-4 năm), vốn đầu tư thấp hơn so với NMTĐ- Vì không phụ thuộc vào thiên nhiên :địa hình, địa chất, chế độ dòng chảy, mưa - nắng nên công suất ổn định hơn NMTĐ- Có thể sử dụng được các nhiên liệu rẻ tiền như than cám, than bùn ở các khu khai thác than, dầu nặng của các nhà máy lọc dầu, trấu của các nhà máy xay lúa……- Không bị giới hạn về công suất lắp đặt. Các cụm nhiệt điện có thể được xây dựng với công suất rất lớn (hơn 1000MW) cái này rất hiếm đối với thủy điện- Diện tích chiếm đất của nhà máy ít hơn nhiều so với thủy điện cùng công suất do đó ít ảnh hưởng đến môi trường sinh thái, đền bù giải tỏa.*) Khuyết điểm:- Cần nhiên liệu trong quá trình sản xuất nên giá thành cao. Đốt cháy nguyên liệu trong quá trình sản xuất (dầu, than, khí từ mỏ dầu...) do đó phụ thuộc vào nguồn cung các nguyện liệu này.. Trong tình hình nguồn nguyên liệu ngày càng cạn kiệt, giá thành cao sẽ ảnh hưởng lớn đến hoạt động của nhà máy (than đá, dầu mỏ sắp hết trong khoảng vài chục năm nữa). Nguyên liệu bị đốt cháy sẽ mất đi không thể tái sinh như nước của thủy điện.- Khói làm ô nhiễm môi trường, Khí thải làm ô nhiễm môi trường, tăng hiệu ứng nhà kính- Cần nhiều người vận hành và thường xuyên phải bảo dưỡng hơn so với NMTĐ- Khởi động chậm từ 6÷8h mới đạt được công suất tối đa, điều chỉnh công suất khó, khi giảm đột ngột công suất phải thải hơi nước ra ngoài vừa mất năng lượng vừa mất nước

Câu 14. Trình bày sơ đồ nguyên lý và chu trình Rankin của nhà máy nhiệt điện ngưng hơi.Sơ đồ nhiệt nguyên lý đơn giản của NMNĐ ngưng hơi

LH: Lò hơi 4 QN: Bộ quá nhiệt 5TB: TuabinMF: Máy phátBN: Bình ngưng tụBn: Bơm nước ngưngBC: Bơm cấp

LH: là thiết bị sinh hơi biến nước thành hơi bão hòa khô ở áp suất P0= const, thực hiện quá trình cháy nhiên liệu. QN: sau khi hơi bão hào khô ra khỏi lò hơi tiếp tục nhân nhiệt ở bộ QN trở thành hơi quá nhiệt có nhiệt độ t0 ở áp suất p0. TB – MF: hơi nước quá nhiệt đi vào tuabin TB qua đường ống dẫn. Ban đầu hơi nước dãn nở trong ống tăng tốc (cánh tĩnh của tuabin) để tăng động năng sau đó đập vào cánh động làm TB quay và sinh công chạy MF . BN: hơi nước ra khỏi tuabin là hơi bão hòa ẩm có áp suất pk < p0 đi vào bình ngưng BN. Trong BN hơi ngưng tụ thành nước sôi và nhả nhiệt q2 cho nước (nước làm mát bình ngưng) ở áp suất pk=const. Bn: nước ngưng tụ từ BN được bơm nước ngưng trở về LH và được bơm nước cấp Bc nén ở áp suất p0

Chu trình RankinHình bên là đồ thị i-s và T-S của chu trình Rankin của NMNH1-2: là quá trình giãn nở đoạn nhiệt sinh công (thuận nghịch) của hơi trong tuabin, áp suất giảm từ p1 tới p2

2-2’: Quá trình ngưng hơi (hoàn toàn) trong bình ngưng. Hơi nước nhả nhiệt ΔQ2 cho nước làm mát ở áp suất không đổi (p2=const). 2’-3: Quá trình nén đoạn nhiệt của nước ngưng hơi trong Bc áp suất tăng từ p2 tới p1

3-4-5: Quá trình cấp nhiệt cho nước để biến nước thành hơi bão hòa. 5-1: Quá trình biến hơi bão hòa khô thành hơi quá nhiệt ở áp suất p1=const.

Câu 16. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của tuabin hơi.Tuabin hơi nước: Tuabin hơi nước hay còn gọi là động cơ hơi nước, trong đó thế năng của hơi ban đầu sẽ chuyển hóa thành động năng, sau đó chuyển thành cơ năng làm quay bánh công tác.*Cấu tạo- Bộ ống nạp: Bộ ống nạp gồm có ống, van nạp, mối hàn lắp, ống dạng nón, và ống khuỷu, v.v. Đó là phần đầu tiên của tua bin. Van nạp ngắt dòng chảy khi tua bin xảy ra các sự cố khẩn cấp hoặc ngừng đại tu. Ống nạp có bộ phận hàn, với áp suất chịu đựng và hiệu suất thuỷ lực thuận lợi.-Bộ phận chính: Cánh dẫn hướng, làm bằng thép không rỉ, là một kết cấu có hai trụ đỡ. Nắp cột áp và vòng đai, đáy có vỏ bằng thép. Bộ phân phối có cấu trúc lá trượt đơn giản, để tiện lắp đặt và đại tu. Có các chốt trượt bảo vệ giữa thanh chắn dòng và thanh chắn dòng tự động- Bộ phận quay. Rôto được lắp đặt trên phần mở rộng của trục bộ phận điều chỉnh với chêm, và côn rôto. Vỏ rôto làm bằng thép không gỉ, chống xâm thực tốt và có đặc tính mài mòn.- Bộ ống hút: Bộ ống hút gồm có một thiết bị nạp khí, một ống khuỷu, và một ống hình nón. Thiết bị nạp khí được lắp giữa vòng đai đáy và ống khuỷu. Để giảm độ rung thuỷ lực và ảnh hưởng đến khí xâm thực, cần phải có thiết bị nạp khí và khí bổ sung tự nhiên ở ngoài vùng định danh của thiết bị.*Nguyên lý làm việc của tuabin hơi

Tuabin hơi được gọi là động cơ nhiệt trong đó nhiệt lượng của hơi (thế năng áp suất) được biến thành động năng của dòng hơi khi dãn nở tác dụng lên bánh xe công tác của tuabin làm cho tuabin quay và đồng thời mất một phần năng lượng của mình.

Để biến thế năng của dòng hơi thành động năng người ta cho hơi đi qua một cái rãnh có dạng song song, cố định có hình dạng đặc biệt gọi là những ống phun sẽ có tốc độ lớn sau đó hướng vào các cánh quạt công tác (cánh động) bố trí trên vành bánh xe (đĩa hay bánh động) bánh xe được lắp chặt trên trục tuabin. Khi dòng hơi đổi hướng theo rãnh cong của bánh động sinh ra lực ly tâm làm quay bánh xe dẫn đến quay trục tuabin.

Ống phun thì biến thế năng của dòng hơi còn cánh động thì biến động năng của dòng hơi thành cơ năng làm quay tuabin

Nếu sự biến đổi thế năng của dòng hơi thành động năng chỉ xảy ra ở những rãnh ống phun thì tuabin như vậy được gọi là tuabin xung lực và tầng tuabin như thế gọi là tâng xung lực. Nếu sự biến đổi thế năng thành động năng xảy ra cả trong các rãnh ống phun và trong rãnh cánh động thì tuabin đó được gọi là tuabin phản lực và tầng tương ứng gọi là tầng phản lực.

Dòng hơi trong các tầng tuabin đi từ ống phun sang cánh động thường chuyển động dọc theo trục tuabin thì loại tuabin này được gọi là tuabin dọc trục, con dong hơi chuyển động vuông góc với trục tuabin thì gọi là tuabin hướng trục.

Câu 19 Hiện tượng khí thực trong tuabin? Những biện pháp phòng chống.* Hiện tượng khí thực trong tuabin

Khí thực là một hiện tượng vật lý phức tạp trong dòng chảy khi qua turbine. Khí thực phá hoại bề mặt các cánh BXCT và các bộ phận qua nước khác của TB. Khi xảy ra khí thực sẽ có tiếng động, các bộ phân TB sẽ bị rung động mạnh, hiệu suất, khả năng thoát nước và công suất của TB sẽ bị giảm đột ngột.

Một trong những nguyên nhân chính để xuất hiện khí thực là mạch động mạnh của áp động lực ở những vị trí dòng chảy tại những vùng có chân không xuất hiện. Nếu trong một khu vực nào đó của dòng chảy, áp lực lực giảm xuống đến áp lực hóa hơi(phh) thì tại đó nước sẽ bốc hơi và hình thành các bọt khí, trong đó chứa đầy không khí và hơi nước. Các bọt đó bị cuốn vào vùng có áp lực cao hơn áp lực hóa hơi, ở đó hơi nước bị ngưng tụ đột ngột với thể tích bé hơn rất nhiều lần so với thể tích của bọt khí. Vì vậy các phần tử nước ở xung quanh lập tức tràn vào lấp chỗ trống với vận tốc cực lớn. Tại trung tâm của các bọt khí, các phần tử đó gặp nhau và đột ngột dừng lại, làm áp lực đột biến tăng lên đến hàng trăm, hàng nghìn át mốt phe. Sau đó, vì va chạm mạnh ở trung tâm các bọt khí, các phần tử đó lại bắn trở ra làm cho áp lực ở trung tâm bọt khí cũ lại giảm xuống. Như vậy, áp lực tại điểm đó lại bị giao động theo thời gian và bị cộng hưởng và khi đó áp lực có thể đạt đến một trị số rất lớn: 1500 át mốt phe. Nếu các bọt khí xuất hiện gần bề mặt kim loại và bê tông tiếp xúc với dòng nước thì sẽ làm phá hoại các bề mặt đó như bị các viên đạn sắc nhọn bắn vào. Nếu các bọt khí không bị phá vỡ ở các bề mặt của phần dẫn dòng thì do có chấn động mạnh, và nước sẽ chuyển các chấn động đó đến các bề mặt của phần dẫn dòng cũng sẽ bị phá họai. Ngoài ra khi có khí thực còn thấy xuất hiện hiện tượng điện phân do chênh lệch nhiệt độ và các phản ứng hóa học làm cho kim loại nhanh chóng bị oxy hóa,bởi ôxy có rất nhiều

Trong turbine phản kích tại mép ra và bên dưới mặt cánhTB, tại buồng BXCT của TB cánh quay, vành BXCT turbine tâm trục là nơi có vận tốc lớn và áp lực bé nên thường xảy ra khí thực và bị khí thực phá hoại. Ở TB xung kích gáo, khí thực thường xảy ra ở vòi phun, nơi có vận tốc lớn và áp lực bé.* Biện pháp phòng chống khí thực

Khí thực xuất hiện cùng với việc tăng vận tốc của dòng chảy, đầu tiên chỉ chiếm một vùng nhỏ, sau đó phát triễn thành vùng lớn hơn. Trong turbine không cho phép khí thực phát triên nhanh, bởi lẽ khi đó hiệu suất turbine giảm nhanh chóng, tổ máy bị rung động mạnh có thể bị cộng hưởng làm phá hoại, các chi tiết của tuabin ở vùng xảy ra khí thực sẽ bọ phá hoại. Cho nên từ khâu thiết kế đến việc lựa chọn turbine, bố trí lắp đặt và cuối cùng là vận hành turbine cần xem xét kỹ vấn đề này:

- Trong việc thiết kế turbine: Các chi tiết làm việc ở vùng dễ xảy ra khí thực nên làm bằng kim loại có tính chống khí thực cao. Ví dụ thép không

rỉ có hàm lượng crom chiếm từ 12÷14%. Ngoài ra, bề mặt các chi tiết đó cần chế tạo nhẵn để hạn chế bớt sự xuất hiện của khí thực. Mặt khác, để tăng đặc tính tốt về chống khí thực thì phải tăng số lượng cánh quay tăng tỷ số giữa bề dài và bước cánh, nghĩa là tăng diện tích mặt cánh.

- Về mặt thiết kế công trình : Chọn loại BXCT cũng như chọn chiều cao hút nước Hs phải đảm bảo trong mọi chế độ làm việc tuabin vận hành không xảy ra khí thực trong mọi chế độ làm việc. Tuy nhiên trong thực tế yêu cầu tuabin làm việc hoàn toàn không có khí thực thường không kinh tế vì phải đặt tuabin sâu nên làm tăng khối lượng phần dưới nước của nhà máy. Vì vậy nhà máy chế tạo tuabin thường cho thêm một chiều dày kim loại dự trữ cho những bộ phận dẫn dòng của tuabin có thể bị phá hoại do khí thực gây ra. Những bộ phận có thể thay thế bằng cách hàn tại chỗ mà không tháo tuabin để sửa chữa thì mới cho phép bị phá hoại do khí thực

- Về mặt vận hành: nếu phát hiện khí thực như giảm hiệu suất đột ngột, tổ máy bị rung động mạnh thì cần tìm biện pháp khắc phục. Một trong những biện pháp có hiệu quả là mở van phá chân không để đưa không khí có áp lực bằng hoặc cao hơn áp lực không khí bên ngoài vào vùng ngay dưới BXCT càng gần trục tuabin càng tốt. Một biện pháp khắc phục khác là làm tăng tổn thất thủy lực ống xả. Biện pháp này tuy có làm giảm hiệu suất turbine tuy vậy nhưng lại tăng an toàn của turbine.

Tóm lại để khắc phục hiện tượng khí thực phải có sự phối hợp tất cả các biện pháp trong chế tạo turbine, trong thiết kế lựa chọn và trong vận hành turbine.