Ứng dụng giải pháp làm mát nhanh tuabin hơi phục vụ bảo dưỡng sửa chữa

Trong các đợt dừng máy sửa chữa đối với nhà máy điện than có công suất 600 MW, trong điều kiện làm mát tự nhiên, thời gian giảm nhiệt độ cho kim loại tầng cánh đầu của tuabin cao áp sau khi ngừng máy từ 440^OC xuống 150^OC thông thường mất khoảng 10 ngày mới đủ điều kiện nhiệt độ dừng hệ thống trở trục tuabin, cho phép tiến hành mở máy sửa chữa.

Bằng cách kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm hợp lý, các kỹ sư của Công ty dịch vụ sửa chữa các nhà máy điện EVNGENCO 3 (EPS) đã nghiên cứu và ứng dụng thành công giải pháp làm mát nhanh tuabin tại Nhà máy nhiệt điện Vĩnh Tân 2. Với giải pháp này, thời gian làm mát được rút ngắn từ 10 ngày xuống còn 5 ngày. Ngoài ra hệ thống làm mát nhanh góp phần làm giảm nhiệt độ vỏ tuabin cao trung áp xuống 60^OC an toàn và nhanh chóng, đủ điều kiện an toàn thực hiện công tác tháo tuabin.

Sơ đồ nguyên lý hệ thống làm mát nhanh tuabin nhà máy điện than

Hệ thống làm mát nhanh tuabin được thiết kế để không làm giảm nhiệt độ cưỡng bức cho tuabin quá nhanh, không gây ra biến dạng và hư hại kết cấu. Quá trình làm mát tuabin được thực hiện qua 4 bước. Đầu tiên, lấy đường gió dịch vụ của nhà máy điện đưa vào hệ thống gia nhiệt khí nén. Bước 2, hệ thống gia nhiệt khí nén tính toán nhiệt độ gia nhiệt phù hợp. Bước 3, sau khi tính toán nhiệt độ gia nhiệt phù hợp, khí gia nhiệt đưa trực tiếp vào tuabin cao, trung áp để làm mát. Và bước sau cùng, hệ thống gia nhiệt khí lấy tín hiệu nhiệt độ tuabin đưa về máy gia nhiệt để phân tích và tính toán giảm dần nhiệt độ gia nhiệt và đưa vào tuabin cho đến khi đạt nhiệt độ cho phép mở máy.

Cụ thể mô tả giải pháp đã và đang thực hiện tại Nhà máy nhiệt điện Vĩnh Tân 2, khí nén lấy từ nguồn khí nén hiện có của nhà máy điện và đưa vào tuabin cao, trung áp khi nhiệt độ kim loại tầng cánh đầu của tuabin cao áp giảm xuống dưới 350^OC, nhiệt độ khí nén được điều chỉnh qua bộ gia nhiệt để phù hợp với mức giảm nhiệt độ của kim loại tầng cánh đầu của tuabin cao áp.

Đối với tuabin cao áp, khí nén sau khi gia nhiệt được đưa vào tuabin cao áp thông qua các đường ống xả đọng của các cụm van hơi chính. Khí nén này sẽ đi vào các tầng cánh tuabin, qua tầng cánh cuối để làm mát cho rotor và vỏ trong tuabin cao áp, sau đó theo đường hơi thoát về bình ngưng. Còn với tuabin trung áp, khí nén sau khi gia nhiệt được đưa vào tuabin trung áp thông qua các đường ống xả đọng của cụm van hơi tái sấy. Khí nén này sẽ đi vào các tầng cánh tuabin, qua tầng cánh cuối để làm mát cho rotor và vỏ trong tuabin trung áp, sau đó khí nén đi qua tuabin hạ áp và thoát về bình ngưng.

Trong quá trình vận hành hệ thống làm mát nhanh, các thông số độ di trục, độ lệch tâm, độ chênh giãn nở vỏ tuabin, chênh lệch nhiệt độ vỏ trên và dưới tuabin được ghi lại 30 phút/lần. Nếu các thông số này bị vi phạm thì quá trình làm mát nhanh phải dừng lại và chỉ được vận hành trở lại khi thông số trở về bình thường. Cụ thể các điều kiện phải duy trì trong quá trình làm mát gồm: Tốc độ làm mát phải được kiểm soát từ 3 - 5^OC/giờ; Độ lệch tâm﹤0.076 mm; Độ chênh lệch giãn nở﹤26.16 mm và﹥9.70 mm; Độ chênh lệch nhiệt độ giữa mặt trên và dưới vỏ tuabin HIP﹤42^OC; Nhiệt độ đầu ra tuabin hạ áp﹤79^OC; Nhiệt độ đầu ra tuabin cao áp﹤427^OC.

Giải pháp làm mát nhanh tuabin đã được EPS áp dụng trong nhiều công trình sửa chữa đột xuất hoặc theo kế hoạch tại Nhà máy điện Vĩnh Tân 2 kể từ năm 2018. Đặc biệt trong đợt tiểu tu tổ máy S1 và trung tu S2 vào giữa tháng 10.2020 này, đơn vị sẽ tiếp tục thực hiện để giảm thời gian kế hoạch đăng ký ngừng máy bảo dưỡng. Với việc rút ngắn thời gian giảm nhiệt độ tuabin và thời gian ngừng máy sửa chữa giúp tiết kiệm chi phí, tăng thời gian vận hành tổ máy tại Nhà máy điện Vĩnh Tân 2. EPS cũng sẽ tiếp tục nghiên cứu triển khai ở những nhà máy có điều kiện tương tự, để sớm đưa các nhà máy điện vào vận hành ổn định, an toàn, cung cấp sản lượng điện hiệu quả góp phần đảm bảo an ninh năng lượng quốc gia.