Trang bị hệ thống giám sát tình trạng thiết bị?

Hiện nay tất cả các nhà máy nhiệt điện ở Việt nam đều có trang bị các hệ thống giám sát rung cho các tổ máy tua bin – máy phát. Tuy nhiên tuyệt đại đa số các hệ thống này đều ở mức tối thiểu – mức bảo vệ. Các hệ thống này thu thập các tín hiệu từ các cảm biến rung, nhiệt độ ,vận tốc , chuyển vị , … và so sánh giá trị đo được với 2 giá trị đặt trước . Nếu vượt quá mức báo động hệ thống sẽ đưa ra tín hiệu còi , đèn ,… để cảnh báo cho nhân viên vận hành biết . Nếu giá trị đo được vượt quá mức nguy hiểm hệ thống sẽ tác động dừng máy khẩn cấp.

Do các tổ máy tua bin – máy phát là các tài sản có giá trị rất lớn nên các hệ thống như mô tả trên là hết sức cần thiết để bảo vệ các tổ máy khỏi các sự cố trầm trọng có thể gây nên thiệt hại về người , tài sản và ảnh hưởng đến môi trường.

Mặc dù có trang bị các hệ thống giám sát rung ở mức độ bảo vệ như mô tả ở trên nhưng thực tế các sự cố của tổ máy tua bin máy phát , tuy không trầm trọng , vẫn cứ xảy ra thường xuyên ảnh hưởng khá nhiều đến lợi nhuận của nhà máy , đôi khi ảnh hưởng đến lợi ích của cả quốc gia , nhất là trong tình trạng thiếu điện hiện nay ở Việt nam.

Hãy xem xét một số ví dụ cụ thể sau đây :

Ví dụ 1 : Tổ máy GT4 của nhà máy điện Trà nóc ( Cần thơ ) có mức rung cao khi khởi động hoặc trong quá rình dừng máy . Mức rung lên đến 15 mm/s tại các tốc độ cộng hưởng – cao hơn so với mức báo động ( 12.7 mm/s ). Tuy nhiên khi làm việc ở chế độ bình thường mức rung dừng lại ở khoảng 7-8 mm/s – cao hơn bình thường một chút. Sự cố này xuất hiện từ năm 2002. Tuy nhiên do không có đầy đủ các điều kiện như công cụ , con người cho nên đến nay vẫn chưa tìm ra được nguyên nhân của sự cố. Gần đây , trong quá trình dừng máy mức rung đã lên cao đến 17 mm/s , các cánh của tua bin đã chạm vỏ . Tổ máy bắt buộc phải dừng để sửa chữa. Chi phí cho việc sửa chữa chắc chắn sẽ tốn kém và mất rất nhiều thời gian.

Ví dụ 2 : Tổ máy số 2 của nhà máy điện Phả Lại 1 có mức rung cao hơn bình thường .
Do vậy tổ máy không thể phát hết công suất như thiíet kế . Sự cố này đã tồn tại từ hơn 10 năm nay mà không tìm được nguyên nhân để khắc phục. Hai quạt hút khói của 2 tổ máy 300 MW cũng có mức rung cao do đó tổ máy cũng không thể phát hết công suất thiết kế . Toàn bộ nhà máy điện Phả lại mất khoảng 40 MW vì sự cố rung . ước tính mỗi năm mất khoảng 10 triệu USD doanh thu.

Trong cả 2 ví dụ trên các tổ máy chỉ được trang bị hệ thống giám sát rung ở mức bảo vệ mà không có phần mềm phân tích rung trực tuyến. Hơn nữa các cảm biến rung đều là loại đo vận tốc – gia tốc lắp trên vỏ máy do vậy kể các khi có các thiết bị phân tích rung cầm tay cũng khó có thể xác định được tình trạng động lực học của máy trên cơ sở đó tìm ra nguyên nhân của sự cố. Nhiều khi nguyên nhân của sự cố đơn giản chỉ là do tác động của các thông số công nghệ và khi đó chỉ cần thay đổi các thông số này đôi chút là có thể khắc phục được .

Trong bối cảnh của nền kinh tế thị trường cạnh tranh gay gắt ngày nay để tồn tại và phát triển , các doanh nghiệp đều có xu thế chung là :

– Giảm chi phí sản xuất , bằng cách :
o Tăng thời gian giữa các kỳ bảo dưỡng , đại tu.
o Giảm thời gian và chi phí bảo dưỡng , sửa chữa.
o Giảm lưu kho về phụ tùng thay thế.
o Giảm nhân công thông qua công nghệ hiện đại.
– Tập trung nỗ lực vào vấn đề kiểm soát rủi ro :
o Tăng độ tin cậy và độ sẵn sàng của thiết bị.
o Đảm bảo độ an toàn của các thiết bị khỏi các sự cố.

Như vậy , để đáp ứng các yêu cầu nói trên hệ thống đo rung ở mức độ bảo vệ là chưa đủ. Việc phát hiện và tìm ra nguyên nhân sự cố từ sớm – sớm hơn nhiều so với thời điểm báo động là rất cần thiết. Nó giúp ta giảm được rất nhiều chi phí sửa chữa , khắc phụ đồng thời tăng được độ tin cậy , độ sẵn sàng của thiết bị.

Ví dụ 3 : Sự cố xảy ra vào năm 2000 tại nhà máy sản xuất Ethylen của Shell. Cụm máy bao gồm tua bin hơi dẫn động máy nén turbo ly tâm phải dừng khẩn cấp do sự cố được phát hiện bởi hệ thống giám sát rung 3300 ( Bently Nevada ) . Tại thời điểm xảy ra sự cố phần mềm phân tích rung DM2000 lưu lại 40 mẫu số liệu tĩnh và động. Qua phân tích cho thấy khe hở hướng trục tại ổ chặn bị triệt tiêu hoàn toàn là nguyên nhân duy nhất dẫn đến việc dừng máy khẩn cấp. Các tình trạng động lực học của máy đều tốt. Do vậy truy tìm nguyên nhân gốc được tập trung vào các thông số công nghệ. Vào đúng thời điểm xảy ra sự cố cácsố liệu lưu lại cho thấy van chống sốc áp làm việc không bình thường gây nên hiện tượng sốc áp khá mạnh. Sau 2 giờ hiệu chỉnh lại van chống sốc áp cum máy trở lại hoạt động bình thường. Qua ví dụ này có thể thấy nhờ nắm rất rõ tình trạng máy mà nguyên nhân sự cố được phát hiện và sử lý rất nhanh chóng. Nếu như không có phần mềm phân tích như trên có lẽ phải tháo toàn bộ máy để tìm nguyên nhân khắc phục và ít nhất phải sau 2 ngày mới đưa máy trở lại hoạt động bình thường.

Việc biết rõ được tình trạng của máy có thể còn làm thay đổi cách tiến hành công tác bảo dưỡng thiết bị mà từ trước đến nay các nhà máy điện ở VN đang thực hiện. Việc tuân thủ theo đúng qui trình bảo dưỡng mà nhà sản xuất đề ra thường tốn kém , không hiệu quả , trong khi đó sự cố vẫn cứ xảy ra . Để đáp ứng được yêu cầu trong môi trường cạnh tranh các doanh nghiệp phải không những đảm bảo độ sẵn sàng của thiết bị ( từ 97 % trở lên ) mà còn phải giảm được chi phí bảo dưỡng . Do vậy quản lý thiết bị theo tình trạng là rất cần thiết và là xu thế tất yếu của các doanh nghiệp.

Có rất nhiều các ví dụ về những lợi ích mà hệ thống giám sát tình trạng thiết bị mang lại. Chi tiết có thể tham khảo tại http://www.bently.com/orbit.htm.

Có thể tóm tắt các lợi ích mà hệ thống giám sát tình trạng thiết bị mang lại như sau:

  • Có thể hoàn toàn tránh được các sự cố lớn xảy ra.
  • Tăng độ sẵn sàng và độ tin cậy của thiết bị trên cơ sở đó tăng sản lượng, năng suất, tối ưu hoá việc sử dụng thiết bị.
  • Giảm thời gian dừng máy , giảm chi phí bảo dưỡng thiết bị.
  • Tối ưu hoá công tác bảo dưỡng. Giảm tỷ lệ bảo dưỡng thụ động , định kỳ và phòng ngừa , tăng tỷ lệ bảo dưỡng theo tình trạng và chủ động. Giảm phụ tùng thay thế.
  • Tăng tuổi thọ của thiết bị.

Nếu trang bị hệ thống giám sát tình trạng thiết bị mới hoàn toàn kinh phí ước chừng khoảng 150 đến 250 nghìn USD trung bình cho 1 tổ máy tua bin khí , tuỳ thuộc vào các mức độ về tính năng của các module phần mềm định đầu tư. Giá trị đầu tư như vậy chắc chắn sẽ nhỏ hơn nhiều so với lợi ích mà nó mang lại.

Các ví dụ về sự thành công:

Ví dụ về sự thành công của Công ty điện lực KEPCO Hàn Quốc khi sử dụng các giải pháp chẩn đoán máy của Bently Nevada.
Trước đây các kỹ sư chẩn đoán hư hỏng của họ đã mất rất nhiều thời gian để di chuyển tới các nhà máy và lắp đặt thiết bị đo và chẩn đoán sách tay, phân tích dữ liệu, đợi các chuyên gia của nhà sản xuất thiết bị và phải ngừng máy vì không thể xác định vấn đề hư hỏng gì bên trong máy
Sau khi được trang bị hệ thống quản lý và chẩn đoán máy của Bently Nevada, KEPCO đã có thể quản lý được tình trạng và chẩn đoán các hư hỏng của máy ở hơn 40 nhà máy điện khác nhau của công ty (với tổng công suất 40.000MW) từ một phòng giám sát duy nhất.

Kỹ sư theo dõi rung động đã phát hiện sớm hư hỏng cánh tuabin hơi của nhà máy nhiệt điện bị nứt và ngăn ngừa sự hư hỏng toàn bộ tuiabin

Ví dụ 2: Tuabin dẫn động máy nén khí tổng hợp nhà máy DPM bị tình trạng gối đỡ nhiệt độ cao và không ổn định. Nhà máy đã theo dõi tình trạng và lập kế hoạch ngừng tuabin sửa chữa vào thời gian hợp lý.
Như vậy hệ thống giám sát tình trạng máy đã giúp:

  • Giúp chúng ta chủ động trong việc lập kế hoạch ngừng máy sửa chữa.
  • Đánh giá được tình trạng máy để kéo dài thời gian chạy máy, ngừng máy hợp lý.
  • Nhờ theo dõi tình trạng máy, có thể điều chỉnh thông số công nghệ hợp lý để kéo dài thời gian chạy máy đến thời gian ngừng máy theo kế hoạch.
  • Việc phân tích dữ liệu máy (sử dụng phần mềm chẩn đoán System 1 của Ge) giúp xác định gần như chính xác vị trí hư hỏng trước khi tháo, rút ngắn thời gian sửa chữa.

Giao diện phần mềm giám sát tình trạng và chẩn đoán hư hỏng System 1 của Ge

Nếu cần thêm thông tin chi tiết xin liên hê :
Nhâm Thiếu Bảo , Account Manager
Optimization Services , GE Energy .
Email : Nham.Bao@ge.com

Gửi phản hồi

Mời bạn điền thông tin vào ô dưới đây hoặc kích vào một biểu tượng để đăng nhập:

WordPress.com Logo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản WordPress.com Log Out / Thay đổi )

Twitter picture

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Twitter Log Out / Thay đổi )

Facebook photo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Facebook Log Out / Thay đổi )

Google+ photo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Google+ Log Out / Thay đổi )

Connecting to %s