Việc gián đoạn nguồn cung hơi ảnh hưởng đến tuabin hơi của nhà máy thép như thế nào

Gián đoạn nguồn cấp hơi ảnh hưởng đến tua-bin hơi của nhà máy thép như thế nào

Khi nguồn cấp hơi sụt giảm đột ngột, tua-bin hơi của nhà máy thép có thể giảm công suất, vận hành không ổn định hoặc dừng do tác động của hệ thống bảo vệ, từ đó có khả năng làm gián đoạn các quy trình mà tua-bin phục vụ. Phản ứng tức thời thường là theo dõi áp suất đầu vào và chờ áp suất phục hồi. Tuy nhiên, chỉ riêng áp suất không cho biết tua-bin có thể tiếp tục vận hành an toàn hay đã sẵn sàng khởi động lại hay chưa.

Lưu lượng, nhiệt độ, chất lượng hơi và phản ứng của thiết bị được dẫn động đều rất quan trọng. Dựa trên hơn 30 năm kinh nghiệm của SINO-QNP trong thiết kế, chế tạo và dịch vụ máy turbomachinery, phương pháp thực tế là đánh giá toàn bộ tổ hợp thiết bị: điều gì đã thay đổi trong hệ thống hơi, tua-bin đã phản ứng ra sao và những điều kiện nào còn tồn tại sau khi nguồn cấp được khôi phục.

Áp suất đường ống góp giảm chỉ là một phần của sự cố

Các nhà máy thép có thể phân phối hơi từ nồi hơi và các nguồn thu hồi nhiệt thải thông qua các đường ống góp chung. Sự cố dừng nguồn cấp, van gặp trục trặc hoặc nhu cầu đột ngột tăng ở một thiết bị tiêu thụ khác có thể làm giảm lượng hơi cấp cho tua-bin. Những sự kiện này có thể biểu hiện tương tự trên màn hình hiển thị áp suất đầu vào, nhưng diễn biến phục hồi lại khác nhau.

Khi lưu lượng hơi khả dụng giảm hoặc độ chênh áp có thể khai thác giảm, công suất tua-bin thường giảm theo. Bộ điều tốc có thể mở van điều khiển thêm để duy trì tốc độ hoặc tải. Khi van đạt đến giới hạn mở khả dụng, việc tăng thêm nhu cầu không thể bù lại phần năng lượng bị thiếu. Vì vậy, van gần mở hoàn toàn trong khi công suất tiếp tục giảm là một dấu hiệu cảnh báo hữu ích, chứ không phải bằng chứng cho thấy tua-bin chỉ cần lệnh tăng tải cao hơn.

Hậu quả phụ thuộc vào chế độ làm việc. Máy phát điện nối lưới thường giảm công suất điện đầu ra thay vì giảm tốc ngay lập tức; yêu cầu bảo vệ phụ thuộc vào máy phát và cấu hình điện. Tua-bin dẫn động máy móc công nghệ có thể giảm tốc khi mô-men xoắn không đủ. Với tua-bin đối áp, sự cố cũng có thể làm giảm lượng hơi cấp cho các hộ tiêu thụ ở hạ lưu.

Đồng thời, hãy kiểm tra áp suất khí xả. Áp suất ngược tăng sẽ làm giảm mức giãn nở khả dụng ngay cả khi áp suất đầu vào có vẻ đạt yêu cầu. Ở tổ máy ngưng tụ, chân không bình ngưng suy giảm có thể làm vấn đề nguồn cấp trầm trọng hơn.

Các rủi ro khó nhận thấy hơn: làm mát, nước ngưng và quá trình phục hồi

Áp suất giảm không đồng nghĩa với việc hơi trở nên ẩm. Trạng thái của hơi phụ thuộc đồng thời vào áp suất và nhiệt độ. Tuy nhiên, dòng chảy bị gián đoạn có thể khiến đường ống cấp hơi nguội đi và nước ngưng tích tụ, đặc biệt tại các điểm thấp và những đoạn thoát nước không đầy đủ. Khi nguồn cấp được khôi phục, lượng nước tích tụ này có thể bị cuốn về phía tua-bin.

Nước lọt vào tua-bin nghiêm trọng hơn tình trạng giảm công suất thông thường. Điều này có thể gây tải va đập, làm nguội cục bộ nhanh, rung động bất thường và hư hỏng cơ khí. Số đo áp suất trông bình thường không chứng minh rằng đường hơi đã khô. Trước khi cấp hơi trở lại, cần chú ý đến xu hướng nhiệt độ, khả năng thoát nước và mọi dấu hiệu búa nước.

Điều kiện nhiệt cũng thay đổi trong thời gian gián đoạn. Rôto và vỏ tua-bin không nhất thiết nguội đi với cùng tốc độ. Hơi nóng cấp trở lại quá nhanh có thể tạo ra chênh lệch nhiệt độ và làm thay đổi khe hở bên trong. Việc khởi động lại theo quy trình khởi động nóng, ấm hay nguội phụ thuộc vào nhiệt độ kim loại thực tế và tiêu chí của nhà sản xuất, chứ không chỉ vào số phút tua-bin đã dừng.

Hơi được cấp trở lại có thể gây ra một sự cố thứ hai. Nếu van điều khiển vẫn mở đáng kể khi áp suất đường ống góp phục hồi, lượng hơi nạp vào có thể tăng nhanh. Quá tốc thường không phải là hậu quả trực tiếp của tình trạng thiếu hơi, nhưng có thể trở thành mối lo ngại khi hơi được cấp trở lại trong lúc tải của thiết bị dẫn động đã giảm hoặc bị ngắt. Bộ điều tốc, van chặn và hệ thống bảo vệ độc lập hoạt động tốt là những yếu tố thiết yếu.

Đánh giá đồng thời các xu hướng trước khi quyết định tiếp tục vận hành

Hiếm khi chỉ một cảnh báo riêng lẻ giải thích được sự cố. Hãy so sánh áp suất và nhiệt độ đầu vào với lưu lượng hơi, vị trí van điều khiển, tốc độ tua-bin, công suất đầu ra và các điều kiện khí xả. Bổ sung dữ liệu rung động, nhiệt độ ổ trục, vị trí dọc trục nếu được giám sát và áp suất dầu bôi trơn để xác định sự cố chủ yếu vẫn nằm ở nguồn cấp hay đã ảnh hưởng đến tình trạng máy.

• Áp suất giảm, van mở thêm, công suất đầu ra giảm: Nguồn hơi khả dụng có thể đang giới hạn hiệu suất. Hãy phối hợp với đơn vị vận hành hệ thống hơi thay vì liên tục tăng nhu cầu.
• Nhiệt độ thay đổi đột ngột hoặc có báo cáo búa nước: Kiểm tra trạng thái hơi và hệ thống thoát nước. Không xử lý đây như một sự cố chỉ liên quan đến áp suất.
• Rung động mới xuất hiện hoặc vị trí dọc trục thay đổi: Tuân thủ quy trình cảnh báo và dừng khẩn cấp của tổ máy. Không cho rằng dấu hiệu này sẽ biến mất khi nguồn hơi phục hồi.
• Tốc độ dao động khi áp suất đường ống góp phục hồi: Kiểm tra mối tương quan giữa chuyển động của van, áp suất nguồn cấp và tải dẫn động. Không điều chỉnh thông số bộ điều tốc khi chưa xác định được nguyên nhân của quá trình quá độ.

Vận hành ở tải giảm có thể được chấp nhận trong giới hạn vận hành đã được phê duyệt của tổ máy. Tuy nhiên, điều đó không mặc nhiên có nghĩa là có thể vận hành an toàn vô thời hạn. Một số tua-bin có giới hạn lưu lượng tối thiểu hoặc nhiệt độ khí xả; thiết bị được dẫn động cũng có thể có yêu cầu vận hành tối thiểu riêng. Các giới hạn này phải được xác định dựa trên tài liệu thiết bị.

Thiết bị được dẫn động có thể cần được kiểm tra trước cả tua-bin

Với máy nén ly tâm hoặc hướng trục do tua-bin dẫn động, tốc độ giảm sẽ làm thay đổi cột áp khả dụng và điểm vận hành. Tùy thuộc vào áp suất và lưu lượng của quy trình, máy có thể tiến gần đến trạng thái surge. Vì vậy, hệ thống bảo vệ chống surge và điều khiển quy trình cần phản ứng đồng thời với các bộ điều khiển tua-bin. Không nên áp dụng nguyên xi cách phân tích này cho máy nén pittông hoặc máy nén trục vít, vì chúng có các giới hạn vận hành khác.

Danh mụcmáy nén của SINO-QNP bao gồm thiết bị ly tâm, hướng trục, pittông và trục vít, cùng các dịch vụ thiết kế, chế tạo, bảo dưỡng và giải pháp tổ máy chìa khóa trao tay. Khi lập kế hoạch ứng phó với gián đoạn nguồn hơi, điều quan trọng là phải phối hợp đặc tính giảm tốc và phục hồi của tua-bin với từng loại máy được dẫn động cụ thể, thay vì xem mọi tổ hợp thiết bị là giống nhau.

Tua-bin dừng do tác động của hệ thống bảo vệ không có nghĩa là quy trình ứng phó vận hành đã kết thúc. Việc bôi trơn trong quá trình giảm tốc, hoạt động của bơm dầu phụ, các phương án làm kín và yêu cầu về thiết bị quay trục vẫn rất quan trọng nếu áp dụng. Hãy tuân thủ quy trình dừng của tổ máy đã lắp đặt, đặc biệt khi chưa chắc chắn về khả năng cấp nguồn điện phụ trợ.

Sẵn sàng khởi động lại không chỉ có nghĩa là áp suất đã phục hồi

Trước khi khởi động lại tua-bin hơi của nhà máy thép, cần xác định nguyên nhân gián đoạn và xác nhận nguồn cấp đã ổn định. Đường ống góp chỉ phục hồi trong thời gian ngắn nhưng vẫn tiếp tục dao động có thể khiến tổ máy lại dừng trong quá trình tăng tốc hoặc tăng tải.

Sử dụng danh sách kiểm tra khởi động lại đã được phê duyệt để xác nhận:

• Áp suất, nhiệt độ và lưu lượng hơi khả dụng đáp ứng yêu cầu cấp hơi vào tua-bin.
• Các đường ống cấp hơi được làm nóng và xả nước theo quy trình quy định, đồng thời các đường thoát nước hoạt động đúng cách.
• Hệ thống bôi trơn, các thiết bị phụ trợ cần thiết, điều kiện khí xả và các điều kiện cho phép khởi động của máy được dẫn động đã sẵn sàng.
• Nhiệt độ kim loại và các chỉ báo về trạng thái nhiệt phù hợp với trình tự khởi động được lựa chọn.
• Nguyên nhân dừng đã được xem xét và các hệ thống bảo vệ sẵn sàng hoạt động, không bỏ qua các liên động bắt buộc.

Nếu sự cố có dấu hiệu nước lọt vào tua-bin, tiếng ồn bất thường, rung động đáng kể hoặc dịch chuyển dọc trục bất thường, hãy tiến hành đánh giá kỹ thuật theo yêu cầu trước khi khởi động lại. Đặt lại trạng thái dừng không đồng nghĩa với việc máy đã sẵn sàng về mặt cơ khí.

Hãy lưu lại các xu hướng sự kiện và bản ghi trình tự sự kiện trước khi chúng bị ghi đè. Điều kiện đầu vào, phản ứng của van, thay đổi tải và thời điểm tác động của hệ thống bảo vệ giúp phân biệt sự cố hệ thống hơi với sự cố điều khiển hoặc cơ khí. Việc phân biệt này quyết định hành động tiếp theo: khắc phục vấn đề nguồn cấp, kiểm tra máy hoặc điều chỉnh quy trình vận hành phối hợp trước lần gián đoạn tiếp theo.