Công ty Nhiệt điện Phú Mỹ - Chi nhánh Tổng Công ty Phát điện 3 quản lý vận hành 4 nhà máy điện tuabin khí chu trình hỗn hợp với tổng công suất 2.540 MW.

Trong năm 2016 Công ty đã thực hiện đại tu các tổ máy GT42; sau đại tu các tổ máy tăng công suất trung bình khoảng 16MW/1 tổ máy. Khi tăng công suất, để đảm bảo các thiết bị chính (MPĐ, MBT) có thể vận hành an toàn, hệ thống làm mát của các tổ máy Gas Turbine (GT) này phải được thay thế với công suất giải nhiệt cao hơn. Theo đó, ngoài hệ thống làm mát bằng gió, hệ thống làm mát cho MPĐ được lắp đặt bổ sung thêm đường làm mát bằng nước sông và bộ quạt tăng áp cho máy phát để đảm bảo khả năng trao đổi nhiệt, đặc biệt khi vận hành trong điều kiện cực đoan cosφ = 0.8 (lúc này nhiệt độ Stator máy phát sẽ cao nhất).

Tuy nhiên, sau khi được lắp đặt và vận hành thực tế, hệ thống làm mát này bộc lộ các khiếm khuyết có khả năng làm ảnh hưởng đến vận hành an toàn và kinh tế của tổ máy như: Trong tiến trình khởi động và chuyển đổi giữa 2 hệ thống làm mát bằng gió và làm mát bằng nước sông tiềm ẩn nguy cơ gây mất an toàn tổ máy do chương trình điều khiển không giám sát tình trạng vận hành của các hệ thống làm mát, cũng như khởi động hệ thống làm mát quá trễ (sau khi GT đã mồi lửa); chương trình không có chức năng liên động giữa hai hệ thống làm mát để đảm bảo tính dự phòng. Khi đó, nếu một hệ thống làm mát có bất thường thì GT sẽ không được làm mát do hệ thống làm mát kia không tự chạy lên; Mặt khác, theo thiết kế, số lượng quạt gió của hệ thống làm mát bằng gió tăng từ 04 lên 15 quạt, làm tổng công suất của hệ thống làm mát gió tăng cao. Điều này làm tổng lượng điện tự dùng sử dụng cho hệ thống làm mát mới cao hơn nhiều lần so với hệ thống cũ.

Để khắc phục triệt để các khiếm khuyết trên, anh Nguyễn Xuân Hải (Phó Quản đốc Phân xưởng Vận hành) và cộng sự đã dựa trên những thử nghiệm thực tế, những yêu cầu kỹ thuật và an toàn để nghiên cứu và đưa ra giải pháp “Thay đổi, hiệu chỉnh logic điều khiển để khắc phục các khiếm khuyết của hệ thống làm mát các tổ máy tuabin khí thuộc nhà máy điện Phú Mỹ 4”. Sáng kiến chủ yếu tập trung vào việc xử lý các khiếm khuyết của hệ thống làm mát nước/gió, hệ thống làm mát nước/nước sông và tiết giảm tự dùng, bao gồm:

- Sửa lỗi điều khiển vận hành hệ thống nước sông: Hệ thống nước sông đưa vào vận hành khi áp suất hệ thống nước làm mát chính (Main Cooling Water - MCW) phải đạt áp suất (> 1.4 bar) và kết hợp với hiệu suất trao đổi nhiệt của nước sông lớn hơn không khí.

- Sửa lỗi trong tiến trình khởi động GT: Khởi động sớm hệ thống làm mát để kịp thời phát hiện bất thường; Bổ sung khả năng giám sát tiến trình khởi động hệ thống làm mát thành công hay không; Bổ sung logic điều chỉnh số lượng chạy quạt của bộ trao đổi nhiệt gió/nước; Số lượng quạt của hệ thống trao đổi nhiệt gió/nước sẽ được điều chỉnh theo nhiệt độ nước làm mát; Các quạt sẽ được tính giờ vận hành để chạy/ngừng sao cho đảm bảo tất cả quạt đều có giờ vận hành tương tự nhau.

- Sửa lỗi trong tiến trình chuyển đổi giữa 2 bộ trao đổi nhiệt gió/nước và nước sông/nước: Khi thực hiện chuyển đổi, chương trình phải khởi động hệ thống dự phòng lên trước, sau đó kiểm tra hệ thống đó đã chạy ổn định thì mới chuyển hướng nước làm mát kín qua hệ thống này; Chương trình sẽ dựa trên thông số vận hành và tín hiệu các thiết bị chính của các hệ thống làm mát để xác định hệ thống làm mát nào đang chạy, chạy đảm bảo làm mát hay không.

- Sửa lỗi trong việc kích hoạt đóng/mở van 3 ngã: Khi có yêu cầu chuyển đổi sau khi so sánh khả năng làm mát của 2 hệ thống làm mát (dựa trên nhiệt độ nước sông và không khí) hoặc khi có lỗi của hệ thống làm mát đang vận hành, hệ thống dự phòng sẽ chạy lên ổn định. Sau đó van 3 ngã mới được kích hoạt đóng mở.

- Sửa lỗi trong việc phát hiện lỗi hệ thống để chuyển đổi bộ làm mát: Bổ sung khả năng giám sát tình trạng vận hành của các bộ làm mát dựa trên thông số, tín hiệu các thiết bị. Theo đó, khi hệ thống làm mát hiện hữu bất thường thì hệ thống dự phòng chạy lên.

Đồng thời áp dụng giải pháp giảm điện tự dùng cho hệ thống làm mát bằng gió. Hệ thống sẽ chạy quạt theo nhiệt độ của nước làm mát và thời gian vận hành: Hệ thống làm mát sẽ khởi động với tối thiểu 3 quạt chạy, mỗi giàn 1 quạt. Sau khi chạy ổn định thì số lượng quạt sẽ được điều khiển theo nhiệt độ nước làm mát kín. Khi các quạt trên mỗi giàn chạy thì chương trình sẽ tính giờ vận hành (quạt nào có giờ vận hành thấp trong giàn thì sẽ được ưu tiên chạy, quạt nào có giờ vận hành cao sẽ được ưu tiên ngừng). Như vậy các quạt chạy sẽ được phân bố đều trên 3 quạt và số giờ vận hành của mỗi quạt sẽ tương đương nhau.

Trong đợt đại tu tổ máy GT41 tháng 7/2017, nhà thầu đã nghiên cứu giải pháp hiệu chỉnh này của nhóm công tác và đồng ý áp dụng giải pháp này cho GT41 thay vì sử dụng logic điều khiển của họ.

Sáng kiến “Nghiên cứu thay đổi logic điều khiển khắc phục các khiếm khuyết của hệ thống làm mát của các tổ máy tuabin khí Phú Mỹ 4” của tác giả Nguyễn Xuân Hải đã góp phần vào công tác sản xuất điện an toàn và kinh tế cho Công ty Nhiệt điện Phú Mỹ. Ngoài ra, sáng kiến còn góp phần giúp giảm sự cố, giảm tỷ lệ tự dùng của nhà máy, giúp tối ưu hóa chi phí vận hành, làm chủ các công nghệ cao.

Lê Hùng