Khoa học và Công nghệ

Nguyên nhân và cách khắc phục rò rỉ của gioăng chèn trục turbine thuỷ điện

  • 31/01/2021
  • 12425

          (TCCKVN) Trong quá trình vận hành các nhà máy thủy điện, việc rò rỉ của gioăng chèn trục turbine có thể dẫn tới tổn thất đáng kể về năng suất, từ đó làm ảnh hưởng tới doanh thu của đơn vị. Hiểu rõ nguyên nhân rò rỉ và bằng giải pháp thay thế vật liệu phù hợp sẽ giúp các nhà máy thuỷ điện có thể xử lý được vấn đề đơn giản hơn, tránh ảnh hưởng đến hiệu suất và doanh thu.

          Trong thực tế, nhiều nhà quản lý, vận hành nhà máy thuỷ điện nhận thấy việc rò rỉ đang xảy ra nhưng chấp nhận chúng như một khiếm khuyết cố hữu của turbine và chỉ đơn giản là chấp nhận tổn thất hiệu suất do sự rò rỉ gây ra. Ngay cả khi họ muốn khắc phục vấn đề, họ vẫn cố gắng đấu tranh để biện minh cho khoản đầu tư đó là không cần thiết. Tuy nhiên, lợi ích của việc đầu tư là giảm được thời gian ngừng hoạt động của tổ máy, nâng cao được hiệu suất của thiết bị. Mặc dù các nhà quản lý đều cố gắng để tăng hiệu suất của tổ máy và cắt giảm chi phí bảo dưỡng hệ thống, nhưng ít người chú ý đến hệ thống làm kín nước của turbine. Việc chọn sai thiết kế, có thể gây tốn kém rất nhiều về chi phí khắc phục, sửa chữa và tăng thời gian ngừng hoạt động của tổ máy.

          Rò rỉ quá mức từ turbine thuỷ điện tạo ra nhiều thiệt hại và chi phí không cần thiết. Thiệt hại đầu tiên có thể nhận thấy được là nước rò rỉ có thể xâm nhập vào ổ hướng, hoặc ăn mòn kết cấu xung quanh, gây xuống cấp các công trình xây dựng trong hầm turbine. Tất cả các gioăng làm kín trục đều cần có một lượng nước nhỏ rò rỉ để giảm ma sát, giảm nhiệt phát sinh trong quá trình turbine hoạt động. Tuy nhiên, sự rò rỉ quá mức trong hầu hết các trường hợp là do lựa chọn kết cấu và loại gioăng làm kín không phù hợp hoặc được thiết kế không tốt.

Gioăng làm kín bằng cao su tổng hợp có tuổi thọ thấp, rò rỉ cao.

          Tất cả các nhà sản xuất turbine đều có thiết kế hệ thống làm kín của riêng họ, nhưng không phải lúc nào thiết kế này cũng tối ưu do nhiều yếu tố tác động đến. Chi phí của cả tổ máy là một trong số nguyên nhân đó.

          Với sự phát triển của công nghệ vật liệu, đã có nhiều công ty chuyên về việc thiết kế, hoán cải lại hệ thống làm kín với vật liệu mới thân thiện với môi trường, có tuổi thọ làm việc cao, đặc biệt là tăng được hiệu suất của tổ máy do giảm được đáng kể sự rò rỉ. Các công ty chuyên về lĩnh vực này thường sẽ thiết kế một hệ thống làm kín cho một turbine cụ thể, do đó tránh được việc “một thiết kế cho tất cả chủng loại và kích thước” của các nhà sản xuất turbine.

          Kết cấu của các bộ làm kín đơn giản, với giá thành thấp thường chỉ gồm các vành xoay, vành chịu mài mòn và gioăng làm kín bằng cao su tổng hợp. Ưu điểm là chi phí thấp, dễ mua. Tuy nhiên, nhược điểm của nó là tuổi thọ của hệ thống thấp do sự mài mòn quá mức của gioăng làm kín lên các thành phần chuyển động của hệ thống (vành xoay, vành chịu mài mòn,…) và bản thân tuổi thọ của vật liệu cao su tổng hợp cũng rất thấp, dễ hoá cứng, nứt bề mặt làm việc,…

          Với sự ra đời của các vật liệu phi kim loại với các đặc tính: Hệ số ma sát thấp, không trương nở, tách lớp khi ngâm trong nước, chịu mài mòn cao. Việc này mang lại tuổi thọ làm việc lâu dài với chi phí bảo dưỡng thấp nhất. Đặc biệt, giảm hẳn thời gian ngừng hoạt động của tổ máy.

          Hiện nay, ở Việt Nam đã có thể làm chủ trong việc thiết kế, hoán cải hoàn toàn hệ thống làm kín, với thiết kế và công nghệ vật liệu mới. Một trong những công ty thành công trong lĩnh vực này phải kể đến là Công ty TNHH Công nghệ Alfa Plus, nhà phân phối độc quyền của sản phẩm bạc phi kim Vesconite (www.vesconite.vn). Công ty có thể cung cấp giải pháp thiết kế, hoán cải hoàn toàn các ổ hướng, bạc đệm, bạc lót của turbine thuỷ điện từ vật liệu Babbitt truyền thống cần bôi trơn bằng dầu, mỡ qua vật liệu bạc phi kim tự bôi trơn Vesconite.

NGUYỄN TRUNG HẢI