Chuyển đến nội dung chính

Hiện tượng thủy kích ở tuabin hơi: Nguyên nhân và cách khắc phục


Bài và ảnh Thanh Sơn sưu tầm và chỉnh sửa

Tác giả đã mô tả rất chi tiết về hiện tượng thủy kích (water hammer hay hydraulic shock), cho thấy tác giả rất có kinh nghiệm về sự cố ở tuốc bin hơi (tuabin hơi - Steam turbine), nguyên nhân, diễn tiến và hậu quả của nó. 

Ngày nay, các nhà máy công nghiệp, các lò hơi và tuốc bin hơi được thiết kế và trang bị cảm biến/ thiết bị đo lường để theo dõi và kiểm soát/điều chỉnh tự động cao hơn nên rất hiếm khi xảy ra thủy kích và khi xảy ra đã có các thiết bị cảm biến theo dõi/ bảo vệ, như theo dõi rung động, nhiệt độ ổ trục, lượng di trục và hệ thống sẽ tự động cảnh báo sự gia tăng và ngắt máy ngay lập tức khi giá trị kiểm soát vượt ngưỡng cài đặt .

Sự sai sót của quá trình vận hành lò hơi, là nguyên nhân của hiện tượng thủy kích. Hiện tượng thủy kích xảy ra khi một lượng nước bị cuốn theo hơi (wet steam) vào tuốc bin và làm hư hỏng nghiêm trọng tuốc bin.

Như vậy, sự cố này hoàn toàn có thể xuất phát từ lỗi của quá trình vận hành lò hơi. Việc tống nước từ gian lò vào ống dẫn hơi mới có thể xảy ra do những nguyên nhân sau đây:

1) Lò hơi bị quá tải đột ngột

 Việc tăng đột ngột lưu lượng hơi, sẽ làm tụt áp suất trong lò hơi ; đồng thời nhiệt độ nước trong lò cao hơn nhiệt độ tương ứng với áp suất đã giảm, do đó một phần nước tức thời chuyển hóa thành hơi, tức là xảy ra hiện tượng sinh hơi mạnh mẽ trong toàn thể tích nước. Do tăng khối lượng bọt hơi trong nước, mà mức nước trong lò tăng quá cao, làm cho nước bị tống vào bộ quá nhiệt, và từ đó vào ống dẫn hơi.

2) Cấp nước vào lò quá mức

Tức là mức nước trong lò cao hơn bình thường, do người vận hành không giám sát cẩn thận, hay là do bộ phận tự động điểu chỉnh cấp nước bị trục trặc.

3) Nước trong lò sủi bọt

Hiện tượng này xảy ra là do chất lượng nước cấp, và nước lò không tốt (chứa nhiều dung dịch muối và các tạp chất khác, nhất là dầu hoặc dầu mỏ).

4) Bộ quá nhiệt chứa đầy nước ngưng (condensate)

Trong thời gian ngừng lò và khi khởi động lò, nước ngưng bị đi vào ống dẫn hơi. Thủy kích có thể xảy ra cả trong thời gian khởi động tuốc bin, nếu các ống dẫn hơi và hộp hơi không được sấy và thổi cẩn thận, cũng như khi nước ngưng tràn đầy bể chứa nước và thiết bị tách nước.

Cuối cùng, khi trong ống dẫn hơi có “túi nước”, tức là các chỗ thấp, nước ngưng tích tụ lại, do bố trí điểm xả không đủ, hoặc không đúng, thủy kích có thể xảy ra, khi tăng phụ tải đột ngột: tốc độ hơi đột ngột tăng lên, cuốn theo khối lượng nước ngưng tích tụ, tạo thành “pittông nước” trong ống dẫn hơi và với lực khá lớn sẽ va đập vào tuốc bin, kể cả khi đã có bộ phận phân ly nước. Hơn nữa, thông thường tuốc bin bị nguy hiểm nhất là nó được nối với đầu ống dẫn hơi nằm xa gian lò nhất, đặc biệt là khi nó lại làm việc không liên tục.

Những dấu hiệu cho ta biết có nước vào tuốc bin là :


1. Nhiệt độ hơi mới giảm đột ngột. Đây là dấu hiệu đáng tin cậy nhất. Nước và hơi ẩm rò ra từ các thiết bị đặt trên đường hơi mới và từ các mặt bích nối thân cao áp.

2. Số vòng quay tuốc bin giảm (hay là sa thải phụ tải khi làm việc song song) và xuất hiện rung, tiếng gầm và va đập bên trong tuốc bin.

3. Tăng áp suất trong bình ngưng (chân không tụt).

4. Tăng nhiệt độ dầu bôi trơn ra khỏi ổ chặn:Khi có thủy kích, trước hết là tầng cánh thứ nhất phải gánh chịu. Trong thực tế, cũng có những tầng giữa, thậm chí cả tầng cuối cùng bị hư hỏng.

Điều đó có thể giải thích như sau:

Nước do hơi cuốn vào, có động năng rất lớn và có thể phá hủy bất kỳ chi tiết nào không đủ độ bền nằm trên đường đi của nó. Nhưng, trước khi rơi vào tuốc bin, nước phải đi qua bộ phận tách nước (chịu cú va đầu tiên), sau đó qua các van, và các rãnh cong, trong đó động năng của nó giảm dần. Cho nên nói rằng, động năng của nước là nguyên nhân chủ yếu làm phá hủy các bộ phận bên trong của tuốc bin chưa hẳn đã đúng hoàn toàn và ít khi xảy ra.

Nên quá trình xảy ra bên trong tuốc bin có thể như sau :

Với lượng nước lớn rơi vào tuốc bin và không thoát ra được, bộ phận cánh tuốc bin một phần bị ngập trong nước. Nước văng ra khi rôto đang quay, sẽ tạo thành vòng nước quay.
Do có vòng nước ấy, có độ ẩm chung lớn và do tầng làm việc khác xa với chế độ tính toán, tổn thất trong tuốc bin tăng lên, nhiệt giáng sử dụng bị giảm, vì thế làm giảm đột ngột số vòng quay (hay là sa thải phụ tải).

Khi số vòng quay giảm, bộ điều chỉnh hơi mở hoàn toàn các van cấp và thêm một lượng hơi vào tuốc bin.

Sự va đập của áp lực (được thân máy tiếp nhận), lực ly tâm bổ sung của nước, sự nguội lạnh không đều của các mặt bích nối ghép của vỏ/ thân máy, khi có nước tống vào tuốc bin, sẽ làm mất độ kín của các mặt bích nối ghép than và làm cho hơi và nước xì ra ngoài tuốc bin.


Sự dao động trong lưu lượng hơi và sự thay đổi độ phản lực trong các tầng tuốc bin sẽ làm cho ổ chặn bị quá tải (do lực di trục tăng). Tải trọng có thê’ đặc biệt tăng mạnh, nếu vòng nước quay trong tuốc bin điền đẩy rãnh cánh của tầng này hay tầng khác.

Lúc ấy áp suất phía trước tầng cánh sẽ tăng và áp suất sau tầng cánh đó sẽ giảm, làm giảm lưu lượng hơi đi qua tầng cánh, còn lượng hơi cấp vào tuốc bin vẫn giữ không đổi.

Hiệu số áp suất từ hai phía tầng cánh có thể rất lớn, và nó sẽ duy trì chừng nào nước (chuyển động chậm hơn hơi nhiều) chưa chảy thoát khỏi các rãnh cánh.

Quá trình này rất ngắn ngủi, áp lực dọc trục có tính chất đột biến.
Tuy nhiên, lúc này ổ chặn có thể quá nhiệt làm chảy babit, và nếu không đóng ngay van cấp hơi lại, tức là không ngắt được áp lực dọc trục (bằng mức bình thường hay tăng lên khi có nước trong tuốc bin) thì sẽ làm hỏng những phần khác của ổ chặn (khi lớp babit bị phá hỏng).

Khi ổ chặn bị hỏng, dẫn đến Rôto bị dịch chuyển về phía hạ áp, gây nên cọ xát giữa stato (phần tĩnh) và rôto (phần động), cả ở trong hộp chèn/ hay làm kín khuất khúc cũng như bên trong tuốc bin giữa cánh động và cánh tĩnh. Trong đó đĩa cánh động bị cọ từ phía hơi ra, còn cánh tĩnh ở phía hơi vào.

Ở những nơi cọ xát, ma sát giữa đĩa cánh quay với cánh tĩnh sẽ bị sinh nhiệt cao đến mức mép vành đĩa bị mềm ra, thậm chí bị tróc ra, cánh quạt bay đi, có khi cả một cụm với đai băng cánh. Trong trường hợp đó, tất nhiên, những tầng có khe hở theo phương dọc trục bé nhất là phải hứng chịu trước tiên (bị cọ xát trước).

Hư hỏng tầng cánh tuốc bin hơi

Nước khi lọt vào tuốc bin với khối lượng lớn, có thể gây nên dạng sự cố khác.
Nước có thể tràn đầy tiết diện các ống phun (steam nozzle) trong cánh tĩnh của một tầng nào đó. Lúc đó, áp suất hơi trước cánh tĩnh sẽ tăng nhanh, còn sau cánh tĩnh sẽ giảm. Hiệu số áp suất có thể đạt tới giá trị làm cho cánh tĩnh bị uốn cong đến mức quá khe hở sau cánh tĩnh. Cánh tĩnh và đĩa cánh động sẽ cọ xát với nhau, trong đó cánh tĩnh bị cọ ở phía hơi ra, còn đĩa cánh động ở phía hơi vào. Sự cọ xát có thể xảy ra ở bất kỳ chỗ nào của cánh tĩnh, tùy thuộc vào phần cánh tĩnh nào yếu hơn và nơi có khe hở bé hơn.

Từ những điều đã trình bày ở trên, thấy rằng, để đề phòng tuốc bin bị phá hủy nặng khi có một lượng lớn nước vào, cần phải ngắt ngay hơi vào tuốc bin, thường thì tiếng va đập của nước vào Bộ phận tách nước rất to; khi nghe tiếng va đập hay là để ý đến các dấu hiệu thủy kích đã nêu trên, người vận hành máy phải đập chốt an toàn ngay và mở xả hơi trực tiếp.

Khi tuốc bin đang quay theo đà, trước khi mở bơm dầu hơi phụ, cần thổi ống dẫn hơi cẩn thận, tránh để nước bọt làm hỏng bơm hơi.

Chú ý rằng, nếu thời gian chạy theo đà của tuốc bin mà bé hơn bình thường thì phải mở và kiểm tra ổ chặn và nếu còn có tiếng kêu đáng ngờ thì phải mở bên trong cả tuốc bin nữa.

Ngoài việc vận hành đúng, một biện pháp phòng ngừa thủy kích là bố trí xả nước ngưng đọng các đường ống dẫn hơi hợp lý.

Trước khi khởi động tuốc bin đã dừng lâu, tất cả các đường xả đều phải mở.
Khi khởi động phải tiến hành rất cẩn thận, bằng cách mở từ từ van khởi động.
Khi cho lò hơi làm việc và chuyển từ ống hơi chính này. sang ống hơi chính khác, người giám sát điều khiển lò phải thông báo cho người vận hành máy tại field biết, vì lúc này là lúc nguy hiểm nhất mà có thể xảy ra hiện tượng thủy kích gây ra.

Related Posts by Categories



Nhận xét

Bài đăng xem nhiều

Dung sai và các chế độ lắp ghép bề mặt trụ trơn [pdf]

Viết bài: Thanh Sơn, bản quyền thuộc về www.baoduongcokhi.com Ví dụ bạn cần gia công 1 trục bơm ly tâm 1 cấp, khi lên bản vẽ gia công thì cần dung sai gia công, việc chọn dung sai gia công thì căn cứ vào kiểu lắp ghép như vị trí lắp vòng bi: đối với vòng trong vòng bi với trục bơm thì sẽ lắp theo hệ thống lỗ (vì kích thước vòng bi không thay đổi được), nên việc lắp chặt hay trung gian là do bạn lựa chọn dựa trên các tiêu chí ở dưới. Còn thân bơm với vòng ngoài vòng bi thì lắp theo hệ trục (xem vòng ngoài vòng bi là trục). Bạn cũng cần lưu ý việc lắp chặt hay trung gian có thể ảnh hưởng đến khe hở vòng bi khi làm việc nên cần cân nhắc cho phù hợp với điều kiện vận hành, loại vòng bi (cùng loại vòng bi, vòng bi C2, C3 có khe hở nhỏ hơn C4, C4 nhỏ hơn C5). Nếu bạn đang dùng C3, lắp trung gian mà chuyển sang lắp chặt có thể làm giảm tuổi thọ vòng bi vì khe hở giảm hoặc không đáp ứng yêu cầu làm việc. Sơ đồ miền dung sai Miền dung sai Miền dung sai được tạo ra bằng cách phối hợp giữa  1 sai

Bảo trì năng suất toàn diện (Total Productive Maintenance)

Toàn bộ file điện tử powerpoint này: TPM P-1.ppt 1382K TPM P-2.ppt 336K TPM P-3.ppt 2697K Link download http://www.mediafire.com/?upl33otz5orx0e1

Một số thiết bị chưng cất

Ngày nay cùng với sự phát triển vượt bậc của nền công nghiệp thế giới và nước nhà, các ngành công nghiệp cần rất nhiều hoá chất có độ tinh khiết cao. Chưng cất  ( distillation ) là quá trình dùng nhiệt để tách một hỗn hợp lỏng ra thành các cấu tử riêng biệt dựa vào độ bay hơi khác nhau của các cấu tử trong hỗn hợp ở cùng một nhiệt đo. Chưng cất = Gia nhiệt + Ngưng tụ Ta có thể phân biệt chưng cất ra thành quy trình một lần như trong phòng thí nghiệm để tách một hóa chất tinh khiết ra khỏi một hỗn hợp, và chưng cất liên tục, như trong các tháp chưng cất trong công nghiệp.  Xem kênh Youtube của Bảo Dưỡng Cơ Khí!  Hãy đăng ký kênh để nhận thông báo video mới nhất về Thiết bị chưng cất  Trong nhiều trường hợp có một tỷ lệ nhất định của hỗn hợp hai chất lỏng mà không thể tiếp tục tách bằng phương pháp chưng cất được nữa. Các hỗn hợp này được gọi là hỗn hợp đẳng phí. Nếu muốn tăng nồng độ của cồn phải dùng đến các phương pháp tinh cất đặc biệt khác. Có thể sử dụng các loại tháp chưng cất

Giới thiệu về Tua bin khí (Gas Turbine)

Turbine khí, còn được gọi là tuốc bin khí  (Gas Turbine) , là một loại động cơ nhiệt được sử dụng để chuyển đổi nhiệt năng thành năng lượng cơ học thông qua quá trình đốt cháy khí và chuyển động quay turbine. Một máy phát điện Generator kéo bởi một tuốc bin khí. Đây là tổ hợp của máy nén khí + tuốc bin khí + máy phát điện. Không khí được hút vào và nén lên áp suất cao nhờ một máy nén. Nhiên liệu cùng với không khí này sẽ được đưa vào buồng đốt để đốt cháy. Khí cháy sau khi ra khỏi buồng đốt sẽ được đưa vào quay turbine. Vì thế nên mới gọi là turbine khí. Năng lượng cơ học của turbine một phần sẽ được đưa về quay máy nén, một phần khác đưa ra quay tải ngoài, như cách quạt, máy phát điện... Đa số các turbine khí có một trục, một đầu là máy nén, một đầu là turbine. Đầu phía turbine sẽ được nối với máy phát điện trực tiếp hoặc qua bộ giảm tốc. Riêng mẫu turbine khí dưới đây có 3 trục. Trục hạ áp gồm máy nén hạ áp và turbine hạ áp. Trục cao áp gồm máy nén cao áp và turbine cao áp. Trục th

Cách kiểm tra và đánh giá vết ăn khớp (tooth contact) của cặp bánh răng

Viết bài: Thanh Sơn, bản quyền thuộc về  www.baoduongcokhi.com Hộp số với cặp bánh răng nghiêng Tooth contact là một trong những yếu tố quan trọng trong việc đảm bảo hoạt động hiệu quả và độ bền của bánh răng Mục đích Các bánh răng phải có tải trọng phân bố đều trên bề mặt răng khi làm việc ở điều kiện danh định.  Nếu tải trọng phân bố không đều, áp lực tiếp xúc và ứng suất uốn tăng cục bộ , làm tăng nguy cơ hư hỏng.  Gear Run Out của bánh răng là gì? cách kiểm tra Bánh răng và hộp số, phần 3: Phân tích dầu tìm nguyên nhân hư hỏng bánh răng. Bánh răng và Hộp số, phần 2: Các loại hộp số, bôi trơn, hư hỏng thường gặp Bánh răng và hộp số, phần 1: Các loại bánh răng (types of gears) Để đạt được sự phân bố tải đều, bánh răng cần có độ chính xác trong thiết kế, sản xuất, lắp ráp và lắp đặt các bộ phận của hộp số. Các yếu tố này được kiểm tra, test thử nghiệm và kiểm tra tại xưởng của nhà sản xuất thiết bị. Lắp đặt đúng cách tại hiện trường là bước cuối cùng để đảm bảo khả năng ti

Tải miễn phí phần mềm triển khai hình gò

Phần mềm này sẽ giúp các bạn đưa ra bản vẽ triển khai gia công đầy đủ và chính xác, cho phép các bạn xuất ra bản vẽ Autocad để tiện hơn cho việc tính toán, in ấn , quản lý. [MF] —–  nhấn chọn để download Lưu ý: sau khi giải nén và cài đặt thì chép pns4.exe (có sẵn sau khi giải nén) đè lên file pns4.exe mới. Phiên bản này có đầy đủ kích thước với các kiểu ống và help. Nên chạy run as administrator trong win 7. Xin chào bạn!  Nếu bạn đang thích trang web của chúng tôi và thấy các bài viết của chúng tôi hữu ích, chúng tôi rất mong nhận được sự ủng hộ của bạn. Với sự giúp đỡ của bạn, chúng tôi có thể tiếp tục phát triển tài nguyên và cung cấp cho bạn nội dung có giá trị hơn nữa.  Cảm ơn bạn đã ủng hộ chúng tôi. Nguyễn Thanh Sơn

Chọn vật liệu chế tạo bánh răng và xử lý nhiệt

Viết bài: Thanh Sơn, bản quyền thuộc về  www.baoduongcokhi.com Điều cần thiết là chọn vật liệu và xử lý nhiệt thích hợp phù hợp với ứng dụng dự kiến ​​của bánh răng. Vì các bánh răng được ứng dụng cho nhiều mục đích sử dụng khác nhau, chẳng hạn như máy móc công nghiệp, thiết bị điện/điện tử, đồ gia dụng và đồ chơi, và bao gồm nhiều loại vật liệu, nên chúng tôi muốn giới thiệu các vật liệu điển hình và phương pháp xử lý nhiệt của chúng. Hộp số 1. Các loại vật liệu chế tạo bánh răng a) S45C (Thép cacbon dùng cho kết cấu máy): S45C là một trong những loại thép được sử dụng phổ biến nhất, chứa lượng carbon vừa phải ( 0,45% ). S45C dễ kiếm được và được sử dụng trong sản xuất bánh răng trụ thẳng, bánh răng xoắn, thanh răng, bánh răng côn và bánh răng trục vít bánh vít . Xử lý nhiệt và độ cứng đạt được: nhiệt luyện độ cứng Không < 194HB Nhiệt luyện bằng cách nung nóng, làm nguội nhanh (dầu hoặc nước) và ram thép, còn gọi là quá trìnhT

Sơ đồ tuabin khí chu trình hỗn hợp (combined cycle)

Viết bài KS Nguyễn Thanh Sơn, bản quyền thuộc về  www.baoduongcokhi.com CCGT được gọi là chu trình kết hợp trong nhà máy điện, có sự tồn tại đồng thời của hai chu trình nhiệt trong một hệ thống, trong đó một lưu chất làm việc là hơi nước và một lưu chất làm việc khác là một sản phẩm khí đốt. Giải thích rõ hơn: Turbine khí chu trình hỗn hợp (Combined Cycle Gas Turbine - CCGT) là một hệ thống phát điện sử dụng cùng một nguồn nhiên liệu để vận hành hai loại máy phát điện khác nhau: một máy phát điện dẫn động bởi tuabin khí (gas turbine) và một máy phát điện dẫn động bởi tuabin hơi nước (steam turbine). Hệ thống CCGT được sử dụng rộng rãi trong các nhà máy điện, do có thể giảm thiểu lượng khí thải và tăng tính hiệu quả trong việc sử dụng năng lượng. Nhà máy điện CCGT Trong hệ thống CCGT, nguồn nhiên liệu (thường là khí tự nhiên natural gas hoặc dầu) được đốt trong máy tuabin khí dẫn động cho máy phát điện generator để sản xuất điện. Hơi nước được tạo ra từ lò hơi thu hồi nhiệt (Heat Recove

CÔNG NGHỆ GIA CÔNG VẬT LIỆU BẰNG DÒNG HẠT MÀI

Gia công dòng hạt mài (Abrasive Jet Machining - AJM)   1. Nguyên lý gia công :                                                   Hình 1: Nguyên lý gia công dòng hạt mài.  Gia công dòng hạt mài là phương pháp bóc vật liệu khi dòng khí khô mang hạt mài với vận tốc cao tác động lên chi tiết. Sự va đập của các phần tử hạt mài vào bề mặt chi tiết gia công tạo thành một lực tập trung đủ lớn, gây nên một vết nứt nhỏ, và dòng khí mang cả hạt mài và mẩu vật liệu nứt (mòn) đi ra xa. Phương pháp này rất thuận lợi để gia công các loại vật liệu giòn, dễ vỡ. Khí bao gồm nhiều loại như không khí, CO2, nitơ, heli,…  Khí sử dụng có áp suất từ 0,2 - 1,4 MPa, dòng khí có hạt mài có vận tốc lên đến 300m/s và được điều khiển bởi một van. Quá trình thường được thực hiện bởi một công nhân điều khiển vòi phun hướng dòng hạt mài chi tiết.  Xem kênh Youtube của Bảo Dưỡng Cơ Khí!  Hãy đăng ký kênh để nhận thông báo video mới nhất về Công nghệ gia công kim loại 2. Thiết bị và dụng cụ :  a. Máy:   Hình 2: Sơ đồ củ

Khe hở mặt răng (backlash) và khe hở chân/đỉnh răng (root/tip clearance)

Viết bài : Nguyễn Thanh Sơn, bản quyền thuộc về www.baoduongcokhi.com Các thông số cơ bản của bánh răng Về những thông số của bánh răng, có rất nhiều thông số để phục vụ cho quá trình gia công, thiết kế và lắp đặt máy. Tuy nhiên có một số thông số cơ bản bắt buộc người chế tạo cần phải nắm rõ, gồm: Đường kính Vòng đỉnh (Tip diameter): là đường tròn đi qua đỉnh răng, da = m (z+2) . Đường kính Vòng đáy (Root diameter): là vòng tròn đi qua đáy răng, df = m (z-2.5) . Đường kính Vòng chia (Reference diameter): là đường tròn tiếp xúc với một đường tròn tương ứng của bánh răng khác khi 2 bánh ăn khớp với nhau, d = m.Z   Số răng: Z=d/m Bước răng (Circular Pitch): là độ dài cung giữa 2 profin của 2 răng kề nhau đo trên vòng chia, P=m. π Modun: là thông số quan trọng nhất của bánh răng, m = P/π ; ha=m. Chiều cao răng (whole depth): là khoảng cách hướng tâm giữa vòng đỉnh và vòng chia; h=ha + hf=2.25m, trong đó ha=1 m, hf=1,25 Chiều dày răng (w

Nghe Podcast Bảo Dưỡng Cơ Khí