1. Đặt vấn đề
Các tổ máy phát điện thuỷ lực có tốc độ định mức lớn ( từ 500 đến 1000 vòng/ phút). Sau quá trình đại tu tháo rút lõi rôtor, căn chỉnh tâm toàn tuyến tổ máy, tâm khối lượng Rotor của tổ máy sẽ bị dịch chuyển sang vị trí khác, dẫn đến làm tăng độ rung động của tổ máy. Do đó việc cân bằng động lại Rôtor có ý nghĩa rất quan trọng.
Cân bằng động Rôtor là công việc rất phức tạp, đa số do các nhà thầu thực hiện từ giai đoạn ban đầu hoặc các đơn vị chuyên về lĩnh vực cân bằng động trong nước, sử dụng những thiết bị chuyên dụng để thực hiện với chi phí cao.
Để chủ động về thời gian trong công tác sửa chữa thiết bị các công trình dịch vụ, giảm chi phí phát sinh trong quá trình sửa chữa. Công ty Cổ phần thuỷ điện Thác Bà đã nghiên cứu và thực hiện thành công giải pháp cân bằng động Rotor bằng thiết bị đo độ rung cầm tay.
2. Trình tự thực hiện việc cân bằng động.
- Khởi động tổ máy, đo độ rung của tổ máy tại ổ hướng trên, độ đảo tại các ÔHT, ÔTB tương ứng với các tốc độ 25%, 50%, 75%, 90%, 100% tốc độ định mức.
- Kiểm tra giá trị độ đảo của tổ máy, nếu vượt quá giá trị cho phép thì phải căn chỉnh lại độ đồng tâm trục, khe hở các ổ hướng. Nếu độ đảo nằm trong giá trị cho phép thì thực hiện bước c tiếp theo.
- Kiểm tra độ rung của tổ máy tại các cấp tốc độ khác nhau theo các phương +X, +Y, -X, -Y. So sánh với độ rung cho phép của Rotor do nhà thầu chế tạo thiết bị cung cấp. Từ đó có đánh giá định lượng về khối lượng mất cân bằng.
- Tính toán sơ bộ khối lượng mất cân bằng cần thêm vào Rotor:
Xác định lượng mất cân bằng cho phép
Ví dụ: thực hiện tính toán cụ thể với Rotor có khối lượng 30 tấn, tốc độ định mức 750 vòng/ phút. Đường kính Rotor 1,9m.
- Căn cứ theo Tiêu chuẩn cân bằng động ISO 1940-1:2003 Mechanical vibration- Balance quality requirement for rotors, đối chiếu với thiết bị Rotor là Tuabin nước, xác định được Cấp chất lượng cân bằng là G6,3.
- Tra đồ thị Bảng 2 tiêu chuẩn ISO 1940-1: Căn cứ theo tốc độ định mức của Rotor 750 vòng/phút, xác định được Giá trị lượng mất cân bằng cho phép mỗi đơn vị khối lượng Rotor là : ep= 90 g.mm/kg.
- Từ giá trị ep như trên, xác định được khối lượng mất cân bằng cho phép của cả Rotor 30 tấn là: Up= 0,09 x 0,001 x 30000= 2,7 kg.m . Có thể hiểu giá trị Up này có nghĩa khối lượng mất cân bằng tối đa cho phép của Rôtor là 2,7 kg, đặt cách tâm rotor với khoảng cách 1m.
- Với bán kính đặt tấm cân bằng trên Rotor là 0,95m, tương ứng với khối lượng mất cân bằng tối đa sẽ là 2,7/0,95 = 2,85kg.
Thiết bị đo độ rung cầm tay Rion Vm-82
- Thực hiện việc cân bằng Rotor:
- Để việc cân bằng được chính xác, cần phải chia nhỏ phần khối lượng 2,85kg thành nhiều tấm khác nhau, mỗi lần cân bằng sẽ thêm, bớt, thay đổi vị trí các tấm căn cứ theo kết quả đo độ rung của máy. Nếu độ rung giảm gần đạt đến giá trị cho phép thì chỉ cần cho 1 tấm có khối lượng nhỏ vừa phải.
- Thực tế tổng khối lượng thêm vào thường nhỏ hơn khối lượng tối đa cho phép vì trước đó nhà chế tạo đã cân bằng sơ bộ. Việc cân bằng hiện tại chỉ là do thay đổi tâm rotor trong quá trình tháo, lắp đặt căn chỉnh với trục tuabin,
3. Khả năng áp dụng của giải pháp:
- Giải pháp đã được áp dụng thành công trong việc cân bằng động Rotor 02 tổ máy Nhà máy thuỷ điện Sử pán 2- Sapa- Lào Cai công suất 11.5MW năm 2016, 2017.
- Có khả năng áp dụng rộng rãi đến các Nhà máy thuỷ điện khác sau khi đại tu sửa chữa