Hướng dẫn kỹ thuật: Kiểm tra tại chỗ, lắp đặt và nghiệm thu các tổ máy phát điện diesel

Bài viết này giới thiệu một cách có hệ thống các yêu cầu về độ chính xác của thiết bị đo, các phương án cấu hình tải và các thông số điện quan trọng cho việc kiểm tra tại nhà máy và tại hiện trường các tổ máy phát điện diesel. Bài viết nêu chi tiết các điểm kiểm tra thiết bị trước khi khởi động, tiêu chuẩn giám sát các thông số vận hành và các quy định nghiệm thu lắp đặt. Hướng dẫn này cung cấp các tài liệu tham khảo kỹ thuật toàn diện cho việc hiệu chỉnh tại hiện trường, nghiệm thu và vận hành an toàn các tổ máy phát điện.

1. Điều kiện thử nghiệm và kiểm tra thiết bị trước khi vận hành

Các thiết bị đo có độ chính xác cấp 1,0 có thể được sử dụng để thực hiện các phép đo tại nhà máy và tại hiện trường đối với các tổ máy phát điện diesel. Các phép thử chung phải được tiến hành trên các tổ máy phát đã được làm nóng đầy đủ trước khi khởi động. Công suất thiết bị có thể được hiệu chỉnh theo điều kiện môi trường như yêu cầu của các tiêu chuẩn. Đối với phép thử tải, nên sử dụng tải thuần trở hoặc tải cảm tính có hệ số công suất ≥0,8. Các bước tải cần tuân theo trình tự: không tải, 25%, 50%, 75% và 100% công suất định mức. Đối với phép thử tải dung tính, cần cấu hình tải thuần trở bằng 100% công suất tác dụng cực đại của tổ máy, đồng thời kết hợp tải dung tính tương ứng để đạt hệ số công suất sớm (leading power factor) bằng 0,95. Trừ khi có quy định khác, tất cả các giá trị điện đều phải được đo tại các đầu ra của bảng điều khiển máy phát.

1.1 Kiểm tra trước khi khởi động động cơ diesel

Trước khi khởi động máy phát điện, tiến hành kiểm tra toàn bộ hệ thống động cơ diesel để loại bỏ các rủi ro tiềm ẩn. (1) Kiểm tra độ siết chung: Đảm bảo thiết bị đã được làm sạch kỹ lưỡng. Kiểm tra bu-lông nền, bu-lông bánh đà và các đai ốc trên tất cả bộ phận chuyển động xem có bị lỏng không; siết chặt lại nếu cần. (2) Kiểm tra khe hở và nén: Xác minh tất cả khe hở cơ học, đặc biệt là khe hở van nạp/xả và khe hở cơ cấu giảm áp. Đặt tất cả xi-lanh ở vị trí giảm áp, quay tay máy để lắng nghe tiếng ồn cơ học bất thường và xác nhận chuyển động quay trơn tru; quay tay máy để bôi trơn các bề mặt ma sát. Vô hiệu hóa cơ cấu giảm áp rồi quay tay máy thêm lần nữa để kiểm tra áp suất nén trong xi-lanh. Lực cản cao khi quay tay cho thấy hiệu suất nén tốt. (3) Kiểm tra hệ thống cung cấp nhiên liệu: Đảm bảo lỗ thông hơi trên nắp bình nhiên liệu không bị tắc và làm sạch mọi dị vật. Đổ đầy nhiên liệu diesel đúng cấp độ và xác nhận đủ lượng nhiên liệu; mở van khóa nhiên liệu. Quay tay máy ở chế độ giảm áp; tiếng phun rõ ràng từ mỗi xi-lanh chứng tỏ việc phun nhiên liệu đang hoạt động đúng. Nếu không nghe tiếng phun hoặc không có nhiên liệu được cung cấp, có thể có không khí lọt vào mạch nhiên liệu. Xả không khí bằng cách nới lỏng các vít xả trên bộ lọc nhiên liệu và bơm phun nhiên liệu. Kiểm tra đường ống và mối nối nhiên liệu xem có rò rỉ không. Đổ dầu bôi trơn vào bơm phun và bộ điều tốc đến mức quy định. (4) Kiểm tra hệ thống làm mát: Kiểm tra mức dung dịch làm mát trong két nước và bổ sung nước mềm sạch khi cần. Kiểm tra các mối nối ống dẫn xem có rò rỉ không. Đảm bảo cánh bơm làm mát quay tự do và kiểm tra độ căng phù hợp của dây đai truyền động. (5) Kiểm tra hệ thống bôi trơn: Kiểm tra ống dẫn dầu và các khớp nối xem có rò rỉ dầu không. Bôi mỡ đúng loại vào tất cả các điểm tra mỡ. Rút que thăm dầu ra để xác minh mức dầu trong các-te đạt yêu cầu; chọn cấp độ nhớt phù hợp với khí hậu và mùa tại địa phương. Nếu mức dầu cao hơn phạm vi tiêu chuẩn, cần điều tra ba nguyên nhân phổ biến: đổ quá nhiều dầu, nhiên liệu diesel rò rỉ vào cacte làm loãng dầu, hoặc nước làm mát rò rỉ vào dầu bôi trơn. (6) Kiểm tra hệ thống khởi động điện: Kiểm tra mật độ điện phân ắc-quy khởi động trong khoảng 1,240–1,280 kg/L. Giá trị dưới 1,180 kg/L cho thấy mức sạc thấp. Kiểm tra tính chính xác của dây nối; làm sạch lớp ăn mòn và bụi bẩn trên các cực ắc-quy. Đảm bảo tiếp xúc điện tốt giữa mô-tơ khởi động và bộ kích hoạt điện từ.

1.2 Kiểm tra lắp đặt bộ phát điện

(1) Yêu cầu về độ sai lệch khi nối ghép: Khi nối ghép máy phát điện xoay chiều và động cơ diesel, độ song song và độ đồng tâm của bộ nối ghép phải nhỏ hơn 0,05 mm; trong điều kiện lắp đặt thực tế tại hiện trường, có thể nới lỏng tối đa đến 0,1 mm. Độ lệch quá mức sẽ gây hư hại cho ổ bi. Sau khi căn chỉnh vị trí, cần cố định bộ nối ghép bằng chốt định vị và kiểm tra lại độ căn chỉnh trước khi lắp đặt. (2) Máy phát điện xoay chiều dùng ổ trượt: Chiều cao tâm của máy phát điện xoay chiều phải hơi thấp hơn chiều cao tâm của động cơ diesel nhằm ngăn khối lượng bánh đà truyền xuống ổ bi của máy phát điện xoay chiều. Việc này tránh tải phụ làm phá vỡ màng dầu bôi trơn trên ổ bi, dẫn đến quá nhiệt hoặc cháy ổ bi. Không được gắn thêm bất kỳ vật nặng nào lên bộ nối ghép. (3) Thông gió và bảo vệ: Đảm bảo cửa hút khí làm mát không bị cản trở. Ngăn không để khí thải nóng quay trở lại vào bên trong máy phát điện xoay chiều. Các cánh chớp trên nắp thông gió phải hướng xuống dưới để đáp ứng yêu cầu bảo vệ theo tiêu chuẩn IP. (4) Máy phát điện xoay chiều một đầu trục: Cần đặc biệt chú ý duy trì khe hở không khí đều giữa stato và rôto trong suốt quá trình nối ghép cơ khí. (5) Đi dây điện: Chọn cáp điện và đầu cốt đồng phù hợp theo sơ đồ đi dây. Sau khi siết chặt đầu cốt đồng vào thanh cái, khe hở cục bộ tại các mối nối không được vượt quá 0,05 mm. Khoảng cách giữa các dây dẫn phải lớn hơn 10 mm và phải lắp đặt đầy đủ dây dẫn nối đất theo yêu cầu. Các cực đầu ra trong hộp đấu dây được đánh dấu lần lượt là U, V, W, N. Thứ tự pha thực tế phụ thuộc vào chiều quay chứ không phụ thuộc vào các ký hiệu cố định này.

2. Các chỉ số hiệu suất kỹ thuật và giám sát vận hành

2.1 Hiệu suất ổn định điện áp

Khi tổ máy phát điện mang tải hoặc tải thay đổi, điện áp đầu ra sẽ dịch chuyển sang một giá trị mới. Thời gian để điện áp ổn định được gọi là thời gian ổn định điện áp, thường nằm trong khoảng 0,5–3 giây. Thời gian ổn định ngắn hơn biểu thị khả năng phản ứng nhanh hơn trước sự biến thiên tải. Tỷ lệ điều chỉnh điện áp trạng thái ổn định được tính bằng phần trăm chênh lệch giữa điện áp đã ổn định và điện áp đặt ở chế độ không tải, thường là ±3% đến ±5%. Chỉ số này phản ánh khả năng điều chỉnh điện áp của tổ máy dưới các biến động tải.

2.2 Hiệu suất ổn định tần số

Độ ổn định tần số mô tả cách tần số đầu ra thay đổi theo tải. Hai thông số chính là thời gian ổn định tần số và tỷ lệ điều chỉnh tần số trạng thái ổn định. Giá trị thấp hơn cho thấy khả năng phản ứng tốt hơn và kiểm soát tần số hiệu quả hơn trước các biến đổi tải.

2.3 Các chỉ số kinh tế nhiên liệu

(1) Mức tiêu thụ nhiên liệu cụ thể: Khối lượng nhiên liệu tiêu thụ trên mỗi kW công suất hiệu dụng mỗi giờ, đơn vị: g/(kW·h). Đây là chỉ số cốt lõi để đánh giá hiệu suất nhiên liệu của động cơ diesel. (2) Hiệu suất hiệu dụng: Tỷ lệ giữa nhiệt lượng được chuyển đổi thành năng lượng cơ học hữu ích so với tổng nhiệt lượng giải phóng từ việc tiêu thụ nhiên liệu, đo lường mức độ hiệu quả khi chuyển đổi năng lượng hóa học trong nhiên liệu thành công cơ học.

2.4 Các thông số giám sát chính trong quá trình vận hành

(1) Ampe kế: Kiểm tra chỉ số dòng điện. Chuyển đổi giữa các pha để đo dòng điện pha; độ chênh lệch giữa các pha không được vượt quá 10%. (2) Vôn kế: Giám sát liên tục điện áp đầu ra. (3) Hệ thống sạc: Đèn báo sạc phải hiển thị dấu dương (+). Chỉ số âm (-) nghĩa là pin không đang được sạc. (4) Đồng hồ đo áp suất dầu bôi trơn: Duy trì áp suất dầu bôi trơn trong phạm vi do nhà sản xuất quy định. (5) Đồng hồ đo nhiệt độ chất làm mát: Phạm vi nhiệt độ hoạt động bình thường: 65–93°C. Chỉ số bị kẹt hoặc nhiệt độ trên 93°C là bất thường. (6) Tốc kế: Giám sát tốc độ quay của động cơ. Đối với hệ thống điện 60 Hz, tốc độ định mức là 1800 vòng/phút. (7) Âm thanh và rung động: Lắng nghe tiếng ồn và rung động bất thường trong quá trình vận hành.

3. Quy định nghiệm thu lắp đặt

3.1 Vị trí lắp đặt và yêu cầu về môi trường

(1) Điện áp định mức của tổ máy phát điện tại hiện trường phải phù hợp với điện áp hệ thống yêu cầu. (2) Các tổ máy phát diesel cố định phải được lắp đặt trên nền móng trong nhà được thiết kế kỹ thuật, nâng cao 0,25–0,30 m so với mặt sàn. Các tổ máy di động hoặc lắp trên moóc phải luôn được giữ ở trạng thái cân bằng và ổn định. Moóc phải được nối đất đáng tin cậy và chèn chặn bánh xe. Các tổ máy đặt ngoài trời cần có mái che bảo vệ. (3) Tổ máy phát điện, tủ điều khiển và phòng trạm đóng cắt phải đảm bảo khoảng cách an toàn điện phù hợp và đáp ứng các yêu cầu về phòng cháy chữa cháy. Đường ống xả khí thải phải dẫn ra ngoài tòa nhà. Bể chứa nhiên liệu tuyệt đối không được đặt trong nhà hoặc gần đường ống xả khí thải. (4) Đặt tổ máy phát điện gần trung tâm tải để thuận tiện cho việc đi dây cáp và tiếp cận hiện trường. Tránh các khu vực trũng thấp dễ ngập lụt cũng như các vị trí nằm phía dưới hướng gió từ các nguồn gây ô nhiễm.

3.2 Liên động điện & Vận hành song song

(1) Đầu ra của máy phát điện phải được liên động điện với nguồn cung cấp từ lưới điện công cộng. Việc kết nối song song với nguồn điện từ lưới công cộng bị nghiêm cấm tuyệt đối. (2) Khi hai hoặc nhiều tổ máy phát điện vận hành song song, thiết bị đồng bộ hóa bắt buộc phải được lắp đặt. Việc kết nối tải chỉ được thực hiện sau khi quá trình đồng bộ hóa thành công.

3.3 Nền móng, lắp đặt và nối đất

(1) Kích thước nền móng, độ bền, bộ giảm chấn rung, lỗ chờ, rãnh cáp và nắp đậy phải tuân thủ các thông số thiết kế. (2) Máy phát điện phải được lắp đặt chắc chắn. Bu-lông neo nền móng sử dụng phương pháp đổ bê tông sau khi lắp, với chiều dài ren nhô ra đồng đều. Các bộ giảm rung phải được lắp giữa cụm máy và khung đỡ theo đúng thiết kế. (3) Bơm nhiên liệu, bồn chứa nhiên liệu, bơm nước và két làm mát phải được lắp đặt cân bằng và cố định chắc chắn. Đường ống dẫn nhiên liệu phải đi thẳng, không rò rỉ. Ống nhiên liệu được sơn màu nâu đỏ và có nhãn chỉ hướng dòng chảy màu đỏ tại các nhánh rẽ. (4) Việc lắp đặt ắc-quy khởi động phải tuân theo bố trí thiết kế; hồ sơ ghi chép đầy đủ kết quả kiểm tra xả/nạp phải được lưu trữ. (5) Cáp nguồn và cáp tín hiệu phải được đi dây theo yêu cầu bản vẽ. Cáp nguồn xoay chiều (AC), cáp nguồn một chiều (DC) và dây tín hiệu không được bó chung với nhau. (6) Cụm máy phát điện, khung đỡ và bồn nhiên liệu đều phải được nối đất đáng tin cậy.

3.4 Tiêu chí kiểm tra nghiệm thu

(1) Trước khi đưa vào vận hành, kiểm tra điện trở cách điện của cuộn dây máy phát và máy kích từ (giữa các cuộn dây và từ cuộn dây đến đất) bằng đồng hồ đo điện trở cách điện 500 V. Điện trở cách điện phải lớn hơn 2 MΩ. (2) Kiểm tra không tải: Động cơ vận hành êm ái, bộ điều tốc điều khiển chính xác và tốc độ ổn định. Không có tiếng ồn bất thường hoặc quá nhiệt. Các đồng hồ đo điện áp, dòng điện, tần số, nhiệt độ, áp suất hiển thị bình thường. (3) Kiểm tra có tải: Bộ điều chỉnh điện áp tự động và bộ điều tốc hoạt động tốt. Nhiệt độ dầu, nhiệt độ nước và áp suất dầu duy trì trong giới hạn bình thường. Không có tiếng ồn bất thường. Hệ thống nhiên liệu, bôi trơn và làm mát vận hành đúng chức năng. Không rò rỉ khí xả; khói xả màu xanh lam nhạt là hiện tượng bình thường. (4) Sau khi hệ thống giám sát được kích hoạt, các chức năng bao gồm khởi động tự động, dừng tự động, điều chỉnh điện áp và tần số, cảnh báo sự cố và hiển thị mức nhiên liệu phải hoạt động đúng như thiết kế.

TỔNG QUAN

Việc kiểm tra tại chỗ và nghiệm thu lắp đặt các tổ máy phát điện diesel bao gồm kiểm soát độ chính xác của thiết bị đo, thử tải theo từng giai đoạn, danh sách kiểm tra trước khi khởi động, giám sát trong quá trình vận hành và nghiệm thu lắp đặt. Tuân thủ thiết bị đo loại Class 1.0, thử tải nhiều giai đoạn, kiểm tra sáu hệ thống trước khi khởi động và bảy chỉ số giám sát cốt lõi trong quá trình vận hành nhằm đảm bảo hiệu suất ổn định của tổ máy. Việc lắp đặt nền móng vững chắc, nối đất đúng cách, bảo vệ liên động và các bài kiểm tra chạy thử đều là những yếu tố thiết yếu. Tuân thủ đầy đủ các quy trình tiêu chuẩn hóa sẽ đảm bảo hoạt động an toàn, ổn định và hiệu quả cho cả ứng dụng dự phòng lẫn ứng dụng công suất chính.

Liên hệ Truyền thông

Shanghai Outevo Machinery Co., Ltd.

Trang web: www.outevo.com

Điện thoại: +8613280091753

Anne