CÔNG TY CỔ PHẦN CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

NHIÊT ĐIÊN PHẢ LẠI Đôc lâp - Tư do - Hanh phúc

Hải Dương, ngày 20 tháng 5 năm 2006

BÁO CÁO TÓM TẤT ĐỂ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC

TÊN ĐỀ TÀI:

"NGHIÊN CỨU XÁC LẬP QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ PHỤC HỔI CÁC LOẠI VAN CAO ÁP NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN "

Mã sô : Phả Lại 01- 02

CÁN Bộ PHỐI HỢP CHỦ NHIỆM ĐỂ TÀI

KS. Vũ Xuân CườngKS. Nguyễn Hổng Tuấn KS. Nguyễn Đăng Thanh Ths. Nguyễn Văn Tiến

KS. Nguyễn Hữu Hằng

BÁO CÁO TÓM TẮT

MỞ ĐẨU

Hệ thống van cao áp là thiết bị quan trọng trong dây truyền sản xuất điện của các nhà máy nhiệt điện nói chung Nhà máy điện Phả lại nói riêng. Tất cả các loại van cao áp trong tổ máy 110 MW đều có tác dụng đóng mờ, điều khiển, điều chỉnh, lưu thông môi chất (Hơi, nước, dầu,...) nhằm đảm bảo các chức năng, tính chất yêu cầu về thông số làm việc theo chế độ vận hành.

Thống kê theo sơ đồ nhiệt chi tiết tổ lò máy 110 MW của Nhà máy nhiệt điện Phả lại thì khối lượng các van cao áp lắp đặt hiện có là hơn 1600 chiếc với chủng loại rất phong phú, van có công dụng đa dạng, đa chức năng, vị trí đặt toàn khắp nhà máy và trên nhiều độ cao khác nhau.

Phân loại van cao áp: Có rất nhiều phương pháp phân loại1- Theo kết cấu của bề mặt làm việc có các loại: Van cánh cống; van

kim; van trụ; van côn; van cầu; van 3 ngả; van nhiều ngả;...2- Theo cách truyền động van có: Van truyền động tay; van truyền

động điện; van truyền động điện - tay.3- Theo môi chất làm việc có: van hơi; van nước; van dầu...4- Theo chức năng làm việc có: Van chặn; van điều chỉnh; van tiết lưu;

van an toàn; van một chiều; van nhất thứ; van nhị thứ...5- Theo dây chuyền sản xuất điện năng của Nhà máy điện Phả Lại chia

theo hệ thống có:- Hệ thống van thổi bụi.- Hệ thống van nước, dài nước cấp.- Hệ thống van giảm ôn.- Hệ thống van hơi chính từ lò vào tua bin.- Hệ thống van xả lò hơi (xả sự cố, xả định kì, xả quá nhiệt,...)- Hệ thống van cung cấp dầu đốt.- Hệ thống van xung an toàn.

tài nghiên. eứu khoa họo 1

BÁO CÁO TÓM TẮT

- Hệ thống van điều chỉnh poy và Bpoy.

- Hệ thống van lấy mẫu hóa- Hệ thống van đồng hồ đo kiểm nhiệt.- Một số van đặc biệt: Van stop; van điều chỉnh tua bin; van cửa trích

hơi tua bin.

6- Theo nhà máy chế tạo7- Theo kích thước đường kính van (Phổ biến nhất và trong đề tài ta

cũng gọi van theo cách phân loại này) về kích cỡ các van cao áp cũng rất khác nhau có từ DylO đến Dy225 (Trừ van Stop và van điều chỉnh tua bin ) theo số

lượng thiết kế gồm:

- Các van cao áp DylOO, Dyl75, Dy225 chiếm khoảng 15% .- Các van cao áp Dy65 chiếm khoảng 15 % tổng số van.

- Các van cao áp DylO, Dy20, chiếm khoảng 70 % tổng số van cao áp hiện

có của Nhà máy.

Kết cấu van cao áp rất phức tạp và nhiều dạng như: Van stốp, van

điều chỉnh tua bin, van hơi Hp van hơi H2, van an toàn, van xung an toàn, van

tiết lưu C8 điều chỉnh đài nước cấp, các van giảm ôn, van thổi bụi...

Điều kiện làm việc cùa các van cao áp rất khắc nhiệt, làm việc trong môi trường: Nhiệt độ cao từ 230 °C đêh 540 °C; áp suất cao từ 100 kg/cm2 đến 240 kg/cm2. Dưới tác động của dòng môi chất này các van cao áp thường xuyên phải chịu sự mài mòn và sự mài sát trượt giữa hai bề mặt làm việc (Mặt

tĩnh và mặt động) mỗi khi đóng mở, điều khiển, điều chỉnh liên tục van. Do

vậy sau nhiều năm vận hành hệ thống van cao áp đã hư hỏng nhiều, thậm chí hư hỏng 100% đòi hỏi phải thay thế van.

Phương pháp sửa chữa chủ yếu đang áp dụng là thay thế mới toàn

van nếu hàng dự phòng cũ còn, thay thế cục bô một số chi tiết lẻ ngoài van.

Đến nay các van cao áp đặc chủng đang ở trong giai đoạn mòn, dão, dơ, hở,

đặc tuyêh làm việc không đúng với đường đặc tuyến thiết kế đã làm giảm hiệu

tài nghiền, cứu kỉiừtì hạc 2

BÁO CÁO TÓM TÁT

suất của thiết bị lò máy, các van này đều đến thời kỳ phải thay thế mới hoặc sửa chữa, phục hồi. Qua khảo sát thực tế sản xuát điện ở Nhà máy cho thấy rằng các van cao áp thường bị hư hỏng theo các dạng sau:

1. Mòn, sước, nứt, rỗ bề mặt làm việc (mặt chính xác tĩnh, động)

2. Mòn nứt vỏ van, đế van và tay van.

3. Hư hỏng hệ thống truyền động, chỉ thị đo lường.

Công nghộ gia công chế tạo van đặc biệt là van cao áp là một loại công nghệ phức tạp nó mang đặc thù riêng với nhiều chuyên ngành khác nhau

của công nghê chế tạo cơ khí. Vật liệu chế tạo van cao áp đòi hỏi cũng rất khắt khe phải chịu mài mòn, nhiệt độ cao và độ bền, tuổi thọ cao. Với van cao áp công nghệ phục hồi mặt chính xác từ nhiều dạng hỏng khác nhau vẫn là

công nghệ quan trọng có tính quyết định và khó khăn nhất của khâu phục hồi

van.

Qua xem xét tài liệu thiết kế cũng như các tài liệu khác trong nước không có giải pháp công nghê chuẩn hoá tương thích có thể áp dụng được .

Đây thực sự là khó khăn cho công tác sửa chữa, phục hồi và là đồi hỏi thực

tiên phải có một giải pháp đồng bộ, quy trình công nghệ tối ưu cho việc sửa

chữa và phục hồi các loại van cao áp cho các Nhà máy nhiệt điện nhằm:

- Chủ đông giải quyết trong nước các công việc sửa chữa, phục hồi và chế tạo các loại van cao áp, tận dụng các phần, các chi tiết còn tốt của thiết bị, giảm giá thành chế tạo, sửa chữa.

- Thiết lập được quy trình công nghê phục hồi một số van cao áp đặc trưng.

- Áp dụng phục hồi dạng van chặn có bộ phận đóng mở bằng điện và van

điều chỉnh tiết lưu C8 (Dyl75 PylOO Ty230) đài nước cấp lò hơi BK3 220- 100-lOc

tàỉ fỉíjhìêíi eứu khừ<f họe 3

BÁO CÁO TÓM TẮT

NỘI DUNG ĐỂ TÀI

"Nghiên cứu xác lập quy trình công nghệ phục hồi các loại van cao áp

Nhà máy Nhiệt điện" được trình bày theo các phần sau:

I) Mở đầu:

Nêu khái quát chung vể chức năng, vai trò và nhiệm vụ của van cao áp

trên sơ đồ nhiệt chi tiết của tổ máy 110 MW trong dây chuyền công nghệ sản

xuất điện năng Nhà máy nhiệt điện Phả Lại.

Thống kê số lượng, chủng loại và vị trí lắp đặt các loại van cao áp được thiết kế trong dây chuyền; Các thông số, đặc tính kỹ thuật và kí hiệu của Nhà

chế tạo van cao áp; Sơ lược về phân loại van, điều kiện làm việc và các dạng

hư hỏng, công nghệ sửa chữa phục hồi của van cao áp.

Trải qua hơn 23 năm vận hành liên tục qua 5 lần trung tu và đại tu các

tổ lò - máy hầu hết các van cao áp của dây chuyền sản xuất điện trong Nhà máy đã được phục hồi thay thế mới qua mỗi lần đại tu. Các van cao áp hỏng

thay ra ngày càng nhiều để tận dụng lại các vỏ van này cần phải có một

phương án xây dựng quy trình công nghệ tối ưu phục hồi van cao áp.

II) Van cao áp sử duns Irons các nhà máy nhiêt điên:

Phân loại chi tiết các loại van cao áp:

- Theo chức năng làm việc- Theo kết cấu của bề mặt làm việc « V- Theo kết cấu nối van vào hệ thống đường ống

- Theo phương pháp truyền động- Theo môi chất làm việc

- Theo dây chuyền sản xuất điện- Theo Nhà máy chế tạo

- Theo đường kính của van

tài nghiên eứu kh oa họe 4

BÁO CÁO TÓM TẮT

Nêu được cấu tạo một số loại van và lập bản vẽ chi tiết để gia công chế

tạo như:

- V an chăn 2 phía dạng nêm tự lựa- V an chặn ty dạng côn kim- Van điều chỉnh dạng kim- Van điều chỉnh dạng nêm tự lựa mặt chính xác tĩnh hoặc động

Miêu tả điều kiện làm việc của van thông qua các thông số cấu tạo

III) Trang thái hư hỏng cấc chi tiết van cao ấp:

Phần này trình bày cách phân loại các dạng hư hỏng thường gặp như:

- Theo trạng thái hư hỏng

- Theo nguyên nhân gây hư hỏng

- Theo khả năng phục hồi

Phân tích dạng hư hỏng một số chi tiết chính của van cao áp như:

- Mặt chính xác động- Mặt chính xác tĩnh

- Đầu chặn van kim điều chỉnh

- Nứt vỏ van

- Các chi tiết truyền động- Một số chi tiết khác ■

IV) Vât liêu chế tao các chi tiết chính van cao áp:

Tập hợp các tài liệu của Nhà chế tạo van ở Liên Xô (cũ) và cắt mẫu phân tích một số chi tiết bị hư hỏng của câc van cao áp tháo ra; Nhóm tác giả đã lập được bảng vật liệu chế tạo và thay thế tương đương cho các chi tiết của

van như:

- Thân vantài Hijhieti eứtt kh&a họe 5

BÁO CÁO TÓM TẮT

- Nắp van- Chân càng van

- Thân má động- Tết chèn

- Ép chèn tết

- Trục bu lông quay

- Ống ren (Bạc xoay)

- Ty van- Gông van

- Vật liệu bề mặt làm việc

V) Công nghê phuc hồi van cao áp:

Số lượng van cao áp trong dây chuyền sản xuất điện Nhà máy điện Phả

Lại là rất lớn và đa dạng về chủng loại vậy việc nghiên cứu phục hồi chúng chắc chắn sẽ đem lại hiệu quả kinh tế cao. Với những điều trên có thể thấy

rằng việc lựa chọn đối tượng nghiên cứu loại van phục hồi rất quan trọng;

Xuất phát từ đó và từ mục tiêu nghiên cứu hợp lý hơn cả chọn loại van đáp

ứng các yêu cầu sau:

- Có: Kết cấu hình học, Vật liệu chế tạo, Điều kiện làm việc, ... tương

đối điển hình. Kết quả nghiên cứu phục hồi loại van này có thể áp dụng rộng

rãi để phục vụ việc phục hồi các loại van khác.

- Là loại van có giá trị tương đối lớn. Có như vậy việc phục hồi chúng

mới có giá trị, hiệu quả kinh tê' cao.

- Đảm bảo độ an toàn nhất định khi đưa sản phẩm nghiên cứu vào thử

nghiệm công nghiệp - đưa vào hệ thống nhiệt của tổ máy. Điều này hết sức

quan trọng vì tổ máy phát điện có yêu cầu rất cao về độ an toàn và tin cậy của

hệ thống.

^39/ tài nghìềíi ('áít idioa họe 6

BÁO CÁO TÓM TẤT

Đề tài đã chọn van C7 (Dyl75 Py235 Ty230), C8 (Dyl75/225 Py235 Ty230) đài nước cấp và van Hl, H2 (Dy225 PylOO Ty540) đường hơi chính

làm đối tượng nghiên cứu phục hồi.

Khảo sát nghiên cứu cấu tạo, nguyên lý làm việc, vật liệu chế tạo, ...

Lập bản vẽ chi tiết, bản vẽ chê' tạo, quy trình công nghệ để gia công chế tạo, phục hồi các chi tiết của các van đã chọn ở trên. Đặc biệt nghiên cứu vật liêu

bề mặt lớp phủ làm việc của van (Bề mặt làm việc tĩnh và động) từ đó đưa ra

quy trình tạo lớp phủ như:

- Hàn đắp bằng que hàn hợp kim đặc biệt

- Phương pháp phun phủ Plasma- Hàn đáp bằng phương pháp cảm ứng trong chân không- Phương pháp phủ microplasma

Đề tài đã chọn phương pháp hàn đắp bằng que hàn hợp kim đặc biệt để tạo lớp phủ bề mặt bởi phương pháp có tính khả thi cao nhất và cũng đáp ứng

được chất lượng bề mặt khi sử dụng với các loại que hàn:

- Que hàn ỤH6 TOCT 10051- 62 Liên Xô

- Que hàn S308L16N Huyndai Hàn Quốc

- Que hàn SM - 316 Huyndai Hàn Quốc- Que hàn ESAB.E3O8L Thuỷ Điển

- Que hàn ESAB.E316 Thuỷ Điển

- Que hàn UN - 316 ELC Anh

Sau khi đã tạo ra lớp phủ bề mặt má động và mã tĩnh (bề mặt làm việc

của van) đề tài đã lập được các quy trình gia công phục hồi sau:

- Quy trình công nghệ phục hồi má động

- Quy trình công nghê phục hồi má tĩnh

- Quy trình công nghệ phục hồi van cao áp

tời nạhìềtỉ eứu lihfid ttạe 7

BÁO CÁO TÓM TẮT

úhg dụng quy trình công nghệ gia công phục hồi này đề tài đã phục hồi

thành công các van cao áp tiêu biểu trên và nhiều loại van khác góp phần đáng kể vào việc cung cấp các van thay thế trong quá trình trung tu và đại tu của

nhà máy.

VI) Thử nghiêm:

Để đánh giá chất lượng van sau khi phục hồi cần tiến hành thử nghiêm.

Thử nghiệm được tiến hành hai bước:

- Thử độ kín bằng áp lực tĩnh 350 - 352 kg/cm2 trên hệ thôhg đồ gá.

- Thử công nghiệp lắp vào dây truyền công nghệ sản xuất điện.

VII) Tính toán hiêu quả kinh tế khi phuc hồi:Tổng hợp chi phí phục hồi van cao áp (Van C7)

I. Chi phí trực tiếp:

Chi phí vật tư: 16.089.890Chi phí nhân công: 2.791.005

Chi phí máy thi công: 35.934.603Cộng: 54.815.498

n. Chi phí chung: 63,5% NC 1.772.288

Cộng I+II: 56.587.787

ni. Thu nhập chịu thuế tính trớc 5,5% (1+ n):3.112.328

Giá trị phục hồi trớc thuế (I + n 4- HI): 59.700.115

IV. Thuế giá trị gia tăng 5% (I+II+III): 2.985.006

V. Chi phí đồ gá: 2.044.103

VI. Tổng cộng giá thành: 64.729.224

Giá mua nhập ngoại: 7000 USD X 15740 = 110.180.000

Giá phục hồi van cao áp bằng 58,7 % so với giá mua mới.

VII) Kết luân và kiến nghi:

1. Số lượng van cao áp sử dụng trong các Nhà máy nhiệt điện tương đối

nhiều. Điều kiện của van cao áp rất khắc nghiệt đòi hỏi phải dùng vật liệu chịu tài HíỊỈỉièn eứu khoí! họe 8

BÁO CÁO TÓM TẮT

bền nóng và có tính chất cơ lý đặc biệt để chế tạo và phục hồi van cao áp.

2. Việc lựa chọn van cao áp C7 tại Nhà máy điện Phả Lại làm đối tượng nghiên cứu phục hồi là hợp lý. Kết quả nghiên cứu công nghệ phục hồi loại van này có thể áp đụng để phục hồi các loại van cao áp khác và cả van của các

nhà máy nhiệt điện Phả Lại và các nhà máy nhiệt điện khác.

3. Trong việc phục hồi van cao áp, việc phục hồi vì chế tạo các chi tiết

làm kín, đặc biệt là nghiên cứu tạo lớp phủ bề mặt chi tiết làm kín là rất quan

trọng. Có nhiều vật liệu và phương pháp tạo lớp phủ. Nhưng hợp lý hơn cả là

tạo lớp phủ bằng que hàn hợp kim. Trong các loại que hàn, que hàn ỤH6 của

Nga có thể dùng để tạo lớp phủ. Hiện nay trong điều kiện tại Việt Nam có thể

dùng que hàn UN-316ELC tạo lớp phủ kết hợp với hoá luyện bằng phương pháp thấm các bon - ni tơ thể lỏng để tạo ra lớp phủ có đặc tính kỹ thuật cần thiết của van cao áp.

4. Đề tài đã thực hiện được đầy đủ các nội dung đề ra trong đề cương:

Khảo sát tình trạng hư hỏng van, phân tích vật liệu, lựa chọn loại van nghiên

cứu, lập bộ bản vẽ chế tạo, đề ra qui trình công nghệ, chế tạo đồ gá, phục hồi hoàn chỉnh van và thử nghiêm xuất xưởng.

5. Việc phục hồi van cao áp cho các nhà máy nhiệt điện là hiện thực và có hiệu quả kinh tế. Đề nghị cho phép đề tài mở rộng phạm vi áp dụng tới các

loại van khác và tại các nhà máy điện khác.

CHƯ NHIẸM ĐE TAI

í *

Nguyễn Hữu Hằng

We tòi ntịhtỉn (ứu kỉìôa họe 9