Xem xét lỗi van điều khiển máy khử khí: Không đủ mở & Phản hồi Deviation (ABB Positioner)

Van điều khiển khí nén đóng vai trò là bộ phận truyền động cốt lõi trong hệ thống điều khiển của tổ máy, hoạt động hiệu quả như "tay và chân" của thiết bị. Trong quá trình vận hành và bảo trì định kỳ, các vấn đề như phản hồi vị trí van bị sai lệch, đóng mở hạn chế và chuyển đổi đột ngột từ chế độ tự động sang thủ công là phổ biến; các nỗ lực khắc phục sự cố thường ưu tiên các lỗi nghi ngờ của bộ định vị hoặc kẹt thân van. Tuy nhiên, sự cố gần đây của van điều khiển mức nước khử khí trên Tổ máy 4 đã trình bày một lỗi cổ điển, cực kỳ khó lường và khó phát hiện: van vượt qua các bài kiểm tra hành trình đầy đủ khi không tải, sự cố vẫn tiếp diễn ngay cả sau khi thay thế bộ định vị bằng bộ mới, và không có dấu hiệu rò rỉ khí trên bề mặt ngoài của xi lanh. Tuy nhiên, van vẫn tiếp tục gặp lỗi theo dõi, đóng mở tối đa chỉ 20% và tự đóng đột ngột, gây ra những thách thức khắc phục sự cố đáng kể.

Bài viết này cung cấp một đánh giá toàn diện về quy trình khắc phục sự cố, đi sâu vào nguyên nhân gốc rễ, và tóm tắt các bài học kinh nghiệm chính và các chiến lược bảo trì tiêu chuẩn hóa để cung cấp hướng dẫn thực tế cho đồng nghiệp xử lý các vấn đề tương tự về van điều khiển khí nén.

01 Tổng quan về sự cố: Bất thường vận hành đột ngột

Thiết bị gặp sự cố là van điều khiển mức nước khử khí của Tổ máy 4, được trang bị bộ định vị khí nén ABB. Nó hoạt động theo nguyên lý "khí vào để mở" và rất quan trọng trong việc điều chỉnh mức nước của tổ máy.

02 Hành trình khắc phục sự cố phức tạp: Nhiều đánh giá sai lầm và loại trừ có hệ thống

Các đặc điểm xác định của sự cố này là tính chất khó phát hiện, sự hiện diện của nhiều yếu tố gây nhiễu và nguy cơ chẩn đoán sai cao. Các chuyên gia từ hai chuyên ngành đã tiến hành kiểm tra chéo lặp đi lặp lại và bác bỏ các kết luận ban đầu; quy trình này mang tính tiến triển và mang lại giá trị đáng kể cho phân tích sau sự cố. Quy trình giải quyết hoàn chỉnh được phác thảo dưới đây:

Bước 1: Nghi ngờ ban đầu về kẹt van - Đã loại trừ

Dựa trên các triệu chứng như đóng mở van không đủ và không theo dõi tín hiệu vị trí, nhân viên bảo trì ban đầu nghi ngờ kẹt thân van. Nhân viên cơ khí đã vận hành thủ công bánh xe tay của van để ép vị trí đến mục tiêu 25%, nhưng khi nhả bánh xe tay, van nhanh chóng tụt về 18%. Kiểm tra trực quan và kiểm tra rò rỉ cho thấy không có rò rỉ khí trên bề mặt ngoài của xi lanh, loại trừ hiệu quả kẹt van hoặc rò rỉ xi lanh bên ngoài và chuyển trọng tâm nghi ngờ sang bộ định vị van ABB.

Bước 2: Hiệu chỉnh lại bộ định vị.

Sau khi xác nhận hoạt động bình thường trong quá trình kiểm tra không tải, nhân viên điều khiển nhiệt đã ban hành lệnh công việc bảo trì đúng quy trình, thực hiện các biện pháp cách ly an toàn và đóng các van cách ly thủ công phía thượng nguồn và hạ nguồn của van điều khiển. Một cuộc kiểm tra toàn diện hệ thống cấp khí đã được tiến hành, xác nhận rằng van giảm áp khí, đường ống cấp và bộ khuếch đại khí nén đang hoạt động bình thường, không có rò rỉ và áp suất cấp khí ổn định, tuân thủ quy định.

Sau đó, một lần hiệu chỉnh hành trình đầy đủ chính xác của bộ định vị ABB đã được thực hiện, tiếp theo là thử nghiệm đóng/mở tại chỗ phối hợp với nhân viên vận hành. Trong điều kiện không tải (không có môi chất quy trình), van hoạt động trơn tru trên toàn bộ hành trình; tín hiệu lệnh và phản hồi được đồng bộ hóa hoàn hảo mà không có sai lệch, và tất cả các thông số đều đáp ứng yêu cầu kỹ thuật.

Bước 3: Chạy thử với môi chất quy trình; sự cố tái diễn dẫn đến bế tắc.

Sau khi hoàn thành bảo trì và dỡ bỏ các biện pháp cách ly hệ thống, một lần chạy thử với môi chất quy trình đã được tiến hành. Sự cố tái diễn: dưới hoạt động có áp suất, đóng mở tối đa của van chỉ đạt 20%, không đạt được phạm vi hoạt động yêu cầu.

Ở giai đoạn này, thiết bị trình bày một kịch bản cực kỳ gây hiểu lầm: các thông số hiệu chỉnh của bộ định vị nằm trong giới hạn, hoạt động không tải bình thường, thân van không có dấu hiệu kẹt hoặc hư hỏng, và hệ thống cấp khí không có rò rỉ hoặc bất thường về áp suất. Các phương pháp khắc phục sự cố thông thường không xác định được vị trí lỗi, khiến công việc bảo trì bị đình trệ.

Bước 4: Thay thế bằng bộ định vị mới; sự cố vẫn tiếp diễn.

Để loại trừ hoàn toàn các vấn đề tiềm ẩn của bộ định vị, nhân viên điều khiển nhiệt đã thay thế bộ phận bằng một bộ định vị ABB hoàn toàn mới cùng loại và thực hiện hiệu chỉnh hành trình đầy đủ một lần nữa. Tuy nhiên, sau khi mở van thủ công đến 50% tại chỗ, van không giữ được vị trí và từ từ đóng lại.

Sự cố vẫn tiếp diễn mặc dù có bộ định vị mới; đội vận hành và bảo trì ban đầu xác định rò rỉ xi lanh bên trong là nguyên nhân gốc rễ. Tuy nhiên, nhân viên cơ khí đã tiến hành kiểm tra rò rỉ tỉ mỉ nhiều lần trên bề mặt ngoài và các kết nối của xi lanh mà không tìm thấy điểm rò rỉ nào, khiến nỗ lực khắc phục sự cố lại bị đình trệ.

Bước 5: Xác định vị trí lỗi ẩn và loại bỏ sự cố.

Để phá vỡ bế tắc trong khắc phục sự cố, các đội điều khiển nhiệt và cơ khí đã tiến hành kiểm tra chi tiết chung. Cuối cùng, họ đã xác định được lỗi ẩn cốt lõi: gioăng làm kín tại mối nối giữa xi lanh và trục van đã bị lão hóa và xuống cấp, gây ra rò rỉ bên trong nhỏ.

Đây là một rò rỉ bên trong thiết bị không có dấu hiệu bên ngoài; nó không thể phát hiện được bằng các phương pháp kiểm tra trực quan thông thường hoặc phương pháp phát hiện rò rỉ bên ngoài, khiến nó trở thành một ví dụ điển hình về lỗi ẩn. Nhân viên bảo trì đã ngay lập tức thay thế gioăng làm kín bằng một cái hoàn toàn mới, loại bỏ hoàn toàn nguy cơ rò rỉ bên trong. Sau khi thiết bị được đưa trở lại hoạt động, các hành động chuyển đổi và điều chỉnh hành trình đầy đủ của van đã trở nên chính xác và trơn tru, và hoạt động dưới điều kiện quy trình thực tế ổn định; sự cố đã được giải quyết triệt để.

03 Phân tích sâu về nguyên nhân gốc rễ

Nhiều đồng nghiệp O&M có thể tự hỏi: tại sao van hoạt động hoàn hảo trong quá trình kiểm tra không tải, nhưng lại thường xuyên gặp sự cố khi hoạt động dưới điều kiện quy trình thực tế và có tải? Trên thực tế, nguyên nhân gốc rễ của tất cả các bất thường này nằm ở rò rỉ bên trong tại gioăng làm kín trục xi lanh. Cơ chế cơ bản rất đơn giản:

Vấn đề cốt lõi là rò rỉ bên trong tại gioăng làm kín trục xi lanh, như được giải thích dưới đây:

1. Không tải/Không chênh lệch áp suất - lỗi vẫn ẩn: Không có môi chất quy trình, không có áp lực ngược tác dụng lên đầu van. Lượng khí thất thoát do rò rỉ xi lanh nhỏ là không đáng kể và vẫn còn đủ áp suất khí để đáp ứng nhu cầu hoạt động; do đó, quá trình hiệu chỉnh và kiểm tra hành trình đầy đủ đều có vẻ bình thường.
2. Có tải/Có môi chất - lỗi trở nên rõ ràng: Trong quá trình vận hành với môi chất quy trình, áp suất từ bộ khử khí tạo ra một lực đối kháng lên đầu van, đòi hỏi xi lanh phải cung cấp đủ lực đẩy để vượt qua chênh lệch áp suất. Rò rỉ bên trong tại gioăng làm kín trục van gây mất áp suất cấp khí và lực đầu ra không đủ, khiến không thể duy trì vị trí van mục tiêu. Điều này dẫn đến một loạt các vấn đề, chẳng hạn như đóng mở hạn chế, trôi vị trí van và sai lệch đáng kể giữa lệnh và phản hồi.
3. Tính chất cực kỳ gây hiểu lầm của sự cố: Vì rò rỉ xảy ra bên trong xi lanh, không có dấu hiệu rò rỉ khí bên ngoài. Việc phát hiện rò rỉ bên ngoài và kiểm tra trực quan thông thường không phát hiện ra vấn đề, khiến việc chẩn đoán sai vấn đề là lỗi của bộ định vị hoặc thân van trở nên dễ dàng, dẫn đến sửa chữa không hiệu quả và làm lại nhiều lần.

04 Bài học kinh nghiệm O&M & Biện pháp phòng ngừa

Sự cố này là một trường hợp nghiên cứu điển hình trong O&M van điều khiển khí nén tại các nhà máy điện, làm nổi bật những điểm mù trong bảo trì định kỳ. Các bài học kinh nghiệm thực tế chính bao gồm:

1. Thoát khỏi tư duy bảo trì truyền thống: Khi đối mặt với tình trạng trôi vị trí van, đóng mở không đủ hoặc sai lệch phản hồi lớn, đừng mù quáng hiệu chỉnh hoặc thay thế bộ định vị! Kết quả kiểm tra không tải bình thường không đảm bảo hiệu suất hoạt động thỏa đáng; ưu tiên kiểm tra các bộ phận ẩn như gioăng làm kín xi lanh bên trong và gioăng làm kín trục van.
2. Thêm bài kiểm tra "giữ vị trí van" chuyên dụng: Sau khi bảo trì van điều khiển khí nén, phải thực hiện bài kiểm tra giữ vị trí. Điều này bao gồm việc đặt van ở một vị trí mở cụ thể, cắt nguồn cấp khí và theo dõi bất kỳ sự trôi hoặc tụt vị trí van nào để phát hiện chính xác các rò rỉ nhỏ bên trong.
3. Thực hiện nghiêm ngặt các lần chạy thử dưới điều kiện vận hành thực tế: Sau khi bảo trì và hiệu chỉnh, van điều khiển phải trải qua các lần chạy thử dưới tải và có môi chất quy trình chảy qua. Việc vượt qua bài kiểm tra không tải chỉ là yêu cầu cơ bản; hoạt động bình thường dưới tải là tiêu chuẩn quan trọng để đưa thiết bị vào vận hành.
4. Tập trung vào các bộ phận ẩn dễ bị lão hóa: Gioăng làm kín xi lanh và trục van rất dễ bị lão hóa và hư hỏng do chuyển động qua lại liên tục và biến động nhiệt độ, nhưng những lỗi như vậy thường bị che giấu. Các bộ phận này phải được đưa vào danh sách kiểm tra ưu tiên trong quá trình bảo trì định kỳ và thay thế thường xuyên để chủ động giảm thiểu rủi ro.

Sự cố van điều khiển khí nén trong các nhà máy điện không bao giờ là những vấn đề đơn giản có thể giải quyết chỉ bằng cách thay thế bộ phận và hiệu chỉnh lại. Nhiều lỗi ẩn nằm trong các điểm mù của kiểm tra định kỳ, thử thách khả năng suy luận logic và chuyên môn khắc phục sự cố của nhân viên vận hành và bảo trì.

Đánh giá sự cố van điều khiển khử khí này nhằm mục đích giúp bạn tránh những cạm bẫy bảo trì tương tự, xây dựng kinh nghiệm trong việc khắc phục sự cố ẩn và tăng cường các biện pháp bảo vệ cho hoạt động an toàn và ổn định của tổ máy phát điện.