Tiêu chuẩn hóa độ rung của các tổ máy tuabin hơi
Xem xét các quan điểm về mặt công nghệ khi lựa chọn các thuật toán bảo vệ
theo mức độ rung giới hạn của các gối trục. Đề xuất phân loại bốn kiểu theo
mức độ cứng vững. Khuyến nghị thuật
toán tổ hợp, có tính đến thông số độ rung
của các gối trục và trục. Nêu kinh nghiệm
thực hiện bảo vệ các tổ máy tuabin hơi
bằng thiết bị ALMAZ - 7010 của hãng
DIAMECH 2000.
Kết luận của Hội thảo khoa học kỹ thuật toàn Liên bang Nga “Vấn đề rung, hiệu chỉnh độ
rung, theo dõi độ rung và chẩn đoán rung các thiết bị nhà máy điện” tổ chức năm 2005
nêu rõ rằng cần phải đưa vào chương trình nâng cao độ tin cậy của các thiết bị ở các nhà
máy điện những biện pháp về trang bị các hệ thống kiểm tra độ rung bằng các hệ thống
hiện đại, nâng cao chất lượng kiểm tra, theo dõi, phân tích và hiệu chỉnh độ rung cho các
tổ máy tuabin hơi và đảm bảo các chức năng bảo vệ các tổ máy tuabin để các ổ trục
không bị rung (tốc độ rung) quá mức cho phép.
Các nhà máy điện và các hãng cung cấp thiết bị kiểm tra đo lường cảm thấy lúng túng khi
lựa chọn các thuật toán về theo dõi và bảo vệ, điều này liên quan đến việc diễn đạt kém
rành mạch những vấn đề đó trong các văn bản hiện hành của ngành năng lượng Liên
bang Nga. Hãng DIAMECH đã tiến hành phân tích các văn bản nói trên và cả của các
nước xung quanh, các khuyến nghị của các chuyên gia về rung thuộc Liên hiệp Cổ phần
“hệ thống điện thống nhất Liên bang Nga” (LHCP HTĐTN) và công văn của vụ Tổng
thanh tra về vận hành các nhà máy điện và lưới điện thuộc LHCP HTĐTN liên quan đến
bảo vệ chống rung.
Các văn bản trên đều thống nhất về các giới hạn đánh giá tình trạng rung: Cho phép vận
hành khi trị số hiệu dụng của tốc độ rung (vrhd) dưới 4,5 mm/s, vận hành với thời gian
hạn chế với vrhd tới 7,1 mm/s và bắt buộc ngừng tổ máy khi vrhd đạt 11,2 mm/s.
Trong tất cả các văn bản đều dự kiến về định vị các đột biến của tốc độ rung hiệu dụng và
quan điểm chung là: các đột biến cần được chú ý nếu nó xảy ra trên hai hướng của một
gối đỡ hoặc trên các gối đỡ liền kề hoặc trên các gối đỡ của một roto. Đồng thời nhân
viên vận hành phải tự “làm rõ nguyên nhân” và khi cần thiết phải ngừng tổ máy đến

Điều đó thôi thúc cán bộ lãnh đạo các nhà máy điện đến mức độ là khi lắp hệ thống kiểm
tra rung hiện đại phải đặt bảo vệ theo giới hạn của tốc độ rung hiệu dụng bằng 11,2 mm/s,
với số lượng tối đa các điểm (tất cả các gối trục của tổ máy tuabin hơi theo tất cả các
hướng) và đồng thời đưa vào bảo vệ thêm một chỉ tiêu nữa là đột biến về độ rung.
Các quan điểm công nghệ khi lựa chọn thuật toán bảo vệ theo mức giới hạn độ rung
gối trục
bảo vệ tự động kèm theo sa thải công suất gây ra những chế độ nguy hiểm trong hệ thống
“lò hơi – tuabin”, trong đó có chế độ tổ máy quay vượt tốc (khi các van stop, van điều
chỉnh và van một chiều không kín). Vì vậy việc ngừng tổ máy đúng trong phương thức
bảo vệ đòi hỏi phải có căn cứ.
Trước khi lựa chọn thuật toán bảo vệ tổ máy tuabin hơi theo mức giới hạn của độ rung
trên các gối trục cần lưu ý rằng khi lắp ráp phương tiện thiết bị hiện đại, ngoài bản thân
bảo vệ, còn cần đặt khối lượng lớn hệ thống tín hiệu, hệ thống này thông tin trước cho
nhân viên vận hành về tình trạng rung khi:
- Tốc độ rung hiệu dụng qua mức 4,5 và 7,1 mm/s của tất cả các thành phần rung trên gối
trục (rung đứng, ngang, dọc trục);
- Đột biến về độ rung;
- Xu thế chậm;
- Rung tần số thấp.
Đưa vào bảo vệ quá mức cần thiết các điểm và các hướng kiểm tra rung, đặc biệt các
điểm và các hướng dễ có thay đổi, có thể khiến nhân viên vận hành lo ngại tổ máy tuabin
hơi bị ngắt không có căn cứ.
Thành phần rung dọc trục của gối trục
Ở nhiều tổ máy tuabin hơi, thành phần rung dọc trục của gối trục rất nhạy cảm với sự mất
cân bằng, và đó là lý do vì sao các thành phần rung dọc trục của các gối trục, trực tiếp
hoặc kết hợp phức tạp với các thành phần rung đứng và rung ngang, được đưa vào hệ
thống bảo vệ.
Trong khi đó có nhiều nguyên nhân về công nghệ làm tăng rung dọc trục khi mà các
thành phần rung đứng và ngang chỉ ở chừng mực vừa phải. Đó là không cân bằng bậc cao
(cấp 2, cấp 3), sai sót trong gia công khớp nối roto, kết cấu không đối xứng của gối trục

vấn đề nêu trên, trong thiết bị bảo vệ còn giữ lại bảo vệ các gối trục của roto xilanh cao
áp, xi lanh trung áp, xilanh hạ áp và máy phát điện. Đồng thời tất cả mọi gối trục của tổ
máy được đặt dưới sự kiểm soát của bốn thuật toán tín hiệu, theo các mức tốc độ rung
hiệu dụng là 4,5 và 7,1 mm/s, các đột biến, các xu thế, độ rung tần số thấp.
Thuật toán bảo vệ theo mức giới hạn rung trên gối trục
Các văn bản chỉ thị nêu trên không đưa ra những khuyến nghị nhất quán cho các nhà máy
điện về lựa chọn thuật toán bảo vệ theo mức giới hạn về tốc độ rung hiệu dụng.
Dưới đây trình bày các thuật toán bảo vệ phổ biến nhất và các đặc tính của chúng.
Thuật toán thứ nhất - Nhạy cảm. bảo vệ phải tác động khi tốc độ rung hiệu dụng tăng cao
theo một thành phần rung (thẳng đứng hoặc nằm ngang) của bất kỳ gối trục nào của
tuabin và máy phát điện trước, tốc độ rung hiệu dụng dưới 11,2 mm/s. Thuật toán dễ
dàng thực hiện trên thiết bị. Nhược điểm của thuật toán này là sự ngừng tổ máy vô căn cứ
khi độ rung tạm thời tăng cao trong các chế độ quá độ “khởi động - ngừng” tổ máy. Thí
dụ khi “kẹt” gối trục và sau đó độ rung tăng “đột biến”, “lật nhào” gối trục dẫn đến khe
hở giữa gối trục và tấm nền, tạm thời giảm độ cứng và khi có sự sai sót thiết bị của một
trong các kênh rung khi không có những thay đổi trong các kênh khác.
Vì vậy thiết bị bảo vệ theo một kênh là không tin cậy theo quan điểm vận hành, bởi vì nó
có thể dẫn tới việc cắt tổ máy vô căn cứ.
Thuật toán thứ hai - Mềm mại. bảo vệ phải tác động khi tốc độ rung hiệu dụng của một
thành phần rung (thẳng đứng hoặc ngang) của bất kỳ gối trục nào tăng lên tới 11,2 mm/s
và khẳng định tốc độ rung hiệu dụng của thành phần khác của chính gối trục đó hoặc gối
trục bên cạnh tăng lên tới 7,1 mm/s.
Thuật toán thứ ba – Cứng (không nhạy). bảo vệ phải tác động ngay tức khắc khi tốc độ
rung hiệu dụng tăng lên tới 11,2 mm/s theo hai hướng của một gối trục hoặc bất cứ thành
phần nào (đứng hoặc nằm ngang) trên hai gối trục của roto hoặc trên hai gối trục liền kề.
Thuật toán thứ tư - Cứng vừa phải. bảo vệ phải tác động ngay tức khắc khi tốc độ rung
hiệu dụng tăng lên tới 10 mm/s theo hai hướng của một gối trục hoặc bất cứ thành phần
nào (đứng hoặc ngang) trên hai gối trục của roto hoặc trên hai gối trục liền kề.
Thuật toán thứ tư do Hội đồng chuyên gia về rung của Liên hiệp Cổ phần “hệ thống điện
thống nhất Liên bang Nga” đề xuất.