Tổng quan về giáo trình

Giáo trình Vận hành Tuabin hơi và Hệ thống Thiết bị phụ 1 là tài liệu đào tạo chuyên môn nghề bắt buộc thuộc chương trình đào tạo nghề Vận hành Nhà máy nhiệt điện (trình độ Trung cấp và áp dụng cho hệ Cao đẳng), được ban hành theo Quyết định số 195/QĐ-CĐDK ngày 25 tháng 03 năm 2020 của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Dầu khí (Tập đoàn Dầu khí Việt Nam). Học phần mang mã số KTĐ19MĐ62 với thời lượng đào tạo 135 giờ, tương đương 05 tín chỉ, trong đó thời lượng thực hành, thí nghiệm, thảo luận chiếm ưu thế tuyệt đối với 114 giờ (chiếm khoảng 84,4%), lý thuyết 14 giờ và kiểm tra 7 giờ. Giáo trình do các tác giả Ninh Trọng Tuấn và Nguyễn Thị Lan biên soạn, với sự phối hợp chuyên môn của tổ bộ môn Điện, Cơ khí và cán bộ kỹ thuật từ Công ty Cổ phần Nhiệt điện Phả Lại cùng Công ty Cổ phần Nhiệt điện Hải Phòng.

Mục tiêu đào tạo của giáo trình tập trung vào việc trang bị cho người học hệ thống kiến thức và kỹ năng thực hành chuẩn xác:

  • Trình bày đầy đủ lý thuyết và quy trình thực hiện các công đoạn chuẩn bị, khởi động, theo dõi và ngừng tổ máy tuabin hơi cũng như các hệ thống thiết bị phụ trợ.
  • Phân tích các yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả kinh tế, độ an toàn và độ tin cậy trong quá trình vận hành dây chuyền nhiệt điện.
  • Rèn luyện kỹ năng thao tác quy trình kỹ thuật, hình thành tác phong công nghiệp và kỷ luật lao động trong môi trường nhà máy nhiệt điện.

Cấu trúc giáo trình gồm 13 bài học được thiết kế theo tiến trình công nghệ thực tế: mở đầu bằng các khái niệm cơ bản và cơ cấu tổ chức ca kíp, tiếp nối là các giai đoạn vận hành tuabin (chuẩn bị, khởi động lạnh, khởi động nóng, giám sát và ngừng máy), sau đó đi sâu vào quy trình vận hành độc lập của 7 hệ thống phụ trợ then chốt. Điểm đặc sắc của tài liệu là việc tích hợp trực tiếp dữ liệu thiết bị, thông số kỹ thuật và sơ đồ công nghệ từ các nhà máy nhiệt điện thực tế như Nhiệt điện Phả Lại (Dây chuyền 2), Nhiệt điện Hải Phòng và Nhiệt điện Vũng Áng 1.


Nội dung kiến thức cốt lõi

Các chương/chủ đề chính

Giáo trình bao gồm 13 bài học mô tả chi tiết toàn bộ chu trình công nghệ vận hành tổ máy tuabin và thiết bị phụ:

  1. Bài 1: Khái niệm về vận hành tuabin hơi (3 giờ LT): Giới thiệu các nguyên tắc chung về an toàn, kinh tế khi vận hành tuabin; yêu cầu đối với hệ thống điều khiển, hệ thống dầu và bình ngưng; tiêu chuẩn chức danh (Trưởng ca, Trưởng kíp, Trực chính, Trực phụ) và mô hình tổ chức 5 ca vận hành với 48 vị trí làm việc tại Phân xưởng vận hành 2 - Nhiệt điện Phả Lại (công suất 2 x 300 MW).
  2. Bài 2: Công việc chuẩn bị khởi động tuabin (8 giờ: 1 LT, 7 TH): Thiết lập các quy định kỹ thuật về trạng thái thiết bị trước khi vận hành thông qua các bảng danh mục kiểm tra từ Bảng 2.1 đến Bảng 2.14; quy trình vệ sinh mặt sàn, thiết bị; kiểm tra thiết bị đo lường; quy trình thử từng phần (van chặn, van 1 chiều cửa trích, thử tĩnh hệ thống DEH, thử độ kín van điều chỉnh và van Stop); thử nghiệm liên động các bơm dầu AC/DC, bơm dầu thủy lực CFP, bơm tuần hoàn, bơm ngưng, bơm cấp; quy trình thử nghiệm các mạch bảo vệ và quy định cấm khởi động thiết bị.
  3. Bài 3: Khởi động tuabin từ trạng thái lạnh (24 giờ: 1 LT, 21 TH, 2 KT): Trình bày kỹ thuật khởi động từ trạng thái nguội hoàn toàn; quy trình đọc sơ đồ nhiệt tuabin kiểu 270T-422/423; thiết lập độ chân không bình ngưng; quy trình sấy ấm đường ống, sấy rô to và vỏ tuabin; kiểm soát độ lệch tâm rô to dưới ngưỡng quy định (< 75 µm).
  4. Bài 4: Khởi động tuabin từ trạng thái nóng (16 giờ: 1 LT, 15 TH): Phân tích đặc điểm nhiệt của tuabin khi khởi động lại sau thời gian ngừng ngắn; quy trình khởi động với thông số hơi trượt; quy trình tăng tốc độ rô to, hòa đồng bộ tổ máy vào lưới điện và nâng phụ tải theo các mốc từ đốt dầu sang đốt than bột đến công suất định mức 300 MW (Bảng 4.4 đến Bảng 4.13).
  5. Bài 5 & Bài 6: Theo dõi tuabin đang vận hành và Ngừng tuabin (24 giờ tổng cộng): Giám sát các thông số vận hành liên tục (độ rung gối trục, độ giãn nở tương đối, độ di trục rô to, nhiệt độ dầu, áp suất dầu, chân không bình ngưng); nhận diện các tình huống sự cố yêu cầu ngừng máy khẩn cấp có hoặc không phá hoại chân không; quy trình ngừng máy bình thường và duy trì thiết bị quay trục khi nhiệt độ vỏ tuabin hạ xuống dưới ngưỡng an toàn.
  6. Bài 7 đến Bài 13: Vận hành các hệ thống thiết bị phụ trợ (60 giờ tổng cộng): Bao gồm quy trình tổng quan, khởi động, theo dõi và ngừng thiết bị của từng phân hệ:
    • Bài 7: Hệ thống nước tuần hoàn.
    • Bài 8: Hệ thống nước ngưng.
    • Bài 9: Hệ thống nước cấp (bao gồm bình khử khí và bình gia nhiệt cao/hạ áp).
    • Bài 10: Hệ thống dầu bôi trơn và dầu chèn trục tuabin - máy phát.
    • Bài 11: Hệ thống dầu điều khiển kỹ thuật số thủy lực (DEH/CFP).
    • Bài 12: Hệ thống cung cấp hơi tự dùng.
    • Bài 13: Hệ thống hơi chèn trục tuabin.

Kiến thức nền tảng được xây dựng

Giáo trình củng cố và ứng dụng các lý thuyết kỹ thuật nhiệt - cơ điện vào điều kiện vận hành cụ thể:

  • Nguyên lý thủy lực và điều tốc kỹ thuật số: Cơ chế vận hành của hệ thống điều khiển DEH (Digital Electric Hydraulic), hệ thống thử nghiệm bảo vệ ETS (Electric Test System) và hệ thống bơm dầu thủy lực áp suất cao CFP.
  • Lý thuyết nhiệt động học và truyền nhiệt trong chu trình tuabin hơi: Chu trình giãn nở của dòng hơi chính và hơi tái nhiệt qua các tầng cánh cao áp (HP), trung áp (IP), hạ áp (LP); nguyên lý trích hơi gia nhiệt hồi nhiệt nước cấp và ngưng tụ hơi thải trong bình ngưng duy trì độ chân không.
  • Cơ chế kiểm soát giãn nở nhiệt và ứng suất cơ học: Quy luật gia nhiệt kim loại vỏ và rô to, giám sát độ lệch tâm, độ di trục và độ rung của các gối trục nhằm chống va quệt cơ khí trong quá trình thay đổi trạng thái nhiệt.

Kỹ năng phát triển

  • Kỹ năng kỹ thuật (Technical skills): Đọc và phân tích sơ đồ nhiệt chi tiết, sơ đồ công nghệ P&ID; thực hiện chính xác các thao tác chuyển đổi trạng thái van, thiết lập thông số khởi động thiết bị phụ và tổ máy chính.
  • Kỹ năng phân tích và chẩn đoán (Analytical skills): Giám sát, đối chiếu các thông số trạng thái cơ - nhiệt (áp suất, nhiệt độ, độ rung, mức bồn bể) so với giới hạn định mức kỹ thuật; nhận diện kịp thời các nguy cơ sự cố thủy kích, kẹt van, mất chân không hoặc rò rỉ đường ống.
  • Năng lực thực hành nghề nghiệp (Practical competencies): Tiến hành các bài thử nghiệm bảo vệ, thử liên động tự động giữa thiết bị làm việc và thiết bị dự phòng (bơm dầu AC/DC, bơm tuần hoàn, bơm ngưng, bơm cấp); điều khiển và phối hợp vận hành tại chỗ hoặc thông qua giao diện hệ thống điều khiển phân tán DCS.

Phương pháp giảng dạy và học tập

Giáo trình được cấu trúc phục vụ cho phương thức đào tạo tích hợp giữa lý thuyết và thực hành công nghệ:

  • Phương pháp tiếp cận sư phạm: Áp dụng phương pháp giảng dạy tích cực kết hợp diễn giảng có định hướng, vấn đáp kỹ thuật và dạy học giải quyết vấn đề (problem-based learning) dựa trên các tình huống vận hành thực tế tại phòng mô phỏng nhà máy nhiệt điện.
  • Cơ sở vật chất và trang thiết bị thực hành: Môn học đòi hỏi phòng học chuyên môn hóa hoặc nhà xưởng trang bị mô hình Nhà máy nhiệt điện, máy tính, máy chiếu, bảng điều khiển mô phỏng và hệ thống tài liệu kỹ thuật, phiếu thực hành đi kèm.
  • Phương pháp kiểm tra và đánh giá kết quả học tập:
    • Kiểm tra thường xuyên: Thực hiện 02 bài đánh giá kỹ năng nghề nghiệp trực tiếp tại phòng mô hình.
    • Kiểm tra định kỳ: Gồm 07 bài kiểm tra (01 bài lý thuyết và 06 bài thực hành), phân bổ theo từng khối kiến thức:
      • Bài kiểm tra 1 & 2: Nội dung Bài 1, 2, 3 (Khái niệm, Chuẩn bị, Khởi động lạnh).
      • Bài kiểm tra 3: Nội dung Bài 4, 5, 6 (Khởi động nóng, Theo dõi, Ngừng máy).
      • Bài kiểm tra 4: Nội dung Bài 7, 8, 9 (Hệ thống nước tuần hoàn, nước ngưng, nước cấp).
      • Bài kiểm tra 5: Nội dung Bài 10, 11, 12, 13 (Hệ thống dầu, hơi tự dùng, hơi chèn).
    • Thi kết thúc môn học: Đánh giá kỹ năng tổng hợp thông qua hình thức thực hành trực tiếp trên thiết bị mô phỏng trong thời lượng từ 60 đến 90 phút.
  • Hướng dẫn tự học và nghiên cứu: Người học được yêu cầu đọc trước tài liệu, nghiên cứu kỹ các bản vẽ sơ đồ nhiệt và bảng thông số kỹ thuật, hoàn thành các câu hỏi thảo luận, bài tập tình huống theo nhóm hoặc cá nhân trước khi bước vào các phiên thực hành.

Điểm nổi bật và cập nhật

  • Tính thực tiễn công nghiệp cao: Giáo trình không thuần túy trình bày lý thuyết chung mà biên soạn trực tiếp dựa trên Bộ quy trình vận hành và Bản vẽ sơ đồ nhiệt chi tiết của Phân xưởng vận hành 2 - Công ty Cổ phần Nhiệt điện Phả Lại (dây chuyền 600 MW), Công ty Cổ phần Nhiệt điện Hải Phòng và Nhiệt điện Vũng Áng 1.
  • Chuẩn hóa thông số công nghệ cụ thể: Tài liệu tích hợp các bảng thông số định lượng rõ ràng cho công tác kiểm tra và chỉnh định:
    • Thông số chỉnh định bảo vệ vượt tốc tuabin tác động ở dải 10% – 12% trên tốc độ định mức.
    • Áp suất liên động tự động khởi động bơm dầu bôi trơn dự phòng DC khi áp suất dầu giảm xuống 0,068 – 0,075 MPa; bơm AC ở 0,075 – 0,082 MPa.
    • Giới hạn bảo vệ áp suất dầu điều khiển EH tác động ngừng máy khi áp suất giảm còn 9,31 MPa; bảo vệ áp suất dầu bôi trơn thấp ở 0,034 – 0,048 MPa.
    • Áp suất nạp của bộ ổn áp dầu ở 20°C đạt 1 ÷ 1,5 barG; bình bù áp lực dầu thủy lực tại 20°C đạt 95 ÷ 100 barG; nhiệt độ dầu điều khiển yêu cầu > 20°C trước khi khởi động bơm CFP.
    • Giới hạn bảo vệ nhiệt độ gối trục bơm đạt 90°C và nhiệt độ cuộn dây động cơ đạt 130°C.
  • Tích hợp công nghệ điều khiển tự động: Toàn bộ các quy trình thử nghiệm và vận hành đều liên kết chặt chẽ với hệ thống điều khiển phân tán DCS, hệ thống điều tốc kỹ thuật số thủy lực DEH và giao diện bảo vệ công nghệ hiện đại.

Đối tượng sử dụng giáo trình

  • Sinh viên và học viên: Dành cho học sinh, sinh viên theo học nghề Vận hành Nhà máy nhiệt điện tại các trường cao đẳng, trung cấp kỹ thuật hoặc các cơ sở đào tạo chuyên ngành năng lượng.
  • Yêu cầu kiến thức tiên quyết:
    • Người học cần hoàn thành các môn học/mô đun cơ sở và chuyên môn: Tổng quan về nhà máy nhiệt điện (KTĐ19MH56), Lò hơi và hệ thống thiết bị phụ (KTĐ19MH30), Tua-bin hơi và hệ thống thiết bị phụ (KTĐ19MH59), Mạch điện cơ bản (KTĐ19MH33), An toàn điện (KTĐ19MH1), Đo lường điện (KTĐ19MĐ14), Khí cụ điện (KTĐ19MĐ15), Thực tập điện cơ bản (KTĐ19MĐ49).
    • Học phần này được tổ chức giảng dạy song song với mô đun Vận hành lò hơi và hệ thống thiết bị phụ 1 (KTĐ19MĐ60).
  • Giảng viên và cán bộ kỹ thuật: Sử dụng làm giáo trình giảng dạy chuẩn cho các khóa đào tạo nghề nhiệt điện; cung cấp tài liệu tham khảo nghiệp vụ cho kỹ sư, trưởng ca, trưởng kíp và công nhân vận hành trong các nhà máy nhiệt điện than đang hoạt động.

Câu hỏi thường gặp (FAQ)

1. Giáo trình này phù hợp với đối tượng nào?

Tài liệu được thiết kế chuyên biệt cho học sinh, sinh viên ngành Vận hành Nhà máy nhiệt điện thuộc hệ Trung cấp và Cao đẳng kỹ thuật. Đồng thời, giáo trình là tài liệu tham khảo nghiệp vụ cho nhân viên vận hành, kỹ thuật viên tại các phân xưởng vận hành lò - máy trong các nhà máy nhiệt điện.

2. Người học cần đáp ứng những điều kiện tiên quyết nào?

Học viên cần hoàn thành các môn học nền tảng về thiết bị nhiệt điện (Tổng quan nhà máy nhiệt điện, Tua-bin hơi và thiết bị phụ, Lò hơi và thiết bị phụ) cùng các kiến thức cơ bản về điện (Mạch điện, Khí cụ điện, Đo lường điện, An toàn điện), đồng thời được bố trí học song song với mô đun Vận hành lò hơi và hệ thống thiết bị phụ 1.

3. Giáo trình này có điểm khác biệt gì so với các tài liệu lý thuyết tuabin thông thường?

Tài liệu tập trung vào kỹ năng vận hành thực tế với 84,4% thời lượng dành cho thực hành, mô phỏng và thảo luận. Nội dung gắn liền với các quy trình thao tác van, kiểm tra liên động, thiết lập thông số trên hệ thống điều khiển DCS và DEH từ các nhà máy nhiệt điện thực tế như Phả Lại, Hải Phòng, Vũng Áng 1.

4. Phương pháp tự học giáo trình như thế nào để đạt hiệu quả cao?

Người học cần kết hợp đọc trước các bảng danh mục quy định thiết bị (từ Bảng 2.1 đến Bảng 2.14), đối chiếu các bước thao tác với bản vẽ sơ đồ nhiệt (Hình 1.1 đến 1.8), hoàn thành hệ thống câu hỏi củng cố ở cuối mỗi bài học và chủ động rèn luyện thao tác trên mô hình mô phỏng nhà máy nhiệt điện.

5. Những tài liệu tham khảo chính nào được sử dụng bổ trợ cho giáo trình?

Các tài liệu tham khảo chính được trích dẫn gồm có:

  • Giáo trình Tuabin hơi nước - Lý thuyết & Cấu tạo của tác giả Phạm Lương Tuệ (NXB Khoa học và Kỹ thuật, 2005).
  • Bộ quy trình vận hành và Bản vẽ sơ đồ nhiệt chi tiết của Phân xưởng vận hành 2 - Công ty Cổ phần Nhiệt điện Phả Lại.
  • Bộ quy trình vận hành của Phân xưởng vận hành - Công ty Cổ phần Nhiệt điện Hải Phòng.

Kết luận

Giáo trình Vận hành Tuabin hơi và Hệ thống Thiết bị phụ 1 (mã số KTĐ19MĐ62) cung cấp hệ thống hóa quy trình kỹ thuật vận hành tổ máy tuabin hơi và 7 phân hệ phụ trợ theo tiêu chuẩn thực tế của các nhà máy nhiệt điện hiện đại. Với cấu trúc 13 bài học cùng tỷ trọng thực hành chuyên sâu, giáo trình định hình chuẩn mực kỹ năng thao tác, tư duy phân tích sự cố và kỷ luật an toàn lao động cho kỹ thuật viên vận hành.

Đây là mắt xích kiến thức chuyên môn bắt buộc, tạo tiền đề để người học tiếp tục hoàn thành mô đun Thực tập sản xuất (KTĐ19MĐ53) và đáp ứng đầy đủ yêu cầu sát hạch chức danh nghề nghiệp trong ngành sản xuất nhiệt điện.