Từ bài toán vận hành thực tế
Trong vận hành các nhà máy điện, các bộ trao đổi nhiệt làm mát dầu và không khí tuy không thuộc nhóm thiết bị chính, nhưng giữ vai trò quan trọng đối với sự ổn định của toàn bộ tổ máy. Hiệu suất của thiết bị này ảnh hưởng trực tiếp đến tuổi thọ, độ tin cậy và khả năng vận hành liên tục của máy phát điện, máy biến áp, hệ thống ổ đỡ, ổ hướng cùng nhiều cụm phụ trợ then chốt.
Trước đây, phần lớn thiết bị trao đổi nhiệt tại các nhà máy điện được nhập khẩu đồng bộ theo dự án. Khi cần thay thế, sửa chữa hoặc đặt mua phụ tùng, chủ đầu tư thường phụ thuộc vào nhà sản xuất nước ngoài, từ hồ sơ kỹ thuật, tiến độ cung cấp đến chi phí thay thế. Thời gian chờ đợi kéo dài, giá thành cao và sự bị động trong xử lý các tình huống phát sinh là những vấn đề đặt ra trong quá trình vận hành lâu dài.
Trong bối cảnh đó, Narime không tiếp cận theo hướng sao chép hình dáng thiết bị nhập khẩu, mà bắt đầu từ yêu cầu vận hành tại từng công trình. Từ khảo sát hiện trường, tính toán cân bằng nhiệt, lựa chọn vật liệu, xác định tiết diện dòng chảy, thiết kế kết cấu ống trao đổi nhiệt đến phương án hàn kín, kiểm tra áp lực và nghiệm thu thiết bị, toàn bộ quy trình đều được đặt trong bài toán kỹ thuật cụ thể của nhà máy.
Một trong những sản phẩm tiêu biểu thể hiện năng lực làm chủ công nghệ của Narime là bộ làm mát dầu máy biến áp, đã được chế tạo, lắp đặt tại các công trình thủy điện như Yaly, Hòa Bình và nhiều nhà máy khác. Với thiết bị này, yêu cầu đặt ra không chỉ là chế tạo đúng kích thước để lắp thay thế, mà còn phải bảo đảm hiệu suất trao đổi nhiệt, độ kín, khả năng chịu áp lực và độ ổn định trong vận hành dài hạn.
Bộ làm mát dầu máy biến áp do Narime chế tạo có công suất trao đổi nhiệt đạt từ 1.000 kW trở lên, diện tích bề mặt trao đổi nhiệt từ 53 m² trở lên; lưu lượng nước làm mát khoảng 72 m³/h, lưu lượng dầu làm mát khoảng 100 m³/h. Thiết bị làm việc trong dải nhiệt độ dầu từ 10 - 95°C, nhiệt độ nước làm mát từ 1 - 40°C; áp suất làm việc phía nước từ 0,03 - 0,2 MPa và áp suất làm việc phía dầu khoảng 0,4 MPa.
Những thông số kỹ thuật này cho thấy sản phẩm có khả năng đáp ứng yêu cầu tương đương thiết bị nhập khẩu cùng loại.
Giải mã công nghệ trong điều kiện thiếu hồ sơ gốc
Theo nhóm nghiên cứu, khó khăn lớn nhất trong quá trình làm chủ công là việc tái thiết lập toàn bộ bài toán thiết kế thiết bị trao đổi nhiệt trong điều kiện không có đầy đủ hồ sơ thiết kế gốc. Nhóm phải khảo sát thiết bị hiện hữu, đo đạc tại hiện trường, phân tích vật liệu, đánh giá chế độ tải của nhà máy và xây dựng lại các thông số tính toán để thiết bị mới vừa lắp thay thế, vừa phù hợp với điều kiện vận hành.
Đặc thù của thiết bị làm mát dầu máy biến áp là làm việc đồng thời với hai môi chất dầu và nước, nên yêu cầu về độ kín và an toàn kỹ thuật rất cao. Chỉ một sai lệch nhỏ trong tính toán lưu lượng, diện tích trao đổi nhiệt, kết cấu ống hoặc chất lượng mối hàn cũng có thể ảnh hưởng đến hiệu suất làm mát và độ tin cậy của tổ máy. Vì vậy, quá trình thiết kế, chế tạo phải đi kèm kiểm tra áp lực, thử kín, kiểm soát chất lượng vật liệu và nghiệm thu chặt chẽ trước khi bàn giao.
Để chế tạo được thiết bị, Narime đã phân tích kết cấu trao đổi nhiệt kiểu ống chùm; tính toán tối ưu dòng chảy của dầu và nước; làm chủ công nghệ chế tạo ống trao đổi nhiệt và mối hàn kín chịu áp lực; kiểm soát ứng suất nhiệt, biến dạng và độ bền trong vận hành dài hạn.
Điểm khác biệt trong cách làm của Narime là thiết bị được thiết kế theo từng công trình. Mỗi nhà máy có điều kiện vận hành, không gian lắp đặt, hệ thống đường ống và cụm liên kết khác nhau. Việc thiết kế riêng giúp thiết bị mới tương thích với hệ thống hiện hữu, hạn chế cải tạo, đồng thời rút ngắn thời gian dừng máy khi thay thế.
Đến nay, các bộ trao đổi nhiệt do Narime nghiên cứu, thiết kế và chế tạo đã được ứng dụng tại hơn 29 công trình thủy điện trong nước như Hòa Bình, Sơn La, Tuyên Quang, Trị An, Thác Mơ, Bản Chát, Buôn Kuốp... Việc sản phẩm được đưa vào vận hành tại nhiều nhà máy là minh chứng quan trọng cho khả năng thương mại hóa kết quả nghiên cứu thành thiết bị công nghiệp.
Từ thay thế hàng nhập khẩu đến nền tảng tự chủ công nghệ
Việc nội địa hóa thành công các bộ trao đổi nhiệt mang lại hiệu quả thiết thực cho các chủ đầu tư. Theo đánh giá thực tế, sản phẩm trong nước giúp giảm giá thành ít nhất 30% so với phương án nhập ngoại, đồng thời rút ngắn thời gian sửa chữa, bảo dưỡng và chủ động hơn trong cung cấp phụ tùng thay thế. Đây là lợi thế quan trọng đối với các nhà máy điện, nơi yêu cầu về tiến độ xử lý kỹ thuật, độ ổn định vận hành và an toàn thiết bị luôn được đặt lên hàng đầu.
Không chỉ mang lại hiệu quả kinh tế, kết quả này còn góp phần giảm rủi ro phụ thuộc vào nhà cung cấp nước ngoài trong các tình huống cần xử lý nhanh.
Ý nghĩa lớn hơn của quá trình này không chỉ nằm ở một sản phẩm cụ thể, mà ở việc hình thành năng lực tính toán, thiết kế, chế tạo, thử nghiệm và tích hợp thiết bị theo yêu cầu của từng công trình. Đây là nền tảng quan trọng để Narime tiếp tục phát triển các sản phẩm cơ khí có yêu cầu kỹ thuật cao hơn trong lĩnh vực năng lượng và công nghiệp.
Từ các bộ trao đổi nhiệt, Narime đang mở rộng năng lực sang các cụm thiết bị phụ trợ, thiết bị thay thế và hệ thống đồng bộ phục vụ nhà máy năng lượng. Hướng đi này phù hợp với yêu cầu phát triển của ngành cơ khí trong nước: không chỉ dừng ở việc chế tạo chi tiết, mà từng bước làm chủ thiết kế, tích hợp hệ thống và dịch vụ kỹ thuật sau bán hàng.
Trong bối cảnh nhiều nhà máy điện và nhà máy công nghiệp tại Việt Nam đang bước vào giai đoạn đại tu, nâng cấp, thay thế thiết bị, việc làm chủ các sản phẩm như bộ trao đổi nhiệt có ý nghĩa rất thực tế. Đó không chỉ là giải pháp giúp giảm chi phí và chủ động tiến độ sửa chữa, mà còn là bước đi cụ thể nhằm nâng cao tỷ lệ nội địa hóa, phát triển năng lực cơ khí trong nước và từng bước xây dựng nền tảng tự chủ công nghệ cho ngành công nghiệp Việt Nam.
