Mô hình cơ bản bắn Co2

           " Cách điện bám bẩn làm tăng dò rò, tăng tổn thất điện năng, tăng khả năng chạm chập mạch điều khiển và gây sự  cố hệ thống điện..."  Vậy đâu là giải pháp?

I. Đặt vấn đề

Rác thải từ các nhà máy, cơ sở sản xuất Cn, của bụi bẩn trong không khí như muối, đá vôi, xi măng, đất, cát, phân bón, bụi kim loại, bụi than, tro núi lửa, phân chim, hóa chất, sương mù, bồ hóng của khói, bồ hóng của than, các sản phẩm hữu cơ, xăng, dầu,...bám két tích tụ trên bề mặt cách điện của thiết bị điện. Các chất bám bẩn tích lũy dần theo thời gian làm tăng dòng rò, tổn hao điện năng trong các thiết bị, mạch điện nhất thứ. Các chất bám bẩn trong tủ nhị thứ làm chập mạch điều khiển bảo vệ, gây nhảy máy cắt. Chất bẩn tích tụ nhiều kết hợp độ ẩm cao hoặc sương mù có thể gây phóng điện dọc theo bề mặt cách điện, gây ra sự cố pha  đất, làm gián đoạn khả năng cung cấp điện. Bời vậy phải định kì cắt điện để làm vệ sinh cách điện. Cắt điện khẩn cấp, ngoài kế hoạch gây thiệt hại rất lớn về kinh tế do phụ tải không được cấp điện.

Theo IEEE 957, sử dụng nước áp lực cao để vệ sinh cách điện chỉ hiệu quả đối với các loại bụi bẩn thông thường như muối, đất, phân bón, bụi than, tro núi lửa, phân chim, hóa chất, sương mù, bồ hóng của khói, bồ hóng của than, các sản phẩm hữu cơ. Còn để loại bỏ được các loại bụi như đá vôi, xi măng, nhựa đường, kim loại và dầu mỡ thì phải sử dụng công nghệ thôi bắn CO2.

Ở Việt Nam, việc vệ sinh thiết bị trong tủ điện nhị thứ là rất khó thực hiện và không thể thực hiện được bằng phương pháp thủ công vì các khe hở quá bé. Hầu như trong vận hành, thiết bị trong tủ chỉ vệ sinh bằng máy hút bụi và chổi phất trần. Trường hợp hàng kẹp và các thiết bị nhị thứ có bụi bẩn như đá vôi, xi măng, nhựa đường, sơn, dầu mỡ thì hầu như không vệ sinh được. Đã sảy ra tình trạng chạm chập hàng kẹp mạch nhị thứ dẫn đến tác động sai, mở máy cắt, gây ngừng cung cấp điện.

II. Công nghệ vệ sinh bằng thổi bắn C02
 

1.      Giới thiệu công nghệ thổi bắn C02

Khí CO2 sạch, qua xử lý hóa lỏng, nén dưới áp lực cao, chuyển thành dạng tuyết, qua máy nén thủy lực nén lại thành các viên đá khô CO2, có thể tồn tại ở dạng khối, viên, bột tùy thuộc yêu cầu của người sử dụng. Đá khô CO2 có nhiệt độ âm 78 độ C và không độc hại. Khi gặp nhiệt độ cao, đá khô CO2 sẽ thăng hoa thành khí mà không tan chảy ra nước như nước đá. Ở nhiệt độ 25 - 35 độ C đá khô CO2 sẽ tan hoàn toàn trong khoảng thời gian từ 18 - 20 giờ.

Công nghệ bắn đá khô CO2 là phương pháp vệ sinh được sử dụng từ lâu trên thế giới, theo đó các phần tử đá khô CO2 ở nhiệt độ thấp được gia tốc nên tốc độ siêu âm để đánh bật các vết bẩn. Nhờ vào nhiệt độ thấp mà tốc độ cao, các phân tử đá khô này tạo ra những vụ nổ siêu nhỏ trên bề mặt chi tiết cần làm sạch, phá vỡ cấu trúc của các chất bẩn bám trên bề mặt. Các viên đá khô CO2 có kích thước đường kính từ 3- 7mm làm nguyên liệu để bắn. Đá khô CO2 được sử dụng làm vật liệu phun dưới áp lực cao thay cho cát, thủy tinh trong cách phương pháp phun truyền thống. Khi đá khô CO2 tiếp xúc với bề mặt cần làm sạch, do phản ứng với nhiệt độ lạnh, chất bẩn và bề mặt cần làm sạch co lại với tốc độ khác nhau, tạo ra các vết rạn nứt trên bề mặt chất bẩn. Các phân tử CO2 rắn di chuyển với tốc độ siêu âm va chạm mạnh với bề mặt chất bám bẩn tạo ra nhiều vết rạn nứt hơn trên bề mặt chất bẩn. Thông qua các vết rạn nứt, các phần tử nhỏ đá khô xuyên qua lớp vật liệu bẩn trên bề mặt sẽ tiếp xúc với bề mặt phía dưới. Bề mặt này ấm hơn làm cho CO2 rắn chuyển lại thành thể khí (thăng hoa của CO2 rắn). CO2 ở thể khí có thể tích lớn hơn ở thể rắn khoảng 700 lần. Khi lớp khí này hình thành phía dưới chất bẩn sẽ tạo ra các vụ nổ li ti và làm bong nhanh chóng lớp bẩn bám này. Bắn đá khô là quy trình khô hoàn toàn vì những viên đá khô CO2 sẽ bay hơi ngay tức khắc khi tiếp xúc với bề mặt cần vệ sinh.

Trình tự bắn đá khô CO2 bao gồm 3 bước:

a.   Động học. Các viên đá khô CO2 được tăng tốc trong vòi phun khí nén đập vào bề mặt cần làm sạch với vận tốc âm thanh, bẻ gãy và đánh bật các lớp bám bên ngoài.

b.   Nhiệt học. Nhiệt độ thấp của các viên đá khô CO2 ở âm 78 độ C làm cho lớp bám ngoài trở lên giòn. Nhiệt độ thấp cho phép đá khô CO2 xuyên qua lớp bám ngoài, bẻ gãy và đánh bật các lớp bám bên ngoài.

c.   Thắng hoa. Đá khô CO2 xuyên qua lớp bám ngoài và ngay lập tức thăng hoa, chuyển từ thể rắn sang thể khí. Thể tích tăng lên 700 lần tạo nên hiệu ứng nổ, đánh bật lớp bám ngoài ra khỏi bề mặt cần được xử lý.

Phương pháp bắn đá khô CO2 có các ưu điểm sau:

- Không tạo ra chất thải thứ cấp, không sản sinh ra chất thải. Chỉ có lớp bám ngoài bị loại bỏ và nó dễ dàng được thổi đi.

- An toàn và thân thiện với môi trường. CO2 không độc hại, an toàn cho người lao động; an toàn cho sản phẩm được sản xuất trên dây chuyền; an toàn cho thiết bị và thân thiện với môi trường.

- Không mài mòn bề mặt được vệ sinh. Tác động cơ lên bề mặt cần được vệ sinh cực kì nhẹ nhàng, nên tránh được sự mài mòn và làm xước bề mặt cần vệ sinh.

- Không phải dừng cung cấp điện. Bắn đá khô CO2 cho phép thiết bị sản xuất được vệ sinh trong khi đang hoạt động.

- Nhanh chóng và hiệu quả. Sự kết hợp giữa tốc độ vệ sinh cực kỳ cao và sự đa dạng các loại vòi phun cho phép nhưng vị trí cần vệ sinh mà bình thường không thể tiếp cận được cũng có thể làm vệ sinh một cách nhanh chóng

- Chi phí thấp. Thời gian chết của máy móc thiết bị được giảm xuống. Năng suất được tăng lên. Vệ sinh tại chỗ không cần tháo dỡ thiết bị. Giảm chi phí làm vệ sinh và bảo trì. Không cần chi phí mua hóa chất và dung môi. Không cần chi phí để dọn dẹp và xử lý chất thải thứ cấp.

Bắn đá khô CO2 là phương pháp lý tưởng để loại bỏ các lớp phủ như chất kết dính, sơn, dầu, mỡ, bụi than đá, bồ hóng, nấm mốc phát sinh hay nhựa đường,...được ứng dụng trong các ngành công nghiệp như oto, chế tạo máy, cơ khí, luyện kim, công nghệ bán dẫn, điện, điện tử, công nghiệp in, công nghiệp đúc khuôn, chế biến nhựa, khuôn đúc cao su, công nghiệp đùn ép, chế biến thực phẩm, máy in, nồi hơi, máy bay, nội thất, văn phòng.v.v.. để xử lý ô nhiễm.

2.      Ứng dụng công nghệ bắn CO2 trong ngành điện

Năm 1986, công ty Cold Jet (USA) đã đi tiên phong ứng dụng công nghệ bắn đá khô CO2 để vệ sinh tuabin, máy phát điện, động cơ điện AC/DC, máy cắt, cơ cấu truyền động, máy biến áp, rotor, stator, cách điện, tủ điện, cách điện và sứ trong trạm biến áp. Việc ứng dụng công nghệ này đã mang lại nhiều lợi ích như giảm sự cố lưới điện, cải thiện điện trở cách điện, tăng hệ số phân cực cách điện, giảm tiêu hao nhiệt, giảm thời gian ngừng cấp điện, không có sản phẩm thứ cấp, an toàn và bảo vệ môi trường.

Cold Jet đã sử dụng công nghệ bắn đá khô CO2 vệ sinh offline bên ngoài và bên trong cho các thiết bị điện như máy phát điện, tua bin, stator, rotor, động cơ. Kết quả sau đại tu bảo dưỡng, thiết bị có diện mạo sạch như mới. Tùy thuộc vào cấp điện áp của thiết bị cần vệ sinh mà sử dụng vòi phun có mức cách điện tương ứng để vệ sinh hotline cho các phần tử trong lưới điện có điện áp tới 35kV. Qua kiểm nghiệm thực tế, công nghệ này đã mang lại nhiều lợi ích đặc biệt là giảm dòng rò cách điện hơn 96%, giảm tổn thất điện năng, hạn chế hiện tượng chạm chập mạch nhị thứ, hạn chế tác động nhầm và đảm bảo cung cấp điện an toàn.

Sự cố cháy nổ thiết bị điện, đặc biệt thiết bị có dầu cách điện, gây nhiễm bẩn các thiết bị điện xung quanh. Tủ điện trung áp cháy nổ làm bám bẩn muội than sang các tủ trung gian và các tủ bảng điều khiển nhị thứ lân cận. Sử dụng công nghệ bắn đá khô CO2 sẽ giảm rất nhiều thời gian và công sức vệ sinh thủ công như hiện nay, không phải thay thế các phần tử lân cận, rút ngắn thời gian phục hồi sự cố.

III. Kết luận
 

Đây là một công nghệ tiên tiến đã được ứng dụng của nhiều nước trên thế giới, là giải pháp chuyên dùng đắc lực và tuyệt hảo trong việc vệ sinh hotline khi thiết bị điện đang vận hành và offline khi thiết bị đại tu sửa chữa, giúp nhà quản lý chủ động giải quyết tình trạng nhiễm bẩn cách điện bên trong và bên ngoài tủ trung áp, tủ phân phối, máy biến áp, đầu cáp trung áp, hạ áp, tủ bảng điều khiển, tủ nhị thứ trong các trạm biến áp truyền tải, phân phối và nhà máy điện.

Công nghệ mang lại hiệu quả kinh tế cao do không phải cắt điện thiết bị, hữu hiệu và kinh tế cho các khu vực có độ ô nhiễm cao do bụi đá vôi, xi măng, kim loại và dầu mỡ cũng như ở các vị trí gần nhà máy nhiệt điện. Đây là công nghệ đặc biệt cần thiết cho các thiết bị vận hành lâu năm, có độ bám bẩn cao mà các phương pháp khác và thủ công không thể thực hiện được. Thiết bị hỗ trợ đắc lực cho việc giảm sự cố và tổn thất điện năng cho lưới điện.

Tại Việt Nam với tình trạng suất sự cố và tổn thất điện năng như hiện nay, để thực hiện nghị quyết 02-NQ/HNTW- khóa VIII về định hướng phát triển khoa học và công nghệ, công nghệ này có thể là một trong cách giải pháp để làm giảm sự cố và tổn thất điện năng.

Bài viết: "Giảm sự cố, giảm tổn thất điện năng nhờ công nghệ vệ sinh bằng thổi bắn C02" đăng trên báo Khoa học Công nghệ điện, Số 3 tháng 6 năm 2015-Tập đoàn Điện lực Việt Nam-Trung tâm thông tin Điện lực đã giới thiệu Công nghệ thổi bắn C02-một công nghệ tiên tiến mang lại lợi ích tối ưu giúp nhà quản lý chủ động giải quyết tình trạng nhiễm bẩn cách điện bên trong và bên ngoài tủ trung áp, tủ phân phối, máy biến áp, đầu cáp trung áp, hạ áp, tủ bảng điều khiển, tủ nhị thứ trong các trạm biến áp truyền tải, phân phối và nhà máy điện.