Luận văn Thiết kế hệ thống cầu trục ngoài trời cho nhà máy điện Phú Mỹ 2.2

Phần 1: NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG. Chương 1: GIỚI THIỆU VỀ NHÀ MÁY ĐIỆN PHÚ MỸ 2.2. 1.1. Lịch sử hình thành và phát triển. Hình 1.1 Nhà máy điện Phú Mỹ 2.2 Nhà máy điện Phú Mỹ 2.2 được đặt trong Trung tâm Điện lực Phú Mỹ , cơ sở năng lượng lớn nhất mang tính chiến lược của Việt Nam tại huyện Long Thành, tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu. Trung tâm Điện lực Phú Mỹ gồm 5 nhà máy điện chu trình hỗn hợp chạy bằng khí tự nhiên do Tổng Cơng ty Dầu khí Việt Nam cung cấp từ giếng dầu Nam Cơn Sơn. Trung tâm điện lực này cĩ khả năng sản xuất khoảng 40% nhu cầu sử dụng điện tối đa tại Việt Nam, trong đĩ sản lượng điện của Phú Mỹ 2.2 đáp ứng 8% nhu cầu. Được khởi cơng đầu năm 1999, Nhà máy điện Phú Mỹ 2.2 là dự án đầu tư theo mơ hình BOT nằm trong chương trình phát triển các nhà máy điện chạy bằng gaz tại khu vực phía nam. Nhà máy điện Phú Mỹ 2-2 cơng suất 715MW, do Cơng ty năng lượng Mê Kơng (MECO) làm chủ đầu tư. Đây là dự án tư nhân và được đầu tư theo hình thức BOT bằng 100% vốn nước ngồi đầu tiên tại Việt Nam, được đấu thầu quốc tế. MECO là một cơng ty được thành lập từ một tổ hợp các tập đồn thương mại và năng lượng hàng đầu thế giới gồm Tổng Cơng ty Điện lực Pháp, hai tập đồn của Nhật Bản là Sumitomo và TEPCO, hoạt động trong lĩnh vực xây dựng. Việc xây dựng Nhà máy điện Phú Mỹ 2.2 ở Bà Rịa – Vũng Tàu đã hồn tất và chính thức bắt đầu hoạt động vào tháng 11. Nhà máy này sẽ cung cấp khoảng 6% vào tổng sản lượng điện lực là 11 ngàn Megawatt của nước ta. Nhà máy điện Phú Mỹ 2.2 thuộc nhà máy Phú Mỹ lớn cĩ cơng suất 3600 Megawatt, đưa khí đốt thiên nhiên từ Vũng Nam Cơn Sơn ngồi khơi miền Đơng Nam nước ta qua một đường ống dẫn do Cơng ty Dầu khí BP của Anh điều hành. Nhà máy này sẽ giúp việc giải quyết tình trạng thiếu điện trầm trọng trong năm 2006 do hạn hán và nhu cầu tăng vọt đã khiến Chính phủ phải hoạch định xây thêm khoảng 60 nhà máy. Cụm nhà máy điện Phú Mỹ (tỉnh Bà Rịa -Vũng Tàu, gần TP.HCM, mỏ dầu Bạch Hổ và Nam Cơn Sơn) tập hợp 5 nhà máy nhiệt điện loại chu trình hỗn hợp với tổng cơng suất là 3815 MW. Với tổng đầu tư là 480 triệu đơ la, Phú Mỹ 2.2 là dự án nhà máy điện đầu tiên được đầu tư hồn tồn bằng nguồn vốn tư nhân sau khi VN tiến hành mời thầu với hồ sơ do Ngân hàng Thế giới xây dựng. Thực hiện dự án này là Tổ hợp Mekong Energy Company (MECO), với sự tham gia đầu tư vốn của Tổng cơng ty Điện lực Pháp (EDF 56,25%), hai cơng ty Nhật là SUMITOMO (28,125%) và TEPCO (15,625%). Dự án này sẽ được khai thác trong vịng 20 năm. Ngày 4/2/2005, nguồn điện sản xuất từ Phú Mỹ 2.2 đã chính thức hịa lưới điện quốc gia. Phú Mỹ 2.2 là cơng trình gĩp phần quan trọng cho nỗ lực đáp ứng nhu cầu gia tăng về điện hiện nay, được hồn thành vào thời điểm xây dựng mạch 2 của đường dây 500KV Nam-Bắc, một dự án mà cơng ty AREVA T&D của Pháp vừa mới hồn thành. 1.2. Định hướng phát triển. a) Xây dựng trung tâm sữa chữa tua bin khí. Trung tâm sửa chữa dịch vụ tua bin khí Phú Mỹ sẽ được xây dựng tại trung tâm điện lực Phú Mỹ. Việc triển khai dự án Phú Mỹ là một trong các bước phát triển chiến lựơc của EVN về tua bin khí, để nâng cao năng lực và chất lượng cũng như chuyên mơn hố cơng tác sửa chữa, phát huy nội lực, từng bước tiến tới tự chủ về kỹ thuật cơng nghệ … Đây là mơ hình sửa chữa tập trung mà hầu hết các cơng ty điện lực của các nước trong khu vực và trên thế giới áp dụng thành cơng, tuy nhiên Trung tâm SCDV Phú Mỹ sẽ phải thực hiện theo từng bước thích hợp với điều kiện thực tế của EVN. Nhà máy điện Phú Mỹ đã được EVN giao trách nhiệm làm Ban Quản lý Dự án. Cùng với Cơng ty Tư vấn Xây dựng điện 2 (PECC.2), Nhà máy đã hồn thành lần 2 sửa chữa bổ xung Báo cáo NCKT, đã trình EVN ngày 17/5/2001 và đã được Tổng Cơng Ty phê duyệt ngày 08/06/2001. Nhà máy đã cùng PECC.2 hồn thành Thiết kế kỹ thuật - Tổng Dự tốn, trình Tổng Cơng ty vào đầu tháng 01/2002. Theo tiến độ dự kiến, Trung tâm sẽ được đưa vào hoạt động vào năm 2005, trước mắt là đảm trách nhiệm vụ bảo trì sửa chữa các tổ máy tại Phú Mỹ, và sẽ từng bước phát triển năng lực thực tế và bảo đảm tính hiệu quả để vươn dần ra ngồi khu vực Phú Mỹ. b) Dự án đuôi hơi Phú Mỹ 2.2. Dự án theo dạng “Chìa khố trao tay tồn bộ”, đang được tích cực triển khai trong phạm vi Nhà máy điện Phú Mỹ. Dự kiến vào đầu năm 2010 khi hồn thành dự án này, EVN sẽ cĩ một tổ máy phát điện tua bin hơi nước với cơng suất phát 163 MW khơng tốn nhiên liệu do tận dụng nhiệt lượng trong khĩi thải từ 2 tua bin của dự án Phú Mỹ 2.2 1.3. Công tác đào tạo nhân sự. Nhận thức rõ vai trị quyết định của người cán bộ quản lý - kỹ thuật trong mọi mặt cơng tác của Nhà máy, Nhà máy đã thực hiện tốt các cơng tác xây dựng, đào tạo, tổ chức bộ máy nhân sự trong tồn Nhà máy, đặc biệt là bộ khung cán bộ quản lý. Từ chỗ trên 90% CBCNV là kỹ sư, cơng nhân mới ra trường, chưa cĩ kinh nghiệm cơng tác, Nhà máy đã vạch kế hoạch và biện pháp đẩy mạnh cơng tác huấn  luyện đào tạo kết hợp nhiều hình thức, phương pháp khác nhau,tranh thủ điều kiện cho phép để cơng tác đào tạo lực lượng quản lý, vận hành, sửa chữa cĩ hiệu quả. Nhiều kỹ sư mới ra trường, qua 4 năm rèn luyện đào tạo trên thực tế  tại Nhà Máy đã trưởng thành vượt bậc, nay trở thành cán bộ quản lý vận hành, sửa chữa vững vàng trong Nhà máy. Từ nguồn cán bộ của các đơn vị trực thuộc Tổng Cơng ty, cùng với số cán bộ mới trưởng thành đã hợp thành một đội ngũ cán bộ nịng cốt của Nhà máy Điện Phú Mỹ, đã thực sự trở thành một khối đồn kết nhất trí một lịng, hết mình vì một mục tiêu chung là đưa Phú Mỹ ngày càng đi lên xứng đáng với tầm vĩc, vị trí và sự phát triển của Nhà máy. Tuy số lượng cán bộ quản lý của Nhà máy hiện tại cơ bản là cịn thiếu nhiều, nhưng cho tới nay, Phú Mỹ cĩ thể an tâm ở đội ngũ cán bộ quản lý đương chức, đội ngũ cán bộ kế cận, cĩ thể đảm đương các nhiệm vụ và nhu cầu phát triển trong thời gian tới. Cũng do tất cả các dự án nguồn điện tại PM đều là dự án mới và phần lớn lực lượng Ban Chuẩn bị sản xuất nhà máy điện Phú Mỹ 2.2 là kỹ sư tốt nghiệp đại học kỹ thuật, trung cấp kỹ thuật và cơng nhân kỹ thuật ngành điện mới ra trường, nên Nhà máy đã phải tập trung và ưu tiên cho tổ chức thực hiện cơng tác đào tạo. Mục tiêu của đào tạo là : rèn luyện tác phong cơng nghiệp, kỷ luật cơng tác, kiến thức và kỹ năng thực tế trên mỗi cương vị cơng tác; phải làm sao ngay từ đầu tiên tạo cho họ một ý thức tự giác cao về tác phong cơng nghiệp, về tổ chức kỷ luật chặt chẽ nghiêm minh và nền nếp. Để đạt được mục tiêu này, cơng tác đào tạo đã được thực hiện trên 4 giai đoạn như sau : Trước đây trong giai đoạn Nhà máy chưa cĩ tổ máy tua bin khí nào hoạt động, Nhà máy đã gửi kỹ sư, trung cấp kỹ thuật để đào tạo về tác phong cơng nghiệp, quy trình nghiệp vụ, kỷ luật cơng tác, kiến thức và kỹ năng tổng quát của một nhà máy điện… ở các Nhà máy điện (Bà Rịa, Thủ Đức) của EVN. Đào tạo bởi chuyên gia của Hãng chế tạo (Nhà thầu) trên cơng trường và tại chính Hãng (Ở nứơc ngồi), tạo cho các vận hành viên một kiến thức khái quát, một số kỹ năng cơ bản. Tài liệu các chuyên gia thường dùng để giảng dạy là tài liệu được soạn riêng cho cơng tác đào tạo của chính Hãng (nhà thầu), nên hết sức khái quát. Đào tạo trên thực tế từng cương vị cơng tác trên hiện trường, từ giai đoạn lắp máy tới hiệu chỉnh, nghiệm thu nguội, nghiệm thu nĩng, bám sát cơng việc của các chuyên gia Nhà thầu để tiếp thu kinh nghiệm, kỹ năng thực tế. Đây là một khâu quan trọng cĩ ý nghĩa quyết định thành cơng trong cơng tác đào tạo. Đào tạo được thực hiện bởi các cán bộ nịng cốt cĩ trình độ và kinh nghiệm của Nhà máy để huấn luỵên dựa trên các tài liệu là các quy phạm quy trình đã cĩ của ngành điện trước đây và TCT, các quy trình Nhà máy đã ban hành và kiến thức về vận hành thực tế tích luỹ được bởi các cán bộ cĩ kinh nghiệm. Các vận hành viên được huấn luyện kỹ quy trình, mỗi cương vị độc lập cơng tác phải thi đạt cả lý thuyết lẫn thực tế, cương vị vận hành cao hơn phải trải qua các cương vị vận hành dưới. Đối với các cương vị vận hành quan trọng, hội đồng thi phải được tổ chức kết hợp các phân xưởng phịng tham mưu kỹ thuật chuyên mơn, các cán bộ kỹ thuật - quản lý lâu năm; đối với thi trưởng ca vận hành, hội đồng thi trưởng ca vận hành của nhà máy phải được thành lập, tổ chức thi một cách nghiêm túc sát sao để đạt được kết quả cao và chính xác. Khi thi đạt, Giám đốc Nhà máy ban hành quyết định độc lập cơng tác đối với các vận hành viên. Quy định này áp dụng cho cả cơng tác đào tạo nâng cao ở các bước sau đối với vận hành. 1.4. Công tác quy trình nhiệm vụ, vận hành và xử lý sự cố. Một cơng tác hết sức thiết yếu của cơng tác chuẩn tiếp nhận quản lý vận hành là cơng tác quy trình. Đối với dự án đầu tiên là Phú Mỹ 2.2, tuy Nhà máy cịn thiếu nhiều kinh nghiệm về tua bin khí cơng suất lớn, thiếu nhiều thơng tin về loại hình tổ máy hết sức mới mẻ, tự động hố cao như các tua bin khí GT13E2, nhưng do cĩ được bộ khung cán bộ quản lý cĩ kinh nghiệm, từng trải, nhiệt tình và cĩ sức vươn lên, nên cơng tác biên soạn và ban hành quy trình rất kịp thời tương đối đầy đủ chính xác, tạo điều kiện thuận lợi cho cơng tác đào tạo cũng nhu tiếp nhận vận hành xử lý sự cố sau này. Trên cơ sở kết quả cũng như kinh nghiệm của Phú Mỹ 2.2, các dự án tiếp sau càng được thuận lợi và vững vàng hơn 1.5. Công tác sữa chữa. Nhận thức rõ ý nghĩa vai trị quyết định của cơng tác sửa chữa, từ năm 1999, Nhà máy đã đẩy mạnh cơng tác đào tạo, tự đào tạo, bám sát hiện trường, học chuyên gia chính Hãng chế tạo, tìm hiểu nghiên cứu tài liệu kỹ thuật… chuẩn bị mọi điều kiện cĩ thể tự nâng cao trình độ và năng lực sửa chữa với mục tiêu tiến lên làm chủ hồn tồn thiết bị, kỹ thuật. Từ chỗ tồn bộ lệ thuộc vào chuyên gia (do thực hiện trách nhiệm bảo hành), CBCNV Nhà máy đã từng bước tự chủ về nhân cơng chuyên gia kỹ thuật và thực hiện trong sửa chữa thường xuyên, tiểu tu, trung tu tổ máy GT21, GT22. Đặc biệt, do sự định hướng cơng tác đào tạo đúng, cộng với tinh thần học hỏi vươn lên cố gắng cao độ vì lợi ích chung của EVN của CBCN, các kỹ sư trẻ của NM, Phú Mỹ đã từng bước đi lên vững vàng trong cơng tác sửa chữa bảo trì hệ thống điều khiển tự động của NM (C&I). Do sự kiên trì chuẩn bị đầu tư thích đáng và đúng hướng về kỹ thuật, lực lượng, tháng 1/2000 trong lần đại tu thứ nhất của tổ máy GT22, khi chuyên gia của Hãng chế tạo bỏ về nước trong tình trạng tổ máy GT22 đã được mở và tháo ra để sửa chữa lớn, với tinh thần dám nghĩ dám làm dám chịu trách nhiệm và vì lịng tự trọng, cộng với sự lãnh đạo sâu sát và tạo điều kiện của lãnh đạo TCT, CBCNVC Nhà máy đã tự thực hiện đại tu GT22 từ giai đoạn lắp ráp lại, cân chỉnh, nghiệm thu khởi động thành cơng GT22 đạt cơng suất và hiệu suất thiết kế, vận hành an tồn cho tới hơm nay. 1.6. Sơ đồ tổ chức của nhà máy. Hình 1.2 Sơ đồ tổ chức. 1.7. Hiện trạng về thiết bị nâng phục vụ công tác lắp ráp, bảo dưỡng. Do nhà máy mới đi vào hoạt động, kinh nghiệm quản lý còn thiếu nên việc chuẩn bị về các thiết bị nâng để phục vụ cho công tác bảo dưỡng và sữa chữa là chưa được hoàn thiện lắm. Các thiết bị nâng chưa được đầu tư đúng mức còn thiếu, các thiết bị nâng chuyên dùng để phụ vụ công tác sữa chữa chưa được tính đến. Chương 2. PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ. Căn cứ vào điều kiện làm việc, đặc điểm địa hình và kết cấu nhà xưởng ta có các phương án lựa chọn như sau: 2.1. Phương án 1: sử dụng cầu trục hai dầm kết cấu dàn. Dàn được sử dụng trong kết cấu kim loại máy trục với kết cấu có chiều dài (khẩu độ) lớn, chịu tải trọng nhỏ, khi đó dùng dàn là thích hợp. Kết cấu kim loại cầu trục kiểu dàn là một hệ không gian phức tạp. Nó gồm hai dàn đứng chính, hai dàn đứng phụ, hai dàn trên và hai dàn dưới, các thanh xiên và hai dầm cuối. Ngoài ra còn có buồng lái, cầu thang, tay vịn, sàn lát… Kết cấu cuả dàn tuy cồng kềnh nhưng trọng lượng toàn bộ cầu tương đối nhỏ do tính chất kết cấu của dàn. Chiều cao tính từ đỉnh ray cầu trục đến đỉnh ray xe con nhỏ. Có độ cứng theo phương ngang lớn. Tuy nhiên có nhược điểm là độ bền mỏi của kết cấu dàn thấp, kết cấu dàn tốn nhiều công chế tạo, công nghệ chế tạo cao do khó sử dụng phương pháp hàn tự động, không thể sử dụng bánh xe ép ở hai đầu. Hình 2.1 Cầu trục dạng dàn. 2.2. Phương án 2: Sử dụng cầu trục hai dầm kết cấu hộp: Kết cấu thép của cầu gồm hai nửa cầu chế tạo từ kết cấu dầm (có thể là dầm hộp hoặc là dầm dàn không gian). Phạm vi làm việc rất rộng và tính cơ động cao trong không gian chật hẹp vì được bố trí trên cao, không phải quay vòng, quay đầu xe. Về mặt chịu lực thì chủ yếu chịu uốn, sức nâng có thể lớn và khẩu độ cũng lớn có độ cứng trong mặt phẳng đứng tốt hơn, độ bền khi chịu tải trong thay đổi tốt hơn nên được dùng rộng rãi hơn, kết cấu tuy nhỏ gọn nhưng trọng lượng toàn bộ cầu tương đối lớn đòi hỏi tường mà cầu dựa lên phải chịu tải trọng lớn. Chiều cao chung của cầu nhỏ, có thể dùng bánh xe ép ở đầu dầm. Việc tính toán thiết kế và chế tạo tương đối dễ dàng, gía thành rẻ. Việc bài trí bão dưỡng thường xuyên có thể thực hiện 1 cách dễ dàng. Kết cấu cầu trục kiểu dầm hộp tuy nặng hơn kiểu dàn khi chúng có cùng thông số như nhau, nhưng vì đơn giản hơn trong chế tạo, có độ cứng mặt phẳng đứng tốt hơn, độ bền khi chịu tải trọng thay đổi tốt hơn nên kết cấu dầm thường được sử dụng rộng rãi hơn. Hình 2.2 Cầu trục hai dầm. 2.3. Lựa chọn. Do cầu trục sử dụng cho công việc sữa chữa tua bin khí, nên đòi hỏi sức nâng của cầu trục phải lớn. Dựa vào những phân tích ở trên và căn cứ vào tình hình tài chính của nhà máy. Ngoài ra do khẩu độ của nhà xưởng cũng tương đối lớn nên trong hai phương án trên ta có thể thấy phương án sử dụng cầu trục 2 dầm dạng hộp là tối ưu hơn cả. Vậy ta chọn loại cầu trục 2 dầm dạng hộp (phương án 2).