Vào cuối tháng 10/2026, Công ty PKF "TSK" của Nga đã chính thức nhận bằng sáng chế cho hệ thống khởi động turbine khí sử dụng hai động cơ Servo không đồng bộ (thay vì một động cơ như truyền thống).
Điểm đặc biệt nằm ở chỗ nếu một động cơ gặp sự cố, động cơ còn lại vẫn có thể độc lập tiếp tục quá trình tăng tốc và khởi động thành công turbine.
Hơn nữa, thiết kế này cho phép loại bỏ hoàn toàn chổi than - linh kiện thường xuyên bị mài mòn. Tuổi thọ hoạt động của thiết bị trước khi cần đại tu ước tính lên tới 20.000 giờ.
Điểm đột phá: Cơ chế vận hành "hai trong một"
Theo các kỹ sư của PKF "TSK", thay vì sử dụng một động cơ khởi động đơn lẻ như truyền thống, thiết kế mới tích hợp hai mô-tơ Servo không đồng bộ, mỗi mô-tơ được điều khiển bởi một bộ biến tần (inverter) riêng biệt.
Chúng được liên kết cứng với trục của cụm turbine khí thông qua hộp truyền động, cùng nhau tăng tốc quay turbine và máy nén lên mức 5.400 vòng/phút. Ngay khi cỗ máy đạt trạng thái tự vận hành, cả hai mô-tơ điện này sẽ tự động ngắt.
Hình ảnh minh họa do AI thực hiện.
Điểm sáng nhất trong thiết kế này chính là khả năng khởi động dự phòng khi có sự cố: Nếu một trong hai mô-tơ bị hỏng, mô-tơ còn lại vẫn đủ sức hoàn thành chu trình khởi động. Dù thời gian tăng tốc sẽ kéo dài hơn một chút (lên 90 giây thay vì 60 giây như tiêu chuẩn), nhưng turbine vẫn khởi động thành công.
Các bộ biến tần độc lập không chỉ quản lý và bảo vệ từng mô-tơ khỏi quá tải mà còn liên tục giám sát các thông số vận hành. Điều này giúp việc bảo trì trở nên đơn giản hơn bao giờ hết: Kỹ thuật viên có thể dễ dàng thay thế khối hỏng hóc mà không cần tháo toàn bộ hệ thống.
Một lợi ích lớn khác là việc loại bỏ hoàn toàn cụm chổi than - cổ góp. Nhờ đó, cỗ máy không còn cảnh phải thay chổi than định kỳ, đồng thời loại bỏ nguy cơ bụi than chì phát tán làm bẩn và gây đoản mạch các linh kiện dẫn điện.
Lưu ý: Bằng sáng chế mô tả chi tiết cấu trúc kỹ thuật và các kết quả kỳ vọng, nhưng hiệu quả thực tế sẽ tiếp tục được kiểm chứng qua các thử nghiệm vận hành lâm sàng.
Vai trò của công nghệ này đối với môi trường, nhiên liệu
Tuy đây là một giải pháp thuộc hệ thống khởi động (phụ trợ), nó lại đóng vai trò dây chuyền rất lớn đối với bài toán tiết kiệm nhiên liệu và bảo vệ môi trường trong ngành năng lượng - công nghiệp.
Thứ nhất, tối ưu hóa chu trình khởi động và giảm lãng phí
Tránh lãng phí nhiên liệu do khởi động thất bại: Việc khởi động một turbine khí tiêu tốn một lượng nhiên liệu cực kỳ lớn. Nếu quá trình khởi động bị ngắt quãng giữa chừng do lỗi mô-tơ khởi động, toàn bộ lượng nhiên liệu xả ra trước đó bị lãng phí hoàn toàn.
Cơ chế "dự phòng đúp" giúp tỷ lệ khởi động thành công đạt gần như 100%, loại bỏ tình trạng tốn nhiên liệu vô ích.
Đưa turbine đạt dải vận hành tối ưu nhanh chóng: Việc đưa cỗ máy lên đúng vòng quay 5.400 vòng/phút một cách mượt mà giúp quá trình phun và đốt cháy nhiên liệu diễn ra hoàn hảo ngay từ giây đầu tiên, giảm lượng nhiên liệu chưa cháy hết bị tống ra ngoài qua đường xả.
Thứ hai, sạch hơn từ khâu vận hành đến bảo trì
Triệt tiêu nguy cơ ô nhiễm Bụi Than chì: Ở các hệ thống cũ, chổi than bị ma sát liên tục sẽ diễn ra quá trình mài mòn, phát tán hạt bụi chì ra không khí và môi trường xung quanh. Việc chuyển sang mô-tơ không chổi than giúp môi trường vận hành hoàn toàn sạch sẽ, bảo vệ sức khỏe công nhân lẫn thiết bị.
Giảm phát thải khí độc khi khởi động: Giai đoạn turbine đang lấy đà khởi động là lúc quá trình cháy diễn ra kém hiệu quả nhất, sinh ra nhiều khí độc CO, hydrocarbon chưa cháy (HC) và khói đen. Việc giảm thiểu các vụ khởi động lỗi đồng nghĩa với việc trực tiếp cắt giảm lượng khí thải độc hại xả ra khí quyển.
Kéo dài vòng đời thiết bị, giảm rác thải công nghiệp: Khả năng hoạt động bền bỉ tới 20.000 giờ không cần đại tu giúp giảm số lượng linh kiện, phụ tùng bị thải bỏ ra môi trường (như chổi than, động cơ hỏng hóc), góp phần thúc đẩy mô hình sản xuất bền vững.
Tham khảo: FT
