30/10/2020
Nhà máy Nhiệt điện Phả Lại là một trong những “cánh chim đầu đàn” của ngành điện Việt Nam, thuộc Công ty Cổ phần Nhiệt điện Phả Lại (EVNGENCO2), tọa lạc tại thị xã Kinh Môn, tỉnh Hải Dương. Nhà máy gồm hai dây chuyền: Dây chuyền 1 (4 tổ máy × 110 MW, tổng 440 MW, vận hành từ thập niên 1980 với công nghệ Liên Xô) và Dây chuyền 2 (2 tổ máy × 300 MW, tổng 600 MW, vận hành từ năm 2001). Với tổng công suất 1.040 MW và sản lượng tích lũy đã vượt 153 tỷ kWh sau hơn 40 năm hoạt động, Nhiệt điện Phả Lại là một trong những nhà máy nhiệt điện lớn nhất và có bề dày lịch sử nhất cả nước.
Tuy nhiên, chính bề dày lịch sử đó cũng đặt ra thách thức: nhiều hệ thống điều khiển đã trải qua hàng thập kỷ vận hành, trở thành hệ thống cũ (legacy systems) cần được hiện đại hóa cấp bách. Năm 2020, PISA được lựa chọn làm đối tác thực hiện dự án “Nâng cấp hệ thống điều khiển Nhà máy Nhiệt điện Phả Lại” – một bài toán kỹ thuật “brownfield” đầy thách thức, đòi hỏi năng lực chuyên sâu để nâng cấp trên hệ thống đang vận hành mà không làm gián đoạn sản xuất điện.
Nâng cấp hệ thống điều khiển tại một nhà máy nhiệt điện đang vận hành (brownfield) hoàn toàn khác biệt so với triển khai một hệ thống mới (greenfield). Mọi hoạt động phải được thực hiện trong điều kiện nhà máy không thể ngừng hoạt động dài ngày – bởi mỗi giờ dừng máy là hàng trăm MWh điện không được cung cấp cho lưới điện quốc gia.
Dự án tại Nhiệt điện Phả Lại đối mặt với hàng loạt thách thức đặc thù. Về hệ thống cũ đã ngừng hỗ trợ, nền tảng PLC-5 của Allen-Bradley đã bị Rockwell Automation ngừng sản xuất (discontinued) từ năm 2017 sau hơn 30 năm triển khai trên toàn cầu với hơn 450.000 hệ thống – linh kiện thay thế ngày càng khan hiếm và đắt đỏ, phần mềm lập trình cũng đã ngừng cập nhật. Về phần mềm SCADA đa nhà cung cấp, hệ thống SCADA Citect (nay là AVEVA Plant SCADA) thuộc hệ sinh thái Schneider Electric, trong khi PLC thuộc hệ sinh thái Rockwell Automation – việc chuyển đổi đồng bộ về một nền tảng duy nhất đòi hỏi năng lực tích hợp đa nhà cung cấp (multi-vendor integration). Về tối thiểu hóa thời gian dừng máy, toàn bộ quá trình migration phải được lên kế hoạch chi tiết, phối hợp chặt chẽ với lịch bảo trì (outage schedule) của nhà máy để giảm thiểu tối đa ảnh hưởng đến sản lượng điện. Về phạm vi hệ thống phức tạp, dự án bao trùm nhiều hệ thống phụ trợ khác nhau, mỗi hệ thống có logic điều khiển riêng biệt và yêu cầu vận hành đặc thù.
PISA đã thiết kế và triển khai chiến lược migration toàn diện, chuẩn hóa toàn bộ hệ thống điều khiển về một nền tảng công nghệ thống nhất – Rockwell Automation (Allen-Bradley), bao gồm hai trụ cột chính:
PLC-5 là dòng bộ điều khiển logic khả trình huyền thoại của Allen-Bradley, từng là “xương sống” điều khiển cho hàng trăm nghìn hệ thống công nghiệp trên toàn cầu suốt hơn 3 thập kỷ. Tuy nhiên, sau khi bị ngừng sản xuất, PLC-5 trở thành rủi ro vận hành lớn – một sự cố phần cứng có thể khiến nhà máy dừng hoạt động trong khi không thể tìm được linh kiện thay thế.
PISA đã chuyển đổi toàn bộ hệ thống PLC-5 sang nền tảng ControlLogix – dòng bộ điều khiển thế hệ mới nhất của Allen-Bradley. ControlLogix mang đến năng lực xử lý vượt trội với tốc độ quét chương trình nhanh hơn nhiều lần, dung lượng bộ nhớ lớn hơn đáng kể, hỗ trợ đa giao thức truyền thông (Ethernet/IP, DeviceNet, ControlNet), kiến trúc mở và linh hoạt cho phép mở rộng dễ dàng, cùng vòng đời sản phẩm dài hạn được Rockwell Automation cam kết hỗ trợ.
Quá trình migration bao gồm chuyển đổi toàn bộ chương trình điều khiển (ladder logic) từ định dạng PLC-5 sang định dạng ControlLogix, kiểm tra và hiệu chỉnh logic, cập nhật cấu hình I/O và thực hiện kiểm tra chức năng (FAT/SAT) trước khi đưa vào vận hành thực tế.
Song song với nâng cấp phần cứng, PISA đã chuyển đổi phần mềm giám sát và điều khiển từ Citect SCADA sang FactoryTalk View – nền tảng HMI/SCADA chính thức của Rockwell Automation.
Việc chuẩn hóa về FactoryTalk View mang lại nhiều lợi ích chiến lược. Về tích hợp tự nhiên, FactoryTalk View được thiết kế để hoạt động tối ưu với bộ điều khiển ControlLogix – không cần gateway hay driver bên thứ ba, giảm thiểu điểm lỗi tiềm ẩn. Về giao diện vận hành hiện đại, giao diện đồ họa trực quan, hỗ trợ hiển thị dữ liệu thời gian thực, quản lý cảnh báo phân cấp và báo cáo vận hành tích hợp. Về bảo trì và hỗ trợ thống nhất, toàn bộ hệ thống (PLC + SCADA) giờ đây thuộc cùng một nhà cung cấp, đơn giản hóa việc đào tạo nhân sự, bảo trì hệ thống và xử lý sự cố.
Dự án bao trùm 6 hệ thống phụ trợ quan trọng nhất của nhà máy nhiệt điện than – mỗi hệ thống đóng vai trò không thể thiếu trong quá trình vận hành và tuân thủ tiêu chuẩn môi trường:
Hệ thống thổi tro (Soot Blowing – SB) chịu trách nhiệm làm sạch bụi tro bám trên bề mặt trao đổi nhiệt của lò hơi, duy trì hiệu suất truyền nhiệt tối ưu và ngăn ngừa quá nhiệt cục bộ.
Hệ thống khử lưu huỳnh (Flue Gas Desulfurization – FGD) loại bỏ khí SO₂ trong khói thải – nguyên nhân chính gây mưa axit – đảm bảo nhà máy tuân thủ quy chuẩn phát thải môi trường với hiệu suất khử SO₂ thường đạt trên 95%.
Hệ thống xử lý tro (Ash Handling – ASH) thu gom, vận chuyển và xử lý tro bay (fly ash) và xỉ đáy (bottom ash) – phụ phẩm của quá trình đốt than. Nhiệt điện Phả Lại xử lý khoảng 350.000 tấn tro xỉ mỗi năm, phần lớn được tái chế làm vật liệu xây dựng.
Hệ thống xử lý nước (Water Treatment – WT) cung cấp nước khử khoáng chất lượng cao cho lò hơi và nước làm mát cho hệ thống ngưng tụ – chất lượng nước ảnh hưởng trực tiếp đến tuổi thọ và hiệu suất của tua-bin.
Hệ thống xử lý nước thải (Wastewater Treatment – WWT) xử lý toàn bộ nước thải công nghiệp từ nhà máy trước khi xả ra môi trường, đảm bảo tuân thủ các quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải.
Hệ thống lọc bụi tĩnh điện (Electrostatic Precipitator – ESP) sử dụng điện trường cao thế để thu giữ các hạt bụi mịn trong khói thải với hiệu suất lên đến 99,5%, là tuyến phòng thủ đầu tiên trong chuỗi xử lý khí thải của nhà máy.
Dự án nâng cấp tại Nhiệt điện Phả Lại mang đến giá trị chiến lược trên nhiều phương diện.
Về loại bỏ rủi ro obsolescence, việc thay thế toàn bộ PLC-5 đã hết vòng đời bằng ControlLogix giúp nhà máy thoát khỏi nguy cơ dừng sản xuất kéo dài do không tìm được linh kiện thay thế – một rủi ro nghiêm trọng đối với nhà máy nhiệt điện quy mô 1.040 MW.
Về chuẩn hóa nền tảng, toàn bộ hệ thống điều khiển giờ đây thống nhất trên một nền tảng Rockwell Automation duy nhất, đơn giản hóa đào tạo vận hành, giảm chi phí bảo trì và loại bỏ sự phụ thuộc vào nhiều nhà cung cấp khác nhau.
Về kéo dài tuổi thọ tài sản, hệ thống điều khiển mới giúp kéo dài vòng đời vận hành hiệu quả của nhà máy thêm nhiều năm – đặc biệt có ý nghĩa trong bối cảnh Nhiệt điện Phả Lại đang triển khai lộ trình chuyển đổi nhiên liệu từ than sang LNG.
Về nâng cao hiệu quả môi trường, 6 hệ thống phụ trợ được nâng cấp đều liên quan trực tiếp đến xử lý ô nhiễm (FGD, ESP, ASH, WWT) – điều khiển chính xác hơn đồng nghĩa với hiệu suất xử lý khí thải, bụi, tro xỉ và nước thải được cải thiện, giúp nhà máy đáp ứng tốt hơn các quy chuẩn môi trường ngày càng nghiêm ngặt.
Về đảm bảo an ninh năng lượng, với tổng công suất 1.040 MW, mỗi giờ vận hành ổn định của Nhiệt điện Phả Lại đóng góp trực tiếp vào an ninh năng lượng quốc gia – và hệ thống điều khiển hiện đại chính là nền tảng để duy trì sự ổn định đó.
30.10.2024
Tin tức liên quan
30/10/2025
30/10/2024
30/10/2023
30/10/2023
