TCVN 10687-4:2025 về hộp số tăng tốc dùng cho hệ truyền động tuabin gió trục ngang

Hệ thống phát điện gió ngày càng trở thành một phần quan trọng trong cơ cấu năng lượng tại Việt Nam, với các tuabin công suất lớn được triển khai cả trên bờ và ngoài khơi. Trong đó, hộp số là bộ phận then chốt truyền động từ rotor sang máy phát điện, đảm bảo tuabin hoạt động ổn định dưới điều kiện gió biến thiên, tải thay đổi và môi trường khắc nghiệt.

Vai trò của hộp số không chỉ dừng lại ở việc truyền lực, mà còn ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất, tuổi thọ và độ tin cậy toàn bộ hệ thống. Một hộp số được thiết kế tốt giúp giảm rung động, tiếng ồn và hao mòn của các chi tiết khác, đồng thời đảm bảo máy phát điện vận hành tối ưu ngay cả khi gió thay đổi liên tục hoặc xảy ra các sự cố bất ngờ.

Ngược lại, một hộp số kém chất lượng hoặc không được thiết kế phù hợp có thể dẫn đến hỏng hóc nghiêm trọng, ngừng vận hành tuabin, tăng chi phí bảo trì và làm giảm hiệu quả kinh tế của dự án. Do đó, việc xây dựng và áp dụng các tiêu chuẩn kỹ thuật rõ ràng, nhất quán như TCVN 10687-4:2025 là cực kỳ cần thiết, giúp các nhà sản xuất và vận hành đảm bảo mỗi bộ phận trong tuabin gió, đặc biệt là hộp số, đáp ứng yêu cầu an toàn, bền vững và hiệu quả trong mọi điều kiện hoạt động.

Việc áp dụng tiêu chuẩn TCVN 10687-4:2025, tương đương IEC 61400-4:2025, giúp định hình các yêu cầu kỹ thuật bắt buộc, tạo nền tảng cho sản xuất, thiết kế và vận hành hộp số theo một khuôn khổ thống nhất, giảm rủi ro hỏng hóc và tai nạn, đồng thời nâng cao tuổi thọ và hiệu suất của tuabin gió.

Yêu cầu thiết kế, lắp đặt hộp số tuabin gió nên đảm bảo theo tiêu chuẩn. Ảnh minh họa

Tiêu chuẩn này áp dụng cho hộp số tuabin gió có công suất trên 500 kW, bao gồm các loại bánh răng thẳng, nghiêng, răng xoắn kép, hoặc hệ thống bánh răng hành tinh, được thiết kế mới cho tuabin trục ngang. Nó không áp dụng cho hộp số đã qua sửa chữa hoặc gia hạn tuổi thọ ngoài thiết kế ban đầu, nhằm đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật phản ánh đúng năng lực vận hành và bền vững của sản phẩm. TCVN 10687-4:2025 quy định tất cả các giai đoạn trong vòng đời hộp số, từ phân tích tải, thiết kế cơ khí, lựa chọn vật liệu, kiểm thử nguyên mẫu, đến kiểm soát chất lượng sản xuất hàng loạt và bảo trì định kỳ.

Một trong những yêu cầu quan trọng của tiêu chuẩn là phân tích tải gió và tải truyền động. Trước khi thiết kế hộp số, nhà sản xuất phải đánh giá các tải động, tải tĩnh, tải cực đại và tải lặp lại mà hộp số sẽ chịu khi vận hành, bao gồm cả dao động và các điều kiện bất lợi. Dựa trên kết quả phân tích này, thiết kế hộp số phải đảm bảo khả năng chịu tải mỏi, bền bề mặt bánh răng, trục và ổ lăn, đồng thời đáp ứng tuổi thọ thiết kế đã cam kết. Yêu cầu này nhằm hạn chế hư hỏng sớm và tối đa hóa độ tin cậy của tuabin trong suốt vòng đời vận hành.

Vật liệu, gia công và chất lượng chi tiết cũng là trọng tâm của tiêu chuẩn. Bánh răng, trục, ổ lăn và vỏ hộp số phải sử dụng vật liệu đạt yêu cầu kỹ thuật cao, có xử lý nhiệt, xử lý bề mặt phù hợp để đảm bảo độ bền uốn, chống rỗ và chống mỏi. Độ nhám, dung sai chế tạo và căn chỉnh răng đều được quy định chi tiết, bởi sai lệch nhỏ có thể ảnh hưởng lớn đến tuổi thọ, hiệu suất và độ ồn của hộp số. Các yêu cầu này nhằm tạo ra sản phẩm đồng nhất, đáng tin cậy, hạn chế các lỗi kỹ thuật do sản xuất hoặc thiết kế.

TCVN 10687-4:2025 cũng yêu cầu thiết kế hộp số phải đảm bảo khả năng bảo trì và bảo dưỡng. Các chi tiết dễ mài mòn hay hỏng hóc phải được bố trí thuận tiện cho kiểm tra, thay thế hoặc sửa chữa. Cấu hình hộp số và các giao diện, bao gồm trục, ổ lăn, hệ thống bôi trơn và vỏ hộp, cần thiết kế sao cho thao tác bảo trì định kỳ đơn giản và an toàn, đảm bảo vận hành liên tục mà không làm gián đoạn quá trình phát điện.

Việc áp dụng TCVN 10687-4:2025 mang lại nhiều lợi ích quan trọng. Nó giúp các nhà sản xuất, thiết kế và vận hành có căn cứ rõ ràng để đánh giá, lựa chọn và kiểm soát chất lượng hộp số, đồng thời hỗ trợ doanh nghiệp tuân thủ tiêu chuẩn quốc tế IEC 61400-4:2025. Tiêu chuẩn góp phần nâng cao độ tin cậy, tuổi thọ và an toàn của tuabin gió, giảm rủi ro kỹ thuật, hỏng hóc và tai nạn, đồng thời tối ưu hóa hiệu suất phát điện. Với việc áp dụng thống nhất các yêu cầu này, hệ thống phát điện gió tại Việt Nam và quốc tế sẽ phát triển bền vững, đáp ứng nhu cầu năng lượng sạch và an toàn, đồng thời bảo vệ nhà đầu tư và người vận hành khỏi rủi ro không đáng có...