Chi tiết về van ngắt nhiên liệu khẩn cấp của máy phát điện

Van ngắt nhiên liệu khẩn cấp là thiết bị an toàn quan trọng trên máy phát điện. Giúp ngăn chặn dòng nhiên liệu khi có sự cố. Hiểu rõ cách thức hoạt động của van này giúp vận hành máy an toàn hơn. Bài viết dưới đây sẽ phân tích chi tiết về cấu tạo, nguyên lý và cách bảo dưỡng.

Van ngắt nhiên liệu khẩn cấp là gì?

Van ngắt nhiên liệu khẩn cấp là van điện từ được lắp đặt trên đường ống nhiên liệu của máy phát điện. Thiết bị này có khả năng đóng/mở tự động hoặc thủ công. Từ đó kiểm soát dòng nhiên liệu đi vào động cơ.

Van hoạt động dựa trên tín hiệu điện từ hệ thống điều khiển. Khi nhận lệnh dừng khẩn cấp, van sẽ đóng ngay lập tức. Chặn hoàn toàn nguồn nhiên liệu cung cấp cho động cơ. Đây là giải pháp dừng máy nhanh nhất và an toàn nhất trong các tình huống nguy hiểm.

Trên các máy lớn, van ngắt nhiên liệu là thiết bị bắt buộc theo tiêu chuẩn an toàn. Nó đảm bảo máy có thể dừng hoạt động ngay cả khi hệ thống điều khiển chính gặp sự cố.

Xem thêm:

Đường ống của hệ thống làm mát máy phát điện

Vai trò

Van ngắt nhiên liệu đóng vai trò như “cầu dao” cuối cùng trong hệ thống cung cấp nhiên liệu. Nó được bố trí giữa bơm nhiên liệu và bơm cao áp. Tại vị trí có thể kiểm soát toàn bộ dòng nhiên liệu đến động cơ.

Trong vận hành bình thường, van luôn ở trạng thái mở để nhiên liệu lưu thông tự do. Khi cần dừng máy khẩn cấp, van đóng lại trong vòng 0,5-1 giây. Nhanh hơn nhiều so với việc ngắt hệ thống đánh lửa hoặc dừng bơm nhiên liệu.

Van ngắt nhiên liệu còn hỗ trợ bảo vệ động cơ khỏi các tình huống quá tải, quá nhiệt hay mất dầu bôi trơn. Khi cảm biến phát hiện bất thường, tín hiệu sẽ được gửi đến van để dừng cung cấp nhiên liệu ngay lập tức. Từ đó ngăn ngừa hư hỏng nặng cho động cơ.

Cấu tạo cơ bản

Van ngắt nhiên liệu gồm ba thành phần chính: thân van, cuộn dây điện từ và lò xo phục hồi.

Thân van được gia công từ hợp kim chịu nhiệt, bên trong có pittông di chuyển theo trục. Pittông này kết nối với đầu van, có nhiệm vụ đóng/mở đường nhiên liệu. Bề mặt tiếp xúc được mạ crom hoặc phủ vật liệu chống ăn mòn nhiên liệu.

Cuộn dây điện từ (solenoid) được quấn quanh lõi thép, tạo từ trường khi có dòng điện đi qua. Từ trường này hút pittông di chuyển, mở van cho nhiên liệu chảy. Cuộn dây thường hoạt động ở điện áp 12V hoặc 24V DC.  Hoàn toàn phù hợp với nguồn điện của máy phát điện.

Lò xo phục hồi được thiết kế để đẩy pittông về vị trí đóng khi mất điện. Đây là cơ chế an toàn “fail-safe”. Đảm bảo van tự động đóng lại ngay cả khi hệ thống điện gặp sự cố.

Nguyên lý hoạt động

Khi khởi động máy phát điện, hệ thống điều khiển cấp điện cho cuộn dây solenoid của van. Dòng điện tạo từ trường, hút lõi thép và pittông di chuyển ngược chiều lò xo. Van mở ra, nhiên liệu từ bơm chảy qua van đến bơm cao áp rồi phun vào buồng đốt.

Trong quá trình vận hành, van được duy trì ở trạng thái mở nhờ nguồn điện liên tục. Cuộn dây solenoid tiêu thụ dòng điện nhỏ, thường dưới 2A. Điều này không ảnh hưởng nhiều đến hệ thống điện.

Khi nhận tín hiệu dừng máy, bộ điều khiển ngắt nguồn điện đến van. Mất từ trường, lò xo phục hồi ngay lập tức đẩy pittông về vị trí ban đầu, đóng kín đường nhiên liệu. Động cơ hết nhiên liệu và dừng trong vài giây. Cơ chế này hoạt động độc lập với các hệ thống khác, tăng độ tin cậy.

Khi nào van ngắt được kích hoạt

Van ngắt nhiên liệu được kích hoạt trong nhiều tình huống khác nhau, cả tự động và thủ công.

Dừng máy bình thường là trường hợp phổ biến nhất. Khi người vận hành bấm nút dừng, van ngắt sẽ đóng để cắt nhiên liệu. Đối với máy diesel, đây là cách dừng máy chính, vì không thể dừng bằng cách ngắt đánh lửa.

Trong tình huống khẩn cấp như cháy, rò rỉ nhiên liệu, hoặc nguy cơ nổ, nút dừng khẩn cấp (Emergency Stop) sẽ kích hoạt van ngắt ngay lập tức. Nút này thường có màu đỏ, đặt ở vị trí dễ tiếp cận.

Hệ thống bảo vệ tự động cũng kích hoạt van khi phát hiện nhiệt độ nước làm mát vượt ngưỡng. Áp suất dầu bôi trơn giảm dưới mức an toàn. Tốc độ động cơ vượt quá giới hạn, hoặc mất điện lưới.

Ảnh hưởng đến an toàn và động cơ

Van ngắt nhiên liệu đóng vai trò then chốt trong việc bảo vệ con người và thiết bị. Khi xảy ra hỏa hoạn, rò rỉ nhiên liệu hoặc mất kiểm soát động cơ. Khả năng dừng máy nhanh chóng có thể ngăn chặn thảm họa.

Đối với động cơ, van ngắt giúp tránh tình trạng “chạy trốt” (runaway). Hiện tượng này xảy ra khi động cơ diesel hút dầu bôi trơn từ các vị trí rò rỉ làm nhiên liệu, tốc độ tăng không kiểm soát được. Van ngắt nhiên liệu là phương án duy nhất để dừng động cơ an toàn.

Van còn bảo vệ hệ thống nhiên liệu khỏi áp suất ngược khi dừng máy đột ngột. Khi động cơ dừng mà nhiên liệu vẫn được bơm cao áp đẩy. Có thể gây sốc áp làm hỏng đường ống và vòi phun.

Tuy nhiên, van ngắt cũng có thể gây ảnh hưởng tiêu cực nếu hoạt động không đúng. Van đóng không kín sẽ để nhiên liệu rò rỉ, gây khó khởi động. Van kẹt ở vị trí đóng khiến máy không thể khởi động.

Sự cố thường gặp

Van không mở thường do cuộn dây solenoid bị hỏng, cháy hoặc không nhận đủ điện áp. Dây dẫn bị đứt, cầu chì cháy cũng dẫn đến tình trạng này. Hậu quả là máy không khởi động được dù đã bơm nhiên liệu.

Van không đóng kín xảy ra khi cặn bẩn, tạp chất trong nhiên liệu tích tụ trên bề mặt van. Lò xo yếu hoặc gãy cũng làm van không đóng chặt. Biểu hiện là máy tiếp tục chạy vài giây sau khi đã tắt.

Van kẹt cứng thường do không sử dụng lâu ngày, pittông bị đọng cặn hoặc gỉ sét. Van có thể kẹt ở vị trí giữa, khiến lưu lượng nhiên liệu không đủ. Từ đó máy yếu hoặc không khởi động được.

Kiểm tra và bảo dưỡng

Kiểm tra định kỳ van ngắt nhiên liệu nên thực hiện 3-6 tháng một lần.

Kiểm tra điện bằng đồng hồ vạn năng đo điện trở cuộn dây solenoid. Giá trị chuẩn thường từ 15-30 Ohm. Nếu điện trở quá cao hoặc vô cực, cuộn dây đã hỏng. Kiểm tra điện áp cấp đến van khi khởi động, phải đạt đủ 12V hoặc 24V theo thiết kế.

Kiểm tra cơ khí khi máy dừng bằng cách tháo van ra. Kiểm tra bề mặt tiếp xúc của đầu van, phải nhẵn, không bị mòn sâu. Kiểm tra lò xo, độ đàn hồi phải tốt. Làm sạch pittông, kiểm tra chuyển động có trơn tru không.

Test hoạt động bằng cách cấp điện trực tiếp từ nguồn 12V/24V. Van phải mở/đóng rõ ràng với tiếng kêu đặc trưng. Test thời gian đóng bằng cách ngắt điện đột ngột, van phải đóng trong dưới 1 giây.

Vệ sinh van định kỳ bằng cách ngâm trong diesel sạch trong 30 phút. Dùng chổi nhỏ hoặc khí nén làm sạch cặn bẩn. Không dùng dung môi mạnh có thể ăn mòn cao su, nhựa trong van.

Van ngắt nhiên liệu có tuổi thọ khoảng 5-7 năm hoặc 10.000 giờ vận hành. Nếu van bị hỏng nhiều lần, nên thay mới để đảm bảo độ tin cậy.

Van ngắt nhiên liệu trên máy phát điện Hyundai

Máy phát điện Hyundai sử dụng van ngắt nhiên liệu điện từ chất lượng cao. Phù hợp với động cơ diesel công nghiệp. Van được lắp đặt giữa bơm nhiên liệu thấp áp và bơm cao áp, dễ dàng bảo dưỡng.

Trên các dòng máy DHY, van hoạt động ở điện áp 12V DC. Tích hợp với hệ thống điều khiển tự động. Khi bấm nút khởi động, van tự động mở. Khi bấm nút dừng hoặc kích hoạt Emergency Stop, van đóng lại ngay lập tức.

Đối với dòng máy công suất lớn (trên 100kVA), Hyundai trang bị thêm cảm biến phản hồi trạng thái van. Hệ thống sẽ báo lỗi trên màn hình nếu van không hoạt động đúng. Một số mẫu cao cấp có van ngắt nhiên liệu kép, tăng độ an toàn gấp đôi.

Hyundai khuyến cáo kiểm tra van ngắt mỗi 500 giờ vận hành hoặc 6 tháng. Phụ tùng thay thế chính hãng có mã riêng cho từng dòng máy. Khi thay van mới, cần reset bộ điều khiển để hệ thống nhận diện chính xác.