Chuyên đề Tổ hợp bơm ly tâm HΠC 65/35-500 dùng trong vận chuyển dầu khí Tính toán các thông số cửa vào và cửa ra của bánh công tác

và bạc lót, người ta tạo các khe hẹp dạng trụ (14), nối với các lỗ thoát (16) qua rãnh lệch tâm (15). Trong rãnh lệch tâm (10) cách ly với rãnh (15) nhờ gioăng (17). Gioăng này ngăn không cho dòng chất lỏng thoát ngay ra lỗ thoát (16) mà phải đi theo hành trình kể trên; - Thoát nhiệt từ bề mặt bên ngoài: chất lỏng làm mát được dẫn qua lỗ (1), sau khi làm mát mặt ngoài của vỏ (4), bạc Grafit (1), (3) được tuần hoàn tiếp tục nhờ bánh răng (9). 3.2.3. Nguyên lý làm việc Khi động cơ điện của tổ hợp làm việc, truyền chuyển động quay với vận tốc n = 2950 ÷ 3000V/phút cho trục Rôto của bơm thông qua khớp nối răng, chất lỏng công tác có áp lực (lớn hơn 0,42kg/cm2) từ đường cấp đi vào miệng hút qua khoang cửa vào của bánh công tác cấp 1 (ở nửa bên trái), chịu tác dụng của lực ly tâm bị cuốn dồn từ phía tâm ra ngoài, theo kênh dẫn hướng đến khoang cửa vào của bánh công tác cấp 2 và tiếp tục như vậy vào cấp 3, cấp 4 rồi theo đường dẫn hàn nới từ khoang cửa ra cấp 4 đến khoang cửa vào cấp 5 ở đầu bên phải của bơm. Ở nửa bên phải của bơm, chất lỏng công tác đi từ phải sang trái, qua cấp 5, cấp 6, cấp 7, cấp 8 tương tự như ở nữa bên trái, rồi qua cửa ra của bơm đi vào đường ép (đường bơm) Chất lỏng công tác từ cửa vào của bơm, đến cửa ra, qua mỗi cấp bánh công tác lại nhận thêm phần cơ năng mới thông qua các cánh dẫn của bánh công tác, tạo thành năng lượng thủy động (gồm động năng V2/2g và áp năng P/g ) cho dòng chảy của chất lỏng. Mặc dù số cánh dẫn của mỗi bánh công tác là có hạn, nhưng được quay với vận tốc góc lớn, và do sự liên kết nội năng giữa các phân tử chất lỏng nên dòng chảy chất lỏng đi qua bơm vẫn là liên tục và có năng lượng do các cánh dẫn của bánh công tác truyền cho. Ở bơm HΠC 65/35-500, việc 8 bánh công tác của nó được chia thành 2 nhóm bên trái và bên phải, có cửa vào của bánh công tác ở mỗi nhóm ngược nhau. Ở ngăn bên trái (từ bánh công tác cấp 1 đến bánh công tác cấp 4) dòng chất lỏng công tác đi từ trái sang phải, ở ngăn bên phải (từ bánh công tác cấp 5 đến bánh công tác cấp 8) dòng chất lỏng đi từ phải sang trái. Điều đó làm giảm đáng kể lực dọc trục tác dụng lên Rôto. Phần chất lỏng có áp lực lớn ở khoang cửa vào cấp 5 rò rỉ đến phía trước bộ phận làm kín trục đầu bên phải theo ống giảm tải trở về đầu cửa hút của bơm. 3.3. Các đặc tính kĩ thuật của bơm HΠC 65/35-500 Các đặc tính kỹ thuật của tổ hợp bơm được thể hiện ở bảng (3.1). Tên gọi các chỉ số tính năng Tiêu chuẩn Sai số cho phép % 1- Lưu lượng (m3/h) 65 (35) 2- Cột áp (m) 500 + 5, –3 3- Tần số quay (S-1; v/ph) 49,2 (2950) 4. Độ xâm thực cho phép (m) 4,2) + 0,5 5. Áp suất đầu vào của bơm (at) không lớn hơn: - Với kiểu làm kín mặt đầu; - Kiểu làm kín bằng san nhic(CO). 25 5 6. Công suất yêu cầu KW (khi khối lượng riêng chất lỏng công tác là 1000 kg/m3, độ nhớt 0,01cm2/c). 160 +5 7. Hiệu suất hữu ích (%). 59 8. Sự rò rỉ qua bộ phận làm kín trục không lớn hơn (cm3/h): - Với kiểu làm kín mặt đầu; - Kiểu làm kín bằng san nhic. 40 – 50 180 9- Kích thước biên dạng (dài x rộng x cao) (mm): + Của máy bơm; + Của tổ hợp. 1970x600x585 3332x965x1135 10- Trọng lượng (kg)của máy bơm 1220 11- Các chỉ số của động cơ điện: + Điện áp (v) + Công suất (kw) + Tần số dòng điện (HZ) + Dòng điện. 380 160 50 Thay đổi theo điều kiện làm việc. Bơm cần được vận hành trong phạm vi lưu lượng làm việc của đường đặc tính bơm. Sự vận hành bơm ở mức lưu lượng lớn hơn phần đặc tính làm việc là không cần thiết (không nên) vì có thể sẽ gây ra quá tải cho động cơ điện. Khi muốn giảm cột áp của bơm trong khoảng giới hạn phân chia trên đường đặc tính bơm ở phạm vi Q – H cho phép tiện tương ứng đường kính ngoài của các bánh công tác. 3.4. Đường đặc tính kĩ thuật của bơm Đường đạc tính cơ bản của bơm HΠC 65/35-500 khi thử nghiệm với nước ( = 1000 kg/m3, n = 2980 vòng/phút ) 3.5. Lắp đặt các bộ phận của bơm Khi tháo dỡ hòm chứa tổ hợp bơm, cần phải kiểm tra đặc tính bơm theo yêu cầu thiết kế, danh mục các thiết bị phụ tùng trong hòm, dấu kẹp chì, tình trạng các đầu bịt ống, kiểm kê sự tổn thất hư hỏng của chúng. Cần phải chùi sạch lớp dầu mỡ bảo quản mặt ngoài của tổ hợp bằng giẻ tẩm xăng hoặc dung môi tẩy rửa. Tuy nhiên, không cần phải làm sạch lớp dầu mỡ bảo vệ của bộ phận dẫn dòng, hướng dòng nếu chúng không ảnh hưởng đến sự làm việc và bơm quay được dễ dàng không bị kẹt vướng. Nếu các chất bảo vệ này không được phép lẫn vào môi chất công tác, hoặc trục bơm bị kẹt, hoặc bộ phận dẫn dòng, hướng dòng của bơm được bảo quản bằng dung dịch NaNO2 đậm đặc thì cần phải làm sạch chúng bằng dung dịch NaNO2 2 – 5% cùng với dung dịch sôda nóng 0,5%, sau đó sấy khô. Tổ hợp bơm được lắp ráp trên một khung dầm. Bộ khung dầm này phải là nguyên khối và phải đảm bảo độ tin cậy, độ bền vững, không nứt, rỗ, không có lỗ hổng. Các bu lông của khung dầm cần được lắp trong ống bảo vệ, có đường kính gấp 3 ¸ 4 lần đường kính bu lông. Trước khi lắp ráp tổ hợp bơm, cần phải làm sạch khung dầm khỏi các kết cấu thừa, xỉ hàn, rỉ sét bẩn… Sau đó đặt các tấm kê (bằng thép) tương ứng với vị trí của các vít cấy (điều chỉnh) trên dầm và hạ (đặt) hoàn toàn tổ hợp một cách chắc chắn trên sàn chính (cơ sở). Lúc này tất cả các vít điều chỉnh phải nhô ra khỏi bề mặt tựa của dầm từ 1-2 vòng ren. Các vị trí ở bên dưới tấm kê cần được đục cho lọt tấm kê vào sàn (đối với sàn xưởng là bê tông). Trước khi hạ tổ hợp xuống vị trí các lỗ trên sàn, cần phải lắp ráp các bu lông néo của khung dầm vào. Vị trí của tổ hợp tại nơi lắp đặt được quy định bởi thiết kế. Độ lệch cho phép ở mặt bằng so với đường trục quy định không quá 3mm. Chiều cao của tổ hợp so với chuẩn hoặc mặt sàn xưởng lắp đặt bơm được điều chỉnh bởi các vít cấy (trên dầm). Sai số cho phép về chiều cao so với thiết kế không vượt quá 5mm. Vị trí nằm ngang và sự cân bằng của tổ hợp được kiểm tra bằng thước nivô sao cho sai số khi lắp đặt của bề mặt dầm không vượt quá 0,2mm/1m chiều dài. Sau khi kiểm tra tất cả các vị trí của tổ hợp xong, tiến hành đổ bê tông cố định chắc chắn bu lông giằng (néo) và các vít điều chỉnh của dầm. Bao bọc (bảo vệ) sơ bộ các vít điều chỉnh bằng một lớp mỡ mỏng bảo vệ, để bê tông vào được dưới tất cả các vị trí giằng của bu lông néo, phải nhớ làm rỗng ở dưới mặt sàn ở các vị trí tương ứng. Khi đổ bê tông, cần phải tạo thành phần sàn nhô lên khoảng 25mm so với cạnh dưới của khung dầm. Việc xiết lần cuối cùng các bu lông néo giữ các khung dầm xuống sàn được thực hiện sau khi bê tông đạt được độ bền không nhỏ hơn 120 kg/cm2 nhưng không sớm hơn 7 ngày đêm kể từ sau khi đổ bê tông. Sau khi sàn bê tông đã đông cứng lại mới tiến hành nối các đường ống (Đường hút (vào), đường ép (ra), các đường ống dẫn nước làm mát và dung dịch làm kín) và kiểm tra chiều quay của động cơ điện và căn chỉnh sự đồng tâm của bơm và động cơ điện. Việc điều chỉnh sự đồng tâm của tổ hợp bơm được thực hiện bằng cách thay đổi vị trí của động cơ điện. Chiều cao của động cơ được điều chỉnh bởi các tấm căn đặt dưới đế động cơ, còn phương ngang được điều chỉnh theo bề mặt chuẩn được hàn ở khung dầm. Tiến hành kiểm tra sự đồng tâm của tổ hợp bằng các đồ gá chuyên dụng và đồng hồ so. Đồ gá này có các giá đỡ chắc chắn (để gắn đồng hồ so) được kẹp chặt trên phần bán trục của tổ hợp. Ở đây phương thẳng đứng của đồ gá (vị trí bên trên) được coi là vị trí 0 và lúc đó kim đồng hồ so cũng được coi là vị trí 0, sau đó quay đồng thời trục bơm và động cơ cùng đồng hồ gá đến lần lượt các vị trí 90o, 180o,270o và ghi các thông số (kết quả ở đồng hồ so) tương ứng với mỗi vị trí này. Sau đó, với mỗi đồng hồ so, xác định tổng của các thông số ở 2 vị trí : - Đồng hồ so I (Độ đảo mặt đầu): db+ dH và dL +dP; - Đồng hồ so II (Độ đảo hướng trục) Lb + LH và LL+ LP . Độ đồng tâm của các trục được coi là đạt yêu cầu nếu tổng các chỉ số này không vượt quá 0,05mm. Trường hợp ngược lại, cần phải tiếp tục điều chỉnh cho đến khi chúng không thể nhỏ hơn sai số cho phép trên được nữa. Sau khi định tâm các trục xong phải xiết chặt các bu lông đế động cơ điện, lắp vỏ bảo vệ khớp nối, các đồng hồ đo và thiết bị bảo vệ của tổ hợp. 3.6. Tính toán các thông số cửa vào và cửa ra cuả bánh công tác 3.6.1. Mục đích + Dòng chất lỏng chuyển động qua bánh công tác theo biên dạng cánh dẫn, trong máng cánh dẫn không có xoáy. + Hạn chế sự thu hẹp đột ngột dòng chảy ở của vào và sự mở rộng đột ngột dòng chảy ở cửa ra sao cho tổn thất là bé nhất. + Lưu lượng và hiệu suất đạt được kết quả tối ưu Các thông số của máy ly tâm HПC 65/35-500 - Lưu lượng thực tế của bơm: Q = 65 (m3/giờ). - Cột áp toàn phần thực tế của bơm: H = 500 (mH2O). - Số vòng quay của trục bơm: n = 2950 (vòng/phút). - Dung dịch là hỗn hợp dầu thô đã qua xử lý sơ bộ. - Khối lượng riêng: = 843,3 (kg/m3). - Hiệu suất chung sơ bộ của bơm: = 0,59. - Bơm có kết cấu nhiều cấp (sơ bộ i = 8) và bố trí một miệng hút. 3.6.2. Tính toán các thông số ở cửa vào bánh công tác - Số vòng quay đặc trưng ns = (3.1) Trong đó: i: Là số cấp bánh công tác, i = 8 j: Là số cửa hút ở bánh công tác, j = 1 Thay số: ns = = 69 (vòng/phút) 3.6.2.1. Sơ đồ kết cấu bánh công tác và quy ước các kích thước Hình 3.15 Sơ đồ kết cấu bánh công tác Trong đó: d: Đường kính trục bơm nơi lắp bánh công tác; do: Đường kính moayơ bánh công tác; D1: Đường kính tâm mép vào bánh công tác; D2: Đường kính ngoài bánh công tác; Ds: Đường kính cửa vào bánh công tác; b1: Chiều rộng mép vào bánh công tác; b2: Chiều rộng mép ra bánh công tác. 3.6.2.2. Xác định đầu ra của trục bơm (đường kính trục lắp khớp nối) dr = ( 3.2 ) Trong đó: dr: Đường kính đầu ra của trục bơm. Mx: Mô men xoắn trên trục. Mx = 97403..9,81 (N.cm) ( 3.3 ) [],: Ứng suất cắt cho phép của vật liệu làm trục. Ở đây ta chọn vật liệu là thép cacbon, với thép C30C45 thì giá trị [], = 9,81.(150 250) (N/cm2), từ đó ta chọn [], = 9,81.150 (N/cm2). Thay số vào công thức (3.2) ta được: dr = = 6,4 (cm) = 0,064 (m) 3.6.2.3. Xác định đường kính trục nơi lắp bánh công tác Bơm HΠC 65/35 – 500 có 8 cấp bánh công tác, gồm 2 phân đoạn với kết cấu nằm ngang sự bố trí các bánh công tác đôi một đối xứng nhau có tác dụng khử lực dọc trục sinh ra trong khi bơm làm việc. Dựa vào kết cấu của bơm đòi hỏi trục bơm khi thiết kế phải tính đến độ cứng vững cao, khả năng chịu các lực uốn, lực xoắn tốt. Các chi tiết trên trục khi lắp đặt phải có độ đồng tâm cao. Từ đó ta có thể quyết định kích thước trục với đường kính d > dr từ ( 5 20)mm. Ta chọn d = 0,07 m 3.6.2.4. Đường kính Moayơ bánh công tác do = (1,2 1,25)d (m) Chọn do = 1,2.0,07 = 0,084 (m) 3.6.2.5. Xác định đường kính Ds - Ta xác định đường kính Ds theo lưu lượng: Ds = (m) ( 3.4 ) Trong đó: Cs: Tốc độ của dòng chảy ở cửa vào bánh công tác. Cs = Kos. (m/s) (3.5) Với g = 9,8 m/s2 H1: là cột áp của một bánh công tác: H1 = = = 62,5 (mH2O) Kos: Là hệ số tốc độ. Kos = 0,006.ns2/3 = 0,006.692/3 = 0,1 Thay số vào công thức (3.5) ta được: Cs = 0,1.= 3,5 (m/s) Qt: Lưu lượng tính toán, Qt = (1,021,15)Q ( Q = 6m3/h ) Lấy Qt = 1.1.Q = 1.1 .65 = 71,5 (m3/h) = 0,02 ( m3/ s ) Thay vào công thức (3.4) ta được: Ds = = 0,12 (m) 3.6.2.6. Xác định đường kính D Khi bơm có số vòng quay đặc trưng ns > 60 (vòng/phút) thì mép vào nghiêng so với trục bơm, để đảm bảo nghiêng ở mép cửa vào tránh hiện tượng va đập gây tổn thất cho dòng chảy. Do đó: D1 = (0,8 0,95).Ds Chọn D1 = 0,9.Ds = 0,9.0,12 = 0,108 (m) 3.6.2.7. Xác định chiều rộng mép vào b1 Để bơm làm việc với cột áp lớn thì 1 = 90o nghĩa là khi bánh công tác có kết cấu bộ phận dẫn hướng sao cho dòng chảy chất lỏng ở máng dẫn chuyển động theo phương hướng kính. Khi 1 = 90o thì C1u 0, Co Cor, C1 C1r Tốc độ dòng chảy ngay trước khi vào cánh (Co) là: Ta tính theo công thức: Co = (0,060,08). (m/s). ( 3.6 ) Ta chọn: Co = 0,07. = 0,07. = 3,91 (m/s). Vậy Co = Cor = 3,91 (m/s) Từ lưu lượng ta có: b = = = 0,015 (m) Đây chỉ là chiều rộng tính toán. Thực tế do sự đổi hướng đột ngột của dòng chảy ở cửa hút từ hướng kính sang hướng trục lên trong kết cấu lấy b1 lớn hơn để tránh “vùng chết” ở cửa vào. Lấy b1 = 1,1. b = 1,1.0,015 = 0,0165 (m) Do chiều dày cánh dẫn ở cửa vào là S1 mà tốc độ dòng chảy tăng từ Co (ngay trước mép vào cánh) đến C1 (ngay sau khi vào cánh). Từ phương trình liên tục ta có: C1r = .Cor = k1. Cor (m) ( 3.7 ) Trong đó: t1: Là bước cánh ở cửa vào, t1 = Z: Là số cánh. k1 = : Là hệ số thu hẹp ở cửa vào. : Chiều dày cánh tính trên cung tròn đường kính D1. Do t1 chưa biết nên khi tính toán ta chọn sơ bộ giá trị: k1 = 1,15 1,2. Chọn k1 = 1,2 Thay số vào (3.7) ta có: C1r = k1.Co = 1,2.3,91 = 4,69 (m/s) 3.6.2.8. Xác định giá trị góc vào của cánh dẫn Theo phương trình cơ bản thì không ảnh hưởng trực tiếp đến cột áp của bơm. Nhưng giá trị không thích hợp sẽ gây va đập giữa dòng chảy với cánh dẫn ở lối vào bánh công tác. Điều này gây ảnh hưởng xấu đến cột áp của bơm. Vì vậy yêu cầu của thiết kế là phải tính chọn được phù hợp (thường trong khoảng 1530o), nếu quá nhỏ sẽ làm tăng chiều dài cánh dẫn, tăng sức cản dòng chảy. Góc được xác định từ tam giác vận tốc ở cửa vào: tg = = ( 3.8 ) Hình 3.16 Tam giác vận tốc ở cửa vào Nhưng thông thường ta tính góc vào không va đập nghĩa là góc vào ứng với = 90o, ta có: tg = (3.9) Với U1 = (m/s) là tốc độ vòng ở cửa vào. = (1/s) là tốc độ góc của bánh công tác. U1 = . = 16,67 (m/s) Thay số và (3.9) ta có: tg= = 0,235 = 13 Mà = + với = 35o = 13 + 5 = 18o (chọn = 5o). 3.6.2.9. Chiều dày cánh dẫn S Khi tính toán, thiết kế cánh dẫn, ta phải chọn chiều dày cánh dẫn thích hợp để không những giảm thiểu tổn thất thủy lực trên cánh mà còn đảm bảo độ bền cơ học của cánh dẫn. Ngoài ra tuổi thọ và độ bền của cánh còn phụ thuộc vào vật liệu chế tạo và công nghệ chế tạo. Chọn S = 0,0035 m, vật liệu chế tạo là thép hợp kim. Ở cửa vào bánh công tác chọn S1 = 0,0025 m, tại mép vào cửa cánh được lượn tròn để giảm va đập gây mòn và giảm tổn thất. Ở cửa ra bánh công tác, tại đây vận tốc vòng của chất lỏng chuyển động lớn nhất. Các hạt cứng va đập vào bề mặt cánh ở cửa ra nhiều hơn nên cửa ra nhanh mòn hơn cửa vào. Vì vậy khi thiết kế phải thiết kế tính đến độ mòn, độ bền của cánh. Chọn S2 = 0,0045 m. Chiều dày cánh dẫn tăng dần từ S1 đến S2. 3.6.3. Tính toán các thông số cửa ra bánh công tác 3.6.3.1. Góc ra của cánh dẫn Góc ra của cánh dẫn là góc biểu thị phương của vận tốc tương đối ở lối ra bánh công tác, có ảnh hưởng trực tiếp đến phương và trị số các thành phần vận tốc của dòng chảy trong máng dẫn. Do đó nó quyết định đến cột áp của bơm. Khi tính chọn góc cần phải hợp lý để bơm làm việc với hiệu suất cao và ít tổn thất năng lượng , thông thường 2 = 15 300 Dựa vào số vòng quay đặc trưng ns và các điều kiện trên ta chọn =23o. 3.6.3.2. Tính tốc độ vòng ở mép ra của cánh U2. U2 = k. (m/s) ( 3.10) Hệ số tốc độ ku2 được tính : k = Với là hệ số áp suất chọn theo số vòng quay đặc trưng ns Với ns = 69 ( vòng / phút ) thì = 1.24 0,71 Chọn = 1,2. k= = 0,91 Thay vào công thức (3.10) ta có : U2 = 0,91. = 31,85 (m/s) 3.6.3.3. Tính đường kính tại cửa ra bánh công tác D2 D2 = 19,1. = = 0,227 (m) 3.6.3.4. Tính chiều rộng của ra của bánh công tác b2 b2 = (m) (3.11) Với C2r = (0,7 1). C1r = (0,8 1,1). Co Lấy C2r = 0,9. Co = 0,9.3,91 = 3,52 (m/s) k2: Hệ số thu hẹp ở cửa ra, k2 = 1,05 1,1, chọn k2 = 1,1 Thay số vào (3.10) ta có: b2 = = 0,0088 (m) Do có tổn thất ở cửa ra nên giá tri b2 thực tế được lấy tăng về mỗi bên (11,5) mm so với giá trị tính toán. Vậy ta lấy b2 = 11 mm. 3.6.3.5. Xác định tốc độ tương đối W1 = = = 15,18 (m/s) W2 = = = 9 (m/s) 3.6.3.6. Xây dựng tam giác tốc độ Từ các giá trị 1, 2, các tốc độ U1, U2 và W1, W2 ta xây dựng được các tam giác tốc độ ở cửa vào và cửa ra. Thường = 512o khi có đĩa dẫn hướng ra (bơm nhiều cấp) và = 1230o khi ra khỏi bánh công tác là buồng dẫn hướng. Từ đó ta chọn = 12o. Với: = 90o, = 12o = 18o, = 23o U1 = 16,67 (m/s) , U2 = 31,85 (m/s) W1 = 15,18 (m/s), W2 = 9 (m/s) C2u = = = 16,56 (m/s) Hình 3.17 Tam giác tốc độ 3.6.3.7. Số cánh dẫn Z Z = k..sin (3.12) Với k = 6,5, cho các bánh có chiều dày tương đối lớn. Ta thay vào công thức (3.12) ta có: Z = 6,5..sin = 6,4 Trong các bơm thông thường để ổn định thì Z = 6 8 cánh. Ở đây ta chọn Z = 8 cánh. 3.6.3.8. Chiều dày đĩa bánh công tác Trong quá trình làm việc, đĩa bánh công tác thường phải chịu cả áp lực phía trước và phía sau đĩa. Các lực này dễ gây biến dạng và gây vỡ bánh công tác. Vì vậy khi thiết kế đảm bảo bánh công tác có độ cứng vững và ổn định. Chiều dày đĩa bánh công tác (m) khi chọn phải dựa vào sức bền ly tâm mà xác định, ở bơm do đường kính D2 nhỏ, chiều dày đúc lớn nên không tính sức bền mà chỉ dựa theo công nghệ đúc.Chiều dày đĩa ở phần moayơ chọn m = 0,010 (m)và nhỏ dần ra phía ngoài đến 0,005m. 3.6.4. Kiểm tra kết quả tính toán 3.6.4.1. Kiểm nghiệm các hệ số thu hẹp k1 = = = 1,24 Giá trị k1 = 1,24 sai khác giá trị k1 = 1,2 chọn ở trên không quá 5% . k2 = = = 1,14 Giá trị k2 = 1,14 sai khác giá trị k2 = 1,1 chọn ở trên không quá 5% . 3.6.4.2. Kiểm nghiệm tỷ số = = = 0,04 (với nq = ) Với ns = (6080) thì tỷ số = (0,030,05) tính toán trên cho ta tỷ số = 0,04 3.6.4.3.Kiểm nghiệm tỷ số = = 2,10 3.6.4.4. Kiểm nghiệm tỷ số = = 1,69 Ta thấy các kết quả kiểm tra trên đây tuy chưa thật sự là kết quả tối ưu nhất khi tính toán, thiết kế các thông số ở cửa vào và cửa ra của bánh công tác nhưng cũng là kết quả hợp lý đối với trình độ của sinh viên khi mà kiến thức thực tế và trình độ chuyên môn không nhiều. Do đó cũng có thể chấp nhận được CHƯƠNG 4 QUY TRÌNH VẬN HÀNH, BẢO DƯỠNG, SƯẢ CHỮA CÁC HƯ HỎNG THƯỜNG GẶP VÀ BIỆN PHÁP NHẰM BẢO VỆ, NÂNG CAO HIỆU QUẢ SỬ DỤNG CỦA BƠM HΠC 65/35-500 4.1. Công tác vận hành Việc bố trí lắp đặt các máy bơm dầu và đề ra các chế độ làm việc của chúng tùy thuộc vào sản lượng dầu khai thác và vị trí công nghệ của mỗi giàn mà có những đặc điểm riêng. Ở MSP -3, với sản lượng dầu khai thác qua từng thời kỳ, dao động ở trong khoảng từ 400 ¸ 700 tấn/ngày đêm. Hiện nay, khoảng 200 tấn/ngày đêm nên tại Blốc số 3 được lắp đặt 4 bơm dầu loại HΠC 65/35 – 500: No 1, 2, 3 ,4. Các bơm dầu được làm mát phần gối đỡ và bộ phận làm kín trục bằng nước kỹ thuật tuần hoàn với áp lực từ 1,5 ¸ 3 KG/cm2 được tạo ra bởi các bơm nước làm mát kiểu ЏBC -10/40, K- 20/30, hoặc HЏB - 20/30 đặt ở Blốc - 5, chế độ làm việc của các bơm dầu này được quy định bởi phòng công nghệ của Xí nghiệp Khai thác Dầu Khí và có sự thay đổi tùy theo kế hoạch vận chuyển dầu trên tuyền đường chung giữa các giàn MSP -5, MSP -8, MSP - 10 …. Như hiện nay, các bơm dầu của MSP - 3, được phép bắt đầu các chu kỳ làm việc (bơm) vào các giờ chẵn và phải khống chế áp suất đầu ra của bơm sao cho áp lực trên tuyến đường ống vận chuyển dầu chung không vượt quá 35kG/cm2. Thông thường mỗi chu kỳ vận hành bơm được thực hiện bởi các thợ khai thác, diễn ra như sau: Đầu các giờ chẵn (0, 2, 4, 6 giờ…), lúc này mực chất lỏng (dầu) ở trong bình 100m3 vào khoảng 0,7 ÷ 0,8, người bơm dầu tiến hành các thao tác như sau: 1. Bật bơm nước làm mát ở Blốc – 5. 2. Kiểm tra áp suất nước làm mát đi qua gối đỡ và bộ phận làm kín trục (thường được điều chỉnh ở vào khoảng 1,0 ÷ 2,0 kG/cm2). Nếu có sự sai lệch thì điều chỉnh lại bằng các van chặn trên đường ra của nước làm mát qua bộ phận làm kín ở máy bơm làm việc. 3. Kiểm tra mức dầu bôi trơn vòng bi ở các gối đỡ trục. Nếu thiếu, bổ sung thêm bằng loại dầu trơn VITREA -32. 4. Mở hoàn toàn van chặn đường hút của bơm sau đó kiểm tra mức độ rò rỉ của chất lỏng công tác (dầu thô) qua bộ phận kín trục. Lúc này các van chặn ở đầu ra (đường ép) của bơm ở trạng thái đóng (các van chặn ở đường hút và đường ép đều được đóng lại sau khi dừng bơm). 5. Kiểm tra tình trạng làm việc của van chặn đường ra xem có thể đóng mở dễ dàng không, có bị rò rỉ dầu qua bộ phận làm kín ty van hay không. Kiểm tra tình trạng hoàn hảo các nắp chắn bảo hiểm ở khớp nối trục, ở hai đầu khoang gom dầu rò rỉ, thông các salăng dẫn dầu rò rỉ từ 2 đầu khoang gom vào các thùng chứa. Đóng nhẹ van chặn đầu ra lại. 6. Khởi động động cơ, sau khi đã tin chắc rằng các điều kiện vận hành bơm được đảm bảo. Mở từ từ van chặn đường ra để tránh sự quá tải cho động cơ điện. Theo dõi áp suất trên đường vận chuyển dầu để điều chỉnh van đường ra của bơm sao cho áp suất này không vượt quá mức quy định . 7. Kiểm tra mức độ rò rỉ ở các bộ phận làm kính trục bơm, ở bộ phận làm kín ty van. Đối với các máy bơm có bộ phận làm kín kiểu Sanhic dây quấn thì phải kiểm tra để tin chắc rằng ống ép sanhic không bị cọ sát sinh nhiệt với ống lót bảo vệ trục. 8. Sau khi máy bơm đã làm việc ổn định, người vận hành (thợ khai thác) về vị trí ngồi trực gần đó hoặc làm một số công việc ngay tại khu vực đặt bơm. 9. Sau khoảng thời gian từ 40 ÷ 45 phút (có khi đến 50 ÷ 60 phút) khi mực chất lỏng trong bình hạ xuống khoảng 0,4 ÷ 0,45 thì cơ cấu bảo vệ mức của máy bơm tác động, cắt điện động cơ và dừng bơm. Thợ khai thác tiến hành đóng van đường ra sau đó là đường hút, thu gom dầu rò rỉ, sau cùng là tắt máy bơm nước làm mát, kết thúc một chu kỳ bơm dầu. Nhận xét 1. Các buớc thao tác vận hành một chu kỳ bơm dầu như vậy cơ bản là đúng với qui tắc vận hành do các nhà chế tao bơm đề ra trong tài liệu “Hướng dẫn vận hành tổ hợp bơm điện HΠC 65/35 - 500”. Riêng trong thao tác dừng bơm như trong thực tế đã mô tả, là không đúng với qui định. Điều này, việc dừng đột ngột động cơ điện do tác động của cơ cấu bảo vệ, tạo nên một xung thủy lực lớn, gây nên sự va đập mạnh ở van một chiều trên đường ra, gây nên sự giật, rung mạnh trên đường bơm dầu. Nếu các giá đỡ kẹp chặt đường ống không đảm bảo đủ độ cứng vững, sẽ gây nên sự gẫy vỡ ở bất kỳ bộ phận nào có sự liên kết với đường bơm dầu. 2. Trong quá trình trực (theo dõi, giám sát việc bơm dầu), người vận hành bơm không thể chăm chú quan sát liên tục các đồng hồ chỉ báo các thông số làm việc của bơm trong suốt cả chu kỳ từ 40 ÷ 60 phút được. Do vậy, đã xảy ra một dài trường hợp bó kẹt Roto máy bơm, gây nên sự quá tải của động cơ điện, hoặc có khi do một nguyên nhân nào đó, áp suất trên đường dẫn dầu giảm đột ngột xuống quá thấp mà người vận hành không nhận biết kịp thời để điều chỉnh van chặn trên đường ra của bơm, cũng gây nên sự quá tải của động cơ. Hoặc có trường hợp đã xảy ra hiện tượng xâm thực khí gây nên những xung động thủy lực dữ dội ở trong máy bơm đang làm việc. Máy bơm bị rung giật, có những tiếng động bất thường, lưu lượng cột áp, hiệu suất bị giảm sút đột ngột và trong phần lớn trường hợp, hậu quả tiếp theo là sự bó kẹt Ro to. Thông thường những sự cố máy bơm do hiện tượng xâm thực khí xảy ra là rất nguy hiểm bởi chúng xảy ra rất nhanh. Người vận hành từ lúc nghe tiếng động bất thường đến lúc phán đoán, nhận biết được tình hình để đề ra biện pháp xử lý thì có thể không còn kịp thời nữa. 4.2. Công tác bảo dưỡng ,sửa chữa máy bơm dầu ly tâm HΠC 65/35- 500 trên giàn 4.2.1. Công tác bảo dưỡng 4.2.1.1. Công việc bảo dưỡng hàng ngày Công việc kiểm tra, bảo dưỡng kỹ thuật hàng ngày các máy bơm dầu HΠC 65/35 - 500 được những người vận hành tiến hành, gồm những công việc sau: + Kiểm tra tình trạng hoàn hảo của tổ hợp, các cơ cấu bảo vệ, các van chặn, các đường ống dẫn dầu, các bơm nước làm mát và đường ống dẫn cùng các van khóa trên hệ thống làm mát; + Kiểm tra mức dầu bôi trơn ở các gối đỡ và bổ sung khi cần thiết; + Kiểm tra tình trạng làm việc và mức độ rò rỉ ở các bộ phận làm kín trục; + Kiểm tra các cơ cấu chỉ báo, các dụng cụ đo các thông số làm việc của tổ hợp; Những sai sót, hư hỏng được phát hiện trong quá trình kiểm tra trước khi làm việc, trong khi bơm đều được báo lại với các bộ phận có liên quan để khắc phục kịp thời. 4.2.1.2. Công tác bảo dưỡng định kỳ Kiểm tra bảo dưỡng sửa chữa dự phòng định kỳ theo kế hoạch hàng năm : Đối với các tổ hợp bơm dầu HΠC 65/35 - 500, thông thường theo kế hoạch hàng năm, đã được sự phê duyệt của chánh cơ khí xí nghíệp khai thác dầu khí, được luân phiên kiểm tra 4 tháng 1 lần và 8 tháng 1 lần. + Định kỳ lần 1 : 4 tháng 1 lần. Lúc này số giờ làm việc trung bình của máy (trong 4 tháng) khoảng (600 - 700)giờ. Công việc kiểm tra bảo dưỡng sửa chữa dự phòng định kỳ bao gồm : - Kiểm tra chất lượng dầu bội trơn ở các gối đỡ. Nếu thấy có nhiều cặn bẩn hoặc bị lọt nước vào nhiều thì phải thay ngay. Nếu phát hiện thấy nhiều mạt kim loại ở trong dầu bôi trơn thì cần kiểm tra lại độ đồng tâm giữa các trục của bơm và động cơ điện, kiểm tra lại tình trạng làm việc của các vòng hắt dầu và mức độ siết chặt các gối đỡ theo phương dọc trục, nếu thấy có sự sai sót thì căn chỉnh, sửa chữa lại và rửa sạch khoang chứa dầu bôi trơn của gối đỡ và thay dầu mới sau đó cho máy bơm làm việc khoảng 12 ÷ 24giờ, rồi kiểm tra lại dầu bôi, nếu dẫn thấy còn nhiều mạt kim loại thì cần kiểm tra lại các bề mặt làm việc của vòng bi, tình trạng hoàn hảo của các vòng cách; - Kiểm tra tình trạng của kỹ thuật khớp nối răng, xem xét chất lượng mỡ bôi trơn của chúng. Nếu thấy mỡ bị biến màu, bị chảy lỏng hoặc bị biến cứng, mất tính dẻo thì cần phải thay thế. Ở khớp nối răng, có thể sử dụng loại mỡ bôi trơn: Listol-24, Alvania EP-2 của Shell. Siết chặt lại các bulông khớp nối; - Kiểm tra bảo dưỡng các van chặn trên đường hút và đường ép của bơm. Siết chặt lại phần San nhic làm kín ty van, khi cần phải bổ sung thêm dây San nhic. Dùng mỡ Unedo (Shell) để bôi trơn cho ty van và bạc lót; - Kiểm tra mức độ rò rỉ chất lỏng công tác qua bộ phận làm kín trục. Đối với loại làm kín trục kiểu Salnhic dây quấn nên thêm vào 1 ÷ 2 vòng dây và ép nhẹ đều vòng ép theo phương dọc trục sao cho các vòng Salnhic dây không bị cháy do ma sát vào ống lót bảo vệ trục; - Kiểm tra các giá đỡ kẹp ống, các vành chắn bảo vệ ở bộ phận khớp nối và khoang chứa dầu rò rỉ ở 2 đầu trục; - Kiểm tra lại tình trạng làm việc của các đường ống dẫn nước làm mát, các van khóa ở trên hệ thống này. + Định kỳ lần 2: Sau lần kiểm tra bảo dưỡng sửa chữa dự phòng thứ nhất (4 tháng) đến lần kiểm tra bảo dưỡng sửa chữa dự phòng thứ 2 (8 tháng) (lúc này số giờ làm việc của bơm vào khoảng 1.200 - 1.500giờ) ngoài các công việc kiểm tra bảo dưỡng sửa chữa như định kỳ 4 tháng, có một số công việc mang tính bắt buộc theo quy định của giàn như sau: - Thay dầu bôi trơn ở các gối đỡ trục (dùng dầu VITREA-32). - Thay mỡ bôi trơn ở khớp nối răng giữa bơm và động cơ. - Kiểm tra lại bộ đồng tâm giữa các trục bơm và động cơ. - Tháo các đoạn ống dẫn nước làm mát nối từ đường cấp vào vỏ gối đỡ, từ vỏ gối đỡ sang khoang làm mát bộ phận làm kín và đoạn ống từ khoang làm mát bộ phận làm kín đến đường hồi của nước làm mát và thông rửa, làm sạch cặn bẩn trong chúng. - Đối với những bơm sử dụng bộ phận làm kín kiểu Salnhic dây quấn, cần phải tháo toàn bộ chúng ra để kiểm tra lại bề mặt làm việc của ống lót bảo vệ trục. Nhận xét Các công việc kiểm tra bảo dưỡng sửa chữa hàng ngày cũng như định kỳ đối với các máy bơm dầu HΠC 65/35 - 500 ở trên giàn tương đối đảm bảo. Thời hạn bảo dưỡng sửa chữa định kỳ ở giàn thường ngắn hơn so với mức qui định trong tài liệu “Hướng dẫn vận hành máy bơm HΠC 65/35 - 500”. Điều đó là do các máy bơm, cũng như các trang thiết bị khác, phải làm việc ở trong môi trường biển khắc nghiệt, khí hậu nóng, ẩm, nhiều hơi nước có độ mặn cao, có tính chất ăn mòn rất mạnh, do vậy các kết cấu kim loại cũng như các chất dầu, mỡ bảo vệ và bôi trơn nhanh chóng bị oxy hóa phá hủy bề mặt nếu không được chăm sóc, bảo dưỡng thường xuyên và kỹ càng. Mặt khác, do tính chất của công việc khai thác và vận chuyển dầu trên biển cũng đòi hỏi các trang thiết bị phải đảm bảo độ tin cậy cao hơn nữa, do giá thành chi phí cho việc sửa chữa các trang thiết bị trên các công trình biển cao gấp bội so với ở đất liền, nên việc tăng cường công tác kiểm tra, bảo dưỡng sửa chữa dự phòng nhằm hạn chế đến mức thấp nhất các sự cố hư hỏng lớn cũng là biện pháp có lợi làm tăng hiệu quả kinh tế. 4.2.2 Công tác sửa chữa Thực tế sản xuất cũng như điều kiện biên chế nhân lực, trang thiết bị ở trên giàn khoan, khai thác không cho phép thực hiện công việc sửa chữa lớn máy bơm HΠC 65/35 - 500. Thông thường, bộ phận cơ khí chỉ tiến hành công việc sửa chữa vừa và nhỏ hoặc tiến hành công tác lắp đặt các tổ hợp bơm mới. Các dạng sửa chữa này bao gồm : - Bổ sung hoặc thay thế loại San nhic dây quấn; - Sửa chữa hoặc thay thế bộ phận làm kín kiểu mặt đầu; - Thay ống lót bảo vệ trục; thay vòng bi ở các gối đỡ trục; - Thay khớp nối răng giữa các trục; - Sửa chữa hoặc thay thế các đường ống nước làm mát cho gối đỡ và bộ phận làm kín; - Căn chỉnh độ đồng tâm giữa các trục; kiểm tra điều chỉnh vị trí của gối đỡ trục; - Làm thông sạch đường hút; - Sửa chữa các van chặn trên đường hút, đường bơm dầu và các van chặn ở hệ thống làm mát; - Tháo các bơm cũ do lưu lượng và áp suất bơm bị giảm quá mức hoặc do bị kẹt roto không thể khắc phục được; lắp đặt, căn chỉnh, kiểm tra và thử nghiệm các bơm mới để đưa vào vận hành .v.v.. có thể liệt kê các dạng hư hỏng của bơm HΠC 65/35 - 500 và cách khắc phục chúng tại MSP-3 trong khoảng thời gian từ 1995 trở lại đây theo bảng thống kê sau Các trường hợp hư hỏng chính của bơm HΠC 65/35 - 500 nguyên nhân và biện pháp khắc phục thể hiện ở bảng (4.1) Số TT Dạng hư hỏng Số Lượng Nguyên nhân Biện pháp khắc phục Thời gian khắc phục sự cố Ghi chú 1 2 3 4 5 6 7 1 - Các vòng bi ở gối đỡ trục bị nóng hơn mức bình thường 1 - Do khoang áo nước làm mát của vỏ gối đỡ bị cặn bám làm khả năng thoát nhiệt của nước làm mát bị giảm. Điều chỉnh lưu lượng nước đi qua áo nước . - Kiểm tra dầu bôi trơn và độ đồng tâm giữa trục bơm và động cơ. - Kiểm tra và căn chỉnh lại vị trí của vỏ gối đỡ trục để tránh việc các vòng bi bị ép quá chặt. - Tháo vỏ gối đỡ đổ đầy khoang áo nước dung dịch H2SO4 lỏng (nồng độ 5%) ngâm 5 ÷ 6 giờ sau đó rửa sạch nhiều lần bằng nước ngọt và lắp lại. Điều chỉnh (tăng) lưu lượng nước làm mát đi qua khoang áo nước. 2 giờ 4giờ 8 giờ - Ít có tác dụn - Không có sự sai sót về sự bôi trơn và sự đồng tâm của các trục. - Gối đỡ phía bên phải không có tác dụng. - Nhiệt độ giảm xuống dưới 60oC 2 Các vòng bi ở gối đỡ (bên phải) bị nóng quá mức (bốc khói). 1 - Vỡ vòng cách làm kẹt các viên bi ở vòng bi phiá trong. - Tháo vỏ gối đỡ và các vòng bi. Mài rà lại bề mặt trục do bị cháy dính với vỏ trong của vòng bi. Thay mới vòng bi bị cháy (No 414) và căn chỉnh lại vị trí vỏ gối đỡ. 24 giờ -Sau khi thay mới vòng bi chạy thử nghiệm bơm làm việc bình thường, nhiệt độ nước làm mát đi qua gối đỡ là 45oC 3 Kẹt Roto, bơm không quay được 3 Do không tháo vỏ bơm nên không phát hiện ra nguyên nhân hư hỏng Tháo đường hút kiểm tra cửa hút của bơm nhưng không phát hiện được gì. Tháo gửi về bờ sửa chữa. Thay thế bằng bơm mới 60 giờ/lần 4 Năng suất và cột áp của bơm giảm nhiều so với mức qui định 02 Dự đoán: do các bánh công tác bị mòn và các bộ phận làm kín bị hở. Kiểm tra đường hút bơm (không phát hiện được gì) Tháo gửi về đại tu, thay thế bơm mới 60 giờ/lần 5 Tắc đường hút của máy bơm 02 Do máy bơm nằm trong chế độ dự phòng quá lâu, không được vận hành dẫn đến dầu bị đông đặc lại trên đường hút. Tháo đường hút của bơm và thông rửa sạch. 4 giờ/lần 6 Đường ống nước làm mát cho gối đỡ và bộ phận làm kín trục bị thủng, vỡ hoặc bị tắc. 18 Do chất lượng nước làm mát không được tốt (bị nhiễm mặn và có nhiều chất kết tủa) nên các đường ống bị ăn mòn nhanh hoặc bị đóng cặn ở trong lòng ống. Hàn đắp các lỗ thủng hoặc làm mới thay thế hoặc thông nước bên trong ống. 4 giờ/lần 7 Dầu bị rò rỉ nhiều quá mức cho phép ở bộ phận làm kín trục kiểu Sanhíc dây quấn. 75 Dodây Sannhic bị mòn cháy do mat sát với bề mặt ống lót bảo vệ trục hoặc do bề mặt ống lót bị hỏng. - Thay mới các vòng dây Salnhic làm kín. - Thay cả ống lót và các vòng dây Salnhic làm kín. 2 giờ/lần 24 giờ/lần - Có 3 lần phải thay ống lót bảo vệ. 8 Dầu bị rò rỉ nhiều quá mức cho phép ở bộ phận làm kín trục kiểu mặt đầu. 16 - Do các gioăng làm kín bị hỏng - Do lò xo ép của vành làm kín tĩnh bị gãy. -Do bề mặt làm việc của cặp ma sát (bề mặt tiếp xúc của vòng làm kín động và vòng biến tĩnh) bị mòn hỏng. - Thay thế các chi tiết, các cụm bị hỏng, hoặc thay mới toàn bộ. - Kiểm tra lại các điều kiện làm việc của bộ phận làm kín như sự làm mát, bôi trơn, khe hở thoát nhiệt. 16 giờ/lần 9 Máy bơm bị rung kêu hơn mức bình thường 01 Do dầm lắp ráp của tổ hợp bơm được đặt trên phần sàn yếu. Hàn thêm các gân chịu lực cho sàn đặt máy bơm. 24 giờ 10 Hỏng khớp nối răng. 01 Do khi thay động cơ điện, không đảm bảo khoảng cách để lắp khớp nối răng (nhỏ hơn 220 mm) Thay đổi lại vị trí động cơ để đảm bảo đủ khoảng cách (220 - 230 mm) để lắp khớp nối răng và căn chỉnh lại độ đồng tâm của các trục. 24 giờ Nhận xét: 1. Các hư hỏng chủ yếu của máy bơm HΠC 65/35 - 500 là rò rỉ chất lỏng công tác ở bộ phận làm kín trục quá mức cho phép (do bị hỏng bộ phận làm kín). Chúng chiếm đến 76% số lượng các sự cố hỏng hóc của máy bơm và mất khoảng 52% thời gian để khắc phục, sửa chữa các bộ phận làm kín trục; 2. Bộ phận làm kín trục kiểu mặt đầu mặc dầu có sự ổn định và độ bền khi làm việc cao hơn nhiều lần so với bộ phận làm kín kiểu Salnhic dây quấn nhưng việc sửa chữa điều chỉnh chúng mất rất nhiều thời gian. Với 16 lần sửa chữa, mất 256 giờ làm việc so với 216 giờ của 75 lần sửa chữa bộ phận làm kín kiểu Salnhic dây quấn. Nguyên nhân là do khi kiểm tra, sửa chữa, điều chỉnh bộ phận làm kín kiểu mặt đầu, bắt buộc phải tháo gối đỡ trục và các vòng bi một cách rất cẩn thận để tránh hư hỏng, và khi lắp ráp lại cũng đòi hỏi phải mất rất nhiều thời gian để căn chỉnh lại. 4.3. Giải pháp kỹ thuật nhằm bảo vệ và nâng cao hiệu quả sử dụng bơm trong công tác vận chuyển Công việc vận chuyển dầu ở trên các giàn khoan - khai thác đòi hỏi phải đưa một lượng lớn sản phẩm dầu mỏ đến các tàu chứa trong thời gian nhanh nhất đồng thời phải đảm bảo được sự an toàn cho các tuyến đường ống vận chuyển và các trạm bơm. Nên đây là yêu cầu quan trọng nhất được đặt lên hàng đầu trong các tính toán về kế hoạch và chế độ bơm dầu cho các giàn. Vì vậy từ quá trình thực tập tại MSP-3 em thấy loại bơm dầu ly tâm loại HΠC 65/35 - có một số biện pháp bảo vệ cũng như nâng cao hiệu quả sử dụng sau. 4.3.1 Các biện pháp bảo vệ bơm Hiện nay, theo tìm hiểu ở MSP-3 các máy bơm dầu HΠC 65/35 - 500 có những cơ cấu bảo vệ sau : 1. Rơ le bảo vệ quá tải của động cơ điện: Đây là loại rơ le nhiệt. Khi dòng làm việc của động cơ điện lớn quá mức cho phép nóng cắt; 2. Rơ le bảo vệ mực chất lỏng trong bình tách áp suất thấp: Khi bơm làm việc mực chất lỏng (dầu thô) ở trong bình giảm dần xuống đến mức nhất định, khoảng 0,35 ÷ 0,4 thì Rơ le tác động cắt điện động cơ và dừng bơm, tránh được trường hợp trên đường hút của bơm không được điền đầy chất lỏng công tác; 3. Rơ le bảo vệ nhiệt độ nước làm mát cho gối đỡ trục và bộ phận làm kín: Đảm bảo cho nhiệt độ nước làm mát của bơm không vượt quá 60oC. Thông thường mức đặt của rơ le nhiệt này ở vào khoảng 50 ÷ 55oC, nếu nhiệt độ nước làm mát đi qua gối đỡ và bộ phận làm kín trục bơm vượt quá mức này thì chúng tác động làm ngắt động cơ điện và dừng bơm; 4. Rơ le bảo vệ áp suất nước làm mát cho gối đỡ và bộ phận kín trục bơm: Được đặt trên đường ra (hồi) của nước làm mát. Mức áp suất nước làm mát đi qua các bộ phận này được đặt sao cho lưu lượng nước thông qua đủ để nhiệt độ làm việc ở bộ phận gối đỡ không vượt quá 60oC (thường ở mức 40 ÷ 50oC). Thông thường mức đặt của rơ le bảo vệ áp suất nước làm mát là 1 ÷ 2,5kG/cm2 . Khi áp suất nước làm mát xuống thấp, dưới 1 ÷ 2,5kG/cm2 thì cơ cấu bảo vệ ngắt động cơ điện của bơm. Với các loại bơm nước làm mát là K-20/30, HЏB -25/30 thì đặt mức dưới của rơ le bảo vệ khoảng 1kg/cm2; với loại bơm nước làm mát ЏBC -10/40 thì có thể đặt mức dưới cao hơn chút ít, có thể đến 1,5 ÷ 2,5 kG/cm2. 5. Rơ le bảo vệ áp suất cao trên đường ra của bơm : Hiện nay, ở trên các trạm bơm sự tác động của rơ le áp suất cao trên đường bơm dầu cũng tương tự như ở rơ le bảo vệ áp suất nước làm mát nhưng theo chiều hướng ngược lại: khi áp suất trên đường bơm dầu vượt quá mức đặt khoảng 45 ÷ 50 kG/cm2 thì chúng tác động cắt điện động cơ và dừng bơm. 4.3.2 Biện pháp nâng cao hiệu quả sử dụng bơm Ta biết rằng, các loại máy thủy lực cánh dẫn như bơm dầu HΠC 65/35 - 500, khi làm việc chịu sự ảnh hưởng rất lớn của các chất lỏng công tác mà chúng bơm. Các tính chất vật lý như nhiệt độ, áp suất P, trọng lượng riêng , độ nhớt (bao gồm độ nhớt động lực và nhớt động n) của chất lỏng công tác (dầu thô) có tác động rõ ràng đến các thông số làm việc của bơm ly tâm. Đối với dầu thô ở trên các giàn, xét trong một khoảng thời gian ngắn, thì nhiệt độ, khối lượng riêng, hàm lượng nước, khí chứa trong nó thay đổi không đáng kể. Chỉ có áp suất của chất lỏng công tác (dầu thô) ở đầu vào của bơm, tương ứng với áp suất làm việc của bình 100m3 là có thể điều chỉnh thay đổi được dễ dàng trong khoảng từ 0,4 - 8 KG/cm2. Do đó ta có thể nâng cao mức áp suất trong bình tách áp suất thấp tương ứng với việc tăng áp suất đường hút của bơm thì hiệu suất hữu ích của máy bơm ly tâm HΠC 65/35 - 500 tăng rõ rệt. Ví dụ, với cùng chế độ bơm có áp suất trên đường ra Pb= 30kG/cm2 thì khi áp suất ở bình tách là P=0,45kG/cm2, lưu lượng nhận được qua đồng hồ đo lưu lượng trên đường vận chuyển dầu là Qb=70,2 m3/h, đạt hiệu suất là b= 30,5%. Khi P=0,55kG/cm2; Qb=72,9m3/h; b=31,7%. Khi P=0,65 kG/cm2; Qb=75,6m3/h; b=32,9%. Khi P=0,75kG/cm2; Qb=75,6m3/h và b=33,5%. Ở các mức áp suất cao hơn ở bình tách áp suất thấp ta cũng thu được kết quả tương tự đối với một máy bơm HΠC 65/35 - 500 khác, như ở MSP-3: ở chế độ áp suất Pb=30kG/cm2 (áp suất đường ra của bơm) Khi P=1,5kG/cm2; thì Qb=45m3/h ; b=22,6%. Khi P=2,1kG/cm2; Qb=49m3/h và b=25,8%. Khi P=2,4kG/cm2; Qb=56m3/h và b=31,3%. Như vậy rõ ràng việc tăng áp suất trong bình tách áp suất thấp làm tăng hiệu suất hữu ích và lưu lượng bơm lên khi bơm làm việc ở cùng một chế độ áp suất nhất định. Điều đó làm tăng hiệu suất kinh tế của sự vận hành bơm. Thông thường ta nên tăng áp suất trong bình tách áp suất thất lên ở trong khoảng đến 1,0 - 2,5kG/cm2 để làm tăng hiệu suất làm việc của các máy bơm dầu HΠC 65/35 - 500 ở trên giàn. CHƯƠNG 5 CÁC BIỆN PHÁP AN TOÀN TRONG CÔNG TÁC VẬN HÀNH , BẢO DƯỠNG , SỬA CHỮA BƠM LY TÂM HΠC 65/35-500 5.1. Các biện pháp an toàn trong công tác vận hành 1. Chỉ có những người đã qua các khóa huấn luyện về công tác vận hành bơm ly tâm HΠC 65/35 - 500 và được hướng dẫn trực tiếp tại nơi làm việc mới được đảm nhiệm công tác vận hành các loại bơm ly tâm này. 2. Trước khi đưa bơm vào làm việc phải bảo đảm sự hiện diện đầy đủ và hoàn hảo của các dây tiếp địa, các đồng hồ đo kiểm tra, các thiết bị và bộ phận bảo vệ.v.v. Cấm làm việc khi thiếu hoặc hư hỏng các bộ phận nói trên. 3. Trước khi đưa bơm vào làm việc phải đảm bảo các mối lắp ghép trên đường ống, trên chân đế bơm và động cơ, khớp nối, các van chặn đang ở tình trạng hoàn hảo. 4. Khi bơm ngừng làm việc trong thời gian dài, trước khi đưa bơm vào làm việc, phải kiểm tra để tin chắc rằng trụ rôto của bơm không bị kẹt bằng cách quay khớp nối giữa trục bơm và động cơ. Phải kiểm tra trước khi khởi động để tin chắc bộ phận kỹ thuật chuyển động của bơm không bị cọ sát. 5. Trước khi khởi động bơm phải kiểm tra tình trạng của dầu bôi trơn các vòng bi (mức dầu, chất lượng dầu bôi trơn) và nước làm mát cho các gối đỡ và khoang chứa bộ phận làm kín trục bơm (áp suất nước làm mát không vượt quá khoảng từ 1–4 at ) 6. Trước khi khởi động bơm phải đảm bảo cột áp ở đầu vào không nhỏ hơn cột áp nhỏ nhất cho phép (4m)để tránh hiện tượng xâm thực khí và không lớn quá mức cho phép đối với bộ phận làm kín trục; Với bộ phận làm kín kiểu mặt đầu thì không quá 25at ; với bộ phận làm kín kiểu San nhic ....dây quấn không quá 5at. 7. Trước khi khởi động bơm phải đảm bảo van chặn ở đường ra của bơm đang ở trạng thái đóng để tránh hiện tượng quá tải cho động cơ điện trong khoảng thời gian khởi động. 8. Trước khi khởi động bơm phải mở hết cở van chặn ở đầu vào để làm đầy chất lỏng cho bơm đồng thời xả e để kiểm tra xem bơm đã được làm đầy chưa và có khí lọt vào hay không. 9. Sau khi khởi động bơm, van chặn trên đường ra của bơm phải được mở từ từ nhằm ổn định tốc độ của bơm và tránh gây quá tải cho động cơ. 10. Trong quá trình bơm làm việc cần phải thường xuyên kiểm tra nhiệt độ ở gối đỡ trục và phải đảm bảo chúng không vượt quá 60o. 11. Không được phép để bơm làm việc quá 5 phút khi đóng tất cả các van chặn ở đường ra, cũng như lưu lượng đầu ra của bơm nhỏ hơn 10% so với định mức. 12. Trong trường hợp áp suất trên đường ra của bơm giảm đột ngột, động cơ sẽ bị quá tải, cần phải xả chất lỏng công tác qua lỗ xả của bộ phận làm kín trục. 13. Trong thời gian bơm làm việc, nếu các chỉ số trên các dụng cụ đo, kiểm tra liên tục dao động, thay đổi đột ngột hoặc khi xuất hiện tiếng kêu khác thường hoặc tiếng va đập, cần phải đóng van chặn trên đường ra và dừng động cơ, tìm hiểu nguyên nhân và khắc phục hỏng hóc. 14. Sự vận vận hành ở chế độ lưu lượng lớn hơn khoảng đặc tính làm việc được quy định bởi nhà chế tạo là không được phép, vì sẽ gây quá tải cho động cơ. Lúc này cần phải khống chế lưu lượng bơm ở trong khoảng đặc tính làm việc, bằng cách đóng bớt van chặn ở trên đường ra. 15. Trước khi dừng bơm phải tiến hành đóng từ từ van chặn đầu ra rồi dừng động cơ điện. Tránh dừng đột ngột động cơ trước khi đóng van chặn đường ra để tránh gây va đập thủy lực trên hệ thống. 16. Sau khi dừng bơm cần phải để nước làm mát gối đỡ trục và khoang chứa bộ phận làm kín trục lưu thông một thời gian để làm nguội dần bơm đến khoảng 40–50oC rồi mới dừng cấp nước làm mát. 17. Sau khi bơm các chất dễ bị kết tủa hoặc bị đông đặc, cần phải xả toàn bộ chúng ra khỏi bơm sau đó bơm qua dầu nhẹ hoặc các loại dung dịch có tác dụng ngăn chặn sự đông đặc, sự kết tủa hoặc hóa bùn trong các khoảng công tác của bơm. 18. Sau khi dừng bơm cần phải kiểm tra lại mức dầu bôi trơn ở trong khoang chứa vòng bi không được để mức dầu thất thoát rò rỉ vượt quá 60% lượng dầu rót vào. 19. Khi dừng bơm trong khoảng thời gian dài, cần phải xả hết chất lỏng công tác trong bơm để ngăn ngừa sự rỉ sét, ăn mòn xảy ra trong các khoang công tác của bơm. Ở khoang chứa bộ phận làm kín trục dạng mặt đầu cần phải đổ dầu bôi trơn vào để bảo vệ, còn đối với loại Salnhic dây quấn thì nên tháo ra. 20. Nếu sơ đồ công nghệ được thiết kế để sử dụng trạm bơm có 2 hoặc nhiều hơn bơm thì nên luân phiên sử dụng để tránh hiện tượng đông đặc dầu trong các bơm ở trạng thái dự phòng quá lâu. Tất cả các bơm dự phòng phải được làm đầy chất lỏng công tác, van chặn trên đường hút của chúng phải được mở hoàn toàn. 21. Khi kết thúc công việc bơm, phải làm sạch tất cả các khoang gom dầu rò rỉ của bơm, các thùng chứa dầu thải phải được bơm hút sạch trả về bình chứa. 22. Khi kết thúc công việc bơm phải làm vệ sinh công nghiệp sạch sẽ, sắp xếp có ngăn nắp, trật tự theo quy định khu vực trạm bơm. 23. Khi kết thúc công việc bơm, tất cả các thông số kỹ thuật, các sự cố hư hỏng, sai sót của bơm xảy ra trong ca làm việc phải được ghi chép vào sổ nhật ký vận hành bơm và phải được báo cáo ngay với người lãnh đạo trực tiếp của mình. 5.2. Các biện pháp trong công tác bảo dưỡng, sửa chữa bơm 1. Chỉ những người đã đào tạo chuyên môn, nắm vững kiến thức về các công tác vận hành, sửa chữa, bảo dưỡng bơm ly tâm nói chung và bơm HΠC 65/35 - 500 nói riêng mới được phép tiến hành các công việc bảo dưỡng sửa chữa chúng ở trên giàn. 2. Trước khi tiến hành công tác bảo dưỡng sửa chữa bơm, những người tiến hành công việc phải nắm rõ nhiệm vụ được giao, nội dung, cấp độ, cũng như các quy trình bảo dưỡng sửa chữa .v.v... 3. Trước khi tiến hành công việc bảo dưỡng sửa chữa máy bơm, những người có trách nhiệm cần phải được thông báo có sự phối hợp chặc chẽ, tránh để xảy ra những sự cố ngoài dự tính. 4. Trước khi tiến hành công việc bảo dưỡng sửa chữa bơm dầu ly tâm phải tiến hành công tác bơm rửa thật sạch sẽ các môi chất công tác ở trong bơm và tiến hành đóng chặc tất cả đường hút và đường ra của bơm một cách chắc chắn, bảo đảm không có sự cố rò rỉ chất lỏng công tác từ bên ngoài vào bơm. 5. Trước khi tiến hành công tác bảo dưỡng sửa chữa cần phải dừng bơm và xả chất lỏng công tác còn tồn đọng trong các khoang công tác của bơm. 6. Trước khi tiến hành công tác bảo dưỡng sửa chữa cần phải có sự chuẩn bị đầy đủ các trang bị bảo hộ lao động, dụng cụ, đồ gá tháo lắp bơm, đồ kê, chèn, các thiết bị nâng chuyển phải được kiểm tra và tin chắc rằng chúng đang ở tình trạng hoàn hảo. 7. Trước khi tiến hành công tác bảo dưỡng sửa chữa máy bơm, động cơ dẫn động phải được cắt điện và treo bảng “Cấm đóng điện – có người đang làm việc”. Chỉ khi kết thúc công việc, đích thân người treo bảng mới được phép lấy bảng cấm này ra. Cấm tiến hành các công việc sửa chữa bảo dưỡng khi chưa cắt điện cho động cơ. 8. Trước khi tiến hành công việc bảo dưỡng sửa chữa bơm phải tiến hành chặn ngắt đường nước làm mát hoặc dung dịch làm kín vào bơm. 9. Trước khi tiến hành công việc bảo dưỡng sửa chữa bơm phải tiến hành công việc dọn dẹp quanh khu vực làm việc sạch sẽ, không bị cản trở bởi các chướng ngại vật. Dụng cụ đồ gá làm việc phải được sắp xếp hợp lý, thuận tiện. Cấm để các đồ vật nặng dể rơi đổ trên bơm hoặc động cơ điện để tránh gây tai nạn khi đang làm việc. 10. Trong khi tiến hành các công việc bảo dưỡng sửa chữa, cấm dùng các vật bằng kim loại cứng nóng hoặc gỏ vào bất kỳ bộ phận, chi tiết nào của bơm để tháo dỡ chúng. Phải sử dụng gổ hoặc kim loại mềm (đồng, nhôm) để kê, chèn khi tiến hành công việc tháo lắp. 11. Khi tiến hành các công việc tháo, lắp các chi tiết, cụm chi tiết nặng hoặc được lắp chặt, cần phải sử dụng đồ gá tháo lắp chuyên dụng và thiết bị nâng. Cấm dùng búa tác động lực trực tiếp lên các chi tiết, các cụm chi tiết của bơm để tránh sự gãy vỡ, biến dạng, cong vênh.v.v... 12. Khi tiến hành tháo lắp, sửa chữa các chi tiết, các cụm được lắp ghép có độ dôi bằng phương pháp gia nhiệt, cấm dùng ngọn lửa trần tác động trực tiếp lên chúng. 13. Khi tiến hành tháo lắp hoặc vận chuyển bơm, cần phải sử dụng bộ giá đỡ chuyên dụng. Cấm đặt bơm trực tiếp lên sàn. Các mặt bích ở cửa hút và cửa đẩy của bơm cần phải được lắp, mặt bích bảo vệ để tránh va dập khi tiến hành vận chuyển chúng. 14. Khi tiến hành công việc sửa chữa các đường ống công nghệ của trạm bơm, bằng phương pháp hàn, cắt, phải sử dụng các biện pháp bảo vệ để xì hàn không lọt vào trong các đường ống làm kẹt bơm hoặc phá hỏng các chi tiết chuyển động của bơm khi làm việc. 15. Khi lắp động cơ điện lên dầm lắp ráp, phải kiểm tra lại khoảng cách giữa 2 mặt bích lắp khớp nối của bơm và động cơ sao cho chúng nằm trong khoảng cách quy định phù hợp với loại khớp nối răng sử dụng (khoảng 230mm). Không được để khoảng cách này quá nhỏ làm giảm khả năng chịu tải và dẫn đến gẫy vỡ, hư hỏng khóp nối răng. 16. Khi tiến hành lắp các khoang công tác của bơm, trong thời gian nghỉ giữa ca làm việc hoặc giữa 2 ca, máy bơm cần phải được che đậy để tránh các tạp chất cơ học cứng rơi vào trong. 17. Khi kết thúc công việc bảo dưỡng sửa chữa bơm phải tiến hành kiểm tra lại một lần nữa tình trạng kỹ thuật, sự hoàn hảo của tất cả các bộ phận, cụm chi tiết của máy bơm. Sau khi lắp ráp các vành chắn bảo vệ, cần phải kiểm tra độ quay trơn của các cụm chi tiết chuyển động xem chúng có bị cọ sát hay không trước khi khởi động chạy thử bơm. 18. Sau khi kết thúc công việc bảo dưỡng sửa chữa máy bơm cần phải tiến hành làm vệ sinh công nghiệp cẩn thận khu vực làm việc, lau chùi sạch sẽ, máy bơm bằng dầu Diezel. Thu dọn các thiết bị nâng, các đồ gá chuyên dụng, dụng cụ làm việc vào nơi quy định. Các loại giẻ lau, các vật liệu phế thải được thu gọn vào thùng chứa rác thải. 19. Sau khi kết thúc công việc sửa chữa bảo dưỡng máy bơm, cần phải báo cáo với những người có trách nhiệm và các bộ phận có liên quan về tình trạng kỹ thuật hiện tại, những lưu ý nhắc nhở (nếu có) đối với thợ vận hành. Tất cả các công việc bảo dưỡng sửa chữa này đều phải ghi vào lý lịch máy. KẾT LUẬN Qua đợt thực tập tốt nghiệp, cùng với việc thu thập tài liệu, vận dụng những kiến thức đã học, đồng thời được sự hướng dẫn, kiểm tra tận tình, chu đáo của giáo viên chính TRẦN VĂN BẢN cùng với sự nỗ lực của bản thân, nay em đã hoàn thành bản đồ án với đề tài: “Tổ hợp máy bơm HΠC 65/35-500 dùng trong vận chuyển dầu khí” chuyên đề “Tính toán các thông số cửa vào và cửa ra của bánh công tác”. Để nâng cao độ bền cho máy bơm HΠC 65/35 – 500 và tăng hiệu quả sử dụng máy. Ta cần phải biết được nguyên nhân gây lên các dạng hư hỏng của các chi tiết trong máy để từ đó tìm ra biện pháp khắc phục và loại bỏ kịp thời. Trong thực tế có nhiều biện pháp để nâng cao độ bền cho máy. Nhưng trong đồ án này em đã đưa ra một biện pháp đó là tính toán thông số của bánh công tác để có lưu lượng tối ưu và hiệu suất lớn nhất. Do trình độ còn hạn chế, quá trình thực tế sản xuất chưa nhiều nên mặc dù đã rất cố gắng song với những gì bản thân đã thể hiện trong bản đồ án chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận được sự chỉ bảo góp ý của các thầy cô và bạn bè. Một lần nữa, em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các thầy giáo trong bộ môn Thiết bị Dầu khí và Công trình đặc biệt là thầy Trần Văn Bản đã hướng dẫn em tận tình trong suốt thời gian em làm đồ án. Hà nội, ngày.....tháng.....năm 2009 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Nguyễn Đức Sướng, Trần Văn Triều, Lê Kinh Thanh: “Hướng dẫn thiết kế máy thủy lực”. T1. Trường đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội 1990. 2. Nguyễn Đức Sướng, Vũ Nam Ngạn : “ Bài giảng Máy Thủy Khí ” Trường đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội 2001. 4. Cao Ngọc Lâm : “ Bài giảng thiết bị khai thác dầu khí ”. Trường đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội 5. Đinh Ngọc Ái, Đặng Huy Chi, Nguyễn Phước Hoàng, Phạm Đức Nhuận (1972), Thủy lực và máy thủy lực, NXB Đại học và Trung học chuyên nghiệp, Hà Nội. 6. Đồ án chuyên đề bậc 6 của thợ nguội Vũ Đức Quyết thuộc xí nghiệp khai thác Vietsovpetro.