Đồ án Máy bơm ly tâm NPS 65/35-500 dùng để bơm vận chuyển dầu tại XNLD VIETSOVPETRO” với : “Tính toán Lực dọc trục trong bơm ly tâm và phương pháp khắc phục lực dọc trục trong bơm NPS 65/35-500

hận dẫn áp suất 8. Đường thoát nước làm mát bộ làm kín 9. Đường dẫn chất lỏng làm kín vào bạc cách Xanhich 10. Đường dẫn nước vào bạc Xanhich 11. Đường dẫn nước làm mát vào gối đỡ ổ bi 12. Đường dẫn nước áo của buồng Xanhich 13. Đường thoát chất lỏng làm kín từ bạc cách Xanhich 14. Bình tách dùng cho dung dịch hoạt tính cao 3.3.2. Nguyên lý hoạt động Khi máy bơm hoạt động các bánh công tác quay trên một trục làm cho các phần tử chất lỏng chuyển động theo các cánh dẫn trên bánh công tác đi từ trong ra ngoài dưới tác dụng của lực ly tâm. Chất lỏng ra khỏi biên bánh công tác thứ nhất đi qua các rãnh của thân dẫn hướng rồi đi vào cửa hút của bánh công tác thứ hai với áp lực do bánh công tác thứ nhất tạo ra. Cứ như thế áp lực của chất lỏng tăng dần cho đến khi qua bánh công tác thứ tám rồi vào cửa đẩy của bơm. Còn tại cửa hút của bơm thì hình thành vùng chân không nên dưới áp suất của khí quyển tác dụng lên mặt thoáng của chất lỏng, chất lỏng sẽ chuyển động từ bể hút vào cửa hút trong quá trình bơm một cách liên tục. Máy bơm NPS 65/35 - 500 có hai phân đoạn trái và phải lắp đối xứng nhau. Do vậy khi chất lỏng bơm ra khỏi cửa đẩy của phân đoạn trái sẽ theo đường ống dẫn dưới thân máy bơm đi vào cửa hút của phân đoạn phải rồi qua phân đoạn phải ra cửa đẩy của bơm. 3.3.3. Nhận xét Máy bơm NPS 65/35 - 500 có cấu tạo đặc biệt so với các máy bơm khác: bánh công tác của máy bơm được lắp trên trục chia làm hai phân đoạn, phân đoạn trái và phân đoạn phải đặt đối xứng nhau, nối liền giữa hai phân đoạn này là một ống dẫn đặt dưới thân bơm. Việc bố trí như vậy có tác dụng làm giảm lực dọc trục, bơm có kết cấu nhỏ gọn hơn so với việc phải bố trí hai cửa hút. Vì lực dọc trục sinh ra do phân đoạn phải (từ cấp 5 đến cấp 8) lớn hơn lực dọc trục sinh ra do phân đoạn trái (từ cấp 1 đến cấp 4) để khử hết lực dọc trục tại gối đỡ phân đoạn trái được lắp hai ổ đỡ chặn, gối đỡ phân đoạn phải lắp ổ bi đỡ. 3.3.4. Đường đặc tính của bơm NPS 65/35 – 500 Hình 3.16: Đường đặc tính của máy bơm NPS 65/35 - 500 Đồ thị đường đặc tính trên biểu thị khi bơm nước còn khi tính toán cho máy bơm NPS 65/35-500 khi bơm dầu ta phải nhân với hệ số. Trong đó: Qd = KQ.Qn Hd = KH.Hn ηd = Kη. ηn Mặt khác muốn xác định hệ số KQ, KH, Kη ta phải xác đinh hệ số Re Ta có Qđm = 65m3/h = 0,018(m3/s) (m) Trong đó: + D2 = 0,235(m) - đường kính ngoài bánh công tác, + b2 = 0,012(m) - chiều rộng đầu ra bánh công tác, + φ: hệ số thu hẹp tiết diện tại lối ra của bánh công tác, φ = 0,9 ÷ 0,95 và ta lấy φ = 0,93 + υ = 2,089.10-6(m2/s) [ số liệu trên giàn 8] Vậy Với Re = 8,45.104 tra đồ thị (theo M.D Aizentain Máy bơm ly tâm trong công nghiệp dầu): 1,0 KH 0,8 KQ 0,6 0,4 1,0 0,8 Kη 0,6 0,4 0,2 2 7 7 7 7 5 5 3 4 4 5 4 5 4 3 2 2 2 106 105 104 103 Đồ thị xác định hệ số qui đổi để tính toán thông số làm việc của máy bơm ly tâm vận chuyển dầu Từ đồ thị tra ta được: Kη = 0,92; KH = 0,98; KQ = 0,98 Do đó ta tính được cột áp, lưu lượng và hiệu suất khi máy bơm NPS 65/35-500 bơm dầu: Qd = KQ.Qn = 0,98. 60 = 58,8(m3/h) Hd = KH.Hn = 0,98. 500 = 490 (m) ηd = Kη. ηn = 0,92.57% = 54,48% 3.4. Quy trình lắp đặt, vận hành và đưa vào sử dụng 3.4.1 Quy trình lắp đặt 3.4.1.1. Chuẩn bị lắp đặt - Sau khi bỏ bao gói cần phải kiểm tra xem đặc tính kỹ thuật của bơm có phù hợp với yêu cầu của công trình không. Sự đồng bộ của thiết bị có đủ như ghi trên bao bì: dấu niêm phong trạng thái nắp đậy ở các đường hút, đẩy còn nguyên không bị hư hỏng gì. - Làm sạch mặt ngoài của bơm khỏi mỡ bảo quản, mỡ dư thừa, rửa sạch bằng giẻ tẩm xăng hoặc dầu trắng. - Không cần làm sạch mỡ bao gói ở phần dẫn dòng của bơm nếu thành phần mỡ bao gói không ảnh hưởng xấu đến sản phẩm của bơm và trục của bơm quay tự do. Nếu việc rơi mỡ bảo quản vào sản phẩm bên không được phép hoặc quay khó thì phần dẫn dòng của bơm phải được làm sạch chất bảo quản bằng dung dịch đậm đặc sau đó rửa bằng dung dịch 25 + 0,5% NaNO2 nước Xôđa và sấy khô. - Vị trí đặt bơm phải thuận tiện cho việc bảo dưỡng, vận hành và sửa chữa phù hợp với tiêu chuẩn xây dựng và các yêu cầu kỹ thuật an toàn và vệ sinh công nghiệp. Không gian phía trên bơm cần phải tự do và có thể sử dụng được các cơ cấu nâng hạ khi lắp ráp và sửa chữa. - Đường ống hút và đẩy cần phải có gối tựa để làm giảm ứng lực truyền từ đường ống dẫn và chất lỏng trong chúng lên các miệng hút, miệng đẩy và các vấu giữ của bơm. Ứng lực mà đường ống và chất lỏng truyền cho miệng hút, đẩy và các vấu giữ của bơm không được gây nên cong vênh và sự xê dịch trục bơm và trục động cơ. - Để giảm tổn thất cột áp, các đường ống cần phải lắp đặt với những chỗ chuyển tiếp và gấp khúc ít nhất. Chỗ gấp khúc phải có bán kính lượn lớn nhất có thể. - Để đảm bảo bơm làm việc không bị xâm thực, đường hút cần phải ngắn và thẳng không có chỗ nhô lên thụt xuống cục bộ, với góc nghiêng không đổi (810mm /1m chiều dài) về phía bơm, đảm bảo lối thoát tự do cho không khí trong nó. Ống chuyển tiếp dạng côn cần phải lệch tâm khi nằm ngang và đồng tâm khi thẳng đứng. Ở đường hút cần phải đặt phin lọc, tiết diện của nó cần phải gấp 34 lần lớn hơn tiết diện cửa hút. - Để liên kết các đường ống công nghệ và bơm người ta dùng kết cấu mặt bích. Các mặt bích của các đường ống cần phải bố trí song song với các mặt bích của bơm (cho phép độ không song song không lớn hơn 0,1 mm) còn các lỗ phải trùng nhau. Không được phép loại bỏ độ vênh giữa các mặt bích bằng cách xiết chặt gugiông hoặc bằng cách đặt các đệm lệch tâm. - Không được phép tiến hành hàn đường ống với mặt bích đã bắt chặt trên mặt bích của bơm, do có thể làm rơi kim loại hàn và xỉ hàn vào bơm. Sau khi làm song đường ống (đặc biệt ở đường ống hút) cần làm sạch cẩn thận khỏi xỉ kim loại hàn, gỉ và chất bẩn. - Giữa các mặt bích của bơm và các đường ống nối có thể đặt các tấm đệm làm kín như là sự đồng bộ cần có khi đặt mua bơm. - Thiết bị bơm và động cơ được lắp trên móng. Móng cần phải được chắc chắn vững bền, và là một khối đúc liền, không vết nứt, gỉ và lỗ rỗng. - Các bulông móng cần được đặt trong các ống với đường kính ống lớn gấp 34 lần đường kính bulông. - Trước khi lắp đặt thiết bị cần phải kiểm tra trạng thái các đường dẫn nước đến và dẫn nước đi của chất lỏng làm mát và làm kín thuỷ lực, cần phải chắc chắn rằng Rôto của máy bơm phải quay tự do được bằng tay. 3.4.1.2. Lắp đặt - Quét sạch rác bẩn trên máy. Đặt tấm đế máy đúng theo các vít điều chỉnh trên đế móng và lắp ráp máy lên nền móng đã hoàn toàn cứng. - Vị trí tổ máy tại nơi lắp đặt do thiết kế xác định. Độ lệch mặt bằng cho phép đối với tâm lắp đặt không quá 3mm. - Vị trí máy theo chiều cao đối với mốc hoặc sàn được điều chỉnh bằng vít điều chỉnh. Sai số cho phép đối với thiết kế không quá 5mm. - Sau khi chỉnh vị trí móng, tiến hành đổ bê tông bulông móng và đế. Các vít điều chỉnh được bọc sơ hoặc bôi lớp dầu đặc. Đảm bảo cho hồ bê tông lấp đặc bề mặt, không có hốc, rỗ đế móng. Đồng thời móng phải tạo thành gờ khoảng 25mm vượt qua khỏi đế dưới của đế máy. - Xiết chặt êcu của bulông móng được thực hiện sau khi bê tông đạt độ cứng ít nhất 12 Mpa (120 KG/cm2) nhưng không trước bảy ngày sau khi đổ. Sau khi móng đông cứng, nối các đường ống hút và xả, đường ống cấp nước và dung dịch làm mát và đường ống phụ trợ. Kiểm tra chiều quay của động cơ, tiến hành định tâm các trục máy bơm và động cơ. - Định tâm trục bằng cách thay đổi vị trí của động cơ, vị trí chiều cao được điều chỉnh bằng cách thay đổi gioăng đệm lắp dưới các tựa đỡ. Điều chỉnh mặt phẳng ngang bằng cách chuyển dịch động cơ theo các mặt tiếp giáp của đế móng. * Kiểm tra định tâm: + Kiểm tra định tâm nhờ đai kẹp đặc biệt có đồng hồ chỉ báo. Đai kẹp có giá cứng được lắp đặt và gia cố chắc chắn trên nửa khớp của trục máy bơm và động cơ. + Lấy vị trí đứng của đai kẹp là 0 và đặt vị trí kim đồng hồ ở 0, quay trục bơm và động cơ đồng thời với đai kẹp liên tiếp vào các vị trí 90o, 180o, 270o và ghi các chỉ báo của đồng hồ ở từng vị trí. + Sau đó xác định tổng các chỉ số của từng đồng hồ ở hai vị trí: Đối với đồng hồ 1 (đảo đầu mút): và Đối với đồng hồ 2 (đảo xuyên tâm): và + Định tâm các trục coi là đạt nếu đại lượng tổng các chỉ số không quá 0,05mm. Nếu ngược lại thì phải định tâm tiếp cho đến khi độ đảo đầu cuối và đảo tâm giữa các trục bằng hoặc nhỏ hơn đại lượng đã chỉ. Sau khi định tâm các trục, đặt rào chắn khớp nối, các dụng cụ kiểm tra và bảo vệ. Kiểm tra lại độ an toàn gia cố của các bulông bằng các êcu. Kiểm tra sự quay đều và nhẹ của Rôto bằng tay hoặc êcu và cả sự làm việc bình thường của các van. Hình 3.17. Sơ đồ căn tâm 3.4.2. Quy trình vận hành 3.4.2.1. Trước khi khởi động bơm - Kiểm tra tình trạng kỹ thuật hệ thống dẫn dòng chảy của bơm, hệ thống phụ trợ, các thiết bị đo và bảo vệ bơm. - Trước lần khởi động đầu tiên sau khi lắp đặt cần phải khởi động thử động cơ trong thời gian ngắn (tức thời) để kiểm tra chiều quay của bơm (không có khớp nối). - Đổ đầy đủ dầu bôi trơn vào hai ổ đỡ bằng dầu bôi trơn T22 (T30), Vetrea-32, Vetrea-46. Bôi trơn khớp nối bằng dầu công nghiệp U-40A (Vetrea 100) có thể cho thêm 3050% chất làm đặc mỡ can xi hoặc mỡ Liptôn 24. - Kiểm tra độ chắc chắn của các mối liên kết (lắp ghép) bulông, kiểm tra mức độ nhẹ nhàng của Rôto khi làm việc bằng tay hoặc khoá van (đặt vào khớp nối), kiểm tra sự làm việc của các van. - Kiểm tra và đảm bảo không có sự tiếp xúc giữa phần chuyển động và phần đứng yên của các chi tiết bằng kim loại của bơm. - Theo dõi và đảm bảo không xảy ra xâm thực khi bơm làm việc, áp suất vào bơm không vượt quá giá trị cho phép của đệm làm kín trục bơm. - Tháo đồ gá để lắp ráp đệm làm kín ma sát mặt đầu. - Đóng van trên đường đẩy của bơm. - Mở van của hệ thống phụ trợ tuần hoàn chất lỏng cuả bơm. - Mở van đường hút để nạp chất lỏng vào bơm. Đảm bảo bơm phải được nạp đầy và không có khí trong bơm. Chú ý: không cho phép bơm vào làm việc khi bơm không được điền đầy chất lỏng. Làm việc khi van ở cửa ra đóng quá 5 phút và khi lưu lượng thấp hơn 10% lưu lượng tối ưu. 3.4.2.2. Khởi động bơm - Khi bơm đạt chỉ số vòng quay tính toán, từ từ mở van đường đẩy cho đến khi áp suất sau bơm tương ứng với áp suất kỹ thuật lắp đặt. Khi đó cần phải chú ý theo dõi chỉ số của ampekế và đảm bảo động cơ không quá tải (dòng làm việc bé hơn dòng cho phép của động cơ). - Trong trường hợp áp suất đường ra giảm nhanh, động cơ quá tải chảy chất lỏng qua đệm làm kín nhiều, xuất hiện tiếng ồn không bình thường và va đập thì phải đóng nhanh van đường đẩy, tắt động cơ, tìm hiểu nguyên nhân và cách khắc phục. 3.4.2.3. Trong khi bơm hoạt động - Sau 510 phút khởi động kiểm tra mức độ rò rỉ chất lỏng qua đệm làm kín, nhiệt độ ổ bi, độ rung và tiếng ồn của bơm: + Nhiệt độ ổ bi luôn luôn 600C. + Nhiệt độ bộ làm kín 600C. + Độ ồn cho phép: Đối với bơm đồng bộ với động cơ điện công suất lớn hơn 132 kBT: 180 dB. Đối với bơm đồng bộ với động cơ điện công suất nhỏ hơn 132 kBT: 130 dB. + Lượng nước thoát ra qua bộ làm kín dây quấn 180 cm3/h. + Tốc độ dao động của thiết bị 10 mm/s. - Sau vài giờ thiết bị làm việc ở chế độ bình thường cần phải kiểm tra lại độ đồng tâm. - Trong thời gian bơm làm việc theo dõi các chỉ số của dụng cụ đo lưu lượng, áp suất, nhiệt độ chất lỏng làm mát, chất lượng và mức dầu bôi trơn, nhiệt độ ổ đỡ, tình trạng đệm làm kín… - Nếu dao động kim dụng cụ đo nhiều, có tiếng ồn và rung nhiều… Trong những trường hợp đó cần phải dừng bơm và loại trừ sai sót. Khi dừng bơm không lâu, vẫn tiếp tục truyền dẫn chất lỏng làm kín và làm nguội. 3.4.2.4. Dừng bơm Công việc dừng máy cần thực hiện các bước: - Đóng từ từ van ở đường đẩy. - Ngắt điện vào động cơ điện. - Đóng van ở đường hút. Sau khi dừng bơm cần thiết phải để hệ thống làm mát chảy một thời gian để nhiệt độ giảm xuống khoảng (5060)0C. Sau đó mới đóng các van đường nước làm mát. Trong trường hợp máy bơm chỉ ngừng tạm thời, hoặc trong một thời gian ngắn thì không cần phải ngắt nước làm mát và dung dịch làm kín. Khi dừng các máy bơm đang bơm các chất dễ bị kết tủa, dễ bị đông đặc, cần phải xả toàn bộ chúng ra khỏi bơm. Sau đó bơm qua bơm loại dầu nhẹ không bị đông đặc, hoặc có thể sử dụng các biện pháp phòng ngừa khác nhằm ngăn chặn sự đông đặc, sự kết tủa hoặc sự hoá bùn của các chất lỏng trong bơm. Khi dừng bơm trong thời gian dài, cần phải xả hết chất lỏng trong bơm để ngăn ngừa sự ăn mòn các chi tiết trong bơm. Ở khoang làm kín kiểu mặt đầu dạng đôi thì cần phải đổ dầu bôi trơn vào, còn ở loại Sanhich thì nên tháo ra. Sau khi dừng bơm, cần phải kiểm tra lại mức dầu ở trong khoang chứa vòng bi, kiểm tra lượng dầu bôi trơn đã qua làm việc thất thoát ra ngoài. Không được để dầu bôi trơn thất thoát vượt quá 60% lượng dầu rót vào khoang chứa vòng bi. 3.4.2.5. Công tác an toàn - Lắp đặt và vận hành bơm phải là các thợ cơ khí và thợ nguội lành nghề có kinh nghiệm nhất định về bảo dưỡng, sửa chữa và kiểm tra bơm (khi bơm đang làm việc) đã qua kiểm tra về nguyên tắc lắp ráp và bảo dưỡng bơm. - Khi nâng hạ và lắp đặt máy lên móng phải cẩu bằng cáp bằng cách buộc cáp vào lỗ ở đế móng. Cấm buộc vào móc động cơ và tai vỏ máy bơm. Không cho phép vận chuyển bơm khi đang có dung dịch bơm. - Thiết bị điện của tổ hợp bơm phải lắp ráp và vận hành phù hợp với quy định trong ngành điện. - Khi vận hành bơm cần phải nối đất. Nối đất thân bơm, từ một lỗ ren ở gối tựa đã có sẵn. - Tất cả các cơ cấu và phụ tùng làm kín (chịu áp lực) trước khi lắp ráp, và cả sau mỗi lần sửa chữa cần phải được thử nghiệm độ kín hơi và độ bền bằng áp suất. - Nghiêm cấm khởi động bơm khô, nghĩa là chưa mồi đầy bơm và chưa dẫn chất lỏng làm kín vào bộ làm kín trục trước khi khởi động. Dẫn chất lỏng làm kín vào bộ làm kín chỉ ngừng lại sau khi đã bỏ áp lực trong thân bơm (khi dừng máy). - Khi bơm làm việc: + Nghiêm cấm xiết đệm phớt hoặc sửa một trục trặc bất kỳ nào đó. + Tất cả các phần quay của bơm cần phải có lớp chắn bảo vệ. - Không cho phép bơm làm việc khi không có Xupáp một chiều và van trên tuyến ép, van được lắp giữa Xupáp một chiều và bơm. - Cấm việc điều chỉnh loại bỏ những hư hỏng nào đó khi bơm đang đầy chất lỏng. - Khi tiến hành công việc sửa chữa động cơ cần phải ngắt điện hoàn toàn khỏi nguồn điện. - Ở vị trí có khả năng gây nổ, khi bảo dưỡng và sửa chữa cần phải sử dụng các dụng cụ không tạo tia lửa. - Trước khi tháo rời máy bơm dùng để bơm chất lỏng độc hại, nhiên liệu dễ cháy nổ, phải rửa bơm bằng nước và khử độc bằng hơi nước hoặc khí trơ cho đến khi khử hoàn toàn cặn dung dịch được bơm. - Khởi động bơm sau khi lắp ráp hoặc đại tu có thể được tiến hành sau khi ban kiểm tra của Xí nghiệp đã kiểm tra độ an toàn của máy. - Để tăng cao độ an toàn làm việc tại các liên kết hoặc mặt bít nên lắp đai bảo vệ. 3.4.2.6. Kiểm tra Công tác kiểm tra bơm trong quá trình làm việc là yêu cầu cần thiết. Để bơm làm việc ổn định, không xảy ra sự cố làm giảm tuổi thọ cũng như hiệu suất làm việc của máy, gây ảnh hưởng đến công suất làm việc của hệ thống vận chuyển. - Kiểm tra số vòng quay của động cơ, chính là số vòng quay của bơm. Nếu số vòng quay của động cơ bị sai lệch sẽ làm thay đổi đường đặc tính của bơm cũng như tuổi thọ của nó, cần phải kiểm tra số vòng quay của bơm bằng đồng hồ đo số vòng quay (thường dùng Takhômêtter). - Khi máy bơm làm việc cần kiểm tra hệ thống làm kín: khi bơm làm việc với áp suất dư ở cửa vào, đệm làm kín ngăn cản sự rò rỉ ra ngoài của chất lỏng bơm. Khi bơm làm việc ở áp suất chân không đệm làm kín ngăn không cho khí bên ngoài lọt vào trong bơm. Nếu khí lọt vào sẽ làm giảm áp suất đầu vào của bơm dẫn đến giảm áp suất và lưu lượng dễ bị xâm thực khí… do vậy cần kiểm tra sự rò rỉ của đệm làm kín. - Ổ đỡ gồm hai loại ổ đỡ chặn 66414 và ổ đỡ 414 dùng để chịu tải hướng tâm và hướng trục tác dụng đến Rôto. Do vậy trong quá trình làm việc ổ đỡ chặn bị hỏng hoặc ổ đỡ chặn có khe hở quá lớn cần có biện pháp kiểm tra khắc phục kịp thời. Hệ thống bôi trơn phải hợp lý với tốc độ quay của ổ bi trượt với tốc độ khoảng 8m/s, người ta dùng vòng bi tự bôi trơn còn khi vận tốc trượt lớn hơn 8m/s thì bôi trơn cưỡng bức. - Do đặc điểm máy bơm vận chuyển dầu có số vòng quay cao, khoảng 2950 vòng/phút. Vì vậy trong quá trình làm việc nhiệt độ ổ bi cao. Muốn kiểm tra nhiệt độ ổ bi ta chỉ cần dùng đồng hồ đo nhiệt độ của hệ thống nước làm mát ổ bi ở đầu ra và đầu vào để xem mức độ chênh lệch nhiệt độ ổ bi đó. 3.4.3. Công tác bảo dưỡng kỹ thuật Để máy bơm làm việc đảm bảo có hiệu quả cao thì trong quá trình làm việc công tác bảo dưỡng là rất quan trọng: - Trong thời gian máy bơm làm việc phải theo dõi thường xuyên các chỉ số của các dụng cụ đo kiểm tra và không cho phép bơm làm việc lâu ở lưu lượng bằng không hoặc xấp xỉ bằng không cũng như khi động cơ làm việc quá tải. - Không cho phép bơm làm việc khi áp suất trong ống nạp thấp hơn áp suất khảo sát bởi thiết kế. - Kiểm tra định kỳ nhiệt độ của vòng bi, bộ làm kín mặt đầu hoặc đệm Sanhich, động cơ, quan sát theo dõi việc cung cấp đầy đủ lượng nước làm mát. Nhiệt độ quy định của ổ bi và bộ làm kín không quá 600C. - Sau (20003000) giờ làm việc, xả nhớt và lau sạch buồng ổ bi và thay nhớt mới. Nếu là bơm mới lắp hoặc mới sửa chữa thì qua 24 giờ làm việc đầu tiên thì phải thay dầu bôi trơn. - Theo dõi mức bôi trơn của các cụm ổ trục. - Sau (40005000) giờ làm việc cần: + Kiểm tra tình trạng ống lót bảo vệ (đệm dây quấn) và ổ bi nếu cần thì thay mới. + Thay nhớt trong khớp nối răng. - Sau (900010000) giờ làm việc thì phải tháo toàn bộ bơm kiểm tra độ mài mòn, xói mòn, độ gỉ của các chi tiết và thay thế các chi tiết bị mài mòn quá giá trị cho phép. Kiểm tra tình trạng các đệm làm kín và nếu cần thiết thì thay thế. - Nếu sơ đồ công nghệ dự tính sử dụng hai tổ máy (làm việc và dự phòng) thì: + Bơm dự phòng phải được mồi đầy đủ chất lỏng bơm và van trên đường ống hút phải mở hoàn toàn. + Phân bố đều chu kỳ thời gian làm việc cho hai tổ máy bơm hoặc đảm bảo cho máy bơm dự phòng làm việc không nhỏ hơn 1/3 lần thời gian giữa hai kỳ sửa chữa. - Phải theo dõi độ rò rỉ qua bộ làm kín, độ rò không được vượt quá quy định. Khi rò lớn phải ngừng máy bơm, kiểm tra và xử lý trục trặc. - Theo dõi tiếng ồn và độ rung của máy bơm không được vượt quá giới hạn cho phép. Quá trình bảo dưỡng kỹ thuật máy bơm được thực hiện dựa trên 3 yếu tố cơ bản sau đây: - Thực hiện từ tài liệu hướng dẫn kỹ thuật, cần chú ý đến điều kiện làm việc của máy bơm ở giàn và nhiệt độ khí hậu ở Việt Nam. - Từ điều kiện làm việc thực tế trên giàn, dựa vào các chế độ và các thông số thực tế để thay đổi liên tục. Từ đây xác định và lập quy trình bảo dưỡng thiết bị được tốt nhất, phải có thiết bị thay thế đồng bộ, kịp thời và đảm bảo chất lượng. - Phụ thuộc vào trình độ của đội ngũ công nhân vận hành cũng là yếu tố quyết định đến năng suất làm việc và tuổi thọ của thiết bị. Sự liên hệ giữa hệ thống này với hệ thống kia: công tác căn tâm theo định kỳ; công tác lắp ráp căn chỉnh hệ thống… sao cho đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật đề ra. 3.5. Những yếu tố ảnh hưởng đến sự hoạt động của bơm NPS 65/35 – 500 Khi bơm vận chuyển dầu mỏ, các thông số kỹ thuật và tuổi thọ của bơm giảm do ảnh hưởng của nhiều yếu tố tác động như: vận chuyển chất lỏng có độ nhớt cao, điều kiện làm việc phức tạp, thời gian làm việc liên tục. Để tăng hiệu quả sử dụng của bơm cần phải khắc phục những yếu tố tác động đến sự hoạt động của bơm và đề ra những giải pháp khắc phục. - Dầu sau khi khai thác thường có lẫn các tạp chất như: nước vỉa, các loại khí đồng hành, H2S, CO2, N2, các tạp chất cơ học... Các tạp chất này có ảnh hưởng lớn đến hiệu quả làm việc của bơm vận chuyển dầu. Các chất khí hoà tan trong dầu không những gây ra hiện tượng xâm thực mà còn là tác nhân chính gây ra hiện tượng ăn mòn điện hoá, ăn mòn hoá học các thiết bị bơm và đường ống. Để hạn chế tác hại của các tạp chất, cần phải loại bỏ sự có mặt của chúng trong dầu khi vận chuyển. Có thể sử dụng các thiết bị tách lọc để loại bỏ các tạp chất cơ học, các loại khí trong dầu. Hoặc dùng hoá phẩm để làm trung hoà các chất gây ăn mòn điện hoá, gây ăn mòn hoá học trong dầu. - Vì dầu mỏ có chứa nhiều Parafin nên nhiệt độ đông đặc khá cao, nếu lượng dầu không vận hành liên tục sẽ ảnh hưởng đến hệ thống đường ống, làm tắc nghẽn đường ống dẫn đến giảm hiệu suất làm việc của bơm nên cần phải có biện pháp khắc phục. Cố gắng duy trì chạy liên tục và có máy bơm dự phòng sẵn sàng hoạt động đảm bảo cho lượng dầu được bơm vận chuyển ổn định. Cần phải có sự tính toán và dự báo trước để cho hệ thống thiết bị đảm bảo điều kiện làm việc tốt nhất. - Hệ thống thiết bị vận chuyển dầu gồm có các hệ thống đường ống vận chuyển liên kết với nhau. Ở những nơi giao nhau đó gồm có các bình trung chuyển và tạo áp suất chung để đưa lượng dầu đó về tàu chứa. Cần phải duy trì tổng thể bố trí giờ bơm chạy trên giàn sao cho hợp lý và phân bố đều trong công tác vận hành. Cần bố trí lượng dầu bơm sao cho phù hợp không để cho nhiệt độ của đường ống xuống quá thấp ảnh hưởng đến sự đông đặc của dầu thô. Cần phải có các thiết bị kiểm tra biến động nhiệt độ của dầu để bố trí hệ thống bơm và điểm tiếp nhận sao cho hợp lý nhất. - Do điều kiện làm việc khắc nghiệt, không có nước ngọt cho hệ thống làm mát, phải dùng nước biển để làm mát. Do vậy hệ thống thiết bị thường bị đóng cặn nên hiệu suất làm mát kém. Vậy cần phải có thiết bị tinh lọc nước biển để tránh hiện tượng này xảy ra. Thêm vào đó là việc sử dụng các chất phụ gia để trung hoà các chất ăn mòn có chứa trong nước biển. - Máy bơm luôn làm việc ở tốc độ cao, mômen, lực quán tính lớn khi khởi động, vận hành liên tục, dừng đột ngột, chịu nhiều va đập và ảnh hưởng của điều kiện môi trường nước biển, cho nên hệ thống khớp nối dễ bị hư hỏng, làm giảm hiệu quả làm việc của máy bơm do máy bơm không đảm bảo đúng số vòng quay thực tế. Vì vậy cần phải lập kế hoạch và có biện pháp xử lý kịp thời khi có dấu hiệu hư hỏng khớp nối. - Trong quá trình hoạt động do điều kiện làm việc ảnh hưởng tới một số chi tiết dễ bị sai lệch độ chính xác cũng như yêu cầu kỹ thuật, do vậy cần có biện pháp xử lý: + Khi làm việc, độ rung của máy lớn khiến các chi tiết dễ bị sai lệch, làm cho máy dễ bị hư hỏng, dẫn đến hiệu suất làm việc của máy giảm. Cần trang bị các công cụ đo độ rung giữa các hệ thống thiết bị. Tìm ra các biện pháp khử và giảm độ rung đến mức thấp nhất. + Khi làm việc ở những điều kiện khác nhau bơm chịu áp suất lớn và liên tục nên phần đệm làm kín hay bị hư hỏng. Nguyên nhân hỏng là do áp suất và nhiệt độ của bơm cao tác động đến hệ thống đệm và gioăng làm kín. Cần phải chú ý đến vấn đề làm mát và tản nhiệt cho các bộ phận chịu nhiều tác động bởi áp suất, nhiệt độ cao. Do nhiều lần đại tu sửa chữa dẫn đến tâm của trục bơm so với tâm mặc định có sai lệch dẫn đến tâm của trục bơm dễ bị sai lệch so với thân lắp ổ bi. Cần phải căn chỉnh tâm trước khi đưa vào vận hành, đảm bảo độ đồng tâm cao nhất. 3.6. Các dạng hỏng hóc của bơm NPS 65/35 – 500, nguyên nhân và biện pháp khắc phục Qua nghiên cứu đánh giá quá trình hoạt động của bơm ly tâm vận chuyển dầu NPS 65/35 – 500 ở Xí nghiệp liên doanh dầu khí Vietsovpetro, người ta thấy loại bơm này thường gặp các sự cố chính như sau: Bảng 3.1. Những hỏng hóc, nguyên nhân và biện pháp khắc phục Các dạng hư hỏng Nguyên nhân có thể Biện pháp khắc phục 1. Động cơ không khởi động được - Điện áp trong mạng thấp hơn yêu cầu. - Hệ thống bảo vệ động cơ tác động. - Đứt cáp điện, mối nối cáp với động cơ không tốt. Kiểm tra lại hệ thống đường dây điện. 2. Bơm không đẩy chất lỏng (không có lưu lượng) - Bơm không được điền đầy chất lỏng. - Nạp đầy chất lỏng cho bơm. - Có không khí hay gas trong đường ống hút hoặc trong bơm. - Xả không khí hay gas ra khỏi bơm và điền đầy chất lỏng cho bơm. - Lọt khí qua mối nối ở đường ống hút hoặc đệm làm kín trục bơm. - Kiểm tra lại các đệm làm kín ống hút, kiểm tra đệm làm kín và khắc phục. - Chiều quay của trục bơm không đúng. Động cơ điện không đạt đủ số vòng quay cần thiết. - Đảm bảo sự làm việc bình thường của động cơ. Đảm bảo cho động cơ quay đúng chiều. - Chiều cao hút lớn hay cột áp hút bé hơn giá trị cho phép. - Kiểm tra sự mất mát chỗ cản trở trong ống nạp và mực chất lỏng trong bể. Điều chỉnh lại cho đúng với thiết kế các giá trị trên. - Cột áp yêu cầu (cản của hệ thống) vượt quá cột áp có thể tạo ra được. - Kiểm tra hệ thống công nghệ và so sánh các thông số của bơm với chế độ công nghệ - Bịt kín các kênh dẫn của bánh công tác và kẹt tắc phin lọc dầu hút. - Làm sạch các kênh dẫn và phin lọc. 3. Bơm không tạo ra cột áp theo yêu cầu - Chiều quay của trục bơm không đúng, động cơ không đạt số vòng quay cần thiết. - Kiểm tra lại động cơ. - Có lẫn không khí hoặc gas trong chất lỏng bơm. - Kiểm tra lại các đệm làm kín của các mối ghép ống hút và các cụm làm kín. - Đường kính bánh công tác bé hơn cần thiết. - Thay bánh công tác có đường kính lớn hơn, phù hợp. - Mòn các vòng làm kín, hư hỏng các phễu dẫn hướng của bánh công tác. - Thay thế các chi tiết bị hư hỏng hoặc mài mòn. - Tắc một phần kênh dẫn của bánh công tác hoặc thân. - Làm sạch kênh dẫn dòng. - Độ nhớt của chất lỏng bơm không phù hợp với tính toán thiết kế lắp đặt bơm. - Kiểm tra lại. 4. Bơm yêu cầu công suất lớn - Số vòng quay cao hơn tính toán. - Kiểm tra động cơ. - Cột áp thấp, lưu lượng lớn (bơm làm việc trong tiêu hao công suất lớn). - Đóng bớt van đường ra. - Trọng lượng riêng hay độ nhớt chất lỏng bơm lớn. - Kiểm tra lại các thông số chất lỏng bơm. - Hư hỏng cơ khí các chi tiết của động cơ hoặc bơm - Thay nhớt các chi tiết. - Xiết quá căng đệm làm kín. - Nới lỏng 5. Rung và ồn khi làm việc - Xuất hiện xâm thực. - Giảm lưu lượng bằng cách đóng bớt van đường đẩy hoặc tăng cột áp hút. - Độ đồng tâm của động cơ và trục bơm không tốt. - Căn chỉnh lại độ đồng tâm. - Mài mòn các ổ lăn, cong trục, hư hỏng các chi tiết quay. - Thay thế các chi tiết hư hỏng. - Giá đặt máy (bơm + động cơ) không đủ bền. - Thay thế hoặc gia cố thêm. - Các bulông bắt gá máy không được đủ lực căng và các giá kẹp ống dẫn không chắc. - Kiểm tra và xiết lại các bulông. - Rôto, bánh công tác không cân bằng. - Kiểm tra và cân bằng lại. - Lưu lượng của bơm thấp hơn giá trị cho phép bé nhất, nghĩa là thấp hơn 10% so với lưu lượng tối ưu. - Tăng lưu lượng của bơm. 6. Nhiệt độ ổ bi quá cao - Tăng lực dọc trục do áp suất tăng vào cửa hút. - Giảm áp suất hút đến độ lớn được khảo sát bởi thiết kế. - Độ đồng tâm không tốt. - Căn chỉnh lại độ đồng tâm. - Điều chỉnh khe hở chiều trục của ổ đỡ chặn không tốt. - Điều chỉnh lại. - Không đủ lượng dầu bôi trơn hoặc không có. - Thêm dầu bôi trơn. - Không đủ nước làm mát. - Kiểm tra lại hệ thống bơm và đường ống dẫn nước làm mát, tăng lưu lượng nước làm mát. - Loại dầu bôi trơn không phù hợp. - Kiểm tra và thay lại dầu theo đúng loại quy định. - Dầu bôi trơn có lẫn nước hoặc bị bẩn. - Xả dầu, rửa và đổ dầu mới. 7. Đệm làm kín quá nóng - Áp suất chất lỏng trước đệm làm kín lớn hơn cho phép. - Giảm áp suất đường hút đến giá trị cho phép, kiểm tra lại ống giảm tải. - Lắp không đúng hoặc ép quá chặt đệm làm kín dây quấn. - Nới lỏng bớt. - Không đủ nước làm mát. - Tăng thêm lượng nước làm mát. - Ma sát ống lót và ống lót bị quay. - Tìm nguyên nhân và khắc phục. 8. Chảy chất lỏng qua đệm làm kín nhiều - Mòn đệm làm kín dây quấn. - Thay mới. - Áp suất chất lỏng làm kín thuỷ lực thấp (loại CT). - Điều chỉnh lại áp suất. 3.7. Công tác sửa chữa máy bơm ly tâm NPS 65/35 – 500 Quy trình sửa chữa máy bơm ly tâm NPS 65/35-500 - Sơ đồ công nghệ sửa chữa: 3.7.1. Công tác sửa chữa nhỏ máy bơm NPS 65/35-500 Trong quá trình bơm làm việc thì những hỏng hóc thường không tránh khỏi do đó phải có một đội ngũ kỹ sư cũng như công nhân lành nghề để sửa chữa ngay tại chỗ, những chi tiết đơn giản dễ dàng đáp ứng nhu cầu bơm vận chuyển không bị gián đoạn thiệt hại đến nền kinh tế. Sửa chữa nhỏ tại giàn là những dạng sửa chữa đơn giản nhất khối lượng công việc không nhiều, chủ yếu là thay thế các chi tiết nhanh mòn, chóng hỏng như: bổ sung hoặc thay thế lại Xanhich dây quấn, sửa chữa hoặc thay thế bộ phận làm kín 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, kiểm tra điều chỉnh vị trí 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. 3.7.2. Công tác sửa chữa lớn máy bơm NPS 65/35-500 3.7.2.1. Nguyên tắc nhận máy vào để sửa chữa lớn - Máy bơm đưa vào sửa chữa lớn phải ở trạng thái lắp ráp đồng bộ như trong tài liệu về kết cấu đã quy định. Không cho phép thiếu quá 10% chi tiết kẹp chặt. - Bơm đưa vào sửa chữa phải kèm theo về trạng thái kỹ thuật của bơm, lý lịch máy và tài liệu kỹ thuật của máy. - Hư hỏng của bơm cần được trình bày rõ nguyên nhân: do vận hành lâu, các chi tiết bị mài mòn hay sự cố khác... ở trong biên bản. - Bơm đưa vào xưởng phải được làm sạch. 3.7.2.2. Chuẩn bị để đánh giá khuyết tật và sửa chữa - Tháo máy, rửa sạch và chuẩn bị để đánh giá khuyết tật và sửa chữa cần phải được tiến hành ở nơi làm việc chuyên môn hoá phù hợp với quá trình công nghệ. - Các chi tiết, các cụm chi tiết khi đưa vào đánh giá khuyết tật và sửa chữa được làm sạch cẩn thận khỏi gỉ sắt. - Đánh giá các chi tiết, các cụm chi tiết cần phải tiến hành theo các yêu cầu kỹ thuật của bơm. - Khi đánh giá các chi tiết, các cụm chi tiết cần phải phân loại ra thành: + Loại dùng được. + Loại sửa chữa. + Loại phế thải. 3.7.2.3. Yêu cầu về sửa chữa các chi tiết và liên kết không tháo được - Việc sửa chữa cần phải được tiến hành ở những vị trí làm việc chuyên dùng và các bộ phận sản xuất của xí nghiệp sửa chữa phù hợp với yêu cầu về công nghệ. - Các chi tiết của bơm đã sử dụng, có các chi tiết mới và chi tiết được phục hồi đều phải phù hợp với các yêu cầu của tài liệu. - Sai lệch giới hạn và kích thước dài của các bề mặt làm việc không đề dung sai cần phải đạt cấp 14 của tiêu chuẩn CP2 144 – 75. - Dung sai về phân bố đường trục của các chi tiết kẹp chặt phải tuân theo 414 – 69. - Các chi tiết kẹp chặt, chế tạo từ vật liệu không gỉ cần phải phủ lớp bảo vệ theo tiêu chuẩn 14007 – 69. - Các mối hàn phải không được bị lõm, rỗ khí, nứt, cong, và các khuyết tật khác, làm giảm độ bền và độ kín của mối ghép làm xấu chất lượng và vẻ đẹp bên ngoài của bơm. Sự chuyển tiếp từ vật liệu nền sang vật liệu hàn cần phải không có vết cắt và vết lồi lõm. - Kiểu và các phần tử liên kết hàn phải tuân theo các tiêu chuẩn sau: 5264 – 69; 871 – 71; 70 – 75 - Tất cả các chi tiết mới hoặc chi tiết phục hồi cần phải được sự nghiệm thu của ban OTK. Nội dung kiểm tra là: + Vật liệu chi tiết: chứng chỉ hoặc phân tích và thử nghiệm hoá chất. + Hình dạng bên ngoài bằng cách xem xét bên ngoài. + Kích thước và sai lệch giới hạn về hình dáng bằng các dụng cụ đo tổng hợp đặc biệt. + Đo độ nhám bề mặt bằng thước đo Paraphin theo tiêu chuẩn 2789 – 73 hoặc so sánh với mẫu độ nhám theo tiêu chuẩn 9378 – 75. - Khi sửa chữa các chi tiết cho phép sử dụng nguồn dự trữ lưu động các chi tiết ở Xí nghiệp sửa chữa sau khi đã kiểm tra chặt chẽ về kích thước, dung sai của chi tiết mới hoặc chi tiết thay thế. 3.7.3. Danh mục các dụng cụ, đồ gá cần thiết cho công tác sửa chữa - Cáp cẩu 3 tấn - Vam hai càng 3 tấn - Bộ Clê đầu dẹt và đầu vòng miệng S8 – S32 - Clê móc chuyên dụng - Clê đầu chìm S36 - Tuốc nơ vít dẹt - Bộ căn lá 0,02 - Giá và đồng hồ so 0,01mm - Bộ đồ gá căn tâm - Panme đo lỗ 50 – 300mm độ chính xác 0,01 - Thước cặp 0 – 300 có độ chính xác 0,02 - Nhiệt kế - Tốc kế - Đồng hồ đo độ rung - Búa nguội - Xà – beng hoặc tay đòn dài 1,52 m 02 cái 01 cái 01 bộ 01 cái 01 cái 01 bộ 01 bộ 01 bộ 01 bộ 01 bộ 01 cái 01 cái 01 cái 01 cái 01 cái 01 cái 3.7.4. Quy trình tháo và lắp bơm 3.7.4.1. Quy trình tháo bơm - Ngắt nguồn điện cung cấp cho động cơ và treo biển báo. - Tách rời các đường ống dẫn khỏi bơm, xả hết chất lỏng và rửa sạch khoang làm việc của bơm. - Đặt các mặt bịt ống hút và ống đẩy của bơm. - Tháo các đường ống phụ trợ. - Xả dầu bôi trơn ra khỏi các ổ đỡ. - Tháo nắp bảo vệ và tháo khớp nối trung gian. - Bắt tấm kẹp lắp ráp của bộ làm kín mặt đầu. Mở bulông của bộ làm kín mặt đầu (trường hợp lắp bộ làm kín mặt đầu). - Lắp đồ gá lắp ráp vào đệm làm kín ma sát mặt đầu. - Rút chốt còn định vị thân ổ đỡ, tháo các bulông bắt thân ổ đỡ với thân bơm. - Tháo nắp ổ đỡ, quay thân ổ đỡ quanh tâm 180o và tháo nó ra khỏi các ổ lăn. - Tháo các ổ lăn bằng dụng cụ chuyên dùng. Chú ý: có thể tháo một nắp phía ngoài của ổ đỡ và dùng dụng cụ chuyên dùng để tháo đồng thời thân ổ đỡ, nắp còn lại và tháo các ổ lăn ra khỏi ổ trục bơm. - Tháo đệm làm kín. - Tháo các bulông ghép buồng đệm làm kín với thân bơm. - Tháo các bulông hình ống chụp liên kết nửa trên và dưới của thân bơm. - Nhấc nửa thân bơm trên ra bằng tời và đặt nó lên giá kê gỗ mềm. - Nâng bằng tời phần Rôto của bơm gồm 8 phần, buồng vào, buồng ra, buồng đệm làm kín và đặt nó lên giá chuyên dụng để tiếp tục tháo rời Rôto. Chú ý: không làm hư hỏng các đệm làm kín và bộ phận định vị (4 miếng định vị chống xoay của khoang hướng dòng nằm trên rãnh bán nguyệt của nửa thân dưới) * Tháo Rôto: - Đối với đệm làm kín dây quấn: tháo các vòng ép đệm và ống lót bảo vệ trục. - Tháo buồng đệm làm kín và buồng vào cấp I và cấp V. - Bẻ cong đầu bàn của vòng hãm tì hai trục, tháo vành xẻ và ống lót trục. - Rút (tháo, lấy ra) các vòng hãm hai nửa và tháo trực tiếp các bánh công tác, khoang hướng dòng từ hai phía cửa trục theo từng cặp cho đến ống lót giữa trục. - Trục cho đến khi lắp ráp được bảo vệ ở vị trí thẳng đứng. 3.7.4.2. Quy trình lắp bơm - Lắp bơm tiến hành theo thứ tự ngược lại với quá trình tháo. - Các chi tiết trước khi lắp được kiểm tra cẩn thận và làm sạch lần cuối, đặc biệt chú ý đến trục, các vòng đệm kim loại, đệm cao su hỏng phải thay thế. - Khi lắp ráp Rôto với các chi tiết mới cần kiểm tra độ dao động khe hở giữa các bề mặt sau đó tiến hành cân bằng động Rôto. - Khi lắp Rôto với các chi tiết mới thay thế cần kiểm tra độ dao động dọc trục của Rôto, có thể lắp thêm các vòng đệm để giảm dao động này. - Chú ý vị trí của Rôto khoang hướng dòng so với thân bơm được định vị bằng 4 then tròn nằm trên rãnh bán nguyệt của nửa thân dưới. - Nửa trên và nửa dưới của thân bơm được định vị tương đối với nhau bằng các chốt hình côn (4 cái). Việc xiết các bulông phải đều và cẩn thận để không làm hỏng các đệm cao su. - Khi lắp Rôto vào máy cần chú ý sao cho Rôto được lắp đều và quay tay nhẹ nhàng. Nếu Rôto quay khó thì một là do ổ bi đỡ chặn bị ép quá chặt hoặc bánh công tác chạm vào các đệm lắp trên khoang hướng dòng, có ma sát lớn ở các vị trí đệm làm kín. 3.7.4.3. Rửa chi tiết Cụm chi tiết: thân máy, giá máy, giá bơm cần phải được rửa trên máy rửa của Xí nghiệp với dung dịch rửa chứa 0,15% xôđa, và gia nhiệt tới 60o80oC. Dùng bơm áp lực 1,53 KG/cm2 trong 10 phút sau đó lật chi tiết và bơm tiếp 10 phút, dùng khí nén thổi sạch. Trong trường hợp bị đóng cặn ta phải bơm rửa dung dịch axít H2SO4 nồng độ 5% gia nhiệt 60o70o, sau đó rửa lại bằng nước với 10% sôđa và rửa bằng nước sạch. Khi làm việc với axít phải dùng găng tay cao su, kính bảo hộ, không được pha axít vào nước nóng hơn 40oC, có biển báo cho mọi người biết. Các chi tiết của Rôto cần phải rửa bằng dầu Diezel hay dầu trắng và thổi sạch bằng khí nén. Sau khi làm sạch, các chi tiết được xếp theo từng cụm trên bàn lắp ráp, dùng các dụng cụ kiểm tra thích hợp để đánh giá khuyết tật. 3.7.4.4. Yêu cầu kỹ thuật chung về đánh giá khuyết tật - Đánh giá các chi tiết và cụm chi tiết phải tiến hành ở nơi làm việc phù hợp có trang bị sơ đồ đánh giá khuyết tật các chi tiết, phải có đồ gá, dụng cụ cần thiết cho việc đánh giá đồ khuyết tật. - Đánh giá khuyết tật các chi tiết và mặt lắp ráp phải dựa trên sơ đồ đánh giá khuyết tật, đó là tài liệu cơ bản cho người kiểm tra. - Khi đánh giá khuyết tật cần phải đánh dấu, phân loại thành bốn nhóm tương ứng với các màu sơn. + Dùng lại ngay (không sửa chữa) khi lắp ráp với các chi tiết đã sử dụng khác thì sơn màu xanh dương. + Chỉ sử dụng khi lắp ráp với chi tiết mới hoặc chi tiết đã phục phồi tới kích thước bản vẽ sơn màu vàng. + Phải sửa chữa sơn màu trắng. + Bỏ đi sơn màu đỏ. - Nếu đã phát hiện một chi tiết nào đó cần phải loại bỏ thì không cần phải kiểm tra các yếu tố khác nữa. - Kiểm tra các chi tiết với kích thước ở tiết diện và hướng bị mòn nhiều nhất. - Nếu trên sơ đồ đánh giá khuyết tật chỉ ra rằng chi tiết sửa chữa được sửa chữa tới kích thước sửa chữa thì chi tiết lắp với nó cũng được sửa chữa tới kích thước sửa chữa. - Nếu chi tiết đánh giá khuyết tật xác định rằng kích thước các chi tiết nằm trong giới hạn “kích thước cho phép” và có thể lắp với chi tiết khác đã sử dụng rồi hoặc chi tiết mới chi tiết này không cần sửa chữa, không cần thay thế. - Nếu trên sơ đồ các yêu cầu kỹ thuật về việc đánh giá khuyết tật và sửa chữa các chi tiết phục hồi không chỉ ra các yêu cầu kỹ thuật khác, điều đó có nghĩa là các yêu cầu cơ bản vẽ chế tạo vẫn có giá trị bình thường. 3.7.4.5. Thử nghiệm, kiểm tra và tiến hành nghiệm thu bơm sau khi sửa chữa Bơm đã qua sửa chữa phải có sự xác nhận nghiệm thu của bộ phận OTK của Xí nghiệp sửa chữa về kết quả kiểm tra bên ngoài, kiểm tra quy trình lắp ráp và chất lượng của việc sửa chữa, hiệu chỉnh. Không tiến hành thử nghiệm, kiểm tra bơm trên bộ gá chuyên dụng dùng để tháo lắp bơm. Việc nghiệm thu kiểm tra được thực hiện trên bệ thử (điều kiện tương tự nơi làm việc của bơm) ngay ở lần thử đầu tiên. Khi khởi động đưa bơm vào chế độ làm việc nên có mặt của đại diện bộ phận sửa chữa. Tất cả các khuyết tật, hư hỏng được phát hiện trong quá trình nghiệm thu phải được loại trừ. Sau đó bơm phải được đưa vào kiểm tra, nghiệm thu lại. Các kết quả kiểm tra, nghiệm thu phải được thể hiện thành biên bản và được đưa vào lý lịch của máy bơm. CHƯƠNG IV TÍNH TOÁN LỰC DỌC TRỤC VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP KHẮC PHỤC LỰC DỌC TRỤC TRONG BƠM LY TÂM NPS 65/35-500 4.1. Cơ chế hình thành lực dọc trục trong bơm ly tâm Khi máy bơm làm việc, bánh công tác chịu tác dụng của nhiều lực khác nhau. Có thể chia làm 2 loại: Lực khối lượng: gồm trọng lực và lực quán tính; Lực bề mặt : gồm các lực tương hỗ giữa bề mặt bánh công tác với chất lỏng và phản lực tại chỗ lắp bánh công tác. Trong quá trình chế tạo, người ta thường tiến hành cân bằng động học Rôto nên lực quán tính trùng với trục quay của rôto dẫn tới momen quán tính bằng không. Như vậy còn lại lực bề mặt xuất hiện do tác dụng của dòng chảy lên bánh công tác (lực này tác dụng lên trục của bơm) và lực này được gọi là lực dọc trục. Lực dọc trục có ảnh hưởng lớn đến quá trình làm việc của bơm ly tâm nói chúng và máy bơm NPS 65/35-500 nói riêng. Áp lực hướng trục sinh ra trong quá trình làm việc là rất lớn, áp lực này làm mòn hỏng các ổ bi chắn tạo nên sự sai lệch các khe hở trong bơm. Trong quá trình làm việc do tác dụng của lực dọc trục làm cho bánh công tác di chuyển dọc theo trục cọ xát với thân dẫn hướng gây mòn, làm sai lệch so với thiết kế ban đầu dẫn đến làm giảm hiệu suất bơm. Lực hướng trục làm cho Rôto cọ xát vào thân bơm khi làm việc gây mòn, kẹt cháy rôto. Ngoài ra lực hướng trục còn làm mòn các vòng đệm làm kín, làm giảm hiệu suất làm kín của máy bơm. 4.2. Tính toán lực dọc trục trong bơm ly tâm Để tìm các lực dọc trục, khảo sát mô hình lực tác dụng lên cánh bơm (Hình 4.1). Khi bơm làm việc chất lỏng ở bọng hút (A) chuyển động theo phương song song với trục vào bánh cánh công tác dưới áp suất khá bé (P1). Sau khi vào bánh công tác dòng chất lỏng chảy ngoặt (900) và trở thành vuông góc với trục dưới tác dụng của lực ly tâm. Áp suất chất lỏng tăng dần đến trị số (P2) ở lối ra (P1 < P2). Do chênh áp giữa khoang đẩy và khoang hút nên một phần chất lỏng rò rỉ qua các khe hở giữa bánh công tác và thân bơm (B) và (C) về cửa hút. Để giảm tổn thất do rò lọt thì trên vỏ bơm tại vị trí miệng hút của bánh công tác có đặt bộ làm kín kiểu khe hẹp. Khi bánh công tác quay, toàn bộ khối chất lỏng ở hai khoang (B) và (C) cũng quay theo, lực ly tâm của khối chất lỏng quay tạo nên áp suất phân bố trong hai khe hẹp (B) và (C) có giá trị tỷ lệ với bình phương bán kính quay (r). Áp suất này tác động lên phần đĩa của bánh công tác ở cả phía trước và sau cánh với giá trị tương đương. Tuy nhiên từ vị trí có bán kính quay (r1) ở phía trước cánh (tại vị trí lắp bộ làm kín) tiến vào tâm trục thì áp suất tác động lên đĩa bánh cánh đúng bằng áp suất cửa hút (P1) và nhỏ hơn áp suất phần đĩa phía sau bánh công tác rất nhiều. Kết quả của sự chênh áp này gây nên lực tác động từ phía sau về phía trước cánh theo chiều dọc trục. Giá trị này càng lớn càng không có lợi cho sự hoạt động của bơm. tr F r2 A r r1 I F C B 2 p 2 p 2 p p 1 Fs Fdtr Hình 4.1: Sự phân bố áp suất trên phần che cánh phía trước và sau của bánh cánh một cửa hút Trong quá trình tính toán người ta coi áp suất ở hai khoang (B) và (C) bằng nhau và bằng áp suất (P2), giá trị lực dọc trục có thể tính như sau: Lực hướng trục tác dụng lên đĩa trước của bánh công tác là: (4-1) Lực hướng trục tác dụng lên đĩa sau của bánh công tác là: (4-2) Lực dọc trục trong bơm li tâm là: Fdtr = Fs - Ftr (4-3) Fdtr = [] - [] (4-4) Trong đó (r) là bán kính trục bơm. 4.3. Các phương pháp khử lực dọc trục trong bơm ly tâm 4.3.1. Sử dụng bánh công tác có hai miệng hút hoặc các bánh công tác lắp đối xứng. Phương pháp dùng bánh công tác có hai miệng hút hoặc các bánh công tác lắp đối xứng nhau. Một phần nhỏ lực dọc trục chưa khử hết (do tính không đối xứng khi chế tạo hoặc mòn không đều) sẽ được khử bằng cách dùng ổ bi đỡ chặn. Phân bố áp suất trên bánh công tác của bơm hai miệng hút như (Hình 4.2). P2 P1 P1 B P1 P2 P1 P2 Hình 4.2: Bánh công tác có hai miệng hút 4.3.2. Phương pháp khoan lỗ cân bằng trên bánh cánh Ứng dụng phương pháp này, trên bánh công tác tại khu vực bán kính (r1) người ta khoan khoảng từ 5 -7 lỗ nhằm mục đích cân bằng áp suất ở phía trước và phía sau cánh. Để khoan lỗ cân bằng có hiệu quả và giảm tổn thất rò lọt thì phía sau cánh người ta cũng đặt vành làm kín như phía cửa hút và cùng ở vị trí tương đương, sơ đồ phân bố áp suất trên bánh cánh bơm được thể hiện trên (Hình 4.3). Phương pháp này đơn giản, dễ chế tạo, có thể chế tạo loại bơm trục ngắn và chỉ cần gối đỡ một phía. Tuy nhiên phương pháp này làm tăng tổn thất do rò lọt dẫn đến hiệu suất thấp, không kinh tế nên ít được sử dụng. P2 P1 P1 r2 r1 P1 P2 P1 P2 Hình 4.3: Sự phân bố áp suất trên phần cánh phía trước và sau của bánh một cửa hút có khoan lỗ cân bằng 4.3.3. Phương pháp dùng piston giả (hay còn gọi là đĩa chống lực dọc trục) Dùng ổ đỡ thuỷ lực, phương pháp này tốt nhất vì cho phép tự cân bằng lực chiều trục, nhưng phụ thuộc vào áp suất và lưu lượng. Đĩa đặt ở phía sau guồng tạo với thân bơm thành khoang nhỏ a. Dưới tác dụng của lực dọc trục, trục bơm chuyển động sang trái, khe hở b nhỏ lại dẫn đến áp suất trong khoang a tăng. Do đó áp lực tác dụng lên đĩa thuỷ lực 1 tăng làm chuyển dịch trục sang phải. Khi trục dịch chuyển nhiều sang phải dẫn đến khe hở b tăng và áp suất trong khoang a giảm. Kết quả áp lực trong khoang a tác dụng lên đĩa thuỷ lực 1 làm dịch chuyển đĩa sang trái. Như vậy ổ đĩa thuỷ lực cho phép đảm bảo quá trình tự cân bằng lực dọc trục. Tuy nhiên tuổi thọ của đĩa thuỷ lực phụ thuộc vào chất lượng chất lỏng bơm. Nếu trong chất lỏng chứa nhiều tạp chất cơ khí sẽ dẫn đến mài mòn cơ học bề mặt làm việc của đĩa thuỷ lực 1. Ngoài ra hoạt động của ổ đỡ thuỷ lực cũng phụ thuộc vào các yếu tố thay đổi trong quá trình bơm đó là: lưu lượng, áp suất đầu vào máy bơm, khe hở giữa bánh công tác và phần tĩnh của máy bơm. Do vậy ổ đỡ thuỷ lực không bao giờ triệt tiêu toàn bộ lực dọc trục . Người ta vẫn phải lắp thêm các ổ đỡ chặn để triệt tiêu hoàn toàn lực dọc trục. b a Hình 4.4: Đĩa thủy lực 1. Đĩa thủy lực (đĩa giảm tải) 3. Bánh công tác 2. Đệm trung gian 4.4. Tính toán lực dọc trục trong bơm ly tâm NPS 65/35-500 Đối với bơm ly tâm NPS 65/35-500 thì người ta sử dụng phương pháp lắp đặt bánh công tác theo kiểu đối xứng. Theo đó ở bơm ly tâm NPS 65/35-500 có tất cả 8 tầng bánh công tác và được chia làm 2 cụm được bố trí đối xứng nhau. Do đó đã cần bằng (khử) được lực dọc trục. Lực dọc trục trong bơm ly tâm gồm ba thành phần: Lực do chênh áp phía trước và phía sau bánh công tác Lực tác dụng bên trong của bánh công tác Lực dọc trục phụ Sau đây ta đi xác định và tính toán lực dọc trục trong bơm ly tâm NPS 65/35-500. 4.4.1. Lực do chênh áp phía trước và phía sau bánh công tác Do kết cấu của bơm và nguyên tắc tạo áp của nó mà áp suất ở cửa hút là p1 nhỏ hơn áp suất ở cửa ra p2, ở các buồng A và B, áp suất cũng cao hơn áp suất cửa hút, chất lỏng ở đó quay với tốc độ lấy bằng ½ tốc độ quay của bánh công tác: ω1 = ω/2. Áp suất trên các buồng này phân bố theo đường cong giảm giần từ ngoài vào trong. P2 P2 P2 P1 PA PB PB-P1 B A r2 r0 Fzng F*zng Fztr p1 Hình 4.5: Phân bố áp suất trên mặt BCT và tính toán lực dọc trục Khi vành lót bánh công tác chưa bị mòn thì trong phạm vi từ RY đến R2, áp suất phía trước và sau bánh công tác (hai buồng A và B) gần như bằng nhau và do đó không tạo lực hướng trục trong phần này. Chỉ còn từ R0 đến RY, trong khi áp suất ở trong buồng B còn lớn thì ở phía trước cửa bánh công tác chỉ còn áp suất p1 rất nhỏ. Do đó sẽ tạo độ chênh áp giữa phía trước và phía sau bánh công tác và tạo lực hướng trục tác động lên đĩa sau bánh công tác và hướng từ phía sau ra phía trước. Lực này được tính như sau: Khi vành lót kín phía trước bánh công tác chưa bị mòn nhiều thì luật phân bố áp suất trong các buồng A và B như nhau và theo phương trình sau: hoặc Do độ chênh áp suất giữa phía trước và phía sau bánh công tác mà sẽ tạo lên lực tác dụng bên ngoài từ phía sau bánh công tác với độ lớn là: (4.5) Hình 4.6: Thông số của bánh công tác Trong đó: : tỷ trọng của chất lỏng u2: Vận tốc vòng của bánh công tác ứng với bán kính ra có phương thẳng góc với phương hướng kính: vận tốc góc : Vậy: u2 = 308,77.0,12 = 37,05 (m/s) Hp: Cột áp tĩnh của bánh công tác (mH2O) Hình 4.7: Tam giác tốc độ C2u: Thành phần tốc độ ở cửa ra của bánh công tác chiếu trên phương u Trong đó : + Qlt = 65m3/h = 0,018(m3/s) + b2 = 0,012m (là chiều rộng cửa ra của bánh công tác) + D2 = 0,235m (đường kính ngoài bánh công tác) Mặt khác trong bơm ly tâm NPS 65/35-500 người ta chọn dạng cánh có β2< 900 làm dạng cánh để chế tạo với mục đích làm giảm tổn thất thủy lực, tạo phần lớn cột nước tĩnh ngay trong cánh quạt. Và phần lớn người ta chọn góc β2 = (15÷40)0 để chế tạo bơm. Ở đây với bơm NPS 65/35-500 chọn β2 = 230. Vậy Thay số vào (4-5) ta có: Dấu âm của biểu thị nó có chiều ngược với chiều trục z. 4.4.2. Lực tác dụng bên trong của bánh công tác Mặt khác do sự đổi hướng của dòng chảy ở cửa vào từ hướng trục sang hướng kính mà suốt hiện một lực hướng trục bên trong từ phía trước về phía sau bánh công tác: Trong đó : A=1(do bánh công tác hướng kính), Q = Q= 0,0175 Vậy ta có Hình 4.8: Sơ đồ tính toán lực hướng trục 4.4.3. Lực phụ hướng trục Khi vành lót kín bánh công tác bị mòn hỏng thì ở phía trước bánh công tác trong vùng A từ ry đến r2, áp suất phân bố theo đường chấm đứt và phương trình của nó là: , Còn ở buồng B phía sau bánh công tác vẫn theo phương trình (**) do đó sẽ có thêm phụ lực hướng trục tác dụng từ phía sau bánh công tác về phía trước. Phụ lực đó được tính bởi công thức sau: , (4-6) Thay số vào ta có : = -1213,84 (KG) Dấu âm của biểu thị nó có chiều ngược với chiều trục z. Tổng lực tác dụng lên 1 bánh công tác của bơm là: =(-1126) – 63,62 + (-1213,84) = -2403,46(KG). Tổng lực tác dụng lên 4 bánh công tác đặt cùng về 1 phía (từ cấp I đến cấp IV) là: = -9613,84 (KG) Nhưng do bơm NPS 65/35-500 có 8 tầng bánh công tác và chia làm 2 cụm được bố trí đối xứng nhau nên tổng lực hướng trục tác dụng lên trục được cân bằng. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Sau khi kết thúc đợt thực tập tốt nghiệp, 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 thầy giáo Trần Văn Bản cùng với sự nỗ lực của bản thân, đến nay em đã hoàn thành bản đồ án “ Máy bơm ly tâm NPS 65/35-500 dùng để bơm vận chuyển dầu tại XNLD VIETSOVPETRO” với chuyên đề: “Tính toán Lực dọc trục trong bơm ly tâm và phương pháp khắc phục lực dọc trục trong bơm NPS 65/35-500”. Để nâng cao độ bền cho máy bơm NPS 65/35 – 500 nhằm tăng hiệu quả sử dụng máy. Chúng 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 quá trình làm đồ án, dựa trên những kiến thức đã học ở trong trường và thời gian thực tập tại xí nghiệp liên doanh Vietsovpetro em đã nghiên cứu về cách tính toán lực dọc trục trong bơm ly tâm NPS 65/35-500 và các phương pháp khử lực dọc trục trong bơm ly tâm để từ đó có thể sử dụng và nâng cao khả năng làm việc của bơm ly tâm NPS 65/35-500 một cách tốt 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 đồng nghiệp. Một lần nữa em xin gửi lời biết ơn chân thành tới các thầy giáo trong bộ môn Thiết bị Dầu khí và Công trình đặc biệt là thầy giáo Trần văn Bản đã hướng dẫn em tận tình trong suốt thời gian em làm đồ án. Hà Nội, ngày.....tháng 05 năm 2011 Sinh viên: Phan Văn Trại TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. “Máy bơm ly tâm dung trong công nghiệp dầu” theo M.D. Aizentain [2]. PGS TS. Nguyễn Đức Sướng và TS. Vũ Nam Ngạn : “Giáo trình máy thủy khí”, Trường ĐH Mỏ-Địa chất, Hà nội, 2001,(2004-2007). [3]. Giáo trình “Máy bơm và trạm bơm” theo ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG [4]. Nguyễn Đức Sướng, Trần Văn Triều, Lê Kinh Thanh: “Hướng dẫn thiết kế máy thủy khí”. [5]. Tài liệu bơm NPS 65/35 – 500: “Xí nghiệp khai thác dầu khí Vietsopetro”. MỤC LỤC