Máy bơm sulzer msd-D-4-8-10 ½ dùng trong vận chuyển dầu tại mỏ bạch hổ

ó thể biết được tính năng làm việc của bơm để sử dụng cách hợp lý. Ví dụ như bơm có đường đặc tính H-Q dạng thoải có đặc điểm là khoảng điều chỉnh lưu lượng bằng khóa lớn, nhưng có nhược điểm là lưu lượng của bơm dao động trong một khoảng lớn khi thay đổi rất ít cột áp của bơm. Loại bơm này dùng thích hợp để cấp nước cho hệ thống có cột áp ổn định (thay đổi ít), bơm làm việc với số vòng quay của động cơ không đổi và điều chỉnh lưu lượng bằng khóa. 2.2.3. Đường đặc tính tổng hợp Mỗi đường đặc tính làm việc được xây dựng với một số vòng quay không đổi của bơm. Nếu thay đổi số vòng quay làm việc thì đường đặc tính làm việc cũng thay đổi theo. Để biết được nhanh chóng các thông số Q, , N của bơm thay đổi như thế nào khi số vòng quay của bơm thay đổi, người ta xây dựng đường đặc tính tổng hợp của bơm (hình 2.10). Đường đặc tính tổng hợp của bơm chính là đường biểu diễn quan hệ Q- H với các số vòng quay thay đổi, trên đó có các điểm làm việc cùng hiệu suất nối với nhau thành những đường cong gọi là những đường cùng hiệu suất. Để xây dựng đường đặc tính tổng hợp, cần phải có các đường đặc tính làm ứng với nhiều số vòng quay làm việc khác nhau của bơm. Ta thấy rằng, với số vòng quay làm việc n nào đó, trị số lớn nhất của hiệu suất ứng với một trị số lưu lượng Qi nào đó. Khi lưu lượng của bơm thay đổi Q # Qi thì có thể có hai trị số lưu lượng có cùng hiệu suất như nhau. Dóng các điểm có cùng hiệu suất lên đường đặc tính H-Q và nối lại bằng những đường cong, ta có đường cong cùng hiệu suất. Đường đặc tính tổng hợp thường được cho trong các sổ tay, tài liệu kỹ thuật của các loại bơm đã được sản xuất. Ngoài các công dụng như của các đường đặc tính khác, đường đặc tính tổng hợp còn cho ta biết một cách nhanh chóng các chế độ làm việc có lợi nhất trong khi điều chỉnh bơm. Hình 2.10: Đường đặc tính thực nghiệm của bơm ly tâm. 2.3. Điểm làm việc và sự điều chỉnh bơm 2.3.1. Điểm làm việc Điểm làm việc của bơm bao giờ cũng làm việc trong một hệ thống cụ thể nào đấy. Khi bơm làm việc ổn định thì cột áp “đẩy” của bơm bằng cột áp “cản” của hệ thống. Nói một cách khác, một chế độ làm việc của bơm trong một hệ thống có thể biểu diễn bằng giao điểm của hai đường đặc tính (của bơm và của hệ thống) trong cùng một hệ tọa độ. Giao điểm ấy gọi là điểm làm việc của hệ thống bơm. Trên hình 2.11, điểm A(giao điểm của hai đường đặc tính của bơm và hệ thống) biểu thị mộ chế độ làm việc của hệ thống bơm với cột áp HA và lưu lượng QA . Hình 2.11: Điểm làm việc của bơm. 2.3.2. Các phương pháp điều chỉnh bơm Trong quá trình làm việc do yêu cầu kỹ thuật, nhiều khi cần phải thay đổi điểm làm việc của hệ thống bơm, tức là thay đỏi chế độ làm việc của bơm (hoặc hệ thống). Quá trình thay đổi điểm làm việc của bơm theo một yêu cầu nhất định gọi là quá trình điều chỉnh. Có hai nhóm phương pháp điều chỉnh: - Điều chỉnh đường đặc tính lưới: Thay đổi đường kính ống dẫn, thay đổi vận tốc v của dòng chảy, thay đổi độ nhớt υ của chất lỏng bơm, giảm hoặc tăng tổn thất cục bộ… - Điều chỉnh đường đặc tính của máy bơm: Thay đổi tốc độ vòng quay máy bơm (nếu dẫn động bằng động cơ điện thì điều chỉnh các biến trở lắp trên cuộn stator, nếu dẫn động bằng động cơ điezen thì thay đổi chế độ nạp nguyên liệu cho động cơ hoặc lắp thêm biến tốc giữa cơ và máy bơm), thay đổi số tầng bơm đối với bơm nhiều cấp… Đối với hệ thống bơm thông thường, có hai phương pháp điều chỉnh sau: 2.3.2.1. Điều chỉnh bằng khóa xB Nội dung của phương pháp này là tạo nên sự thay đổi đường đặc tính lưới bằng cách điều chỉnh (đóng hoặc mở) khóa ở ống đẩy để thay đổi lưu lượng của hệ thống (không điều chỉnh bằng khóa ở ống hút vì có thể gây hiện tượng xâm thực máy bơm). xA Hình 2.12: Điều chỉnh máy bơm bằng khóa Trên hình 2.12 thể hiện nội dung của phương pháp điều chỉnh này. Khi mở khóa hoàn toàn thì có điểm làm việc A (HA,QA). Khi đóng bớt khóa lại thì tổn thất khóa sẽ tăng lên () lưu lượng của hệ thống giảm đi, nghĩa là đường đặc tính lưới sẽ thay đổi, dốc hơn, trong khi đó đường đặc tính bơm vẫn không thay đổi, điểm làm việc chuyển từ A đến B (HB,QB). Phương pháp điều chỉnh này đơn giản, thuận tiện nhưng không tinh tế vì sẽ gây nên tổn thất ở khóa khi điều chỉnh và chỉ điều chỉnh được trong những phạm vi hạn chế. 2.3.2.2. Điều chỉnh bơm bằng số vòng quay của trục bơm Nội dung của phương pháp này là làm thay đổi đường đặc tính riêng của bơm bằng cách thay đổi số vòng quay của trục bơm. Phương pháp này chỉ áp dụng cho các bơm có thiết bị thay đổi số vòng quay. So với với phương pháp điều chỉnh bằng khoá phương pháp này tinh tế hơn. Nhưng đối với bơm không có thiết bị thay đổi số vòng quay thì phương pháp điều chỉnh bằng khoá lại là phương pháp thông dụng. Hình 2.13 Điều chỉnh bằng cách thay đổi số vòng quay Hình 2.13 thể hiện của phương pháp điều chỉnh này. Điểm làm việc của bơm A (HA ,QA) ứng với số vòng quay nA. Khi tăng số vòng quay đến nB >nA thì đường đặc tính của bơm sẽ khác đi, trong khi đó đường đặc tính lưới không thay đổi, điểm làm việc chuyển từ A đến B. 2.3.2.3. Điều chỉnh bơm bằng cách lắp đặt bánh công tác thay thế Trong thực tế các nhà chế tạo đã sản xuất các bánh công tác mới có các tham số ít nhiều có sự thay đổi. Các bánh công tác thay thế có kích thước b khác với kích thước chuẩn b. Tuy nhiên, sự phụ thuộc tuyến tính vào bcủa lưu lượng vẫn được duy trì. Hình 2.14: Đặc tính hiệu suất khi lắp đặt bánh công tác thay thế Trên hình 2.14: - 1, 2 là các đường đặc tính áp lực tương ứng với bánh công tác chính và bánh công tác thay thế. - 3, 4 là các đường đặc tính hiệu suất tương ứng với bánh công tác chính và bánh công tác thay thế. 2.3.3. Khu vực điều chỉnh Theo sự phân tích ở trên, ta thấy rằng ứng với một cặp đường đặc tính của lưới và bơm thì chỉ có một điểm làm việc nhất định. Muốn thay đổi điểm làm việc, hay nói cách khác muốn điều chỉnh bơm thì phải thay đổi đường đặc tính lưới (điều chỉnh khóa) hoặc thay đổi đường đặc tính bơm (điều chỉnh số vòng quay của trục bơm). Nhưng thực tế không phải có thể điều chỉnh điểm làm việc về bất kỳ điểm nào trên đường đặc tính của bơm. Hình 2.15: Khu vực điều chỉnh của bơm ly tâm Ví dụ có một bơm làm việc trong hệ thống với các đường đặc tính như trên hình 2.15, trong đó đường đặc tính của bơm ở dạng lồi. Điểm T (điểm cao nhất) gọi là điểm giới hạn chia đường đặc tính bơm ra hai khu vực, đoạn đường đặc tính bên phải điểm T bao gồm các điểm làm việc luôn ổn định, gọi là khu vực làm việc ổn định của bơm. Còn đoạn đường đặc tính bên trái điểm T tuỳ theo vị trí của đường đặc tính lưới (hệ thống) bơm có thể làm việc không ổn định, gọi là khu vực làm việc không ổn định của bơm. Trên hình 2.15 ta thấy bơm có hai điểm làm việc A và B. Nhưng bơm không thể làm việc đồng thời theo cả hai chế độ mà chỉ làm việc theo một trong hai chế độ: A(HA,QB) hoặc B(HA,QB). Giả sử bơm đang làm việc ở chế độ A(HA,QB), nếu có một nguyên nhân nào đó làm mất trạng thái làm việc cân bằng của bơm trong hệ thống, ví dụ cột áp tĩnh của bơm giảm đột ngột trong một khoảng thời gian ngắn. Khi đó lưu lượng của hệ thống sẽ tăng lên một lượng và xuất hiện sự chênh áp của lưới và bơm. hay Phần năng lượng thiếu hụt trong hệ thống sẽ được bù đắp bằng động năng của toàn bộ khối chất lỏng chảy trong hệ thống do sự giảm vận tốc của dòng chảy. Vì vậy, lưu lượng của hệ thống giảm cho đến trị số Q và bơm lại trở về trạng thái làm việc ổn định ở điểm A (= H; = Q). Cũng trong trường hợp trên, ta xét đối với điểm làm việc B(HB,QB). Khi lưu lượng trong hệ thống tăng lên một lượng . hay Phần năng lượng dư trong hệ thống làm tăng động năng của toàn bộ khối chất lỏng trong hệ thống, vận tốc dòng chảy tăng, lưu lượng tăng và như vậy bơm không thể trở về trạng thái làm việc cân bằng ở điểm B được. Bằng lý luận tương tự như trên, ta có thể chứng minh được rằng trường hợp (lưu lượng của hệ thống giảm do cột áp tĩnh tăng đột ngột trong khoảng thời gian ngắn) thì bơm vẫn sẽ làm việc ổn định ở điểm A và không ổn định ở điểm B. Nhánh đường đặc tính bên trái điểm T chỉ có thể là khu vực làm việc ổn định của bơm khi nào đường đặc tính lưới cắt đường đặc tính bơm ở một điểm. * Qua phân tích trên ta thấy: - Không điều chỉnh bơm trong khu vực không ổn định. - Khi khởi động bơm cần phải hạ thấp Hlươi để điểm làm việc không rơi vào khu vực không ổn định. Đối với các bơm quan trọng như bơm cao áp yêu cầu về đường đặc tính của bơm là không có vùng không ổn định tức là yêu cầu đường đặc tính có dạng dốc hoặc thoải. Lý thuyết và thực nghiệm chứng tỏ vị trí điểm tới hạn T trên đường đặc tính của bơm phụ thuộc góc ra β2. Góc ra β2 càng nhỏ thì khu vực điều chỉnh không ổn định càng nhỏ. 2.4. Các phương pháp ghép bơm Trong trường hợp phải ghép bơm làm việc trong một hệ thống khi hệ thống yêu cầu cột áp hoặc lưu lượng lớn hơn cột áp và lưu lượng của một bơm thì có hai cách ghép sau đây: 2.4.1. Ghép song song Trong trường hợp hệ thống yêu cầu lưu lượng của hệ thống lớn hơn lưu lượng của một bơm. Điều kiện để ghép bơm song song có thể làm việc được là các bơm ghép phải có cùng cột áp: H = Để xác định tổng lưu lượng của các bơm ghép song song làm việc trong một hệ thống, ta cần xây dựng đường đặc tính chung của các bơm ghép (H – Qc) và biết đường đặc tính lưới (H - Qlươi). Sau khi nghiên cứu nguyên tắc ghép bơm song song ta thấy: - Sự điều chỉnh (thay đổi điểm làm việc) của hệ thống có các bơm ghép song song tương đối phức tạp khi các bơm ghép có đường đặc tính khác nhau nhiều. Vì vậy, người ta thường ghép các bơm có các đường đặc tính gần giống nhau hoặc như nhau để việc thực hiện sự điều chỉnh được thuận lợi. - Cách ghép bơm song song chỉ có hiệu quả khi đường đặc tính của các bơm ghép thoải (có độ dốc nhỏ) và đường đặc tính của lưới không dốc lắm. Cách ghép này ứng dụng trong các hệ thống bơm cần có cột áp H thay đổi ít khi lưu lượng Q thay đổi nhiều. - Số lượng bơm ghép song song để tăng lưu lượng trong hệ thống có giới hạn nhất định, xác định bởi đường đặc tính chung của các bơm ghép và đường đặc tính lưới. 2.4.2. Ghép nối tiếp Dùng trong trường hợp hệ thống yêu cầu cột áp của lớn hơn cột áp của một bơm. Điều kiện để các bơm ghép nối tiếp làm việc bình thường trong hệ thống là các bơm ghép phải có cùng lưu lượng. Q = Cột áp làm việc của hệ thống có nối tiếp bơm khi Q = const bằng tổng cột áp của các bơm ghép. H = Nhận xét: - Khi ghép nối tiếp nên chọn bơm và hệ thống có đường dốc nhiều mới có hiệu quả cao, vì thay đổi lưu lượng ít đã tăng được cột áp theo yêu cầu. - Khi ghép hai bơm nối tiếp nhau cần chú ý là một trong hai bơm phải làm việc với áp suất cao hơn bơm còn lại, vì vậy nếu không đủ độ bền bơm sẽ hỏng. Do đó ta phải lựa chọn trên đường ống đẩy của bơm đầu tiên điểm nào không gây nguy hiểm cho bơm sau đó thì ghép. - Việc ghép bơm nối tiếp trong một hệ thống là tương đối phức tạp không thuận tiện và kinh tế bằng chọn một bơm khác có đủ cột áp yêu cầu để làm việc trong hệ thống. 2.5. Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất bơm ly tâm Trong thực tế khi máy bơm làm việc động năng của động cơ truyền cho máy bơm một phẩn sẽ được chuyển thành thế năng cho chất lỏng: lưu lượng và cột áp, một phần bị tiêu hao do các tổn thất thủy lực và sự dò rỉ trong máy bơm. Hiệu suất toàn phần của bơm xác định theo công thức: % N: Công suất tiêu thụ. Bằng lý thuyết và thực nghiệm người ta nhận thấy hiệu suất toàn phần của máy bơm phụ thuộc: Tổn thất thể tích, tổn thất thủy lực, tổn thất cơ khí. 2.5.1. Tổn thất thể tích Khi máy bơm làm việc chất lỏng theo các khe hở giữa các bánh công tác và vỏ khoang hướng dòng chảy ngược lại. Chảy ngược trong các cấp của bơm nếu bơm có nhiều cấp. Tổn thất thể tích trong bơm ly tâm thường là: 2.5.2. Tổn thất thủy lực Tổn thất thủy lực trong máy bơm bao gồm: các tổn thất do ma sát giữa các lớp chất lỏng và ma sát giữa chất lỏng với thành ống, các khe trong bánh công tác, khoang hướng dòng… Tổn thất thủy lực thường là: 2.5.3. Tổn thất cơ khí Khi bơm làm việc một phần năng lượng bị tiêu hao để thắng lực ma sát tại các ổ đỡ, các đệm làm kín và các khớp nối…Ma sát mặt ngoài của bánh công tác với chất lỏng. Tổn thất cơ khí thường là: CHƯƠNG 3 CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA BƠM SULZER MSD-D-4-8-10 ½ 3.1. Sơ đồ công nghệ bơm vận chuyển dầu khí Trên các giàn cố định MPS dầu thô sau khai thác lên từ các giếng khai thác sẽ được thu gom bằng hệ thống đường ống tới các bình tách cao áp sau đó được đưa đến bình tách thấp áp, tại các bình tách này dầu được sử lý sơ bộ để tách nước và tách khí. Khí từ bình tách cao áp được đưa vào hệ thống thu gom khí chung của toàn mỏ, còn dầu sau khi qua bình tách được đưa vào hệ thống các bình chứa trên giàn, cuối cùng được bơm vào đường ống thu gom dầu chung của toàn mỏ. Trên các giàn cố định có bố trí rất nhiều các loại máy bơm ly tâm để bơm vận chuyển dầu khí. Thường có hai loại máy bơm Sulzer, một máy bơm luôn ở trạng thái làm việc và một máy bơm để dự phòng được ghép song song nhằm mục đích: - Đảm bảo quá trình khai thác được liên tục, nếu máy bơm đang làm việc bị hỏng và không làm việc và một máy bơm để dự phòng vào làm việc thay thế máy bơm hỏng. - Khi lượng dầu khai thác lên lớn hoặc lượng dầu trong các bình chứa vượt quá giới hạn cho phép thì ta có thể cho cả hai máy bơm cùng làm việc khi đó có thể giảm nhanh chóng lượng dầu trong các bình chứa. 3.2. Sơ đồ tổng thể và đặc tính kỹ thuật của bơm sulzer MSD-D-4-8-10 ½ 3.2.1. Sơ đồ tổng thể của bơm Sơ đồ tổng thể của bơm bao gồm các bộ phận được thể hiện trên hình 3.2 sau: Hình 3.1: Sơ đồ tổng thể của máy bơm 3.2.2. Các thông số kỹ thuật của bơm * Phần bơm. 1. Ký hiệu bơm MSD-D-4-8-10 ½ 2. Nhà sản suất SULZER 3. Loại bơm ly tâm trục ngang 4. Số lượng bánh công tác là 5 5. Lưu lượng tối ưu: 130m3/h 6. Cột áp tối ưu: 400m 7. Công suất bơm: 147kW 8. Hiệu suất bơm: 74% * Phần động cơ 1. Công suất động cơ: 185 kW 2. Tốc độ bơm: 2969 vòng/ phút 3. Khớp nối: - Khớp nối dạng đĩa - Khoảng cách giữa hai đầu trục: 180 mm 4. Đệm làm kín - Đệm làm kín mặt đầu dạng kép 5. Trọng lượng - Trọng lượng bơm: 2000 kg - Động cơ: 920 kg - Đế giá lắp: 1000 kg - Khớp nối: 20 kg Tổng cộng trọng lượng: 3940 kg 3.3. Cấu tạo bơm Bao gồm bơm và phần động cơ điện được lắp trên một giá chung, giữa trục bơm và động cơ được nối với nhau bởi khớp nối. 3.3.1. Thân máy Thân máy được lắp ghép từ hai nửa tháo được theo mặt phẳng ngang và được định vị với nhau bởi các chốt hình côn và kẹp chặt bởi các vít cấy (đai ốc dạng chụp) Bề mặt lắp ghép của thân bơm được mài rà để chống hiện tượng rò rỉ khi bơm làm việc do áp suất cao trong khi làm việc của bơm. Thân máy có vách ngăn chia làm các khoang và có các rãnh dẫn tạo thành các khoang hướng dòng chảy của chất lỏng vào và ra khỏi bánh công tác. Phía dưới than bơm có lắp một ống giảm tải để xả áp suất từ khoang chứa đệm làm kín đầu áp suất cao đến khoang vào của máy bơm. Hình 3.2: Sơ đồ thân máy bơm 3.3.2. Phần roto Chiều quay của roto là chiều ngược chiều kim đồng hồ (nhìn từ phía động cơ) Roto gồm năm bánh răng công tác. Bánh công tác thứ nhất có hai cửa vào. Còn bốn bánh công tác tiếp theo được chia thành hai nhóm đối xứng nhau. Do sự cấu tạo của roto cho phép bơm khi làm việc khử được lực dọc trục. Hình 3.3. Sơ đồ mặt cắt dọc máy bơm sulzer 1. Trục bơm 8. Bạc kín giữa 15. Vòng bi đỡ chặn 2. Bi đỡ 9. Rãnh then 3. Đệm làm kín 10. Bánh công tác cấp 3 4. Bạc kín 11. Bánh công tác cấp 2 5. Chốt chống xoay 12. Ống giảm tải 6. Bánh công tác 13. Bánh công tác cấp 1 7. Bánh công tác cấp 5 14. Đĩa làm lệch trong 3.3.3. Gối đỡ Roto của bơm được đỡ trên hai ổ đỡ nằm ở hai phía của đầu trục. + Ổ đỡ phía động cơ: 01 ổ bi đỡ (6213) + Ổ đỡ phía đầu tự do: Gồm 02 ổ đỡ chặn 7211 (tương đương của Liên Xô cũ 46411) Các ổ bi được bôi trơn bằng dầu Tellas 46 và phương pháp quăng dầu giống bơm HIIC, các vòng quăng dầu được bố trí về một phía của các ổ bi. Ổ đỡ được làm mát bằng cách trao đổi nhiệt qua các cánh tản nhiệt với môi trường bên ngoài. Phía động cơ thì nhờ gió từ phía động cơ thổi tới còn phía đầu tự do thì có lắp thêm quạt gió. Nhiệt độ dầu bôi trơn không vượt quá 70oC Hình 3.4: Ổ đỡ phía đầu động cơ Hình 3.5: Ổ đỡ phía đầu tự do 3.3.4. Khớp nối Khớp nối là bộ phận lắp trung gian giữa trục của động cơ và trục của bơm. Khớp nối có nhiều loại khác nhau như: Dạng bánh răng, loại khớp nối mềm… tuy nhiên người ta hay sử dụng loại khớp nối mềm vì loại này có hiệu quả cao hơn các loại khác. Khớp nối có chức năng chuyền momen xoắn giữa các trục quay của động cơ và trục bơm, dung hoà sự chuyển dịch tất yếu của hai trục quay. Các chuyển dịch này bao gồm: Sai lệch góc, sai lệch ngang hay kết hợp cả hai. Ngoài ra các dịch chuyển dọc của cả hai trục có thể được khớp nối hấp thụ. Một số khớp nối mềm: Loại Xêri “M”. Khớp nối Metastream Xêri “M” vốn được thiết kế cho lĩnh vực dầu khí. Đây là loại khớp nối mềm không cần bôi trơn, hoàn toàn tin cậy được, không bị ảnh hưởng của sự mài mòn hay chuyển động tương đối của các bộ phận. Hình 3.6: Khớp nối Bộ phận “mềm” trong khớp nối dạng này gồm một hoặc nhiều màng thép không gỉ. Màng được thiết kế ở dạng nan hoa, sự biến dạng của nan hoa làm cho khớp nối có tính mềm dẻo và nhờ đó có thể trung hoà được những sai lệch lắp ráp. Xêri “M” có trong khoảng công suất danh định từ 1.6kW/1000 vòng/ phút đến 6500kW vòng/phút Bộ phận mềm là một loạt các lớp “màng” thường làm bằng thép không gỉ dát mỏng hoặc bằng vật liệu chống ăn mòn khác. Vì mọi lực uốn, xoắn xảy ra với màng nên không có các chi tiết bị mài mòn và do đó không cần phải bôi trơn. Loại Xêri “T” Khớp nối mềm dạng Metastream Xêri “T” dùng loạt màng có thiết kế hình vòng độc đáo nhằm kết hợp tỷ lệ cao về truyền tải công suất trọng lượng với độ mềm dẻo tối đa. Thiết kế loại này nhằm truyền momen quay như tải kéo căng đơn thuần với bán kính tương đối nhỏ do đó khớp nối có khả năng quay vớ tốc độ cao. Dạng co thắt của màng cũng bảo đảm rằng ứng suất uốn mỏi phát sinh từ sự sai lệch được giữ ở mức tối thiểu tại những nơi quan trọng quanh bulông dẫn động. Khớp nối mềm dạng này có nhiều khoảng công suất dạng định chuẩn từ 2kW/1000 vòng/phút đến 24000 kW/1000 vòng/phút. 3.3.5. Hệ thống làm kín bơm Hệ thống làm kín bơm có chức năng ngăn sản phẩm bơm (ở đây là dầu thô) rò rỉ dọc theo trục bơm ra bên ngoài. Mỗi bơm vận chuyển dầu được lắp hai bộ làm kín cơ, một tại ‘DE’ ( phía đầu dẫn động), một tại ‘NDE’ (đầu không dẫn động) của bơm. Cả hai đều theo tiêu chuẩn của API 610. Mỗi bộ làm kín đôi gồm hai phần là hai mặt bịt kín, mặt “chính” hay trong hướng vào sản phẩm bơm đi, và mặt “phụ” hay mặt ngoài hướng ra không khí “không khí”. Trong điều kiện vận hành bình thường, sản phẩm bơm đi được mặt bịt kín chính giữ lại bên trong bơm, mặt phụ giữ vai trò dự phòng giúp bơm tiếp tục hoạt động khi mặt chính bị hư hỏng. Giữa hai mặt bịt kín có chất lỏng đệm, chất lỏng này hoạt động dưới áp suất cao hơn so với áp suất sản phẩm bơm đi. Nhờ áp suất cao hơn đó sản phẩm bơm không thể rò rỉ ra ngoài và ngược lại chất lỏng đệm sẽ rò rỉ vào trong bơm. Chất lỏng đệm cũng giữ vai trò bôi trơn giữa các mặt bịt kín và trục bơm. Bình thường có một ít rò rỉ ở hai mặt này: Rò rỉ qua mặt trong vào bơm và rò rỉ qua mặt ngoài ra đường thoát xả. Hệ thống làm kín bơm bao gồm: + Hai bộ làm kín “ kép” lắp vào bơm dầu thô. + Bình chứa “ DE” và “NDE” lắp tại nơi đặt bơm. Các bình này chứa chất lỏngđệm đẻ bù đắp lượng rò rỉ thông thường trong nhiều ngày hoạt động trước khi cần châm đầy trở lại. + Chất lỏng đệm ở hai đầu ổ đỡ được làm mát kiểu “Fin” giảm nhiệt từ bộ làm kín vào chúng, chất lỏng đệm được bơm tuần hoàn qua bộ làn kín tới hệ thống làm mát (thường có dạng trụ và trên đó có các cánh tản nhiệt) sau khi làm mát lại ngược trở về. 3.4. Bôi trơn Vịt dầu giữ mức ổn định Denco. Bể chứa Đầu nối Ống chỉnh Đầu ốc hãm Thân Hình 3.7: Vịt dầu giữ mức ổn định Denco Nguyên lý hoạt động Vịt dầu giữ mức ổn định Denco lắp trên gối đỡ, có chức năng duy trì mức dầu trong gối ổ đỡ và có thể theo dõi và nạp lại. Mức dầu trong gối đỡ tụt xuống thì mức dầu trong thân vịt cũng giảm, vì vậy lộ ra phần đáy vát của ống cung cấp trong vịt dầu và không lọt vào bể dầu. Một lượng dầu tương đương thoát từ bể chứa ống cung cấp vào thân vịt dầu, khôi phục lại mức dầu trước và đóng kín ống cung cấp. Quá trình này lặp đi lặp lại khi mức dầu trong gối đỡ tụt giảm và tiếp tục khi bể chứa cạn dầu. Nạp đầy. Để nạp đầy, có thể rút bể chứa và đầu nối ra khỏi thân, tháo bể nối để châm dầu vào bể. Lắp lại cụm đầu nối, bể chứa vào thân như cũ, bảo đảm duy trì mức dầu định trước. 3.5. Động cơ Hình 3.8: Cấu tạo động cơ 3.6. Nguyên lý làm việc của bơm Sulzer MSD-D-4-8-10 ½ Khi máy bơm làm việc các bánh công tác quay truyền năng lượng cho chất lỏng, các phần tử chất lỏng chuyển động theo các cánh dẫn hướng của các bánh công tác từ trong ra ngoài. Dưới tác dụng của lực ly tâm chất lỏng ra khỏi bánh công tác cấp một đi qua các cánh dẫn hướng rồi vào cửa hút của bánh công tác cấp hai với áp lực do bánh công tác cấp một truyền cho. Quá trình này diễn ra liên tục, áp lực của các phần tử chất lỏng tăng dần khi qua các bánh công tác, cuối cùng chất lỏng chuyển động vào cửa đẩy của bơm. Tại cửa hút của bơm dưới áp suất khí quyển hay áp suất thuỷ tĩnh chất lỏng được chuyển từ bể hút vào cửa hút trong quá trình bơm. Nhận xét. Lực dọc trục phát sinh trong quá trình bơm hoạt động là rất lớn có thể lên tới hàng tấn, Đối với các máy bơm ly tâm nhiều cấp thì thành phần lực dọc trục này không có lợi cho máy bơm vì lực chiều trục lớn có thể làm cho các ổ lăn mau mòn hỏng, tạo ra các khe hở làm cho roto chuyển động không ổn định và có thể bị cọ sát vào thân bơm. Các tác hại trên l mf ảnh hưởng đến hiệu suất của bơm và làm cho các chi tiết trong bơm mau mòn hỏng. Trong thực tế người ta đã áp dụng nhiều phương pháp để khử lực dọc trục như: Dùng bơm piston cân bằng, dùng đĩa cân bằng, chế tạo bơm có hai cửa hút. Máy bơm Sulzer MSD-D-4-8-10 ½ có cấu tạo đặc biệt so với các loại máy bơm khác. Trong bơm tải trọng tác dụng lên bơm bằng tổng tải trọng. Nhận xét Lực dọc trục phát sinh trong quá trình bơm hoạt động là rất lớn có thể lên tới hàng tấn. Đối với các máy bơm ly tâm nhiều cấp thì thành phần lực dọc trục này không có lợi cho máy bơm vì lực chiều trục lớn có thể làm cho các ổ lăn mau mòn hỏng, tạo ra các khe hở làm cho roto chuyển động không ổn định và có thể bị cọ sát vào than bơm. Các tác hại trên làm ảnh hưởng đến hiệu suất của bơm và làm cho các chi tiết trong bơm mau mòn hỏng. Trong thực tế người ta đã áp dụng nhiều phương pháp để khử lực dọc trục như: dung piston cân bằng, dung đĩa cân bằng, chế tạo bơm có hai cửa hút. Máy bơm sulzer có cấu tạo đặc biệt so với các loại máy bơm khác. Tải trọng tác dụng lên bơm bằng tổng tải trọng tác dụng lên từng cánh. Trong bơm sulzer để giảm tác dụng lên cánh bơm người ta chế tạo bánh công tác cấp một có hai cửa vào, bốn bánh công tác phía sau được chia ra làm hai nhóm lắp đối xứng nhau (mục đích để giảm tác dụng của lực chiều trục). Phía dưới thân bơm có lắp một ống giảm tải để giảm áp từ trong khoang trước của đệm làm kín đầu áp suất cao đến khoang xả của máy bơm. Do lực chiều trục phát sinh ở phía đầu tự do không lớn hơn lực chiều trục phía đầu động cơ nên tại hai gối đỡ đầu tự do được lắp hai ổ bi đỡ chặn còn gối đỡ phía động cơ được lắp một ổ đỡ. CHƯƠNG 4 VẬN HÀNH, KIỂM TRA BẢO DƯỠNG VÀ SỬA CHỮA BƠM MSD-D-4-8-10 ½ 4.1. Quy trình vận hành bơm Sulzer 4.1.1. Khởi động bơm Sulzer 4.1.1.1. Công tác chuẩn bị trước khi khởi động bơm - Trước khi khởi động máy bơm, ta phải chắc chắn rằng chất lỏng được điền đầy trong hệ thống đường ống và trong khoang làm việc của bơm. - Phải chắc chắn rằng bơm trong trạng thái sẵn sàng làm việc cả về phần động cơ (điện) và bơm (cơ khí). - Phân bố tải cho hợp lý cho hệ thống trước khi khởi động bơm. - Trước khi khởi động thiết bị lần đầu (sau khi lắp đặt hoặc bảo dưỡng) thì cần kiểm tra xem chiều quay của động cơ và bơm có đúng như chiều mũi tên trên động cơ bằng cách nhấn nhanh nút ON/OFF. - Kiểm tra độ tin cậy, độ chắc chắn của bu lông và các ê cu. Kiểm tra độ ổn định của roto bằng cách quay roto bằng tay hoặc bằng chìa vặn ê cu. Kiểm tra xem các van có trong trạng thái hoàn hảo hay không. - Kiểm tra các liên kết của bơm và các mặt bích nếu có sự rò rỉ chất lỏng ra bên ngoài. - Kiểm tra mức nhớt làm mát salnhic xem có bị thiếu không, nếu thiếu thì phải bổ sung ngay. - Kiểm tra chắc chắn rằng bơm và động cơ không bị kẹt. - Mở van khí Nitơ, kiểm tra áp suất khí Nitơ. Áp suất khí Nitơ trong khoảng 4 ÷ 6 là được. - Kiểm tra trạng thái van trên đường ra Đóng và trên đường vào Mở. - Xả khí trong thân bơm (còn gọi là xả E), bằng cách mở van xả E trên thân bơm, sau khi xả xong phải đóng van này lại. 4.1.1.2. Khởi động máy bơm Khởi động bơm ngay tại chỗ, sau đó từ từ mở van trên đường ra cho đến khi đạt lưu lượng yêu cầu, dòng điện đạt được phải bằng hoặc thấp hơn dòng định mức trong khoảng cho phép. Kiểm tra độ chênh áp phin lọc trên đường hút của bơm. Theo dõi bơm làm việc trong khoảng 5÷10 phút, đảm bảo rằng bơm không có hiện tượng bất thường như: âm thanh lạ, có sự dao động áp suất, dao động tải, nóng bất thường. Trong trường hợp áp suất trên đường đẩy giảm đột ngột, quá tải động cơ, có hiện tượng rò rỉ chất lỏng qua đệm làm kín, có âm thanh lạ như va đập không bình thường thì phải đóng van trên đường đẩy, ngắt điện động cơ, tìm nguyên nhân và khắc phục hư hỏng. 4.1.2. Tắt máy bơm - Đóng từ từ van trên đường đẩy để giảm tải trên động cơ. - Ngắt điện vào động cơ để tránh va đập và dòng hồi ngược làm hỏng cánh bơm và van ngược. - Khóa các van cấp Nitơ và cấp nhớt làm mát cho salnhic. - Kiểm tra sự rò rỉ dầu thô, lau chùi vệ sinh máy bơm. - Đóng van trên đường hút. - Khi dừng máy bơm trong khoảng thời gian dài, với chất lỏng dễ đông đặc và kết tinh, ta cần phải tháo hết chất lỏng ra khỏi bơm và thay vào đó một chất lỏng (có thể là sản phẩm của dầu mỏ) không đông đặc hoặc dùng hóa chất ngăn ngừa sự đông đặc của chất lỏng bơm, sự lắng đọng của các tinh thể hoặc chất cặn bã trong bơm. 4.1.3. Kiểm tra trong quá trình làm việc - Cần theo dõi các chỉ số đồng hổ, chúng phải nằm trong giới hạn cho phép, mức nhớt làm mát cho sa nhích phải đủ … đảm bảo cho máy bơm hoạt động tốt. - Các biểu hiện bất thường xảy ra khi máy bơm đang làm việc phải được kịp thời phát hiện, tìm nguyên nhân và cách khắc phục các hư hỏng đó. 4.2. Quy trình kiểm tra máy bơm trong quá trình vận hành Công việc kiểm tra, bảo dưỡng các máy móc, thiết bị được tiến hành khoảng 2 giờ/lần, người thợ vận hành phải thường xuyên theo dõi các dấu hiệu sau: - Áp suất đường ra và đường vào của máy bơm bằng cách theo dõi các đồng hồ đo chênh áp. Phải có áp lực cửa đẩy của bơm ngay sau khi đạt tới tốc độ vận hành, phải tắt ngay bơm nếu điều này không xảy ra. - Áp suất của khí Nitơ của bình chứa cho salnhic. Nếu áp suất khí Nitơ thấp phải bổ sung ngay. - Mức dầu Diezel trong bình chứa dầu cho salnhic. - Mức nhớt trong bầu giữ mức cho ổ bi. - Tải của động cơ máy bơm, cường độ dòng điện toàn tải không được vượt quá giới hạn ghi trên vỏ động cơ. - Các âm thanh lạ bất thường, sự rung động mạnh. Ta phải tắt ngay bơm nếu các rung động vượt quá giới hạn cho phép. - Sự nóng lên bất thường của động cơ bơm. - Kiểm tra sự chênh áp phin lọc trên đường hút. Nếu có sự chênh áp cao, vượt quá giới hạn cho phép phải tắt bơm và kiểm tra phin lọc. - Sự thay đổi đặc tính của dầu thô như: nhiệt độ, tỷ trọng, chất lượng dầu… sẽ ảnh hưởng rất lớn đến các thông số làm việc của bơm. - Các dấu hiệu rò rỉ của dầu thô, nhớt, khí Nitơ. Cần đặc biệt chú ý tới sự rò rỉ tại các bộ phận làm kín của động cơ. 4.3. Quy trình bảo dưỡng kỹ thuật Quy trình bảo dưỡng, sửa chữa các thiết bị được thực hiện dựa trên 3 yếu tố cơ bản sau: + Thực hiện theo các tài liệu hướng dẫn kỹ thuật của nhà sản xuất bơm, cần chú ý đến các điều kiện làm việc của thiết bị trong điều kiện khí hậu nhiệt đới Việt Nam. + Tùy thuộc vào trình độ của đội ngũ công nhân vận hành như; bộ phận cơ khí, bộ phận điện, bộ phận tự động hóa… dựa trên điều kiện làm việc của thiết bị để thiết lập quy trình sửa chữa, bảo dưỡng. + Điều kiện làm việc thực tế của các thiết bị trên giàn khoan như: chế độ làm việc, sự thay đổi của các thông số trong quá trính làm việc … đây là yếu tố quan trọng nhất để xác định quy trình bảo dưỡng cho thiết bị, bởi vì nó phù hợp với yêu cầu thực tế của sản xuất, giúp nâng cao chất lượng thiết bị sau khi tiến hành bảo dưỡng. Các yêu cầu trong quá trình bảo dưỡng máy móc, thiết bị: - Trong khi máy bơm làm việc, ta cần phải quan sát các thông số làm việc của bơm như: áp suất, nhiệt độ, lưu lượng trên các đồng hồ chỉ báo. - Không cho máy bơm làm việc khi áp suất đầu vào nhỏ hơn yêu cầu. - Nhiệt độ làm việc của ổ bi và đệm làm kín không được vượt quá 70oC. - Sau 6 tháng cần tiến hành các công việc sau: thay nhớt cho ổ bi, tháo rửa phin lọc, kiểm tra đóng mở các van và bôi mỡ các van. - Sau 4000 giờ làm việc cần phải tiến hành kiểm tra chất lượng nhớt của ổ bi. - Sau 4000 ÷ 5000 giờ làm việc thì phải kiểm tra hệ thống bảo vệ và các vòng bi, trong trường hợp cần thiết thì cần phải thay mới. - Sau mỗi chu kỳ làm việc 4000 ÷ 10000 giờ làm việc cần kiểm tra và bảo dưỡng lớn. Kiểm tra, bảo dưỡng trên giàn: Trong quá trình máy bơm hoạt động có thể xảy ra các hỏng hóc ảnh hưởng đến quá trình làm việc. Do đó, sẽ làm ảnh hưởng đến quá trình vận chuyển dầu khí. Khi xảy ra các sự cố, chúng ta phải tiến hành dừng bơm để xác định nguyên nhân và tìm biện pháp khắc phục. Tùy theo dạng hư hỏng xảy ra mà ta có thể xử lý tại chỗ hoặc kiểm tra trước khi quyết định gửi về xưởng nhằm tiết kiệm thời gian và chi phí vận chuyển. Dưới đây là một số dạng hỏng hóc có thể xảy ra và biện pháp khắc phục ( xem bảng4.1 ). STT DẠNG HỎNG HÓC NGUYÊN NHÂN BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC 1 Bơm không khởi động được, không có điện tới động cơ. - Hiệu điện thế thấp. - Cầu dao chính bị ngắt. - Tín hiệu báo động trên bảng điều khiển không cho khởi động. - Hư hỏng trong thiết bị khời động. - Kiểm tra nguyên nhân để khắc phục và đóng cầu dao. - Kiểm tra nguyên nhân và khởi động lại bảng điều khiển. - Kiểm tra nguồn cung cấp và tìm biện pháp khắc phục. - Kiểm tra thiết bị khởi động, sửa chữa và thay mới nếu cần. 2 Động cơ ngắt khi khởi động. - Đặt quá tải không đúng. - Động cơ bị quá tải. - Bơm hoặc động cơ bị kẹt. - Kiểm tra và điều chỉnh lại nếu cần. - Thực hiện đúng quy trình khởi động bơm. - Tháo khớp nối và kiểm tra từng phần. 3 Bơm dừng đột ngột khi ngắt động cơ. - Ma sát quá lớn trong bơm hoặc trong động cơ. - Tháo khớp nối và kiểm tra tùng phần, sửa chữa nếu cần. 4 Bơm quay ngược. - Van ngược ở đầu ra bị kẹt ở vị trí mở. - Tháo van ngược và kiểm tra khắc phục kẹt. 5 Bơm quá nóng hoặc bị kẹt - Vận hành bơm ở lưu lượng thấp hơn mức tối thiểu. - Xem xét lại các thông số vận hành. Thực hiện đúng quy trình vận hành. 6 Rò rỉ chất lỏng quá nhiều qua đệm làm kín. - Các bộ phận của đệm bị mòn, đệm bị hỏng mất khả năng làm kín. - Tháo đệm làm kín và sửa chữa, nếu hỏng nặng thì phải thay đệm làm kín mới. 7 Đệm làm kín quá nóng. - Hệ thống tuần hoàn làm mát của đệm không tốt. - Kiểm tra hệ thống làm mát và sửa chữa. 8 Không có áp lực đẩy, không chuyển chất lỏng khi khởi động. - Bơm không được mồi. - Chiều quay không đúng. - Mở toàn bộ van xả gió cho bơm và nạp đầy chất lỏng bơm vào hệ thống. - Kiểm tra các dây điện cấp nguồn cho động cơ, tháo và nối lại các đầu dây. - Các lối thông của quạt bị nghẽn. - Thiếu áp lực hạ lưu. - Tháo nửa trên của bơm, kiểm tra cánh bơm và làm sạch vật cản. - Kiểm tra van, điều khiển và điều chỉnh van để tăng áp lực đẩy. 9 Ổ đỡ làm việc có tiếng ồn và kêu. - Bôi trơn không tốt. - Kiểm tra lượng nhớt bôi trơn và mỡ bôi trơn tại các ổ đỡ, nếu thiếu thì phải bổ sung ngay. Phải kiểm tra loại nhớt sử dụng có phù hợp không. 10 Nhiệt độ ổ đỡ cao. - Cân chỉnh khớp nối không đúng. - Mức dầu quá cao hoặc quá thấp. - Độ nhớt của dầu quá cao. - Bơm giật quá mức. - Ổ đỡ bị mòn. - Lắp đặt ổ đỡ không đúng. - Cân chỉnh lại khớp nối. - Điều chỉnh lại mức dầu, kiểm tra vịt dầu giữ mức ổn định. - Sử dụng loại dầu theo khuyến cáo của nhà sản xuất. - Tháo nửa vỏ đệm phía trên và kiểm tra khe hở bù mòn. Tháo cơ phận và thay phần bị mòn. - Tháo và thay ổ đỡ mới. - Kiểm tra việc lắp ráp, tình trạng các ổ đỡ và các bộ phận liên kết. 11 Trạm bơm rung và có tiếng ồn bất thường. -Bê tông đế không tốt, có lớp không khí giữa lớp xi măng và phần trên cùng của mặt bệ. - Độ đồng tâm của hệ thống không tốt. - Ổ bi mòn hoặc bị hỏng. - Roto bơm tiếp xúc với Stato. - Kiểm tra bê tông đế, xác định vị trí còn không khí bằng cách gõ lên mặt đệm trên cùng, sau đó trám đầy xi măng vào các chỗ này. - Kiểm tra các sai lệch so với tiêu chuẩn, nếu thấy sai lệch thì phải điều chỉnh lại. - Tháo và thay mới nếu cần. - Đảm bảo vị trí Roto được điều chỉnh chính xác. Kiểm tra tất cả các hư hỏng. 12 Áp suất trên đường ra của bơm thấp. - Rò rỉ trên đường ống đẩy. - Bơm không được mồi đủ. - Mòn phần trong. - Kiểm tra và sửa chữa. - Tắt bơm, xả khí ra khỏi bơm và khởi động lại bơm. - Tháo và sửa chữa, thay thế các phần bị mòn. 13 Mất áp suất đẩy sau khi khởi động. - Van điều chỉnh dòng chảy mở quá lớn. - Có không khí trong đường ống hút. - Áp suất hút không đủ - Bộ lọc hút bị nghẽn. - Chỉnh sửa lại độ mở của van. - Mở toàn bộ van xả gió để đẩy không khí ra khỏi hệ thống bơm. - Kiểm tra lại và thực hiện các thay đổi cần thiết để hệ thống tạo đủ áp suất. - Tháo, chùi rửa hoặc thay thế bộ lọc mới. 14 Áp suất ra dao động bất thường. - Bơm không được mồi đúng. - Cản trở trong đường ống hút. - Có vật lạ chảy vào cửa hút. - Lưu lượng bơm không đủ. - Bơm bị xâm thực. - Tắt bơm, xả khí trong thân bơm và khởi động lại. - Kiểm tra van hút và phin lọc, nếu có chất cặn bẩn cần phải loại bỏ và làm sạch. - Tháo, kiểm tra cửa hút làm sạch nếu có vật cản. - Tắt bơm và khởi động lại máy, mở từ từ van xả và duy trì cột áp đầu ra bơm. - Kiểm tra chiều cao hút của bơm so với đặc tình thử của bơm. 15 Giảm cột áp trong khi vận hành. - Động cơ dẫn động bị quay ngược. - Bị kẹt ống do có vật cản trong bơm. - Kiểm tra và nối lại động cơ. - Kiểm tra và loại bỏ vật cản trong bơm. 16 Tiếng ồn từ cửa hút của bơm. - Bơm bị xâm thực, có vật cản tại cửa hút của bơm. - Kiểm tra chiều cao hút cho phép của bơm. Kiểm tra, tháo và làm sạch vật cản. 17 Bị ăn mòn ngắn hạn, có vết rỗ do oxy hóa hoặc vật liệu bị mòn. - Vật kiệu chế tạo không tương thích với sản phẩm. - Chất lỏng bơm có chứa chất ăn mòn. - Không tạo đủ áp suất, có hơi lọt vào. - Thay thế các bộ phận có khả năng chống ăn mòn. - Sửa chữa các bộ phận bị hỏng. 4.4. Quy trình sửa chữa 4.4.1. Quy trình công nghệ sửa chữa bơm Sulzer Việc sửa chữa bơm Sulzer phải tuân theo quy trình công nghệ sửa chữa nhất định. Dưới đây là quy trình công nghệ sửa chữa một số chi tiết chính trong máy bơm Sulzer tại xưởng cơ điện thuộc xí nghiệp liên doanh dầu khí VietsovPetro. Quy trình công nghệ sửa chữa bơm Sulzer được trình bày theo sơ đồ ( hình4.1 ) KIỂM TRA LAU SẠCH BỤI DẦU MỠ CHUYỂN MÁY ĐỂ SỬA CHỮA THÁO MÁY THÀNH BỘ PHẬN THÁO BỘ PHẬN RỬA BỘ PHẬN VÀ CHI TIẾT GIAO MÁY ĐÃ SỬA CHỮA CHO NGƯỜI SỬ DỤNG SƠN MÁY CHẠY RÀ VÀ CHẠY THỬ LẮP CHUNG TOÀN BỘ MÁY SƠN BỘ PHẬN CHI TIẾT MỚI LẮP BỘ PHẬN CHI TIẾT CÒN DÙNG ĐƯỢC CHI TIẾT BỊ LOẠI KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG CHI TIẾT SỬA CHỮA CHI TIẾT CHI TIẾT CẦN PHẢI PHỤC HỒI VÀ SỬA CHỮA KIỂM TRA VÀ PHÂN LOẠI CHI TIẾT LẬP BẢNG THỐNG KÊ KHUYẾT TẬT Hình4.1: Quy trình sửa chữa máy bơm 4.4.2. Quy trình công nghệ sửa chữa một số chi tiết quan trọng của bơm Sulzer Trong phần này, chúng ta sẽ đi sâu vào nghiên cứu quy trình công nghệ sửa chữa một số các cơ cấu quan trọng của máy bơm Sulzer như: trục bơm, bánh công tác cấp một, bánh công tác trái, bạc làm kín bơm, gối đỡ chặn. Quy trình sửa chữa các cơ cấu này sẽ được trình bày cụ thể sau đây. 4.4.2.1. Sửa chữa trục bơm Hình 4.2: Trục bơm TÊN THIẾT BỊ TÊN CHI TIẾT SỐ BẢN VẼ BƠM SULZER TRỤC BƠM Vị trí trên bản vẽ Khuyết tật Phương pháp xác định khuyết tật và kiểm tra Kích thước Kích thước theo bản vẽ Cho phép không sửa chữa Phương pháp phục hồi Kích thước sửa chữa Cũ Mới A Sai lệch, hư hỏng, có vết nứt Quan sát bên ngoài và kiểm tra khuyết tật Loại bỏ B Cong trục Chống tâm dùng đồng hồ đo 0,1 Nắn đến khi khử hết độ cong > 5mm C Xước, mòn, lõm Quan sát bên ngoài Hàn đắp gia công đến kích thước theo bản vẽ 1 Mòn ở vị trí Ф55js7 Panme 55-0,095+0,0095 54,98 55 Hàn đắp gia công đến kích thước theo bản vẽ 2 Mòn ở vị trí Ф65js7 Panme 65+0,0095-0,095 64,98 65 Hàn đắp gia công đến kích thước theo bản vẽ 3 Mòn ở vị trí Ф70h7 Panme 70-0,022 69,97 69,99 Hàn đắp gia công đến kích thước theo bản vẽ 4 Mòn ở vị trí Ф75h7 Panme 75-0,022 74,97 74,99 Hàn đắp gia công đến kích thước theo bản vẽ 5 Mòn rãnh then 10P9 Đo căn bằng mẫu 10-0,051-0,0015 9,94 Hàn đắp gia công đến kích thước theo bản vẽ P1=120,02 P2 = 14-0,02 6 Mòn rãnh then 18P9 Đo căn bằng mẫu 18-0,061-0,0018 17,93 Hàn đắp gia công đến kích thước theo bản vẽ P1=20-0,05 P2=22-0,05 Bảng 4.2. Quy trình công nghệ sửa chữa trục bơm. 4.2.2.2. Sửa chữa bánh công tác cấp 1 Hình 4.3: Bánh công tác cấp 1 TÊN THIẾT BỊ TÊN CHI TIẾT SỐ BẢN VẼ BƠM SULZER TRỤC BƠM Vị trí trên bản vẽ Khuyết tật Phương pháp xác định khuyết tật và kiểm tra Kích thước Kích thước theo bản vẽ Cho phép không sửa chữa Phương pháp phục hồi Kích thước sửa chữa Cũ Mới A Sai lệch, hư hỏng, có vết nứt Quan sát bên ngoài và kiểm tra khuyết tật Loại bỏ B Bề mặt cánh giảm 1/3 so với bề dày ban đầu Thước cặp Loại bỏ 1 Mòn ở vị trí Ф75h7 Panme 75+0,036 75,03 75,05 Hàn đắp gia công đến kích thước theo bản vẽ 2 Mòn cạnh rãnh then 18P Đo căn bằng mẫu 18-+0,018-0,061 17,93 Dũa bằng dũa công nghệ Bảng4.3: Quy trình công nghệ sửa chữa bánh công tác cấp 1. 4.4.2.3. Bánh công tác trái Hình4.4: Bánh công tác trái TÊN THIẾT BỊ TÊN CHI TIẾT SỐ BẢN VẼ BƠM SULZER TRỤC BƠM Vị trí trên bản vẽ Khuyết tật Phương pháp xác định khuyết tật và kiểm tra Kích thước Kích thước theo bản vẽ Cho phép không sửa chữa Phương pháp phục hồi Kích thước sửa chữa Cũ Mới A Sai lệch, hư hỏng, có vết nứt Quan sát bên ngoài và kiểm tra khuyết tật Loại bỏ B Bề dày giảm 1/3 so với bề dày ban đầu Chống tâm dùng đồng hồ đo Loại bỏ 1 Mòn ở vị trí Ф75h7 Panme 75+0,036 74,03 75 Hàn đắp gia công đến kích thước theo bản vẽ 2 Mòn bề mặt 104,5h6 Đồng hồ đo 104,5+0,022 104,36 104,38 Hàn đắp gia công đến kích thước theo bản vẽ 3 Mòn bề mặt 149,5h6 Đồng hồ đo 149,5+0,0025 149,36 149,38 Hàn đắp gia công đến kích thước theo bản vẽ 4 Mòn rãnh then 10P9 Đo căn bằng mẫu Hàn đắp gia công đến kích thước theo bản vẽ Bảng 4.4: Quy trình công nghệ sửa chữa bánh công tác trái. 4.4.2.4. Bạc làm kín bơm Hình4.5: Bạc làm kín bơm TÊN THIẾT BỊ TÊN CHI TIẾT SỐ BẢN VẼ BƠM SULZER TRỤC BƠM Vị trí trên bản vẽ Khuyết tật Phương pháp xác định khuyết tật và kiểm tra Kích thước Kích thước theo bản vẽ Cho phép không sửa chữa Phương pháp phục hồi Kích thước sửa chữa Cũ Mới A Sai lệch, hư hỏng, có vết nứt Quan sát bên ngoài và kiểm tra khuyết tật Loại bỏ 1 Mòn bề mặt 104,5h6 Thước cặp, đồng hồ số 70-0,022 70,03 70,05 Loại bỏ 2 Mòn bề mặt 149,5h6 Thước cặp, đồng hồ số 90-0,0355 90,03 90,05 Loại bỏ 3 Mòn rãnh then 10P9 Thước cặp, đồng hồ số 104,58+0,022 104,58 104,6 Loại bỏ Bảng4.5: Quy trình công nghệ sửa chữa bạc làm kín bơm. 4.4.2.5. Gối đỡ chặn Hình4.6: Gối đỡ chặn TÊN THIẾT BỊ TÊN CHI TIẾT SỐ BẢN VẼ BƠM SULZER TRỤC BƠM Vị trí trên bản vẽ Khuyết tật Phương pháp xác định khuyết tật và kiểm tra Kích thước Kích thước theo bản vẽ Cho phép không sửa chữa Phương pháp phục hồi Kích thước sửa chữa Cũ Mới A Sai lệch, hư hỏng, có vết nứt Quan sát bên ngoài và kiểm tra khuyết tật Loại bỏ 1 Mòn lỗ Ф55JS7 Panme đo tay, đồng hồ số 55-0,095+0,0095 55,05 55,03 Doa rộng lỗ đạt kích thước Ф62, đóng bạc gia công đến kích thước bản vẽ Ф55 2 Mòn lỗ Ф180H7 Panme đo tay 180+0,04 180,05 180,03 Doa rộng lỗ đạt kích thước Ф188, đóng bạc gia công đến kích thước bản vẽ Ф180 Bảng 4.6: Quy trình công nghệ sửa chữa gối đỡ chặn. CHƯƠNG V : LỰA CHỌN CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA MÁY BƠM SULZER MSD D4-8-10.5B 5.1 Sơ đồ lắp đặt hệ thống bơm vận chuyển dầu tại giàn MSP-03 mỏ Bạch Hổ. Hình 5.1 Sơ đồ lắp đặt hệ thống bơm vận chuyển dầu tại giàn MSP-03 mỏ Bạch Hổ. Máy bơm Sulzer MSD-D-4-8-10 1/2 với các thông số kĩ thuật như sau: +Lưu lượng định mức(m3/h): 130 +Cột áp tối ưu : 400 m +Tốc độ quay : 2969 (vòng/phút) + Đệm làm kín mặt đầu dạng kép +Công suất máy bơm : 147kw +Công suất của động cơ điện là(KW): 185 5.2 Tính chọn chế độ làm việc. -Lưu lượng dầu cần bơm trong 1 ngày đêm : = 2000 tấn/ngày đêm. Khối lượng riêng của dầu là 0,8319tấn/m. Suy ra: =2000:0,8319 = 2400 m/ngày đêm. Thời gian bơm trong ngày là 24 giờ Suy ra: =2400:24=100 m/h -Hệ thống mạng dẫn : Gồm có đoạn ống hút và đoạn ống đẩy: *Đoạn ống hút gồm có: + Đoạn ống hút riêng được lắp ở mỗi bơm ra đoạn ống hút chung Chiều dài : L=5m. Đường kính trong : D=114 m. + Đoạn ống hút chung: Chiều dài : L=15m. Đường kính trong : D=159 m. *Đoạn ống đẩy gồm có: + Đoạn ống đảy riêng từ mỗi bơm đến đoạn ống đẩy chung Chiều dài : L=5m. Đường kính trong : D=86 m. + Đoạn ống đẩy chung : Chiều dài : L=2040m. Đường kính trong : D=108 m. 5.2.1. Tính toán tổn thất trên đường ống 5.2.1.1.Đoạn ống hút *Đoạn ống hút riêng - Tổn thất dọc đường đoạn ống hút riêng từ mỗi bơm ra đoạn ống hút chung Vận tốc trên đoạn ống hút của mỗi bơm: V= (5.1) Với Q: lưu lượng bơm D: đường kính trong ống Trên đoạn ống hút riêng, Q là lưu lượng bơm của mỗi bơm, với cùng chỉ số đo cột áp (2 bơm lắp song song), ta lấy lưu lượng Q bằng ½ lưu lượng của hệ thống: Q= Thay vào : V= Hệ số Reynol: Re= (5.2) Với : độ nhớt động học = 2,089.10 (m/s) V: vận tốc trên đoạn ống D: đường kính trong của ống Re===74217 Vậy 2320<Re<3.106 dòng chảy của dầu trong ống hút thuộc khu vực chảy rối thành trơn. Theo công thức thực nghiệm Cônacốp. Hệ số tổn thất dọc đường : = (5.3) = = 0,019 Theo công thức thực nghiệm Darcy và Weissbach. Tổn thất dọc đường trên mỗi đoạn ống hút riêng: h= (5.4) h==0,08 (m) -Tổn thất dọc đường trên 2 đoạn ống hút riêng: =2.0,8=0,16 (m) -Tổn thất cục bộ trên 2 đoạn ống hút riêng Trên 2 đoạn ống hút riêng có 2 phin lọc, 2 van chặn, 2 cút, 1 chữ T, 1 điểm đột mở. Theo công thức Weissbach: = (5.5) V: vận tốc trên đoạn ống : hệ số tổn thất cục bộ : hệ số tổn thất cục bộ Ta có hệ số tổn thất cục bộ cho ở bảng [5.1]sau: Tên thiết bị Cút Đột thu, đột mở Van chặn Van một chiều Phin lọc Hệ số tổn thất 3 4 7 10 10 Bảng 5.1 Hệ số tổn thất cục bộ Chọn hệ số tổn thất cục bộ theo bảng (5.1): ==4,24 (m) *Đoạn ống hút chung -Tổn thất dọc đường Theo công thức (5.1) vận tốc trên đoạn ống hút : V= Theo công thức (5.2) ta có hệ số Reynol: Re===106558 Vậy 2320<Re<3.106 dòng chảy của dầu trong ống hút thuộc khu vực chảy rối thành trơn. Theo công thức (5.3) hệ số tổn thất dọc đường: = = = 0,0175 Theo công thức (4.4) tổn thất dọc đường trên mỗi đoạn ống hút riêng: h= = h=0,16 (m) -Tổn thất cục bộ trên đoạn ống hút chung Trên 2 đoạn ống hút chung có 1 rọ hút, 1 van chặn, 2 cút. Lựa chọn hệ số tổn thất cục bộ theo bảng [5.1]. Theo công thức (4.5) tổn thất cục bộ trên đoạn ống hút chung: ==1,9 (m) 5.2.1.2. Đoạn ống đẩy *Đoạn ống đẩy riêng mỗi bơm -Tổn thất dọc đường đoạn ống đẩy riêng từ mỗi bơm ra đoạn ống đẩy chung Trên đoạn ống đẩy riêng Q là lưu lượng bơm của mỗi bơm, với cùng chỉ số đo cột áp (2 bơm lắp song song), ta lấy lưu lượng Q bằng ½ lưu lượng của hệ thống: Q= Theo công thức (5.1) vận tốc trên đoạn ống đẩy riêng của mỗi bơm: V= Theo công thức (5.2) hệ số Reynol : Re===98803 Vậy 2320<Re<3.106 Dòng chảy của dầu trong ống hút thuộc khu vực chảy rối thành trơn. Theo công thức (5.3) hệ số tổn thất dọc đường: = = = 0,0178 Theo công thức (5.4) tổn thất dọc đường trên mỗi đoạn ống đẩy riêng: h= ==0,3 (m) Tổn thất dọc đường trên 2 đoạn ống đẩy riêng: =2.0,3=0,6 (m) - Tổn thất cục bộ trên 2 đoạn ống đẩy riêng Trên 2 đoạn ống đẩy riêng có 2 van 1 chiều, 2 van chặn, 2 cút, 1 chữ T, 1 đột mở Lựa chọn hệ số tổn thất cục bộ theo bảng [5.1]. Theo công thức (5.5) tổn thất cục bộ trên 2 đoạn ống đẩy riêng: ===13,2 (m) *Đoạn ống đẩy chung -Tổn thất dọc đường Theo công thức (5.1) vận tốc trên đoạn ống đẩy: V= Theo công thức (5.2) hệ số Reynol: Re===155098 Vậy 2320<Re<3.106 Dòng chảy của dầu trong ống hút thuộc khu vực chảy rối thành trơn. Theo công thức (5.3) hệ số tổn thất dọc đường: = = = 0,016 Theo công thức (5.4) tổn thất dọc đường trên đoạn ống đẩy chung : h= ==138,6 (m) -Tổn thất cục bộ trên đoạn ống hút chung Trên đoạn ống hút chung 1 phin lọc, 6 cút, 3 van chặn Lựa chọn hệ số tổn thất cục bộ theo bảng [5.1]. Theo công thức (5.5) tổn thất cục bộ trên đoạn ống hút chung: ===30,7 (m) *Xác định phương trình đặc tính mạng dẫn Đường đặc tính mạng dẫn được xác định theo công thúc sau: H=Z+h (5.6) Z : cao trình chất lỏng bơm, độ chênh lệch giữa 2 mặt thoáng bể hút và bể chứa. Trên giàn MSP-06 : Z=2m h:tổn thất trong ông hút và ống đẩy, phụ thuộc vào đường kính, chiều dài ống dẫn, lưu lượng truyền trong ống dẫn, trạng thái ống dẫn…. h=K. (5.7) K: hệ số tổn thất phụ thuộc vào các yếu tố nói ở trên Phương trình đặc tính mạng ống dẫn: = Z+K. (5.8) Từ (4.7) K== K==0,076 Vậy phương trình đặc tính mạng dẫn: H=2+0,076Q (m) (5.9) Từ (5.9) ta có bảng [5.2] sau: Q() 0 20 40 60 80 110 (m) 2 26.4 45.6 97.5 185.8 330.4 Từ bảng [5.2] ta vẽ được đồ thị đường đặc tính của bơm và mạng dẫn sau. Hình 4.1 Đồ thị đường đặc tính của bơm và mạng dẫn *Kết Luận : Từ đồ thị ta có giao điểm A giữa đường đặc tính của bơm và đường đặc tính mạng dẫn. Điểm A là điểm làm việc của bơm và mạng dẫn là điểm làm việc ổn định và hiệu suất tối ưu nhất. Từ đồ thị ta xác định được thông số của hệ thống tại điểm làm việc tối ưu A của bơm như sau : - Lưu lượng hệ thống : Q= 109.25m/h - Cột áp toàn phần thực tế : H=335,1m - Hiệu suất: : 73.5% KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Sau đợt thực tập tại xí nghiệp liên doanh Vietsovpetro, cùng với sự hướng dẫn của thầy Lê Đức Vinh đến nay em đã hoàn thành bản đồ án của mình. Trong quá trình làm đồ án, dựa trên những kiến thức đã học ở trong trường và thời gian thực tập tại xí nghiệp lien doanh Vietsovpetro tôi đã nghiên cứu và đưa ra đề xuất của bản thân về các phương pháp nâng cao hiệu quả làm việc của đệm làm kín với mục đích hạn chế tối đa sự rò rỉ trong bơm ly tâm vận chuyển dầu. Tuy nhiên do thời gian nghiên cứu có hạn chế của bản than về mặt kiến thức do đó bản đồ án này còn có những thiếu sót nên tôi rất mong nhận được sự chỉ bảo đóng góp của các thầy cô giáo và các bạn. Qua đây tôi xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn Lê Đức Vinh, các thầy trong bộ môn đã nhiệt tình giúp đỡ tôi có thể hoàn thành tốt bản đồ án này. Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể cán bộ nhân viên xí nghiệp liên doanh Vietsovpetro đã cung cấp tài liệu và giúp đỡ tôi trong quá trình thực tập. Những sự giúp đỡ đó đã giúp tôi thêm hiểu biết về chuyên môn để bản đồ án này được hoàn thành đúng thời hạn. SINH VIÊN THỰC HIỆN ĐINH NGỌC TÂN TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Cẩm nang vận hành bảo dưỡng bơm Sulzer – XN liên doanh Vietsovpetro [2]. Bơm ly tâm và bơm hướng trục – Nhà xuất bản khoa học kĩ thuật Hà Nội 1971 [3]. Bơm, máy nén, quạt trong công nghiệp – Nhà xuất bản khoa học kĩ thuật 1985 [4]. Thuỷ lực và máy thuỷ lực – Nhà xuất bản ĐH và TH chuyên nghiệp 1972 [5]. Sổ tay sửa chữa cơ khí – Tô Xuân Giáp [6]. Thiết kế chi tiết máy MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ TRONG ĐỒ ÁN STT SỐ HÌNH VẼ TÊN HÌNH VẼ TRANG 1 Hình 2.1 Tam giác tốc độ cửa vào bánh công tác 8 2 Hình 2.2 Các kiểu bố trí cánh dẫn trong bơm ly tâm 12 3 Hình 2.3 Kết cấu các góc trong bơm ly tâm 12 4 Hình 2.4 Biểu đồ quan hệ của Hlt và góc ra β2 14 5 Hình 2.5 Tam giác vận tốc cửa vào 17 6 Hình 2.6 Đường đặc tính cơ bản tính toán của bơm ly tâm 18 7 Hình 2.7 Sơ đồ hệ thống thí nghiệm bơm ly tâm 19 8 Hình 2.8 Đường đặc tính thực nghiệm của bơm ly tâm 20 9 Hình 2.9 Các dạng đường đặc tính của bơm ly tâm 21 10 Hình 2.10 Đường đặc tính thực nghiệm của bơm ly tâm 22 11 Hình 2.11 Điểm làm việc của bơm 23 12 Hình 2.12 Điều chỉnh bơm bằng khoá 24 13 Hình 2.13 Điều chỉnh bằng cách thay đổi số vòng quay 25 14 Hình 2.14 Đặc tính hiệu suất khi lắp đặt bánh công tác thay thế 25 15 Hình 2.15 Khu vực điều chỉnh của bơm ly tâm 26 16 Hình 3.1 Sơ đồ tổng thể của máy bơm 32 17 Hình 3.2 Sơ đồ thân máy bơm 33 18 Hình 3.3 Sơ đồ mặt cắt dọc của máy bơm 34 19 Hình 3.4 Ổ đỡ phía đầu động cơ 35 20 Hình 3.5 Ổ đỡ phía đầu tự do 35 21 Hình 3.6 Khớp nối 36 22 Hình 3.7 Vịt dầu giữ mức ổn định Denco 38 23 Hình 3.8 Cấu tạo động cơ 39 24 Hình 4.1 Quy trình sửa chữa máy bơm 49 25 Hình 4.2 Trục bơm 50 26 Hình 4.3 Bánh công tác cấp 1 52 27 Hình 4.4 Bánh công tác trái 54 28 Hình 4.5 Bạc làm kín bơm 56 29 Hình 4.6 Gối đỡ chặn 57 30 Hình 5.1 Sơ đồ lắp đặt hệ thống bơm vận chuyển dầu tại giàn MSP-03 mỏ Bạch Hổ. 59 31 Hình 5.2 Đồ thị đường đặc tính của bơm và mạng dẫn 67 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU TRONG ĐỒ ÁN STT SỐ HIỆU BẢNG TÊN BẢNG TRANG 1 1.1 Độ nhớt của dầu thô ở mổ Bạch Hổ 5 2 2.1 Sự phụ thuộc của cột áp thực tế j vào ns 10 3 4.1 Một số dạng hỏng hóc của bơm 44 4 4.2 Quy trình công nghệ sửa chữa trục bơm 51 5 4.3 Quy trình công nghệ bánh công tác cấp 1 53 6 4.4 Quy trình sửa chữa bánh công tác trái 55 7 4.5 Quy trình sửa chữa bạc làm kín bơm 56 8 4.6 Quy trình sửa chữa gối đỡ chặn 58 9 5.1 Hệ số tổn thất cục bộ 62