Giáo trình Sửa chữa và bảo dưỡng máy nén khí (Nghề Sửa chữa thiết bị chế biến dầu khí Trung cấp)

TẬP ĐỒN DẦU KHÍ QUỐC GIA VIỆT NAM TRƯỜNG CAO ĐẲNG DẦU KHÍ  GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN: BẢO DƯỠNG – SỬA CHỮA ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG NGHỀ: SỬA CHỮA THIẾT BỊ CHẾ BIẾN DẦU KHÍ TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP (Ban hành theo Quyết định số 212/QĐ-CĐDK ngày 01 tháng 03 năm 2022 Trường Cao đẳng Dầu khí) Bà Rịa-Vũng Tàu, năm 2022 (Lưu hành nội bộ) TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin phép dùng nguyên trích dùng cho mục đích đào tạo tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh bị nghiêm cấm Trang LỜI GIỚI THIỆU Máy nén khí thiết bị dùng nhiều ngành kinh tế đất nước Trong cơng nghiệp dầu khí sử dụng nhiều hệ thống công nghệ nhà máy, xí nghiệp Trường cao đẳng dầu khí từ năm đầu thành lập đưa nghề Bảo dưỡng sửa chữa Máy nén khí vào chương trình đào tạo để kịp thời cung cấp thợ lành nghề cho xí nghiệp ngành xã hội Để có tài liệu phục vụ cho cơng tác giảng dạy giáo viên trường, tổ môn Cơ khí - Động lực tham khảo nhiều tài liệu nhiều tác giả nước biên soạn nên Giáo trình “ BẢO DƯỠNG – SỬA CHỮA MÁY NÉN KHÍ ” Tài liệu có tham gia góp ý đồng nghiệp lưu hành nội để phục vụ cho công tác đào tạo học tập trường Giáo trình giáo viên mơn thức sử dụng để giảng dạy cho lớp nghề CƠ KHÍ THIẾT BỊ DẦU KHÍ TC Trường Cao Đẳng Dầu Khí Sử dụng giáo trình này, giáo viên trang bị cho học sinh kiến thức cấu tạo, vận hành bảo dưỡng – sửa chữa loại máy nén sử dụng hệ thống công nghệ nhà máy Nội dung giáo trình gồm phần lý thuyết thực hành Qua nội dung học giúp cho học viên hiểu nội dung cấu tạo, nguyên lý hoạt động bước làm quen với kết cấu loại máy nén khí thơng dụng Trang bị cho học viên kiến thức an toàn sử dụng vận hành máy, số kỹ phán đoán xử lý cố thơng thường Từ lập qui trình tháo lắp, bảo dưỡng sửa chữa loại máy nén theo yêu cầu Tài liệu lưu hành nội Trường Trong q trình biên soạn khơng tránh khỏi thiếu sót, mong đồng nghiệp đóng góp nhằm làm cho giáo trình ngày hồn thiện Xin trân trọng cảm ơn BRVT, ngày 01 tháng 03 năm 2022 Tham gia biên soạn Chủ biên: Lê Duy Nam Bùi Việt An Nguyễn Thành Danh Trang MỤC LỤC LỜI GIỚI THIỆU MỤC LỤC .4 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN BÀI 1: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY NÉN KHÍ VÀ TRẠM MÁY NÉN KHÍ .13 1.1 Phân loại máy nén khí 14 1.2 Máy nén khí kiểu piston 15 1.3 Máy nén khí kiểu rotor 18 1.4 Máy nén khí rotor trục vít 19 1.5 Máy nén khí kiểu ly tâm 20 BÀI 2: BẢO DƯỠNG SỬA CHỮA MÁY NÉN KHÍ PISTON 22 2.1 Phân loại máy nén khí kiểu piston 23 2.2 Cấu tạo máy nén khí kiểu piston 24 2.3 Kiểm tra sửa chữa máy nén khí piston cấp nén 40 2.4 Kiểm tra sửa chữa máy nén khí piston cấp nén 44 2.5 Vận hành máy nén khí piston 50 2.6 Bảo dưỡng kỹ thuật máy nén khí piston 58 2.7 Kiểm tra, điều chỉnh hệ thống suất máy nén khí 59 2.8 Xử lý vấn đề bất thường máy nén khí piston .60 BÀI 3: BẢO DƯỠNG SỬA CHỮA MÁY NÉN KHÍ KIỂU ROTOR 63 3.1 Máy nén khí rotor cánh phẳng .64 3.2 Máy nén khí rotor trục vít 70 3.3 Bảo dưỡng sửa chữa máy nén khí kiểu rotor 71 3.4 Vận hành máy nén khí rotor 73 BÀI 4: BẢO DƯỠNG SỬA CHỮA MÁY NÉN KHÍ LY TÂM 75 4.1 Cấu tạo máy nén khí ly tâm 76 4.2 Vận hành máy nén khí ly tâm 83 4.3 Phán đoán xử lý cố máy nén khí ly tâm 87 4.4 Bảo dưỡng kỹ thuật máy nén khí ly tâm 88 TÀI LIỆU THAM KHẢO .97 Trang DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1: Ngun lý máy nén khí piston chiều cấp nén kiểu xi lanh nằm ngang .16 Hình 1.2: Hoạt động máy nén khí piston kiểu xi lanh đứng 17 Hình 3: Nguyên lý máy nén .17 Hình 1.4: Nguyên lý cấu tạo hoạt động máy nén khí rotor cánh phẳng 18 Hình 1.5: Nguyên lý cấu tạo, hoạt động máy nén khí rotor cánh lồi 19 Hình 1.6: Nguyên lý máy nén khí rotor trục vít 20 Hình 1.7: Nguyên hoạt động máy nén khí ly tâm 21 Hình 2.1: Một số kiểu máy nén khí piston cấp nén 23 Hình 2.2: Xi lanh máy nén khí 4BY-5/9 24 Hình 2.3: Nhóm piston 25 Hình 2.4: Các loại vòng xéc măng 26 Hình 5: Nhóm truyền máy nén khí piston .27 Hình 2.6: Trục khuỷu máy nén khí 27 Hình 2.7: Van đĩa cầu 28 Hình 2.8: Van 29 Hình 2.9: Van dòng thẳng .29 Hình 2.10: Hệ thống bơi trơn kiểu vung té 30 Hình 2.11: Bơi trơn kiểu cưỡng 31 Hình 2.12: Nguyên lý hoạt động bơm nhớt 31 Hình 2.13: Làm mát khí nén xả chất ngưng tụ 32 Hình 2.14: Bình chứa khí nén phụ kiện 33 Hình 2.15: Van an tồn 34 Hình 2.16: Van chiều .34 Hình 2.17: Hệ thống điều chỉnh suất cách mở cưỡng van nạp .36 Hình 2.18: Hệ thống điều chỉnh suất cách mở thông ống xả cấp với khí .37 Hình 2.19: Hộp giảm tốc máy nén khí ЗИФ-55 .38 Hình 2.20: Sơ đồ đóng mở ly hợp trạm máy nén khí ДK-9M 39 Hình 3.1: Mặt cắt dọc máy nén khí rotor cánh phẳng ПP-10 65 Hình 3.2: Mặt cắt ngang máy nén khí rotor cánh phẳng ПP-10 .65 Hình 3.3: Van nạp 66 Trang Hình 3.4: Sơ đồ nguyên lý hoạt động trạm máy nén khí ПP-10 67 Hình 3.5: Hệ thống điều chỉnh suất máy nén khí ПP-10 .68 Hình 3.6: Bình chứa khí nén máy nén khí ПP-10 69 Hình 3.7: Máy nén khí trục vít khơ .70 Hình 3.8: Sự ăn khớp trục vít .71 Hình 4.1: Vỏ máy nén khí ly tâm kiểu ngang .76 Hình 2: Vỏ máy nén khí ly tâm kiểu ngang 77 Hình 4.3: Các loại bánh công tác 77 Hình 4.4: Màng ngăn máy nén ly tâm 78 Hình 4.5: Vịng đệm khuất khúc 78 Hình 6: Gom khí rị rỉ 78 Hình 4.7: Vịng đệm kín tiếp xúc học .79 Hình 4.8: Đệm màng lỏng .79 Hình 4.9: Ngăn cân .80 Hình 4.10: Hệ thống bơi trơn máy nén khí ly tâm .81 Hình 4.11: Làm mát vỏ máy nén khí ly tâm 81 Hình 4.12: Làm mát khí nén 82 Hình 4.13: Van xả van bypass 82 Hình 4.14: Cơ cấu an toàn turbine .83 Hình 4.15: Đấu ghép máy nén khí ly tâm 84 Hình 4.16: Dẫn động máy nén ly tâm động điện .84 Hình 4.17: Kiểm tra phát rị rỉ .94 Trang GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN Tên mơ đun: Sửa chữa – Bảo dưỡng máy nén khí Mã mơ đun: MECM54108 Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trị mơ đun: 3.1 Vị trí: Là mơ đun thuộc kỹ nghề chương trình đào tạo Mơ đun “Bảo dưỡng, sửa chữa máy nén khí” mơ đun thực hành nghề, bố trí học trước môn học, mô đun chuyên ngành như: thực tập sản xuất, tiểu luận chuyên môn nghề…, sau môn học lý thuyết chun ngành 3.2 Tính chất: Mơ đun Bảo dưỡng – Sửa chữa nén khí mơ đun chuyên ngành bắt buộc 3.3 Ý nghĩa vai trò mô đun: môn học trang bị kiến thức về vận hành, bảo dưỡng sửa chữa máy nén khí sử dụng hệ thống công nghệ nhà máy, cấu tạo nguyên lý hoạt động loại máy nén khí thơng dụng Trang bị cho học viên kiến thức an toàn vận hành, bảo dưỡng sửa chữa, kỹ phán đoán xử lý cố thơng thường Từ lập qui trình bảo dưỡng sửa chữa loại máy nén khí theo yêu cầu Mục tiêu mô đun: 4.1 Về kiến thức: A1.Trình bày khái niệm, kiến thức máy nén khí A2.Trình bày cấu tạo hoạt động loại máy nén khí thơng dụng A3.Đọc vẽ cấu tạo, nguyên lý số sơ đồ nguyên lý hoạt động hệ thống máy nén khí 4.2 Về kỹ năng: B1.Tháo lắp thành thạo số lọai máy nén khí thơng dụng B2.Kiểm tra, đánh giá tình trạng kỹ thuật chi tiết máy B3.Bảo dưỡng số thiết bị hệ thống máy nén khí B4Vận hành số lọai máy nén khí piston cỡ nhỏ vừa 4.3 Về lực tự chủ trách nhiệm: C1.Rèn luyện tác phong làm việc khoa học, làm việc theo nhóm C2Rèn luyện ý thức làm việc an toàn vệ sinh công nghiệp Trang Nội dung mô đun: 5.1 Chương trình khung Thời gian học tập (giờ) Mã MH/MĐ Tên mơn học, mơ đun Số tín Trong Tổng số Lý thuyết Thực hành/ thí nghiệm/ thảo luận Kiểm tra LT TH I Các môn học chung/đại cương 14 285 117 153 COMP52001 Giáo dục trị 30 15 13 COMP51003 Pháp luật 15 COMP51007 Giáo dục thể chất 30 24 COMP52009 Giáo dục quốc phòng An ninh 45 21 21 COMP52005 Tin học 45 15 29 FORL54002 Tiếng anh 90 30 56 SAEN52001 An toàn vệ sinh lao động 30 23 II Các môn học, mô đun chuyên môn ngành, nghề 47 1200 282 871 19 28 II.1 Môn học, mô đun sở 18 330 190 122 14 ELEI53055 Điện kỹ thuật 45 36 Hình học hoạ hình 120 28 87 Hóa đại cương 30 28 MECM53001 Dung sai 45 42 MECM53002 Vật liệu khí 45 42 MECM52003 Vẽ kỹ thuật 45 14 29 1 Môn học, mô đun chuyên môn ngành, nghề 29 870 92 749 24 Gia công nguội 75 14 58 MECM55025 PETR52001 II.2 MECM53104 2 Trang Thời gian học tập (giờ) Mã MH/MĐ Tên mơn học, mơ đun Số tín Trong Tổng số Lý thuyết Thực hành/ thí nghiệm/ thảo luận Kiểm tra LT TH MECM54105 Gia công cắt gọt kim loại 120 110 MECM55106 Sửa chữa - Bảo dưỡng van công nghiệp 120 28 87 MECM53107 Sửa chữa - Bảo dưỡng bơm 90 82 MECW53161 Kỹ thuật hàn 75 14 58 MECM53108 Sửa chữa - Bảo dưỡng máy nén khí 90 82 MECM54109 Sửa chữa - Bảo dưỡng động đốt 120 110 MECM54210 Thực tập sản xuất 180 14 162 61 1485 399 1024 27 35 Tổng cộng 5.2 Nội dung chi tiết Thời gian Số tt Tên mô đun Tổng số Lý thuyết Thực hành Kiểm tra LT TH Bài mở đầu Bài 01: Khái niệm chung máy nén khí trạm máy nén khí 1.1 1.2 1.3 Phân loại máy nén khí Trạm máy nén khí Các loại máy nén khí Bài 02: Máy nén khí piston 2.1 Phân loại máy nén khí kiểu piston 2.2 Nguyên lý hoạt động máy nén piston 2.3 Cấu tạo máy nén khí piston 2.4 Vận hành máy nén khí piston số lưu ý cần thiết vận hành 55 53 Trang Thời gian Số tt Tên mô đun 2.5 Tháo lắp, kiểm tra bảo dưỡng máy nén khí piston cấp nén 2.6 Tháo lắp, kiểm tra bảo dưỡng máy nén khí piston cấp nén Bài 03: Máy nén khí rotor 3.1 Phân loại máy nén khí kiểu rotor 3.2 Máy nén rotor cánh phẳng 3.3 Máy nén khí rotor trục vít Bài 04: Máy nén khí ly tâm 4.1 Nguyên lý hoạt động máy nén ly tâm 4.2 Cấu tạo máy nén khí ly tâm 4.3 Vận hành máy nén khí ly tâm 4.4 Tháo lắp, kiểm tra bảo dưỡng máy nén khí ly tâm Tổng cộng Tổng số Lý thuyết Thực hành Kiểm tra LT TH 15 13 15 13 90 82 Điều kiện thực mô đun: 6.1 Phòng học Lý thuyết/Thực hành: Đáp ứng phòng học chuẩn 6.2 Trang thiết bị dạy học: Projetor, máy vi tính, bảng, phấn, loại mơ hình máy nén khí 6.3 Học liệu, dụng cụ, mơ hình, phương tiện: Giáo trình, giáo án, tài liệu tham khảo, phiếu thực tập, quy trình thực hành,mơ hình học tập,… 6.4 Các điều kiện khác: Người học tìm hiểu thực tế máy nén khí doanh nghiệp Nội dung phương pháp đánh giá: 7.1 Nội dung: - Kiến thức: Đánh giá tất nội dung nêu mục tiêu kiến thức - Kỹ năng: Đánh giá tất nội dung nêu mục tiêu kỹ - Năng lực tự chủ trách nhiệm: Trong trình học tập, người học cần: + Nghiên cứu trước đến lớp + Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập + Tham gia đầy đủ thời lượng môn học + Nghiêm túc trình học tập 7.2 Phương pháp: Người học đánh giá tích lũy mơn học sau: Trang 10 số tín hiệu điện điều khiển đóng bớt van cung cấp đến turbine làm cho tốc độ không vuợt qui định Turbine nước cịn có phận điều tốc thể hình vẽ Hình 4.14: Cơ cấu an toàn turbine Khi tốc độ bình thường, lị xo giữ chốt đối nằm chìm trục turbine, lúc chua có tác động, tốc độ vượt trị số cho phép, lực ly tâm tác dụng lên chốt đối lớn thắng sức căng lị xo, chốt nhơ ngồi trục tác động vào cần gạt thơng qua hệ thống điều khiển đóng bớt van cung cấp nước làm cho tốc độ turbine giảm xuống Đối với việc an tồn hệ thống bơi trơn làm mát Nếu nhiệt độ nước làm mát cao, áp suất dầu bôi trơn thấp qui định có thiết bị tác động làm cho chng báo động làm ngừng hoạt động máy nén khí 4.2 VẬN HÀNH MÁY NÉN KHÍ LY TÂM 4.2.1 Đấu ghép máy nén khí ly tâm a Đấu song song: Các cửa nạp và xả máy nén khí đấu chung với cửa nạp xả hệ thống Đấu song song mục đích làm tăng lưu lượng khí nén Các máy đấu song song phải lắp van chiều để tránh tượng khí nén quay ngược trở lại b Đấu nối tiếp: Cửa xả máy nén khí nối với cửa nạp máy Thực chất cách đấu tăng cấp nén để tăng áp suất khí nén Trang 83 Hình 4.15: Đấu ghép máy nén khí ly tâm 4.2.2 Các phương pháp dẫn động máy nén khí ly tâm Máy nén ly tâm chuyển động quay từ 3000-50.000 v/ph (RPM) Thơng thường máy hoạt động khoảng từ 3000- 12.000 RPM Với máy nén ly tâm, tốc độ 3000 RPM coi tốc độ thấp 10.000 RPM coi tốc độ cao Có phương án dẫn động máy nén khí ly tâm sau: - Dẫn động động điện - Dẫn động động đốt - Dẫn động turbin Với động điện tốc độ đạt 3000 RPM, muốn đạt tốc độ lớn phải sử dụng hệ thống truyền động bánh để tăng tốc ( Hộp tăng tốc ) Hình 4.16: Dẫn động máy nén ly tâm động điện 4.2.3 Vận hành máy nén khí ly tâm a Một số khái niệm i Hiện tượng sốc ( surging ) Thông thường áp suất miệng đẩy ( cửa xả ) phải lớn áp suất nơi cần chuyển khí tới ( gọi áp suất hệ thống ) Do nguyên nhân mà áp suất hệ thống cao áp suất miệng đẩy máy nén, rõ ràng khí khơng thể chuyển tới hệ thống mà ngược lại Khí từ hệ thống chuyển ngược lại nguồn ban đầu máy nén áp suất hệ thống nhỏ áp suất miệng đẩy máy nén Trong trường hợp khí chuyển động quay lại máy nén gọi tượng sốc Trang 84 Sốc gây rung động lớn dẫn đến hư hỏng máy nén Sốc thường xẩy máy nén hoạt động suất thiết kế tối thiểu ( Do tình trạng kỹ thuật ) xẩy ngừng hoạt động máy nén Để ngăn ngừa tượng xẩy ra, người ta thiết kế thêm van xả khí van bypass trình bày phần cấu tạo Khi áp suất sau máy nén cao áp suất qui định đặt cho van an tồn van tự động mở để xả khí ngồi Trong cơng nghiệp, khí xả thường xả vào hệ thống ống gom dẫn tới đuốc đốt dẫn tới hệ thống thu hồi Van ống by-pass thực chất đoạn ống nối trước sau máy nén Một van an toàn áp suất van điều khiển lắp đường ống Khi áp suất máy nén tăng cao có nguy xảy tượng sốc van mở để hồi lưu phần khí xả từ phía sau máy nén quay trở lại bổ sung vào nguồn khí nạp vào ii Điều chỉnh suất máy nén khí ly tâm Hệ thống điều chỉnh suất máy nén khí dùng để thay đổi lượng khí nén cho phù hợp với mức độ tiêu thụ phụ tải ( Thiết bị tiêu thụ khí nén ) Yêu cầu hệ thống thay đổi lượng khí nén đặn tiết kiệm lượng chi phí cho dẫn động máy nén khí Ngồi cấu tạo phải gọn nhẹ đơn giản tiện lợi bảo dưỡng Trong thực tế người ta sản xuất nhiều kiểu hệ thống điều chỉnh suất, việc điều chỉnh suất máy nén thực tự động Khi suất máy nén khí lớn lượng khí nén tiêu thụ áp suất khí nén hệ thống bình chứa tăng lên Trường hợp ngược lại áp suất giảm xuống Nếu suất máy nén khí cân với lượng khí nén tiêu thụ áp suất khí nén bình chứa không đổi Người ta dựa vào tượng để chế tạo phận tự động điều chỉnh suất Nó gồm phận biến đổi áp suất thành chuyển động học lên bơm cao áp động diesel bướm ga động xăng để thay đổi tốc độ quay động đốt dẫn đến thay đổi tốc độ máy nén khí Trên máy nén khí dẫn động động điện ba pha người ta thường sử dụng phương pháp điều chỉnh suất cách tự động ngắt động khỏi lưới điện áp suất lớn quy định, phương pháp gọi “ Start – Stop” Đối với máy nén khí có cơng suất lớn dẫn động turbine việc điều chỉnh suất thường thực cách thay đổi lượng tác động vào cánh turbine thông qua van điều khiển, cách điều khiển van xả hay van bypass b Qui trình vận hành máy nén khí ly tâm i Trách nhiệm người vận hành Phát điều bất thường trước xảy cố Một số cố có chng báo động phịng điều khiển có cố phải phát trực tiếp tai trường Trong kiểm tra, người vận hành cần phải kiểm tra thơng số vận hành quan trọng lưu lượng dịng dầu đệm kín (nếu Trang 85 cao cho thấy vòng đệm bị mòn nhiều), mức dầu bồn chứa ( cạn phải bổ sung thêm ), … Lưu ý số máy nén, hệ thống dầu đệm kín dầu bơi trơn chung bồn chứa dùng chung bơm, thơng thường chúng hai hệ thống riêng biệt Vì bơm dầu đệm kín bị hỏng bơm dầu bôi trơn không cung cấp dầu bôi trơn đến vịng đệm kín Kiểm tra thiết bị lọc dầu, chênh lệch áp suất trước va sau thiết bị lọc lớn mức thiết kế cho thấy thiết bị lọc bị bẩn cần phải chuyển sang nhánh dự phòng làm thiết bị lọc bị bẩn Đối với thiết bị làm mát vậy, nhận thấy hiệu suất làm nguội giảm phải chuyển sang nhánh dự phòng làm thiết bị hiệu Kiểm tra phát tiếng kêu lạ máy Ghi chép đầy đủ thông số vận hành quan trọng đồng hồ đo sau khoảng thời gian định ( lần ), ghi lại đầy đủ cố, đặc điểm lưu ý vận hành Nếu có thay đổi đột ngột thông số ghi lại chứng tỏ có cố liên quan ii Chuẩn bị khởi động Có nhiều bước cần phải kiểm tra trước khởi động Sau số công việc cần lưu ý: - Kiểm tra mức dung dịch làm mát chất lượng - Kiểm tra mức dầu đệm kín dầu bơi trơn chất lượng chúng - Khởi động hệ thống dầu làm kín dầu bơi trơn trước khởi động máy nén khoảng thời gian để nhiệt độ dầu đạt đến giới hạn cho phép thiết bị - Kiểm tra chênh lệch áp suất qua thiết bị lọc - Kiểm tra hoạt động thiết bị làm nguội dầu ( Nó hoạt động nhiệt độ dầu đến nhiệt độ hoạt động ) - Đảm bảo thiết bị điều khiển van an toàn trạng thái hoạt động tốt ( lưu ý tín hiệu bảo vệ hoạt động máy nén hoạt động ổn định ) iii Vận hành máy nén khí ( khởi động ) Khi khởi động máy nén khí ngồi việc phải tn thủ theo qui trình vận hành mà nhà sản xuất đưa ta phải lưu ý thêm số điểm sau: - Chỉ khởi động hệ thống sẵn sàng - Phải có kết hợp phận liên quan Đối với máy nén khí dẫn động động điện, cần phải đạt tốc độ định mức sớm tốt để tránh cháy môtơ khởi động phải giảm lưu lượng khí vào máy cách đóng bớt van trước máy nén khí, mở van xả van bypass phía sau máy nén khí để nhằm mục đích giảm tải cho mơ tơ điện lúc khởi động Khi động điện hoạt động đạt tốc độ định mức mở hết van trước máy nén khí đóng van xả van bypass để cung cấp khí nén tiêu thụ Trang 86 Đối với máy nén khí dẫn động động đốt trong, phải khởi động động đốt u cầu kỹ thuật ( có qui trình riêng ) cho động đốt hoạt động không 5-10 phút sau tăng dần tốc độ đến tốc độ định mức, đóng ly hợp cho máy nén làm việc Đối với máy nén khí dẫn động turbine hơi, có mơ men khởi động lớn nên khởi động khơng cần đóng bớt đóng bớt van trước máy nén khí khơng cần mở van xả van bypass phía sau máy nén khí iv Ngừng hoạt động ( Tắt máy ) Nếu máy nén khí cung cấp khí nén vào hệ thống có áp suất khơng ổn định ( khơng có bình chứa khí nén ) việc ngưng máy tiến hành bình thường cách ngắt cầu dao điện, tắt động đốt dừng turbine động dẫn động giảm tốc độ áp suất khí nén hệ thống giảm theo cách từ từ không xảy tượng sốc Nếu máy nén khí cung cấp khí nén vào hệ thống có áp suất cố định ( có bình chứa khí nén van chiều ) ngừng máy tốc độ giảm dần đến lúc áp suất khí nén máy nén tạo nhỏ áp suất hệ thống, lúc van chiều đóng lại khơng cho khí nén ngược lại máy nén máy nén quay, phần khí nén kẹt lại phía sau máy nén khí gây tượng sốc Do để tránh tượng ngừng máy phải mở van xả van bypass phía sau máy nén khí Thực công tác bảo dưỡng hàng ngày sau ca vận hành 4.3 PHÁN ĐOÁN VÀ XỬ LÝ SỰ CỐ Ở MÁY NÉN KHÍ LY TÂM HIỆN TƯỢNG Áp suất dầu bôi trơn trước lọc giảm thấp trị số qui định NGUYÊN NHÂN - Thiếu dầu bôi trơn Áp suất dầu bôi trơn trước lọc tăng trị số qui định - Bộ lọc bị tắc bẩn - Súc rửa lọc - Điều chỉnh áp suất - Điều chỉnh lại áp lực bơm nhớt không bơm nhớt trị số - Thiếu nước làm mát - Cấp thêm nước làm mát - Hệ thống làm mát có - Kiểm tra khắc phục hư hỏng - Dầu bôi trơn không - Kiểm tra hệ thống bôi đủ trơn, cấp thêm dầu bôi trơn - Thiếu nước làm mát - Cấp thêm nước làm mát - Bơm nước quạt - Kiểm tra khắc phục làm mát có hư hỏng hư hỏng Nhiệt độ dầu bôi trơn vượt mức qui định Nhiệt độ ổ trục lên cao 700 C Nhiệt độ khí nén cao CÁCH KHẮC PHỤC - Đổ thêm dầu bôi trơn mức qui định - Hở mạch dầu bôi trơn - Kiểm tra xiết lại mối ghép - Điều chỉnh áp lực - Điều chỉnh lại áp lực bơm nhớt không bơm nhớt Trang 87 HIỆN TƯỢNG NGUYÊN NHÂN CÁCH KHẮC PHỤC - Cặn bẩn bình - Súc rửa bình làm làm mát nhiều mát Lượng cung cấp khí nén - Hư hỏng đệm làm - Kiểm tra thay giảm với giảm áp suất kín khí nén đệm - Hở bề mặt lắp ghép - Kiểm tra xiết lại vỏ máy lực, thay đệm bể mặt lắp ghép Khí nén lẫn nhiều nước - Nước làm mát lọt vào - Kiểm tra tìm ngun máy nén khí nhân khắc phục - Thiết bị phân ly nước - Kiểm tra khắc phục làm việc không tốt - Nước làm mát lọt vào - kiểm tra khắc phục khí nén bình làm mát trung gian làm mát sau Máy nén khí bị rung - Không đảm bảo độ - Kiểm tra điều chỉnh lại động mạnh đồng tâm trục độ đồng tâm máy nén trục động dẫn động - Ổ trục bị mòn nhiều - Thay ổ - Nền đặt máy khơng - Kê kích lại phẳng Máy nén khí cấp khí nén - Van an tồn bị hỏng - Kiệm tra khắc phục cao mức qui định điều chỉnh điểu chỉnh lại không 4.4 BẢO DƯỠNG KỸ THUẬT MÁY NÉN KHÍ LY TÂM 4.4.1 Sự rị rỉ khí nén hệ thống a Khái niệm chung Trong hệ thống khí nén bao gồm hệ thống đường ống phân phối tiết lưu dẫn khí nén từ hệ thống máy nén trung tâm tới nơi tiêu thụ Hệ thống bao gồm van cách ly, bẫy chất lỏng, bình chứa trung gian phần tản nhiệt Tổn thất áp suất trình phân phối thường bù áp suất cao phận đẩy máy nén Tại điểm cấp khí dự kiến có ống cấp kèm theo van khóa, lọc điều tiết cấp khí nén cho ống dẫn đến nơi tiêu thụ Rị rỉ gây tổn thất lớn hệ thống khí nén cơng nghiệp, có lên tới 20- 30% suất máy nén Một dây chuyền điển hình khơng bảo dưỡng tốt có tỷ lệ rị rỉ lên tới khoảng 20% tổng cơng suất sản xuất khí nén Ngược lại, phát khắc phục tốt, giảm rò rỉ xuống khoảng 10 % sản lượng khí nén Ngồi tổn thất lượng, rò rỉ gây tổn thất vận hành khác Rò rỉ làm sụt áp suất hệ thống, làm thiết bị dùng khí nén hoạt động hiệu Trang 88 quả, ảnh hưởng đến quy trình sản xuất Hơn nữa, rò rỉ khiến hệ thống phải vận hành lâu hơn, làm giảm tuổi thọ hầu hết tất thiết bị hệ thống (bao gồm cụm máy nén khí) Tăng thời gian vận hành dẫn đến việc phải bảo dưỡng bổ sung tăng thời gian ngừng sản xuất ngồi lịch trình Cuối cùng, rị rỉ gây tăng cơng suất tiêu thụ để máy nén khơng cần thiết Các rị rỉ xảy vị trí hệ thống, khu vực hay bị rò rỉ bao gồm: - Mối nối ống cứng, ống mềm khớp nối - Thiết bị điều chỉnh áp suất - Các tách chất lỏng van, lọc - Các làm mát trung gian làm mát sau cùng, đệm mặt lắp ghép…… b Định lượng rị rỉ Với máy nén có thiết bị điều khiển tắt/bật đóng/ngắt tải, cách ước tính khối lượng rò rỉ hệ thống dễ Phương pháp liên quan đến khởi động máy nén không tải (khi tất thiết bị vận hành khí nén tắt) Thực số đo đạc để xác định thời gian vận hành trung bình đóng ngắt tải nguyên lý máy nén bật tắt theo chu kỳ rò rỉ gây sụt áp hệ thống Tổng lượng rò rỉ (%) tính sau: Rị rỉ (%) = [(Tx100)/(T+t)] Trong đó: T = Thời gian đóng tải (thời gian máy chạy, phút) t = Thời gian ngừng tải (thời gian máy dừng, phút) Lượng rò rỉ xem phần trăm tổn thất máy nén Ở hệ thống bảo dưỡng tốt, lượng tổn thất rò rỉ 10% Ở hệ thống bảo dưỡng số lên tới 20-30% cơng suất c Các bước định lượng rò rỉ chỗ đơn giản Các bước đơn giản giúp định lượng rò rỉ chỗ hệ thống khí nén sau: - Ngắt tất thiết bị dùng khí nén (Tiến hành kiểm tra khơng có thiết bị ang sử dụng khí nén) - Chạy máy nén để nâng áp suất hệ thống lên áp suất vận hành - Ghi lại thời gian dùng cho chu trình “đóng tải” “ngắt tải” máy nén Để xác, lấy thời gian BẬT & TẮT 8-10 chu trình liên tục Sau tính tốn tổng Thời gian “BẬT” (T) tổng thời gian “TẮT” (t) - Sử dụng cách để xác định lượng rò rỉ hệ thống Nếu Q khơng khí bên ngồi cấp vào thời gian kiểm tra (m3/phút), lượng rò rỉ hệ thống là: Mức rò rỉ hệ thống (m3/phút) = Q × T / (T + t) *Ví dụ Dưới kết lần kiểm tra mức rò rỉ doanh nghiệp Trang 89 Công suất máy nén (m3/phút) = 35 Áp suất khởi động lại, kg/cm2 = 6,8 Áp suất ngắt, kg/cm2 = 7,5 Mức tải đo kW = 188 kW Mức không tải ghi kW = 54 kW Thời gian “Tải” trung bình =1,5 phút Thời gian “Khơng tải” trung bình = 10,5 phút Lượng rị rỉ = [(1,5)/(1,5+10,5)] x 35 = 4,375 m3/phút 4.4.2 Các giải pháp sửa dụng lượng hiệu a Vị trí đặt máy nén Vị trí đặt máy nén chất lượng khí hút vào máy nén có ảnh hưởng lớn đến mức lượng tiêu thụ Hoạt động máy nén khí giống máy thở, cải thiện sử dụng khí vào sạch, khơ mát b Nhiệt độ khí vào Khơng nên đánh giá thấp tác động khí vào với hiệu hoạt động máy nén Khí vào bị nhiễm bẩn nóng làm giảm hiệu suất máy nén, làm tăng chi phí lượng chi phí bảo dưỡng Nếu nước, bụi chất bẩn có nhiều khí vào, chúng gây bám bẩn phận bên máy nén van, bánh công tác, rôto… Những cặn bám gây mòn sớm làm giảm suất máy nén Máy nén tạo nhiệt trình hoạt động liên tục Lượng nhiệt phát tán phịng lắp máy nén làm nóng dịng khí vào dẫn đến làm giảm hiệu suất thể tích tăng tiêu thụ điện Theo quy tắc chung, “Cứ mức tăng 40C nhiệt độ khí vào, mức tiêu thụ lượng tăng thêm 1% để trì suất tương ứng” Vì vậy, khí cấp vào khí mát nâng cao hiệu sử dụng lượng Chu chuyển Tiết kiệm điện (%) khơng khí tương ứng 10,0 102,2 + 1,4 15,5 100,0 Không 21,1 98,1 - 1,3 26,6 96,3 - 2,5 32,2 94,1 - 4,0 37,7 92,8 - 5,0 43,3 91,2 - 5,8 Bảng ảnh hưởng nhiệt độ khí vào với mức tiêu thụ điện máy nén Nhiệt độ vào (0 C) Khi lắp lọc khí đường cấp khí vào, cần giữ nhiệt độ môi trường xung quanh mức tối thiểu để tránh giảm lưu lượng Có thể giảm nhiệt độ khí vào cách đặt ống hút khí vào bên buồng hay nhà đặt máy nén Khi Trang 90 lọc khí vào lắp bên ngồi nhà, mái, cần xem xét đến yếu tố môi trường xung quanh c Sụt áp lọc khí Việc lắp đặt lọc khí vào máy nén cần thiết, khơng phải lấy khí vào từ vị trí mát Các nhà sản xuất máy nén thường cung cấp đề xuất loại lọc chuyên dụng cho khí vào để bảo vệ máy nén Việc lọc khơng khí vào máy nén tốt khối lượng cơng việc bảo dưỡng giảm Tuy nhiên, cần giảm thiểu sụt áp qua lọc khí vào cách chọn công suất lọc bảo dưỡng tốt lọc để ngăn ngừa hiệu ứng thắt hẹp làm giảm công suất máy nén ( Hiện tượng tắc lọc ) Một cách tốt lắp đồng hồ đo chênh áp để giám sát tình trạng lọc khí vào Sụt áp qua lọc khí vào cịn khơng vượt q pound/ inch2 Bảng nêu rõ ảnh hưởng sụt áp qua lọc khí vào mức tiêu thụ điện Sụt áp suất Tăng mức tiêu thụ điện (%) qua lọc khí (mm cột nước) 0 200 1,6 400 3,2 600 4,7 800 7,0 Bảng tác động sụt áp suất qua lọc khí vào mức tiêu thụ điện Cứ mức sụt áp suất hút 250 mm cột nước tắc lọc mức tiêu thụ lượng máy nén tăng thêm khoảng 2% với suất” Vì vậy, nên định kỳ làm lọc khí vào để giảm thiểu sụt áp Có thể sử dụng áp kế đồng hồ chênh áp đo mức sụt áp qua lọc nhằm phục vụ cho việc lên lịch vệ sinh bảo dưỡng lọc d Cài đặt áp suất làm việc Với suất, máy nén tiêu thụ nhiều điện áp suất cao Không nên vận hành máy nén mức áp suất vượt áp suất vận hành tối ưu khơng lãng phí lượng mà dẫn đến mài mòn nhanh chi tiết máy phải làm việc tải, từ gây lãng phí lượng chi phí sửa chữa e Giảm áp suất cấp Khả giảm (tối ưu hoá) mức đặt áp suất cấp cần thực thông qua nghiên cứu kỹ yêu cầu áp suất thiết bị khác sụt áp đường phân phối từ nguồn cấp khí nén tới điểm sử dụng Các mức tiết kiệm điển hình nhờ giảm áp suất cho bảng bên Trang 91 Nếu hộ tiêu thụ nhóm thiểu số hộ tiêu thụ cần áp suất cao nhóm cịn lại dây chuyền, nên xem xét việc lắp riêng hệ thống cho nhóm lắp đặt thêm máy tăng áp suất khí nén hộ tiêu thụ này, nhờ trì nhóm đa số vận hành áp suất thấp Vận hành hệ thống máy nén ảnh hưởng phần đến giá thành khí nén Chẳng hạn như:Vận hành máy mức 120 PSIG thay 100 PSIG tiêu tốn 10% lượng, tăng tỷ lệ rò rỉ Cần nỗ lực giảm áp suất đặt máy nén hệ thống xuống mức thấp Giảm áp suất Tiết kiệm điện (%) Làm mát Làm mát Làm mát Từ (bar) xuống đến (bar) nước cấp nước hai cấp khí hai cấp 6,8 6,1 4 2,6 6,8 5,5 11 6,5 Bảng tác động việc giảm áp suất cấp mức tiêu thụ điện Chú ý: Giảm áp suất bar máy nén giảm tiêu thụ điện từ – 10 % f Điều biến máy nén thông qua thiết lập áp suất tối ưu Ở doanh nghiệp, hay có trường hợp máy nén với cấu tạo, suất, chủng loại khác kết nối với thành mạng lưới phân phối chung Với tình vậy, việc lựa chọn phương thức kết nối máy nén phù hợp việc điều biến tối ưu máy nén khác giúp tiết kiệm lượng Khi có nhiều máy nén cấp cho cho đầu phân phối chung, cần vận hành máy nén cho chi phí sản xuất khí nén nhỏ Nếu tất máy nén giống nhau, điều chỉnh áp suất đặt cho có máy nén xử lý biến động tải, máy khác hoạt động điều kiện gần đầy tải Nếu máy nén có suất khác nhau, cần điều chỉnh áp suất cho máy nén nhỏ thực điều biến (thay đổi lưu lượng) Nhìn chung, máy nén có cơng suất tải thấp phải thực điều biến Các máy nén phân loại theo mức tiêu thụ lượng riêng, áp suất khác nhau, với máy có hiệu suất lượng cao đáp ứng phần lớn nhu cầu hệ thống g Tách biệt nhu cầu áp cao áp thấp Nếu nhu cầu áp suất thấp nhiều, nên phát khí nén áp suất cao thấp riêng rẽ cấp riêng cho phận thay phát với áp suất cao dùng van giảm áp để giảm áp suất, sau cấp cho thiết bị tiêu thụ áp suất thấp gây lãng phí lượng Trang 92 h Thiết kế nhằm giảm thiểu sụt áp hệ thống đường ống phân phối Sụt áp thuật ngữ sử dụng để mô tả tượng giảm áp suất khí nén từ cửa máy nén tới nơi tiêu thụ Sụt áp xảy khí nén qua hệ thống phân phối xử lý Một hệ thống thiết kế tốt có mức tổn thất áp suất 10% áp suất đẩy máy nén, đo từ đầu bình tích tới nơi tiêu thụ Ống dài đường kính nhỏ tổn thất ma sát nhiều Sụt áp mức chọn kích thước ống khơng chuẩn, lọc bị tắc, mối nối ống mềm kích thước khơng chuẩn gây lãng phí lượng Bảng mơ tả mức tổn thất lượng ống có đường kính nhỏ Đường kính ống danh Tổn thất điện tương ứng Sụt áp (bar) 100 m nghĩa (mm) (kW) 40 1,80 9,5 50 0,65 3,4 65 0,22 1,2 80 0,04 0,2 100 0,02 0,1 Bảng sụt áp điển hình đường phân phối khí nén với ống kích thước khác i Giảm thiểu rị rỉ Như giải thích phần trước, rị rỉ khí nén gây lãng phí điện đáng kể Vì khó thấy rị rỉ khơng khí, cần phải sử dụng biện pháp khác để xác định chỗ rị Cách tốt để tìm vết rị sử dụng dị âm siêu âm (xem hình), để tìm âm xì tần số cao rị khí Phát rị rỉ siêu âm phương pháp tìm rị rỉ phổ biến Có thể sử dụng phương pháp cho nhiều dạng phát rò rỉ khác Rò rỉ thường hay xảy mối nối Có thể xử lý cách đơn giản xiết chặt mối nối thay thiết bị hỏng, gồm khớp nối, ống ghép, đọan ống, ống mềm, gioăng, điểm xả ngưng bẫy ngưng Trong nhiều trường hợp, rò rỉ làm đoạn ren khơng cách lắp vịng đệm làm kín khơng chuẩn Hãy chọn ống ghép, ống mềm ống cứng có chất lượng cao lắp đặt cách, sử dụng ren làm kín phù hợp để tránh rị rỉ sau Trang 93 Hình 4.17: Kiểm tra phát rò rỉ j Xả nước ngưng tụ hệ thống Sau khí nén rời buồng nén, làm mát sau máy nén giảm nhiệt độ khí xả xuống điểm sương (với hầu hết điều kiện mơi trường xung quanh) đó, lượng nước đáng kể ngưng tụ Để xả nước ngưng, máy nén có lắp sẵn làm mát sau thiết bị tách nước ngưng bẫy ngưng Đồng thời, nên nối đường xả ngưng từ tác nước với lỗ xả ngưng bình tích Để vận hành tốt, đường xả ngưng phải có độ dốc từ bình chứa ngồi Có thể có nước ngưng thêm đường ống phân phối làm khí lạnh vậy, điểm thấp đường ống phân phối nên có bẫy ngưng đường xả nước ngưng 4.4.3 Công tác bảo dưỡng kỹ thuật máy nén khí ly tâm Việc thực bảo dưỡng kỹ thuật hiệu cải thiện nhiều hiệu suất hoạt động hệ thống máy nén Dưới số gợi ý cho việc bảo dưỡng vận hành hiệu hệ thống khí nén cơng nghiệp: - Bôi trơn: Cần kiểm tra áp suất dầu máy nén mắt thường hàng ngày, thay lọc dầu hàng tháng - Bộ lọc khí: Bộ lọc khí vào dễ bị tắc nghẽn, môi trường nhiều bụi Cần định kỳ kiểm tra thay lọc - Bẫy ngưng ( Bộ tách nước ) Rất nhiều hệ thống có bẫy ngưng để gom xả nước ngưng hệ thống Cần định kỳ mở bẫy ngưng để xả chất lỏng tích tụ sau đóng lại, cần kiểm tra định kỳ bẫy tự động (Dùng phao) để đảm bảo chúng khơng bị rị rỉ khí - Bộ sấy khơ khí: Làm khơ khí sử dụng nhiều lượng Với làm khô phương pháp làm lạnh, thường xuyên kiểm tra thay lọc làm khơ khí thường có đường thơng bên nhỏ, đường bị tắc chất bẩn Trang 94 Nhiệt độ làm khô phải giữ mức 100°F để tránh tăng tiêu thụ chất làm khô, chất phải nạp đầy lại sau 3-4 tháng, tuỳ theo mức độ tiêu thụ * Danh sách công việc giải pháp bảo dưỡng - Tìm xử lý rị rỉ khí nén ngăn ngừa lặp lại Thường xuyên kiểm tra vết rò tổn thất áp suất toàn hệ thống (hàng tháng) - Đóng tất nguồn cấp khí tới thiết bị không vận hành - Tách riêng thiết bị đơn lẻ sử dụng khí nén áp suất cao - Giám sát mức sụt áp hệ thống ống phân phối - Đánh giá nhu cầu điều biến máy nén - Nắm rõ yêu cầu vệ sinh thiết bị - Chọn sản phẩm có chất lượng tốt phải thay phận máy nén - Giám sát chênh áp qua lọc khí Sụt áp mức lọc gây lãng phí lượng - Sử dụng khơng khí mát bên cho đầu vào máy nén - Áp dụng chiến lược bảo dưỡng phòng ngừa cách hệ thống cho máy nén - Đào tạo nâng cao nhận thức nhân viên để vận hành bảo dưỡng hiệu cho hệ thống máy nén - Đảm bảo nước ngưng phải loai bỏ khỏi hệ thống phân phối khơng có nước ngưng - Kiểm nghiệm bình chứa khí nén theo qui định - Thường xun vệ sinh bên ngồi máy nén khí động dẫn động - Kiểm tra khắc phục rị rỉ đường ống dẫn khí, nước làm mát, dầu bôi trơn nhiên liệu - Kiểm tra xiết lại mối ghép bulông, đai ốc lực xiết qui định - Kiểm tra thay bánh cơng tác máy nén khí - Thay đệm làm kín chúng khơng đảm bảo độ kín - Định kì thay nhớt, làm hệ thống bơi trơn máy nén khí động dẫn động - Định kỳ súc rửa hệ thống cung cấp nhiên liệu động đốt (các lọc thùng chứa nhiên liệu) - Định kỳ rà lại xu páp, kiểm tra điều chỉnh lại khe hở nhiệt xu páp cho động - Tra dầu, mỡ vào ổ bị theo dẫn nhà chế tạo ❖ TÓM TẮT BÀI Nguyên lý hoạt động máy nén ly tâm Cấu tạo máy nén khí ly tâm Trang 95 Vận hành máy nén khí ly tâm Tháo lắp, kiểm tra bảo dưỡng máy nén khí ly tâm ❖ CÂU HỎI VÀ TÌNH HUỐNG THẢO LUẬN BÀI Trình bày cơng dụng, cấu tạo bánh cơng tác máy nén khí ly tâm ? Trình bày công dụng, cấu tạo kiểu phận làm kín máy nén khí ly tâm ? Trình bày công dụng, cấu tạo hoạt động ngăn cân ? Trình bày cấu tạo hoạt động hệ thống bơi trơn máy nén khí ly tâm ? Trình bày cấu tạo hoạt động hệ thống làm mát trung gian làm mát sau máy nén khí ly tâm ? Trình bày cấu tạo hoạt động thiết bị an tồn ? Trình bày phương pháp đấu ghép máy nén khí ly tâm ? Trình bày yêu cầu người vận hành máy nén khí ? Trình bày nội dung cơng tác chuẩn bị khởi động máy nén khí ly tâm ? 10 Trình bày nội dung cơng tác vận hành (khởi động ) máy nén khí ly tâm ? 11 Trình bày nội dung cơng tác ngừng hoạt động (tắt máy) vận hành máy nén khí ly tâm ? Trang 96 TÀI LIỆU THAM KHẢO Hà Cao Đàm, Nguyễn Hữu Bính Máy nén khí trạm máy nén khí, NXBCNKT Máy nén khí Bauer ( Đức ) Máy nén khí Ingersoll – Rand ( Anh ) Tài liệu máy nén khí ( Mỹ ) Trang 97 ... máy nén khí trạm máy nén khí 1.1 1.2 1.3 Phân loại máy nén khí Trạm máy nén khí Các loại máy nén khí Bài 02: Máy nén khí piston 2.1 Phân loại máy nén khí kiểu piston 2.2 Nguyên lý hoạt động máy. .. 1.1 PHÂN LOẠI MÁY NÉN KHÍ 1.1.1 Dựa vào cấu tạo Dựa vào cấu tạo máy nén khí phân làm loại sau: - Máy nén khí kiểu piston Máy nén khí kiểu rotor Máy nén khí kiểu ly tâm Máy nén khí hướng trục... kg/cm2 Máy nén khí áp suất trung bình : máy nén khí dùng để nén khí với áp suất từ 10100 kg /cm2 Máy nén khí áp suất cao: máy nén khí dùng để nén khí với áp suất từ 1001000 kg/cm2 Máy nén khí