cấu tạo, nguyên lý làm việc, vận hành, bảo dưỡng và sửa chữa máy nén khí trục vít ga-75 phục vụ cho các thiết bị tự động hóa trên giàn

Đồ án tốt nghiệp Đại Học Mỏ Địa Chất Lời nói đầu Ngày nay, việc ứng dụng tự động hoá vào công nghiệp dầu khí, ngành công nghiệp mũi nhọn đất nớc đà mang lại nhiều lợi ích cho kinh tế quốc dân Tuy vậy, công việc không dễ dàng, đà nhập nhiều thiết bị đại từ nớc ngoài, mà phải đòi hỏi khối lợng công việc đa dạng phức tạp Vì vậy, việc lựa chọn - vận hành bảo dỡng - sửa chữa thiết bị phải thực thành thạo, nắm vững nguyên lý hoạt động chúng cho phù hợp với yêu cầu lợng giàn, nhằm nâng cao suất, tuổi thọ chúng Trong điều kiện giàn khai thác, để đảm bảo tốt công việc khai thác, nh kiểm tra chặt chẽ công việc này, việc sử dụng hệ thống đo lờng tự động hữu hiệu Cũng nh môi trờng dễ cháy, nổ nh giàn khoan việc sử dụng khí nén làm nguồn lợng cung cấp cho thiết bị tự động hoá nh van an toàn, thiết bị đo, có nhiều u điểm Vì vậy, khí nén đợc chọn nguồn lợng cung cấp cho hệ thống đo lờng tự động cung cấp cho thiết bị điều khiển giàn công nghệ giàn bơm ép Hiện nay, giàn khoan, khai thác mỏ Bạch Hổ có nhiều trạm máy nén cung cấp nguồn khí cho thiết bị nhng thông dụng trạm máy nén khí GA - 75 có u điểm vợt trội so với loại máy khác là: nguồn khí cung cấp đạt yêu cầu, trạm máy đợc bố trí gọn, hoạt động hoàn toàn tự động, có hệ thống an toàn bảo vệ cao máy có cố đặc biệt lu lợng máy ổn định, tự động điều chỉnh phù hợp theo nhu cầu sử dụng đà đặt trớc, đảm bảo tính tiết kiệm lợng Chính đặc điểm này, với việc tìm hiểu loại thiết bị trình thực tập giàn MSP - Với giúp đỡ, hớng dẫn tận tình thầyTh.S Lê Đức Vinh thầy môn Thiết Bị Dầu Khí , em đà nhận tìm hiểu loại thiết bị với nội dung là: Tính toán lựa chọn thiết bị ép khí Nhằm tìm hiểu,nghiên cứu tính toán kiểm nghiệm cho thực tế giàn khai thác để thấy đợc việc lựa chọn thiết bị ép khí GA-75 phù hợp với gian MSP-8 CHƯƠNG I GiớI THIệU CHUNG Về NGàNH CÔNG NGHIệP DầU KHí VIệT NAM 1.1 Sơ lợc phát triển ngành công nghiệp dầu khí Việt Nam Miền Bắc: Vào năm đầu thập kỷ 60, công tác tìm kiếm thăm dò dầu khí đà đợc nhà địa chất dầu khí thuộc Tổng cục địa chất tiến hành Đợc giúp đỡ tài kỹ thuật chuyên gia Liên Xô (cũ), ta đà Chu Dơng Nam Thiết Bị Dầu Khí K49 Đồ án tốt nghiệp Đại Học Mỏ Địa Chất khoan phát có dầu khí, condensat, song trữ lợng không đáng kể Năm 1975 đà phát mỏ khí nằm địa phận Tiền Hải, Thái Bình Đến năm 1981 đợc đa vào khai thác song trữ lợng thấp, đủ sử dụng cho công nghiệp địa phơng Miền Nam: Vào năm cuối thập kỷ 60, công tác tìm kiếm thăm dò khí chế độ ngụy quyền Sài Gòn đợc tiến hành, đà phát ba bể trầm tích lớn có khả chứa dầu khí Bể Cửu Long, bể Sài Gòn - Brunei, bể vịnh Thái Lan Từ công ty nớc đà vào đấu thầu khai thác nớc ta nh: Mobil Exploration Inc (Mü), Etsuman Oil Coltd (NhËt), Sunigdate Oil ( Ph¸p ) Năm 1975 sau miền nam hoàn toàn giải phóng, phủ định thành lập tổng cục Dầu mỏ Khí đốt Việt Nam - quản lý toàn phần tìm kiếm, thăm dò toàn lÃnh thổ nớc ta Đến năm 1981 xí nghiệp liên doanh Vietsopetro đời nhằm khai thác dầu khí mỏ Bạch Hổ Cùng với thời gian Tổng cục dầu khí Việt Nam thành lập Ban quản lý công trình dầu khí Vũng Tàu để xây dựng công trình dầu khí liên doanh dầu khí Vietsovpetro Tấn dầu đợc lấy mỏ Bạch Hổ vào ngày 26-6-1986, đánh dấu mốc lịch sử ngành công nghiệp dầu khí Việt Nam Năm 1990 thay đổi luật đầu t, luật dầu khí đời với việc hình thành kinh tế thị trờng Đồng thời có xác nhập tổng cục dầu khí vào Bộ công nghiệp nặng Tiếp định công văn số 252/CNNG TC ngày 20-9-1990 Bộ trởng công nghiệp nặng việc thành lập công ty khí đốt sở ban quản lý công nghiệp dầu khí Vũng Tàu Từ đến ngành công nghiệp dầu khí nớc ta ngày lớn mạnh Trong tháng đầu năm 2007 Toàn tập đoàn Dầu khí đạt doanh thu 143.100 tỷ đồng nộp ngân sách nhà nớc 56.900 tỷ đồng Công tác tìm kiến thăm dò đợc triển khai tìm kiếm nớc nớc, khu vực hợp đồng dầu khí liên doanh với nớc khu vực đầu t phát dầu khí hai mỏ Đông Đô, Báo Vàng Tập đoàn triển khai ký hợp đồng dầu khí nớc tìm kiếm thêm dự án nớc ngoài, khai thác 16,9 triệu dầu Đến năm 2010 chấm dứt việc ký kết hợp đồng dầu khí hai nhà nớc Việt Nam Liên Xô, bắt đầu hợp đồng với t cách việc ký kết hợp đồng hai tập đoàn dầu khí với 1.2 Tình hình khai thác dầu khí mỏ Bạch Hổ Mỏ Bạch Hổ nằm lô 0,9 biển Đông, cách đất liền 100km, cách cảng Vũng Tàu khoảng 130 Km, chiều sâu nớc biển vùng khai thác khoảng 50 m Hiện mỏ Bạch Hổ chủ yếu khai thác Gaslift bơm điện chìm Mỏ có trữ lợng khoảng 300 triệu tấn, trung bình ngày khai thác 38.000 dầu thô chiếm 80% sản lợng dầu thô Việt Nam Tháng năm 2001 Vietsovpetro tổ chức lễ đón mừng dầu thứ 100 triệu, đến ngày tháng 12 năm 2005 Vietsovpetro khai thác đợc 150 triệu đa vào bờ 15 tỷ m3 khí đồng hành, kế hoạch 2006 - 2010 VSP phấn đấu gia tăng trữ lợng 52 Chu Dơng Nam Thiết Bị Dầu Khí K49 Đồ án tốt nghiệp Đại Học Mỏ Địa Chất dầu thô, với 20 giếng khoan tìm kiếm, khai thác từ 37 đến 40 triệu dầu vµ vËn chun vµo bê 6,5 tû m3 khÝ 1.3 ứng dụng phân loại máy nén khí 1.3.1 Khái niệm Máy nén khí máy để nén không khí gaz đến áp suất tơng đối không thấp 0,5Mpa, không khí đạt áp suất thấp 0,2MPa gọi quạt gió 1.3.2 ứng dụng máy nén ngành dầu khí - Khai thác dầu phơng pháp Gaslift - Gọi dòng cho giếng - Cung cấp nguồn khí nén có áp suất cho thiết bị khoan - Dùng để vận chuyển xi măng - Cung cấp nguồn khí nuôi cho thiết bị đo tự động điều chỉnh - Cung cấp cho hệ thống điều khiển thiết bị van - Cung cấp cho hệ thống khởi động khí nén - Là chất trung gian truyền nhiệt máy sấy, thiết bị lạnh 1.3.3 Phân loại máy nén - Theo kết cÊu: + M¸y nÐn thĨ tÝch: Bao gåm m¸y nÐn piston, máy nén trục vít, máy cánh quạt + Máy nén tuốc bin cánh quạt (máy nén động lực): Máy nén ly tâm, máy nén hớng trục - Theo áp suất tạo ra: + Bơm chân không áp suất: Làm việc áp suất áp suất khí trời + Máy nén chân không: Làm việc áp suất cao áp suất khí trời + Quạt gió: Làm việc với mức độ nén bé 1,15 MPa + Thiết bị thổi gas: Làm việc với mức độ nén bé 1,15 MPa nhng không làm mát nhân tạo + Máy nén: Làm việc với mức độ nén lớn 1,15 MPa nhng có làm mát nhân tạo - Theo kiểu dẫn động máy nén: Máy nén chạy động gas máy nén đợc chế tạo với động có gas loại dẫn động khác Các thiết bị dẫn động phụ thuộc vào số vòng quay trục, công suất giải điều chỉnh thông số, động điện, tuốc bin gas, hay động đốt - Theo đặc tính môi chất chia + Máy nén không khí Chu Dơng Nam Thiết Bị Dầu Khí K49 Đồ án tốt nghiệp Đại Học Mỏ Địa Chất + Máy nén gas - Theo bố trÝ xi lanh cã thĨ chia + M¸y nÐn ngang + Máy nén thẳng đứng + Máy nén dạng gãc ( ch÷ L; V; W) - Theo kiĨu kÕt cấu máy nén piston đợc phân + Theo cÊp sè nÐn: Mét cÊp, hai cÊp, ba cÊp… + Theo số dÃy bố trí xi lanh: Một, hai, nhiều dÃy + Theo kết cấu cấu chuyển động: Có trợt trợt + Theo bố trí xi lanh: Dạng ngang, đứng, góc + Theo nguyên lý làm việc: Tác dụng đơn, tác dụng kép + Phụ thuộc vào kiểu làm mát ã Làm mát nớc hay không khí ã Máy nén với môi chất công tác chất làm lạnh: Máy nén lạnh ã Theo khả di chuyển: Máy nén cố định, di động Hiện ngành dầu khí chủ yếu sử dụng loại máy nén khÝ sau: M¸y KP-2T (AK-150); m¸y nÐn khÝ 2BM4-9/101; m¸y nÐn khÝ 4BY 5/9; m¸y nÐn khÝ trơc vÝt GA75, SSP, MH75, GA22, GA30 ; m¸y nÐn khÝ INTERSOLLRAND T30 x 400 1.3.4 Đặc điểm loại máy nén khí đợc sử dụng ngành dầu khí 1.3.4.1 Máy nén khí cao áp KP-2T (AK 150) Đợc sử dụng để tạo nguồn khí có áp suất cao (150 KG/cm 2): dùng để điều khiển hệ thống van cầu, ép vỉa, trì hoạt động bình ổn áp, máy bơm piston Nạp khí cho bình khí động diezen bình khí xuồng cứu sinh Máy nén khí KP-2T máy nén khí piston thẳng đứng, cấp áp suất cửa vào áp suất khÝ qun, ¸p st cđa lín nhÊt cho phÐp 150 KG/cm với lu lợng 1,8 m3/phút 1.3.4.2 Máy nén khí 2BM4-9/101 (của trạm máy nén khí CD9-101) Đợc sử dụng trình gọi dòng giếng khai thác phơng pháp làm giảm cột áp thủy tĩnh khối chất lỏng lòng giếng Đây loại máy nén piston nằm ngang dùng để nén áp suất khí đến áp suất 100KG/cm2 với lu lợng 9m3/phút 1.3.4.3 Máy nén khí 4BY5/9 Dùng để cung cấp khí nén cho hệ thống điều khiển li hợp khí (côn hơi) cho tời khoan cấp khí nén phụ trợ cho hệ thống điều khiển tự động giàn Chu Dơng Nam Thiết Bị Dầu Khí K49 Đồ án tốt nghiệp Đại Học Mỏ Địa Chất Đây loại máy nén khí piston chữ V, cấp nén tác dụng đơn dÃy, xylanh áp suất cửa vào áp suất khí quyển, áp suất cửa 8KG/cm với lu lợng 5m3/phút 1.3.4.4 Máy nÐn khÝ trôc vÝt GA75, GA22, GA30, SSP, MH75 Loại máy nén dùng để cung cấp khí nén cho hệ thống điều khiển, hệ thống bơm trám ximăng nhu cầu khác 1.3.4.5 Máy nén INGERSOLLRAND T30 x 400 Loại máy dùng để cung cấp khí nén cho hệ thống tự động hóa Chơng II Giới thiệu chung máy nén khí trục vít 2.1 Định nghĩa, u nhợc điểm 2.1.1 Định nghĩa Chu Dơng Nam Thiết Bị Dầu Khí K49 Đồ án tốt nghiệp Đại Học Mỏ Địa Chất Máy nén trục vít loại máy làm việc theo nguyên lý thể tích Hơi (khí) đợc nén đến áp suất cao nhờ giảm thể tích tạo rÃnh vít thân máy nén Máy nén trục vít thờng đợc sử dụng hệ thống thu gom khí đồng hành mỏ cung cấp nguồn khí nén cho thiết bị đo điều chỉnh tự động Do chuyển động tịnh tiến piston đợc thay thể chuyển động quay roto nên máy nén trục vít làm việc với số vòng quay cao Các tiêu máy trục vít tốt điều kiện làm việc tối u tơng đơng với máy nén piston Chênh lệch áp suất đầu hút đẩy máy nén trục vít đạt từ 17 đến 21 bar 2.1.2 u điểm So sánh với máy nén piston máy nén trục vít có u điểm: + Làm việc có độ tin cậy độ bền cao, tốc độ quay lớn, kích thớc máy nhỏ gọn, chi tiết chuyển động tịnh tiến c¸c lùc qu¸n tÝnh kÌm theo Bé phËn quay rÊt cân mặt động học nên không cần móng kiên cố, xupap, xecmăng chi tiết chịu lực nặng nề, dễ h hỏng Các tiêu lợng thể tích ổn định thời gian vận hành lâu dài Các tổn thất áp suất cửa hút cửa đẩy nhỏ xupap Hầu nh tợng va đập thủy lực, có khả làm việc với môi chất hai pha máy vận hành chế độ tự động + So sánh với máy nén ly tâm máy nén trục vít có u điểm: Không có vùng ổn định thủy lực công nghệ làm lạnh làm việc với tất tác nhân lạnh khác mà không cần thay đổi nhiều cấu tạo, tốc độ quay máy nén không ảnh hởng đến tỷ số nén máy, điều chỉnh công suất kinh tÕ nhê sù thay ®ỉi tèc ®é quay cđa máy (nhng không ảnh hởng đến tỷ số nén) điều chỉnh ngăn kéo 2.1.3 Nhợc điểm + Máy nén trục vít có hiệu suất thấp máy nén piston sinh nhiệt nhiều trình làm việc nên thờng phải dùng biện pháp làm mát, máy nén trục vít có dầu bôi trơn yêu cầu kết cấu hệ thống phụ trợ chế độ vận hành phức tạp Cần dùng vật liệu làm giảm ma sát (đồng thanh) tơng đối đắt tiền để làm bánh vít, trục vít có độ xác cao, khó chế tạo, sửa chữa có giá thành cao 2.2 Kiểu kết cấu cđa m¸y nÐn M¸y nÐn trơc vÝt cã thĨ cã loại cấu tạo 1, nhiều Rô to Trong đó, máy nén loại hai rô to đợc sử dụng nhiều Máy nén trục vít loại máy nén quay nhanh van đầu hút đẩy Các phận làm việc vít quay không tiếp xúc không tiếp Chu Dơng Nam Thiết Bị Dầu Khí K49 Đồ án tốt nghiệp Đại Học Mỏ Địa Chất xúc với thân máy Các vÝt chØ cho phÐp tiÕp xóc víi trêng hợp có cung cấp dầu bôi trơn cho máy nén Máy nén trục vít chia làm loại là: Máy nén trục vít khô Máy nén trục vít có dầu bôi trơn 2.2.1 Máy nén trục vít khô Xét loại máy nén trục vít khô có roto Roto chủ động có lồi đợc nối trực tiếp qua khớp nối với động (động điện động diezen) Roto bị động có lõm Quá trình nén khí xảy không đợc cấp dầu chất lỏng khác vào khoang làm việc vít Vì tiếp xúc roto dầu không cho phép xảy ra, chúng tồn khe hở nhỏ đảm bảo làm việc an toàn cho máy nén khí Để roto quay đồng tiếp xúc tơng hỗ chúng, ngời ta lắp cặp bánh ăn khớp có tỷ số truyền với tỷ số roto chủ động roto bị động loại máy nén việc làm lạnh khí nhờ vỏ bọc nhờ thiết bị làm lạnh trung gian thiết bị làm lạnh sau máy nén khí Đặc trng bánh ăn khớp khe hở mặt bên nhỏ Khe hở chúng nửa khe hở cho phép roto Điều đảm bảo tiếp xúc phần vít roto thời gian máy nén làm việc Các roto đợc lắp thân ổ đỡ Do máy làm việc với vận tốc vòng lớn (100 m/s) nên phải sử dụng ổ trợt, phía cửa hút lắp ổ đỡ, phía cửa đẩy lắp ổ đỡ chặn Giữa khoang ổ đỡ khoang nén đợc lắp cụm đệm làm kín để ngăn phía chảy dầu từ buồng ổ đỡ vào khoang nén phía khác rò rỉ khí nén từ máy nén Năng suất máy nén trục vít khô đạt tới từ 63 đến 400 3/phút) (m 2.2.2 Máy nén trục vít có dầu bôi trơn Loại máy có u loại máy nén khô Nó có cấu tạo đơn giản Các trục vít bánh xoắn có môđun lớn làm thép, vỏ máy chế tạo từ gang xám Nhờ có dầu bôi trơn vít tiếp xúc với không cần sử dụng bánh truyền động Các phận chèn ổ đỡ đơn giản Dầu bôi trơn với số lợng lớn đợc phun vào khoang làm việc để chèn kín khe hở phận làm việc máy nén làm giảm dòng chảy ngợc khí nén, nên nâng cao hiệu suất làm việc cho máy nén Ngoài ra, dầu bôi trơn có tác dụng làm giảm nhiệt khí nén chi tiết bị nóng, để bôi trơn giảm tiếng ồn máy nén làm việc Khi so sánh với máy nén khô ta nhận thấy rằng: máy nén khô hệ số nén không vợt nhiệt độ khí đờng đẩy tăng đến 160 ữ 1800C Nghĩa phun dầu cho phép chế tạo máy nén cấp không làm mát trung gian hay cho hai hay ba cÊp nÐn VËn tèc vòng máy nén ớt thấp Chu Dơng Nam Thiết Bị Dầu Khí K49 Đồ án tốt nghiệp Đại Học Mỏ Địa Chất 2,5 lần so với máy nén khô, roto quay ổ lăn thờng phía cửa hút đợc lắp ổ bi đũa chịu tải trọng hớng kính, phía cửa đẩy đợc lắp khối ổ đỡ gồm ổ bi cầu chịu lực dọc trục ổ bi đũa chịu lực hớng kính Máy nén trục vít có loại cấu tạo nhiều roto máy nén loại roto đợc sử dụng phổ biến Năng suất máy nén trục vít có dầu bôi trơn đạt tới từ 10 40(m3/phút) 2.3 Các thông số máy nén trục vít 2.3.1 Tỷ số nén () Là tỷ số ¸p suÊt khÝ Pd vµ ¸p suÊt khÝ vµo Ph cđa m¸y nÐn khÝ p α= d (2.1) ph 2.3.2 Năng suất lý thuyết (VL) Tính khối lợng khí cung cấp máy nén đơn vị thêi gian VL = Vr Z1.n1 = Vr Z2 n2 (2.2) Đây lu lợng lý thuyết máy nén theo số số vòng quay cđa roto chđ ®éng Trong ®ã: - Vr : ThĨ tích khoang kép (tổng thể tích khoảng roto chủ động bị động) - Z1, n1: Số số vòng quay roto chủ động - Z2, n2: Số số vòng quay roto bị động Từ công thức ta thấy lu lợng máy nén trục vít hàm số phụ thuộc vào số vòng quay roto lý thuyết không phụ thuộc vào áp suất nén Trong thực tế, tăng áp suất nén lu lợng máy nén có giảm, điều đợc giải thích chảy ngợc khí nén đờng hút máy nén khí qua khe hở roto nhiều áp suất tăng Tơng ứng với tăng áp suất máy nén khí hệ số lu lợng giảm, hệ số lu lọng (hiệu suất) V đặc trng quan trọng máy nén thể tích Chu Dơng Nam Thiết Bị Dầu Khí K49 Đồ án tốt nghiệp Đại Học Mỏ Địa Chất V = VT VL (2.3) Trong đó: - VT: Là suất thực tế máy nén khí - VL: Là suất lý thuyết máy nén khí - Năng suất thực tế máy nén lợng khí đợc đa tới nơi tiêu thụ thấp suất lý thuyết lợng V tổn thất máy nén V V −∆V ∆V ην = T = L =1 − (2.4) VL VL VL Hiệu suất lu lợng đặc trng cho độ kín máy, cao khe hở máy nén giảm Tuy nhiên việc chế tạo khe hở nhỏ đến giá trị cho phép nhỏ phải tính đến vận hành an toàn máy nén Thể tích khÝ tỉn thÊt ∆V qua khe hë Ýt phơ thc vào số vòng quay roto mà phụ thuộc vào chênh áp trớc sau khe hở Tuy nhiên giá trị quan trọng so với hiệu suất lu lợng giá trị hiệu suất máy nén trục vít, đặc trng cho hoàn thiện lợng máy Sự hoàn thiện lợng máy nén đợc xác định số hiệu suất có ích khí đoạn nhiệt, tỷ lệ công đoạn nhiệt máy nén với công tiêu hao thùc tÕ η = dn Adn N = dn ATT NTT (2.5) Trong ®ã: - ηdn : HiƯu suất đoạn nhiệt máy nén - Adn: Công đoạn nhiệt - ATT: Công tiêu hao thực tế - Ndn: Công suất đoạn nhiệt - NTT: Công suất tiêu hao thực tế Công thức tính hệ số nén bên ngoài: P ε = r P v (2.6) Trong ®ã: - Pr: áp suất - PV: áp suất vào Chu Dơng Nam Thiết Bị Dầu Khí K49 Đồ án tốt nghiệp Đại Học Mỏ Địa Chất Đây tỷ lệ áp suất hệ thống hệ thống đợc cung cấp khí nén máy nén áp suất nạp Trong máy nén piston áp suất cuối xilanh áp suất xả, nghĩa van xả đợc mở thời điểm mà áp suất xilanh đợc tạo thành áp suất hệ thống Trong máy nén trục vít, áp suất cuối không phụ thuộc áp suất hệ thống mà phụ thuộc vào bố trí cửa xả Nó xác định hệ số nén máy nén khí Công thức tính hệ số nÐn bªn trong: P ε = nt τ P v (2.7) Trong đó: - Pnt: áp suất nén - PV: áp suất vào Sự không trùng áp suất nhợc điểm máy nén trơc vÝt so víi m¸y nÐn piston Nhng nÕu lùa chọn hệ số nén cửa xả đợc tính toán phù hợp nhợc điểm đợc khắc phục Cần thiết hệ số nén luôn bé hệ số nén ngoài, trờng hợp giảm hiệu suất có ích không trùng hệ số nén hệ số nén nhỏ Nếu ngợc lại, hệ số nén lớn hệ số nén khí máy nén bị nén lên giá trị lớn giá trị cần thiết áp suất ống xả giảm lợng nén bổ sung tiêu phí 2.3.3 Công suất (N) Là công suất tiêu hao để nén truyền khí Khi roto đợc làm mát nớc trình nén đẳng nhiệt công suất N đợc tính nh sau: Chu Dơng Nam 10 Thiết Bị Dầu Khí K49 Đồ án tốt nghiệp Chu Dơng Nam Đại Học Mỏ Địa Chất 55 Thiết Bị Dầu Khí K49 Đồ án tốt nghiệp Đại Học Mỏ Địa Chất a) van điện tử (Y1) không làm việc biện pháp: Sửa chữa van thay b) Van hút (IV) bị kẹt vị trí đóng: Cần kiểm tra lại van c) Rò rỉ ống mềm điều khiển: Cần tháo sửa chữa d) Van áp suất thấp (Vp) rò rỉ hệ thống bị giảm áp suất: Khi ta cần kiểm tra lại van 5.4.2 Máy nén không cắt tải van an toàn thổi xả a) Van điện tử (Y1) không làm việc Biện pháp: Sửa chữa van thay b) Van cửa vào (IV) không đóng: Khi ta cần kiểm tra lại van 5.4.3 Condensat (lỏng) không đợc xả từ tách condensat có tải a) Do ống mềm xả bị tắc Biện pháp kiểm tra sửa chữa b) Do van phao bị trục trặc Biện pháp: Tháo cụm van phao, làm kiểm tra 5.4.4 Lợng khí áp suất máy nén thấp bình thờng a) Do lợng tiêu thụ vợt lu lợng máy nén Biện pháp: Kiểm tra thiết bị tiêu thụ b) Do bị tắc phin lọc đầu hút Biện pháp: Tháo phin, kiểm tra sửa chữa c) Do van điện tử bị hỏng Biện pháp: Sửa chữa van thay thÕ d) Do rß rØ ë èng mỊm dÉn khí điều khiển Biện pháp: Sữa chữa chỗ bị rò rỉ e) Do van vào (IV) không mở hoàn toàn Biện pháp: Kiểm tra lại van f) Do phần tử tách dầu (OS) bị nghẹt Biện pháp: Thay thế, sửa chữa g) Do van an toàn bị rò rỉ Biện pháp: Sửa chữa thay h) Các phần tử (E - ruột) máy nén bị h hỏng Chu Dơng Nam 56 Thiết Bị Dầu Khí K49 Đồ án tốt nghiệp Đại Học Mỏ Địa Chất Biện pháp: Sửa chữa thay 5.4.5 Lợng dầu nhiỊu qua phin läc hót sau dõng m¸y Do van ngợc (CV) van ngắt dầu (Vs) bị h hỏng biện pháp: sửa chữa, thay phần h hỏng cña van, thay thÕ ruét phin läc (AP) 5.4.6 Van an toàn thổi xả sau có tải a) Do van vào (IV) bị h hỏng Biện pháp: Kiểm tra lại van b) Do van áp suất thấp (Vp) bị h hỏng Biện pháp: Thay sửa chữa c) Do ruột bình tách dầu (OS) bị tắc Biện pháp: Thay sửa chữa d) Do van an toàn không đúng, không tốt Biện pháp: Kiểm tra, chỉnh sửa chữa 5.4.7 Nhiệt độ phần tử nhiệt độ khí vợt bình thờng a) Do nhiệt độ khí làm mát thổi vào cao Biện pháp: Kiểm tra cản trở khí làm mát quạt cung cấp khí làm mát cho máy nén Tránh tuần hoàn khép kín khí làm mát b) Do mức dầu thấp Biện pháp: Kiểm tra khắc phục c) Do van dự phòng (BV) bị hỏng Biện pháp: Kiểm tra, thử lại van sửa chữa, thay d) Do két làm mát dầu bị tắc Biện pháp: Làm két làm mát e) Do két làm mát khí (Ca) bị tắc Biện pháp: Làm két làm mát f) Do phần tử máy nén (ruột, E) không tốt Biện pháp: Kiểm tra, khắc phục 5.4.8 Máy nén không khởi động Do dòng điện cấp cho động không phù hợp Biện pháp: Kiểm tra nguồn điện vào động Cung cấp dòng điện phù hợp cho động 5.4.9 Động nóng a) Do công suất động nhỏ công suất máy nén Biện pháp: Thay động phù hợp với công suất máy nén b) Do dòng điện cung cấp cho động không phù hợp Biện pháp: Cung cấp dòng điện phù hợp cho động 5.4.10 Máy hoạt động ồn có tiếng gõ a) Do móng máy yếu có khuyết tật Biện pháp: Sửa chữa móng máy cho đạt yêu cầu b) Do lỏng bu lông Chu Dơng Nam 57 Thiết Bị Dầu Khí K49 Đồ án tốt nghiệp Đại Học Mỏ Địa Chất Biện pháp: Siết lại đai ốc theo lực yêu cầu, kiểm tra độ đồng tâm trục máy nén với hộp tốc độ c) Do chi tiết quay bị mòn bị xớc Biện pháp: Tăng lợng dầu bôi trơn, dùng dầu bôi trơn chủng loại nhà sản xuất quy định, ngăn chặn tác nhân ăn mòn tiếp xúc với phần quay Khôi phục lại khe hở chi tiết theo nh đà thiết kế 5.5 Các biện pháp nâng cao hiệu kinh tế vận hành máy nén trục vít Máy nén GA - 75 số loại máy nén trục vít khác nh SSR MH 75, GA 30, GA 22, ML 18, đợc sử dụng giàn khai thác mỏ Bạch Hổ để cung cấp khí (có thông số áp suất lu lợng định) cho hệ thống ®o lêng, hƯ thèng ®iỊu khiĨn tù ®éng ho¸, hƯ thống bơm trám xi măng, sản xuất Nitơ, khai thác nớc, hệ thống bơm ép, Vì vậy, đặc điểm bật trình tiêu thụ khí nén từ máy là: nhu cầu tiêu thụ khí nén phụ thuộc vào mục đích sử dụng, không đợc ổn định Điều ảnh hởng tới trình vậnh hành sử dụng máy, sở vấn đề đợc đặt nghiên cứu đa chế độ vận hành hợp lý dựa giải pháp kỹ thuật phù hợp để nâng cao hiệu sử dụng, đảm bảo tính tiết kiệm lợng vận hành nâng cao tuổi thọ, giảm chi phí vận hành, tiết kiệm vật t phụ tùng thay Hình 5.2: Biểu đồ lợng Nếu xét phơng diện lợng, qua nghiên cứu lý thuyết thực tế ngời ta rằng: thay đổi công suất N máy nén phụ thuộc vào lu lợng Q tuỳ thuộc vào chế độ điều chỉnh đợc sử dụng Chu Dơng Nam 58 Thiết Bị Dầu Khí K49 Đồ án tốt nghiệp Đại Học Mỏ Địa Chất Đờng thẳng đồ thị phản ánh đặc tính lý tëng, sù thay ®ỉi lu läng sÏ tû lƯ thuận với tiêu hao công suất máy nén phần nghiên cứu trình bảo dỡng kỹ tht cđa m¸y nÐn trơc vÝt ta thÊy r»ng: viƯc tiêu hao vật t thiết bị phụ tùng thay thÕ phơ thc rÊt lín vµo thêi gian lµm việc có tải máy Đối với loại máy nén trục vít có dầu bôi trơn, số lợng chất lợng cung cấp dầu bôi trơn máy làm việc có ảnh hởng quan trọng tuổi thọ chung máy chi tiết cấu thành máy Số lợng chất lợng dầu bôi trơn lại phụ thuộc lớn vào hoàn hảo hệ thống cung cấp dầu nhờn chế độ làm việc máy Một chế độ làm việc máy ổn định, thiết bị trì khả cung cấp dầu bôi trơn để trộn lẫn với khí nạp vào bôi trơn, làm mát làm kín phần thân roto máy nén cách tốt nhất, nâng cao tuổi thọ phần quan trọng máy nén trục vít roto máy Biện pháp điều chỉnh lu lợng máy biện pháp quan trọng đợc áp dụng vận hành Trên sở lắp đặt hệ thống điều chỉnh tự động van đầu hút máy, ta thiết lập đợc chế độ làm việc hợp lý máy, đảm bảo hiệu kinh tế cao Trên sở nghiên cứu lý thuyết thực nghiệm ngời ta đà đa áp dụng số giải pháp kỹ thuật sau để điều chỉnh lu lợng máy nén trục vít 5.5.1 Điều chỉnh tiết lu đóng van tiết lu đờng nạp Khi áp suất nén tăng cao, tín hiệu từ cảm biến áp suất lắp sau máy nén đa tới hệ thống điều khiển tự động thay đổi vị trí van , đóng vào phần Khi tiết lu khí nạp xảy ra, lu lợng máy nén giảm 5.5.2 Biện pháp điều chỉnh trợt Bản chất biện pháp thay đổi chiều dài làm việc thực tế roto, gi¶m thĨ tÝch cã Ých cđa khoang nÐn b»ng cấu đặc biệt 5.5.3 Biện pháp điều khiển không tải toàn tải Khi lu lợng khí nén tiêu thụ giảm suất máy, áp suất đờng vào bình chứa máy nén tăng lên, tăng đến giá trị giới hạn, hệ thống điều khiển áp suất tự động đóng chặt đờng hút vào máy nén máy nén chuyển sang hành trình tự (không tải) Khí nén bình chứa đợc đa lên liên tục, áp suất bình giảm xuống tới giá trị xác định, hệ thống điều khiển mở van đờng vào, máy nén lại trở làm việc có tải 5.5.4 Biện pháp điều chỉnh lu lợng m¸y nÐn GA -75 M¸y nÐn GA - 75 thực tế đợc sử dụng cho hệ thống đo lờng điều khiển tự động giàn, bơm ép vỉa, bơm trám xi măng máy có lắp đặt hệ thống điều chỉnh lu lợng kiểu không tải toàn tải Thành phần cấu tạo hệ thống gồm: - Van không tải kiểu piston có cấu tạo nh hình vẽ (Hình 5.3) - Hệ thống điều khiển - gồm van điện tử thành phần khác Chu Dơng Nam 59 Thiết Bị Dầu Khí K49 Đồ án tốt nghiệp Đại Học Mỏ Địa Chất Hình 5.3: Van tiết lu Nguyên lý làm việc hệ thống điều chỉnh lu lợng nh sau: Hệ thống điều khiển hoàn toàn tự động, điều khiển trì áp suất hệ thống giới hạn cao thấp áp suất khí vận hành Các giới hạn nh sau: Bảng 5.1: Bảng giới hạn áp suất máy nén khí GA - 75 Giới hạn Máy nén Giới hạn dới (bar) (bar) Máy làm việc 6,9 8,2 Máy dự phòng 6,7 8,0 chế độ máy làm việc: Khi áp suất đờng truyền tín hiệu từ bình tách giảm đến 6,9 (bar), hệ thống điều khiển tác động mở van không tải, khí đợc cấp vào máy nén, máy nén làm việc chế độ toàn tải (100% lu lợng) Khi áp suất tín hiệu đạt tới 8,2 (bar) điều khiển van đóng lại máy nén trở chế độ chạy không tải Nguyên lý làm việc van không tải: - Khi chạy không tải: Nếu lợng tiêu thụ khí nén cung cấp máy nén, áp suất hệ thống tăng lên Khi áp suất hệ thống tăng lên đạt tới áp suất không tải, van ®iƯn tõ Y1 sÏ ng¾t ®iƯn, pittong cđa van håi lực lò xo + áp suất điều khiển piston tải van không tải đợc xả qua van điện từ Y1 + Piston tải chuyển động phía kéo theo van vào chuyển động đóng cửa vào khí nạp Chu Dơng Nam 60 Thiết Bị Dầu Khí K49 Đồ án tốt nghiệp Đại Học Mỏ Địa Chất + Van không tải đợc mở áp suất từ bình tách (AR) qua cửa vào van điện từ theo đờng ống dẫn vào khoang vành xuyến để van không tải đẩy van mở thông đờng khí từ bình tách vào đờng không tải van vào máy nén Cơ cấu làm việc đảm bảo cho máy làm việc không tải có lợng nhỏ khí cộng với dầu từ bình tách tuần hoàn hút máy nén, đảm bảo cho máy nén đợc bôi trơn lợng tối thiểu để roto máy nén làm việc bình thờng van chặn dầu đà đóng lại Lúc lợng không khí nén nạp vào hệ thống đạt 0%, máy nén chạy chế độ không tải - Khi hệ thống chạy có tải: Khi áp suất hệ thống giảm tới giá trị áp suất tối thiểu 6,9 (bar) van điện từ Y1 chuyển động lên phía ép lò xo lại + áp suất điều khiển đợc cấp từ bình chứa (AR) qua van điện từ (Y1) tới pittong tải van không tải + áp suất khí cấp tới van không tải cân với áp suất khoang vành xuyến Khi lực lò xo đẩy van không tải tỳ lên đế van, đóng đờng khí mở từ bình tách (AR) tới máy nén + áp lực khí nén tác động lên piston tải đẩy piston xuống, ép lò xo van mở van cấp khí vào máy nén Khi khí nén đợc cấp vào 100%, máy nén chạy có tải Hệ thống điều khiển tự động đảm bảo trình hoàn toàn tự động đợc lập trình cho phần điều khiển Trị số điểm đặt đợc lập trình, nghĩa áp suất không tải, áp suất mang tải, thời gian dừng lớn số lần khởi động môtơ lớn đợc đa vào chơng trình Hệ thống điều khiển cho phép máy nén dừng lại thời điểm theo khoảng thời gian đặt trớc để giảm tiêu hao lợng tự động khởi động lại áp suất hệ thống giảm Trong trờng hợp máy nén GA -75 chế độ làm việc thực tế là: Có tải - không tải - có tải - có tải - không tải - Khoảng chu kỳ đợc đặt trớc chơng trình điều khiển máy nén 60 phút kể từ lần dừng máy trớc đó, nghĩa sau khoảng thời gian 60 phút máy nén tự động dừng hoàn toàn Tuy nhiên, thời điểm dừng trùng với thời điểm máy mang tải 100% máy làm việc tiếp tục áp suất hệ thống đạt giới hạn sau dừng Máy nén chạy lại áp suất hệ thống đạt tới giới hạn dới Sau ta đánh giá thông số làm việc thực tế máy nén GA -75 giàn bơm ép PPD: Bảng 5.2: Bảng đánh giá thông số thực tế trạm máy nén GA - 75 giàn PPD Phơng Giới Thời Thời Thời pháp Thời gian Năng hạn áp gian gian 0% điểm Giàn ®iỊu 0% t¶i bÐ st st 100% t¶i lín dõng chỉnh lu (bar) tải máy lơng Chu Dơng Nam 61 Thiết Bị Dầu Khí K49 Đồ án tốt nghiệp PPD 11,5 m3/ph Đại Học Mỏ Địa Chất 0% 100% tải 1phút 10 giây 6,9ữ8,2 phút 36 giây phút giây Chu kỳ 60 phút Các giá trị đợc xác định mang tính chất tơng ®èi Tuy nhiªn tõ ®ã ta cã thĨ rót số kết luận là: làm việc máy không đợc ổn định Trong nhiều trờng hợp nhu cầu tiêu thụ khí nén tăng lên gần xấp xỉ khả cung cấp máy nén thời gian máy chạy 100% tải tăng lên thời gian chạy 0% tải giảm xuống Thậm chí máy phải chạy liên tục 100% tải chí phải chạy thêm máy dự phòng Trong trờng hợp tiêu thụ khí nén cho nhu cầu khác tăng lên chu kỳ chuyển từ 100% tải sang 0% tải ngợc lại thi theo kinh nghiệm thực tế đạt tới 20 lần/giờ Phơng pháp điều chỉnh lu lợng đợc sử dụng cho máy nén GA - 75 tất máy nén trục vít khác giàn khai thác vùng mỏ Bạch Hổ có u điểm tiết kiệm lợng Thời gian máy chạy không tải, máy tiêu thụ lợng công suất 20 - 30% công suất định mức Tuy nhiên, nh đà phân tích máy nén trục vít ớt yêu cầu máy nén làm việc ổn định tốt Chế độ làm việc ổn định đảm bảo cho chất lợng cung cấp dầu bôi trơn đến bề mặt ma sát làm việc ổn định, kéo dài tuổi thọ thiết bị Ngợc lại, việc chuyển đổi chế độ làm việc liên tục ảnh hëng nhiỊu tíi ti thä lµm viƯc cđa bé phËn truyền động bánh Do ngành khai thác dầu khí, trình sản xuất đợc tự động hoá tơng đối cao Các thiết bị hầu hết đợc điều khiĨn tõ xa qua hƯ thèng trun dÉn d÷ liƯu, điều khiển khí động, điện thuỷ lực nên yêu cầu hệ thống cung cấp khí nén cho trình điều khiển tự động phải ổn định liên tục Một h hỏng dù nhỏ hƯ thèng cung cÊp ®Ịu dÉn ®Õn viƯc dõng cung cấp khí nén, dẫn đến phải dừng toàn giàn đặc biệt giàn bơm ép PPD có công nghệ tự động hoá 100% Vì việc phải thực hoàn hảo việc bảo dỡng kỹ thuật, thiết bị theo yêu cầu nhà chế tạo Thì việc lựa chọn chế độ vận hành hợp lý để đảm bảo cho máy làm việc ổn định, kéo dài tuổi thọ, giảm đến mức thấp trục trặc kỹ thuật xảy quan trọng nhiều việc trù chế độ vận hành tiết kiệm lợng máy nén Chu Dơng Nam 62 Thiết Bị Dầu Khí K49 Đồ án tốt nghiệp Đại Học Mỏ Địa Chất Chơng vi Tính toán lựa chọn thiết bị ép khí 6.1 Phơng pháp tính toán thông số Trong điều kiện làm việc giàn, để đáp ứng nhu cầu sử dụng khí nén làm nguồn nuôi cung cấp cho hệ thống điều khiển tự động, đòi hỏi việc lựa chọn máy móc, thiết bị cho phù hợp với điều kiện làm việc khó Khi có nhiều loại máy để lựa chọn đa vào hoạt động, nhng chủng loại có u điểm hạn chế định Vì trách nhiệm phải tính toán lựa chọn chủng loại cho phù hợp với nơi làm việc giảm đợc hạn chế máy nhiều tốt Để thực công việc này, đòi hỏi phải nắm vững thông số đặc tính loại, để từ phân tích, tính toán chúng xem loại phù hợp để đáp ứng nhu cầu đà đặt cho khí nén đa vào hoạt động Lúc đạt đợc hiệu quả, suất cao nh tuổi thọ chúng lớn Trong công tác nghiên cứu để đa chủng loại máy mà tính u việt cao, phù hợp với điều kiện làm việc, vấn đề quan trọng mà phải ý sâu vào công việc tính toán để nắm vững chúng Do yêu cầu đặt cho m¸y nÐn, cã thĨ nãi r»ng kiĨu m¸y nÐn khí trục vít có dầu bôi trơn loại máy nén có nhiều u điểm so với loại máy nén khác làm việc giàn khoan, khai thác Do chuyển động tịnh tiến piston đợc thay chuyển động quay rôto, nên máy nén trục vít làm việc với số vòng quay cao giảm khối lợng kích thớc, cấu tạo nh nên máy nén trục vít dao động lu lợng Loại máy nén hoàn toàn cân nên không cần phải có đế đặc biệt, van xecmăng nên máy nén có tuổi thọ cao độ tin cậy làm việc so với máy nén piston Vậy điều quan trọng máy nén trục vít đơn giản bảo dỡng kỹ thuật làm việc chế độ tự động 6.2 Tính toán suất khí nén yêu cầu Năng suất nén lợng khí nén đợc khoảng thời gian định, đợc tính công thức sau: Chu Dơng Nam 63 Thiết Bị Dầu Khí K49 Đồ án tốt nghiệp Đại Học Mỏ Địa Chất n V = i ψ k ∑ zi qi + ∆V (m3/ph) (6.1) Trong đó: - zi: Số lợng thiết bị dùng khí thứ i - qi: Lợng tiêu thụ khí nén cho mét m¸y thø i - αi: HƯ sè sư dơng ®ång thêi cđa thiÕt bÞ dïng khÝ thø i α = ữ 0,85 có thiết bị zi 30 - : Hệ số tăng lợng khí nén thiết bị dùng khí đà bị cũ hỏng = 1,1 ữ 1,2 - k: Hệ số kể đến tổn thất khí nén chỗ ống nối k = 1,2 - n: Số nhóm thiết bị dùng khí loại - V: Tổn thất lợng khí nén đờng ống dẫn từ máy nén khí tới nơi sử dụng khÝ ΔV= 1,5 L m3/ph Víi: L: Lµ chiỊu dµi ®êng èng (km) L = 500 (m) = 0,5 (km) 1,5 (m3/ph/km): Là tổn thất km chiều dài èng Sè nhãm thiÕt bÞ n = - nhãm 1: Là nhóm van Mim (20 cái) q1= 0,1 m3/ph - nhóm 2: Là nhóm van shut - down (10 cái) q2= 0,15 m3/ph - nhóm 3: Là nhóm thiết bị đo thuộc bình đo (2 cái) q3= 1,5 m3/ph - nhóm 4: Là nhóm thiết bị đo thuộc bình tách (1 cái) q4= 1,5 m3/ph - nhóm 5: Là nhóm thiết bị đo thuộc bình 100 m3 (1 cái) q5=2,0 m3/ph Tổng thiết bị sử dụng khí 34 ta có thông số tính to¸n chän nh sau: - α = 0,65 - ψ = 1,1 - k = 1,2 - ΔV= 1,5 x0,5 = 0,75 m3/ph Do vậy, ta tính đợc suất tính toán giàn MSP - 8: n V = αi ψ k ∑ zi qi + ∆V (6.2) V = 0,65.1,1.1,2 ( 20.0,1 + 10.0,15 + 2.1,5 + 1,5 + 2,0 ) + 0,75 = 9,33 (m3/ph) Chu Dơng Nam 64 Thiết Bị Dầu Khí K49 Đồ án tốt nghiệp Đại Học Mỏ Địa Chất Mặt khác, ta lựa chọn máy nén khí GA - 75 suất nén khí máy 11,5 (m3/ph),từ ta cã: VtÝnh to¸n < Vthùc tÕ Nh vËy: lùa chọn máy nén khí GA - 75 phù hợp víi thùc tÕ giµn MSP - nµy Ngoµi ra, máy nén khí GA - 75 đợc dùng để ép nớc để sinh hoạt, nhng việc sử dụng không thờng xuyên nên không đợc đa vào phần tính toán (thông thờng ngày đợc bơm lần, lần bơm khoảng 4ữ giờ, phải sử dụng hai máy kể máy dự phòng đảm bảo lu lợng áp suất) 6.3 Tính toán áp suất yêu cầu Tính toán áp suất yêu cầu dựa vào công thức sau: Ptmnk = Ptbdk + P (6.3) Víi: Ptmnk: ¸p st tÝnh to¸n m¸y nÐn khÝ Ptbdk: áp suất mà thiết bị dùng khí yêu cầu, thông thờng Ptbdk= Pmax P: Tổn thất áp suất đờng ống từ máy nén đến thiết bị dùng khí Thông thêng ∆P= λ.L.Pmnk Víi: L = 0,5 (km) λ = 0,05 (tổn thất 1km đờng ống) Đối với máy nén khí GA - 75 sử dụng giàn MSP - cung cấp cho thiết bị tự ®éng nh: van Mim, van shut - down, thiÕt bÞ đo lu lợng, áp suất, nhiệt độ bình đo, tách bình 100 m áp suất lớn thiết bị vào khoảng 8,5 (bar), ®ã: ∆P = 0,05.0,5.8,5 = 0,2 (bar) Do ®ã: Ptmnk = 8,5 + 0, = 8, (bar) So s¸nh víi ¸p st lín nhÊt cđa m¸y nÐn khÝ GA - 75 9,75 (bar) việc lựa chọn máy nén khí phù hợp với yêu cầu giàn MSP - Từ hai thông số Vtmnk Ptmnk ta chọn đợc máy nén khí GA -75 với thông số Vmnk V Pmnk P Để hiểu rõ thông số ta áp dụng phơng pháp tính toán máy nÐn trơc vÝt GA - 75 - 10 Trong c«ng việc tính toán thông số máy có vài thông số mà nhà thiết kế đà chọn sẵn thay đợc - Số trục Z1 = 12 - Số trục phụ Z2 = 18 Hai thông số số trơc chÝnh vµ trơc phơ nh vËy lµ rÊt phï hợp, số lớn thể tích hút, nén vòng quay nhỏ, dẫn đến lu lợng máy thấp Và có điều quan trọng số trục trục phụ không nh dẫn đến hiệu suất tốt Chu Dơng Nam 65 Thiết Bị Dầu Khí K49 Đồ án tốt nghiệp Đại Học Mỏ Địa Chất Số vòng quay (n): loại máy nén trục vít cấp có dầu bôi trơn áp suất đầu máy vào khoảng 10 (bar), chế độ làm việc định mức 8,2 (bar) Vì để đáp ứng áp suất lu lợng đòi hỏi thiết phải chọn số vòng quay cho máy n = 2975 (vòng/phút) Để phục vụ cho trạm máy nén GA - 75 để đảm bảo lu lợng máy đà đề (Q = 11,5 (m3/phút)) Vì nhà thiết kế đà chọn loại động để dẫn động cho máy nén GA - 75 loại động ®iƯn pha cã hiƯu ABB kiĨu M2ASMC cã hiƯu ®iƯn thÕ U = 250(v) cêng ®é dßng ®iƯn I = 40A với tần số f = 50 Hz công suất vào máy N= 89,8 KW Nhiệt độ máy nén mà nhà thiết kế đà đặt T= 400C 6.4 Xác định suất công suất m¸y nÐn khÝ theo kÕt cÊu - Víi mét sè thông số máy nén nh sau: + §êng kÝnh trơc vÝt D = 270 mm + ChiỊu dài phần có trục vít l = 900 mm + Số trục chủ động Z1 = 12 (răng) + Số trục bị động Z2 = 18 (răng) Do vậy: áp dụng công thức tính diện tích chân trục chủ động trục bị động, ta cã A1 = 0,0657.D2 , dã: A1 = 0.0657.2702 = 4789,53 (mm2) A2 = 0,0594.D2, ®ã: A2 = 0,0594.2702 = 4330,26 (mm2) n1 = 2975 (vòng/phút) - Năng suất lý thuyết máy nén khí Năng suất lý thuyết máy nén khí đợc tính nh sau: VLT = ( A1 + A2 ) L.Z1.n1 (m3/phót) (6.4) Trong đó: A1: Là diện tích tiết diện vuông góc trục rôto, hai vít trục roto chủ động, (m2) A2: Là diện tích tiết diện vuông góc với trục roto hai vít trục bị động, (m2) L: Chiều dài phần rôto có vít, (mm) Z1: Số trục vít chủ động n1 : Là tốc độ quay roto vít chủ động (vòng/phút) Với máy nén khí có đờng vít D1 ta có đại lợng phụ trợ: L , = D = A +A2 4789, 53 +4330, 26 = =0,1251 D 2702 ,: hệ số phụ thuộc vào hình dạng profin trục vít, với , = 0.1143 Chu Dơng Nam 66 Thiết Bị Dầu Khí K49 Đồ án tốt nghiệp Đại Học Mỏ Địa Chất Từ ta có suất lý thuyết máy là: (6.5) V = δ.θ, D3 Z1.n1 V = 0,1251.0,1143.0, 273.12.2975 = 10, 05 (m3/phút) Năng suất thực tế máy nén khÝ trơc vÝt theo sù kiĨm chøng thùc tÕ cđa nhà sản suất suất thực tế máy nÐn GA - 75 lµ 11,5 m 3/phót Do vËy suất lý thuyết tính theo kết cấu máy nén phù hợp với máy GA - 75 - Công suất (N) công suất tiêu hao để nén truyền khí đợc tính theo công thức sau: Vì trình nén đợc xem trình nén đẳng nhiệt, ®ã: P2 N da.n P N= = ηdo.n ηm 1000.ηda n ηm P Q.Ln Víi: (m3/s) (kW) (6.6) Q: suất hút máy (m3/s), với Q = 11,5 (m3/phút) = 0,192 P1, P2: áp suất đầu (hút) áp suất cuối (đẩy) (N/m2) Thông thờng ta chän: P1 = 1,003 (bar) = 100300 (N/m2) P2 = 9,75 (bar) = 975000 (N/m2) da.n: hiệu suất đẳng nhiệt m: hiệu suất khí ma sát da.n m = 0,5 ữ 0,6 Khi đó: N= 100300.0,192.ln 1000.0, 975000 100300 = 72,9 (kW) Khi kiểm tra giá trị thực ta thấy công suất máy nén N = 72,9 kw tơng đối phù hợp với công suất động Ndc = 75 kW Vì công suất động truyền cho máy nén đạt đợc hiệu suất 100% đợc mà phải thông qua hộp giảm tốc cặp bánh nghiêng nên công suất máy nén lại 72,9 kW Điều phù hợp với công việc tính toán - Hệ số nén bên máy nén Với ¸p suÊt Pv = P1= 1,003 (bar) Pr = P2= 9,75 (bar) (1bar = 100 000 N/m2) P 975000 ε= r = = 9, Pv 100300 - HÖ sè nén bên máy nén Chu Dơng Nam 67 Thiết Bị Dầu Khí K49 Đồ án tốt nghiệp Đại Học Mỏ Địa Chất Pnt P v Giả sử hiệu suất lớn máy nén đạt đợc chế độ = t P2 = Pnt , kết việc khắc phục nhợc điểm máy nén trục vít trờng hợp mát cho nén hay không nén (tức không tiêu phí lợng máy nén) lúc đó: P 975000 t = nt = = 9, Pv 100300 - Tû sè truyÒn n Z i= = n2 Z1 Khi ®ã, ta cã: εt = n2 = n1.Z1 2975.12 = =1983 ≈ 2000 (vßng/phót) Z2 18 n1 2975 = = 1, 48 ≈ 1,5 n2 2000 So víi gi¸ trị thực số vòng quay trục phụ hợp lý Vì số trục chủ động Z1 = 12, số trục bị động Z2 = 18, số vòng quay trục bị động 2/3 số vòng quay trục chủ động Điều chứng tỏ thông số đạt yêu cầu Kết luận: Các kết đà làm rõ đợc giá trị tính toán thông số kiểm nghiệm lại với giá trị thực máy đà đạt yêu cầu mà phần tính toán thông số để chọn đợc loại máy GA - 75 xác Phơng pháp tính toán áp dụng cho việc tính toán kiểm nghiệm cho thực tế giàn khai thác để chọn loại máy nén phù hợp Và: i= Chu Dơng Nam 68 Thiết Bị Dầu Khí K49 Đồ án tốt nghiệp Chu Dơng Nam Đại Học Mỏ Địa Chất 69 Thiết Bị Dầu Khí K49 ... chiều 3.1 Các thông số máy nén khí GA-75 Máy nén khí GA - 75 máy nén khí trục vít có dầu bôi trơn, cấp nén, đợc dẫn động động điện đợc làm mát không khí Chu Dơng Nam 14 Thiết Bị Dầu Khí K49 Đồ... Máy nén trục vít khô Máy nén trục vít có dầu bôi trơn 2.2.1 Máy nén trục vít khô Xét loại máy nén trục vít khô có roto Roto chủ động có lồi đợc nối trực tiếp qua khớp nối với động (động điện động. .. dầu cho máy nén Nó cho phép dầu theo chiều Khi máy nén dừng đóng lại, không cho dầu từ bình tách chuyển vào thân máy nén làm đầy rÃnh vít, để ngăn ngừa khả gây tải cho máy nén máy nén làm việc Cấu