nghiên cứu cấu tạo và nguyên lý làm việc của máy nén khí trục vít ga-75

Hiện nay, trên các giàn khoan, khai thác của mỏ Bạch Hổ có rất nhiều trạm máy nén có thể cung cấp nguồn khí cho các thiết bị này nhưng thông dụng nhất vẫn là trạm máy nén khí GA - 75 vì

Lời nói đầu

Ngày nay, việc ứng dụng tự động hoá vào trong công nghiệp dầu khí, một ngành công nghiệp mũi nhọn của đất nước đã mang lại nhiều lợi ích cho nền kinh tế quốc dân Tuy vậy, công việc này cũng không dễ dàng, mặc dù chúng ta đã nhập nhiều thiết bị hiện đại từ nước ngoài Do đó việc lựa chọn - vận hành - bảo dưỡng - sửa chữa các thiết bị này phải thực sự thành thạo, nắm vững nguyên lý hoạt động của chúng cho phù hợp với các yêu cầu về năng lượng của từng giàn, nhằm nâng cao năng suất, tuổi thọ của các thiêt bị đó.

Trong điều kiện giàn khai thác, để đảm bảo tốt các công việc khai thác, cũng như kiểm tra chặt chẽ các công việc này, thì việc sử dụng hệ thống đo lường tự động là rất hữu hiệu Cũng như trong môi trường dễ cháy, nổ như ở giàn khoan thì việc sử dụng khí nén làm nguồn năng lượng cung cấp cho các thiết bị tự động hoá như các van an toàn, các thiết bị đo, là có nhiều ưu điểm nhất Vì vậy, khí nén được chọn là nguồn năng lượng cung cấp cho hệ thống đo lường tự động và cung cấp cho các thiết bị điều khiển trên các giàn công nghệ và giàn bơm ép.

Hiện nay, trên các giàn khoan, khai thác của mỏ Bạch Hổ có rất nhiều trạm máy nén có thể cung cấp nguồn khí cho các thiết bị này nhưng thông dụng nhất vẫn

là trạm máy nén khí GA - 75 vì nó có những ưu điểm vượt trội so với các loại máy khác là: nguồn khí cung cấp đạt yêu cầu, trạm máy được bố trí gọn, hoạt động hoàn toàn tự động, có hệ thống an toàn tốt để bảo vệ khi máy có sự cố và đặc biệt

là lưu lượng của máy rất ổn định, tự động điều chỉnh phù hợp theo nhu cầu sử dụng

đã đặt trước, đảm bảo tính tiết kiệm năng lượng

Chính những đặc điểm này, cùng với việc tìm hiểu về loại thiết bị này trong quá trình thực tập ở xí nghiệp liên doanh Vietsovpetro Với sự giúp đỡ, hướng dẫn tận tình của thầy Vũ Nam Ngạn cùng các thầy trong bộ môn Thiết Bị Dầu Khí và

Công Trình, em đã thực hiện đề tài:” Nghiên cứu cấu tạo và nguyên lý làm việc của máy nén khí trục vít Ga-75”, một loại thiết bị hiện đại, có nhiều ưu điểm.

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ CễNG TY DẦU KHÍ VIETSOVPETRO

1.1 Khỏi quỏt chung về liờn doanh dầu khớ Vietsovpetro

Mỏ Bạch Hổ nằm ở lụ số 09 của bể Cửu Long thuộc thềm lục địa Nam ViệtNam Chiều sõu mực nước khoảng 50m Diện tớch khoảng 10.000 km², cỏch Cảng

dịch vụ của Xớ nghiệp Liờn doanh Dầu khớ Vietsovpetro khoảng 120 km (hỡnh 1.1).

Ở phớa Tõy Nam của mỏ Bạch Hổ khoảng 35 km là mỏ Rồng, xa hơn nữa là mỏ ĐạiHựng Toàn bộ cơ sở dịch vụ trờn bờ nằm trong phạm vi thành phố Vũng Tàu baogồm Xớ nghiệp Khoan, Xớ nghiệp Khai Thỏc, Xớ nghiệp Dịch vụ Kỹ thuật, ViệnNCKH và TK…

Rồng chính Nam Rồng

Đông Rồng Tam Đảo

Rạng đông

Ph ơng đông

Amethyst SW

Ruby Peath Jade

S tử đen

Topaz

S tử vàng

S tử trắng Vừng Đông

Nền kinh tế Vũng Tàu mang tính dịch vụ Tại Vũng Tàu có ngành thuỷ sản và

du lịch phát triển mạnh nhất Với dân số gần 2,5 vạn người cùng với sự tồn tại một

số trường của trung ương và địa phương như: Trường trung cấp du lịch, trung cấp

sư phạm, cơ sở của trường Đại học Mỏ- Địa chất…Đây chính là nguồn lao động dồidào cung cấp cho quá trình xây dựng và khai thác của xí nghiệp liên doanhVietsovpetro

Mỏ dầu khí Bạch Hổ nằm trong lô 09 của bể trầm tích Cửu Long, đây là mỏ cótrữ lượng lớn nhất tại Việt Nam hiện nay Vào đầu năm 1975 công ty Mobil đãkhoan giếng BH-1X tại cấu tạo Bạch Hổ và đã phát hiện dòng dầu công nghiệptrong cát kết của trầm tích Mioxen hạ tại độ sâu 2775- 2819m Từ năm 1980 xínghiệp liên doanh Vietsovpetro đã triển khai với quy mô lớn các hoạt động tìmkiếm – thăm dò, thẩm lượng và khai thác bể Cửu Long, trong đó điển hình là mỏBạch Hổ

Đến năm 1981 xí nghiệp liên doanh Viêtsopetro ra đời nhằm khai thác dầukhí ở mỏ Bạch Hổ Cùng với thời gian đó Tổng cục dầu khí Việt Nam thành lậpBan quản lý công trình dầu khí Vũng Tàu để xây dựng công trình dầu khí của liêndoanh dầu khí Vietsovpetro

Đến năm 1986, mỏ Bạch Hổ đã đi vào khai thác với đối tượng chính là tầngOligoxen hạ ở sườn Đông Bắc của vòm Bắc và vòm Nam, tuy nhiên trữ lượng củatầng này không lớn Tấn dầu đầu tiên được lấy ở mỏ Bạch Hổ vào ngày 26-6-1986,đánh dấu mốc lịch sử của ngành công nghiệp dầu khí Việt Nam

Năm 1988, xí nghiệp liên doanh Vietsovpetro đã phát hiện dầu khí có trong đámóng phong hoá nứt nẻ của mỏ Bạch Hổ với lưu lượng khai thác lớn và từ đó mở ramột hướng tìm kiếm thăm dò mới cho bể Cửu Long và đối với ngành dầu khí ở ViệtNam, với hơn 100 triệu tấn dầu đã khai thác của mỏ Bạch Hổ chủ yếu là dầu trongtầng móng (86%) còn lại là dầu trong trầm tích Oligoxen hạ và Mioxen hạ

Năm 1990 do thay đổi luật đầu tư, luật dầu khí ra đời cùng với việc hình thànhnền kinh tế thị trường Đồng thời có sự xác nhập của tổng cục dầu khí vào Bộ côngnghiệp nặng Tiếp đó là quyết định công văn số 252/CNNG TC ngày 20-9-1990 của

Bộ trưởng công nghiệp nặng về việc thành lập công ty khí đốt trên cơ sở ban quản

lý công nghiệp dầu khí Vũng Tàu

Tính đến ngày 13- 12- 2003, xí nghiệp liên doanh Vietsovpetro đã khoan tổng

số hơn 200 giếng khoan tại mỏ Bạch Hổ, trong đó phần lớn là các giếng khai thác.Hiện nay ở mỏ Bạch Hổ chủ yếu khai thác bằng Gaslift và bơm điện chìm Mỏ

có trữ lượng khoảng 300 triệu tấn, trung bình mỗi ngày khai thác 38.000 tấn dầu thôchiếm 80% sản lượng dầu thô ở Việt Nam

Từ đó đến nay ngành công nghiệp dầu khí nước ta ngày càng lớn mạnh Trong

9 tháng đầu năm 2007 Toàn tập đoàn Dầu khí đạt doanh thu 143.100 tỷ đồng nộpngân sách nhà nước 56.900 tỷ đồng Công tác tìm kiếm thăm dò được triển khai tìmkiếm trong nước và ngoài nước, cả khu vực các hợp đồng dầu khí liên doanh vớinước ngoài và các khu vực đầu tư phát hiện dầu khí tại hai mỏ Đông Đô, Báo Vàng.Tập đoàn triển khai ký 6 hợp đồng dầu khí mới trong nước tìm kiếm thêm 6 dự án ởnước ngoài, khai thác 16,9 triệu tấn dầu Kế hoạch 2006 - 2010 VSP phấn đấu giatăng trữ lượng 52 tấn dầu thô, với 20 giếng khoan tìm kiếm, khai thác từ 37 đến 40

Đến năm 2010 sẽ chấm dứt việc ký kết hợp đồng dầu khí giữa hai nhà nướcViệt Nam - Liên Xô, và bắt đầu hợp đồng mới với tư cách việc ký kết hợp đồnggiữa hai tập đoàn dầu khí với nhau

1.2 Khái quát về hệ thống khí nén và các trạm máy nén khí trên các công trình biển

Ngày nay, với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật, cùng với nănglượng điện, vai trò năng lượng bằng khí nén ngày càng trở nên quan trọng Tất cảnhững cơ sở sản xuất lớn, thậm chí cả trong nhiều lĩnh vực thông dụng của cuộcsống hàng ngày cũng không thể thiếu được nguồn năng lượng khí nén Việc sử dụngnăng lượng bằng khí nén đóng một vai trò cốt yếu ở những lĩnh vực mà khi sử dụngnăng lượng điện sẽ nguy hiểm; sử dụng năng lượng bằng khí nén ở những dụng cụnhỏ, nhưng truyền động với vận tốc lớn ; sử dụng năng lượng bằng khí nén ở nhữngthiết bị như búa hơi, dụng cụ dập, tán đinh, và nhiều nhất là dụng cụ, đồ gá kẹp chặttrong các máy…

Trong ngành công nghiệp Dầu khí, vai trò của năng lượng khí nén càng trởnên đặc biệt quan trọng, nhất là đối với các giàn khoan - khai thác Dầu khí trênbiển Sở dĩ như vậy là do các quá trình sản xuất, các công đoạn công nghệ trongcông nghiệp Dầu khí đặc biệt nguy hiểm, luôn tiềm ẩn những nguy cơ cháy, nổ,phun trào… có thể gây ra tai nạn chết người, phá hủy thiết bị, công trình, thậm chí

là những thảm họa môi trường nghiêm trọng cho cả một khu vực rộng lớn.Với những đặc tính ưu việt của năng lượng khí nén, như :

1 An toàn với môi trường độc hại, môi trường nguy hiểm khí, dễ cháy nổ.

Hình 1.2: Sơ đồ công nghệ của máy nén khí

1 – Van 1 chiÒuMục đích của nguồn khí này là sử dụng vào hệ thống điều khiển, kiểm soátcông nghệ khai thác dầu khí Sử dụng đường ống dẫn có đường kính 60 được lắpđặt trực tiếp vào nguồn chính của trạm nén Từ block 7B đưa sang block 6 Đượclắp đặt chạy dọc theo mép phải của block 6, 4, 2 đồng thời tại block 4 có nhánh rẽ

MNK GA-75 FF

MNK

T30/7100

BỒN XI MĂNG

BLOCK 7A Trạm điện

BLOCK 5 Phòng tiện

BLOCK

1+2+3+4

HT Gaslift

BLOCK 1+2+3 4+8



BM-15 KHOAN



GIẾNG NƯỚC

1

1

MNK 4BY 5/9

để đưa nguồn khí đến sử dụng vào mục đích gaslift tại block này Tại đầu block 2,đường khí này được chia làm 2:

- Một nhánh đi vào block 1 điều khiển các trạng thái van cầu và van Mim của

- Nhánh còn lại đi vào block 2 cũng nhằm mục đích phục vụ cho hệ thốnggaslift, cụ thể là đóng hay mở van cầu trong hệ thống này

Việc bố trí đường ống dẫn như trên là hoàn toàn hợp lý nó đã rút ngắn được tối

đa độ dài của những đường ống lắp đặt đồng thời nó nằm ở vị trí mà được bảo vệ tốtnên ít bị sự cố rò gỉ khí ra ngoài do va trạm với đường ống, nó cũng góp phần bảođảm an toàn của hệ thống

Vì mục đích sử dụng nhất thiết áp suất không thay đổi do vậy trên hệ thốngnày cần thiết phải lắp hệ thống ổn áp, áp suất khí trong hệ thống này thay đổi saubình chứa của trạm nén khí Như vậy áp suất bình chứa thay đổi từ 6,5 – 8,5 at từmáy nén đến bình chứa Tuy nhiên, với nguồn khí này vẫn bảo đảm đi qua hệ thốngsấy và hệ thống phin lọc

Sử dụng đường ống có đường kính 60 được thiết kế lắp đặt trực tiếp từ máynén qua cụm phin tách thô, tinh sau đó về bình chứa không qua van điều tiết do đó

áp suất của nguồn khí có thể thay đổi trong khoảng 6,5 – 8,5 at cũng giống như sựthay đổi áp suất trong bình chứa

- Tuy áp suất có thay đổi nhưng những thông số về nhiệt độ, độ ẩm vẫn đảmbảo tốt Nguồn khí này cũng được đi qua hệ thống sấy và phin lọc

- Nguồn khí sử dụng cho hệ thống đo lường

- Nguồn khí này được nối với đường ra sau bình chứa của trạm nén và nguồnkhí này được đi qua bộ van điều tiết để giảm, ổn định áp suất ở mức 5 at

- Nguồn khí sau khi qua van tiết lưu này sẽ được đưa ra các blốc 1, 2, 3, 4, 8

để nhằm mục đích cung cấp nguồn cho những thiết bị đo cụ thể Việc bố chí cácđường ống như sau:

- Sau khi nguồn khí qua van điều tiết, sẽ được chia làm 2 nhánh chính, mộtnhánh được đưa lên blốc 8 để làm nguồn nuôi những thiết bị đo như đầu đồng hồghi đồ thị và những thiết bị điều khiển tự động khác

- Nhánh còn lại sẽ được đưa đến blốc 1, 3, 4 Đường ống được lắp đặt ở bênphải của blốc 2, 4 được phân ra blốc 1, 2, 4 ở phía trước để đưa nguồn khí này vàonhu cầu sử dụng

- Nguồn khí này sẽ được đưa vào các thiết bị đo nhưng phải vào các bộ van

thời cũng sử dụng nguồn khí này để đưa vào những thiết bị đo, vẽ đồ thị hoạt độngcủa một số phần trong công nghệ khai thác của giàn.

- Tuy nhiên trong hệ thống đo lường tự động hoá còn rất nhiều phần phức tạpkhác nhưng ở đây tôi chỉ trình bày về việc cung cấp nguồn khí làm nguồn nănglượng để phục vụ cho các thiết bị đo lường tự động hoá, sơ đồ bố trí đưa đượcnguồn khí từ trạm nén đến những vị trí cần thiết như đã nêu ở trên cho hệ thống đolường tự động hoá ở MC-1

Tại các giàn cố định trên biển của Xí nghiệp Liên doanh “Vietsovpetro”, đểcung cấp năng lượng khí nén sử dụng cho các thiết bị và hệ thống phục vụ cho côngnghệ khoan-khai thác Dầu khí, người ta thiết kế, lắp đặt nhiều trạm nén khí phục vụcho những mục đích cụ thể khác nhau, như :

1.2.1 Máy nén khí trục vít GA-75

1.2.1.1 Đặc tính kỹ thuật của trạm nén khí GA-75

Là máy nén khí trục vít có dầu bôi trơn cùng với các thiết bị phụ trợ do hãngAtlas Copco cung cấp

Hệ thống chứa và xử lý khí nén sau máy nén

- Động cơ dẫn động: động cơ điện ABB kiểu M2A, SMC 250

- Số vòng quay của trục động cơ: 2975 V/phút

- Lưu lượng dầu: 29 lít

- Dầu sử dụng với cấp độ nhớt: ISO UG 68., chỉ số nhớt bé nhất: 95

- Khớp nối: răng

- Bộ truyền trung gian: cặp bánh răng ăn khớp

- Giá trị đặt của van an toàn của bình tách: 12 bar

- Áp suất duy trì của bình tách bé nhất: 4 bar

- Làm mát: bằng không khí

- Nhiệt độ lớn nhất cho phép của ổ đỡ: 950C.

1.2.1.2 Nhiệm vụ chính của máy nén khí GA-75

Nhiệm vụ chính của trạm nén là cung cấp nguồn khí sạch, khô, áp suất ổnđịnh, luôn được duy trì để phục vụ cho hệ thống đo lường tự động hoá, ứng dụngcủa nguồn khí này tại giàn cụ thể như:

- Dùng nguồn khí của trạm nén khí làm nguồn năng lượng để nuôi thiết bị đo

- Dùng nguồn khí này làm nguồn khí đóng mở van Mim

- Nhằm ổn định lưu lượng cũng như áp suất khí xuống giếng (công nghệGaslift)

- Ép nước sinh hoạt

- Đóng mở van cầu SDV

- Khởi động thiết bị diezen

- Dùng nguồn khí này để bơm hoá phẩm xuống giếng trong quá trình khai thácgaslift

- Ngoài ra trạm nén khí GA-75 có lưu lượng và áp suất lớn ổn định, còn đượcduy trì để vận chuyển xi măng, bazít

- Đối với công nghệ khai thác dầu khí tại các giàn khoan cố định vai trò củanguồn khí 6 – 10 atm do trạm nén khí GA-75 là tối quan trọng và nó có nhiệm vụrất lớn đảm bảo tốt nguồn cung cấp cho thiết bị đo cũng như một số phần tự độngkhác Ưu điểm của nguồn khí để làm năng lượng đo này là đặc biệt an toàn vớimôi trường dễ cháy nổ và giá thành hoàn toàn chấp nhận được Có thể thực hiệnviệc đo khi sử dụng những nguồn năng lượng khác Nhưng không an toàn, vàkhông gọn, không kinh tế Dùng nguồn khí nén làm nguồn nuôi cũng góp phầnlớn vào việc khống chế sự cố của giàn

- Do vậy mà trạm nén GA-75 là một trạm nén khí không thể thiếu được ở bất

kỳ giàn khoan khai thác cố định nào Nó thực sự đóng vai trò rất quan trọng trongquá trình khai thác và vận chuyển dầu khí

1.2.2 Máy nén khí 4BY5/9

1.2.2.1 Đặc tính kỹ thuật

- Dạng máy nén: Pittông, chữ V, 2 dãy, 4 xi lanh, hai cấp nén tác dụng đơn

- Vòng quay định mức của máy nén - vòng/phút: 735

- Công suất định mức của máy nén không lớn hơn: 33 kw

- Áp suất khí nạp: Khí trời.

- Bôi trơn bằng phương pháp vung tóe

- Dầu bôi trơn: -50 ; -40 ; Vitrea –100

- Lượng dầu bôi trơn: 17 lít

- Lượng dầu tiêu hao: {mg/giây (g/giờ)}: 8 (30)

- Phương pháp điều chỉnh lưu lượng:

Tắt mở máy tự động

Xả khí từ đường đẩy cấp II về đường hút cấp I

- Truyền động: Từ động cơ điện trực tiếp qua khớp nối mềm

- Chiều quay trục máy nén: Cùng chiều kim đồng hồ nhìn từ phía bánh đà

- Điện áp nuôi bảng điều khiển: 220 V , 50 Hz

1.2.2.2 Nhiệm vụ của máy nén khí 4BY5/9

Máy nén không khí 4BY5/9 dùng để cung cấp khí nén áp suất 0,78 Mpa

- Cung cấp khí nén cho thiết bị khoan

- Dự phòng khí cho hệ thống đo lường tự động hóa

- Cung cấp khí nén cho việc khai thác nước kỹ thuật

1.2.3 Máy nén khí áp suất cao KR-2T

1.2.3.1 Đặc tính kỹ thuật của máy nén khí pittông áp suất cao KR-2T

- Kiểu máy nén khí pittông 3 cấp nén, thẳng đứng dạng bậc, hành trình đơn, tácdụng kép

- Đường kính xilanh:

+ Cấp 1: 128mm

+ Cấp 2: 110mm+ Cấp 3: 25mm

- Hành trình pittông: 40mm

- Áp suất nạp: Khí trời

- Lưu lượng của máy nén 1,8 l/ph

- Công suất cần thiết của máy nén 9Kw

- Động cơ điện, điện áp 380 V, 50 Hz

- Số vòng quay trục khuỷu 1000 vòng/ph Truyền chuyển động bằng bộ truyềnđai dạng hình thang

- Hệ thống bôi trơn:

+ Bôi trơn tuần hoàn cưỡng bức từ bơm bánh răng

+ Hơi hỗn hợp dầu cộng khí nạp cho cấp 1

+ Khí nén sau cấp 2 không được làm sạch đi vào luôn cấp 3 sau khi đượclàm mát trung gian

+ Làm mát bằng nước ngọt được một bơm ly tâm gắn đồng trục với bơmnhớt gắn trên phần nối dài của trục cơ máy nén Nước được bơm tuần hoàn

có quạt thổi làm mát cánh tản nhiệt

Máy nén khí nhận truyền động từ động cơ điện qua bộ truyền đai, động cơquay mang theo quạt gió quay thổi gió làm mát nước trong bộ tản nhiệt, khi máynén quay bơm nước và bơm dầu bôi trơn sẽ làm việc cung cấp dầu bôi trơn, nướclàm mát cho máy nén

1.2.3.2.Nhiêm vụ của máy nén khí pittông áp suất cao KR-2T

- Là cung cấp nguồn khí nén cao để phục vụ cho các thiết bị trên giàn

- Cung cấp nguồn khí nén cao để đóng mở các van cầu ở đường làm việc vềbình tách bình chứa

- Cung cấp nguồn khí nén cao để khởi động máy diezen cụm bơm trám ximăng

- Cung cấp nguồn khí nén để nạp không khí vào các bình khí của xuồng cứusinh

- Thử van an toàn

- Thông thổi đường ống bị tắc nghẽn

- Cung cấp khí nén để mồi đường nước sinh họat trên giàn và một số nhiệm vụkhác

Do vậy máy nén khí cao áp KR – 2T thực sự đóng vai trò rất quan trọng trongquá trình khai thác và vận chuyện dầu khí Cho nên máy nén khí cao áp KR-2Tkhông thể thiếu được trên tất cả các giàn khoan cố định.

1.2.4 Máy nén khí 2BM4-9/101 (của trạm máy nén khí CD9-101)

Được sử dụng trong quá trìn gọi dòng các giếng khai thác là phương pháp làmgiảm cột áp thủy tĩnh của khối chất lỏng trong lòng giếng Đây là loại máy nén

/phút

1.2.5 Ngoài ra còn nhiều máy nén khí khác

- GA22,GA30,SSP,MH75…Những máy nén này dùng để cung cấp khí néncho hệ thống điều khiển , hệ thống bơm trám xi măng và các nhu cầu khác…

- Máy nén khí T30-7100

- Ngoài ra, trên một số giàn ( như CTP-2; CTP-3…) còn được lắp đặt, vận

cho các công đoạn công nghệ xử lý Dầu khí

1.3 Sơ đồ công nghệ thu gom và vận chuyển dầu khí ở mỏ Bạch Hổ (Hình1.3)

Chương 2

LÝ THUYẾT VỀ MÁY NÉN KHÍ TRỤC VÍT

2.1.Mô tả chung về máy nén trục vít

- Máy nén trục vít là máy nén thể tích Thường được sử dụng trong hệ thốngthu gom khí đồng hành ở các mỏ hoặc cung cấp nguồn khí nén cho các thiết bị tựđộng

- Do chuyển động tịnh tiến của pittông được thay thế bằng chuyển động quaycủa rôto, nên máy nén trục vít có thể làm việc với số vòng quay cao, do vậy có thểgiảm khối lượng và kích thước Cũng do cấu tạo như vậy nên máy nén trục vítkhông có dao động về lưu lượng Máy nén hoàn toàn cân bằng và không cần phải có

2.2.2 Nguyên lý làm việc

- Máy nén trục vít làm việc theo nguyên lý thay đổi thể tích Nó gồm hai trụcvít nhiều mối răng ăn khớp và quay ngược chiều nhau Một trục dẫn nhận truyềnđộng từ động cơ và truyền cho trục bị dẫn qua cặp bánh răng nghiêng Khí hoặc hơiđược hút từ đầu này được nén và đẩy sang đầu kia của cặp trục Khe hở giữa haitrục vít (phần ăn khớp) và giữa đỉnh răng với xilanh vào khoảng từ 0,1 đến 0,4mm

Vì vậy khi làm việc không có ma sát, êm, tuổi thọ cao Các trục vít có độ chính xáccao nên khó chế tạo và sửa chữa Trong máy nén khí trục vít không có van hút vàvan đẩy như ở máy nén pittông

- Số vòng quay của trục vít từ 3000 vòng/phút trở lên thậm chí đến 15000vòng/phút

2.3 Các thông số cơ bản của máy nén trục vít

2.3.1 Tỷ số nén (α)

h

d p

p



2.3.2 Năng suất lý thuyết (V L )

Tính bằng khối lượng khí cung cấp bởi máy nén trong một đơn vị thời gian

VL = Vr Z1 n1 = Vr Z2 n2 (2.2) Đây là lưu lượng lý thuyết của máy nén theo số răng và số vòng quay của rôtochủ động

Trong đó:

của rôto chủ động và bị động)

- Z1, n1: Số răng và số vòng quay của rôto chủ động

- Z2, n2: Số răng và số vòng quay của rôto bị động

Từ các công thức trên ta thấy lưu lượng của máy nén trục vít là hàm số chỉ phụthuộc vào số vòng quay của rôto và về lý thuyết nó không phụ thuộc vào áp suấtnén

Trong thực tế, khi tăng áp suất nén thì lưu lượng của máy nén có giảm, điềunày được giải thích bằng sự chảy ngược của khí nén về đường hút của máy nén khíqua khe hở giữa các rôto sẽ càng nhiều khi áp suất càng tăng

Tương ứng với sự tăng áp suất của máy nén khí thì hệ số lưu lượng sẽ giảm,

hệ số lưu lượng (hiệu suất) là một đặc trưng quan trọng của máy nén thể tích

T V

V

V



 (2.3) Trong đó:

- VT: Là năng suất thực tế của máy nén khí

- VL: Là năng suất lý thuyết của máy nén khí

- Năng suất thực tế của máy nén là lượng khí được đưa tới nơi tiêu thụ và luônthấp hơn năng suất lý thuyết một lượng ∆V do tổn thất trong máy nén

Hiệu suất lưu lượng này đặc trưng cho độ kín của máy, nó càng cao nếu khe

hở trong máy nén càng giảm Tuy nhiên việc chế tạo khe hở chỉ nhỏ đến một giá trịcho phép và không thể nhỏ hơn vì phải tính đến sự vận hành an toàn của máy nén.Thể tích khí tổn thất ∆V qua khe hở ít phụ thuộc vào số vòng quay của rôto

mà chỉ phụ thuộc vào sự chênh áp trước sau khe hở

Tuy nhiên giá trị quan trọng hơn so với hiệu suất lưu lượng là giá trị hiệu suấtcủa máy nén trục vít, nó đặc trưng cho sự hoàn thiện về năng lượng của máy

Sự hoàn thiện về năng lượng của máy nén được xác định bằng chỉ số hiệu suất

có ích của khí đoạn nhiệt, nó là tỷ lệ giữa công đoạn nhiệt của máy nén với côngtiêu hao trong thực tế

- dn: Hiệu suất đoạn nhiệt của 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:

r

v

P P

Trong đó:

- Pr: Áp suất ra

- Pv: Áp suất vào

Đây là tỷ lệ áp suất trong hệ thống hệ thống được cung cấp bởi khí nén trongmáy nén và áp suất nạp Trong máy nén pittông áp suất cuối trong xilanh bằng ápsuất xả, nghĩa là van xả được mở ở thời điểm khi mà áp suất trong xilanh được tạothành bằng áp suất trong hệ thống.

Trong máy nén trục vít, áp suất cuối không chỉ phụ thuộc áp suất trong hệthống mà còn phụ thuộc vào sự bố trí cửa xả Nó xác định hệ số nén trong máy nénkhí

Công thức tính hệ số nén bên trong:

nt v

P P

hệ số nén trong luôn luôn bé hơn hệ số nén ngoài, trong trường hợp này sự giảmhiệu suất có ích do sự không trùng nhau giữa hệ số nén trong và hệ số nén ngoài lànhỏ

Nếu ngược lại, hệ số nén trong lớn hơn hệ số nén ngoài thì khí trong máy nén

bị nén lên giá trị lớn hơn giá trị cần thiết do vậy áp suất trong ống xả giảm khi đónăng lượng do sự nén bổ xung sẽ tiêu phí

2.4 Các đặc điểm đặc biệt của máy nén trục vít

- Máy nén trục vít có thể có nhiều đặc điểm khác nhau, có loại có cấu tạo 1,2 hoặc nhiều Rôto Trong đó máy nén loại 2 rôto là được sử dụng nhiều nhất

- Máy nén trục vít là máy nén quay nhanh và không có van đầu hút và đầuđẩy, các bộ phận làm việc là các vít quay nhưng không tiếp xúc nhau Trong trườnghợp có cung cấp dầu bôi trơn cho máy nén Máy nén trục vít có thể phân thành 3loại sau đây :

+ Máy nén trục vít có dầu bôi trơn

+ Máy nén trục vít khô trong đó các bộ phận chủ yếu của máy được làm mát bởi hơi hoặc chất lỏng làm việc trong máy nén

+ Máy nén trục vít nén tốt bằng cách phun vào máy một lượng nhỏ chất lỏng

để làm giảm nhiệt độ của hơi hoặc khí sau khi nén

2.4.1 Máy nén trục vít khô

- Có 2 rôto Rôto chủ động có răng lồi được nối trực tiếp hoặc qua khớp nốirăng với động cơ (động cơ điện hoặc động cơ điezen) Rôto bị động có răng lõm sựnén khí xảy ra mà không được cấp dầu hoặc chất lỏng khác vào khoang làm việccủa xilanh Vì vậy sự tiếp xúc của các răng rôto khi không có dầu là không chophép và giữa chúng tồn tại khe hở nhỏ Đảm bảo sự làm việc an toàn của máy nén

Để quay rôto đồng bộ khi không có tiếp xúc tương hỗ giữa chúng Người ta lắp đặtcặp bánh răng ăn khớp có tỉ số truyền bằng tỉ số của số răng của rôto chủ động và bịđộng Đặc trưng của bánh răng ăn khớp là khe hở mặt giữa các răng của chúng bằngnửa khe hở cho phép giữa các răng của rôto Điều này đảm bảo không có sự tiếpxúc của các răng của phần vít của rôto trong thời gian làm việc của máy nén

- Các rôto lắp trong thân trên các ổ đỡ Vì máy nén làm việc với vận tốc vòngquay rất lớn tới 100m/s nên phải sử dụng các ổ trượt

2.4.2 Máy nén trục vít có dầu bôi trơn

- Loại máy này có ưu thế lớn hơn so với máy nén khô Quá trình nén khí xảy

ra cùng với phun vào khoang làm việc một lượng dầu để làm mát khí trong quátrình nén và làm kín khe hở Giảm dòng chảy ngược của khí vào nâng cao hơn hiệusuất của máy nén

- Có sự phun dầu cho phép nâng cao hệ số nén trong một cấp nén lên là  = 8 

12 do dầu làm mát khí nén Nên nhiệt độ của nó ở hệ số nén cao như thế không vượt

phun dầu cho phép chế tạo máy nén 1 cấp không làm mát trung gian thay cho 2 hay

3 cấp nén Ngoài ra đơn giản đáng kể kết cấu máy nén khí có dầu trong khoang néncác rôto có thể tiếp xúc trực tiếp với nhau do đó không cần phải có cặp bánh răng ănkhớp

- Vận tốc vòng của máy nén ướt thấp hơn 2,5 lần so với máy nén khô cho nêncác rôto quay trên các ở lăn thường ở nắp lắp ổ bi đũa, chịu tải trọng hướng kínhphía cửa đẩy lắp 1 khối ổ đỡ Trong đó gồm các ổ bi đũa và ổ bi cầu, ổ bi cầu chịulực dọc trục Trên máy nén còn có hệ thống cung cấp dầu tuần hoàn, hệ thống điềuchỉnh lưu lượng, phin lọc

2.5.Hệ thống lắp ráp máy nén trục vít

- Trong nhà máy chế tạo, các thiết bị máy nén được tiến hành thử ở chế độtrung bình, sau đó đóng gói và giao cho người đặt hàng Nó bao gồm 3 cụm sauđây:

+ Cụm máy nén

nhớt từ các đường ống dẫn tới và ra khỏi bình không vượt quá 0,1  0,15Пa Vàtrên đường hút nhất thiết phải lắp bộ tiếp nhận với thiết bị khóa theo mực chất lỏng.Thiết bị phải nối với hệ thống tự động và truyền tín hiệu đóng khi tràn bình Sự nhấtthiết trong bình như thế thể hiện bằng máy nén trục vít là máy nén thông dụng Khichất lỏng vào khoang làm việc với số lượng lớn (dầu thô, phần chất lỏnghydrocacbon) có thể xảy ra va đập thủy lực.

trước máy nén cần lắp phin lọc mà kích cỡ các chất đi qua không hơn 100 m

- Thiết bị máy nén trục vít có thể lắp đặt dưới mái che

- Các loại động cơ cũng như các bảng điều khiển hệ thống tự động khi lắp ráp phải có mái che chắn để tránh mưa nắng trực tiếp chiếu vào

- Máy nén trục vít trục vít là máy nén bằng động học nên máy không đòi hỏi 1nền móng riêng và có thể lắp trên móng cọc hoặc móng kim loại nhẹ Trước khi vậnchuyển máy, cụm điều khiển được tháo tách khỏi thiết bị máy Vì vậy khi hoànthành công việc lắp phải lắp nó trên khung máy nén

- Cụm điều khiển từ xa lắp đặt trên khoảng cách không gần hơn 7m và không

xa hơn 200m tính từ máy nén Phân bố máy cần phải thuận tiện khi bảo dưỡng

- Khi lắp hệ thống tự động, đặc biệt chú ý sự chuẩn xác và chắc chắn, các mốidây dẫn thiết bị cần phải có dây tiếp địa, sau khi kết thúc lắp đặt thiết bị điện nối vớimạch điện và mạch tiếp địa

Chương 3 TÍNH TOÁN MỘT SỐ THÔNG SỐ CƠ BẢN

CỦA MÁY NÉN KHÍ TRỤC VÍT3.1 Phương pháp tính toán các thông số

Trong điều kiện giàn, việc đáp ứng nhu cầu sử dụng khí nén làm nguồn nuôi

và cung cấp cho hệ thống điều khiển tự động, khi đòi hỏi việc lựa chọn máy móc,thiết bị cho phù hợp với từng điều kiện làm việc là rất khó

Khi có rất nhiều loại máy để chúng ta lựa chọn và đưa vào hoạt động, nhưngmọi chủng loại đều có những ưu điểm và những hạn chế nhất định Ví thế tráchnhiệm chúng ta phải tính toán và lựa chọn chủng loại nào cho phù hợp với nơi làmviệc và có thể giảm được hạn chế của máy càng nhiều càng tốt

Để thực hiện công việc này, đòi hỏi chúng ta phải nắm vững các thông số vàcác đặc tính của từng loại, để từ đó phân tích, tính toán chúng và xem loại nào phùhợp nhất để đáp ứng nhu cầu đã đặt ra cho khí nén và đưa vào hoạt động Lúc đómới đạt được hiệu quả, năng suất cao cũng như tuổi thọ của chúng lớn

Trong công tác nghiên cứu để đưa một chủng loại máy mà tính ưu việt của nócao, phù hợp với điều kiện làm việc, đó là một vấn đề hết sức quan trọng mà chúng

ta phải chú ý và đi sâu vào công việc tính toán để nắm vững chúng

Do các yêu cầu đặt ra cho máy nén, có thể nói rằng kiểu máy nén khí trục vít

có dầu bôi trơn là loại máy nén có nhiều ưu điểm nhất so với các loại máy nén kháccùng làm việc trên giàn khoan, khai thác Do chuyển động tịnh tiến của pittôngđược thay thế bằng chuyển động quay của rôto, nên máy nén trục vít có thể làm việcvới số vòng quay cao và do vậy có thể giảm khối lượng và kích thước, cũng do cấutạo như vậy nên máy nén trục vít không có dao động về lưu lượng Loại máy nénnày hoàn toàn cân bằng nên không cần phải có đế đặc biệt, do không có van vàxecmăng nên máy nén có tuổi thọ cao tin cậy khi làm việc so với máy nén pittông.Vậy một điều quan trọng là máy nén trục vít đơn giản khi bảo dưỡng kỹ thuật

và có thể làm việc ở chế độ tự động

3.2 Tính toán năng suất khí nén yêu cầu

Năng suất nén là lượng khí nén được trong một khoảng thời gian nhất định,được tính bởi công thức sau:

- zi: Số lượng thiết bị dùng khí thứ i

L: Là chiều dài đường ống (km) L = 500 (m) = 0,5 (km)

Số nhóm thiết bị n = 5

- Nhóm 2: Là nhóm các van shut - down (10 cái) q2= 0,15 (m3/ph)

Vậy V2= 0,8.1,1.1,2.10.0,15+0,1275=1,7115 Nhóm 3:

Mặt khác, nếu ta lựa chọn máy nén khí GA - 75 thì năng suất nén khí của máy

là 11,5 (m3/ph), Vtính toán < Vthực tế Như vậy, lựa chọn máy nén khí GA - 75 là phù hợpvới thực tế giàn MSP - 3 này

Ngoài ra, máy nén khí GA - 75 còn được dùng để ép nước sinh hoạt, nhưng doviệc sử dụng không thường xuyên nên không được đưa vào phần tính toán này(thông thường 2 ngày được bơm 1 lần; mỗi lần bơm khoảng 4 ÷ 5 giờ, phải sử dụnghai máy kể cả máy dự phòng thì mới đảm bảo lưu lượng và áp suất)

3.3 Tính toán áp suất yêu cầu

Tính toán áp suất yêu cầu dựa vào công thức sau:

Với:

Ptbdk: Áp suất mà thiết bị dùng khí yêu cầu, thông thường Ptbdk= Pmax

∆P: Tổn thất áp suất trên đường ống từ máy nén đến thiết bị dùng khí

Với λ = 0,05 (tổn thất trên 1km đường ống)Đối với máy nén khí GA - 75 sử dụng trên giàn MSP - 3 thì cung cấp cho cácthiết bị tự động như: van Mim, van shut - down, thiết bị đo lưu lượng, áp suất, nhiệt

Hai thông số của số răng trục chính và trục phụ như vậy là rất phù hợp, vì sốrăng càng lớn thì thể tích hút, nén của một vòng quay sẽ nhỏ, dẫn đến lưu lượngmáy thấp Và có một điều quan trọng là số răng trục chính và trục phụ không bằngnhau như thế sẽ dẫn đến hiệu suất tốt hơn

Số vòng quay (n): đây là loại máy nén trục vít một cấp có dầu bôi trơn và áp

suất đầu ra của máy này vào khoảng 10 (bar), ở chế độ làm việc định mức là 8,2(bar) Vì thế để đáp ứng áp suất và lưu lượng đòi hỏi nhất thiết phải chọn số vòngquay cho máy là

n = 2975 (vòng/phút)

Để phục vụ cho trạm máy nén GA - 75 - 10 và để đảm bảo lưu lượng của máy

cho máy nén GA - 75 là loại động cơ điện 3 pha có hiệu ABB kiểu M2ASMC cóhiệu điện thế U = 250(v) cường độ dòng điện I = 40A với tần số f = 50 Hz và côngsuất vào máy là N= 89,8 KW

3.4 Xác định năng suất và công suất máy nén khí theo kết cấu

- Với một số thông số cơ bản của máy nén như sau:

- Năng suất lý thuyết của máy nén khí

Năng suất lý thuyết của máy nén khí được tính như sau:

 1 2 .1 1

LT

V  A A L Z n (m3/phút) (3.4)Trong đó:

A A D

Năng suất thực tế của máy nén khí trục vít theo sự kiểm chứng thực tế của

năng suất lý thuyết tính theo kết cấu của máy nén phù hợp với máy GA - 75

- Công suất (N) là công suất tiêu hao để nén và truyền khí được tính theo công thức

sau:

Vì quá trình nén được xem quá trình nén là đẳng nhiệt, khi đó:

2 1

1000 .

Q: năng suất hút của máy (m3/s), với Q = 11,5 (m3/phút) = 0,192 (m3/s)

P1, P2: áp suất đầu (hút) và áp suất cuối (đẩy) (N/m2)

da.n: hiệu suất đẳng nhiệt

m: hiệu suất cơ khí do ma sát

da.n: m = 0,5 ÷ 0,6

Khi đó:

975000100300.0,192.ln

100300 72,91000.0,6

Khi kiểm tra giá trị thực ta thấy công suất của máy nén N = 72,9 kw có thể

cơ truyền cho máy nén không thể đạt được hiệu suất 100% được mà nó phải thôngqua hộp giảm tốc và cặp bánh răng nghiêng nên công suất của máy nén chỉ còn lại

là 72,9 kW Điều này phù hợp với công việc tính toán

- Hệ số nén bên ngoài của máy nén

Với áp suất Pv = P1= 1,003 (bar)

Pr = P2= 9,75 (bar)

975000

9, 7100300

r v

P P

- Hệ số nén bên trong của máy nén

nt t

v

P P

 

Giả sử hiệu suất lớn nhất của máy nén đạt được khi ở chế độ là

t

khắc phục nhược điểm của máy nén trục vít ở trường hợp này sự mất mát cho sựquá nén hay không nén là không có (tức là không tiêu phí năng lượng máy nén) lúcđó:

975000

9, 7100300

nt t

v

P P

n i n

So với giá trị thực thì số vòng quay trục phụ rất hợp lý Vì số răng trục chủ

động chỉ bằng 2/3 số vòng quay trục chủ động Điều đó chứng tỏ thông số trên đạtyêu cầu

Kết luận: Các kết quả trên đã làm rõ được giá trị tính toán của các thông số và

khi kiểm nghiệm lại với các giá trị thực của máy thì đã đạt yêu cầu mà phần tínhtoán các thông số để chọn ra được loại máy GA - 75 này là chính xác Phương pháptính toán này có thể áp dụng cho việc tính toán và kiểm nghiệm cho thực tế mộtgiàn khai thác để chọn loại máy nén phù hợp

Hình 3.1: Sơ đồ công nghệ của trạm máy nén khí GA-75

Chương 4 CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY NÉN GA-75FF4.1 Giới thiệu chung

GA là trạm máy nén khí dạng trục vít, một cấp , tác dụng đơn, có dầu bôi trơn

và được dẫn động bằng động cơ điện GA-55, GA-75 và GA-90C là dạng được làm mát bằng không khí GA-55W, GA-75W và GA-90CW được làm mát bằng

nước

Loại trạm máy nén khí GA-FF (Full-feature):

Là trạm máy nén khí GA với đầy đủ các tính năng kỹ thuật-GA-FF

(Full-feature) Chúng được trang bị thiết bị làm khô khí , cùng lắp đặt chung trongkhoang thân vỏ Thiết bị làm khô khí này tách ẩm từ khí nén bằng cách làm lạnhchúng đến gần điểm sương để hơi ẩm (dầu, nước…) ngưng tụ rồi xả thông qua cơcấu xả condensate tự động

Trạm máy nén khí còn được trang bị thêm một hệ thống xả condensate (chấtlỏng ngưng tụ trong quá trình làm mát khí nén) tự động

Hình 4.1: Hình dạng chung của trạm GA-75 FF

E 1 - Module điều khiển

1 - Van đầu ra của khí nén

2 - Đầu vào cáp điện

3 - Đường xả condensate tự động của thiết bị tách dầu bôi trơn

4 - Van xả nước bằng tay

Hình 4.2: Mặt trước của máy GA -75 FF.

E 1 - Module điều khiển ; 6 - Phin lọc khí

S 3 - Nút dừng khẩn cấp ; 7 - Nút bịt lỗ rót dầu bôi trơn

1 - Quạt làm mát ; 8 - Bình gom khí nén

2 - Động cơ quạt ; 9 - Cơ cấu hiển thị mức dầu bôi trơn

3 - Buồng điện ; 10 - Các phin lọc dầu bôi trơn

4 - Động cơ điện dẫn động ; 11 - Bộ phận làm lạnh khí nén

5 - Bộ phận tách dầu (OSD)

Hình 4.3: Mặt sau của máy GA -75 FF

1 - Van đầu ra của khí nén.; 9 - Máy nén khí

2 - Phin lọc kiểu DD hoặc PD ; 10 - Van ngược

3 - Thiết bị làm khô khí (GA-FF) ; 11 - Van ngắt đường dầu bôi trơn

4 - Động cơ quạt ; 12 - Mũi tên chỉ chiều quay động cơ

5 - Quạt làm mát ; 13 - Động cơ điện dẫn động

6 - Bộ phận làm mát dầu bôi trơn; 14 - Đường xả condensate tự động

7 - Các phin lọc dầu bôi trơn; 15 - Đường xả condensate bằng tay

8 - Van nạp/ngắt tải ; 16 - Bẫy tách condensate

4.2 Cấu tạo-các bộ phận cơ bản của trạm máy nén khí GA-75

Máy nén khí GA - 75 là máy nén khí trục vít có dầu bôi trơn, một cấp đượcdẫn động bằng động cơ điện, được làm mát bằng không khí gồm các thành phần cơbản sau:

4.2.1.Thân máy nén

Hình 4.4: Hình dạng thân máy nén trục vít GA - 75 - 10

Thân máy nén là giá đỡ các bộ phận khác của máy nén và cũng là nơi xảy raquá trình nén khí Thân máy nén có độ ổn định lớn, nặng, bền và chịu được áp suấtcao Trong thân máy nén là không gian chuyển động quay tròn của rôto và chứa dầubôi trơn Ở hai đầu thân máy nén có ổ đỡ chính để đỡ các rôto, ở phía hút và đẩy lắpcác ổ đỡ chặn

Trong phần dưới của thân máy, ở đầu bên kia của cặp trục (rôto) là cửa đẩy

hệ thống cung cấp dầu Ngoài ra, nó còn được nối với một đường ống dẫn dầu phụ

để cung cấp dầu bôi trơn cho máy nén khí khi máy chạy ở chế độ không tải

Mặt trên của thân được thông với khoang hút được nối với van hút Thân máyđược đúc bằng gang nên kết cấu bền và chắc chắn ít phải sửa chữa và phù hợp vớithiết bị áp lực Thân máy được gắn trên giá đỡ và dưới đế giá đỡ có các lỗ để bắtbulông nền

Giá đỡ, các bulông có đủ độ bền chắc để cho phép máy dịch chuyển bằng cáchdùng các kích vít theo trục và bộ phận nằm ngang của nó

4.2.2 Rôto

Trục rôto chủ động nhận chuyển động quay tròn từ động cơ điện thông quahộp tốc độ và truyền chuyển động cho rôto bị động nhờ sự ăn khớp giữa chúng.Rôto gồm các phần: thân rôto, trục và phần nối

Cụm rôto bao gồm tất cả các thiết bị quay lắp đặt trên rôto ngoại trừ khớp nối.Thân rôto có dạng rãnh vít và được bố trí ở phần giữa của trục (ở giữa hai đầungỗng trục)

Rôto của máy nén đủ độ cứng vững để không xảy ra sự biến dạng trong quátrình làm việc dẫn tới sự tiếp xúc giữa thân rôto và thân máy.

3050: Hộp bánh răng 5115: Chi tiết hãm

Đầu trục phía lắp với động cơ được phay rãnh then và được lắp với ổ bi(5110), vành làm kín (5120), đệm (5135) và ngoài cùng là chi tiết hãm (5115).Trục chủ động của rôto được lắp với đệm (5025), bạc (5020), nắp chụp(5030), bạc (5040) và bánh răng (2020) nhờ then (5045) và phần ngoài cùng có đệmcách (5050) được bắt chặt vào trục bánh răng nhờ bulông 6 cạnh (5055)

Động cơ truyền chuyển động cho trục chủ động của hộp tốc độ khi đó trụcrôto quay nhờ sự ăn khớp giữa bánh răng chủ động (2025) và bánh răng bị động(2020)

4.2.3.2 Bảo dưỡng hộp tốc độ

Cũng như các hộp tốc độ khác, hộp tốc độ của máy nén GA - 75 cần được bảodưỡng, sửa chữa sau quá trình làm việc và chăm sóc trong quá trình vận hành.Trong quá trình vận hành thì phải kiểm tra chế độ bôi trơn cho hộp tốc độ, loạinhớt bôi trơn cho hộp tốc độ được nhà sản xuất quy định là loại I 40A và I 450A

4.2.3.3 Các hư hỏng thường gặp ở hộp tốc độ, nguyên nhân và biện pháp khắc phục

a Tróc bề mặt làm việc của răng

Nguyên nhân: Do sự mỏi của vật liệu làm bánh răng vì làm việc ở chế độ tải

trọng lớn và làm việc lâu Bề mặt làm việc của răng bị quá tải cục bộ do không đủdầu bôi trơn hay dầu bôi trơn không đủ độ nhớt

Khắc phục: Nếu một vài răng bị tróc thì có thể sửa chữa nhưng nếu toàn bộ

răng bị tróc thì cần phải thay thế bánh răng mới Đổ thêm dầu cho đủ và đúng độnhớt cần thiết

b Xước bề mặt làm việc của răng, răng mòn quá nhanh.

Nguyên nhân: Do răng làm việc dưới điều kiện ma sát khô hay có hạt mài, bụi,

mạt sắt lọt vào giữa hai bề mặt răng ăn khớp

Khắc phục: Lau chùi sạch, bôi trơn bộ truyền theo đúng quy định, thay dầu

trong hộp truyền động bánh răng,

c Bộ truyền làm việc rung, ồn.

Nguyên nhân: Do có thể khe hở cạnh răng quá lớn, khoảng cách hai tâm xa

hoặc khe hở cạnh răng quá nhỏ, khoảng cách trục gần theo quy định, ở hai nửa thân

bị kẹt, bị quay nặng

Khắc phục: Thay bánh răng mới, đo lại khoảng cách trục, căn lại ổ bi hoặc đo

lại đường kính lỗ lắp ổ

d Bạc ngoài của ổ quay nhanh.

Nguyên nhân: Mòn đường kính lỗ trên thân lắp ổ.

Khắc phục: Mạ Crôm, nếu mòn quá nhiều có thể hàn đắp rồi doa lại hoặc tiện

rộng sau đó ép bạc trung gian

e Bạc trong của ổ quay quanh trục.

Nguyên nhân: Do mòn cổ trục.

Khắc phục: Có thể mạ Crôm, hàn đắp hoặc tiện lại.

f Rãnh then bị dập.

Nguyên nhân: Do va đập, do tải trọng quá lớn hoặc do khe hở rãnh then và

then ban đầu lớn hơn so với quy định

g Khe hở hướng kính và chiều trục của ổ lớn, ổ làm việc có tiếng ồn.

Nguyên nhân: Do mòn các chi tiết của ổ, vật liệu làm chi tiết ổ bị mỏi, ổ bị

Hình 4.7: Sơ đồ lắp đặt động cơ dẫn động trên bệ đỡ

- Trục trung gian hình trụ, ở giữa có đường kính nhỏ hơn hai mặt trụ đầu, haimặt trụ đầu có dạng then hoa

- Phần nửa khớp nối thứ hai lắp trên trục chủ động của hộp giảm tốc bằngthen và nó được lắp với trục trung gian bằng then hoa

4.2.5 Hệ thống dầu

Hệ thống dầu có ảnh hưởng rất lớn đến sự hoạt động của máy nén, ngoài việccung cấp dầu cho máy nén trong quá trình hoạt động của máy nó còn có nhiệm vụbôi trơn, làm mát các chi tiết trong máy như rôto, ổ trượt,

Dầu sử dụng cho máy nén phải đúng loại, đúng nhiệt độ, áp suất và phải đủlưu lượng.

Hỗn hợp khí, dầu từ máy nén theo đường ống tới bình chứa khí và tách dầu(AR), tại đây phần lớn dầu được tách ra khỏi hỗn hợp dầu khí

Hỗn hợp dầu khí với áp suất lớn đi vào bình theo phương tiếp tuyến và đậpvào phần tử tách dầu (OS) Lúc này xảy ra quá trình tách dầu và khí, khí ra khỏibình tách tới két làm mát, còn phần dầu tập hợp xuống phía dưới của bình tách dầukhí (AR) và phần này giống như một bể chứa dầu nhỏ

van (BV) sẽ đóng đường dầu cấp từ két làm mát (Co) về máy nén (E) và lúc này áplực khí nén sẽ đẩy dầu từ bình tách (AR) qua van (BV), qua phin lọc (OF) rồi theođường ống qua van ngắt dầu (Vs) vào máy nén (E) và các điểm bôi trơn của nó Kétlàm mát dầu (Co) lúc này ở vị trí dự phòng

khí từ bình (AR) sẽ qua két làm mát, qua phin lọc, qua van ngắt dầu vào máy nén(E) Van ngắt dầu (Vs) dùng để ngăn ngừa phần máy nén khỏi bị ngập dầu khi máynén dừng, van được mở bởi các tác động của áp suất ra khi máy nén được khởiđộng

4.2.6 Hệ thống làm mát

Hình 4.8: Sơ đồ cấu tạo hệ thống làm mát

Trong đó:

Ca: Két làm mát khí nénCo: Két làm mát dầu Khi khí bị nén, các phần tử gia tăng sự cọ sát với nhau và làm nhiệt độ khítăng lên, sự tăng nhiệt độ này sẽ làm nóng các bộ phận của máy nén Để ngăn chặnhiện tượng này thì máy nén sẽ được làm mát bằng khí và dầu

Hệ thống làm mát gồm két làm mát khí nén (Ca), két làm mát dầu dầu (Co) vàquạt gió (FN)

4.2.7 Các thiết bị phụ trợ

4.2.7.1 Van an toàn

Trong máy nén khí có lắp van an toàn có tác dụng xả bớt áp suất khi áp suấtvượt quá mức cho phép Van an toàn được lắp trên bình bình tách, bình chứa khí(AR) và bình chứa khí nén (V - 801), giá trị đặt của các van an toàn là 12 bar

Hình 4.9: Sơ đồ cấu tạo van an toàn

Nguyên lý hoạt động:

Khi điều chỉnh trục vít, tức là điều chỉnh vị trí của đĩa van, trong trường hợp

áp suất ở đường ra tăng lên so với áp suất được điều chỉnh, khí nén sẽ qua lỗ thôngtác động lên màng, vị trí kim van thay đổi, khí nén qua lỗ xả khí ra ngoài cho đếnchừng nào áp suất ở đường ra giảm xuống bằng áp suất được điều chỉnh ban đầu thì

vị trí của kim van mới trở về vị trí ban đầu

4.2.7.2 Van một chiều (van chặn dầu Vs)

Van một chiều được lắp trên đường ống của hệ thống cung cấp dầu cho máynén Nó chỉ cho phép dầu đi theo một chiều Khi máy nén dừng thì nó sẽ đóng lại,không cho dầu từ bình tách chuyển vào thân máy nén làm đầy các rãnh vít, để ngănngừa khả năng gây quá tải cho máy nén khi máy nén làm việc

Cửa A được nối với hệ thống cung cấp dầu bôi trơn còn cửa B được nối vớicửa đấy của máy nén Khi máy nén hoạt động thì áp suất từ cửa đẩy sẽ đẩy pittông(1085), ép van (1080) và lò xo (1090) lại, lúc đó dầu từ cửa A vào van và cấp dầucho máy nén.

Khi máy nén ngừng hoạt động hoặc chạy ở chế độ không tải thì do áp suất ởcửa đẩy không có hoặc quá thấp nên áp suất dầu từ cửa A lớn hơn sẽ nén lò xo(1090) và van (1080) lại đóng đường cấp dầu vào máy nén

4.2.7.3 Van áp suất thấp (Vp)

Nhiệm vụ của van áp suất thấp là để loại trừ khả năng áp suất trong bình táchgiảm xuống thấp hơn áp suất bé nhất cho phép (4 bar) Van này được lắp trên mặtbích làm kín của bình tách dầu.

Khi áp suất trong bình nhỏ hơn 4 bar thì van không thể mở ra, khi đó khí trongbình không được cấp tới két làm mát.

Hình 4.13: Sơ đồ cấu tạo thiết bị lọc khí AF

Thiết bị lọc khí gồm hai bộ phận chính là: Bộ lọc khí (1) và óng lọc (2)

Bên dưới ống lọc và bộ lọc là bộ phận đỡ chúng và bộ phận náy được đặt trên

bệ đỡ (3), bệ đỡ (3) được gắn trên bệ đỡ (10) bằmg bulông và bệ đỡ (10) này đượcgắn với thiết bị dẫn khí (cụm van không tải)

Phần trên của bộ lọc được nối với một đầu của ống khưỷu (5) bằng vòng kẹp(4) Đầu còn lại của ống khưỷu được nối với cửa vào của thiết bị dẫn khí bằng vòngkẹp (9)

Trên ống khưỷu có gắn đồng hồ đo nhiệt độ (6)

4.2.7.6 Phin lọc dầu (OF)

Phin lọc dầu có nhiệm vụ lọc sạch các tạp chất có trong dầu trước khi cấp trởlại cho máy nén

Phin lọc dầu của máy nén GA - 75 là loại phin đôi, nó có thể lọc tạp chất cóđường kính đến 25 μm.m

4.2.7.7 Bình tách dầu (AR)

Bình tách dầu (AR) được chế tạo với nhiệm vụ lọc tách dầu, khí ra khỏi nhau

và theo các dòng khác nhau đi ra ngoài (tách 2 pha)