Cấu tạo, quy trình vận hành, bảo dưỡng, sửa chữa bơm ly tâm vận chuyển dầu NPS 65/35-500 tại mỏ Bạch Hổ”

Hiện nay với việc gia nhập WTO, nền kinh tế Việt Nam đã hòa nhập với nền kinh tế toàn cầu.

Lời nói đầu

Kính thưa các thày giáo, cô giáo cùng toàn thể các bạn!

Hiện nay với việc gia nhập WTO, nền kinh tế Việt Nam đã hòa nhậpvới nền kinh tế toàn cầu Điều đó đã mở ra cho nền kinh tế của chúng tanhững cơ hội và thách thức hết sức to lớn Nhưng việc gia nhập WTO đãchứng tỏ rằng nền kinh tế của chúng ta đã phát triển lên một tầm cao mới, một

sự phát triển sâu sắc được thế giới công nhận

Thực tế là trong những năm gần đây, với những chính sách đổi mới hợp

lý của Đảng và nhà nước, nền kinh tế của ta đã có những bước phát triển vượtbậc Và đất nước ta đang tiến từng bước vững chắc tới công nghiệp hóa vàhiện đại hóa Trong sự thành công chung của nền kinh tế có sự đóng góp hếtsức to lớn của ngành công nghiệp Dầu khí, ngành công nghiệp mũi nhọn vàđược đầu tư có trọng điểm của nhà nước

Với sự đóng góp GDP hàng năm rất lớn cho đất nước, ngành côngnghiệp Dầu khí đã chiếm một vị trí cực kỳ quan trọng trong nền kinh tế quốcdân Từ tấn dầu thô đầu tiên được khai thác lên (ngày 26/06/1986) cho tớinay, sản lượng khai thác ngày càng tăng vọt Năm 1992 đạt 10 triệu tấn, 1993đạt 20 triệu tấn, 50 triệu tấn năm 1997, 100 triệu tấn năm 2001 và đến 4 tháng

12 năm 2005 đạt tổng sản lượng khai thác 150 triệu tấn dầu thô Để có đượcthành công đó thì việc phân phối, vận chuyển kịp thời lượng dầu khai thác lên

về các điểm tiếp nhận phải luôn được đảm bảo Do có những ưu điểm vượttrội nên tại mỏ Bạch Hổ của Xí nghiệp liên doanh Vietsovpetro, công tác vậnchuyển này chủ yếu là do tổ hợp bơm ly tâm NPS 65/35-500 đảm nhiệm

Để nghiên cứu tìm hiểu về tổ hợp bơm ly tâm này em đã quyết định

chọn đề tài: “Cấu tạo, quy trình vận hành, bảo dưỡng, sửa chữa bơm ly tâm

vận chuyển dầu NPS 65/35-500 tại mỏ Bạch Hổ” với chuyên đề “Một số hư

thày, cô giáo và tất cả các bạn.

Qua đây, em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới TS Nguyễn VănGiáp, cảm ơn thày đã giao đề tài và tận tình chỉ bảo, hướng dẫn em trong suốtquá trình nghiên cứu và hoàn thiện đồ án này

Em xin chân thành cảm ơn các thày, cô giáo trong bộ môn Máy và thiết

bị dầu khí cùng toàn thể các thày cô giáo trong trường Đại học Mỏ Địa chất

đã tận tình dạy dỗ, truyền đạt cho chúng em những kiến thức bổ ích trong suốtnăm năm học để chúng em có ngày hôm nay

Cuối cùng em xin gửi lời cảm ơn tới tất cả bạn bè đã nhiệt tình giúp đỡ

em trong suốt quá trình học tập và hoàn thiện đồ án này

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày 08 tháng 06 năm 2010

Sinh viên Phạm Hồng Khanh

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG

1.1 Hệ thống vận chuyển dầu khí trên mỏ bạch hổ

Hiện nay ở mỏ Bạch Hổ và mỏ Rồng dầu khai thác lên được vận

chuyển dưới hai dạng: sử dụng năng lượng vỉa và hệ thống bơm ly tâm nhưngtrong đó chủ yếu là sử dụng bơm ly tâm

Với vị trí nằm cách nhau 30km, hiện tại ở mỏ Bạch Hổ có 11 giàn cốđịnh và 7 giàn nhẹ, còn tại mỏ Rồng có 1 giàn cố định và một giàn nhẹ Trêncác giàn, dầu khai thác lên từ các giếng được đưa về giàn cố định bằng nănglượng vỉa theo hệ thống đường ống ngầm dưới đáy biển Trên giàn cố địnhdầu khai thác lên từ các giếng được xử lí qua các hệ thống công nghệ cao, baogồm máy tách khí áp suất cao (khoảng 6 ÷ 22 bar) sau đó được chuyển vềbình tách áp suất thấp (khoảng 0,5 ÷ 8 bar) tại đây dầu được xử lí với hàmlượng khí hòa tan và ở trạng thái tự do thấp Sau khi ra khỏi bình tách áp suấtthấp, dầu được hệ thống bơm vận chuyển qua hệ thống đường ống ngầm đếncác tàu chứa (trạm chứa dầu không bến)

Mỏ Bạch Hổ và mỏ Rồng được bố trí theo hai cụm phía Nam và phía Bắc:

 Cụm phía Nam:

Gồm các giàn cố định là MSP-1, giàn công nghệ trung tâm CPP-2 vàgiàn nhẹ là BK-1,2,3,4,5,6,7,8 cùng với mỏ Rồng gần đó Tại đây dầu đượcvận chuyển về tàu chứa Ba Vì

 Cụm phía Bắc:

Gồm các giàn MSP-3, MSP-4, MSP-5, MSP-6, MSP-7, MSP-8,MSP-9, MSP-10, MSP-11 Dầu từ các giàn này khai thác được chuyển về tàuchứa Chí Linh

Dầu sau khi được đưa về các tàu chứa sẽ được xử lý tiếp đến dầu

- Đối với các giàn ở gần trạm chứa dầu cần bố trí bơm có lưu lượng lớn

Do sản lượng khai thác ngày càng tăng nên đối với thiết bị vận chuyểndầu cần có những biện pháp khắc phục để đảm bảo lưu lượng dầu vận chuyển

là lớn nhất

Với thực trạng bố trí các giàn theo cụm Bắc - Nam dầu được vậnchuyển về hai trạm rót dầu do đó sự bố trí hợp lý các trạm bơm là điều kiện

để đảm bảo vận chuyển dầu là lớn nhất

Ví dụ: trong trường hợp một tổ bơm vận chuyển nào đó có lưu lượngdầu khai thác quá nhiều mà trạm rót dầu gần đó không thể tiếp nhận đượcnữa,vì vậy cần vận chuyển sang hướng khác mà vẫn đảm bảo được thông số

kỹ thuật như: lưu lượng, áp suất, nhiệt độ… Với hiện trạng đó, để đảm bảocác yêu cầu kỹ thuật và lưu lượng lớn nhất cần có các biện pháp như:

- Bố trí hợp lý các trạm trung chuyển từ cụm này sang các trạm trungchuyển có sự phối hợp đồng bộ liên tục và sẵn sàng trong khả năng có thể tiếpnhận dầu từ các trạm khác chuyển đến

- Lượng dầu trong hệ thống phải liên tục, tránh tình trạng tắc nghẽn vàđông đặc do Parafil (một đặc trưng của dầu mỏ Việt Nam là bị đông đặc ởnhiệt độ cao)

- Lượng dầu khai thác lên phải được vận chuyển hết, không được ứđọng trong các bình tách

- Báo cáo kịp thời và xử lý tình huống nhanh, có sự phối hợp đồng bộgiữa các bộ phận và đảm bảo máy móc thiết bị luôn trong tư thế làm việc tốtnhất

- Lượng dầu khai thác lên từ các mỏ với lưu lượng khác nhau nên nhiệt

độ và áp suất cũng thay đổi theo do đó áp lực bơm từ mỏ chuyển về các trạmtrung chuyển cũng khác nhau

- Các thiết bị tiếp nhận vận chuyển từ các mỏ phải được bố trí theotừng trạm trung chuyển để từ đây xử lý kịp thời các vấn đề phát sinh, tránhgây tổn thất cho bơm và các thiết bị vận chuyển trong quá trình vận hành

- Có biện pháp hiệu chỉnh và xử lý kịp thời các đường ống trungchuyển nào đó có lưu lượng lớn và áp suất cao hơn so với yêu cầu cho phépcủa đường ống.

Sự bố trí của các điểm tiếp nhận:

+ Cụm tiếp nhận phía Nam: Gồm có 2 điểm tiếp nhận và bơm dầuchính:

- Điểm tiếp nhận từ MSP-1, điểm này tiếp nhận lượng dầu khai thác lên

từ chính nó và một phần dầu từ các giàn nhẹ BK hoặc giàn công nghệ trungtâm CPP-2 Dầu được tách lọc ra khỏi hỗn hợp dầu-khí từ đây và được bơmchuyển về trạm chứa dầu không bến Nếu hệ thống đường ống gặp sự cố hoặclượng dầu khai thác lên quá nhiều thì hệ thống bơm trung chuyển dầu lên phíaBắc Đây cũng là điểm tiếp nhận lượng dầu trung chuyển từ giàn công nghệtrung tâm số 2 để tạo thêm áp lực vận chuyển lượng dầu đó lên phía Bắc, nócũng là cửa ngõ cho việc trung chuyển dầu từ phía Nam qua phía Bắc vàngược lại; để đảm bảo điều phối lượng dầu từ các trạm trung tâm chuyển vềsao cho hiệu quả thu gom sản phẩm trong công tác vận chuyển dầu của mỏBạch Hổ là lớn nhất

- Điểm tiếp nhận và bơm dầu từ giàn công nghệ trung tâm CPP-2, đây

là điểm tiếp nhận quan trọng nhất Tại đây tiếp nhận và đồng thời xử lý mộtlượng hỗn hợp, khí lớn từ các giàn nhẹ chuyển vào Trong một số trường hợpđặc biệt lượng dầu trung chuyển từ mỏ Rồng đến giàn này tiếp nhận và bơmchuyển đều với một khối lượng lớn nên công tác vận hành bơm yêu cầu phải

có độ chính xác cao Tại đây thực hiện tách lọc lượng hỗn hợp dầu khí từ cácgiàn nhẹ chuyển về Lượng dầu trung chuyển ở đây khá lớn, tại đây đượcbốtrí 3 trạm bơm khác nhau nhằm đảm bảo vận chuyển 2/3 sản lượng dầu của

mỏ Bạch Hổ theo 3 tuyến đường ống ngầm đến 3 tàu chứa dầu Hai trạm bơm

áp suất cao, mỗi trạm gồm 4 bơm Sulzer đảm bảo việc vận chuyển dầu đếntàu chứa Chí Linh phía Bắc và tàu Chi Lăng ở mỏ Rồng Trạm bơm áp suất

MSP-3, MSP-4, MSP-5, MSP-7 và trong một số trường hợp dầu từ các giànMSP-10, MSP-11 trung chuyển về Đặc điểm của tuyến vận chuyển này làdầu thô từ giàn khai thác được hệ thống bơm bố trí trên từng giàn bơm vàođường ống dẫn dầu chung đến tàu chứa Chí Linh.

- Điểm tiếp nhận và trung chuyển MSP-8: đây là điểm tiếp nhận lượngdầu trung chuyển lớn từ các điểm trung chuyển phía Nam Điểm tiếp nhậnnày tiếp nhận và trung chuyển từ các điểm trung chuyển khác tới làm cânbằng áp suất trong hệ thống đường ống vận chuyển dầu Tại đây hỗn hợp dầukhí nhân từ giàn nhẹ BK-3 thông qua MSP-9 cùng dầu khai thác tại chỗ đượcbơm với lưu lượng lớn về tàu chứa Chí Linh

- Điểm tiếp nhận và trung chuyển MSP-9: dầu khai thác tại chỗ vớilượng dầu tiếp nhận từ giàn nhẹ BK-3 được hệ thống bơm của giàn bơm đếntàu chứa Chí Linh thông qua MSP-8 với lưu lượng Q= 3.300 tấn/ngày đêm

- Điểm tiếp nhận và trung chuyển MSP-10: dầu khai thác được tại chỗcùng với lượng dầu từ giàn nhẹ BK-3 được hệ thống bơm của giàn bơm sangtàu chứa Chí Linh với lưu lượng Q= 3000 tấn/ngày đêm Vì dầu bơm đến tàuChí Linh qua đường ống chung mà cụm bơm trên MSP-8 và MSP-9 bơm vàolên áp suất ở giàn 10 là rất lớn, có lúc đạt 32÷34 kg/cm2

1.2 Các loại bơm dùng trong vận chuyển dầu khí

1.2.1 Chọn lựa bơm vận chuyển dầu trên các đường ống

Theo nguyên tắc làm việc, bơm được chia làm 2 loại: bơm thể tích vàbơm động lực học

Trong bơm động lực học, phần lớn là bơm cánh dẫn, đặc biệt trong đó

là bơm ly tâm Trong bơm ly tâm, các cánh dẫn và bánh công tác thườngxuyên tác động lên dòng chảy chất lỏng Tuy nhiên áp lực mà cánh dẫn tạolên tương đối thấp so với bơm thể tích do đó bơm ly tâm thường được chế tạonhiều cấp Nhược điểm của bơm ly tâm là khi chất lỏng có độ nhớt tăng thìhiệu suất của bơm giảm mạnh Khi độ nhớt lớn hơn (1,5÷2).10-4m2/s thì việc

sử dụng bơm ly tâm có lưu lượng lớn sẽ không kinh tế

Các bơm này có thể tạo ra được áp suất cao nhưng lưu lượng thấp Do đó khi

sử dụng chúng ta phải lắp song song mới đạt được lưu lượng cần thiết Khi độnhớt tăng, hiệu suất của bơm giảm chậm mà vẫn đạt được giá trị cao khi độnhớt chất lỏng lớn hơn 2.10-4m2/s Máy bơm thể tích dạng Rôto trục vít vẫngiữ được các ưu điểm của máy bơm thể tích như bơm được các chất lỏng có

độ nhớt cao mà không giảm hiệu suất, có cấu tạo gọn nhẹ Để bơm dầu có độnhớt cao khi mà sử dụng bơm ly tâm không kinh tế thì nên thay thế bằng máybơm trục vít

1.2.2 Máy bơm Piston

Đối với máy bơm piston luôn xảy ra quá trình dao động lưu lượng.Mức độ dao động lưu lượng và áp lực của bơm phụ thuộc vào kết cấu củabơm, số xilanh tác dụng đơn hay tác dụng kép

Nhược điểm của bơm piston là kết cấu cồng kềnh, chiếm nhiều diệntích lắp đặt, tuổi thọ thấp Loại này chỉ có thể làm việc với số hành trình képthấp, nhỏ hơn 450 lần/phút Do vậy trong bơm thường phải lắp thêm hộpgiảm tốc nên kết cấu phức tạp, làm tăng chi phí chế tạo, lắp đặt, bảo dưỡng vàsửa chữa Khi dầu có nước đi qua van nạp và van xả sẽ xảy ra quá trình tạonhũ tương, làm tăng chi phí cho việc tách nước sau đó

Các động cơ điện sử dụng trong bơm Piston làm việc ở chế độ khắcnghiệt do sự thay đổi có chu kì Để giảm thiểu sự thay đổi dòng điện trongquá trình làm việc người ta sử dụng động cơ điện loại đặc biệt Tương tự bơmtrục vít, khi khởi động bơm piston cần có hệ thống xả tải van nạp để tránh ápsuất dư có trong máy bơm

Bảng thể hiện số hành trình kép của bơm piston phụ thuộc vào độ nhớtcủa chất lỏng:

Máy bơm 3 trục vít sử dụng để bơm dầu tách khí có chứa nước vàkhông tạo ra nhũ tương Các bơm loại này thường dùng để bơm hắc ín Chúng

có kết cấu đơn giản, chỉ gồm 1 ổ bi, 1 đệm làm kín nên gọn nhẹ hơn các loạibơm khác

Máy bơm 2 trục vít có thể bơm chất lỏng với hàm lượng khí lớn, không

có van hút và van đẩy, không xảy ra quá trình tạo nhũ tương Loại này có 4đệm làm kín

1.2.4 Máy bơm ly tâm

Máy bơm ly tâm được thử trên nước nên đường đặc tính làm việc thực

tế của bơm có thay đổi đáng kể khi bơm dầu Khi bơm dầu, công suất tiêu thụtăng, cột áp và lưu lượng giảm Đặc biệt khi độ nhớt động học lớn hơn100mm2/s thì sẽ sụt giảm đường đặc tính rất lớn Khi trong chất lỏng bơm cóchứa khí tự do thì lưu lượng và cột áp của bơm giảm, thậm chí không thể bơm

1.3 Các loại bơm ly tâm vận chuyển dầu khí trên mỏ Bạch Hổ và

mỏ Rồng

Tại mỏ Bạch Hổ và mỏ Rồng sử dụng hệ thống bơm ly tâm gồm 7 loại,tổng cộng 58 chiếc chưa kể các bơm dự phòng là 20%

Các loại bơm đó là:

Bảng 1.2 Các loại bơm ly tâm trên mỏ Bạch Hổ

ưu điểm phù hợp

Khi vận chuyển một lượng dầu lớn tại các diểm tiếp nhận và trạm rótdầu ở gần thường sử dụng các loại bơm NK 200/210, NK 200/120, R 360/150CM-3, R 250/80 CM-1 Khi đó ta không cần có cột áp lớn mà chỉ cần lưulượng lớn

Từ nhu cầu thực tế trên từng giàn và từ nhu cầu vận chuyển lượng dầukhai thác mà chủng loại và số lượng bơm được phân bố như sau:

STT Giàn khoan Chủng loại bơm Số lượng

(chiếc)

NK 200/120

0302

R 360/150 CM-3

R 250/80 CM-1

080502

NPS 65/35-500

0102

NPS 65/35-500

0102

NK 200/210

0302

CHƯƠNG 2 CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY BƠM

Bơm được dùng để bơm dầu mỏ và các sản phẩm của dầu, khí hóa lỏng

từ nhiệt độ -300 đến 2000C, chất lỏng được bơm không được chứa các hạtcứng vượt quá 0,2% theo khối lượng và kích thước nhỏ hơn 0,2mm

2.1.2 Các đặc tính kỹ thuật

Các đặc tính kỹ thuật của tổ hợp bơm NPS 65/35-500 được thể hiện ởbảng sau:

STT Các thông số kỹ thuật Trị số Sai số

12 Khối lượng riêng chất lỏng công

2.2 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

2.2.1 Cấu tạo

Tổ hợp bao gồm bơm và động cơ điện được lắp ráp trên một bộ khungdầm chung Động cơ và các trục của bơm được liên kết nhờ khớp nối răng vàmột trục trung gian Chiều quay của roto là chiều quay trái (ngược chiều kimđồng hồ) nếu nhìn từ phía động cơ

Hình 2.1 Cấu tạo của tổ hợp bơm ly tâm NPS 65/35-500

Hình 2.2 Sơ đồ mặt cắt dọc của bơm ly tâm NPS 65/35-500

1 Thân ổ bi phía trước

2.2.1.1 Cấu tạo của thân bơm

Bơm được cấu tạo nhiều tầng với thân vỏ có thể tháo được theo mặtphẳng ngang Vỏ bơm bao gồm 2 nửa tách rời được theo mặt phẳng nằmngang Bề mặt phân cách của 2 nửa này được mài rà cẩn thận và được ghépchặt với nhau nhờ các gujong và các đai ốc mũ Nửa dưới là kết cấu hàn, baogồm phần vỏ bằng thép đúc được hàn nối với phần nửa hình ống tạo thànhđường dẫn cấp IV (11) vào cấp V (18) và các đầu ống cong lắp ống giảm tải(22) để làm cân bằng áp suất ở khoang trước, bộ phận làm kín trục ở phía ápsuất cao với áp lực ở đầu vào của bơm

2.2.1.2 Khoang hướng dòng

Hình 2.5 Sơ đồ cấu tạo khoang hướng dòng

Bộ phận hướng dòng của bơm bao gồm các ngăn phải (14) và ngăn trái(8), khoang cửa vào cấp I (6) và cấp V (18), khoang cửa ra cấp IV (11) vàcấp VIII (13) Tất cả các ngăn và khoang này đều được định tâm theo bề mặttiện trong của vỏ và được hãm chống xoay bởi các chốt Việc lắp đúng cáckhoang tương ứng với các lỗ thoát ở vỏ được đảm bảo bởi các cữ hãm cắmvào Việc làm kín các khe hở giữa các chi tiết của bộ phận hướng dòng vàthân vỏ máy bơm (nhằm loại trừ việc rò rỉ chất lỏng giữa các cấp) được thựchiện bởi các gioăng cao su chịu nhiệt có tiết diện tròn





       

25 R10

A A

A

0,050

2,5 2,5

49,75

A

A 0,025

0,030

A

A 0,025

Hình 2.8 Sơ đồ cấu tạo bạc giữa

+0,5 +1,0

+0,25 +0,25 +0,5 +0,2

Rz40 1,25

+0,5 0,025 EH

0,025 EH

EH 0,025

EH 0,025

0,025 FG

0,025 EH

H

EH 0,025

EH 0,025

EH 0,025

EH 0,025

C

C C

422 320 240 160 80

155 235 310 35

R5

R9 85

288

665

1475 1940

23 177

5

8 32

Trục (2) của bơm được quay trong gối đỡ vòng bi lắp bên ngoài thân

vỏ Gối đỡ phía khớp nối bao gồm 2 vòng bi kiểu đỡ chặn 66414, còn gối đỡbên kia gồm 2 vòng bi đỡ 414 Các ổ bi này được bôi trơn bằng nhớt tuốc binT22, T30

Ổ bi và đệm cơ khí được làm mát bằng nước kỹ thuật theo hệ thốngtuần hoàn bằng máy bơm nước đặt tại các blốc

Các khớp nối được bôi trơn bằng mỡ

2.2.1.5 Vòng làm kín

Được lắp trên thân bơm để làm kín khe hở với cánh bơm, ngăn khôngcho chất lỏng đi từ khu vực đẩy về khu vực hút, hoặc từ cấp sau về cấp trước

0,12 A A

0,01 4,2

2,5

30o

0,016 A 18

Các hệ thống bảo vệ gồm: hệ thống đo áp suất đường vào - ra, hệ thống

đo áp suất đường làm mát, hệ thống bảo vệ quá tải, hệ thống đo nhiệt độ nhớt

ổ bi

14 13

8 Đường thoát nước làm mát bộ làm kín

9 Đường dẫn chất lỏng làm kín vào bạc cách Salnhich

10 Đường dẫn nước vào bạc Salnhich

11 Đường dẫn nước làm mát vào gối đỡ ổ bi

12 Đường dẫn nước áo của buồng Salnhich

13 Đường thoát chất lỏng làm kín từ bạc cách Salnhich

14 Bình tách dùng cho dung dịch hoạt tính cao

Hệ thống làm mát dùng để làm mát các ổ bi và các bộ làm kín cơ khí bằngnước kỹ thuật theo hệ thống tuần hoàn nhờ các máy bơm đặt ở các blốc

2.2.2 Nguyên lý hoạt động

Khi động cơ làm việc, truyền chuyển động quay cho trục Roto của bơmthông qua khớp nối răng Chất lỏng công tác từ đường cấp đi vào miệng hútqua khoang cửa vào của bánh công tác cấp 1 (ở nửa bên trái), do tác dụng củalực ly tâm theo kênh dẫn hướng đến khoang cửa vào của bánh công tác cấp 2

và tiếp tục như vậy vào cấp 3, cấp 4 rồi theo đường dẫn từ khoang cửa ra cấp

4 đến khoang cửa vào cấp 5 ở đầu bên phải của bơm Ở nửa bên phải củabơm, chất lỏng công tác đi từ phải sang trái, qua cấp 5, cấp 6, cấp 7 và cấp 8tương tự như ở nửa bên trái rồi đi qua cửa ra của bơm

Dòng chất lỏng mỗi khi đi qua một bánh công tác lại nhận thêm cơnăng do các cánh dẫn truyền cho nên khi được đẩy ra ngoài sẽ có áp suất lớn.Phần chất lỏng có áp lực lớn ở khoang cửa vào cấp 5 rò rỉ đến phíatrước bộ phận làm kín trục đầu bên phải theo ống giảm tải trở về đầu cửa hútcủa bơm

Hình 2.12 Đường đặc tính làm việc của máy bơm NPS 65/35-500

CHƯƠNG 3 QUY TRÌNH VẬN HÀNH, KIỂM TRA VÀ BẢO DƯỠNG

Vị trí lắp đặt máy bơm điện phải thuận tiện cho việc bảo dưỡng, vậnhành và sửa chữa; phù hợp với tiêu chuẩn xây dựng và yêu cầu an toàn kỹthuật, vệ sinh công nghiệp không gian trên máy phải thoáng để thuận tiện khilắp ráp, sửa chữa bằng các máy nâng cẩu

Đường ống hút và xả phải có gối đỡ độc lập để giảm áp lực truyền củachất lỏng từ đường ống đó đến các ống nối và chân gối tựa của máy bơm

Để tránh mất mát áp lực, ống dẫn cần được lắp ráp với số lượng tốithiểu khớp nối và khuỷu nối, khủy nối phải có góc cong lớn

Để đảm bảo không bị khí xâm thực, ống dẫn hút vào cần phải ngắn vàthẳng, không có chỗ nâng – hạ cục bộ với độ nghiêng cố định (8÷10mm trênmột mét dài) về phía máy bơm, đảm bảo thoát khí tự do khỏi máy bơm

Trên đường ống hút vào cần lắp đặt bộ lọc, tiết diện bộ lọc phải lớnhơn tiết diện ống hút 3÷4 lần

Mặt bít của ống dẫn phải đồng tâm với mặt bít của máy bơm ( cho phéplệch tâm không quá 0,1mm) nhưng các lỗ phải trùng Cấm xử lí lệch mặt bítbằng cách xiết bulông

Máy bơm được lắp đặt trên nền móng phải an toàn, ổn định, chắc chắn,không được có khe nứt, rỗ và rỗng

Trước khi lắp ráp máy cần kiểm tra trạng thái các lỗ dẫn vào và ra, phải

3.1.2 Lắp ráp

Vệ sinh máy, đặt tấm đế máy đúng theo các vít điều chỉnh trên đế móng

và lắp ráp máy lên nền móng đã hoàn toàn cứng

Vị trí lắp đặt tổ máy do thiết kế xác định Độ lệch mặt bằng cho phépđối với tâm lắp đặt không quá 3mm

Vị trí máy theo chiều cao đối với mốc hoặc sàn được điều chỉnh bằngvít điều chỉnh Sai số cho phép không được vượt quá 5mm so với thiết kế.Sau khi chỉnh vị trí móng, tiến hành đổ bê tông bulông móng và đế.Các vít điều chỉnh được bọc sơ hoặc bôi lớp dầu đặc Đảm bảo cho hồ bêtông lấp đặc bề mặt, không có hốc, rỗ đế móng Đồng thời móng phải tạothành gờ khoảng 25mm vượt qua khỏi mép dưới của đế máy

Xiết chặt êcu của bulông được thực hiện sau khi bê tông đạt độ cứng ítnhất 12MPa (120kG/cm2) nhưng không được trước 7 ngày sau khi đổ

Sau khi móng đông cứng, nối các đường ống hút và xả, đường ống cấpnước và dung dịch làm mát và đường ống phụ trợ Kiểm tra chiều quay củađộng cơ, tiến hành định tâm các trục máy bơm và động cơ

Định tâm trục bằng cách thay đổi vị trí của động cơ, vị trí chiều caođược điều chỉnh bằng cách đổi roan đệm lắp dưới các đế tựa đỡ, điều chỉnhmặt phẳng ngang bằng cách chuyển dịch động cơ theo các mặt tiếp giáp của

đế móng

3.1.3 Vận hành

Trước khi cho máy bơm hoạt động ta phải kiểm tra mực chất lỏng trongbình, sao cho trong suốt quá trình máy bơm làm việc chất lỏng ở trong bìnhluôn luôn ở vị trí không xảy ra xâm thực khí cũng như xâm thực hơi

Trong quá trình máy bơm hoạt động cần giữ ổn định áp suất và nhiệt độbơm Khi áp suất giảm, nhiệt độ tăng dẫn đến tăng lượng khí đồng hành trong

Mở van đường vào máy bơm, sau đó mở van đường ra 1/4 vòng, sau đó

mở máy hoạt động Khi máy chạy khoảng 15÷20 giây ta mở hết van đường

ra Mục đích của công tác này là giảm dòng điện khởi động và tạo lưu lượngban đầu Trong khi máy bơm làm việc phải theo dõi liên tục Kiểm tra toàn

bộ các thiết bị máy bơm trong quá trình máy bơm làm việc

- Áp suất nước làm mát phải đảm bảo từ 2÷2,5kG/cm2 (1÷4at) nếu nhỏhơn 1at hoặc lớn hơn 4at thì phải cắt ngay

- Nhiệt độ ổ bi phải luôn nhỏ hơn 800C Nếu lớn hơn phải tắt máy, dừnghoạt động để kiểm tra

Trong quá trình máy bơm hoạt động nếu có hiện tượng khác lạ nhưrung động lớn, có tiếng động, gõ khác thường, giảm nhanh áp suất trongđường ống, quá tải động cơ, cháy sản phẩm qua cụm chèn đệm trục… thì cầnphải dừng máy để tìm nguyên nhân khắc phục

Sau khi máy hoạt động vài giờ ở chế độ làm việc, cần kiểm tra bổ xungđịnh tâm của các trục, không được dựa vào độ lệch tâm đồng trục của cáctrục được điều hòa bởi kết cấu của khớp nối

Trình tự ngừng máy bơm:

Đóng từ từ van trên đường ống áp lực (ống xả)

Tắt động cơ

Đóng van trên đường ống hút

Trong thời gian cần thiết để làm nguội máy bơm đến nhiệt độ 500C÷600C ( 323K÷333K), đóng tất cả các van tiết lưu trên các tuyến dẫn nước làm mát.Khi dừng máy bơm, sản phẩm bơm tinh thể hóa dễ đông kết, cần xả hết sản phẩm khỏi máy bơm, bơm qua máy bơm sản phẩm dầu mỏ nhẹ không đông kết hoặc áp dụng các biện pháp phòng ngừa đông kết sản phẩm

3.1.4 Công tác kiểm tra

Đây là yêu cầu cấp thiết trong quá trình sử dụng máy Để thiết bị làm việc ổn định, tránh xảy ra sự cố làm giảm tuổi thọ cũng như hiệu suất của máy, gây ảnh hưởng đến công suất vận chuyển

Kiểm tra số vòng quay của động cơ, vì đó chính là số vòng quay của bơm Khi số vòng quay này bị sai lệch sẽ làm thay đổi đặc tính của bơm cũng như

tuổi thọ của nó Ta cần phải kiểm tra số vòng quay của động cơ bằng đồng hồ

đo số vòng quay (thường dùng thiết bị Taxometer)

Trong khi máy bơm làm việc cần kiểm tra hệ thống làm kín Vì trong các bơmlàm việc với áp lực dư ở cửa vào, đem chống thấm cần ngăn cản sự rò rỉ ra ngoài của chất lỏng bơm Khi bơm làm việc ở áp suất chân không, đệm làm kín ngăn không cho khí bên ngoài lọt vào trong bơm Nếu có khí lọt vào sẽ làm giảm áp suất đầu vào của bơm dẫn đến giảm áp suất và lưu lượng, dễ bị xâm thực khí… do vậy cần kiểm tra sự rò rỉ của đệm làm kín

Ổ đỡ: gồm có 2 loại là ổ đỡ chặn (66414) và ổ đỡ (414) dùng để chịu tải hướng tâm và hướng trục tác dụng lên Roto Do vậy trong quá trình làm việc

ổ đỡ chặn bị hỏng, ổ bi trượt có khe hở quá lớn, phải có biện pháp kiểm tra vàkhắc phục kịp thời hoặc thay thế thiết bị cần phải đồng bộ, hệ thống bôi trơn phải hợp lý Khi tốc độ quay của cổ trục của ổ bi trượt khoảng 8m/s người ta dùng vòng bôi trơn, còn khi vận tốc lớn thì bôi trơn cưỡng bức

Do đặc điểm máy bơm vận chuyển dầu có số vòng quay cao (2950vòng/ph) vìvậy trong quá trình làm việc nhiệt độ ở các ổ bi cao Muốn kiểm tra nhiệt độ ổ

bi ta chỉ cần dùng đồng hồ đo nhiệt độ của hệ thống nước làm mát ổ bi ở đầu

ra và đầu vào để xem mức độ chênh lệch nhiệt độ ổ bi đó

Khi bơm làm việc, bánh công tác chịu tác dụng của áp lực theo hướng trục

Ta khảo sát như sau:

Khi bơm làm việc, chất lỏng ở họng hút A chuyển động theo phương song song với trục vào bánh công tác, dưới áp suất khá nhỏ P1 Sau khi vào bánh công tác, dòng chất lỏng ngoặt một góc 900 và trở thành thẳng góc với trục

Áp suất chất lỏng tăng dần đến trị số P2 ở nối ra (P1 nhỏ hơn rất nhiều so với P2) Dưới tác dụng của áp suất P2 một phần chất lỏng rò rỉ qua các khe hở của bánh công tác và thân bơm Nếu bỏ qua tác dụng của chất lỏng trong các khe

hở B và C thì ta có thể xem gần đúng áp suất trong các khe hở đó bằng P2 Do

đó áp lực hướng trục tác dụng lên đĩa sau của bánh công tác, về bên trái là:

Ptr = P2 x (R2 2 - r 2) (2.1)

Và áp lực hướng trục tác dụng lên đĩa trước của bánh công tác về bên phải là:

Pph = P2(R2 2-R1 2) + P1(R12-r2) (2.2)

Vì P1 nhỏ hơn P2 rất nhiều nên Pph nhỏ hơn Ptr , do đó áp lực có xu hướng đẩy bánh công tác về hướng ngược với hướng chuyển động của chất lỏng và bánh công tác Ta có:

PI = Ptr – Pph =(P2 – P1)(R12 – r2) (2.3)Hoặc

PI =  γ Ht (R12 - r2) vì Ht = P1 (2.4)

Áp lực thực tế PI có giá trị nhỏ hơn một so với giá trị tính trong công thức Do có sự quay theo các bánh công tác trong khe hở B và C nên áp suất trong các khe hở giảm dần từ ngoài vào trong ( R2-R1) Ngoài lực hướng trục

PI còn có lực hướng trục PII tác dụng lên bánh công tác theo hướng dòng chảy,chất lỏng chuyển phương chuyển động ở lối vào của bánh công tác (từ hướng trục sang hướng kính) PII có thể tính theo định luật động lượng:

PII = m.C0 = g.Q C0 (2.5)Trong đó m là khối lượng của chất lỏng qua bánh công tác:

Q: là lưu lượng lý thuyết của bánh công tác

g: là gia tốc trọng trường

γ: là trọng lượng riêng của chất lỏng

C0: là vận tốc chất lỏng ở cửa vào bánh công tác

Vậy áp lực tổng cộng tác dụng lên bánh công tác của bơm là:

Riêng ở bơm NPS 65/35-500 áp dụng việc bố trí bánh công tác đối xứng ngược nhau và dùng các vòng bi đỡ chặn 66414 Biện pháp này rất tin cậy nhưng có nhược điểm là chế tạo than bơm phức tạp, bơm có kích thước cồng kềnh.

3.3 Công tác bảo dưỡng

Để máy bơm làm việc đạt hiệu quả cao và nâng cao tuổi thọ của nó thì công tác bảo dưỡng máy bơm trong quá trình làm việc là hết sức quan trọng

Trong khi máy bơm làm việc phải thường xuyên theo dõi các chỉ báo của đồng hồ đo Không được để bơm làm việc lâu ở chế độ không tải hoặc gần 0 hoặc quá nhiệt động cơ

Không cho máy bơm làm việc ở chế độ áp suất đầu vào thấp hơn mức yêu cầu

Theo dõi mức dầu nhớt của các cụm ổ trục Kiểm tra nhiệt độ ổ bi, bộ làm kínmặt dầu hoặc salnhic, động cơ, theo dõi việc cung cấp nước làm mát Nhiệt độ

ổ bi và bộ làm kín không vượt quá 600C

Sau khoảng 2000÷3000h làm việc cần tháo nhớt cũ ra, rửa sạch buồng ổ bi và thay thế nhơt mới Ở các máy bơm mới hoặc máy bơm mới được sửa chữa, việc xả nhớt và thay nhớt mới được tiến hành sau 24h làm việc

Sau 4000÷5000h làm việc cần: kiểm tra ổ bi và ống lót bảo vệ, nếu cần thì thay thế mới; thay mỡ trong khớp nối bánh răng

Sau 9000÷10000h làm việc cần tiến hành đại tu Tháo toàn bộ máy bơm, kiểmtra độ mài mòn, rỗ các chi tiết và thay thế các chi tiết mới

Nếu sơ đồ công nghệ dự tính sử dụng 2 tổ máy: làm việc và dự phòng thì phải:

- Giữ máy bơm dự phòng đầy đủ chất lỏng công tác và mở hoàn toàn van ở đường vào

- Phân bố đều chu kì làm việc cho hai tổ máy bơm hoặc đảm bảo cho máy bơm dự phòng làm việc ít nhất là 3 lần hoạt động giữa 2 lần sửa chữa

Theo dõi độ rò qua đệm trục, độ rò không được quá quy định, khi dò lớn phải dừng máy bơm, kiểm tra và xử lý

Theo dõi tiếng ồn và độ rung của máy bơm không vượt quá giới hạn cho

Quá trình bảo dưỡng sửa chữa máy bơm được thực hiện dựa trên 3 yếu tố cơ bản sau:

- Thực hiện từ tài liệu hướng dẫn kỹ thuật, cần chú ý đến điều kiện làm việc của máy bơm ở giàn và nhiệt độ khí hậu ở Việt Nam

- Từ điều kiện làm việc thực tế trên giàn, dựa vào các chế độ và các thông số thực tế để thay đổi cho phù hợp Từ đó lập quy trình bảo dưỡng thiết bị tốt nhất, phải có thiết bị thay thế đồng bộ, kịp thời và đảm bảo chất lượng

- Phụ thuộc vào trình độ của đội ngũ công nhân vận hành cũng là yếu tố quyếtđịnh đến năng suất làm việc và tuổi thọ của thiết bị Sự liên hệ giữa các hệ thống: công tác căn tâm, phiến lọc đầu… theo định kì Công tác tháo lắp, căn chỉnh hệ thống… sao cho đảm bảo yêu cầu kỹ thuật đề ra

CHƯƠNG 4 QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SỬA CHỮA MỘT SỐ CHI TIẾT

ĐIỂN HÌNH

4.1 Quy trình đánh giá khuyết tật và sửa chữa trục bơm

4.1.1 Quy trình đánh giá khuyết tật

4.1.1.1 Cấu tạo và vật liệu chế tạo

Trục bơm là một trong nhũng chi tiết quan trọng bậc nhất của bơm Kích thước của nó phụ thuộc vào kết cấu, kích thước và số vòng quay của bơm Độbền và độ cứng của trục được nhà chế tại tính toán trên cơ sở ngoài tải trọng tác dụng lên trục

Độ cứng toàn bộ trục là 260÷280HB, riêng ngõng trục Φ70 được nhiệt luyện

bề mặt đạt độ cứng 45÷50HRC

Trục của bơm NPS 65/35-500 có dạng bậc, trên có lắp các cánh bơm, các vòng cách, các bạc bảo vệ trục, vòng bi, khớp nối… tạo nên phần chuyển động gọi là Roto Ta có thể tháo lắp các chi tiết dễ dàng khi sửa chữa hoặc thay thế

Trục bơm thường được chế tạo bằng thép 45, 40X, 40XH là các loại thép có

độ bền tương đối cao, ít nhạy với tập trung ứng suất, có thể nhiệt luyện và dễ gia công

4.1.1.2 Tải trọng ngoài tác dụng lên trục, kết cấu của Roto

Các tải trọng gồm có: mômen xoắn của động cơ và mômen của bánh công tác,trọng lượng của bản than trục và trọng lượng của các chi tiết lắp trên trục Trong bơm nhiều cấp có cân bằng lực hướng trục bằng đĩa giảm tải hoặc bằng

sự bố trí đối xứng trên Roto Tải trọng còn gồm cả lực hướng trục, lực ngang

và những phản lực do chúng gây lên Do đó mà một số tiết diện của trục sẽ

Để đảm bảo bơm làm việc được an toàn ta cần phải xem Roto như một vật thể Do đó cánh bơm cần được lắp thật chắc với trục Tuy nhiên sự tồn tại sức căng hướng tâm của cánh bơm tại chỗ lắp với trục sẽ làm phức tạp việc lắp vàđặc biệt là tháo Roto Vì vậy trong phần lớn kết cấu của Roto việc lắp cánh bơm vào trục được thực hiện theo kiểu trượt hay kiểu chặt, nghĩa là với khe

hở nhỏ nhất có thể theo điều kiện lắp ráp Còn sự liên kết không di động giữa bánh công tác và trục được thực hiện bằng cách kéo căng theo hướng dọc trụcnhờ các ê-cu lắp trên trục

Sự tạo thành khe hở giữa bánh công tác và trục sẽ làm Roto mất cân bằng, gây rung động và làm mòn vòng làm kín Dòng rò rỉ sẽ xuất hiện qua các khe

hở được tạo thành giữa bánh công tác và trục Dòng chảy này có thể làm mòn trục và bánh công tác Chính vì vậy khi sửa chữa bơm cần đặc biệt chú ý tới các mối ghép này

4.1.1.3 Các sai hỏng của trục bơm

Đối với trục bơm có thể xảy ra sự cố gãy trục Nguyên nhân có thể là:

- Do trục thường xuyên phải làm việc quá tải

- Gia công cơ khí thiếu chính xác: các góc lượn, rãnh then lỗ khoan, rãnh vòng… gây tập trung ứng suất Chất lượng chế tạo kém, có vết nứt tế vi hoặc

kỹ thuật nhiệt luyện kém…

- Sử dụng không đúng kỹ thuật: ổ trục được điều chỉnh không đúng, khe hở điều chỉnh quá nhỏ…

Ngoài ra còn có các dạng sai hỏng khác như:

- Độ không thẳng của đường tâm lớn δ>0,5ra

- Mài mòn các bề mặt của trục tại vị trí lắp bánh công tác bơm (tiết diện 4)

- Mài mòn các bề mặt của trục tại các vị trí lắp các bạc lót bảo vệ trục hoặc bộlàm kín mặt dầu (tiết diện 3,5)

- Mài mòn các bề mặt của trục tại chỗ lắp vòng bi (tiết diện 2)