Nghiên cứu tính toán thiết kế máy bơm ly tâm dùng để vận chuyển dầ thuộc xí nghiệp liên doanh dầu khí vietsopetro

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ ĐỊA CHẤT NGUYỄN THANH CẢNH NGHIÊN CỨU TÍNH TỐN THIẾT KẾ MÁY BƠM LY TÂM DÙNG ĐỂ VẬN CHUYỂN DẦU THUỘC XÍ NGHIỆP LIÊN DOANH DẦU KHÍ VIETSOVPETRO LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI – 2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ ĐỊA CHẤT NGUYỄN THANH CẢNH NGHIÊN CỨU TÍNH TỐN THIẾT KẾ MÁY BƠM LY TÂM DÙNG ĐỂ VẬN CHUYỂN DẦU THUỘC XÍ NGHIỆP LIÊN DOANH DẦU KHÍ VIETSOVPETRO Ngành: Kỹ thuật Cơ khí động lực Mã số : 60.52.0116 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS-TS Vũ Nam Ngạn HÀ NỘI – 2015 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan zlà cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình HàNội, ngày 12 tháng 04 năm 2015 Tác giả luận văn Nguyễn Thanh Cảnh MỤC LỤC Mục lục Danh mục bảng biểu Danh mục hình vẽ Mở đầu Trang Chương TỔNG QUAN CHUNG VỀ CƠNG NGHIỆP DẦU KHÍ Ở VIỆT NAM VÀ MÁY BƠM VẬN CHUYỂN DẦU Ở XNLDDK VIETSOVPETRO 1.1 1.2 1.3 1.3.1 1.3.2 1.3.3 1.4 1.4.1 1.4.2 1.4.3 1.4.4 1.4.5 Sự hình thành phát triển ngành cơng nghiệp dầu khí Việt Nam Khái qt Xí nghiệp liên doanh dầu khí Vietsovpetro Một số tính chất dầu mỏ Khối lượng riêng Độ nhớt µ Ảnh hưởng tính chất lý, hóa khác Các loại máy bơm vận chuyển dầu sử dụng XNLDDK VietSovpetro Máy bơm ly tâm НПС 65/35-500 Bơm ly tâm НПС 40-400 Máy bơm ly tâm SULZER Máy bơm ly tâm НК -200/120 Máy bơm ly tâm ЦНС 105/294 Chương 13 13 14 14 15 16 TÍNH TỐN THIẾT KẾ MỘT SỐ BỘ PHẬN CHÍNH CỦA MÁY BƠM LY TÂM НПС 65/35-500 2.1 2.1.1 2.1.2 2.1.3 2.1.4 2.2 8 11 11 11 12 Tính tốn thiết kế bánh cơng tác Tính tốn lựa chọn động dẫn động Tính tốn thơng số cửa vào bánh cơng tác Tính tốn thông số cửa bánh công tác Kiểm tra kết tính tốn Xây dựng biên dạng cánh 21 22 22 23 28 31 32 2.2.1 2.2.2 2.3 2.3.1 2.3.2 2.3.3 2.4 2.4.1 2.4.2 2.5 2.6 Xây dựng biên dạng cánh không gian mặt kinh tuyến Xây dựng biên dạng cánh khơng gian mặt vĩ tuyến Tính toán thiết kế phận dẫn hướng Bộ phận dẫn hướng vào Bộ phận dẫn hướng Bộ phận dẫn hướng trung gian Lực tác dụng bơm Lực hướng trục Lực hướng kính Tính tốn thiết kế trục máy bơm Bản vẽ lắp máy bơm Chương CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN SỰ LÀM VIỆC CỦA MÁY BƠM 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.5.1 3.5.2 3.5.3 Ảnh hưởng xâm thực biện pháp khắc phục Ảnh hưởng xâm thực biện pháp khắc phục Các yếu tố ảnh hưởng khác Một số nguyên nhân hư hỏng thường gặp biện pháp khắc phục Công tác vận hành bảo dưỡng máy bơm Trước khởi động bơm Khởi động máy Trong bơm hoạt động KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ TÀI LIỆU THAM KHẢO 32 35 38 38 42 46 49 49 52 52 53 57 57 57 61 64 68 68 68 69 70 71 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU STT Số bảng Tên bảng Trang Lịch sử hình thành phát triển XNLD dầu khí Bảng “Vietsovpetro” Bảng 2-1 Bảng tính biên dạng cánh mặt kinh tuyến 34 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ STT Số hình Tên hình Trang Hình 2.1 Sơ đồ kết cấu bánh cơng tác 23 Hình 2.2 Tam giác vận tốc cửa vào 27 Hình 2.3 Tam giác tốc độ cửa vào bánh công tác 30 Hình 2.4 Mặt kinh tuyến bánh cơng tác 33 Hình 2.5 Mặt kinh tuyến BCT 37 Hình 2.6 Mặt vĩ tuyến BCT 37 Hình 2.7 Lưới biến hình bảo giác xây dựng cánh cong khơng gian 37 Hình 2.8 Bộ phận dẫn hướng vào 38 Hình 2.9 Các tiết diện máng xoắn 40 10 Hình 2.10 Quy luật biến đổi tốc độ 40 11 Hình 2.11 Bộ phận dẫn hướng kiểu xoắn ốc 42 12 Hình 2.12 Đĩa cánh dẫn hướng trung gian 47 13 Hình 2.13 Sơ đồ tính tốn lực hướng trục 51 14 Hình 2.14 Máy bơm НПС 65/35 – 500 53 15 Hình 3.1 Lực dọc trục bơm ly tâm 59 16 Hình 3.2 Đĩa thuỷ lực 61 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Nền kinh tế Nước ta năm gần có bước tiến vượt bậc, với tăng trưởng không ngừng trì Có đóng góp phần khơng nhỏ vào thành tựu phát triển nghành cơng nghiệp dầu khí Việt Nam, điển hình xí nghiệp LDDK “Vietsovpetro” đơn vị có đóng góp cao Xí nghiệp liên doanh dầu khí Vietsovpetro đơn vị đứng đầu cơng tác tìm kiếm, thăm dị khai thác dầu khí Vùng hoạt động chủ yếu thềm lục địa phía Nam Việt Nam mở rộng hợp tác sang địa bàn Liên Bang Nga, Mianmar, Tunizia Từ Xí nghiệp liên doanh dầu khí Vietsovpetro đưa mỏ Bạch Hổ, Mỏ Rồng vàGấu Đỏ, TêGiác Trắng, Thăng Long, Đại Bàng vào khai thác, tính đến tháng năm 2015 đạt sản lượng dầu thô thứ 213 triệu Hiện liên doanh dầu khí “ Vietsovpetro” khai thác dầu mỏ Bạch Hổ, Rồng Gấu Đỏ Ở mỏ Bạch Hổ có 10 giàn cố định, giàn trung tâm, 10 giàn nhẹ, giàn ép nước mỏ chiếm phần lớn sản lượng sản phẩm khai thác liên doanh Để phục vụ cho cơng tác tìm kiếm thăm dị, khai thác chế biến dầu khí, nhiệm vụ quan trọng phải có hệ thống trang thiết bị phù hợp với điều kiện khu mỏ, cho đem lại hiệu kinh tế cao Các thiết bị máy móc phục vụ cho ngành dầu khí đa dạng, cómáy bơm ly tâm sử dụng rộng rãi ngành dầu khí, đặc biệt lĩnh vực khai thác vận chuyển dầu tính ưu việt nó: kết cấu đơn giản, an toàn sử dụng, hiệu suất tương đối cao, làm việc ổn định, thích nghi với mơi trường dầu khí biển, phạm vi điều chỉnh rộng Với nguyên vọng phù hợp với chuyên mơn cơng việc làm ngành dầu khí Xínghiệp Liên Doanh dầu khí “Vietsovpetro”, tơi nhận đề tài: “Nghiên cứu tính tốn thiết kế máy bơm ly tâm dùng để vận chuyển dầu thuộc Xí Nghiệp Liên Doanh dầu khí Vietsovpetro Đối tượng phạm vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu: máy bơm ly tâm НПС 65÷35-500 - Phạm vi nghiên cứu: máy bơm ly tâm НПС 65÷ 35-500 sử dụng công tác vận chuyển dầu cơng trình biển XNLD “Vietsovpetro” Mục đích đề tài Nghiên cứu , tính tốn thiết kế máy bơm ly tâm НПС 65÷35-500 phù hợp với điệu kiện làm việc thực tế để vận chuyển dầu thơ XNLD “Vietsovpetro”, nhằm mục đích nâng cao hiệu làm việc tuổi thọ chúng Nhiệm vụ nghiên cứu Tính tốn thiết kế máy bơm ly tâm НПС 65÷ 35-500 phùhợp với điệu kiện làm việc thực tế để vận chuyển dầu thơ XNLD “Vietsovpetro” Nội dung nghiên cứu - Khảo sát, nghiên cứu điều kiện làm việc thực tế máy bơm ly tâm НПС 65÷35-500 dùng XNLD “Vietsovpetro” từ trước đến - Tính tốn thiết kế máy bơm НПС 65÷ 35-500 phù hợp với điệu kiện làm việc thực tế để vận chuyển dầu thô XNLD “Vietsovpetro” nhằm nâng cao hiệu làm việc tuổi thọ Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp tổng hợp: dựa vào cơng trình nghiên cứu lý thuyết thực tiễn nhà khoa học giới Việt nam từ trước đến - Khảo sát nghiên cứu thực tế máy bơm ly tâm dùng để vận chuyển dầu thô XNLD “Vietsovpetro” Ý nghĩa khoa học thực tiễn - Đề tài nghiên cứu tình trạng làm việc thực tế máy bơm ly tâm dùng dể vận chuyển dầu thô, chủ yếu máy bơm НПС 65÷ 35-500 XNLD “Vietsovpetro” - Đề tài tính tốn thiết kế thơng số kết cấu chính, thiết kế BCT, VXO số chi tiết khác máy bơm НПС 65÷ 35-500 phù hợp với điều kiện làm việc XNLD “Vietsovpetro”, nhằm nâng cao hiệu làm việc tuổi thọ Cấu trúc luận văn Luận văn cấu trúc 71 trang đánh máy khổ A4, theo thứ tự gồm: mục lục, danh mục bảng biểu, danh mục hình vẽ, ký hiệu thuyết minh, phần mở đầu, phần nội dung chính, kết luận kiến nghị, tài liệu tham khảo Nhân dịp tác giả xin chân thành cảm ơn thầy cô trường Đại học Mỏ địa chất, đặc biệt thầy giáo PGS.TS Vũ Nam Ngạn hướng dẫn tác giả hoàn thành luận văn 57 Chương CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN SỰ LÀM VIỆC CỦA MÁY BƠM 3.1 Ảnh hưởng xâm thực biện pháp khắc phục Khi làm việc chất lỏng chuyển động vào miệng hút máy bơm, phía trước bánh cơng tác nơi có áp suất tuyệt đối thấp Nếu áp suất đạt áp suất sôi nhiệt độ làm việc chất lỏng chuyển sang thể hơi, đồng thời khí hồ tan tách khỏi chất lỏng Tiếp chất lỏng vào guồng lên ống đẩy Nhưng áp suất không cố định mà luôn tăng Áp suất tăng ngưng tụ khí lại hồ tan Phần thể tích bóng khí bị chất lỏng dồn vào nhanh chóng đạt áp suất cao từ khoảng 100- 1000 at Hiện tượng tạo va đập thuỷ lực, bào mịn phần kim loại có cấu tạo khơng vững chắc, gây ăn mịn nhiệt điện hố học Kèm theo cịn gây rung động, ồn va chạm bơm, làm giảm hiệu suất bơm Hiện tượng xâm thực gây cho cánh bơm vết rãnh xước mòn, lâu ngày làm hỏng hoàn toàn cánh bơm Như máy bơm khơng cịn hoạt động Có số nguyên nhân gây tượng xâm thực là: - Áp suất chất lưu vào bơm giảm đến áp suất bão hòa - Áp suất vận tốc chất lưu phân bố không cửa hút - Sự đổi hướng chuyển động chất lỏng cửa hút - Chiều cao hút lớn chảy - Khí trời xâm nhập dịng Để tránh tượng xâm thực dùng biện pháp : - Làm cạnh lượn trịn phần nhơ lên, mép vào cánh dẫn nên làm tròn mỏng - Tăng đường kính, giảm chiều dài ống hút hạn chế chỗ cong 58 - Nhiệt độ làm việc không cao nhiệt độ sôi ứng với áp suất hút; lưu lượng làm việc không vượt 25% lưu lượng định mức Lượng dự trữ xâm thực khí: Để xâm thực khơng xảy cần đảm bảo điều kiện: lượng chất lỏng cửa hút máy bơm phải lớn lượng áp suất bão hoà điều kiện nhiệt độ đầu vào, tức là: pv v2 p  v  bh g 2.g g Trong đó: pv - Áp suất tuyệt đối chất lỏng đường vào bơm, Pa v2v - Vận tốc chất lỏng đường vào, m/s pbh - Áp suất bão hòa chất lỏng, Pa Như để đảm bảo cho bơm ly tâm làm việc bình thường, máy bơm cần phải có lượng dự trữ xâm thực cần thiết h bằng: pv  pbh v    g 2g Lượng dự trữ xâm thực khí gọi tới hạn với giá trị tượng xâm thực khí xảy Để xác định giá trị tới hạn người ta dùng thực nghiệm cách giữ nguyên Q, H, N,  thay đổi chiều cao chân không cột áp hút hck tượng xâm thực xảy Gía trị gọi chiều cao chân khơng giới hạn cột ¸p hút, hckgh Trong thực tế người ta thường sử dụng khái niệm chiều cao hút chân không cho phép , hckcp : hck = 1,15 – 1,25 hckcp Với điều kiện: Rõ ràng nhận thấy hck  đại lượng h hckcp hckcp th×hiện tượng xâm thực không xảy Các xác định thực nghiệm ghi lý lịch máy 3.2 Ảnh hưởng lực hướng trục biện pháp khắc phục Lực dọc trục máy bơm ly tâm tạo chủ yếu chênh lệch áp suất phía trước sau bánh cơng tác Hướng lực dọc theo trục bơm có chiều từ phía sau sang phía cửa hút bánh cơng tác 59 Lực dọc trục không cân đưa đến tượng làm xê dịch bánh cơng tác; gây mịn ổ đỡ; gây cọ sát cánh dẫn với khoang bơm, vỏ bơm; làm hỏng hộp đệm, tăng khe hở vỏ cánh Để khắc phục lực ta cần biết trị số áp lực dọc trục phương pháp khắc phục Phần diện tích cánh bơm cân lực là: F cb = π (D22 - D2o )/4 Phần diện tích cánh bơm không cân lực: F = π ( D21 –d2b ) /4 Lực dọc trục là: Rt = F ( p/2 – p/1 ) = π/4 ( D22 – d2b ) ( p/2 – p/1 ) Trong đó: D2 - Đường kính ngồi bánh cơng tác, m Do - Đường kính cửa hút, m Db - Đường kính may ơ, m Nếu bơm nhiều cấp (n cấp): Rtn = Σ Rti i = 1, 2, 3,…n lµsố bánh cơng tác gắn máy bơm Hình 3-1 60 CÁC BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC LỰC HƯỚNG TRỤC - Khoan lỗ nhỏ phía sau bánh cơng tác để cân áp suất phần cửa hút với phía sau bánh công tác Phương pháp dùng cho bơm bánh cơng tác Nóđơn giản có nhược điểm: Năng suất hiệu suất giảm - Làm ống dẫn chất lỏng từ phía sau bánh cơng tác ngược trở lại cửa hút để áp suất hai phía cân - Làm bánh công tác kép (hai cửa hút), dẫn chất lỏng vào bơm từ hai phí a - Đối với bơm nhiều bánh công tác đặt chiều, dùng ổ đỡ thuỷ lực, phương pháp tốt cho phép tự động cân lực chiều trục, phụ thuộc vào áp suất lưu lượng Đĩa đặt phía sau bánh cơng tác cuối tạo với thân bơm thành phịng nhỏ (a), hì nh 3-2 Dưới tác dụng lực dọc trục, trục bơm chuyển động sang phía trái, khe hở b/ nhỏ lại dẫn đến áp suất khoang A tăng Do áp lực tác dụng lên đĩa thuỷ lực tăng làm chuyển dịch trục sang phải Khi trục dịch chuyển nhiều sang phải, dẫn đến khe hở b/ tăng áp suất khoang A giảm.Kết áp lực klhoang b tác động lên đĩa thuỷ lực làm dịch chuyển đĩa sang trái Như ổ đỡ thuỷ lực cho phép đảm bảo trình tự cân lực dọc trục Tuy nhiên tuổi thọ ổ đỡ thuỷ lực phụ thuộc vào chất lượng chất lỏng bơm Nếu chất lỏng chứa nhiều tạp chất khí dẫn đến mài mòn bề mặt làm việc đĩa thuỷ lực Ngoài hoạt động ổ đỡ thuỷ lực phụ thuộc vào yếu tố thay đổi q trình bơm là: lưu lượng, áp suất đầu vào máy bơm, khe hở bánh công tác phần tĩnh máy bơm Do ổ đỡ thuỷ lực khơng triệt tiêu tồn lực dọc trục Người ta phải lắp thêm ổ bi chặn đỡ để khử hoàn toàn lực dọc trục - Với bơm nhiều cấp nên bố trí cửa hút đối xứng (bơm cử hút) - Lắp ổ bi đỡ chặn 61 1: Cánh bơm; 2: Thân bơm; 3: Vòng bùmòn; 4: Đĩa thủy lực; 5: Khoang làm kín; 6: Trục bơm Hình 3-2 3.3 Các yếu tố ảnh hưởng khác Khi bơm làm việc mỏ Bạch Hổ mỏ Rồng, thường cócác thơng số công tác bơm thay đổi, tuổi thọ bơm giảm ảnh hưởng nhiều yếu tố như: Vận chuyển chất lỏng có độ nhớt cao, dầu cịn chứa khí, nhiệt độ dầu ảnh hưởng pha rắn có dầu Ngồi bơm cịn chịu ảnh hưởng nhiều yếu tố khác là: Độ rung động giàn nhiều thiết bị làm việc đồng thời, thời gian làm việc liên tục cao Trên yếu tố ảnh hưởng đến trình làm việc tuổi thọ bơm, yếu tố cần khắc phục để nâng cao hiệu thời gian sử dụng bơm: * Trong trình bơm làm việc lưu lượng thực tế khơng đáp ứng yêu cầu công suất máy do: Độ nhớt chất lỏng cao, lượng khí hịa tan có dầu tồn tại, dầu chứa nhiều tạp chất, cặn Do bơm thiết kế để bơm nước chuyển sang sử dụng để bơm dầu chất lỏng 62 bơm có độ nhớt cao nước nhiều, điều dẫn đến tổn thất áp suất bơm chuyển dầu làm tăng công suất bơm Ngồi bơm dầu từ bình chứa 100 m3 áp suất hút áp suất chân khơng nhỏ áp suất bình, dù bình dầu tách hết pha khí giảm xuống áp suất chân khơng khí dầu tiếp tục tách Khi lượng khí hịa tan dầu tách lớn hệ số dự trữ xâm thực bơm xảy tượng xâm thực Ngồi dầu cịn chứa nhiều tạp chất cặn tách triệt để giàn, bơm làm việc dầu mang tạp chất cặn tạo va đập khoang làm việc, tác động trực tiếp đến bánh cơng tác, gây tượng mịn bánh cơng tác ảnh hưởng tới tuổi thọ bơm * Trong dầu chứa nhiều Parafin nên nhiệt độ đông đặc cao, lượng dầu khơng vận hành liên tục, với nhiệt độ chất lỏng bơm giảm vận chuyển dầu, có tượng trao đổi nhiệt dầu với đường ống môi trường xung quanh nên đường ống xảy tượng lắng đọng Parafin gây tắc nghẽn đường ống làm tổn thất áp suất, giảm hiệu suất bơm vận hành trở lại Vì trình bơm cố gắng trì chạy liên tục có máy bơm dự phịng sẵn sàng hoạt động đảm bảo cho lượng dầu bơm chuyển ổn định Cần phải có tính tốn dự báo trước cho hệ thống thiết bị đảm bảo điều kiện làm việc tốt * Hệ thống thiết bị vận chuyển dầu gồm có hệ thống đường ống vận chuyển liên kết với Ở nơi giao có bình trung chuyển tạo áp suất chung để đưa lượng dầu tàu chứa Cần phải trì tổng thể bố trí thời gian bơm cho phù hợp, công tác vận hành cần bố trí lượng dầu bơm phù hợp khơng nhiệt độ đường ống xuống thấp làm ảnh hưởng đến đơng đặc dầu Cần phải có thiết bị kiểm tra lưu lượng nhiệt độ dầu để bố trí hệ thống bơm điểm tiếp nhận cho hợp lý * Do điều kiện làm việc giàn biển, lượng nước cần thiết cung cấp cho hệ thống làm mát không đủ, nước làm mát thường nước biển nên hệ thống thiết bị có muối đóng cặn nên chế độ giảm (trao đổi) nhiệt Vì phải có thiết bị lọc nước biển để tránh tượng xảy 63 Phải có chất phụ gia để trung hòa ăn mòn nước biển hệ thống thiết bị * Máy bơm làm việc với tốc độ cao, mô men, lực quán tính lớn khởi động, vận hành liên tục, dừng đột ngột, bơm chịu nhiều va đập ảnh hưởng điều kiện môi trường nước biển hệ thống khớp nối dễ bị hư hỏng Cần phải có biện pháp xử lý kịp thời có tượng hư hỏng khớp nối, làm giảm hiệu làm việc máy bơm không đảm bảo số vòng quay cần thiết * Khi làm việc độ rung máy lớn làm chi tiết máy dễ sai lệch, làm cho máy dễ hư hỏng, dẫn đến hiệu suất làm việc máy giảm Cần trang bị thiết bị đo độ rung thiết bị Tìm biện pháp khử giảm độ rung tới mức thấp * Cần gia cố đế máy để có độ cứng cần thiết, để đảm bảo cho trình làm việc liên tục máy Vì hệ thống giàn khoan biển gồm nhiều hệ thống Block ghép với nhau, nên dao động tương đối khối không tránh khỏi Cần ý đến độ rung động bơm làm việc có biện pháp chống rung động để máy bơm làm việc ổn định * Khi làm việc điều kiện khác bơm chịu áp suất lớn liên tục nên phần đệm làm kín hay bị hư hỏng do: áp suất nhiệt độ dầu cao tác động đến hệ thống đệm, gioăng làm kín Cần ý đến vấn đề làm mát giải nhiệt cho phận máy chịu nhiệt độ áp suất làm việc cao nên cần ý môi chất làm nguội thiết bị nước mát Ngồi ảnh hưởng trên, yếu tố địa lý, khí hậu, thủy văn có tác động khơng nhỏ công tác vận chuyể n trình cơng nghệ khai thác dầu Vùng biển thềm lục địa phía nam chịu ảnh hưởng gió mùa nhiệt đới, hình thành 02 mùa rõ rệt:  Mùa mưa có gió Tây - Nam, đặc trưng lượng mưa lớn nhiều sương mù kéo dài từ khoảng tháng đến tháng 10 Vào mùa khí hậu thường nóng, dầu thơ khai thác qua công đoạn xử lý công nghệ giàn bị nhiệt, hạn chế khả đông đặc chúng 64  Vào mùa khô thường từ tháng 11 đến tháng năm sau, có gió Đơng Bắc với cường độ lớn, gọi mùa gió chướng Trong khoảng thời gian hay xuất bão hay áp thấp nhiệt đới với sức gió đến 2530m/s, nhiệt độ khơng khí giảm xuống rõ rệt Vì giàn khai thác có giếng với sản lượng thấp thường hay xảy tượng dầu bị đơng đặc, chí tính linh động dầu giảm xuống rõ rệt, gây khó khăn cho việc vận chuyển dầu Đó chưa kể đến cố bất thường xảy đến cho tuyến vận chuyển dầu (tắc nghẽn, gẫy vỡ đường ống) trạm tiếp nhận thường hay xảy cố mùa thời tiết không thuận lợi Ngồi ra, điều kiện khí hậu nhiệt đới, độ ẩm khơng khí lớn mơi trường biển hồn tồn có hại đến tuổi thọ, độ bền máy móc, thiết bị công nghệ tuyến đường ống vận chuyển dầu Các cấu trúc, kết cấu kim loại máy móc thiết bị cơng nghệ ngồi việc chịu tải trọng lớn làm việc, chịu tác động ăn mịn với cường độ lớn mơi trường biển gây Trong thực tế có 50% trường hợp cố đường ống ngầm vận chuyển dầu tác động ăn mòn kim loại Vì tính tốn thiết kế, lắp đặt hệ thống thiết bị công nghệ công trình biển, phải nên đặt điều kiện làm việc (mơi trường biển, độ lớn, khí hậu nhiệt đới, ) lên mối ưu tiên hàng đầu 3.4 Một số nguyên nhân hư hỏng thường gặp biện pháp khắc phục Các dạng hư hỏng Các nguyên nhân Các biện pháp khắc phục Ghi (1) (2) (3) (4) + Kiểm tra hệ thống nước làm mát, mực chất lỏng bình, rơle bảo vệ tải động có sai sót khắc phục chế độ bảo vệ khác + Kiểm tra, sửa chữa hệ thống điện theo trình tự Trường hợp xảy giàn 1.Động - Do cấu bảo vệ bơm điện động ngắt không - Do điện áp nguồn thấp làm việc hỏng cáp điện mối nối với động 65 2.Máy - Do chiều quay rôto bơm với không lưu lượng - Do động điện không thấp, đạt tốc độ cần thiết khơng có - Do áp lực đường bơm lưu lượng cao, mức cột áp cho phép bơm - Có khí đường hút vỏ bơm - Có lọt khí qua chỗ hở đường hút qua phận làm kín trục - Do kênh dẫn bánh công tác vỏ bị lệch phin lọc đường hút bị bẩn, tắc - Không cung cấp đủ chất lỏng công tác cho đường hút dầu đông đặc đường hút kẹt van chặn đầu vào - Do độ cao đường hút lớn cột áp đầu vào nhỏ, dầu không vào + Kiểm tra đảo lại chiều quay động điện + Kiểm tra sửa chữa động thay + Cần kiểm tra lại sơ đồ công nghệ chế độ làm việc bơm để điều chỉnh cho thích ứng với đăc tính kỹ thuật bơm + Xả khí, gas làm đầy chất lỏng cho bơm + Làm kín bề mặt lắp ghép đường hút đảm bảo độ kín cho trục rơto đầu Làm kênh dẫn phin lọc + Làm nóng để tan dầu đông đường hút, kiểm tra van chặn đường vào, làm đầy chất lỏng công tác cho bơm + Kiểm tra sức cản thủy lực đường hút mực chất lỏng bình, làm cho chúng phù hợp với thiết kế Trường hợp xảy Thơng thường nên điều chỉnh thời gian bơm để giảm tập trung làm tăng áp đường vận chuyển dầu Trường hợp xảy giàn 3.Máy - Do chiều quay rôto + Kiểm tra lại động điện Trường bơm không đúng, + Kiểm tra đảm bảo độ hợp khơng đạt động khơng đạt tốc độ kín bề mặt lắp ghép xảy áp suất yêu cầu u cầu - Có diện khí đường hút cụm làm kín giàn ga chất lỏng trục công tác + Thay chi tiết bị - Do vành làm kín bị 66 mịn nhiều, bành cơng tác bị hư hỏng, nứt vỡ, - Bị tắc phần kênh dẫn bánh công tác vỏ - Độ nhớt chất lỏng công tác không tương ứng với giá trị nêu thiết kế - Đường kính bánh cơng tác nhỏ mức cần thiết mòn, hỏng chi tiết + Làm kênh dẫn + Kiểm tra lại độ nhớt chất lỏng công tác + Thay bánh cơng tác có đường kính lớn 4.Máy bơm - Tần số quay lớn mức địi hỏi tí nh tốn cơng suất - Áp suất làm việc nhỏ, tải lớn cịn lưu lượng lớn qui định thiết kế (tức máy bơm làm việc vùng đặc tính có tổn thất lượng lớn) - Khối lượng riêng độ nhớt chất lỏng cơng tác q lớn - Có hư hỏng khí chi tiết bơm động điện - Cơ cấu ép salnhic bị siết chặt 5.Có va - Có tượng xâm thực đập khí tiếng ồn - Có sai lệch độ đồng làm tâm trục bơm việc trục động - Các vòng bi (của bơm đ/c) bị mòn, rỗ bị rỉ, trục bị cong - Độ cứng vững dầm, + Kiểm tra lại động điện + Điều chỉnh cách đóng bớt van chặn đường bơm + Kiểm tra thông số tương ứng (độ nhớt, khối lượng riêng) chất lỏng công tác + Thay chi tiết bị hư hỏng + Nới lỏng bớt cấu ép Trường hợp xảy Trường hợp cần xử lý chất lỏng công tác biện pháp công nghệ + Thay đổi chế độ làm việc cách đóng bớt van chặn đường để giảm lưu lượng, tăng mức chất lỏng công tác đầu vào + Kiểm tra điều chỉnh lại độ đồng tâm trục Đây tượng nguy hiểm bơm ly tâm cần 67 sàn chưa đủ tổ hợp đặc biệt - Độ siết chặt bu lông + Thay chi tiết, chúý dầm, sàn chi tiết phận hư hỏng Ở giàn, đỡ, kẹp chặt đường ống khơng đảm + Thay đổi kết cấu dầm, bảo sàn tăng khối lượng tăng độ - Sự cân roto dầm lên cứng vững bánh công tác sàn - Lưu lượng bơm nhỏ + Siết chặt lại bu lông giới hạn cho phép, tương ứng công tác nhỏ 10% lưu + Cân lại rôto lên lượng tối ưu bánh công tác 6.Các - Do áp lực đầu vào tăng vòng bi dẫn đến tăng lực dọc bơm trục bị nóng - Có sai lệch lớn độ mức đồng tâm trục dẫn đến tổ hợp nhanh hư - Do siết chặt mức hỏng gối tựa theo phương dọc trục - Lượng dầu bôi trơn khơng đảm bảo kẹt vịng hắt dầu hết dầu bôi trơn - Làm mát không đủ - Chủng loại dầu bôi trơn không phù hợp - Trong dầu bơi trơn có nước cặn bẩn + Hạ thấp áp suất đầu vào theo thiết kế + Căn chỉnh lại độ đồng tâm tổ hợp + Giảm siết chặt dọc trục đặt thêm đệm mài rà làm trơn chi tiết cụm vòng bi + Kiểm tra, bổ sung dầu bơi trơn, kiểm tra vịng hắt dầu + Tăng thêm lượng nước làm mát vào khoang vỏ gối đỡ vòng bi + Thay dầu bôi trơn yêu cầu đề + Xả hết nhớt cũ, rửa khoang chứa nhớt sau thay dầu 7.Bộ phận - Do áp lực chất lỏng + Giảm áp lực đầu vào Salnhic phía trước khoang làm bơm đến mức qui định, làm kín kín trục cao mức cho 68 trục bị phép nóng - Do siết chặt phận mức ép Salnhic - Sự làm mát cụm Salnhic không đủ - Có ma sát phận ép Salnhic vào trục 8.Rò rỉ - Do Salnhic bị mòn chất lỏng nhiều công tác - Do áp lực dung dịch qua làm kín thấp phận làm kín trục - Độ đảo bề mặt làm kín phận làm kín kiểu mặt đầu lớn - Bề mặt ống lót bảo vệ trục chưa đạt đủ độ bóng cần thiết kiểm tra thơng rửa ống giảm tải (22) để cân áp suất khoang trước phận làm kín phía áp suất cao với áp suất đầu vào + Giảm bớt lực ép Salnhic + Tăng nước làm mát + Thay Salnhic Trường hợp + Tăng áp suất chất lỏng dạng làm làm kín cách điều kín kiểu chỉnh điều áp Visai Salnhic + Loại trừ độ đảo dây quấn + Đánh bóng lại bề mặt ống lót 3.5 Cơng tác vận hành bảo dưỡng máy bơm 3.5.1 Trước khởi động bơm - Kiểm tra đường ống hút, ống đẩy hệ thống làm mát kiểm tra tình trạng thiết bị đo lường, thiết bị đo lường hoạt động tốt, van phải không rị rỉ, đóng mở dễ dàng - Kiểm tra tồn mối ghép bulơng, vít cấy Tất phải kẹp chắn, đảm bảo độ tin cậy - Kiểm tra mực chất lỏng bình chứa, phải đảm bảo đủ cung cấp cho thời gian máy hoạt động - Quay thử Roto tay, Roto phải tự nhẹ nhàng khơng có cọ sát - Mở van đường ống hút, đóng van đường ống đẩy - Mở van cấp nước, làm mát, xả khí gối đỡ 3.5.2 Khởi động máy Khởi động động điện máy làm việc vận tốc ổn định, từ từ mở van xả đường ống đẩy cột áp đạt giá trị định mức Trong 69 thời gian phải quan sát đồng hồ báo nhằm tránh tượng tải cho động điện 3.5.3 Trong bơm hoạt động Trong bơm họat động có dấu hiệu bất thường áp suất bơm dao động lớn, động tải, có tiếng ồn, tiếng va đập khác thường hay lưu lượng nước làm mát không mức cho phép, phải dừng máy kiểm tra khắc phục tượng Sau bơm hoạt động - 10 phút phải kiểm tra nhiệt độ ổ bi bơm động cơ, kiểm tra độ dao động, tiếng ồn thiết bị lượng nước thoát ngồi phận làm kín Cứ kiểm tra lần với điều kiện: - Nhiệt độ ổ bi  60oC - Nhiệt độ làm kín  60oC - Độ ồn cho phép  108 db - Lượng nước qua làm kín dây quấn  180 cm3/giờ 70 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Máy bơm НПС 65/35 - 500 sử dụng nhiều so với loại bơm khác dùng để vận chuyển dầu thơ biển XNLD VietSovpetro, cókết cấu gọn nhẹ, dễ vận hành, bảo dưỡng thuận lợi, làm việc ổn định an toàn, làm việc cho hiệu cao - Các thông số dùng để tính tốn thiết kế máy bơm НПС 65/35 – 500 dựa máy bơm mẫu, với thơng số dịng chảy hai pha khảo sát thực tế XNLD VietSovpetro - Do tính chất dầu thô mỏ khác có lẫn cát đáy biển, nên tính tốn thiết kế lựa chọn thơng số kết cấu máy bơm НПС 65/35 - 500 tương đối phù hợp với điều kiện làm việc bơm, điều góp phần nâng cao hiệu sử dụng tuổi thọ - Kết tính tốn thiết kế máy bơm НПС 65/35 – 500 áp dụng để vận chuyển dầu thô biển XNLD VietSovpetro làm tài liệu tham khảo cho học viên cao học cán kỹ thuật nhành dầu khí 71 TÀI LIỆU THAM KHẢO Đình Ngọc Ái, Đặng Huy Chi, Nguyễn Phước Hoàng, Phạm Đức Nhuận (1972), Thủy lực máy thủy lực T I,II, Nxb Đại học trung học chuyên nghiệp Bơm, quạt, máy nén khí (1997), Nhàxuất khoa học kỹ thuật Nguyễn Đức Sướng, Vũ Nam Ngạn (2012), Giáo trình máy thủy khí, Trường ĐH Mỏ-Địa chất Nguyễn Đức Sướng, Vũ Nam Ngạn (2014), Hướng dẫn thiết kế máy thủy khí, Trường ĐH Mỏ-Địa chất Phùng Đình Thực (1994), "Xác định chế độ bơm vận chuyển dầu nhiều Parafin vùng mỏ Bạch Hổ" Tạp chí dầu khí,số Tài liệu bơm HПС 65/35 - 500 Xí nghiệp khai thác dầu khí mỏ Bạch Hổ vàVietsopetro ... thiết kế máy bơm ly tâm dùng để vận chuyển dầu thuộc Xí Nghiệp Liên Doanh dầu khí Vietsovpetro 6 Đối tượng phạm vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu: máy bơm ly tâm НПС 65÷35-500 - Phạm vi nghiên. .. MỎ ĐỊA CHẤT NGUYỄN THANH CẢNH NGHIÊN CỨU TÍNH TỐN THIẾT KẾ MÁY BƠM LY TÂM DÙNG ĐỂ VẬN CHUYỂN DẦU THUỘC XÍ NGHIỆP LIÊN DOANH DẦU KHÍ VIETSOVPETRO Ngành: Kỹ thuật Cơ khí động lực Mã số : 60.52.0116... bơm ly tâm НПС 65/35-500 Bơm ly tâm НПС 40-400 Máy bơm ly tâm SULZER Máy bơm ly tâm НК -200/120 Máy bơm ly tâm ЦНС 105/294 Chương 13 13 14 14 15 16 TÍNH TỐN THIẾT KẾ MỘT SỐ BỘ PHẬN CHÍNH CỦA MÁY