Hướng dẫn sử dụng máy bơm ly tâm H C 65/35 – 500 trong quá trình vận chuyển dầu tại mỏ Bạch Hổ

Các thông số cơ bản của bơm ly tâm 1. Lưu lượng

Là năng lượng mà một đơn vị trọng lượng chất lỏng nhận được từ máy bơm. Ký hiệu cột áp là H, đơn vị tính thường là mét cột chất lỏng (mét cột nước hay mét cột dầu..).

Phương trình làm việc của bơm ly tâm 1. Phương trình cột áp lý thuyết

Trong các bơm ly tâm hiện đại, đa số các bánh công tác có kết cấu cửa vào hoặc bộ phận dẫn hướng vào sao cho dòng chất lỏng ở cửa vào của máng dẫn chuyển động theo hướng kính, nghĩa là c vuông góc với u, α1 = 90o, để cột áp của bơm có lợi nhất (c1u = 0). Trong thực tế cánh dẫn của bánh công tác có chiều dày nhất định (2÷20 mm) và số cánh dẫn hữu hạn (6÷12) cánh, gây lên sự phân bố vận tốc không đều trên các mặt cắt của dòng chảy, tạo ra các dòng xoáy và các dòng quẩn trong máng dẫn.

Lưu lượng và hiệu suất lưu lượng

Trong thực tế, ngoài số vòng quay làm việc thay đổi còn có thể gặp trường hợp trọng lượng riêng γ của chất lỏng thay đổi, đường kính ngoài D của bánh công tác thay đổi. Để đáp ứng yêu cầu sử dụng, khi cần giảm cột áp và lưu lượng so với định mức, có thể giảm bớt đường kính D (chỉ trong phạm vi 10%), và hiệu suất của bơm coi như không đổi.

Đường đặc tính của bơm ly tâm

- Khi kể tới các loại tổn thất thuỷ lực của dòng chất lỏng qua bánh công tác, các loại tổn thất thuỷ lực này đều tỷ lệ với bình phương của vận tốc, nghĩa là bình phương của lưu lượng, đường đặc tính trở thành đường cong bậc hai A''D''. Đường đặc tính tổng hợp của bơm là đường biểu diễn các quan hệ Q – H, N – H với các số vòng quay làm việc khác nhau, trên đó các điểm làm việc cùng hiệu suất được nối với nhau thành những đường cong gọi là đường cùng hiệu suất (đường đẳng hiệu suất).

0 QHhh

Sơ đồ tổng thể và đặc tính kỹ thuật của bơm 1. Sơ đồ tổng thể của bơm

Giữa hai bánh công tác có lắp “phanh hai nửa” (vành hãm) để ngăn cách không cho chúng di chuyển dọc trục, tiếp xúc với nhau trong quá trình làm việc để tránh kẹt gây cháy hỏng bánh công tác và trục bơm. Đệm làm kín mặt đầu bao gồm một dòng đệm có khả năng di chuyển theo hướng trục, theo mức độ mài mòn của các chi tiết bề mặt làm kín và một mặt tựa lắp bộ phận giảm chấn, ảnh hưởng đến việc hạn chế sự rò dung dịch ở bề mặt làm kín trực giao với trục mà trục và đệm cùng xoay. Còn tại cửa hút của bơm thì hình thành vùng chân không nên dưới áp suất của khí quyển tác dụng lên mặt thoáng của chất lỏng, chất lỏng sẽ chuyển động từ bể hút vào cửa hút trong quá trình bơm một cách liên tục.

Vì lực chiều trục sinh ra do phân đoạn phải (từ cấp 5 đến cấp 8) lớn hơn lực chiều trục sinh ra do phân đoạn trái (từ cấp 1 đến cấp 4) để khử hết lực chiều trục tại gối đỡ phân đoạn trái được lắp hai ổ đỡ chặn, gối đỡ phân đoạn phải lắp ổ bi đỡ.

Quy trình lắp đặt, vận hành 1. Quy trình lắp đặt

-Trước khi lắp đặt thiết bị cần phải kiểm tra trạng thái các đường dẫn nước đến và dẫn nước đi của chất lỏng làm mát và làm kín thuỷ lực, cần phải chắc chắn rằng Rôto của máy bơm phải quay tự do được bằng tay. -Trong trường hợp áp suất đường ra giảm nhanh, động cơ quá tải chảy chất lỏng qua đệm làm kín nhiều, xuất hiện tiếng ồn không bình thường và va đập thì phải đóng nhanh van đường đẩy, tắt động cơ, tìm hiểu nguyên nhân và cách khắc phục. -Lắp đặt và vận hành bơm phải là các thợ cơ khí và thợ nguội lành nghề có kinh nghiệm nhất định về bảo dưỡng, sửa chữa và kiểm tra bơm (khi bơm đang làm việc) đã qua kiểm tra về nguyên tắc lắp ráp và bảo dưỡng bơm.

Nếu số vòng quay của động cơ bị sai lệch sẽ làm thay đổi đường đặc tính của bơm cũng như tuổi thọ của nó, cần phải kiểm tra số vòng quay của bơm bằng đồng hồ đo số vòng quay (thường dùng Takhômêtter).

Những yếu tố ảnh hưởng đến quá trình làm việc của bơm

• Máy bơm luôn làm việc với tốc độ cao, mômen, lực quán tính lớn khi khởi động, vận hành liên tục, dừng đột ngột, chịu nhiều va đập và ảnh hưởng của điều kiện môi trường nước biển, cho nên hệ thống khớp nối dễ bị hư hỏng. Ngoài ra các chi tiết còn bị phá hỏng do tác dụng hóa học gẩy ra bởi các hợp chất hữu cơ, đó là các chất khí hòa tan tách ra từ chất lỏng và do các hiện tượng có tính chất điện phân gây ra làm cho các lớp bề mặt bị han gỉ. Ảnh hưởng đến các bộ phận khác: Khi xảy ra hiện tượng xâm thực, do áp lực dòng chảy lớn va dập vào các chi tiết máy gây nên tiếng động lớn làm cho hệ thống máy bị rung động mạnh dẫn đến các chi tiết bị sai lệch so với thực tế.

Dầu thô khi khai thác thường có lẫn các tạp chất như: Nước vỉa, khí đồng hành, H2S, CO2, N2, các tạp chất cơ học… Các tạp chất này có ảnh hưởng lớn đến hiệu quả làm việc của bơm vận chuyển dầu: Gây ra hiện tượng xâm thực khi bơm, ăn mòn điện hóa, ăn mòn hóa học thiết bị bơm và đường ống… Để hạn chế tác hại của các tạp chất cần phải loại bỏ sự có mặt của chúng trong dầu khi vận chuyển.

Cở sở điều chỉnh chế độ làm việc của máy bơm ly tâm

H = Hmd – Hb < 0 ⇒ Hb > Hmd (5.2) Phần năng lượng dư ∆H trong hệ thống làm tăng động năng của toàn bộ khối chất lỏng trong hệ thống, vận tốc dòng chảy tăng, lưu lượng tăng và như vậy bơm làm việc không thể trở về trạng thái làm việc cân bằng ở điểm B được. Bằng cách lý luận tương tự như trên, ta có thể chứng minh được rằng trường hợp ∆Q < 0 (lưu lượng của hệ thống giảm do nguyên nhân cột áp tĩnh tăng đột ngột trong thời gian ngắn thì bơm vẫn sẽ làm việc ổn định ở điểm A và không ổn định ở điểm B. Phương pháp này chỉ thực hiện đối với bơm ly tâm năng suất cao phải lắp thêm động cơ dẫn động (động cơ Diezen) để thay đổi số vòng quay theo cấp hoặc các hộp biến tốc làm thay đổi tỷ số truyền dẫn đến làm thay đổi số vòng quay của bơm.

Để thay đổi đường đặc tính làm việc của máy bơm bằng phương pháp thay đổi đường kính ngoài của bánh công tác, ngoài cách tiện ngoài để giảm đường kính bánh công tác sẵn có, các máy bơm đều được trang bị bánh công tác với 2÷3 cấp đường kính khác nhau.

Các cách ghép máy bơm ly tâm vận chuyển dầu

Vì vậy, để xác định điểm làm việc thì trước hết ta phải xây dựng đường đặc tính chung cho các máy ghép theo nguyên tắc: Khi ghép song song các máy cùng làm việc thì lưu lượng đưa ra ống chung sẽ bằng tổng lưu lượng của hai máy, còn áp suất sẽ không đổi và bằng áp suất của từng máy. Trong trường hợp nếu trên ống đẩy của mỗi máy bơm không có van một chiều thì khi bắt đầu làm việc, khóa chắn trên ống đẩy mới mở, sức cản mạng dẫn còn lớn, điểm làm việc chưa nằm trên nhánh BC, một phần chất lỏng từ bơm lớn II chảy qua bơm nhỏ I để trở về bể hút, máy bơm I có lưu lượng âm, đoạn đường đặc tính tổng hợp lúc này sẽ là đường nét đứt A’B. Ta có thể coi nhánh mạng dẫn BC và BD ghép song song với nhau, ta tổng hợp hai đường đặc tính mạng dẫn của hai nhánh đó theo nguyên tắc song song, sau đó coi đường đặc tính mạng dẫn tương đương đó ghép nối tiếp với nhánh chính AB, ta sẽ thu được đặc tính mạng dẫn chung.

Ta phải qui đổi máy bơm I tại A về thành I’ tại B bằng cách đem tung độ của đường đặc tính máy bơm I trừ đi tung độ của đường đặc tính mạng dẫn Hmd1, ta được đường đặc tính của máy qua đổi I’ đặt tại B như trường hợp mắc nối tiếp tập trung, ta được đường I’+II, đường này cắt Hmd2 tại điểm M, điểm đó xác định các thông số chung của hệ.

Phương pháp điều chỉnh đường đặc tính mạng dẫn

Khi ghép nối tiếp phân tán phải hết sức chú ý vị trí đặt các máy sao cho áp suất do máy trước tạo nên đến vị trí máy sau thì gần hết(chỉ còn dư một lượng nhỏ cần thiết dự trữ), tới đó máy tiếp theo này sẽ tiếp tục cung cấp năng lượng. Từ biểu thức trên, ta thấy để thay đổi kmd thì chỉ có thể thay đổi Dhi hoặc Ddi hay chính là thay đổi Fhi hoặc Fdi.Ta chỉ có thể thay đổi kmd bằng cách lắp van tiết lưu trên đường ống đẩy, không lắp trên đường ống hút vì sẽ làm cho máy bơm bị xâm thực. Bản chất của phương pháp này là thay đổi tiết diện đóng mở van S trên đường ống đẩy nhằm mục đích là thay đổi trở lực trong đường ống đẩy của mạng, để từ đó làm thay đổi đường đặc tính mạng dẫn.

Nếu đăt trên đầu hút thì khi điều chỉnh sâu do công suất bị giảm nhanh, dẫn đến dễ xảy ra hiện tượng đứt dòng phá vỡ sự làm việc ổn định của máy bơm, có thể dẫn đến xảy ra hiện tượng xâm thực.