Ứng dụng bơm ly tâm HΠC 65/35-500 trong vận chuyển dầu khí
MỤC LỤC
Sử dụng bơm ly tâm trong công tác vận chuyển dầu trên hệ thống thu gom vận chuyển
Từ việc xem xét những đặc điểm trong công tác vận chuyển dầu của xí nghệp liên doanh Vietsovpetro ta có thể đề ra những yêu cầu cơ bản cho việc xây dựng những trạm bơm dầu trên các giàn cố định để thông qua đó có thể chọn lựa các chủng loại bơm ly tâm phù hợp với yêu cầu công nghệ của mỗi giàn. Theo em, các máy bơm ly tâm dùng trong công tác vận chuyển dầu trong môi trường biển trên các giàn phải có độ tin cậy cao, độ bền cơ học lớn, có khả năng chống lại tác động ăn mòn hóa học trong điều kiện khí hậu nhiệt đới, ẩm, hơi nước có độ mặn cao, và nhất là có các đường đặc tính làm việc phù hợp với chế độ công nghệ của chúng ta.
Chuyển động của chất lỏng trong bơm ly tâm. Phương trình cơ bản của bơm ly tâm
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.
Ảnh hưởng của kết cấu cánh dẫn đến cột áp của bơm ly tâm
Thường thì góc β1 không ảnh hưởng trực tiếp đến cột áp của bơm, nhưng nếu trị số β1 không thích hợp thì sẽ gây va đập dòng chảy với cánh dẫn ở lối vào bánh công tác , ảnh hưởng xấu đến hiệu suất, cột áp của bơm, nên ta chọn β 1= 15 ÷ 300. Trị số của góc β2 có ảnh hưởng trực tiếp đến phương và trị số các thành phần vận tốc của dòng chất lỏng trong mang dẫn, do đó có ảnh hưởng quyết định đến cột áp toàn phần H và cột áp thành phần Ht, Hđ của bơm.Vì vậy β2 có ý nghĩa cực kỳ quan trọng.
Định luật tương tự trong 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. 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).
Ảnh hưởng của khối lượng riêng và độ nhớt của chất lỏng đến khả năng làm việc của bơm ly tâm
Để biết nhanh sự thay đổi các thông số Q, H, N, η của bơm khi n thay đổi, cần xây dựng đường đặc tính tổng hợp. Các giá trị Kq, Hh , Kη là các hệ số chuyển đổi, được xác định bằng thực nghiệm và phụ thuộc vào lưu lượng và độ nhớt của chất lỏng.
Hiện tượng xâm thực trong bơm ly tâm
+ Tăng áp suất vào máy bơm bằng cách giảm mọi mất mát về áp suất có thể trên đường vào máy bơm (dùng đường ống vào ngắn, có đường kính lớn, ít các thiết bị chặn, chiều cao lắp máy bơm thấp…);. Để xác định giá trị tới hạn người ta dùng thực nghiệm bằng cách giữ nguyên Q,H,N, η và thay đổi chiều cao chân không của cột hút HB cho đến khi hiện tượng xâm thực xảy ra.
Sự làm việc của các máy bơm mắc song song và mắc nối tiếp
Trong thực tế có trường hợp phải ghép nhiều bơm làm việc trong cùng một hệ thống, khi trong hệ thống có yêu cầu cột áp hoặc lưu lượng lớn hơn cột áp, lưu lượng của một bơm, có hai cách ghép sau đây. - Ghép bơm song song có hiệu quả lớn khi đường đặc tính của chúng thoải (có độ dốc nhỏ) và đường đặc tính của lưới không dốc lắm, do đó nên ứng dụng ghép song song trong các hệ thống bơm cần thay đổi ít, nhưng lưu lượng thay đổi nhiều;.
Điểm làm việc và sự điều chỉnh bơm .1. Điểm làm việc của bơm ly tâm
Điểm A (giao điểm của đường đặc tính chung HC – Q và đường đặc tính lưới Hl – Q) là điểm làm việc của các bơm ghép trong hệ thống, xác định lưu lượng Q và cột áp của hai bơm ghép (H1+H2). Ghép nối tiếp hai bơm ly tâm Nhận xét:. - Khi ghép nối tiếp nên chọn những bơm và hệ thống có đường đặc tính dốc nhiều mới có hiệu quả cao, vì khi thay đổi lưu lượng ít đã tăng được cột áp theo yêu cầu;. Vì thế phải chọn trên ống đẩy của bơm 1 điểm nào không gây nguy hiểm cho bơm 2 để ghép;. - Việc ghép bơm làm việc nối tiếp trong hệ thống tương đối phức tạp, không thuận tiện và kinh tế bằng chọn một bơm có cột áp cao đáp ứng được yêu cầu làm việc. Chỉ nên ghép nối tiếp các bơm trong trường hợp cần thiết. thống) trong cùng một toạ độ. T là điểm giới hạn, chia đường đặc tính ra làm hai khu vực: bên phải điểm T là khu vực làm việc ổn định, còn bên trái điểm T tuỳ theo vị trí của đường đặc tính lưới, bơm có thể làm việc không ổn định gọi là khu vực làm việc không ổn định của bơm.
Lực hướng trục trong bơm ly tâm
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. Khi động cơ điện của tổ hợp làm việc, truyền chuyển động quay với vận tốc n = 2950 ÷ 3000V/phút cho trục Rôto của bơm thông qua khớp nối răng, chất lỏng công tác có áp lực (lớn hơn 0,42kg/cm2) từ đường cấp đi vào miệng hút qua khoang cửa vào của bánh công tác cấp 1 (ở nửa bên trái), chịu tác dụng của lực ly tâm bị cuốn dồn từ phía tâm ra ngoài, 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 hàn nới từ khoang cửa ra cấp 4 đến khoang cửa vào cấp 5 ở đầu bên phải của bơm.
Các đặc tính kĩ thuật của bơm HΠC 65/35-500
Ở ngăn bên trái (từ bánh công tác cấp 1 đến bánh công tác cấp 4) dòng chất lỏng công tác đi từ trái sang phải, ở ngăn bên phải (từ bánh công tác cấp 5 đến bánh công tác cấp 8) dòng chất lỏng đi từ phải sang trái. Khi muốn giảm cột áp của bơm trong khoảng giới hạn phân chia trên đường đặc tính bơm ở phạm vi Q – H cho phép tiện tương ứng đường kính ngoài của các bánh công tác.
Đường đặc tính kĩ thuật của bơm
Bơm cần được vận hành trong phạm vi lưu lượng làm việc của đường đặc tính bơm. Sự vận hành bơm ở mức lưu lượng lớn hơn phần đặc tính làm việc là không cần thiết (không nên) vì có thể sẽ gây ra quá tải cho động cơ điện.
Lắp đặt các bộ phận của bơm
Nếu các chất bảo vệ này không được phép lẫn vào môi chất công tác, hoặc trục bơm bị kẹt, hoặc bộ phận dẫn dòng, hướng dòng của bơm được bảo quản bằng dung dịch NaNO2 đậm đặc thì cần phải làm sạch chúng bằng dung dịch NaNO2 2 – 5% cùng với dung dịch sôda nóng 0,5%, sau đó sấy khô. Trước khi lắp ráp tổ hợp bơm, cần phải làm sạch khung dầm khỏi các kết cấu thừa, xỉ hàn, rỉ sét bẩn… Sau đó đặt các tấm kê (bằng thép) tương ứng với vị trí của các vít cấy (điều chỉnh) trên dầm và hạ (đặt) hoàn toàn tổ hợp một cách chắc chắn trên sàn chính (cơ sở).
Tính toán các thông số cửa vào và cửa ra cuả bánh công tác
Sau khi sàn bê tông đã đông cứng lại mới tiến hành nối các đường ống (Đường hút (vào), đường ép (ra), các đường ống dẫn nước làm mát và dung dịch làm kín) và kiểm tra chiều quay của động cơ điện và căn chỉnh sự đồng tâm của bơm và động cơ điện. Ta thấy các kết quả kiểm tra trên đây tuy chưa thật sự là kết quả tối ưu nhất khi tính toán, thiết kế các thông số ở cửa vào và cửa ra của bánh công tác nhưng cũng là kết quả hợp lý đối với trình độ của sinh viên khi mà kiến thức thực tế và trình độ chuyên môn không nhiều.
CHƯƠNG 4
Nếu phát hiện thấy nhiều mạt kim loại ở trong dầu bôi trơn thì cần kiểm tra lại độ đồng tâm giữa các trục của bơm và động cơ điện, kiểm tra lại tình trạng làm việc của các vòng hắt dầu và mức độ siết chặt các gối đỡ theo phương dọc trục, nếu thấy có sự sai sót thì căn chỉnh, sửa chữa lại và rửa sạch khoang chứa dầu bôi trơn của gối đỡ và thay dầu mới sau đó cho máy bơm làm việc khoảng 12 ÷ 24giờ, rồi kiểm tra lại dầu bôi, nếu dẫn thấy còn nhiều mạt kim loại thì cần kiểm tra lại các bề mặt làm việc của vòng bi, tình trạng hoàn hảo của các vòng cách;. Mặt khác, do tính chất của công việc khai thác và vận chuyển dầu trên biển cũng đòi hỏi các trang thiết bị phải đảm bảo độ tin cậy cao hơn nữa, do giá thành chi phí cho việc sửa chữa các trang thiết bị trên các công trình biển cao gấp bội so với ở đất liền, nên việc tăng cường công tác kiểm tra, bảo dưỡng sửa chữa dự phòng nhằm hạn chế đến mức thấp nhất các sự cố hư hỏng lớn cũng là biện pháp có lợi làm tăng hiệu quả kinh tế.