2.1.6.1 Cấu tạo
Cấu tạo chung của mỏy phõn ly hỡnh trống gồm cú:
Trống quay là một thựng dài bằng kim loại mỏng cú đường kớnh khoảng (150 ữ 200) mm. Quay với tốc độ (30 ữ 40 ).103 vũng/ phỳt. Lực ly tõm sẽ đạt được độ lớn gấp (6 ữ 12). 103 lần lực trọng trường. Trống quay cú 3 tấm cỏnh để tăng tớnh ổn định.
Trục mỏy tựa trờn 2 ổ đỡ và được dẫn động từ động cơ điện bờn ngoài.
2.1.6.2 Nguyờn lý của mỏy phõn ly kiểu hỡnh trống (Xem hỡnh 2.5) kiểu hỡnh trống (Xem hỡnh 2.5)
Nguyờn lý của mỏy phõn ly hỡnh trống dựa vào sự chờnh lệch về tỷ trọng giữa cỏc chất cú trong chất lỏng. Khi trống quay, vỡ lực ly tõm tỷ lệ thuận với tỷ trọng cỏc chất nờn cỏc cỏc hạt rắn cú tỷ trọng lớn nhất sẽ văng ra và bỏm trờn thành trong của trống, chất lỏng cú tỷ trọng bộ hơn nờn ở vũng trong. Khi mỏy chạy ổn định, giữa hạt rắn và chất lỏng tạo thành ranh giới riờng biệt, nhờ đú chất lỏng sạch liờn tục được đưa ra ngoài qua lỗ phớa trờn ống. Định kỳ ta tiến hành dừng mỏy và thỏo bỏ cặn bẩn ra ngoài.
Quỹ đạo chuyển động của cỏc hạt bẩn gồm cỏc thành phần sau: dưới tỏc dụng của lực ly tõm, hạt bẩn sẽ văng ra ngoài theo phương Y. Mặt khỏc, hạt tham gia chuyển
động theo dũng chất lỏng cú phương X dọc trục. Do đú nú sẽ chịu hợp lực như trờn hỡnh 2.5 và sẽ bỏm vào vỏ thựng.
Tuy nhiờn, như kết quả thớ nghiệm ở hỡnh 2.2.d, với cỏc hạt rắn nhỏ việc lắng cặn diễn ra khú khăn hơn và thời gian lắng cũng kộo dài. Khi tiến hành thải cặn cỏc hạt rắn sẽ theo dũng chất lỏng đi ra ngoài. Do đú, chất lượng làm sạch của mỏy phõn ly ly tõm hỡnh trống khụng cao.
2.1.6.3 Ưu, nhược điểm mỏy phõn ly hỡnh trống
Ưu điểm:
Cấu tạo đơn giản.
Giỏ thành khụng cao.
Bảo dưỡng và sửa chữa dễ dàng.
Nhược điểm:
Sản lượng và chất lượng phõn ly khụng cao bằng mỏy phõn ly dạng đĩa.
Mỏy phõn ly hỡnh trống thụng thường chỉ xả cặn định kỳ.
2.1.7 Mỏy phõn ly ly tõm dạng đĩa
Mỏy phõn ly tõm dạng đĩa là loại cú nhiều ưu điểm vượt trội và hiện nay được sử dụng rất nhiều trong thực tế.
2.1.7.1 Cấu tạo
Tựy thuộc vào từng loại cụ thể mà mỏy phõn ly ly tõm dạng đĩa cú những cấu tạo riờng biệt. Tuy nhiờn, cấu tạo chung của mỏy phõn ly dạng đĩa gồm những bộ phận sau:
1. Nắp trống 2. Vành hóm
3. Thõn trống 4. Chồng đĩa
Cấu tạo mỏy phõn ly ly tõm 3 pha, xả cặn định kỡ tự động được trỡnh bày trờn hỡnh 2.6.
Hỡnh 2.6: Cấu tạo mỏy phõn ly dạng đĩa
2.1.7.2 Cấu tạo của đĩa phõn ly
Đĩa phõn ly hỡnh nún cụt thường được dập từ những tấm thộp khụng gỉ, cú độ dày từ (0,5 ữ 1) mm. Gúc ở đỉnh nún thường: 2.α = 80°. Thụng thường, trờn cỏc đĩa cú cỏc lỗ trũn nhỏ, đường kớnh khoảng 10 mm. Mỗi chồng đĩa thường từ (30 ữ 100) tấm xếp chồng lờn nhau, khoảng cỏch giữa cỏc đĩa là (0,6 ữ 0,8) mm.
Cấu tạo của chồng đĩa cũng rất đa dạng tựy thuộc vào chức năng phõn ly của mỏy. Sau đõy là một vài dạng cơ bản: (Xem hỡnh 2.7).
Hỡnh 2.7 Cỏc dạng đĩa của mỏy phõn ly
2.1.7.3 Nguyờn lý chung của mỏy phõn ly dạng đĩa (xem hỡnh 2.8)
Nguyờn lý của mỏy phõn ly dạng đĩa dựa vào tỷ trọng cỏc chất cú lẫn trong chất lỏng. Chất lỏng cần làm sạch được cấp vào trong trống qua ống cấp, ở đõy dầu được gia tốc và chảy vào khoảng khụng gian giữa cỏc đĩa qua cỏc lỗ khoan trờn chồng đĩa. Phần lớn lượng nước lẫn trong dầu được phõn ly và chảy ra phớa chu vi chồng đĩa, sau đú lờn phớa trờn đĩa đỉnh và qua cửa vành điều chỉnh đi ra ngoài. Cỏc hạt rắn cơ bản được tỏch ra trờn đường dầu chảy từ lỗ khoan trờn đĩa vào phớa trung tõm trống quay. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Trong khoảng cỏch giữa hai đĩa, một hạt rắn sẽ tham gia đồng thời hai chuyển động: Chuyển động dọc đường sinh của đĩa do dũng chảy của pha lỏng nhẹ đi vào phớa trung tõm trống quay.
Chuyển động ly tõm do tỏc động của lực ly tõm.
Hạt rắn sẽ được phõn ly và tỏch ra khỏi chất lỏng nếu nú đi hết quóng đường theo phương Y giới hạn bởi hai lớp đĩa. Thụng thường, trong cỏc mỏy phõn ly, quóng đường này nằm trong khoảng (0,6 ữ 0,8) mm. Đú chớnh là lý do làm cho mỏy ly tõm dạng đĩa cú sản lượng cao.
Dầu sạch chảy từ lỗ khoan trờn đĩa vào phớa tõm trống. Khi lượng dầu sạch tăng lờn, nú sẽ dõng lờn phớa trờn cỏc đĩa và thụng qua đĩa đỉnh và đi ra ngoài.
2.1.7.4 Vị trớ mặt trung hũa
Mặt phõn cỏch giữa dầu và nước, được gọi là mặt trung hũa, hay núi cỏch khỏc đú là mặt phõn cỏch dầu – nước. Thực tế cho thấy, mặt phõn cỏch này cú một độ dày nhất định, trong lớp đú tồn tại dạng nhũ tương (hỗn hợp dầu – nước).
Khi hàm lượng nước trong dầu rất nhỏ, vị trớ mặt trung hũa cần chuyển về mộp ngoài chồng đĩa, nhưng khụng được nằm mộp ngoài của đĩa đỉnh.
Trong trường hợp phõn ly nhiờn liệu cú nhiều nước, người ta khoan cỏc hàng lỗ trờn chồng đĩa để đảm bảo tốt nhất chế độ chảy của cỏc pha lỏng. Chớnh vỡ vậy, mặt trung hũa nằm tại vị trớ cỏc hàng lỗ dọc trờn chồng đĩa.(Xem hỡnh 2.9).
Nếu mặt trung hoà chuyển dịch quỏ xa tõm gõy mất lớp nước đệm. Điều đú cú nghĩa là dầu sẽ thoỏt ra đường nước gõy tổn thất, ụ nhiễm.
Nếu mặt trung hoà quỏ gần tõm, nước chiếm vị trớ phần trờn của chồng đĩa thỡ cỏc kờnh thoỏt phần dưới sẽ bị quỏ tải. Kết quả là hiệu quả phõn ly kộm. Vị trớ mặt phõn cỏch được điều chỉnh bằng cỏch thay đổi sự cõn bằng ỏp lực giữa pha lỏng nhẹ và pha lỏng nặng trong mỏy phõn ly, nhờ thay đổi vành hay vớt điều chỉnh. Như vậy một số vành điều chỉnh với đường kớnh lỗ khỏc nhau được cung cấp cựng với cỏc mỏy khi xuất xưởng. Một vành điều chỉnh với đường kớnh lỗ lớn hơn sẽ di chuyển mặt trung hũa ra xa tõm quay, trong khi một vành điều chỉnh với đường kớnh lỗ nhỏ hơn sẽ dịch chuyển theo chiều ngược lại. Để đạt được vị trớ
chớnh xỏc của mặt trung hoà, phải chọn chớnh xỏc đường kớnh vành điều chỉnh hoặc chiều dài vớt điều chỉnh vào mỏy phõn ly.
2.1.7.5 Phõn loại mỏy phõn ly ly tõm dạng đĩa
Trong mỏy phõn ly dạng đĩa, để xả cặn bựn cú những phương thức sau:
a. Xả cặn định kỳ
Xả cặn định kỳ nghĩa là sau một thời gian hoạt động nhất định của mỏy, ta tiến hành xả cặn ra ngoài. Cú 3 dạng xả cặn:
Xả cặn định kỳ khụng tự động: tức là dừng mỏy, thỏo mỏy ra vệ sinh và dọn cặn bẩn.
Hỡnh 2.10 Mỏy phõn ly 3 pha, xả cặn đỡnh kỳ
1. Đường dầu vào
2. Đường dầu sạch ra
3. Hạt rắn
4. Đường nước ra
Xả cặn định kỳ tự động khụng theo chương trỡnh: nghĩa là trực tiếp điều khiển quỏ trỡnh tự động.
Xả cặn định kỳ tự động theo chương trỡnh. b. Xả cặn liờn tục
Xả cặn liờn tục là việc xả cặn được tiến hành liờn tục song song với quỏ trỡnh phõn ly.
Tựy thuộc vào cụng nghệ mà người ta chia mỏy phõn ly ly tõm ra làm hai loại:
c. Clarifier – Mỏy chỉ phõn ly hai pha rắn và lỏng, như vậy khụng cú đường xả nước ra.
Hỡnh 2.11: Mỏy phõn ly 2 pha, xả cặn định kỳ tự động
d. Purifier – Mỏy phõn ly 3 pha: rắn, lỏng nặng và lỏng nhẹ. Cỏc mỏy Purifier cú thể sử dụng làm mỏy phõn ly Clarifier được, tất nhiờn cú những biện phỏp bổ sung.
Hỡnh 2.12: Mỏy phõn ly 3 pha, xả cặn định kỳ tự động
2.1.7.6 Ưu, nhược điểm mỏy phõn ly ly tõm dạng đĩa (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Ưu điểm:
Sản lượng cao và chất lượng lọc tốt.
Khả năng làm việc tin cậy.
Tuổi thọ tương đối cao.
Dải cụng suất tương đối rộng.
Thể tớch khụng gian chứa cặn tương đối lớn.
Chủng loại rất đa dạng.
Kớch thước gọn nhẹ hơn mỏy phõn ly ly tõm kiểu hỡnh trống.
Nhược điểm:
Cấu tạo, lắp rỏp mỏy phức tạp.
Giỏ thành cao.
Trỡnh độ người vận hành đỏi hỏi phải cao.
2.2 Mỏy phõn ly nghiờn cứu trong đề tài: mỏy phõn ly MAB 104B-24/4108-5
Mỏy phõn ly MAB 104B-24/4108-5 là mỏy phõn ly ly tõm 3 pha, xả cặn định kỳ khụng tự động. Mỏy phõn ly được sản xuất bởi hóng ALFA LAVAL của Thụy Điển. Thời gian sản xuất hiện chưa rừ, tuy nhiờn tàu Biển Đụng được đúng năm 1976. Do đú mỏy phõn ly được sản xuất trước năm 1976.
2.2.1 Cấu tạo chớnh của mỏy phõn ly
Cấu tạo của mỏy phõn ly gồm những phần sau: 1. Trục dẫn động 2. Thõn mỏy 3. Bơm bỏnh răng 4. Trống quay 5. Nắp mỏy 6. Động cơ điện
Mỏy phõn ly gồm cú hai phần: phần xử lý và phần truyền động. Nú được lai bởi một động cơ điện (6). Tổng quỏt, khung mỏy bao gồm một phần đế, một phần nắp và một phần thõn. Động cơ điện gắn với khung mỏy thụng qua mặt bớch như được minh họa trờn hỡnh 2.13. Chõn mỏy cú cỏc tấm đệm bằng cao su để giảm rung động. Phần đế chứa trục dẫn động nằm ngang nhằm dẫn động trục dọc thụng qua bộ truyền trục vớt – bỏnh vớt. Nú bao gồm cacte dầu bụi trơn, phanh, thiết bị chỉ bỏo tốc độ quay và hai tay khúa. Mỏy bơm (3) được lai bởi trục dẫn động và nằm ở mặt bờn của phần đế, mỏy bơm này thực ra là hai bơm cú cựng vỏ lắp trờn cựng một trục (bơm kộp). Nắp và thõn mỏy bao gồm: phần xử lý, đường dầu vào, đường dầu ra và đường ống của mỏy phõn ly. Chất lỏng được làm sạch trong trống quay (4). Trống quay này được lắp với phần trờn của trục dọc và quay với tốc độ cao ở trong khụng gian hỡnh thành bởi phần thõn và phần nắp mỏy.
2.2.1.1 Bộ phận phõn ly Hỡnh 2.14 cho thấy cỏc Hỡnh 2.14 cho thấy cỏc bộ phận đặc trưng của bộ phận phõn ly: 1. Đĩa đỉnh. 2. Vành điều chỉnh. Chất lỏng chảy qua bộ phận phõn phối tới khoang trống ở giữa trống quay, nơi mà cỏc pha tỏch nhau nhờ lực ly tõm. Pha nặng và cỏc hạt rắn sẽ di
chuyển dọc theo mặt dưới của cỏc đĩa về phớa mộp trong của trống quay. Tại đõy những chất rắn ổn định trờn thành trống quay, cũn những luồng pha nặng tràn lờn cỏnh trờn của đĩa đỉnh về phớa cổ của mũ trựm đầu trống và thụng ra ngoài. Pha nhẹ chảy dọc theo phớa trờn của cỏc đĩa về phớa trung tõm trống và thụng qua lỗ trờn đĩa đỉnh đi ra ngoài.
2.2.1.2 Cơ cấu truyền năng lượng
Những phần chớnh của cơ cấu truyền năng lượng giữa động cơ điện và trống quay được minh họa trong hỡnh 2.15.
Ly hợp ma sỏt ly tõm đảm bảo cho động cơ mang tải nhẹ nhàng và đồng thời ngăn ngừa sự quỏ tải của cỏc bỏnh răng và động cơ. Tỉ số truyền của bộ truyền trục vớt – bỏnh vớt là 5:1. Bộ truyền trục vớt – bỏnh vớt này cú tỉ số tăng tốc độ trống quay nhiều lần so với tốc độ động cơ. Để giảm số lượng cỏc ổ bi trờn cỏc trục và sự rung động của mỏy, cỏc trục được đặt lũ xo giảm xúc. Cỏc trục vớt, bỏnh vớt và ổ bi trờn trục dọc và trục dẫn động được bụi trơn vung túe bằng dầu trong cacte.
2.2.1.3 Phanh
Mỏy phõn ly trang bị một phanh được điều khiển bằng tay. Dựng phanh để giảm thời gian chạy do quỏn tớnh khi cần dừng mỏy. Ngoài ra,
Hỡnh 2.15: Cơ cấu truyền năng lượng
1. Trục dọc 2. Bộ giảm chấn 3. Bỏnh vớt 4. Trục vớt 5. Ly hợp ma sỏt ly tõm 6. Trục dẫn động Hỡnh 2.16: Phanh
phanh cũn cú tỏc dụng giảm tốc độ của mỏy khi mỏy vượt tốc độ cho phộp.
2.2.1.4 Bơm bỏnh răng
Bơm bỏnh răng được dẫn động bởi trục dẫn động và được bố trớ bờn cạnh của mỏy phõn ly. Mỏy bơm này thực ra là hai bơm lắp trờn cựng một trục. Vừa bơm dầu vào mỏy phõn ly vừa chuyển dầu sạch lờn kột.
2.2.1.5 Thiết bị chỉ bỏo tốc độ quay (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Thiết bị chỉ bỏo tốc độ quay chỉ bỏo tốc độ của mỏy phõn ly và được dẫn động từ trục dẫn động thụng qua bộ truyền trục vớt – bỏnh vớt. Tỉ số của bộ truyền trục vớt – bỏnh vớt này là 18:1. Khi mỏy phõn ly hoạt động, cần kiểm tra tốc độ của thiết bi chỉ bỏo tốc độ quay, rồi so sỏnh với tốc độ quy định. Mỏy làm việc chớnh xỏc và an toàn khi tốc độ của thiết bị đỳng như tốc độ đó quy định.
2.2.2 Nguyờn tắc hoạt động của mỏy phõn ly Mỏy phõn ly MAB 104B-24/4108-5 là
mỏy phõn ly ly tõm 3 pha dạng đĩa, loại xả cặn định kỳ bằng tay. Dầu bẩn đưa vào trống quay thụng qua đường ống vào (201) và được phõn phối xung quanh trống. Khi dầu tới lỗ của bộ phận chia, nú sẽ dõng lờn trong cỏc rónh khuụn của chồng đĩa và được phõn bố đều tại đõy. Dưới tỏc dụng của lực ly tõm dầu sạch liờn tục chảy
về phớa trung tõm của trống quay. Khi dầu sạch tăng lờn nú sẽ chảy ra cửa thoỏt (220). Thụng qua vành điều chỉnh nước thoỏt ra ngoài theo cửa thoỏt (221), bựn và cỏc hạt rắn lắng lại ở đỏy trống quay. Khụng gian giữa mũ trựm đầu trống và đĩa đỉnh được làm đầy nước với tỏc dụng làm kớn, trỏnh tỡnh trạng dầu sạch thoỏt ra ngoài theo đường nước.
2.2.3 Thụng số kỹ thuật mỏy phõn ly Lưu lượng mỏy Lưu lượng mỏy
Lưu lượng cực đại l/h
Nhiờn liệu Diesel (DO)
Độ nhớt 65 sec R.1/100°F 1950
Nhiờn liệu nặng (HFO)
Độ nhớt 500 sec R.1/100°F 1215 Độ nhớt 1500 sec R.1/100°F 885 Thể tớch khụng gian chứa chất rắn 1,26 dm3 Lưu lượng bơm 1950 l/h Nhiệt độ của nhiờn liệu Min 0°C Max 100°C Nhiệt độ mụi trường Min 5°C Max 55°C Chiều cao hỳt của bơm hỳt 4 m Cột ỏp của bơm đẩy 15 m Cụng suất tiờu thụ:
Lỳc khởi động 1,15 kW
Chạy ổn định 0,5 kW
Chạy ở tốc độ tối đa 1,8 kW
Tốc độ: tốc độ thực tế của trục trống khụng được vượt quỏ tốc độ quy định 5%.
Tỉ số truyền 5:1
Tần số dũng điện 50Hz
Tốc độ trục động cơ
Tốc độ của thiết bị chỉ bỏo tốc độ quay Tốc độ trống quay
1420 – 1500 v/ph 79 – 83 v/ph
7000 – 7500 v/ph Thời gian khởi động 3,3 phỳt
Thời gian dừng mỏy giảm tốc độ với phanh tay 1,2 phỳt khụng phanh 9 phỳt Yờu cầu chất lượng nước làm kớn nước sạch Lượng dầu bụi trơn 0,8 lớt
Khối lượng mỏy bao gồm bơm
Khối lượng tịnh 175 kg Tổng khối lượng 280 kg Thể tớch 0,62 m3
2.2.4 Cỏc chi tiết của mỏy phõn ly
2.2.4.1 Cỏc chi tiết của phần thõn và đế mỏy
Bảng 2.1: Bảng liệt kờ cỏc chi tiết của phần thõn và đế mỏy(tương ứng với hỡnh 2.18)
STT Ký hiệu Tờn Ghi chỳ 1 522242 80 Thõn mỏy 2 14593 Chốt định vị 3 65235 Vũng đệm 4 71125 Vũng chặn 5 71126 Tấm lút cao su 10 37401 Đai ốc 11 37402 Vũng đệm cao su làm kớn 12 8391 Nắp quan sỏt 13 8390 Vũng chặn 14 2211721 08 Bulụng 15 8392 Vũng đệm cao su làm kớn 16 9993 Phanh 17 522964 02 Hộp quan sỏt 18 2210941 17 Bulụng 19 519992 02 Bớch liờn kết 20 223436 02 Vũng đệm cao su làm kớn 21 37166 Kớnh nhỡn 22 223436 02 Vũng đệm cao su làm kớn 23 37168 Vũng chặn 24 66555 Vũng đệm cao su làm kớn 25 6924 Tay khúa 26 5569 Đai ốc
27 225405 02 Tay quay