Máy nén GA - 75 trong thực tế đợc sử dụng cho hệ thống đo lờng và điều khiển tự động của giàn, bơm ép vỉa, bơm trám xi măng... trên máy này có lắp đặt hệ thống điều chỉnh lu lợng kiểu không tải và toàn tải.
Thành phần cấu tạo của hệ thống này gồm:
- Van không tải kiểu piston có cấu tạo nh hình vẽ. (Hình 5.3) - Hệ thống điều khiển - gồm van điện tử và các thành phần khác.
Hình 5.3: Van tiết lu.
Nguyên lý làm việc của hệ thống điều chỉnh lu lợng nh sau:
Hệ thống điều khiển hoàn toàn tự động, bộ điều khiển duy trì áp suất hệ thống giữa các giới hạn cao và thấp của áp suất khí vận hành. Các giới hạn này nh sau:
Bảng 5.1: Bảng giới hạn áp suất của máy nén khí GA - 75 Máy nén Giới hạn dới (bar) Giới hạn trên
(bar)
Máy làm việc 6,9 8,2
Máy dự phòng 6,7 8,0
ở chế độ của máy làm việc: Khi áp suất ở đờng truyền tín hiệu từ bình tách giảm đến 6,9 (bar), hệ thống điều khiển tác động mở van không tải, khí đợc cấp vào máy nén, máy nén sẽ làm việc ở chế độ toàn tải (100% lu lợng). Khi áp suất tín hiệu đạt tới 8,2 (bar) bộ điều khiển van đóng lại và máy nén trở về chế độ chạy không tải.
Nguyên lý làm việc của van không tải: - Khi chạy không tải:
Nếu lợng tiêu thụ khí nén ít hơn sự cung cấp của máy nén, áp suất hệ thống tăng lên. Khi áp suất hệ thống tăng lên đạt tới áp suất không tải, van điện từ Y1 sẽ ngắt điện, pittong của van hồi về bởi lực lò xo.
+ áp suất điều khiển của piston tải và van không tải đợc xả ra ngoài qua van điện từ Y1.
+ Piston tải chuyển động về phía trên kéo theo van vào chuyển động đóng cửa vào của khí nạp.
+ Van không tải đợc mở bởi áp suất từ bình tách (AR) đi qua cửa vào của van điện từ theo đờng ống dẫn đi vào khoang vành xuyến ngoài để van không tải đẩy van mở thông đờng khí từ bình tách vào đờng không tải của van và đi vào máy nén. Cơ cấu làm việc này đảm bảo cho khi máy làm việc không tải có một lợng nhỏ khí cộng với hơi dầu từ bình tách tuần hoàn hút về máy nén, đảm bảo cho máy nén vẫn đợc bôi trơn một lợng tối thiểu để roto máy nén vẫn làm việc bình thờng khi van chặn dầu đã đóng lại. Lúc này lợng không khí nén nạp vào hệ thống đạt 0%, máy nén chạy ở chế độ không tải.
- Khi hệ thống chạy có tải:
Khi áp suất hệ thống giảm tới giá trị áp suất tối thiểu 6,9 (bar) thì van điện từ Y1 chuyển động lên phía trên ép lò xo lại.
+ áp suất điều khiển đợc cấp từ bình chứa (AR) qua van điện từ (Y1) tới pittong tải và van không tải .
+ áp suất khí cấp tới van không tải cân bằng với áp suất khoang vành xuyến. Khi đó lực lò xo sẽ đẩy lá van không tải tỳ lên đế van, đóng đờng khí mở từ bình tách (AR) tới máy nén.
+ áp lực khí nén tác động lên piston tải đẩy piston đi xuống, ép lò xo van và mở van cấp khí vào máy nén. Khi đó khí nén đợc cấp vào 100%, máy nén chạy có tải.
Hệ thống điều khiển tự động đảm bảo quá trình trên là hoàn toàn tự động và đợc lập trình cho phần điều khiển. Trị số của điểm đặt đợc lập trình, nghĩa là áp suất không tải, áp suất mang tải, thời gian dừng lớn nhất và số lần khởi động môtơ lớn nhất đợc đa vào chơng trình. Hệ thống điều khiển có thể cho phép máy nén dừng lại ở bất kỳ thời điểm nào theo khoảng thời gian đặt trớc để giảm tiêu hao năng lợng và tự động khởi động lại khi áp suất hệ thống giảm. Trong trờng hợp của máy nén GA -75 thì chế độ làm việc thực tế là: Có tải - không tải - có tải - ...có tải - không tải - ....
Khoảng chu kỳ đợc đặt trớc trong chơng trình điều khiển của máy nén là 60 phút kể từ lần dừng máy trớc đó, nghĩa là cứ sau một khoảng thời gian là 60 phút máy nén sẽ tự động dừng hoàn toàn. Tuy nhiên, nếu thời điểm dừng trùng với thời điểm máy đang mang tải 100% thì máy sẽ làm việc tiếp tục cho đến khi áp suất trong hệ thống đạt giới hạn trên sau đó sẽ dừng. Máy nén sẽ chạy lại khi áp suất trong hệ thống đạt tới giới hạn dới.
Sau đây ta đánh giá các thông số làm việc thực tế của máy nén GA -75 trên giàn bơm ép PPD:
Bảng 5.2: Bảng đánh giá các thông số thực tế của trạm máy nén GA - 75 trên giàn PPD
Giàn Năngsuất
Phơng pháp điều chỉnh lu Giới hạn áp suất (bar) Thời gian 100% tải Thời gian 0% tải lớn nhất Thời gian 0% tải bé nhất Thời điểm dừng máy
PPD m11,53/ph 0% và 100% tải 6,9ữ8,2 1phút 10 giây 5 phút 36 giây 2 phút 5 giây Chu kỳ 60 phút Các giá trị trên đợc xác định mang tính chất tơng đối. Tuy nhiên từ đó ta có thể rút ra một số kết luận là: sự làm việc của máy không đợc ổn định. Trong nhiều trờng hợp khi nhu cầu tiêu thụ khí nén tăng lên gần xấp xỉ khả năng cung cấp của máy nén thì thời gian máy chạy 100% tải tăng lên và thời gian chạy 0% tải giảm xuống. Thậm chí máy phải chạy liên tục 100% tải thậm chí phải chạy thêm máy dự phòng.
Trong trờng hợp tiêu thụ khí nén cho các nhu cầu khác nhau tăng lên và chu kỳ chuyển từ 100% tải sang 0% tải và ngợc lại thi theo kinh nghiệm thực tế đạt tới 20 lần/giờ.
Phơng pháp điều chỉnh lu lợng hiện đang đợc sử dụng cho máy nén GA - 75 và tất cả các máy nén trục vít khác trên giàn khai thác của vùng mỏ Bạch Hổ có một u điểm là tiết kiệm năng lợng. Thời gian máy chạy không tải, máy chỉ tiêu thụ một lợng công suất bằng 20 - 30% công suất định mức.
Tuy nhiên, nh đã phân tích đối với máy nén trục vít ớt thì yêu cầu của máy nén là làm việc càng ổn định càng tốt. Chế độ làm việc ổn định sẽ đảm bảo cho chất lợng cung cấp dầu bôi trơn đến các bề mặt ma sát khi làm việc ổn định, kéo dài tuổi thọ thiết bị. Ngợc lại, việc chuyển đổi chế độ làm việc liên tục cũng sẽ ảnh hởng nhiều tới tuổi thọ làm việc của bộ phận truyền động bánh răng.
Do trong ngành khai thác dầu khí, các quá trình sản xuất đợc tự động hoá tơng đối cao. Các thiết bị hầu hết đợc điều khiển từ xa qua hệ thống truyền dẫn dữ liệu, điều khiển khí động, điện và thuỷ lực nên yêu cầu của hệ thống cung cấp khí nén cho quá trình điều khiển tự động phải rất ổn định và liên tục. Một h hỏng dù là rất nhỏ của hệ thống cung cấp đều dẫn đến việc dừng cung cấp khí nén, sẽ dẫn đến phải dừng toàn giàn đặc biệt là đối với giàn bơm ép PPD có công nghệ tự động hoá 100%. Vì vậy ngoài việc phải thực hiện hoàn hảo việc bảo dỡng kỹ thuật, thiết bị theo đúng yêu cầu của nhà chế tạo. Thì việc lựa chọn chế độ vận hành hợp lý để đảm bảo cho máy làm việc ổn định, kéo dài tuổi thọ, giảm đến mức thấp nhất những trục trặc kỹ thuật có thể xảy ra sẽ quan trọng hơn rất nhiều việc duy trù một chế độ vận hành tiết kiệm năng lợng của máy nén.
Chơng vi
Tính toán lựa chọn thiết bị ép khí