ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BỘ MÔN: THIẾT BỊ DẦU KHÍ LỚP: THIẾT BỊ DẦU KHÍ – K50 SINH VIÊN: LƯU VĂN ĐỨC 1
MỞ ĐẦU
Trong công cuộc phát triển kinh tế đất nước, cùng với những chính sách hợp lý
nhằm thúc đẩy đất nước phát triển tiến lên theo con đường công nghiệp hóa, hiện đại
hóa, ngày 30-9-1975 chính phủ ra nghị định thành lập tổng cục dầu mỏ và khí đốt Việt
Nam, khai sinh thành lập ngành dầu khí Việt Nam.
Ngành dầu khí Việt Nam buổi đầu hầu như chưa có gì trong tay, thiếu thốn cả
vốn lẫn kĩ thu
ật và nhân lực. Năm 1978 Tổng công ty dầu khí Việt Nam bắt đầu kí hợp
tác với công ty dầu khí nước ngoài, kí 4 hợp đồng phân chia sản phẩm theo thể lệ quốc
tế, với các công ty như: Deminex (Cộng hòa liên bang Đức) và BOW Vallay (Canada)
để tìm kiếm thăm dò khai thác dầu khí ở thềm lục địa phía nam.
Năm 1981, xí nghiệp liên doanh Vietsov Petro được thành lập, mở ra giai đoạn
mới để phát triển ngành dầu khí non trẻ. Hàng năm, cán bộ công nhân dầu khí được
đ
ào tạo, các căn cứ dịch vụ dầu khí ở Vũng Tàu được hình thành với nhiều loại phương
tiện, thiết bị kĩ thuật, được đầu tư để phục vụ cho công tác tìm kiếm thăm dò và khai
thác dầu khí. Tháng 6-1996, xí nghiệp liên doanh Vietso Petro đưa mỏ Bạch Hổ vào
khai thác với sản lượng 40.000 tấn dầu thô, ngày 12-10-1997 xí nghiệp đã khai thác
được hơn 50 triệu tấn dầu thô, chỉ tính riêng năm 1998 đã khai thác được 12 triệ
u tấn
dầu thô. Hiện nay tại mỏ Bạch Hổ và mỏ Rồng đã xây dựng hơn 40 công trình biển,
trong đó có các công trình chủ yếu như: 12 giàn cố định, 10 giàn nhẹ, 2 giàn công nghệ
trung tâm, 2 giàn khí nén, 4 giàn duy trì áp suất vỉa, 2 giàn khoan tự nâng, 4 trạm rót
Văn Bản, các cán bộ nhân viên thu
ộc xí nghiệp liên doanh dầu khí Vietsov Petro đã
giúp em hoàn thành đồ án tốt nghiệp:
“MÁY BƠM SULZER MSD D4-8-10.5B PHỤC VỤ CHO CÔNG TÁC
VẬN CHUYỂN DẦU TẠI MỎ BẠCH HỔ”.
Chuyên đề:
“ Tính toán khớp truyền động của máy bơm vận chuyển dầu Sulzer”.
Nội dung của đề tài gồm 5 chương:
Chương I: Giới thiệu chung về bơm vận chuyển dầu ở xí nghiệp liên doanh dầu
khí Vietsov Petro.
Chương II: Lý thuyết chung về
bơm ly tâm.
Chương III: Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bơm Sulzer.
Chương IV: Quy trình vận hành, kiểm tra, bảo dưỡng và sửa chữa bơm Sulzer.
Chương V: Tính toán khớp truyền động trong bơm Sulzer.
Hà nội, ngày 01 tháng 06 năm 2010
Sinh viên Lưu Văn Đức ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BỘ MÔN: THIẾT BỊ DẦU KHÍ LỚP: THIẾT BỊ DẦU KHÍ – K50 SINH VIÊN: LƯU VĂN ĐỨC
những đặc điểm riêng so với các loại bơm trong các ngành công nghiệp khác và phải
thỏa mãn các yêu cầu sau:
- Bơm làm việc có lưu lượng lớn.
- Cột áp của bơm đảm bảo.
- Hiệu suất của bơm cao.
- Bơm làm việc ổn định lâu dài.
- Máy bơm vận chuyển chất lỏng có độ nh
ớt cao.
- Dễ vận hành và sửa chữa.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BỘ MÔN: THIẾT BỊ DẦU KHÍ LỚP: THIẾT BỊ DẦU KHÍ – K50 SINH VIÊN: LƯU VĂN ĐỨC 4
Hiện nay, có rất nhiều loại máy bơm được sử dụng trong công tác vận chuyển
dầu khí như: máy bơm piston, máy bơm ly tâm, máy bơm hướng trục, máy bơm phun
tia,…mỗi loại máy bơm có một công dụng và phạm vi sử dụng khác nhau. Trong công
tác vận chuyển dầu khí, người ta thường sử dụng máy bơm ly tâm vì so với các loại
máy bơm khác máy bơm ly tâm có những ưu điếm sau:
- Đường đặc tính của bơm phù hợp vớ
i yêu cầu thay đổi của mạng đường ống
dẫn và những điều kiện vận hành riêng biệt.
- Bơm có phạm vi sử dụng lớn và năng suất cao:
+ Cột áp của bơm từ 10 đến hàng nghìn mét cột nước.
+ Lưu lượng bơm từ 2 đến 7.000 m
3
/h.
+ Công suất từ 1 đến 6.000 kW.
LỚP: THIẾT BỊ DẦU KHÍ – K50 SINH VIÊN: LƯU VĂN ĐỨC 5
Kết quả thực nghiệm xác định độ nhớt của dầu mỏ ở mỏ Bạch Hổ trong Bảng 1
như sau:
Bảng 1.1: Kết quả thực nghiệm xác định độ nhớt của dầu ở mỏ Bạch Hổ
t > 61
o
C μ = 0,06.e
-0,01
t
38
o
C < t < 61
o
C μ = 0,03.e
-0,04
t
30
o
C< t < 38
o
C μ = 3,47.e
-0,88
t
C. Sự phân tách các parafin trong quá
trình vận chuyển dầu ảnh hưởng tới các thông số khác như là: nhiệt độ, độ nhớt…
1.3. Các loại bơm ly tâm dùng trong vận chuyển dầu ở mỏ Bạch Hổ
Hiện nay, trên các giàn khai thác dầu khí của Vietsov Petro đang sử dụng các
loại máy bơm ly tâm trong công tác vận chuyển dầu như: HK-200/210, HIIC-65/35-
500, SULZER MSD-D-4-8-10.5B/5 cấp, JMGP, R360/150, GM-3, GM-1… ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BỘ MÔN: THIẾT BỊ DẦU KHÍ LỚP: THIẾT BỊ DẦU KHÍ – K50 SINH VIÊN: LƯU VĂN ĐỨC 6
Dưới đây là thông số kỹ thuật của một số loại bơm:
¾ Bơm HK-200/210
- Loại bơm HK
- Lưu lượng bơm định mức 200 m
3
/h
- Áp suất bơm lớn nhất 210 m cột nước
- Động cơ BAO-160 kW
- Tốc độ động cơ 2980 vòng/phút
- Dòng điện định mức của động cơ 280 A
- Làm mát Nước ngọt hoặc nước biển
- Loại nhớt dùng bôi trơn ổ bi Vitea-32
cột áp lớn và lưu lượng vừa phải để vận chuyển dầu cho các mỏ ở xa các trạm rót dầu
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BỘ MÔN: THIẾT BỊ DẦU KHÍ LỚP: THIẾT BỊ DẦU KHÍ – K50 SINH VIÊN: LƯU VĂN ĐỨC 7
như: HIIC 65/35-500 và bơm SULZER MSD-D-4-8-10.5B/5 cấp. Đây là hai loại bơm
làm việc có hiệu quả cao và có nhiều ưu điểm trong công tác vận chuyển dầu.
Loại bơm không yêu cầu cột áp lớn mà yêu cầu lưu lượng bơm phải cao, dùng
vận chuyển dầu với lưu lượng lớn tại các điểm tiếp nhận tới các trạm rót dầu cách đó
không xa thì dùng các loại bơm như: 9MJQ, HIIC 4/400, NK-200/700…
Qua nhận xét trên, chúng ta thấy việ
c vận chuyển dầu từ các giàn với lưu lượng
vừa phải, cột áp lớn và xa trạm rót dầu thì thường dùng hai loại bơm: HIIC 65/35-500
và bơm SULZER MSD-D-4-8-10.5B/5 cấp. Do đó, việc nghiên cứu và nâng cao hiệu
quả sử dụng của bơm SULZER là rất cần thiết.
Phương trình cơ bản của máy thủy lực cánh dẫn do Ole lập ra đầu tiên vào năm
1775 ta có cột áp lý thuyết của bơm ly tâm H
lt
:
g
cucu
H
uu
lt
1122
−
=
(2.1)
Đa số các bơm ly tâm hiện đại, có số các cánh bánh công tác có kết cấu lồi vào
hoặc bộ phận dẫn hướng sao cho dòng chất lỏng ở lối vào máng dẫn chuyển động theo
hướng kính nghĩa là: c
1
⊥ u
1
và α
1
= 90
o
(hình 2.1).
Để cột áp của bơm có lợi nhất (c
1u
= 0) thì khi đó phương trình cơ bản sẽ là:
H
lt
1
w
1
a1
a
90
°
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BỘ MÔN: THIẾT BỊ DẦU KHÍ LỚP: THIẾT BỊ DẦU KHÍ – K50 SINH VIÊN: LƯU VĂN ĐỨC 9
Trong đó:
c : Vận tốc tuyệt đối.
u : Vận tốc vòng, có phương thẳng góc với hướng kính
w: Vận tốc tương đối, có phương tiếp tuyến với biên dạng cánh dẫn
α: Góc giữa u và c
c
u
: Hình chiếu của c lên phương u
c
m
: Hình chiếu của c lên phương thẳng góc với u
β: Góc giữa w và phương của u theo hướng ngược lại biểu thị góc bố trí của
cánh dẫn, β
1
gọi là góc vào, β
2
cột áp, bằng lý thuyết về dòng xoáy và thực nghiệm năm 1931, viện sĩ Proskua đã xác
định được
z
ε
đối với bơm ly tâm theo công thức:
z
ε
= 1 -
2
sin
β
π
z
(2.4)
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BỘ MÔN: THIẾT BỊ DẦU KHÍ LỚP: THIẾT BỊ DẦU KHÍ – K50 SINH VIÊN: LƯU VĂN ĐỨC 10
z: Số cánh dẫn của bánh công tác.
H
η
: Hệ số kể tới tổn thất năng lượng của dòng chất lỏng chuyển động qua bánh
công tác, nó phụ thuộc vào nhiều yếu tố ( kích thước, kết cấu của bánh công tác và các
bộ phận dẫn hướng…), gọi là hiệu suất cột áp của bánh công tác. Thông thường, đối
ε
=
22
cos
α
η
ε
c
Hz
≈
2
2
u
ϕ
(2.6)
Vì vậy, trong tính toán gần đúng có thể xác định cột áp thực tế của bơm theo
công thức:
H =
g
u
2
2
ϕ
(2.7)
ϕ
: Hệ số cột áp thực tế, phụ thuộc vào trị số n
s
theo bảng 2.1 sau:
11
thành phần vận tốc c
2u
cũng không là quá lớn. Nếu c
2u
quá lớn thì tổn thất năng lượng
của dòng chảy chất lỏng chuyển động qua bánh công tác sẽ rất lớn, ảnh hưởng xấu đến
hiệu suất ( tính kinh tế) của nó. Do đó, cột áp của bánh công tác bơm ly tâm có hạn, trị
số lớn nhất thường nhỏ hơn 250 mét cột nước. Muốn cho cột áp của bơm cao hơn nữa
thì phải dùng nhiều cấp.
Qua phương trình cơ bả
n của bơm ly tâm, ta còn thấy muốn cho cột áp bơm có
lợi nhất thì bánh công tác phải có số cánh dẫn phù hợp và góc độ kết cấu cánh bơm hợp
lý.
2.1.3. Lưu lượng của bơm ly tâm
Lưu lượng của dòng chảy qua bánh công tác của cánh dẫn bất kỳ nào cũng có
thể tính theo công thức:
Q = c
m
πDb (2.8)
Trong đó:
b: Chiều rộng máng dẫn ứng với đường kính D của bánh công tác
c
m
: Hình chiếu vận tốc tuyệt đối lên phương thẳng góc với phương của u
Lưu lượng của máy bơm chủ yếu phụ thuộc vào đường kính bánh công tác, bề
rộng bánh công tác, vận tốc của chất lỏng, không phụ thuộc vào trọng lượng riêng của
chúng.
Lưu lượng Q và cột áp H có liên quan với nhau qua tốc độ vòng quay là chính.
=
QQ
Q
Δ+
(2.9)
Q
η
< 1,
Q
η
phụ thuộc vào kết cấu và chất lượng làm việc của các bộ phận lót
kín. Thông thường đối với bơm ly tâm:
Q
η
= 0,95 ÷ 0,98. Bơm có lưu lượng càng lớn
thì
Q
η
càng cao.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BỘ MÔN: THIẾT BỊ DẦU KHÍ LỚP: THIẾT BỊ DẦU KHÍ – K50 SINH VIÊN: LƯU VĂN ĐỨC 12
2.2. Đường đặc tính bơm ly tâm
Các quan hệ H = f
1
(Q), N = f
Từ phương trình lưu lượng: vQ = c
m
πDb
C
2
U
2
w
2
ß<90°
C
2u
Hình 2.2: Tam giác vận tốc cửa vào
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BỘ MÔN: THIẾT BỊ DẦU KHÍ LỚP: THIẾT BỊ DẦU KHÍ – K50 SINH VIÊN: LƯU VĂN ĐỨC 13
Từ tam giác vận tốc:
c
2u
= u
2
- c
2m
u
2
2
-
π
β
gbD
gu
22
22
cot
Q
1
Đối với một bơm cho trước thì u
2
, D
2
, b
2
là những đại lượng không đổi nên
phương trình đặc tính cơ bản lý thuyết có dạng:
H
lt
= a - b cotg β
2
Q
1
( Trong đó a, b là những hằng số dương).
Đường biểu diễn phương trình này gọi là đường đặc tính cơ bản lý thuyết, đó là
một đường không qua gốc tọa độ, hệ số góc của nó tùy thuộc vào trị số góc ra của cánh
thuyết của bơm ly tâm là đường nghịch biến bậc nhất AD.
Đường đặc tính lý thuyết AD biểu diễn phương trình cột áp lý thuyết:
H
lt
=
g
cu
u22
Trong đó chưa kể đến ảnh hưởng của số cánh dẫn có hạn và các loại tổn thất.
Khi kể đến ảnh hưởng do số cánh dẫn có hạn, đường đặc tính trở thành đường
A
’
D
’
( hình 2.3):
H
lt
=
z
ε
H
lt
Trong đó:
ε
< 1 là hệ số kể tới ảnh hưởng của số cánh dẫn có hạn.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BỘ MÔN: THIẾT BỊ DẦU KHÍ
ß=
90°)
Q
l
Hình 2.3: Đường đặc tính cơ bản tính toán của máy bơm ly tâm
Khi kể tới các loại tổn thất thủy lực của dòng chất lỏng qua bánh công tác, các
loại tổn thất này đều tỷ lệ với bình phương của vận tốc, nghĩa là cũng tỷ lệ với bình
phương của lưu lượng thì đường đặc tính trở thành một đường cong bậc hai A
”
D
”
.
Khi kể tới các loại tổn thất cơ khí và lưu lượng thì đường đặc tính dịch về phía
trái và thấp hơn một chút so với đường A
”
D
”
trở thành đường A
”’
D
”’
đây chính là
đường đặc tính có bản tính toán của bơm ly tâm.
2.2.2 Đường đặc tính thực nghiệm.
Cách xây dựng đường đặc tính bằng tính toán ở trên rất phức tạp và khó khăn vì
việc đánh giá chính xác các loại tổn thất cả bơm rất khó còn cần phải nghiên cứu thêm
nhiều. Vì vậy, trong kỹ thuật thường xây dựng các đường đặc tính bằng các số liệu đo
được khi khảo nghiệm trên các máy cụ thể, gọ
của bơm ở chế độ “không tải” (Q = 0).
2. Sau đó mở dần khóa 5 ở ống đẩy để tăng lưu lượng của bơm cho đến khi đạt
trị số cực đại. Trong quá trình thay đổi lưu lượng, số vòng quay làm việ
c của bơm vẫn
không đổi. Tại mỗi vị trí mở của khóa 5, ta đo được các số liệu thí nghiệm của bơm và
của động cơ để tính ra lưu lượng Q, cột áp H và công suất của động cơ N
đc
.
Trình tự thí nghiệm cũng có thể tiến hành ngược lại, từ chế độ làm việc có lưu
lượng lớn nhất thay đổi dần (bằng cách đóng khóa 5) cho đến chế độ không tải (Q = 0).
Khi xây dựng các đường đặc tính, thường lấy 6 ÷ 8 số liệu chế độ làm việc ( điểm làm
việc) khác nhau của bơm.
Tại mỗi điểm làm việc, từ các số liệu của Q, H ta tính đượ
c công suất thủy lực
của bơm. So sánh công suất thủy lực với công suất đo được trên trục bơm, ta suy ra
được hiệu suất của bơm.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BỘ MÔN: THIẾT BỊ DẦU KHÍ LỚP: THIẾT BỊ DẦU KHÍ – K50 SINH VIÊN: LƯU VĂN ĐỨC 16
Như vậy từ các số liệu thí nghiệm, ta có thể xây dựng được các đường đặc tính
thực nghiệm của bơm H-Q, N-Q,
η
-Q (hình 2.5).
Các đường đặc tính thực nghiệm của bơm, về hình dạng nói chung cũng giống
như các đường đặc tính tính toán, nhưng không trùng nhau, hay nói cách khác về định
tính giống nhau nhưng về định lượng thì khác nhau. Điều này có thể giải thích như đã
40
50
N (KW)
Hình 2.5: Đường đặc tính thực nghiệm của bơm ly tâm
Hình dạng các đường đặc tính phụ thuộc vào từng loại bơm, đối với bơm ly tâm
thường có ba dạng: Dạng dốc đứng (đường I), dạng dốc vừa (đường II), dạng dốc lồi
(đường III) (hình 2.6).
Đường đặc tính dạng lồi có điểm H
max
khi Q # 0, bơm có dạng đường đặc tính
này. Dạng đường đặc tính này có khu vực làm việc không ổn định (quanh khu vực H
max
ứng với mỗi trị số cột áp H có thể có hai trị số lưu lượng ta sẽ xét cụ thể ở phần sau).
Vì vậy, đường đặc tính dạng lồi gọi là đường đặc tính không ổn định. Còn loại đường
đặc tính có hai dạng kia gọi là đường đặc tính ổn định.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BỘ MÔN: THIẾT BỊ DẦU KHÍ LỚP: THIẾT BỊ DẦU KHÍ – K50 SINH VIÊN: LƯU VĂN ĐỨC 17
O
Q
H
I
max
η
- 7%). Thường khu vực này có đánh dấu trên đường đặc tính
H-Q. Qua hình dạng của các đường đặc tính, ta có thể biết được tính năng làm việc của
bơm để sử dụng cách hợp lý.
2.2.4. Đường đặc tính tổng hợp
Mỗi đường đặc tính làm việc được xây dựng với một số vòng quay không đổi
của bơm. Nếu thay đổi số vòng quay làm việc thì đường đặc tính làm việc cũng thay
đổi theo. Để biế
t được nhanh chóng các thông số Q,
η
, N của bơm thay đổi như thế
nào khi số vòng quay của bơm thay đổi, người ta xây dựng đường đặc tính tổng hợp
của bơm (hình 2.7).
Đường đặc tính tổng hợp của bơm chính là đường biểu diễn quan hệ Q- H với
các số vòng quay thay đổi, trên đó có các điểm làm việc cùng hiệu suất nối với nhau
thành những đường cong gọi là những đường cùng hiệu suất.
Để xây dựng đườ
ng đặc tính tổng hợp, cần phải có các đường đặc tính làm việc
ứng với nhiều số vòng quay làm việc khác nhau của bơm.
Ta thấy rằng, với số vòng quay làm việc n nào đó, trị số lớn nhất của hiệu suất
ứng với một trị số lưu lượng Q
i
nào đó. Khi lưu lượng của bơm thay đổi Q # Q
i
thì có
thể có hai trị số lưu lượng có cùng hiệu suất như nhau. Dóng các điểm có cùng hiệu
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BỘ MÔN: THIẾT BỊ DẦU KHÍ
n=2925
n=2520
n=2925
n=2925
n=2925
Hình 2.7: Đường đặc tính thực nghiệm của bơm ly tâm.
2.3. Điểm làm việc và sự điều chỉnh bơm
2.3.1. Điểm làm việc
Điểm làm việc của bơm bao giờ cũng làm việc trong một hệ thống cụ thể nào
đấy. Khi bơm làm việc ổn định thì cột áp “đẩy” của bơm bằng cột áp “cản” của hệ
thống. Nói cách khác, một chế độ
làm việc của bơm trong một hệ thống có thể biểu
diễn bằng giao điểm của hai đường đặc tính (của bơm và của hệ thống) trong cùng một
hệ tọa độ. Giao điểm ấy gọi là điểm làm việc của hệ thống bơm. Trên hình 2.8, điểm A
(giao điểm của hai đường đặc tính của bơm và hệ thống) biểu thị mộ
t chế độ làm việc
của hệ thống bơm với cột áp H
A
và lưu lượng Q
A
.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BỘ MÔN: THIẾT BỊ DẦU KHÍ LỚP: THIẾT BỊ DẦU KHÍ – K50 SINH VIÊN: LƯU VĂN ĐỨC 19
cách điều chỉnh (đóng hoặc mở) khóa ở ống đẩy để thay đổi lưu lượng của hệ thống
( không điều chỉnh bằng khóa ở ống hút vì có thể gây hiện tượng xâm thực máy bơm).
Trên hình 2.9 thể hiện n
ội dung của phương pháp điều chỉnh này. Khi mở khóa
hoàn toàn thì có điểm làm việc A (H
A,
Q
A
). Khi đóng bớt khóa lại thì tổn thất khóa sẽ
tăng lên (
BA
ξ
ξ
→ ), lưu lượng của hệ thống giảm đi, nghĩa là đường đặc tính lưới sẽ
thay đổi, dốc hơn, trong khi đó đường đặc tính bơm vẫn không thay đổi, điểm làm việc
chuyển từ A đến B (H
B,
Q
B
).
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BỘ MÔN: THIẾT BỊ DẦU KHÍ LỚP: THIẾT BỊ DẦU KHÍ – K50 SINH VIÊN: LƯU VĂN ĐỨC 20
0
H
H
B
B
A
Q
B
Q
A
H
Q
Hình 2.10: Điều chỉnh bằng cách thay đổi số vòng quay.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BỘ MÔN: THIẾT BỊ DẦU KHÍ LỚP: THIẾT BỊ DẦU KHÍ – K50 SINH VIÊN: LƯU VĂN ĐỨC 21
Hình 2.10 thể hiện nội dung của phương pháp này. Điểm làm việc của bơm
A ( H
A
,Q
A
) ứng với số vòng quay n
A
. Khi tăng số vòng quay đến n
B
> n
0
1
2
4
3
?
1
?
2
Hình 2.11 Đặc tính hiệu suất khi lắp đặt bánh công tác thay thế
2.3.3. Khu vực điều chỉnh
Theo sự phân tích ở trên, ta thấy rằng ứng với một cặp đường đặc tính của lưới
và bơm thì chỉ có một điểm làm việc nhất định. Muốn thay đổi điểm làm việc, hay nói
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BỘ MÔN: THIẾT BỊ DẦU KHÍ LỚP: THIẾT BỊ DẦU KHÍ – K50 SINH VIÊN: LƯU VĂN ĐỨC 22
cách khác, muốn điều chỉnh bơm thì phải thay đổi đường đặc tính lưới (điều chỉnh
khóa) hoặc thay đổi đường đặc tính bơm (điều chỉnh số vòng quay của trục bơm).
Nhưng thực tế không phải có thể điều chỉnh điểm làm việc về bất kì điểm nào
trên đường đặc tính của bơm.
Ví dụ,có một bơm làm việc trong h
ệ thống với các đường đặc tính như trên hình
2.12, trong đó đường đặc tính của bơm ở dạng lồi.
Điểm T (điểm cao nhất) gọi là điểm giới hạn chia đường đặc tính bơm ra hai
T
?H>0
?H<0
Q
B
Khu vùc
kh«ng æn
®Þnh
Khu vùc
æn ®Þnh
?Q
A
Q
Hình 2.12: Khu vực điều chỉnh của bơm ly tâm
Giả sử bơm đang làm việc ở chế độ A(H
A,
Q
B
), nếu có một nguyên nhân nào đó
làm mất trạng thái làm việc cân bằng của bơm trong hệ thống, ví dụ cột áp tĩnh của
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BỘ MÔN: THIẾT BỊ DẦU KHÍ LỚP: THIẾT BỊ DẦU KHÍ – K50 SINH VIÊN: LƯU VĂN ĐỨC 23
bơm giảm đột ngột trong một khoảng thời gian ngắn. Khi đó lưu lượng của hệ thống sẽ
A
)
Cũng trong trường hợp trên, ta xét đối với điểm làm việc B(H
B,
Q
B
). Khi lưu
lượng trong hệ thống tăng lên một lượng
B
Q
Δ
.
0
<
−
=
Δ
bomluoi
HHH hay
bomluoi
HH
<
Phần năng lượng dư
H
Δ
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
không thể trở về trạng thái làm việc cân bằng ở điểm B được.
Bằng lý luận tương tự như trên, ta có thể chứng minh được rằng trường hợp
cầu cột áp hoặc lưu lượng lớn hơn cột áp và lưu lượng của một bơm thì có hai cách
ghép sau đây:
2.4.1. Ghép song song
Trong trường hợp hệ thống yêu cầu lưu lượng của hệ thống lớn hơn lưu lượng
của một bơm. Điều kiện để ghép bơm song song có thể làm việc được là các bơm ghép
phải có cùng cột áp:
H
1
=
i
HHH
=
=
=
32
Để xác định tổng lưu lượng của các bơm ghép song song làm việc trong một hệ
thống, ta cần xây dựng đường đặc tính chung của các bơm ghép (H – Q
c
) và biết đường
đặc tính lưới (H - Q
lươi
).
Sau khi nghiên cứu nguyên tắc ghép bơm song song ta thấy:
- Sự điều chỉnh (thay đổi điểm làm việc) của hệ thống có các bơm ghép song
song tương đối phức tạp khi các bơm ghép có đường đặc tính khác nhau nhiều. Vì vậy,
người ta thường ghép các bơm có các đường đặc tính gần giống nhau hoặc như nhau để
việc thực hiện sự điều chỉnh được thuận lợi.
- Cách ghép bơm song song chỉ có hi
+
+
31ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BỘ MÔN: THIẾT BỊ DẦU KHÍ LỚP: THIẾT BỊ DẦU KHÍ – K50 SINH VIÊN: LƯU VĂN ĐỨC 25
Nhận xét:
- Khi ghép nối tiếp nên chọn bơm và hệ thống có đường dốc nhiều mới có hiệu
quả cao, vì thay đổi lưu lượng ít đã tăng được cột áp theo yêu cầu.
- Khi ghép hai bơm nối tiếp nhau cần chú ý là một trong hai bơm phải làm việc
với áp suất cao hơn bơm còn lại, vì vậy nếu không đủ độ bền bơm sẽ hỏng. Do đó, ta
phải lựa chọn trên đường ố
ng đẩy của bơm đầu tiên, điểm nào không gây nguy hiểm
cho bơm sau đó thì ghép.
- Việc ghép bơm nối tiếp trong một hệ thống là tương đối phức tạp không thuận
tiện và kinh tế bằng chọn một bơm khác có đủ cột áp yêu cầu để làm việc trong hệ
thống.
2.5. Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất bơm ly tâm
Trong thực tế khi máy bơm làm việc động n
ăng của động cơ truyền cho máy
bơm một phẩn sẽ được chuyển thành thế năng cho chất lỏng: lưu lượng và cột áp, một
phần bị tiêu hao do các tổn thất thủy lực và sự dò rỉ trong máy bơm.
Hiệu suất toàn phần của bơm xác định theo công thức:
Tổn thất thủy lực thường là:
95,070,0
÷
=
tl
η
Copyright: Tài liệu đại học ©