Trường Đại học Mỏ - Địa Chất Đồ án tốt nghiệp
LỜI NÓI ĐẦU
Trong quá trình công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước, ngành công
nghiệp dầu khí hiện nay trở thành một ngành công nghiệp trọng điểm của đất
nước. Hiện nay các công ty, xí nghiệp trực thuộc Tập đoàn Dầu Khí Việt Nam
đã và đang hợp tác với các công ty nước ngoài, thực hiện các dự án đầu tư của
tập đoàn, khẳng định tiềm năng phát triển mạnh mẽ của ngành dầu khí Việt
Nam.
Năm 1981, xí nghiệp liên doanh Vietsovpetro 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 đào tạo, các căn cứ dịnh vụ dầu khí ở Vũng Tàu được hình
thành với nhiều loại phương tiện thiết bị kỹ 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 Vietsovpetro đưa mỏ Bạch Hổ vào khai thác với sản lượng 40 ngàn 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 triệu 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 dầu không bến. Lắp đặt trên 400 km đường ống ngầm kết nối các
công trình nội mỏ và liên mỏ thành một hệ thống công nghệ liên hoàn.
Ngày nay, ngành dầu khí Việt Nam đã có những phát triển vượt bậc,
sản lượng khai thác ngày càng tăng, trang thiết bị ngày càng hiện đại, đội ngũ
cán bộ được đào tạo và có tay nghề cao.
Do đặc điểm địa chất, kiến tạo của thềm lục địa Việt Nam, nên các mỏ
hầu hết nằm ở thềm lục địa, do ảnh hưởng của vị trí địa lý các mỏ đề nằm ở
ngoài biển, khí hậu khắc nghiệt, nên quá trình thăm dò và khai thác gặp rất
nhiều khó khăn. Để đạt được mục tiêu đề ra thì xí nghiệp liên doanh còn rất
nhiều việc phải làm, một trong những công việc quan trọng đó là nghiên cứu
các giải pháp hợp lý nhất, kinh tế nhất khi sử dụng các loại máy móc, thiết bị
trong công tác khoan, khai thác, vận chuyển dầu khí.
giàn MSP-03 mỏ Bạch Hổ.
Hà Nội, ngày 04 tháng 06 năm 2010
Sinh viên
Đinh Ngọc Tân
Sinh viên: Đinh Ngọc Tân
Lớp: Thiết bị dầu khí K51
2
Trường Đại học Mỏ - Địa Chất Đồ án tốt nghiệp
CHƯƠNG 1
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ BƠM VẬN CHUYỂN DẦU Ở XÍ NGHIỆP
LIÊN DOANH DẦU KHÍ VIETSOVPETRO
1.1. Yêu cầu và nhiệm vụ của bơm vận chuyển dầu khí
Do đặc điểm địa lý của nước ta nên các mỏ dầu khí mà xí nghiệp liên
doanh dầu khí Vietsovpetro đang thăm dò và khai thác đều nằm ngoài biển.
Vì thế việc lựa chọn và bố trí bơm vận chuyển dầu là điều hết sức cần thiết.
Hiện nay xí nghiệp đang khai thác trên hai mỏ Bạch Hổ và mỏ Rổng khoảng
cách giữa hai mỏ khoảng 30 km. Tại các giàn cố định sau khi dầu được khai
thác lên từ các giếng khoan sẽ được đưa đến các bình tách để xử lý công
nghệ, sau đó dầu được đưa đến các bình chứa lắp đặt trên các giàn khoan. Để
vận chuyển dầu từ các hình chứa này đến giàn công nghệ trung tâm số 2 và 3
hoặc được bơm trực tiếp ra các tàu chứa người ta phải sử dụng các thiết bị để
vận chuyển.
Một trong những phương pháp vận chuyển dầu được sử dụng phổ biến
trong ngành công nghiệp dầu khí là phương pháp vận chuyển bằng đường
ống, bởi vì so với các phương pháp khác thì phương pháp này có ưu điểm:
điểm sau:
- Đường đặc tính của bơm phù hợp với 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 ÷ 7000 m
3
/h
+ Công suất từ 1÷ 6000 kW
+ Số vòng quay từ 730 ÷ 6000 vòng/ phút.
Phần lớn số vòng quay của trục bơm ly tâm tương ứng phù hợp với số
vòng quay của động cơ điện tiêu chuẩn nên không cần phải có các bộ phận
truyền động trung gian.
+ Hiệu suất tương đối cao.
+ Hiệu quả kinh tế cao.
1.2. Tính chất hóa lý của dầu thô của mỏ Bạch Hổ
Tính chất hóa lý của dầu thô có ảnh hưởng đến chế độ làm việc cũng
như độ bền của bơm. Nếu như chất lỏng có tính axit sẽ gây nên hiện tượng ăn
mòn hóa học ở các chi tiết của bơm. Với chất lỏng vận chuyển là dầu thô do
đó mà ta cần phải biết được tính chất của nó.
Dưới đây là tính chất của dầu thô ở mỏ Bạch Hổ
- Nhiệt độ đông đặc của dầu
Đối với dầu thô ở mỏ Bạch Hổ có nhiệt độ đông đặc khoảng 29 ÷ 34
o
C
hàm lượng prafin 20 ÷ 25%. Trong đó nhiệt độ môi trường khoảng 23 ÷ 24
o
C
điều này gây khó khăn cho việc vận chuyển.
- Độ nhớt
o
C µ = 10,2e
-0,16t
Bảng 1.1.Kết quả thực nghiệm xác định độ nhớt của dầu ở mỏ Bạch Hổ
- Tỷ trọng
Tỷ trọng dầu phụ thuộc nhiều vào độ nhớt và thành phần dầu. Trong
suốt quá trình vận chuyển dầu nhiệt độ thay đổi dọc theo đường ống làm tỷ
trọng cũng thay đổi theo. Tỷ trọng dầu ở mỏ Bạch Hổ ở 20
o
C là: P
20
= 840
(kg/m
3
).
- Thành phần
Dầu thô ở mỏ Bạch Hổ có hàm lượng lưu huỳnh khá thấp (nhỏ hơn
0,1%). Tuy nhiên hàm lượng prafin khá cao khoảng 25%. Thành phần prafin
khá đa dạng bao gồm nhiều phần tử prafin có chiều dài mạch cacbon khác
nhau. Dầu thô ở mỏ Bạch Hổ phần lớn prafin có mạch cacbon dài nhiệt độ bắt
đầu kết tinh khá cao khoảng 48
o
C. Do thành phần đa dạng nên nhiệt độ kết
tinh prafin không xác định. Các prafin mạch dài kết tinh trước, các prafin
mạch ngắn kết tinh sau ở nhiệt độ thấp hơn do đó các prafin kết tinh ở các
nhiệt độ khác nhau. Qua nghiên cứu cho thấy hàm lượng prafin kết tinh lớn
nhất trong khoảng 38÷43
o
C. Sự phân tách các prafin trong quá trình vận
chuyển dầu ảnh hưởng đến các thông số khác nhau như nhiệt độ, độ nhớt…
+ Tốc độ bơm 2965 vòng/phút
- Bơm HK-200/120
+ Loại bơm HK
+ Lưu lượng bơm định mức 200m
3
/h
+ Áp suất bơm lớn nhất 210m cột nước
+ Động cơ là loại chống cháy nổ BAO - 160 kW
+ Tốc độ động cơ 2980 vòng/phút
+ Dòng điện định mức của động cơ 280 A
+ Làm mát bằng nước ngọt hoặc nước biển (thường dụng nước ngọt
bơm tuần hoàn).
+ Loại nhớt dùng bôi trơn ổ bi -80
o
C ÷ 400
o
C
- Bơm HIIC -65/35-500
+ Công suất động cơ 160 kW
+ Tốc độ động cơ 2961 vòng/ phút
+ Lưu lượng định mức bơm 65 m
3
/h
+ Áp suất bơm lớn nhất 50 at
Nhận xét:
Hiện nay tại vùng mỏ Bạch Hổ sử dụng phổ biến các loại bơm ly tâm
yêu cầu cột áp lớn và lưu lượng vừa phải dùng để vận chuyển dầu cho các mỏ
xa trạm rót dầu như: HIIC 65/35- 500 và bơm SULZER. Đây là hai loại bơm
làm việc có hiệu quả cao và có nhiều ưu điểm trong công tác vận chuyển dầu.
Trường Đại học Mỏ - Địa Chất Đồ án tốt nghiệp
2.1.1. Phương trình cơ bản của bơm ly tâm
Quỹ đạo chuyển động của các phần tử chất lỏng qua bánh công tác rất
phức tạp, để đơn giản trong tính toán người ta giả thiết:
- Số cánh dẫn của bơm nhiều vô cùng và mỏng vô hạn
- Chất lỏng làm việc là chất lỏng lý tưởng (không có độ nhớt).
Phương trình cơ bản của máy thủy lực cánh dẫn do Ơle lập ra đầu tiên
vào năm 1775 ta có cột áp lý thuyết của bơm ly tâm H
lt
:uucu
uu 1122
−
H
lt
= (2.1)
g
Đa số các bơm ly tâm hiện đại đa số các cánh bánh công tác có kết cấu
lối 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
1
ß
2
c
1
w
1
a1
a
90
°
Hình 2.1: Tam giác tốc độ cửa vào bánh công tác
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
gọi là góc ra.
Sinh viên: Đinh Ngọc Tân
ltHz
H.
ηε
(2.3)
z
ε
: Hệ số kể tới ảnh hưởng của số cánh dẫn có giới hạn đến cột áp. Gọi
là hệ số 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)
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
22
ηε
Đối với các bơm ly tâm có kết cấu và số vòng quay thông thường thì:
uHz
c
2
ηε
=
22
cos
αηε
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
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 bản 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.
- Sau đây ta sẽ nghiên cứu cụ thể ảnh hưởng của kết cấu cánh dẫn đến
cột áp bơm.
Sinh viên: Đinh Ngọc Tân
Lớp: Thiết bị dầu khí K51
10
Trường Đại học Mỏ - Địa Chất Đồ án tốt nghiệp
2.1.3. Ảnh hưởng của kết cấu cánh dẫn cột áp của bơm ly tâm
Kết cấu của bánh công tác nói chung và cánh dẫn nói riêng có ảnh
hưởng quyết định đến cột áp của bơm ly tâm. Hình dạng bố trí kết cấu của
cánh dẫn chủ yếu phụ thuộc góc vào β
1
và góc ra β
2
. Ta xét ảnh hưởng của β
1
,
β
2
đối với cột áp của bơm ly tâm.
1
không thích hợp sẽ gây ra va đập dòng chảy với cánh dẫn
ở lối vào bánh công tác, ảnh hưởng xấu đến hiệu suất, cột áp của bơm. Thông
thường β
1
= 15 ÷ 30
o
.
2.1.3.2. Ảnh hưởng của góc ra β
2
Góc ra β
2
là góc bố trí cánh dẫn và cũng là góc biểu thị phương của vận
tốc ở lối ra của bánh công tác (hình 2.2). Lý thuyết và thực nghiệm chứng tỏ
rằng trị số của góc β
2
có ảnh hưởng trực tiếp đến phương và trị số các thành
phần vận tốc của dòng chất lỏng trong máng dẫn, do đó có ảnh hưởng quyết
định đến cột áp toàn phần H và cột áp thành phần H
t
, H
đ
của bơm. Vì vậy đối
với bánh công tác của bơm ly tâm, góc β
2
có ý nghĩa đặc biệt quan trọng. Cần
chọn trị số góc β
2
hợp lý để bơm có thể làm việc với hiệu suất cao và đáp ứng
được các yêu cầu cụ thể.
Loại cánh dẫn ngoặt sau thường gặp ở bơm các chất lỏng như: Nước,
dầu, nguyên liệu lỏng… Hai loại cánh dẫn còn lại thường gặp ở bơm các chất
khí như quạt, máy nén khí…
a
1
c
1
u
1
w
1
w
2
c
2
u
2
a)
D
1
D
2
w
1
c
1
u
1
D
1
w
2
u
2
u
2
w
2
w
2
ß
<90
°
ß
=90
°
a
90
°
C
1
U
1
w
1
ß
90
°
C
2
C
2
U
2
w
2
ß 90°
C
2u
Hình 2.3: Kết cấu các góc trong bơm ly tâm
Để hiểu rõ vai trò của β
2
đối với cột áp của bơm ly tâm như thế nào, ta
xét ba bánh cong tác ly tâm có kích thước góc vào β
1
và số vòng quay làm việc
n như nhau nhưng có kích thước góc ra β
2
khác nhau (hình 2.3).
Khi vẽ các tam giác vận tốc (hình 2.3) cho ba bánh công tác trên, cần
chú ý như sau:
- Các bánh công tác β
1
, kích thước ở lối vào, lưu lượng và số vòng quay
làm việc như nhau nên chúng có tam giác vân tốc ở lối vào như nhau.
- Các bánh công tác có đường kính ngoài D
2
và số vòng quay làm việc
n như nhau nên chúng có vận tốc vòng u
2
2
- c
2u
cotg β
2
(2.9)
Thay vào (2.9) vào (2.2), ta có:
H
lt
=
g
1
(
2
2
2
2
uu
−
c
2u
cotg β
2
)
(2.10)
Công thức (2.10) cho ta thấy rằng khi: c
2u
= u
2
tăng theo tỷ lệ thuận với β
2
.
Khi β
2
= 90
o
thì tam giác vận tốc ở lối ra sẽ là tam giác vuông (Hình
2.3b) nên c
2u
= u
2
. Do đó cột áp lý thuyết là:
H
lt
=
g
1
u
2
c
2u
=
g
u
2
2
(2.11)
Thông thường trong bơm ly tâm trị số của c
m
2
2
1
2
2
g
cc
m
2
2
2
2
2
−
Từ tam giác vận tốc (hình 2.3b), ta có:
2
2
c
-
2
2m
c
=
2
2
u
nên: H
ltd
=
(2.13)
Nếu β
2
tiếp tục tăng, khi β
2
> 90
o
thì c
2u
> u
2
(hình 2.3)
Ta khảo sát trường hợp c
2u
= u
2
, lúc đó cột áp lý thuyết là:
H
lt
=
=
g
cu
u22
g
uu )2(
22
=
g
2
2
2
2
−
=
g
c
u
2
2
2
=
g
u
2
)2(
2
2
=
g
u
2
2
2
Như vậy:
H
ltd
= H
lt
phải thỏa mãn
điều kiện: β
2min
< β
2
< β
2max
.
Dưới đây là đồ thị biểu diễn quan hệ giữa cột áp lý thuyết của bơm và
trí số góc ra β
2
theo các điều kiện đã phân tích ở trên (hình 2.4).
ß
2min
ß
2
=90° ß
2max
E
E
D'
H
ld
K
H
ld
H
ltd
H
ltd
2
2
2
uu
−
c
2u
cotg β
2
)
Đường EH chỉ sự thay đổi cột áp tĩnh:
H
ltt
= H
lt
- H
ltd
=
g
u
2
2
-
g
u
2
2
c
2m
)
2
Sinh viên: Đinh Ngọc Tân
Lớp: Thiết bị dầu khí K51
14
Trường Đại học Mỏ - Địa Chất Đồ án tốt nghiệp
Do đó phương trình của đường EH là:
H
ltt
=
g
u
2
2
2
-
g
gc
m
2
)cot(
22
β
(2.16)
Các giá trị của cột áp về phía đường D – D
’
Với giá trị góc β
2
= 15 ÷ 30
o
(tương ứng phần gạch chéo trên hình 2.4).
Trong trường hợp rất đặc biệt có thể chọn β
2
= 15
o
. Lý thuyết và thực
nghiệm chứng tỏ rằng nếu bơm ly tâm có góc ra β
2
ngoài phạm vi đã nói ở
trên thì tổn thất năng lượng bơm quá lớn (chủ yếu do động năng dòng chảy
lớn), thì hiệu suất của bơm thấp, không thể chấp nhận được trong kỹ thuật.
2.1.4. Lưu lượng của bơm ly tâm
Lưu lượng của dòng chảy qua bánh công tác cánh dẫn bất kỳ nào cũng
có thể tính theo công thức:
Q = c
m
πDb (2.17)
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 của bề rộng bánh công tác, vận tốc của chất lỏng, không phụ thuộc vào
trọng lượng riêng của chúng.
Q
Để đánh giá tổn thất lưu lượng của bơm, người ta dùng hiệu suất lưu
lượng
Q
η
:
Q
η
=
1
Q
Q
=
QQ
Q
∆+
(2.18)
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
16
Trường Đại học Mỏ - Địa Chất Đồ án tốt nghiệp
2.2.1. Đường đặc tính làm việc (n = const), đường đặc tính tính toán
C
2u
C
2
U
2
w
2
C
2u
a
2
ß
2
C
2m
U
2
Hình 2.5: Tam giác vận tốc cửa vào
Từ phương trình cơ bản: H
lt
=
g
cu
2
- c
2m
cotg β
2
) =
g
1
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
E
H
lt
H
lt
(
ß
>90°)
H
lt
(
ß
<90°)
H
lt
(
ß=
90°)
Q
l
Hình 2.6: Đường đặc tính cơ bản tính toán của bơm ly tâm
- Nếu β
2
< 90
o
thì cotg β
2
> 0, ta có đường AD.
- Nếu β
2
D
’
(hình 2.6)”:
H
lt
=
z
ε
H
lt
Trong đó:
ε
< 1 là hệ số kể tới ảnh hưởng của số cánh dẫn có hạn.
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
”’
đẩy.
A. Áp kế
C. Chân không khí
Trình tự tiến hành thí nghiệm để xây dựng các đường đặc tính thực
nghiệm của bơm như sau:
1. Đầu tiên mở khóa 2 ở ống hút và cho bơm làm việc cho đến khi số
vòng quay của trục bơm đạt tới giá trị yêu cầu, trong đó khóa 5 ở ống đẩy vẫn
đóng tức là: Q = 0. Từ các trị số đo được lúc này ở áp kế và chân không kế, ta
suy ra được cột áp H của bơm ở chế độ “không tải” (Q = 0).
Sinh viên: Đinh Ngọc Tân
Lớp: Thiết bị dầu khí K51
19
Trường Đại học Mỏ - Địa Chất Đồ án tốt nghiệp
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 qua trình thay đổi lưu lượng, số vòng quay làm
việc 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) khac nhau của bơm.
Tại mỗi điểm làm việc, từ các số liệu của Q, H ta tính được công suât
thủy lực của bơm. So sánh công suất thủy lực với công suất đo được trên trục
I
II
0
Q
H
1 2
H
1,2
III
Q
1
Q
2
H
max
Hình 2.9: Các dạng đường đặc tính của bơm ly tâm.
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.
2.2.3. Công dụng của các đường đặc tính
Qua các đường đặc tính H-Q, N-Q,
η
- Q, ta thấy được khu vực làm
không đổi của bơm. Nếu thay đổi số vòng quay làm việc thì đường đặc tính
làm việc cũng thay đổi theo. Để biết 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 2.10).
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 đường đặc tính tổng hợp, cần phải có các đường đặc tính
làm 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 suất lên đường đặc tính H-Q và nối lại bằng những
đường cong, ta có đường cong cùng hiệu suất.
Đường đặc tính tổng hợp thường được cho trong các sổ tay, tài liệu kỹ
thuật của các loại bơm đã được sản xuất. Ngoài các công dụng như của các
đường đặc tính khác, đường đặc tính tổng hợp còn cho ta biết một cách nhanh
chóng các chế độ làm việc có lợi nhất trong khi điều chỉnh bơm.
Sinh viên: Đinh Ngọc Tân
Lớp: Thiết bị dầu khí K51
(hoặc hệ thống). Quá trình thay đổi điểm làm việc của bơm theo một yêu cầu
nhất định gọi là quá trình điều chỉnh.
Có hai nhóm phương pháp điều chỉnh:
- Điều chỉnh đường đặc tính lưới: Thay đổi đường kính ống dẫn, thay
đổi vận tốc v của dòng chảy, thay đổi độ nhớt υ của chất lỏng bơm, giảm hoặc
tăng tổn thất cục bộ…
- Điều chỉnh đường đặc tính của máy bơm: Thay đổi tốc độ vòng quay
máy bơm (nếu dẫn động bằng động cơ điện thì điều chỉnh các biến trở lắp trên
cuộn stator, nếu dẫn động bằng động cơ điezen thì thay đổi chế độ nạp
Sinh viên: Đinh Ngọc Tân
Lớp: Thiết bị dầu khí K51
23
Trường Đại học Mỏ - Địa Chất Đồ án tốt nghiệp
nguyên liệu cho động cơ hoặc lắp thêm biến tốc giữa cơ và máy bơm), thay
đổi số tầng bơm đối với bơm nhiều cấp…
Đối với hệ thống bơm thông thường, có hai phương pháp điều chỉnh
sau:
2.3.2.1. Điều chỉnh bằng khóa
Nội dung của phương pháp này là tạo nên sự thay đổi đường đặc tính
lưới bằng 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).
0
H
A
H
).
Phương pháp điều chỉnh này đơn giản, thuận tiện nhưng không tinh tế
vì sẽ gây nên tổn thất ở khóa khi điều chỉnh và chỉ điều chỉnh được trong
những phạm vi hạn chế.
2.3.2.2. Điều chỉnh bơm bằng số vòng quay của trục bơm
Nội dung của phương pháp này là làm thay đổi đường đặc tính riêng
của bơm bằng cách thay đổi số vòng quay của trục bơm. Phương pháp này chỉ
áp dụng cho các bơm có thiết bị thay đổi số vòng quay. So với với phương
pháp điều chỉnh bằng khoá phương pháp này tinh tế hơn. Nhưng đối với bơm
Sinh viên: Đinh Ngọc Tân
Lớp: Thiết bị dầu khí K51
24
ξ
B
ξ
A
Trường Đại học Mỏ - Địa Chất Đồ án tốt nghiệp
không có thiết bị thay đổi số vòng quay thì phương pháp điều chỉnh bằng
khoá lại là phương pháp thông dụng.
0
H
A
H
B
B
A
khác với kích thước chuẩn b
2
. Tuy nhiên, sự phụ thuộc tuyến tính vào b
2
của
lưu lượng vẫn được duy trì.
Hình 2.14: Đặc tính hiệu suất khi lắp đặt bánh công tác thay thế
Trên hình 2.14:
Sinh viên: Đinh Ngọc Tân
Lớp: Thiết bị dầu khí K51
25
Copyright: Tài liệu đại học ©