Đang tải... (xem toàn văn)
Lịch sử phát triển của xã hội loài người gắn liền với quá trình phát minh, chuyển đổi và sử dụng năng lượng.
Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất Đồ án tốt nghiệp LỜI MỞ ĐẦU Lịch sử phát triển xã hội lồi người gắn liền với q trình phát minh, chuyển đổi sử dụng lượng Trong dạng lượng góp phần vào q trình cơng nghiệp hố - đại hố đất nước ngành cơng nghiệp dầu khí Việt Nam cịn non trẻ không ngừng vươn lên trở thành ngành công nghiệp mũi nhọn nước Hiện có nhiều cơng ty dầu khí nước ngồi với cơng ty trực thuộc Tập đồn dầu khí quốc gia Việt Nam tham gia vào dự án đầu tư nước quốc tế, khẳng định tiềm phát triển mạnh mẽ ngành công nghiệp dầu khí Việt Nam Hiện nước ta Xí nghiệp liên doanh dầu khí Vietsovpetro đơn vị cơng tác thăm dị, khai thác dầu khí Để phục vụ cho cơng tác khoan, khai thác dầu khí, nhiệm vụ quan trọng đặt phải có hệ thống thiết bị phù hợp, mang lại hiệu kinh tế cao Hiện vấn đề Xí Nghiệp quan tâm nâng cao hiệu sử dụng tăng tuổi thọ làm việc trang thiết bị Với mong muốn góp phần nhỏ vào phát triển ngành cơng nghiệp dầu khí nước nhà, qua trình thực tập, nghiên cứu, thu thập tài liệu đồng ý mơn Thiết bị Dầu khí Cơng trình, Khoa Dầu khí, Trường Đại học Mỏ - Địa chất, em giao đồ án với đề tài: “Cấu tạo, nguyên lý làm việc, vận hành, bảo dưỡng sửa chữa máy bơm ly tâm vận chuyển dầu HΠC 65/35 -500 dùng công tác vận chuyển dầu mỏ Bạch Hổ”, chuyên đề: “Nghiên cứu dạng hỏng bánh công tác ” Được hướng dẫn tận tình thầy giáo Nguyễn Văn Giáp thầy giáo mơn Thiết bị dầu khí Cơng trình với cố gắng thân, đồ án em hồn thành SV: Vũ Đình Tĩnh -1- Lớp: Thiết bị Dầu Khí – K49 Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất Đồ án tốt nghiệp Mặc dù cố gắng tài liệu, thời gian thực tập q trình tìm hiểu cịn hạn chế nên đồ án khơng tránh khỏi thiếu sót, vậy, em mong nhận góp ý thầy cô bạn đồng nghiệp Qua đồ án này, em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới thầy giáo Nguyễn Văn Giáp thầy giáo mơn Thiết bị Dầu khí Cơng trình hướng dẫn giúp đỡ em hồn thành đồ án Em xin chân thành cảm ơn ! Hà Nội, ngày 08 tháng 06 năm 2009 Sinh viên thực Vũ Đình Tĩnh SV: Vũ Đình Tĩnh -2- Lớp: Thiết bị Dầu Khí – K49 Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất Đồ án tốt nghiệp CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ VIỆC SỬ DỤNG MÁY BƠM VẬN CHUYỂN DẦU Ở VIETSOVPETRO 1.1 Tình hình sử dụng máy bơm vận chuyển dầu vietsovpetro 1.1.1 Nhiệm vụ yêu cầu bơm vận chuyển dầu khí Vị trí mỏ mà xí nghiệp liên doanh Vietsovpetro thăm dị khai thác nằm ngồi biển nên việc bố trí lựa chọn máy bơm vận chuyển dầu vấn đề cần thiết Xí nghiệp thăm dò khai thác hai mỏ Bạch Hổ mỏ Rồng, khoảng cách hai mỏ khoảng 30 km Trên mỏ Bạch Hổ có 11 giàn cố định giàn nhẹ, mỏ Rồng có giàn cố định giàn nhẹ Tại giàn cố định dầu khai thác lên từ giếng khoan sau qua hệ thống cơng nghệ bao gồm: Bình tăng áp suất cao (khoảng ÷ 12 bar) chuyển bình áp suất thấp (khoảng 0,5 ÷ bar) sau dầu mỏ khỏi bình tăng áp suất thấp hệ thống bơm vận chuyển, thông qua hệ thống đường ống ngầm biển tới tàu chứa Phía Nam gồm giàn khoan cố định MSP -1, giàn công nghệ trung tâm số 2, giàn nhẹ BK 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, dầu từ giàn vận chuyển trạm chứa dầu tàu Ba Vì Phía Bắc gồm giàn MSP -3, MSP -4, MSP -5, MSP -6, MSP -7, MSP -8, MSP -9, MSP -10, MSP 11, dầu từ giàn chuyển tới tàu Chi Lăng Để đảm bảo trình khai thác liên tục, tránh tình trạng dầu khai thác lên bị ứ đọng lại bình chứa làm ảnh hưởng đến công tác khai thác, cần phải có cách bố trí hệ thống bơm lựa chọn bơm thỏa mản yêu cầu sau đây: - Bơm làm việc có lưu lượng lớn; - Cột áp cao; - Hiệu suất cao; - Làm việc ổn định lâu dài; - Dễ vận hành sửa chữa; - Có khả chống xâm thực tốt SV: Vũ Đình Tĩnh -3- Lớp: Thiết bị Dầu Khí – K49 Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất Đồ án tốt nghiệp 1.1.2 Phân tích sơ đồ bố trí bơm vận chuyển dầu Trên sơ đồ bố trí giàn khoan cố định giàn nhẹ mỏ Bạch Hổ gồm hai cụm phía Bắc phía Nam Hình 1.1: Sơ đồ bố trí giàn khoan cố định giàn nhẹ mỏ Bạnh Hổ SV: Vũ Đình Tĩnh -4- Lớp: Thiết bị Dầu Khí – K49 Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất Đồ án tốt nghiệp 1.1.2.1 Cụm phía Bắc Cụm gồm giàn: MSP -3, MSP -4, MSP -5, MSP -6, MSP -7, MSP -8, MSP -9, MSP -10, MSP -11, giàn nối với qua đường ống dẫn dầu, dầu từ giàn khai thác lên đưa đến trạm tiếp nhận từ trạm đưa đến tàu chứa, ngồi cịn có đường ống dự phịng cho cơng tác vận chuyển có cố Tại cụm có điểm tiếp nhận bơm trung chuyển dầu khai thác ,được đưa đến tàu chứa - Điểm tiếp nhận giàn MSP -6 điểm tiếp nhận bơm lượng dầu lớn khai thác đây, với lượng dầu khai thác từ giàn khai thác vận chuyển đến, điểm vận chuyển dầu từ phía Nam vận chuyển đến - Điểm tiếp nhận MSP -8 điểm tiếp nhận lượng dầu từ MSP -4, MSP -9, MSP -11 dầu từ phía Nam chuyển đến - Điểm tiếp nhận MSP -4 điểm trung tâm hệ thống giàn khu vực phía bắc, nhiệm vụ nhận lượng dầu khai thác từ giàn 3, 5, 7, 10 lượng dầu từ phía Nam tới, có nhiệm vụ phân phối dầu cho điểm tiếp nhận MSP -6, MSP -8 1.1.2.2 Cụm phía Nam Cụm gồm hai giàn cố định MSP -1, giàn công nghệ trung tâm số Cùng với giàn nhẹ BK 1, 2, 3, , 5, 6, 7, 8, giàn nhẹ BK không trực tiếp sử lý tách khí khỏi dầu mà vận chuyển giàn trung tâm để tách lọc - Giàn MSP -1: Dầu khai thác lên từ đảm bảo khơng cịn hổn hợp khí dầu, sau dầu vận chuyển đến tàu chứa, nên hệ thống đường ống bi cố lượng dầu khai thác lên nhiều lại hệ thống bơm trung chuyển lên phái Bắc, vị trí tiếp nhận trung chuyển dầu từ giàn công nghệ trung tâm số 2, điểm trung chuyển quan trọng, cửa ngõ cho việc trung chuyển dầu từ phía Nam phía Bắc, đảm bảo điều phối dầu từ giàn, chuyển cho hiệu thu gom cao công tác vận chuyển - Giàn công nghệ trung tâm số 2: Đây điểm tiếp nhận quan trọng, đồng thời sử lý lượng hổn hợp dầu khí từ giàn nhẹ BK chuyển lượng dầu từ mỏ Rồng chuyển đến, điểm tiép nhận bơm lượng dầu SV: Vũ Đình Tĩnh -5- Lớp: Thiết bị Dầu Khí – K49 Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất Đồ án tốt nghiệp lớn, hệ thống vận hành bơm cần phải có độ xác cao, ngồi cịn bố trí hệ thống bơm ép nước vỉa, để tạo áp suất cân với dầu khai thác lên ,điểm bơm thực điểm tách lọc hổn hợp khí dầu từ giàn BK sau vận chuyển tới bể chứa, khơng có khả tiếp nhận chuyển dầu trạm dầu phía Bắc 1.1.3 Các loại bơm vận chuyển dầu sử Vietsovpetro Hiện Xí nghiệp liên doanh Vietsovpetro khai thác hai mỏ Bạch Hổ Rồng, mỏ nằm biển, khoàng cách mỏ khoảng 30 km Trên mỏ Bạch Hổ có khoảng 11 giàn cố định, giàn công nghệ trung tâm giàn nhẹ, mỏ Rồng có giàn cố định giàn nhẹ Dầu khai thác từ giàn bơm đến tàu chở dầu Ba Vì Chi Lăng bơm ly tâm theo đường ống ngầm đặt biển Số lượng bơm ly tâm bố trí cơng tác vận chuyển dầu XNLD Vietsovpetro gồm loại Số lượng loại bơm thống kê sau: - Bơm 9MGP 12 - Bơm HΠC 65/35 – 500 28 - Bơm HK 200/70 - Bơm HK 200/120 - Bơm HΠC 40/400 - Bơm R 360/150 GM – - Bơm R 250/98 GM – - Bơm “sulzer” Như tổng số bơm vận hành vận chuyển dầu vùng Bạch Hổ gồm tổng cộng 67 bơm, ngồi khơng kể bơm dùng để dự phòng, số bơm thời kỳ đại tu, sửa chữa Sự phân bố loại bơm, cách đặt nối tiếp, song song, phụ thuộc vào vấn đề vận chuyển dầu điểm, vị trí, phụ thuộc vào khoảng cách điểm bơm, đến trạm rót dầu, phụ thuộc vào lưu lượng dầu nhiều hay mà ta phân bổ cho phù hợp với yêu cầu thực tế Hiện sử dụng phổ biến loại bơm dầu ly tâm dùng mỏ là: SV: Vũ Đình Tĩnh -6- Lớp: Thiết bị Dầu Khí – K49 Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất Đồ án tốt nghiệp - Loại bơm yêu cầu cột áp lớn lưu lượng vừa phải dùng để vận chuyển dầu, cho mỏ xa trạm rót dầu HΠC 65/35 -500 bơm “sulzer” mà thường dùng phổ biến bơm HΠC 65/35 -500 loại bơm làm việc tốt, có nhiều ưu điểm vân chuyển dầu - Loại bơm không yêu cầu cột áp lớn mà yêu cầu lưu lượng bơm phải cao, dùng để vận chuyển lượng dầu lớn điểm tiếp nhận đến trạm rót dầu cách khơng xa loại bơm thường dùng 9MGP, HΠC 40/400, HK 200/70, HK 200/120… Qua việc bố trí bơm ly tâm vận chuyển dầu mỏ Bạch Hổ ta thấy số lượng bơm HΠC 65/35 -500 chiếm tới xấp xỉ 40% tổng số máy bơm Nên việc nghiên cứu tìm hiểu loại máy bơm thiết thực 1.2 Sơ đồ công nghệ hệ thống vận chuyển dầu Dầu thô sau khai thác lên từ giếng dầu phương pháp tự phun hay học đưa đến thiết bị thu gom, thiết bị tách lọc Tại dầu thơ tách bỏ khí, nước, tạp chất học lẫn dầu Các tạp chất yếu tố chủ yếu gây tổn thất ăn mịn hệ thống đường ống thiết bị Sau dầu gia nhiệt lò nung để giảm độ nhớt đảm bảo cho việc lưu chuyển dễ dàng Cuối dầu thô sau sử lý song đưa đến bình chứa dung tích 100 m 3, để vận chyển dầu đến tàu chứa, dây chuyền cơng nghệ người ta thường bố trí hai máy bơm HΠC 65/35 -500 lắp song song, máy bơm trạng thái làm việc máy bơm dự phịng, việc lắp đặt nhằm mục đích: - Do u cầu cơng nghệ khai thác dầu khí, để đảm bảo trình khai thác dầu liên tục Nếu máy bơm làm việc bị hư hỏng khơng làm việc ta vận hành máy bơm dự phòng thay - Khi lưu lượng khai thác tăng ta cho hai máy bơm làm việc để giảm nhanh lượng dầu bình chứa SV: Vũ Đình Tĩnh -7- Lớp: Thiết bị Dầu Khí – K49 Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất Đồ án tốt nghiệp Sơ đồ công nghệ hệ thống giới thiệu hình 1.2 Hình 1.2: Sơ đồ cơng nghệ hệ thống vận chuyển dầu Chú thích: G: Giếng khai thác 1: Bình tách 2: Buồng trộn hóa phẩm 3: Lị nung 4: Bình chứa 100 m3 5: Thiết bị tách khí 6: Bơm dầu 7: Van chặn 8: Van chiều 9: Van an toàn 10: Tàu chứa SV: Vũ Đình Tĩnh -8- Lớp: Thiết bị Dầu Khí – K49 Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất Đồ án tốt nghiệp 1.3 Những yêu cầu công nghệ hệ thống vận chuyển dầu Để đảm bảo nhiệm vụ vận chuyển dầu máy bơm vận chuyển dầu cần phải thỏa mãn yêu cầu sau: - Máy bơm làm việc phải có lưu lượng lớn - Cột áp máy bơm phải cao: Là cột áp chân không cho phép đảm bảo cho bơm làm việc điều kiện bình thường, khơng xảy tượng xâm thực - Hiệu suất cao: Là chế độ làm việc máy bơm với hiệu suất toàn phần máy bơm lớn - Máy bơm phải làm việc lâu dài ổn định: Là chế độ làm việc ứng với thông số bơm - Máy bơm phải vận chuyển chất lỏng có độ nhớt cao Bởi vì, độ nhớt cao tính chất đặc trưng dầu mỏ Bạch Hổ - Kết cấu máy bơm phải đơn giản, dễ vận hành sửa chữa - Phải có khả chống xâm thực tốt: Là chế độ làm việc mà thông số máy bơm phải ổn định 1.4 Những kết đạt được, tồn cần tập trung nghiên cứu giải Xã hội ngày phát triển nhu cầu người ngày nâng cao, việc ứng dụng tự động hóa vào cơng nghiệp dầu khí ngành cơng nghiệp mũi nhọn mang lại nhiều lợi ích cho kinh tế quốc dân Tuy vậy, khơng dễ dàng để tiến hành khai thác, dù nhập thiết bị từ nước ngồi mà cịn địi hỏi khối lượng cơng việc đa dạng phức tạp Vì vậy, việc lựa chọn - vận hành - bảo dưỡng sửa chữa máy móc thiết bị đặc biệt phải nắm vững nguyên lý hoạt động chúng cho phù hợp với lượng giàn, nhằm nâng cao suất, tuổi thọ thiết bị Trong điều kiện giàn khai thác nay, để đảm bảo tốt công việc khai thác kiểm tra chặt chẽ cơng việc này, hệ thống đo lường tự động hóa hệ thống hiểu hiệu Trong trình khai thác dầu lên vận chuyển tới bể chứa, tàu chứa tới nơi tiêu thụ q trình khơng thể thiếu cơng việc khai thác dầu Do vậy, máy bơm ly tâm vận chuyển dầu thiết bị quan trọng để phục vụ cho công tác vận chuyển dầu SV: Vũ Đình Tĩnh -9- Lớp: Thiết bị Dầu Khí – K49 Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất Đồ án tốt nghiệp Hiện Liên Doanh Vietsovpetro khai thác hai mỏ Bạch Hổ Rồng, mỏ nằm biển, khoảng cách mỏ khoảng 30 km Dầu khai thác từ mỏ bơm đến tàu chở dầu Ba Vì Chi Lăng bơm ly tâm theo đường ống đặt ngầm biển Các loại máy bơm sử dụng НПС 65/35 -500, НПС 40-400, HK 200-120, HK 200-70, 9GMP, R360/150 GM-3, R250/38 GM-1, SULZER Tùy thuộc vào vị trí giàn khoan đến trạm rót dầu mà người ta chọn máy bơm cho phù hợp Trong Liên Doanh Vietsovpetro máy bơm НПС 65/35-500 sử dụng nhiều loại máy bơm làm việc có độ tin cậy cao, giá thành rẻ, thuận tiện việc vận hành - bảo dưỡng sửa chữa trải nghiệm qua nhiều năm Tuy nhiên trình hoạt động máy thường xảy cố hỏng bánh cơng tác, cong trục bơm, tượng dị gỉ hệ thống làm kín trục bơm, quan trọng máy xảy tượng xâm thực Hiện tượng xâm thực gây mịn hỏng, rung, có tiếng ồn, giảm cột áp, để lâu gây hỏng bơm hồn tồn Vì việc cần tập chung ngiên cứu khắc phục tượng cần thiết SV: Vũ Đình Tĩnh - 10 - Lớp: Thiết bị Dầu Khí – K49 Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất Đồ án tốt nghiệp lượng nước từ làm kín Cứ sau kiểm tra lần với điều kiện: - Nhiệt độ ổ bi ≤ 600 - Nhiệt độ làm kín ≤ 600 - Độ ồn cho phép ≤ 108 (db) - Lượng nước thoát qua làm kín dây quấn ≤ 180 m3/h - Tốc độ dao động thiết bị ≤ 10 mm/s 4.2.4 Dừng máy Khi dừng máy tiến hành bước sau: - Từ từ đóng van xả đường ống đảy - Ngắt động điện - Đóng đường vào bơm (đóng van hút) Khi dừng máy bơm thời gian dài cần phải tháo hết chất lỏng máy bơm nhằm tránh ôxy hóa phận chi tiết…đổ dầu bôi trơn vào thiết bị làm kín 4.3 Cơng tác an toàn lao động 4.3.1 Yêu cầu chung Thợ máy sử dụng bơm dung dịch dược giao nhiệm vụ bảo vệ máy bơm, đảm bảo chế độ công nghệ làm việc ổn định Thợ máy phép làm việc qua kiểm tra y tế, đủ điều kiện để đứng máy Thợ đứng máy trước vào làm phải qua đào tạo chuyên mơn, hướng dẫn an tồn cơng việc qua kiểm tra kiến thức Thợ máy sau tháng phải hướng dẫn định kỳ an toàn kiểm tra kiến thức chuyên môn an toàn Thợ đứng máy phải trang bị đầy đủ đồ bảo hộ mang chúng để đảm bảo an toàn làm việc đứng máy, quần áo, mũ bảo hộ phải gọn gàng phù hợp với công việc mặc chỉnh tề, cẩn thận Nghiêm cấm sử dụng lửa, hút thuốc thời gian làm việc, hút thuốc nơi qui định Nghiêm cấm làm việc thiết bị hư hỏng, tháo rỡ hàng rào bảo vệ Không sử dụng dụng cụ bị sứt mẻ, rạn nứt trang thiết bị hư hỏng SV: Vũ Đình Tĩnh - 57 - Lớp: Thiết bị Dầu Khí – K49 Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất Đồ án tốt nghiệp Thợ máy phải ln có thiết bị, dụng cụ trạng thái tốt Thợ máy cần phải biết tiếp nhận sử lý cứu trợ bạn công việc khơng lần năm phải hướng dẫn trường hợp xảy tai nạn lao động 10 Để kiểm tra chế độ bơm trình công nghệ, thợ máy cần thiết phải biết quy chế công nghệ hệ thống, sơ đồ công nghệ hướng dẫn sử dụng chúng 11 Bảng điều khiển phải rõ ràng đặt vị trí hợp lý, dễ quan sát 4.3.2.Yêu cầu an toàn thực công việc Trước bắt đầu công việc thợ máy cần phải đọc sổ giao ban công việc ca trước, thị lãnh đạo, mang quần áo, giầy dép bảo hộ thiết bị bảo hộ khác, kiểm tra tình trạng máy trước nhận công việc, công việc kiểm tra gồm khâu sau: Kiểm tra xem có hư hỏng khơng Kiểm tra hệ thống điều khiển có trục trặc khơng Kiểm tra bơi trơn cho hệ thống truyền động Kiểm tra đường hút, đường xả rãnh xả Kiểm tra thiết bị che chắn Kiểm tra thiết bị an toàn cho máy người Kiểm tra đầu chất lỏng dung dịch Kiểm tra hệ thống van xả hút Kiểm tra phần truyền động, coi chắn trục bánh quay theo chiều kim đồng hồ, cịn trục khuỷu quay ngược lại 10 Mở nắp carte kiểm tra xem bên có bị bẩn, rỉ xét, nước hay vật lạ bơm đưa hoạt động lần đầu 11 Kiểm tra mức dầu bôi trơn carte que thăm nhớt 12 Kiểm tra hệ thống bơm dầu bôi trơn 13 Đổ đầy đủ chất lỏng dùng việc làm bánh công tác 14 Kiểm tra xiết chặt bulơng, chỗ nối, độ kín mặt bích, tình trạng làm việc vịng đệm, vòng bi Chú ý: Trong trường hợp kiểm tra phát hư hỏng phải tìm cách khắc phục Khơng tự khắc phục báo cho đốc cơng kỹ sư phụ trách SV: Vũ Đình Tĩnh - 58 - Lớp: Thiết bị Dầu Khí – K49 Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất Đồ án tốt nghiệp CHƯƠNG V NGHIÊN CỨU CÁC DẠNG HỎNG CỦA BÁNH CƠNG TÁC 5.1 Sơ đồ cấu tạo bánh cơng tác - 0,025 φ 139,5 - 0,053 φ 126 8,7 φ 95 φ 85 +0,037 2,5 R21 30 o o 2o 50' 38 49,75 2,5 -0,1 75-0,39 +0,3 13,5- 83 25o R10 1x45 2o50' 19,4 o 45 φ 91 φ 95 φ 104,5 0,022 0,045 φ 215 φ 235 Hình 5.1: Sơ đồ cấu tạo bánh công tác Bánh công tác lắp trục gồm bánh chia làm hai nhóm (nhóm trái nhóm phải), nhóm gồm bánh Các bánh cơng tác nhóm có kích thước lắp lẫn cho (trừ bánh cơng tác thứ có kích thước lớn hơn) Hai nhóm có cửa hút bố trí ngược nhau, điều có tác dụng khử lực dọc trục bơm làm việc Giữa hai bánh cơng tác có lắp “phanh hai nửa” (vành hãm) để ngăn cách không cho chúng di chuyển dọc trục, tiếp xúc với trình làm việc để tránh kẹt gây cháy hỏng bánh công tác trục bơm 5.2 Một số dạng hư hỏng, nguyên nhân dấu hiệu nhận biết 5.2.1 Hỏng mòn Dạng hỏng thường gặp bánh cơng tác máy bơm ly tâm biểu đặc điểm sau: SV: Vũ Đình Tĩnh - 59 - Lớp: Thiết bị Dầu Khí – K49 Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất Đồ án tốt nghiệp - Mịn kích thước D1, D2, D3 khơng bánh cơng tác Sự mịn xảy tồn chu vi, số trường hợp cá biệt tạo thành rãnh tương đối sâu bề mặt kích thước - Rãnh then bị mịn bề mặt vị trí trái ngược hướng với chiều quay bánh công tác không đều, giảm dần từ ngồi vào đến tâm - Mịn cánh dẫn bánh công tác Hiện tượng mòn thường mòn nhiều cánh dẫn cửa bánh cơng tác, có cánh mịn nhiều, cánh mịn 5.2.1.1 Ngun nhân việc hỏng mòn Mòn mài: Khi mối ghép hai bề mặt chi tiết tiếp xúc có chuyển động tương tác động tải trọng tiếp xúc, bề mặt tiếp xúc hai chi tiết xuất lực ma sát Các nhấp nhô bề mặt chi tiết bị lực ma sát phá vỡ san Mòn hạt mài: Là tượng phá hỏng bề mặt tiếp xúc hai chi tiết có chèn ép hạt mài Các hạt mài (kim loai phi kim loại) có độ bền, độ cứng lớn độ bền, độ cứng lớp kim loại bề mặt chi tiết Khi có chuyển động hai chi tiết, hạt mài bị chèn ép lúc có tác dụng dao cắt, cắt lớp kim loại, tạo nên vết xước, rãnh nhỏ bề mặt chi tiết Mòn gỉ: Xảy chất bôi trơn bề mặt tiếp xúc hai chi tiết có lẫn nước, có khả ơxy hóa bề mặt kim loại, làm xuất bề mặt chi tiết lớp ơxít có độ bền thấp độ bền kim loại gốc, tác dụng tải trọng, lớp ơxít bị bong làm cho chi tiết bị hao mịn kích thước Do ăn mịn hóa học: Là trình phá hủy kim loại tác dụng ngun tố hóa học có mơi trường khí khơ dung dịch khơng điện ly, tạo bề mặt kim loại lớp ơxít Lớp ơxít ban đầu hình thành bề mặt kim loại, sau phát triển vào bên lớp kim loại kéo theo thay đổi thành phần kim loại, tính chất kim loại chi tiết Khi kim loại bị phân hủy phần tồn sản phẩm ăn mịn hình thành dạng kết tủa bề mặt kim loại Đơi q trình ăn mịn hóa học xảy phân giải thành phần cấu trúc, thay đổi tính chất lý kim loại, phá hủy mối liên kết mạng tinh thể SV: Vũ Đình Tĩnh - 60 - Lớp: Thiết bị Dầu Khí – K49 Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất Đồ án tốt nghiệp Do ăn mịn điện hóa: Là phá hủy kim loại xảy tác dụng dung dịch điện phân, khí ẩm lên kim loại hợp kim Q trình ăn mịn có phát sinh dòng điện Do thành phần dầu vận chuyển: Trong dầu thơ ngồi hai ngun tố C H (chiếm khoảng 95 – 99%) có nguyên tố khác S, O, N, P, Va, K, Si, Fe, Mg …và gồm loại: Hyđrocacbon no (CnH2n+2), Hyđrocacbon khơng no (CnH2n), Hyđrocacbon thơm Trong Hyđrocacbon khơng no có hoạt tính cao dễ bị ơxy hóa thành axít cacbơxilic làm ăn mịn bánh cơng tác Các thành phần dầu thô như: S, O, P … có khả ơxy hóa cao cộng với nhiệt độ dầu lớn làm tăng khả ăn mòn 5.2.1.2 Dấu hiệu nhận biết việc hỏng mịn Khi máy bơm bơm bị hỏng mịn dấu hiệu mà ta nhận biết là: Kích thước chi tiết máy bơm giảm so với kích thước u cấu Máy có dơ lỏng, phát sinh tiếng ồn lớn, máy cho xuất không cao 5.2.2 Hỏng va đập thủy lực Đây dạng hỏng hay gặp máy bơm mà dòng chất lỏng pha (pha rắn, pha lỏng, pha khí) 5.2.2.1 Nguyên nhân hỏng va đập thủy lực Nguyên nhân gây sư hỏng tượng xâm thực: Do chất lỏng bơm chưa tách hết pha khí chiều cao đặt bơm khơng hợp lý, bơm hoạt động áp suất lối vào bánh công tác thấp làm cho nhiệt độ sôi chát lỏng bơm giảm chúng sơi nhiệt độ thường chất lỏng bơm tạo bọt khí gây tượng xâm thực Hiện tượng xâm thực xảy vì: - Vận tốc cục chất lỏng tăng rãnh guồng - Cửa vào hẹp có chiều dày cánh dẫn - Trở lực gây bề mặt làm việc bánh công tác không nhẵn - Áp suất vận tốc bánh cơng tác phân bố khơng lực ly tâm - Sự thay đổi hướng chuyển động chất lỏng cửa vào cửa bánh công tác SV: Vũ Đình Tĩnh - 61 - Lớp: Thiết bị Dầu Khí – K49 Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất Đồ án tốt nghiệp - Chiều cao hút lớn - Nhiệt độ chất lỏng cao - Trong chất lịng có chứa khí 5.2.2.2 Dấu hiệu nhân biết Là cánh dẫn bánh công tác xuất vết rỗ, tượng rỗ xảy không đều, có cánh bị rỗ nhiều, có cánh bị rỗ rỗ xảy cánh dẫn bánh cơng tác khác Kích thước lỗ rỗ có đường kính từ 0,2 ÷ 1mm, mép ngồi cánh dẫn xuất nhiều vết rỗ 5.2.3 Hỏng va đập khí Dạng hỏng làm cho bánh cơng tác bơm ly tâm biến dạng đĩa trước đĩa sau, gây vỡ sứt mẻ 5.2.3.1 Nguyên nhân Là lực chiều trục không bị triệt tiêu hoàn toàn ổ đỡ chặn bị mòn, gây dao động trục nên máy bơm làm việc tác động tải trọng không làm cho bánh công tác va đập vào phận dẫn hướng bị biến dạng 5.2.3.2 Dấu hiệu nhận biết Khi bị va đập thi dấu hiệu ta nhận biết dược biến dạng bánh công tác phận dẫn hướng, ổ bi đỡ chặn bị mịn, máy có dao động 5.2.4 Hỏng khuyết tật chế tạo Là dạng hỏng có trước máy bơm vào q trình vận hành nên ta không di nghiên cứu kỹ 5.2.4.1 Nguyên nhân Dạng họng có nguyên nhân sai xót cùa người chế tạo,trong q trình đúc, vật đúc bị làm nguội nhanh tạo nên co ngót kim loại vật đúc q trình nhiệt luyện, khơng thực quy trình cơng nghệ gây tượng rạn nứt bánh công tác Do q trình đúc bị lọt khí vào chi tiết đúc mẫu vật đúc ướt, rót kim loại nóng chảy vào làm bốc nước mẫu vật đúc gây nên vết rỗ 5.2.4.2 Dấu hiệu nhận biết Trên bánh công tác có vết nứt, rỗ bề mặt SV: Vũ Đình Tĩnh - 62 - Lớp: Thiết bị Dầu Khí – K49 Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất Đồ án tốt nghiệp 5.3 Một số biện pháp hạn chế hư hỏng sở lý thuyết 5.3.1 Biện pháp lắp đặt, vận hành máy bơm 5.3.1.1 Biện pháp lắp đặt bơm (Hình 5.2) Khi đưa bơm vào hoạt động, bơm làm việc với hiệu suất cao đồng thời hạn chế hỏng hóc xảy việc tuân thủ quy trình lắp đặt việc quan trọng Khi tiến hành lắp đặt bơm ta cần ý điểm sau: - Sau lắp đặt hoàn thiện bơm, ta tiến hành lắp đồ gá để kẹp chặt giá máy với móng Chú ý phải đảm bảo cho máy cân, trục bơm phải song song với phương ngang, bulông kẹp chặt phải đảm bảo không tự tháo trình bơm làm việc - Nếu bơm nối trực tiếp với động phải đảm bảo đồng tâm trục bơm trục động Nếu không đảm bảo đồng tâm này, bơm hỏng nhanh - Chiều cao đặt bơm phải hợp lý, biện pháp nâng cao hiệu làm việc bơm, đồng thời có biện pháp nhằm hạn chế khả xảy xâm thực trình bơm làm việc Sau ta tính cụ thể chiều cao lắp đặt bơm Khả làm việc bơm ly tâm khơng phụ thuộc vào q trình đẩy mà cịn phụ thuộc vào q trình hút Trong q trình hút chất lỏng, bánh cơng tác phải tạo độ chênh áp suất định miệng hút bơm mặt chất thoáng bể hút Độ chênh áp gọi cột áp hút bơm SV: Vũ Đình Tĩnh - 63 - Lớp: Thiết bị Dầu Khí – K49 Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất Đồ án tốt nghiệp Hình 5.2 : Sơ đồ tính chiều cao lắp đặt bơm H h = p−p (5.1) y + P1: Ap suất chất lỏng mặt thoáng bể hút + P2: áp suất chất lỏng lối vào bơm Phương trình Becnuli viết cho hai mặt cắt 1_1 vả 2_2: v 2g p + y +Z1 =v 2 y + p y + Z + ∑ hh (5.2) + ∑ h h : Tổn thất cột áp hút Ta thấy Từ (5.2) v1 = 0, => z - z1 = z h H h = p−p y 2 = Z + v + ∑h 2g 2 h (5.3) Ta nhận thấy cột áp hút bơm dùng để khắc phục chiều cao hút (z h), tổn thất ống hút ( ∑ h ) tạo động cần thiết miệng vào bơm ( y h y 2 ) Ta suy cột áp hút bơm phụ thuộc vào trị số áp suất mặt thoáng bể hút, mà áp suất lại có giới hạn định SV: Vũ Đình Tĩnh - 64 - Lớp: Thiết bị Dầu Khí – K49 Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất Đồ án tốt nghiệp - Nếu p1= pa ( pa: áp suất khí Pa = at) cột áp hút cột áp chân không lối vào bơm H h = H ck = p −p a (5.4) y Lúc khả hút tối đa bơm ứng với p2 = là: H hmax = H ck max = p a y = 10m H 2O Điều kiện để bơm làm việc đựơc là: H hmax = (Z h +V y 2 + ∑ h h) < H ckmax (5.5) Thực tế cột áp hút lớn bơm (khi p1= pa) không đạt đến 10 mét cột nước tổn thất ống hút Cột áp hút bơm nhỏ, hay nói cách khác áp suất cửa hút bơm bé mà phải thỏa mãn: Ph ≥ pbh + Δp + ph : Ap suất cửa hút, ph = p; + pbh: áp suất bão hịa chất lỏng bơm Vì ph < pbh + Δp gây nên tượng xâm thực Cho nên để tránh tượng xâm thực, loại bơm sản xuất ra, tài liệu kỹ thuật thường ghi cột áp chân không cho phép [Hck] Chú ý: [Hck] sổ tay kỹ thuật thuyết minh máy thường cho điều kiện pa =1 at, to = 20o C Nếu khơng điều kiện phải hiệu chỉnh [Hck] theo công thức sau: P H ck o o = H ck − 10 + P a + 0.24 − ph ÷ t , p trabang y ÷ y (5.6) Từ (5.6) ta có chiều cao hút cho phép bơm z ≤ H − v − ∑ h 2g (5.7) h ck h Trong trường hợp [Hck] khơng cho sẵn chiều cao hút cho phép [ Z h] xác định theo công thức mà phải xác định theo điều kiện không xảy xâm thực Điều kiện không xảy xâm thực Pn ≥ pbh +Δp (5.8) SV: Vũ Đình Tĩnh - 65 - Lớp: Thiết bị Dầu Khí – K49 Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất Đồ án tốt nghiệp ∆p + y = ∆h : Cột áp dự trữ chống xâm thực Từ (5.3) ta có P −p a 2 => h y p = Z + v + ∑h 2g y = p y h a − (Z + v + ∑ h ) 2g h h Thay vào (5.8) ta có: p y p − (Z + v + ∑ h ) ≥ 2g y a bh h h + ∆h (5.9) => Chiều cao hút cho phép bơm là: p v P Z h ≤ y − ( ybh + g2 + ∑ h h + ∆h) (5.10) Cột áp dự trữ chống xâm thực Δh xác định thực nghiệm, phụ thuộc vào số vịng quay lưu lượng Theo cơng thức Rudơhep ∆h ≥ 10( Q 43 ) C n (5.11) + n: Số vòng quany phút bơm + Q: Lưu lượng bơm m3/s + C: Hệ số phụ thuộc vào đặc điểm kết cấu bơm, thay đổi khoảng C= 800 ÷ 1000 Trị số C lớn điều kiện chống xâm thực bơm tốt Cách đặt ống hút ống đẩy: - Cố gắng đặt ống hút ống đẩy cho chiều dài chúng ngắn khúc khuỷu tốt để hạn chế tổn thất lượng - Các chỗ ghép nối ống hút ống đẩy phải kín, đặc biệt ống hút Nếu ống hút bị hở bơm làm việc khơng khí lọt vào bơm làm khả hút dễ gây tượng xâm thực - Đường kính ống hút ống đẩy phải chọn hợp lý để vận tốc chất lỏng chảy ống không lớn Đường kính ống hút ống đẩy không chọn nhỏ miệng hút miệng đẩy bơm Tùy trường hợp cụ thể mà chọn lớn hay nhỏ SV: Vũ Đình Tĩnh - 66 - Lớp: Thiết bị Dầu Khí – K49 Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất Đồ án tốt nghiệp - Miệng ống hút phỉa đặt mức nước bể hút khoảng 0.5 ÷ mét để tránh tượng khơng khí lọt vào ống hút bơm làm việc Nếu điều kiện khơng có đủ chiều sâu để đặt lắp thêm đầu miệng hút chắn hình trịn ( hình 5.2) có đường kính lớn gấp ÷ lần đường kính ống hút Làm có tác dụng bơm hoạt động tạo dòng xốy bề mặt chất lỏng tránh khơng cho khí theo dịng xốy vào cửa hút máy bơm -Khi đặt ống hút nằm ngang bề mặt đất cần đặt cho không để tạo bóng khí ống 5.3.1.2 Biện pháp quy trình vận hành Trong trình vận hành ta cần ý đến nội điểm sau: - Trước khởi động máy cần quay thử rôto bơm Rôto phải quay nhẹ nhàng, khơng có cọ sát Kiểm lại mức dầu bơi trơn Phải đảm bảo chắn van hút dầu mở, van đẩy đóng, đường làm mát lưu thơng - Kiểm tra chất lỏng bể chứa, lượng chất lỏng phải đảm bảo đủ cung cấp cho bơm hoạt động - Khi động làm việc ổn định, mở van đường đẩy từ từ đến đạt cột áp yêu cầu, lưu lượng yêu cầu, lúc hiệu suất cao Khi cần ý theo dõi trị số dịng điện để khơng gây q tải cho động - Khi bơm họat động, có dấu hiệu khơng bình thường như: áp lực bơm dao động lớn, động tải, có tiếng ồn, có tiếng va đập khác thường phải dừng máy kiểm tra khắc phục - Sau bơm hoạt động ÷ 10 phút phải kiểm tra nhiệt độ ổ bi, cuả bơm động cơ, kiểm tra độ dao động tiếng ồn thiết bị lượng nước từ làm kín Cứ sau lại kiểm tra lần Chú ý: Không cho phép máy bơm làm việc bơm không mồi đầy chất lỏng, làm việc van xả đóng phút, lưu lượng thấp 10% so với lưu lượng tối ưu áp suất ống hút nhỏ áp suất khảo sát, thiết kế SV: Vũ Đình Tĩnh - 67 - Lớp: Thiết bị Dầu Khí – K49 Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất Đồ án tốt nghiệp 5.3.2 Biện pháp quy trình lắp ráp, kiểm tra bảo dưỡng Thực quy trình lắp ráp, kiểm tra bảo dưỡng bơm biện pháp tốt để hạn chế hỏng máy bơm Ta cần ý số điểm sau 5.3.2.1 Kiểm tra Dùng dụng cụ đo thích hợp dụng cụ đo có độ xác cao tốt, ví dụ để đo đường kính ngồi nên dùng Panme đo, để đo đường kính nên dùng đồng hồ đo Trước lắp bánh công tác ta phải kiểm tra kỹ cân nó, thường bánh cơng tác bơn ly tâm bị cân tĩnh (khối lượng không cân chi tiết tập trung điểm, chi tiết quay tạo lực ly tâm) cân động (Khối lượng khồng cân chi tiết phía đối diện gây lực ly tâm nằm mặt phẳng khơng phương) Có nhiều phương pháp cân tĩnh cân động ta xét loại phương pháp đơn giản Bảng 5.1: So sánh hợp kim làm bánh công tác nước Nơi áp dụng Mác hợp kim Việt Nam Ичx28 Liên Xô Ичx28 CHLB Đức 35XHBфл S 3276 SDH 32 – 17 – 0.37 – 0.8 – 25 –
