Đề tài Nghiên cứu bơm Sulzer MSD-D-4-8-10 ½ sử dụng trong công tác vận chuyển dầu từ giàn MSP8 đến tàu chứa.Tính toán lựa chọn bơm

máy bơm vận chuyển dầu Sulzer MSD-D-4-8-10 ½ đang được sử dụng rất rộng rãi trong công tác vận chuyển dầu trên công trình biển tại XNLD “Vietsopetro”. Đề tài của em là:“Nghiên cứu bơm Sulzer MSD-D-4-8-10 ½ sử dụng trong công tác vận chuyển dầu từ giàn MSP8 đến tàu chứa.Tính toán lựa chọn bơm” Nội dung đề tài gồm 4 chương Chương 1: Tổng quan về việc sử dụng bơm vận chuyển dầu ở Vietsopetro. Chương 2: Cấu tạo,nguyên lý làm việc của bơm Sulzer MSD-D-4-8-10 1/2 Chương 3: Quy trình vận hành,bảo dưỡng,những hỏng hóc thường gặp và sửa chữa . Chương 4: Tính toán lựa chọn bơm Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn:TS. NGUYỄN VĂN GIÁP bộ môn Máy và Thiết bị mỏ cùng các thầy cô trong bộ môn Thiết bị dầu khí và Công trình,các bạn trong lớp đã giúp em hoàn thành bản đồ án tốt nghiệp này. Mặc dù đã rất cố gắng nhưng do kiến thức thực tế, kiến thức bản thân, thời gian thực tập và nguồn tài liệu còn hạn chế nên đồ án không thể tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong được sự đóng góp ý kiến của thầy cô và các bạn bè để xây dựng bản đồ án hoàn thiện hơn. Hà Nội,tháng 05 năm 2011 Sinh viên Trương Tiến Hanh CHƯƠNG 1 TỐNG QUAN VỀ VIỆC SỬ DỤNG BƠM VẬN CHUYỂN DẦU Ở VIETSOPETRO 1.1.Sơ đồ công nghệ hệ thống thu gom và vận chuyển dầu (hình 1.1) 1.1.1.Mục đích và nhiệm vụ Dầu thô khai thác là hỗn hợp của nhiều chất: dầu, khí, nước, Parafin và tạp chất.Để lấy dầu thương phẩm và vận chuyển được ta phải xây dựng hệ thống thiết bị để thu gom xử lý.Nhiệm vụ của hệ thống thu gom và xử lý là: +Tách dầu ra khỏi khí và nước. +Dùng hoá phẩm để gia nhiệt hoặc hạ nhiệt độ đông đặc của dầu. +Phân phối dòng sản phẩm nhờ cụm Manhephon đến các thiết bị đo, kiểm tra, xử lý theo sơ đồ công nghệ. 1.1.2.Sơ đồ hệ thống thu gom vận chuyển dầu khí Hình 1.2: Sơ đồ thu gom vận chuyển dầu khí Dầu được khai thác lên từ cụm các giếng khai thác dầu khí,qua cụm phân dòng dầu được đưa vào bình tách cao áp hay còn gọi là bình 25m3 tách sơ bộ rồi hỗn hợp dầu khí được chuyển qua bình tách thấp áp C2 hay còn gọi là bình 100m3 ,bình 100m3 lmà nhiệm vụ nhận dầu và một lượng khí nhỏ từ bình C1,C3,C4 và từ đường xả tại BM1,2 sau đó tách dầu và khí cấp II trong hệ thống công nghệ khai thác dầu khí.Lượng dầu khí sau khi được tách thấp áp ở bình 100m3 sẽ được các máy bơm vận chuyển dầu trong đó có máy bơm Sulzer bơm vận chuyển ra tàu chứa hoặc sang giàn khác,và cũng có trường hợp máy bơm vận chuyển dầu sẽ bơm dầu ngược trở lại bình tách C2 để đảm bảo mức dầu và áp suất trong bình tách C2 được ổn định.Ngoài đường dầu đi ra từ giếng khai thác cũng qua bình tách cao áp rồi sau đó một phần được dẫn ra Fakel đốt còn một phần thì được dẫn qua hệ thống đường ống dẫn đi sang giàn khác hoặc tàu chứa.Ngoài ra trên sơ đồ công nghệ trên hình 1.1 còn nhưng đường khác như: đường khí gas, đường khí gaslift, đường hỗn hợp dầu khí, đường condensat, đường nước ép vỉa, đường xả van an toàn, đường dập giếng, đường hóa phẩm, đường nước cứu hỏa,đường nước làm mát, đường bao blốc.Còn có các hệ thống van an,hệ thống bơm vận chuyển dầu,hệ thống các bình tách,chứa..... 1.2.Các loại bơm được sử dụng Công tác vận chuyển dầu tại XNLDDK (Vietsovpetro) chủ yếu dùng máy bơm ly tâm.Tùy theo sản lượng khai thác và vị trí công nghệ của từng giàn trong hệ thống khai thác của toàn mỏ, mà sử dụng chủng loại và số lượng bơm ly tâm khác nhau. Hiện nay trên các giàn tại XNLDDK (Vietsovpetro ) đang được sử dụng các chủng loại bơm như sau: 1.2.1. Máy bơm ly tâm НПС 65 ÷35-500 Là tổ hợp bơm dầu ly tâm kiểu nằm ngang, nhiều tầng, trục bơm được làm kín bằng dây salnhic mềm hoặc bộ làm kín kiểu mặt đầu. Bơm НПС 65÷35 - 500 được sử dụng để bơm dầu thô, các loại khí hyđrocacbon hóa lỏng, các sản phẩm dầu khí ở nhiệt độ từ -800 C đến 2000 C và các loại chất lỏng khác có tính chất lý hóa tương tự. Các chất lỏng này không được chứa các tạp chất cơ học có kích thước lớn hơn 0,2 mm và hàm lượng không vượt quá 0,2% khối lượng.Tổ hợp bơm được trang bị động cơ điện loại BAO 22-280M- 2T2,5 với công suất N= 160 KW , U=380V, tần số 50Hz và các thiết bị bảo vệ, làm mát, làm kín khác theo đúng yêu cầu, qui phạm lắp đặt vận hành chúng. Một số thông số và đặc tính kỹ thuật như sau: + Lưu lượng định mức ( m3/h ): (65÷ 35). + Cột áp ( mét cột chất lỏng ): 500 + Tần số quay ( vg/phút ) :2950 + Cột áp hút chân không ( mét cột chất lỏng ) : 4,2 + Áp suất đầu vào không lớn hơn MПa ( kG/cm2 ): - Với kiểu làm kín mặt đầu: 2,5 (25). - Làm kín bằng salnhíc dây quấn: • Kiểu CГ: 1,0 (10). • Kiểu CO: 0,5 (5) + Công suất thủy lực yêu cầu của bơm ( kW ): 132. + Trọng lượng của bơm ( kg ): 1220. + Công suất của động cơ điện ( kW ): 160. + Điện áp ( V ): 380. + Tần số dòng điện ( Hz ): 50. + Hiệu suất làm việc hữu ích: 59%. 1.2.2. Bơm ly tâm НПС 40-400: Là tổ hợp bơm cùng chủng loại kết cấu như bơm НПС 65/35-500, chỉ khác đường kính ngoài của các bánh công tác của nó nhỏ hơn, Q, H cũng nhỏ hơn. 1.2.3. Máy bơm ly tâm SULZER - ký hiệu MSD 4 x 8x10 1/2: Là loại bơm ly tâm có 5 cấp, nằm ngang trong đó bánh công tác thứ nhất là loại có 2 cửa hút,4 bánh công tác còn lại là loại có 1 cửa hút được lắp làm 2 cặp đối xứng,có cửa hút ngược chiều nhau. Thân máy có cấu tạo gồm 2 nửa tháo được theo bề mặt phẳng ngang và được định vị với nhau bởi các chốt côn. Thân máy có 5 khoang chứa các bánh công tác và giữ vai trò của các bánh hướng dòng. Phía dưới có ống giảm áp nối từ khoang chứa đệm làm kín phía áp suất cao về khoang cửa hút cấp 1 của bơm. Trục bơm được làm kín bằng đệm làm kín mặt đầu dạng kép. Có nhiệt độ làm việc với loại chất lỏng có nhiệt độ nhỏ hơn 160o C. Đệm được làm mát bằng dầu thủy lực Tellus 46 qua hệ thống tuần hoàn kín. Các thông số đặc tính kỹ thuật cơ bản của tổ hợp bơm như sau: + Lưu lượng bơm ( m3/h ): 130. + Cột áp định mức ( m cột chất lỏng ): 400. + Hiệu suất hữu ích: 74%. + Công suất thủy lực của bơm ( kW ): 147. + Cột áp dự trữ xâm thực ( m cột chất lỏng ): 2,1 + Công suất động cơ điện ( kW ): 185. + Số vòng quay ( vg/ph ): 2969. + Điện áp ( V ): 380. + Tần số ( Hz ): 50. + Chiều dài khớp nối ( mm ): 180. + Trọng lượng của tổ hợp ( kg ): 3940. 1.2.4. Máy bơm ly tâm НК -200/120: Là loại máy bơm ly tâm dùng để bơm dầu, khí hóa lỏng, dung dịch hữu cơ và các chất lỏng khác có tỷ trọng không quá 1050 kg/m3, độ nhớt động đến 6.10- 4 m2/s. Các chất lỏng công này không được chứa các tạp chất cơ học có kích thước lớn hơn 0,2mm và hàm lượng không lớn hơn 0,2%, nhiệt độ làm việc trong khoảng -800 C đến 4000 C. Tổ hợp gồm động cơ điện và bơm được lắp trên cùng một khung dầm và được liên kết với nhau bằng khớp nối răng.Bơm này thuộc chủng loại bơm ly tâm 1 tầng, dạng công xôn, có thân bơm,vấu tựa, ống hút và ống nối có áp (cửa ra ) được đặt trên cùng một giá đỡ.Việc làm kín trục thực hiện bằng đệm làm kín Salnhic dây quấn СГ hoặc СО và bộ làm kín kiểu mặt đầu БО. Các thông số đặc tính kỹ thuật như sau: + Lưu lượng bơm ( m3/h ): 200 + Cột áp định mức ( m cột chất lỏng ): 120 + Hiệu suất hữu ích ( % ): 67 + Cột áp dự trữ xâm thực ( m cột chất lỏng ): 4,8 + Công suất động cơ điện ( kW ): 100 + Số vòng quay (vg/ph ): 2950 + Điện áp ( V ): 380 + Tần số dòng điện ( Hz ): 50. 1.2.5. Máy bơm ly tâm ЦНС 105/294: Là tổ hợp bơm ly tâm kiểu nằm ngang, nhiều tầng công tác. Nó được dùng vận chuyển dầu bão hòa khí, dầu thương phẩm lẫn nước có nhiệt độ từ 10 C – 450 C hoặc dùng để bơm nước trong các hệ thống công nghệ. Các chất lỏng bơm dùng cho bơm ЦНС 105/294 cần đảm bảo các yêu cầu sau: Tỷ trọng không lớn quá 1060 kg/m3, độ nhớt động không lớn quá 2,5.10-4 m2/s, tạp chất cơ học có kích thước không lớn quá 0,2 mm và hàm lượng không lớn quá 0,2% trọng lượng. Tổ hợp bao gồm động cơ điện và bơm được liên kết với nhau thông qua khớp nối mặt bích có phần moay ơ gắn theo ở hai đầu trục, hai bích được nối với nhau bằng các bu lông có lót ống đệm cao su giảm chấn. Đây là loại bơm có từ 2 đến 10 cấp bánh công tác, có cửa vào cùng chiều, do đó để cân bằng lực dọc trục tác dụng lên bánh công tác bơm được bố trí ổ đỡ thủy lực ở đầu trục phía đầu cao áp với đường kính phù hợp với số cấp bánh công tác của bơm. Các thông số đặc tính kỹ thuật của bơm như sau: + Lưu lượng bơm ( m3/h ): 105 + Cột áp định mức ( m cột chất lỏng ): 294 + Hiệu suất hữu ích ( % ): 68 + Công suất động cơ điện ( kW ): 160 + Số vòng quay (vg/ph ): 2950 + Điện áp ( V ): 380 + Tần số dòng điện ( Hz ): 50. Ngoài các loại bơm thông dụng đã nêu trên, trên một số giàn tùy thuộc vào vị trí công nghệ của giàn nằm trong hệ thống mạng bơm, được lắp thêm một số chủng loại bơm ly tâm khác nhằm tăng cường cho công tác vận chuyển trong những trường hợp cần thiết. Như loại bơm R360/150GM-3, R250/38M-1,hoặc đôi khi trong những trường hợp cần thiết các loại bơm thể tích như 9МГр, ЩА-320, ЩА-400, УЦН-700, cũng có thể tham gia vào công tác vận chuyển dầu trên các công trình biển. Việc bố trí, lắp đặt các trạm bơm trên các dàn cố định hoặc các dàn nhẹ được thiết kế, tính toán phù hợp với sản lượng khai thác dầu và vai trò công nghệ của giàn trong hệ thống công nghệ chung của khu mỏ Bạch Hổ và mỏ Rồng.  Các chủng loại và số lượng bơm được lắp đặt trên các giàn như sau: Giàn МСП-1: + Máy bơm НПС 65/35-500 - Số lượng: 2 + Máy bơm HK 200/120 - Số lượng: 2 + Máy bơm SULZER MSD 4x 8x 10,5 -Số lượng: 2 Giàn ЦТК- 2: + Máy bơm SULZER MSD 4x8x10,5 -Số lượng: 8 + Máy bơm R360/150CM-3 -Số luợng: 5 + Máy bơm R250/38CM-1 - Số lượng: 2 Giàn МСП- 3: + Máy bơm НПС 65/35-500 - Số lượng: 1 + Máy bơm НПС 40-400 - Số lượng: 2 Giàn MСП 4: + Máy bơm НПС 65/35-500 - Số lượng: 4 Giàn 5: + Máy bơm НПС 65/35-500 - Số lượng: 3 Giàn МСП 6: + Máy bơm НПС 65/35-500 - Số lượng: 2 + Máy НПС 40-400 - Số lượng: 2 Giàn 7: + Máy bơm НПС 65/35-500 - Số lượng: 3 Giàn 8: + Máy bơm НПС 65/35-500 - Số lượng: 2 + Máy bơm SULZER MSD 4x8x10,5 -Số lượng: 2 + Máy bơm HK- 200/120 - Số lượng: 2 Giàn 9: + Máy bơm НПС 65/35-500 - Số lượng: 2 + Máy bơm SULZER MSD 4x8x10,5 - Số lượng: 2 Giàn 10: + Máy bơm НПС- 65/35-500 - Số lượng: 3 + Máy bơm НПС- 40/400 - Số lượng: 1 Giàn 11: + Máy bơm НПС- 65/35-500 - Số lượng: 4 Giàn РП-1: + Máy bơm НПС 65/35-500 - Số lượng: 4 Giàn РП-2: + Máy bơm НПС 65/35-500 - Số lượng: 4 Giàn РП -3: + Máy bơm НПС 65/35-500 - Số lượng: 5 Giàn ЦТК-3: + Máy bơm SULZER MSD 4x6x10,5 C/7stage - Số lượng: 5 + Máy bơm SULZER type 4x6 17B(100-431) Cap-8/1 stage - Số lượng: 5 Số lượng bơm từng chủng loại là: + Máy bơm НПС 65/35-500 và НПС 40-400 - Số lượng: 41 cái + Máy bơm Sulzer - Số lượng: 24 cái + Máy bơm HK - Số lượng: 4 cái + Máy bơm R360/150CM - Số lượng: 7 cái Tổng số: 76 cái 1.3. Những kết quả thu được và những tồn tại khi xử dụng bơm ở XN Theo thống kê trên, số lượng máy bơm НПС 65/35-500 và НПС 40-400 chiếm một tỷ lệ khá lớn trong công tác vận chuyển dầu 41/76 bơm. Và trong thực tế vẫn dùng bơm НПС và bơm Sulzer để vận chuyển dầu là chủ yếu. Đây là 2 loại bơm ly tâm có nhiều ưu điểm. Kết cấu bền vững, độ tin cậy cao, lưu lượng, cột áp và hiệu suất hữu ích lớn. Công tác vận hành, bảo dưỡng và sửa chữa không phức tạp, giải điều chỉnh rộng. Chủng loại bơm này do cách bố trí các bánh công tác thành 2 nhóm có cửa vào của mỗi nhóm ngược chiều nhau. Do đó làm giảm đáng kể lực dọc trục tác dụng lên bánh công tác, tải trọng lên các ổ đỡ giảm, do đó tuổi thọ của chúng tăng lên rất nhiều. Tuy nhiên do bơm làm việc ở chế độ vận tốc góc tương đối lớn ( khoảng 3000 vg/ph ) nên việc lắp đặt, điều chỉnh đòi hỏi độ chính xác cao. Ngoài ra do lưu lượng tương đối lớn nên việc đưa máy vào chế độ làm việc đòi hỏi phải nắm vững và tuân thủ đúng yêu cầu kỹ thuật vận hành để tránh quá tải cho động cơ điện. Công việc vận chuyển dầu đòi hỏi phải đưa một lượng lớn sản phẩm khai thác dầu khí từ các dàn cố định và dàn nhẹ đến các điểm tiếp nhận là các tầu chứa trong thời gian nhanh nhất, đồng thời phải đảm bảo sự an toàn cho các tuyến đường ống vận chuyển. Ngoài ra, chỉ tiêu kinh tế trong việc sử dụng năng lượng điện cho các máy bơm cũng được đặt ra. Do đó việc bố trí, phối hợp các chủng loại bơm trên cùng một trạm, hoặc việc phối hợp giữa các trạm bơm với nhau sao cho có thể giảm được tải trọng trên các tuyến ống vận chuyển dầu và tăng được lưu lượng thông qua chúng. Trong việc bố trí, phối hợp giữa các bơm ly tâm trên cùng một trạm bơm ta có thể lắp đặt chúng theo nhiều cách. Theo cách đặt các bơm theo kiểu song song với mục đích làm tăng lưu lượng của trạm. Theo cách này, mặc dù đường ra của bơm ly tâm đều có van một chiều nhưng vẫn phải đòi hỏi các bơm trong hệ thống phải có thông số đặc tính kỹ thuật không khác xa nhau nhiều lắm, để khi cùng đồng thời vận hành chúng không triệt tiêu lẫn nhau. Theo cách đặt bơm mắc nối tiếp với mục đích làm tăng áp suất trên đường vận chuyển để có thể đưa chất lỏng đến điểm tiếp nhận rất xa. Tuy nhiên cách này đòi hỏi các tổ hợp bơm được mắc nối tiếp phải có lưu lượng như nhau và việc làm kín trục cho các cấp bơm ở phần cuối của hệ thống rất phức tạp do áp suất đầu vào của chúng tăng lên đáng kể. Ngoài ra cũng có thể phối hợp cả hai kiểu kết hợp trên cùng một trạm. Trong thực tế trên các giàn cố định, các trạm bơm dầu được xây dựng theo kiểu mắc song song do các chủng loại bơm ly tâm đã được lựa chọn đảm bảo đủ lưu lượng để có thể vận chuyển được dầu thô đến vị trí tiếp nhận. Tùy theo vị trí công nghệ và sản lượng khai thác của mỗi giàn mà sử dụng số lượng bơm trên mỗi giàn là 3,4 hoặc hàng chục như ЦТК -2 ( 15 bơm ). Từ việc xem xét những đặc điểm trong công tác vận chuyển dầu của XNLDDK ( Vietsovpetro) chúng ta có thể đề ra những yêu cầu cơ bản cho việc tính toán thiết kế trạm bơm dầu trên dàn cố định để thông qua đó có thể chọn lựa các chủng loại bơm ly tâm phù hợp với yêu cầu công nghệ của mỗi giàn trong hệ thống chung của toàn mỏ. Bơm ly tâm chiếm một vị trí rất quan trọng trong hệ thống công nghệ khai thác dầu khí của XNLDDK ( Vietsovpetro ). Cụ thể bơm vận chuyển dầu НПС chiếm một tỷ trọng lớn. Vì vậy việc nghiên cứu, thiết kế, tính toán, lựa chọn và đưa ra các giải pháp kỹ thuật nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng loại bơm này là công việc hết sức cần thiết. CHƯƠNG 2 CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA BƠM SULZER MSD-D-4-8-10 ½ 2.1.Cấu tạo bơm. 2.1.1. Sơ đồ tổng thể của bơm Sơ đồ tổng thể của bơm bao gồm các bộ phận được thể hiện trên hình 2.1 sau: Hình 2.1: Sơ đồ tổng thể của máy bơm 1: Động cơ 6: Ổ đỡ phái trái 2: Khớp nối 7: Thanh tản nhiệt 3: Ổ đỡ phía động cơ 8: Đế 4: Hệ thống cấp dầu làm mát ổ đỡ 9: Van kiểm tra 5: Bơm 10: Ống cấp khí Nitơ 11: Đồng hồ đo áp suất khí Nitơ 2.1.2. Các thông số kỹ thuật của bơm * Phần bơm. 1. Ký hiệu bơm MSD-D-4-8-10 ½ 2. Nhà sản suất SULZER 3. Loại bơm ly tâm trục ngang 4. Số lượng bánh công tác là 5 5. Lưu lượng tối ưu: 130m3/h 6. Cột áp tối ưu: 400m 7. Công suất bơm: 147kW 8. Hiệu suất bơm: 47% * Phần động cơ 1. Công suất động cơ: 185 kW 2. Tốc độ bơm: 2969 vòng/ phút 3. Khớp nối: - Khớp nối dạng đĩa - Khoảng cách giữa hai đầu trục: 180 mm 4. Đệm làm kín - Đệm làm kín mặt đầu dạng kép 5. Trọng lượng - Trọng lượng bơm: 2000 kg - Động cơ: 920 kg - Đế giá lắp: 1000 kg - Khớp nối: 20 kg Tổng cộng trọng lượng: 3940 kg 2.1.3.Cấu tạo thân máy Thân máy được lắp ghép từ hai nửa tháo được theo mặt phẳng ngang và được định vị với nhau bởi các chốt hình côn và kẹp chặt bởi các vít cấy (đai ốc dạng chụp) Bề mặt lắp ghép của thân bơm được mài rà để chống hiện tượng rò rỉ khi bơm làm việc do áp suất cao trong khi làm việc của bơm. Thân máy có vách ngăn chia làm các khoang và có các rãnh dẫn tạo thành các khoang hướng dòng chảy của chất lỏng vào và ra khỏi bánh công tác. Phía dưới than bơm có lắp một ống giảm tải để xả áp suất từ khoang chứa đệm làm kín đầu áp suất cao đến khoang vào của máy bơm. Hình 2.2: Sơ đồ thân máy bơm 2.1.4. Phần roto Chiều quay của roto là chiều ngược chiều kim đồng hồ (nhìn từ phía động cơ).Roto gồm năm bánh răng công tác. Bánh công tác thứ nhất có hai cửa vào. Còn bốn bánh công tác tiếp theo được chia thành hai nhóm đối xứng nhau. Do sự cấu tạo của roto cho phép bơm khi làm việc khử được lực dọc trục. Hình 2.3. Sơ đồ mặt cắt dọc máy bơm sulzer 1. Trục bơm 8. Bạc kín giữa 2. Bi đỡ 9. Rãnh then 3. Đệm làm kín 10. Bánh công tác cấp 3 4. Bạc kín 11. Bánh công tác cấp 2 5. Chốt chống xoay 12. Ống giảm tải 6. Bánh công tác 13. Bánh công tác cấp 1 7. Bánh công tác cấp 5 14. Đĩa làm lệch trong 15.Vòng bi đỡ chặn 2.1.5.Gối đỡ Roto của bơm được đỡ trên hai ổ đỡ nằm ở hai phía của đầu trục. + Ổ đỡ phía động cơ: 01 ổ bi đỡ (6213) + Ổ đỡ phía đầu tự do: Gồm 02 ổ đỡ chặn 7211 (tương đương của Liên Xô cũ 46411). Các ổ bi được bôi trơn bằng dầu Tellas 46 và phương pháp quăng dầu giống bơm HIIC, các vòng quăng dầu được bố trí về một phía của các ổ bi. Ổ đỡ được làm mát bằng cách trao đổi nhiệt qua các cánh tản nhiệt với môi trường bên ngoài. Phía động cơ thì nhờ gió từ phía động cơ thổi tới còn phía đầu tự do thì có lắp thêm quạt gió. Nhiệt độ dầu bôi trơn không vượt quá 70oC Hình 2.4: Ổ đỡ phía đầu động cơ Hình 2.5: Ổ đỡ phía đầu tự do 2.1.6.Khớp nối Khớp nối là bộ phận lắp trung gian giữa trục của động cơ và trục của bơm. Khớp nối có nhiều loại khác nhau như: Dạng bánh răng, loại khớp nối mềm… tuy nhiên người ta hay sử dụng loại khớp nối mềm vì loại này có hiệu quả cao hơn các loại khác. Khớp nối có chức năng chuyền momen xoắn giữa các trục quay của động cơ và trục bơm, dung hoà sự chuyển dịch tất yếu của hai trục quay. Các chuyển dịch này bao gồm: Sai lệch góc, sai lệch ngang hay kết hợp cả hai. Ngoài ra các dịch chuyển dọc của cả hai trục có thể được khớp nối hấp thụ. Một số khớp nối mềm: Loại Xêri “M”. Khớp nối Metastream Xêri “M” vốn được thiết kế cho lĩnh vực dầu khí. Đây là loại khớp nối mềm không cần bôi trơn, hoàn toàn tin cậy được, không bị ảnh hưởng của sự mài mòn hay chuyển động tương đối của các bộ phận. Hình 2.6: Khớp nối Bộ phận “mềm” trong khớp nối dạng này gồm một hoặc nhiều màng thép không gỉ. Màng được thiết kế ở dạng nan hoa, sự biến dạng của nan hoa làm cho khớp nối có tính mềm dẻo và nhờ đó có thể trung hoà được những sai lệch lắp ráp. Xêri “M” có trong khoảng công suất danh định từ 1.6kW/1000 vòng/ phút đến 6500kW vòng/phút Bộ phận mềm là một loạt các lớp “màng” thường làm bằng thép không gỉ dát mỏng hoặc bằng vật liệu chống ăn mòn khác. Vì mọi lực uốn, xoắn xảy ra với màng nên không có các chi tiết bị mài mòn và do đó không cần phải bôi trơn. Loại Xêri “T” Khớp nối mềm dạng Metastream Xêri “T” dùng loạt màng có thiết kế hình vòng độc đáo nhằm kết hợp tỷ lệ cao về truyền tải công suất trọng lượng với độ mềm dẻo tối đa. Thiết kế loại này nhằm truyền momen quay như tải kéo căng đơn thuần với bán kính tương đối nhỏ do đó khớp nối có khả năng quay vớ tốc độ cao. Dạng co thắt của màng cũng bảo đảm rằng ứng suất uốn mỏi phát sinh từ sự sai lệch được giữ ở mức tối thiểu tại những nơi quan trọng quanh bulông dẫn động. Khớp nối mềm dạng này có nhiều khoảng công suất dạng định chuẩn từ 2kW/1000 vòng/phút đến 24000 kW/1000 vòng/phút. 2.1.7.Hệ thống làm kín bơm Hệ thống làm kín bơm có chức năng ngăn sản phẩm bơm (ở đây là dầu thô) rò rỉ dọc theo trục bơm ra bên ngoài. Mỗi bơm vận chuyển dầu được lắp hai bộ làm kín cơ, một tại ‘DE’ ( phía đầu dẫn động), một tại ‘NDE’ (đầu không dẫn động) của bơm. Cả hai đều theo tiêu chuẩn của API 610. Mỗi bộ làm kín đôi gồm hai phần là hai mặt bịt kín, mặt “chính” hay trong hướng vào sản phẩm bơm đi, và mặt “phụ” hay mặt ngoài hướng ra không khí “không khí”. Trong điều kiện vận hành bình thường, sản phẩm bơm đi được mặt bịt kín chính giữ lại bên trong bơm, mặt phụ giữ vai trò dự phòng giúp bơm tiếp tục hoạt động khi mặt chính bị hư hỏng. Giữa hai mặt bịt kín có chất lỏng đệm, chất lỏng này hoạt động dưới áp suất cao hơn so với áp suất sản phẩm bơm đi. Nhờ áp suất cao hơn đó sản phẩm bơm không thể rò rỉ ra ngoài và ngược lại chất lỏng đệm sẽ rò rỉ vào trong bơm. Chất lỏng đệm cũng giữ vai trò bôi trơn giữa các mặt bịt kín và trục bơm. Bình thường có một ít rò rỉ ở hai mặt này: Rò rỉ qua mặt trong vào bơm và rò rỉ qua mặt ngoài ra đường thoát xả. Hệ thống làm kín bơm bao gồm: + Hai bộ làm kín “ kép” lắp vào bơm dầu thô. + Bình chứa “ DE” và “NDE” lắp tại nơi đặt bơm. Các bình này chứa chất lỏngđệm đẻ bù đắp lượng rò rỉ thông thường trong nhiều ngày hoạt động trước khi cần châm đầy trở lại. + Chất lỏng đệm ở hai đầu ổ đỡ được làm mát kiểu “Fin” giảm nhiệt từ bộ làm kín vào chúng, chất lỏng đệm được bơm tuần hoàn qua bộ làn kín tới hệ thống làm mát (thường có dạng trụ và trên đó có các cánh tản nhiệt) sau khi làm mát lại ngược trở về. 2.1.8.Bôi trơn Vịt dầu giữ mức ổn định Denco. Bể chứa Đầu nối Ống chỉnh Đầu ốc hãm Thân Hình 2.7: Vịt dầu giữ mức ổn định Denco Nguyên lý hoạt động Vịt dầu giữ mức ổn định Denco lắp trên gối đỡ, có chức năng duy trì mức dầu trong gối ổ đỡ và có thể theo dõi và nạp lại. Mức dầu trong gối đỡ tụt xuống thì mức dầu trong thân vịt cũng giảm, vì vậy lộ ra phần đáy vát của ống cung cấp trong vịt dầu và không lọt vào bể dầu. Một lượng dầu tương đương thoát từ bể chứa ống cung cấp vào thân vịt dầu, khôi phục lại mức dầu trước và đóng kín ống cung cấp. Quá trình này lặp đi lặp lại khi mức dầu trong gối đỡ tụt giảm và tiếp tục khi bể chứa cạn dầu. Nạp đầy. Để nạp đầy, có thể rút bể chứa và đầu nối ra khỏi thân, tháo bể nối để châm dầu vào bể. Lắp lại cụm đầu nối, bể chứa vào thân như cũ, bảo đảm duy trì mức dầu định trước. 2.1.9. Động cơ Hình 2.8: Cấu tạo động cơ 1: Nắp ổ đỡ ngoài DE 14:Chụp quạt 2: Bulông giữ tấm chắn 15:Vịt siết nắp quạt 3: Núm châm mở DE 16:Nắp ổ đơx ngòai NDE 4: Tấm chắn DE 17:Nắp hộp đầu cuối 5: Quạt bên trong 18:Vòng đệm nắp hộp đầu cuối 6: Cụm rôto 19:Bảng đầu cuối 7: Ổ đỡ NDE 20:Bộ phận làm kín đầu NDE(khi có nắp) 8: Bulông vòng 21:Nắp ổ đỡ trong NDE 9: Cụm stato có/không có chân đế 22: Ổ đỡ NDE 10: Tấm chắn NDE 23:Bộ phận làm kín đầu DE(khi có lắp) 11: Núm châm mở NDE 24:Tấm chắn mặt hích 12: Quạt bên ngoài 25: Đầu nối lắp thân 13: Pho gải quạt 2.2.Nguyên lý làm việc của bơm 2.2.1.Nguyên lý làm việc chung của bơm ly tâm Bơm ly tâm là loại bơm cánh dẫn,làm việc theo nguyên lý của máy thủy lực cánh dẫn.Cơ cấu truyền năng lượng chính là hệ thống bánh công tác.Để biết nguyên lý làm việc của máy bơm lý tâm ta đi nghiên cứu sơ đồ cấu tạo đơn giản của bơm ly tâm. Hình 2.9: Sơ đồ nguyên lý của bơm ly tâm A. Bánh cánh công tác B. Bầu góp xoắn ốc c1,u1,w1. là các véc tơ tốc độ điểm đầu c2,u2,w2. là các véc tơ tốc độ điểm cuối Trước khi bơm làm việc cần phải làm cho cánh công tác tiếp xúc với chất lỏng. Khi bánh cánh công tác quay với một vận tốc nào đó thì chất lỏng tiếp xúc với bánh cánh cũng quay theo, như vậy bánh cánh đã truyền năng lượng cho chất lỏng. Do chuyển động quay của bánh cánh mà các hạt chất lỏng chuyển động có xu hướng văng ra xa khỏi tâm. Để bù vào chỗ trống mà hạt chất lỏng vừa văng ra thì hàng loạt các hạt chất lỏng khác chuyển động tới và quá trình trao đổi năng lượng lại diễn ra như các hạt trước nó. Quá trình trao đổi năng lượng diễn ra liên tục tạo thành đường dòng liên tục chuyển động qua bơm. Tốc độ chuyển động của hạt chất lỏng khi ra khỏi bánh cánh công tác lớn sẽ làm tăng tổn thất của đường dòng, bởi vậy cần phải giảm tốc độ này bằng cách biến một phần động năng của hạt chất lỏng chuyển động thành áp năng. Để giải quyết điều này, chất lỏng sau khi ra khỏi bánh cánh công tác sẽ được dẫn vào buồng có tiết diện lớn dần dạng xoắn ốc nên gọi là bầu góp xoắn ốc (Hình 2.9). Do sự quay đều của bánh cánh công tác nên trong đường ống chất lỏng chuyển động liên tục. Nguyên lý hoạt động của bơm ly tâm được thể hiện trên (Hình 2.10) Hình 2.10. Nguyên lý hoạt động của bơm ly tâm Khi máy bơm ly tâm làm việc, nhờ phần khớp nối giữa động cơ dẫn động và bơm làm bánh công tác quay. Các phần chất lỏng trong bánh công tác dưới ảnh hưởng của lực ly tâm bị dồn từ trong ra ngoài chuyển động theo các máng dẫn và đi vào ống đẩy với áp suất cao hơn, đó là quá trình đẩy của bơm. Đồng thời, ở lối vào của bánh công tác tạo nên một vùng chân không và dưới tác dụng cúa áp suất trong bể chứa lớn hơn áp suất ở lối vào, chất lỏng ở bể hút liên tục bị đẩy vào bơm theo ống hút. Đó là quá trình hút của bơm. Quá trình hút và quá trình đẩy là hai quá trình liên tục, tạo nên dòng chảy liên tục qua bơm. Bộ phận dẫn dòng chảy ra thường có dạng xoắn ốc nên còn gọi là buồng xoắn ốc hay là vỏ xoắn ốc. Vỏ xoắn ốc của bơm dẫn chất lỏng từ bánh công tác ra ống đẩy. nó có tác dụng điều hòa dòng chảy và biến đổi một phần động năng của dòng chảy thành áp năng cần thiết do đó làm tăng hiệu suất của máy bơm 2.2.1.Nguyên lý làm việc của bơm sulzer MSD-D-4-8-10 ½ Khi máy bơm làm việc các bánh công tác quay truyền năng lượng cho chất lỏng, các phần tử chất lỏng chuyển động theo các cánh dẫn hướng của các bánh công tác từ trong ra ngoài. Dưới tác dụng của lực ly tâm chất lỏng ra khỏi bánh công tác cấp một đi qua các cánh dẫn hướng rồi vào cửa hút của bánh công tác cấp hai với áp lực do bánh công tác cấp một truyền cho. Quá trình này diễn ra liên tục, áp lực của các phần tử chất lỏng tăng dần khi qua các bánh công tác, cuối cùng chất lỏng chuyển động vào cửa đẩy của bơm. Tại cửa hút của bơm dưới áp suất khí quyển hay áp suất thuỷ tĩnh chất lỏng được chuyển từ bể hút vào cửa hút trong quá trình bơm. *Nhận xét: Lực dọc trục phát sinh trong quá trình bơm hoạt động là rất lớn có thể lên tới hàng tấn. Đối với các máy bơm ly tâm nhiều cấp thì thành phần lực dọc trục này không có lợi cho máy bơm vì lực chiều trục lớn có thể làm cho các ổ lăn mau mòn hỏng, tạo ra các khe hở làm cho roto chuyển động không ổn định và có thể bị cọ sát vào than bơm. Các tác hại trên làm ảnh hưởng đến hiệu suất của bơm và làm cho các chi tiết trong bơm mau mòn hỏng. Trong thực tế người ta đã áp dụng nhiều phương pháp để khử lực dọc trục như: dung piston cân bằng, dung đĩa cân bằng, chế tạo bơm có hai cửa hút. Máy bơm sulzer có cấu tạo đặc biệt so với các loại máy bơm khác. Tải trọng tác dụng lên bơm bằng tổng tải trọng tác dụng lên từng cánh. Trong bơm sulzer để giảm tác dụng lên cánh bơm người ta chế tạo bánh công tác cấp một có hai cửa vào, bốn bánh công tác phía sau được chia ra làm hai nhóm lắp đối xứng nhau (mục đích để giảm tác dụng của lực chiều trục). Phía dưới thân bơm có lắp một ống giảm tải để giảm áp từ trong khoang trước của đệm làm kín đầu áp suất cao đến khoang xả của máy bơm. Do lực chiều trục phát sinh ở phía đầu tự do không lớn hơn lực chiều trục phía đầu động cơ nên tại hai gối đỡ đầu tự do được lắp hai ổ bi đỡ chặn còn gối đỡ phía động cơ được lắp một ổ đỡ. CHƯƠNG 3 QUY TRÌNH VẬN HÀNH, KIỂM TRA ,BẢO DƯỠNG VÀ SỬA CHỮA BƠM MSD-D-4-8-10 ½ 3.1.Quy trình vận hành 3.1.1. Khởi động bơm Sulzer 3.1.1.1. Công tác chuẩn bị trước khi khởi động bơm - Trước khi khởi động máy bơm, ta phải chắc chắn rằng chất lỏng được điền đầy trong hệ thống đường ống và trong khoang làm việc của bơm. - Phải chắc chắn rằng bơm trong trạng thái sẵn sàng làm việc cả về phần động cơ (điện) và bơm (cơ khí). - Phân bố tải cho hợp lý cho hệ thống trước khi khởi động bơm. - Trước khi khởi động thiết bị lần đầu (sau khi lắp đặt hoặc bảo dưỡng) thì cần kiểm tra xem chiều quay của động cơ và bơm có đúng như chiều mũi tên trên động cơ bằng cách nhấn nhanh nút ON/OFF. - Kiểm tra độ tin cậy, độ chắc chắn của bu lông và các ê cu. Kiểm tra độ ổn định của roto bằng cách quay roto bằng tay hoặc bằng chìa vặn ê cu. Kiểm tra xem các van có trong trạng thái hoàn hảo hay không. - Kiểm tra các liên kết của bơm và các mặt bích nếu có sự rò rỉ chất lỏng ra bên ngoài. - Kiểm tra mức nhớt làm mát salnhic xem có bị thiếu không, nếu thiếu thì phải bổ sung ngay. - Kiểm tra chắc chắn rằng bơm và động cơ không bị kẹt. - Mở van khí Nitơ, kiểm tra áp suất khí Nitơ. Áp suất khí Nitơ trong khoảng 4 ÷ 6 là được. - Kiểm tra trạng thái van trên đường ra Đóng và trên đường vào Mở. - Xả khí trong thân bơm (còn gọi là xả E), bằng cách mở van xả E trên thân bơm, sau khi xả xong phải đóng van này lại. 3.1.1.2. Khởi động máy bơm Khởi động bơm ngay tại chỗ, sau đó từ từ mở van trên đường ra cho đến khi đạt lưu lượng yêu cầu, dòng điện đạt được phải bằng hoặc thấp hơn dòng định mức trong khoảng cho phép. Kiểm tra độ chênh áp phin lọc trên đường hút của bơm. Theo dõi bơm làm việc trong khoảng 5÷10 phút, đảm bảo rằng bơm không có hiện tượng bất thường như: âm thanh lạ, có sự dao động áp suất, dao động tải, nóng bất thường. Trong trường hợp áp suất trên đường đẩy giảm đột ngột, quá tải động cơ, có hiện tượng rò rỉ chất lỏng qua đệm làm kín, có âm thanh lạ như va đập không bình thường thì phải đóng van trên đường đẩy, ngắt điện động cơ, tìm nguyên nhân và khắc phục hư hỏng. 3.1.2. Quy trình kiểm tra máy bơm trong quá trình vận hành - Cần theo dõi các chỉ số đồng hổ, chúng phải nằm trong giới hạn cho phép, mức nhớt làm mát cho sa nhích phải đủ … đảm bảo cho máy bơm hoạt động tốt. - Các biểu hiện bất thường xảy ra khi máy bơm đang làm việc phải được kịp thời phát hiện, tìm nguyên nhân và cách khắc phục các hư hỏng đó. Công việc kiểm tra, bảo dưỡng các máy móc, thiết bị được tiến hành khoảng 2 giờ/lần, người thợ vận hành phải thường xuyên theo dõi các dấu hiệu sau: - Áp suất đường ra và đường vào của máy bơm bằng cách theo dõi các đồng hồ đo chênh áp. Phải có áp lực cửa đẩy của bơm ngay sau khi đạt tới tốc độ vận hành, phải tắt ngay bơm nếu điều này không xảy ra. - Áp suất của khí Nitơ của bình chứa cho salnhic. Nếu áp suất khí Nitơ thấp phải bổ sung ngay. - Mức dầu Diezel trong bình chứa dầu cho salnhic. - Mức nhớt trong bầu giữ mức cho ổ bi. - Tải của động cơ máy bơm, cường độ dòng điện toàn tải không được vượt quá giới hạn ghi trên vỏ động cơ. - Các âm thanh lạ bất thường, sự rung động mạnh. Ta phải tắt ngay bơm nếu các rung động vượt quá giới hạn cho phép. - Sự nóng lên bất thường của động cơ bơm. - Kiểm tra sự chênh áp phin lọc trên đường hút. Nếu có sự chênh áp cao, vượt quá giới hạn cho phép phải tắt bơm và kiểm tra phin lọc. - Sự thay đổi đặc tính của dầu thô như: nhiệt độ, tỷ trọng, chất lượng dầu… sẽ ảnh hưởng rất lớn đến các thông số làm việc của bơm. - Các dấu hiệu rò rỉ của dầu thô, nhớt, khí Nitơ. Cần đặc biệt chú ý tới sự rò rỉ tại các bộ phận làm kín của động cơ. 3.1.3. Tắt máy bơm - Đóng từ từ van trên đường đẩy để giảm tải trên động cơ. - Ngắt điện vào động cơ để tránh va đập và dòng hồi ngược làm hỏng cánh bơm và van ngược. - Khóa các van cấp Nitơ và cấp nhớt làm mát cho salnhic. - Kiểm tra sự rò rỉ dầu thô, lau chùi vệ sinh máy bơm. - Đóng van trên đường hút. - Khi dừng máy bơm trong khoảng thời gian dài, với chất lỏng dễ đông đặc và kết tinh, ta cần phải tháo hết chất lỏng ra khỏi bơm và thay vào đó một chất lỏng (có thể là sản phẩm của dầu mỏ) không đông đặc hoặc dùng hóa chất ngăn ngừa sự đông đặc của chất lỏng bơm, sự lắng đọng của các tinh thể hoặc chất cặn bã trong bơm. 3.2.Quy trình bảo dưỡng kỹ thuật Quy trình bảo dưỡng, sửa chữa các thiết bị được thực hiện dựa trên 3 yếu tố cơ bản sau: + Thực hiện theo các tài liệu hướng dẫn kỹ thuật của nhà sản xuất bơm, cần chú ý đến các điều kiện làm việc của thiết bị trong điều kiện khí hậu nhiệt đới Việt Nam. + Tùy thuộc vào trình độ của đội ngũ công nhân vận hành như; bộ phận cơ khí, bộ phận điện, bộ phận tự động hóa… dựa trên điều kiện làm việc của thiết bị để thiết lập quy trình sửa chữa, bảo dưỡng. + Điều kiện làm việc thực tế của các thiết bị trên giàn khoan như: chế độ làm việc, sự thay đổi của các thông số trong quá trính làm việc … đây là yếu tố quan trọng nhất để xác định quy trình bảo dưỡng cho thiết bị, bởi vì nó phù hợp với yêu cầu thực tế của sản xuất, giúp nâng cao chất lượng thiết bị sau khi tiến hành bảo dưỡng. Các yêu cầu trong quá trình bảo dưỡng máy móc, thiết bị: - Trong khi máy bơm làm việc, ta cần phải quan sát các thông số làm việc của bơm như: áp suất, nhiệt độ, lưu lượng trên các đồng hồ chỉ báo. - Không cho máy bơm làm việc khi áp suất đầu vào nhỏ hơn yêu cầu. - Nhiệt độ làm việc của ổ bi và đệm làm kín không được vượt quá 70oC. - Sau 6 tháng cần tiến hành các công việc sau: thay nhớt cho ổ bi, tháo rửa phin lọc, kiểm tra đóng mở các van và bôi mỡ các van. - Sau 4000 giờ làm việc cần phải tiến hành kiểm tra chất lượng nhớt của ổ bi. - Sau 4000 ÷ 5000 giờ làm việc thì phải kiểm tra hệ thống bảo vệ và các vòng bi, trong trường hợp cần thiết thì cần phải thay mới. - Sau mỗi chu kỳ làm việc 4000 ÷ 10000 giờ làm việc cần kiểm tra và bảo dưỡng lớn. Kiểm tra, bảo dưỡng trên giàn: Trong quá trình máy bơm hoạt động có thể xảy ra các hỏng hóc ảnh hưởng đến quá trình làm việc. Do đó, sẽ làm ảnh hưởng đến quá trình vận chuyển dầu khí. Khi xảy ra các sự cố, chúng ta phải tiến hành dừng bơm để xác định nguyên nhân và tìm biện pháp khắc phục. Tùy theo dạng hư hỏng xảy ra mà ta có thể xử lý tại chỗ hoặc kiểm tra trước khi quyết định gửi về xưởng nhằm tiết kiệm thời gian và chi phí vận chuyển. 3.3.Những dạng hỏng hóc thường gặp,nguyên nhân và biện pháp khắc phục ( xem bảng3.1 ). Bảng 3.1.Những dạng hỏng hóc thường gặp,nguyên nhân,biện pháp khắc phục. STT DẠNG HỎNG HÓC NGUYÊN NHÂN BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC 1 Bơm không khởi động được, không có điện tới động cơ. - Hiệu điện thế thấp. - Cầu dao chính bị ngắt. - Tín hiệu báo động trên bảng điều khiển không cho khởi động. - Hư hỏng trong thiết bị khời động. - Kiểm tra nguyên nhân để khắc phục và đóng cầu dao. - Kiểm tra nguyên nhân và khởi động lại bảng điều khiển. - Kiểm tra nguồn cung cấp và tìm biện pháp khắc phục. - Kiểm tra thiết bị khởi động, sửa chữa và thay mới nếu cần. 2 Động cơ ngắt khi khởi động. - Đặt quá tải không đúng. - Động cơ bị quá tải. - Bơm hoặc động cơ bị kẹt. - Kiểm tra và điều chỉnh lại nếu cần. - Thực hiện đúng quy trình khởi động bơm. - Tháo khớp nối và kiểm tra từng phần. 3 Bơm dừng đột ngột khi ngắt động cơ. - Ma sát quá lớn trong bơm hoặc trong động cơ. - Tháo khớp nối và kiểm tra tùng phần, sửa chữa nếu cần. 4 Bơm quay ngược. - Van ngược ở đầu ra bị kẹt ở vị trí mở. - Tháo van ngược và kiểm tra khắc phục kẹt. 5 Bơm quá nóng hoặc bị kẹt - Vận hành bơm ở lưu lượng thấp hơn mức tối thiểu. - Xem xét lại các thông số vận hành. Thực hiện đúng quy trình vận hành. 6 Rò rỉ chất lỏng quá nhiều qua đệm làm kín. - Các bộ phận của đệm bị mòn, đệm bị hỏng mất khả năng làm kín. - Tháo đệm làm kín và sửa chữa, nếu hỏng nặng thì phải thay đệm làm kín mới. 7 Đệm làm kín quá nóng. - Hệ thống tuần hoàn làm mát của đệm không tốt. - Kiểm tra hệ thống làm mát và sửa chữa. 8 Không có áp lực đẩy, không chuyển chất lỏng khi khởi động. - Bơm không được mồi. - Chiều quay không đúng. - Mở toàn bộ van xả gió cho bơm và nạp đầy chất lỏng bơm vào hệ thống. - Kiểm tra các dây điện cấp nguồn cho động cơ, tháo và nối lại các đầu dây. - Các lối thông của quạt bị nghẽn. - Thiếu áp lực hạ lưu. - Tháo nửa trên của bơm, kiểm tra cánh bơm và làm sạch vật cản. - Kiểm tra van, điều khiển và điều chỉnh van để tăng áp lực đẩy. 9 Ổ đỡ làm việc có tiếng ồn và kêu. - Bôi trơn không tốt. - Kiểm tra lượng nhớt bôi trơn và mỡ bôi trơn tại các ổ đỡ, nếu thiếu thì phải bổ sung ngay. Phải kiểm tra loại nhớt sử dụng có phù hợp không. 10 Nhiệt độ ổ đỡ cao. - Cân chỉnh khớp nối không đúng. - Mức dầu quá cao hoặc quá thấp. - Độ nhớt của dầu quá cao. - Bơm giật quá mức. - Ổ đỡ bị mòn. - Lắp đặt ổ đỡ không đúng. - Cân chỉnh lại khớp nối. - Điều chỉnh lại mức dầu, kiểm tra vịt dầu giữ mức ổn định. - Sử dụng loại dầu theo khuyến cáo của nhà sản xuất. - Tháo nửa vỏ đệm phía trên và kiểm tra khe hở bù mòn. Tháo cơ phận và thay phần bị mòn. - Tháo và thay ổ đỡ mới. - Kiểm tra việc lắp ráp, tình trạng các ổ đỡ và các bộ phận liên kết. 11 Trạm bơm rung và có tiếng ồn bất thường. -Bê tông đế không tốt, có lớp không khí giữa lớp xi măng và phần trên cùng của mặt bệ. - Độ đồng tâm của hệ thống không tốt. - Ổ bi mòn hoặc bị hỏng. - Roto bơm tiếp xúc với Stato. - Kiểm tra bê tông đế, xác định vị trí còn không khí bằng cách gõ lên mặt đệm trên cùng, sau đó trám đầy xi măng vào các chỗ này. - Kiểm tra các sai lệch so với tiêu chuẩn, nếu thấy sai lệch thì phải điều chỉnh lại. - Tháo và thay mới nếu cần. - Đảm bảo vị trí Roto được điều chỉnh chính xác. Kiểm tra tất cả các hư hỏng. 12 Áp suất trên đường ra của bơm thấp. - Rò rỉ trên đường ống đẩy. - Bơm không được mồi đủ. - Mòn phần trong. - Kiểm tra và sửa chữa. - Tắt bơm, xả khí ra khỏi bơm và khởi động lại bơm. - Tháo và sửa chữa, thay thế các phần bị mòn. 13 Mất áp suất đẩy sau khi khởi động. - Van điều chỉnh dòng chảy mở quá lớn. - Có không khí trong đường ống hút. - Áp suất hút không đủ - Bộ lọc hút bị nghẽn. - Chỉnh sửa lại độ mở của van. - Mở toàn bộ van xả gió để đẩy không khí ra khỏi hệ thống bơm. - Kiểm tra lại và thực hiện các thay đổi cần thiết để hệ thống tạo đủ áp suất. - Tháo, chùi rửa hoặc thay thế bộ lọc mới. 14 Áp suất ra dao động bất thường. - Bơm không được mồi đúng. - Cản trở trong đường ống hút. - Có vật lạ chảy vào cửa hút. - Lưu lượng bơm không đủ. - Bơm bị xâm thực. - Tắt bơm, xả khí trong thân bơm và khởi động lại. - Kiểm tra van hút và phin lọc, nếu có chất cặn bẩn cần phải loại bỏ và làm sạch. - Tháo, kiểm tra cửa hút làm sạch nếu có vật cản. - Tắt bơm và khởi động lại máy, mở từ từ van xả và duy trì cột áp đầu ra bơm. - Kiểm tra chiều cao hút của bơm so với đặc tình thử của bơm. 15 Giảm cột áp trong khi vận hành. - Động cơ dẫn động bị quay ngược. - Bị kẹt ống do có vật cản trong bơm. - Kiểm tra và nối lại động cơ. - Kiểm tra và loại bỏ vật cản trong bơm. 16 Tiếng ồn từ cửa hút của bơm. - Bơm bị xâm thực, có vật cản tại cửa hút của bơm. - Kiểm tra chiều cao hút cho phép của bơm. Kiểm tra, tháo và làm sạch vật cản. 17 Bị ăn mòn ngắn hạn, có vết rỗ do oxy hóa hoặc vật liệu bị mòn. - Vật kiệu chế tạo không tương thích với sản phẩm. - Chất lỏng bơm có chứa chất ăn mòn. - Không tạo đủ áp suất, có hơi lọt vào. - Thay thế các bộ phận có khả năng chống ăn mòn. - Sửa chữa các bộ phận bị hỏng. 3.4.Quy trình sửa chữa 3.4.1.Quy trình công nghệ sửa chữa bơm Sulzer Việc sửa chữa bơm Sulzer phải tuân theo quy trình công nghệ sửa chữa nhất định. Dưới đây là quy trình công nghệ sửa chữa một số chi tiết chính trong máy bơm Sulzer tại xưởng cơ điện thuộc xí nghiệp liên doanh dầu khí VietsovPetro. Quy trình công nghệ sửa chữa bơm Sulzer được trình bày theo sơ đồ ( hình3.1 ) KIỂM TRA LAU SẠCH BỤI DẦU MỠ CHUYỂN MÁY ĐỂ SỬA CHỮA THÁO MÁY THÀNH BỘ PHẬN THÁO BỘ PHẬN RỬA BỘ PHẬN VÀ CHI TIẾT CHẠY RÀ VÀ CHẠY THỬ LẮP CHUNG TOÀN BỘ MÁY SƠN BỘ PHẬN CHI TIẾT MỚI LẮP BỘ PHẬN CHI TIẾT BỊ LOẠI SỬA CHỮA CHI TIẾT KIỂM TRA VÀ PHÂN LOẠI CHI TIẾT LẬP BẢNG THỐNG KÊ KHUYẾT TẬT CHI TIẾT CẦN PHẢI PHỤC HỒI VÀ SỬA CHỮA CHI TIẾT CÒN DÙNG ĐƯỢC KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG CHI TIẾT SƠN MÁY GIAO MÁY ĐÃ SỬA CHỮA CHO NGƯỜI SỬ DỤNG Hình3.1: Quy trình sửa chữa máy bơm 3.4.2.Quy trình công nghệ sửa chữa một số chi tiết quan trọng của bơm Sulzer Trong phần này, chúng ta sẽ đi sâu vào nghiên cứu quy trình công nghệ sửa chữa một số các cơ cấu quan trọng của máy bơm Sulzer như: trục bơm, bánh công tác cấp một, bánh công tác trái, bạc làm kín bơm, gối đỡ chặn. Quy trình sửa chữa các cơ cấu này sẽ được trình bày cụ thể sau đây. 3.4.2.1.Sửa chữa trục bơm Hình 3.2: Trục bơm TÊN THIẾT BỊ TÊN CHI TIẾT SỐ BẢN VẼ BƠM SULZER TRỤC BƠM Vị trí trên bản vẽ Khuyết tật Phương pháp xác định khuyết tật và kiểm tra Kích thước Kích thước theo bản vẽ Cho phép không sửa chữa Phương pháp phục hồi Kích thước sửa chữa Cũ Mới A Sai lệch, hư hỏng, có vết nứt Quan sát bên ngoài và kiểm tra khuyết tật Loại bỏ B Cong trục Chống tâm dùng đồng hồ đo 0,1 Nắn đến khi khử hết độ cong > 5mm C Xước, mòn, lõm Quan sát bên ngoài Hàn đắp gia công đến kích thước theo bản vẽ 1 Mòn ở vị trí Ф55js7 Panme 55-0,095+0,0095 54,98 55 Hàn đắp gia công đến kích thước theo bản vẽ 2 Mòn ở vị trí Ф65js7 Panme 65+0,0095-0,095 64,98 65 Hàn đắp gia công đến kích thước theo bản vẽ 3 Mòn ở vị trí Ф70h7 Panme 70-0,022 69,97 69,99 Hàn đắp gia công đến kích thước theo bản vẽ 4 Mòn ở vị trí Ф75h7 Panme 75-0,022 74,97 74,99 Hàn đắp gia công đến kích thước theo bản vẽ 5 Mòn rãnh then 10P9 Đo căn bằng mẫu 10-0,051-0,0015 9,94 Hàn đắp gia công đến kích thước theo bản vẽ P1=120,02 P2 = 14-0,02 6 Mòn rãnh then 18P9 Đo căn bằng mẫu 18-0,061-0,0018 17,93 Hàn đắp gia công đến kích thước theo bản vẽ P1=20-0,05 P2=22-0,05 Bảng 3.2. Quy trình công nghệ sửa chữa trục bơm. 3.4.2.2. Sửa chữa bánh công tác cấp 1 Hình 3.3.Bánh công tác cấp 1 Bảng3.3: Quy trình công nghệ sửa chữa bánh công tác cấp 1. TÊN THIẾT BỊ TÊN CHI TIẾT SỐ BẢN VẼ BƠM SULZER TRỤC BƠM Vị trí trên bản vẽ Khuyết tật Phương pháp xác định khuyết tật và kiểm tra Kích thước Kích thước theo bản vẽ Cho phép không sửa chữa Phương pháp phục hồi Kích thước sửa chữa Cũ Mới A Sai lệch, hư hỏng, có vết nứt Quan sát bên ngoài và kiểm tra khuyết tật Loại bỏ B Bề mặt cánh giảm 1/3 so với bề dày ban đầu Thước cặp Loại bỏ 1 Mòn ở vị trí Ф75h7 Panme 75+0,036 75,03 75,05 Hàn đắp gia công đến kích thước theo bản vẽ 2 Mòn cạnh rãnh then 18P Đo căn bằng mẫu 18-+0,018-0,061 17,93 Dũa bằng dũa công nghệ 3.4.2.3.Bánh công tác trái Hình3.4:Bánh công tác trái Bảng 3.4: Quy trình công nghệ sửa chữa bánh công tác trái. TÊN THIẾT BỊ TÊN CHI TIẾT SỐ BẢN VẼ BƠM SULZER TRỤC BƠM Vị trí trên bản vẽ Khuyết tật Phương pháp xác định khuyết tật và kiểm tra Kích thước Kích thước theo bản vẽ Cho phép không sửa chữa Phương pháp phục hồi Kích thước sửa chữa Cũ Mới A Sai lệch, hư hỏng, có vết nứt Quan sát bên ngoài và kiểm tra khuyết tật Loại bỏ B Bề dày giảm 1/3 so với bề dày ban đầu Chống tâm dùng đồng hồ đo Loại bỏ 1 Mòn ở vị trí Ф75h7 Panme 75+0,036 74,03 75 Hàn đắp gia công đến kích thước theo bản vẽ 2 Mòn bề mặt 104,5h6 Đồng hồ đo 104,5+0,022 104,36 104,38 Hàn đắp gia công đến kích thước theo bản vẽ 3 Mòn bề mặt 149,5h6 Đồng hồ đo 149,5+0,0025 149,36 149,38 Hàn đắp gia công đến kích thước theo bản vẽ 4 Mòn rãnh then 10P9 Đo căn bằng mẫu Hàn đắp gia công đến kích thước theo bản vẽ 3.4.2.4.Bạc làm kín bơm Hình3.5: Bạc làm kín bơm Bảng3.5: Quy trình công nghệ sửa chữa bạc làm kín bơm. TÊN THIẾT BỊ TÊN CHI TIẾT SỐ BẢN VẼ BƠM SULZER TRỤC BƠM Vị trí trên bản vẽ Khuyết tật Phương pháp xác định khuyết tật và kiểm tra Kích thước Kích thước theo bản vẽ Cho phép không sửa chữa Phương pháp phục hồi Kích thước sửa chữa Cũ Mới A Sai lệch, hư hỏng, có vết nứt Quan sát bên ngoài và kiểm tra khuyết tật Loại bỏ 1 Mòn bề mặt 104,5h6 Thước cặp, đồng hồ số 70-0,022 70,03 70,05 Loại bỏ 2 Mòn bề mặt 149,5h6 Thước cặp, đồng hồ số 90-0,0355 90,03 90,05 Loại bỏ 3 Mòn rãnh then 10P9 Thước cặp, đồng hồ số 104,58+0,022 104,58 104,6 Loại bỏ 3.4.2.5.Gối đỡ chặn Hình3.6: Gối đỡ chặn Bảng 3.6: Quy trình công nghệ sửa chữa gối đỡ chặn. TÊN THIẾT BỊ TÊN CHI TIẾT SỐ BẢN VẼ BƠM SULZER TRỤC BƠM Vị trí trên bản vẽ Khuyết tật Phương pháp xác định khuyết tật và kiểm tra Kích thước Kích thước theo bản vẽ Cho phép không sửa chữa Phương pháp phục hồi Kích thước sửa chữa Cũ Mới A Sai lệch, hư hỏng, có vết nứt Quan sát bên ngoài và kiểm tra khuyết tật Loại bỏ 1 Mòn lỗ Ф55JS7 Panme đo tay, đồng hồ số 55-0,095+0,0095 55,05 55,03 Doa rộng lỗ đạt kích thước Ф62, đóng bạc gia công đến kích thước bản vẽ Ф55 2 Mòn lỗ Ф180H7 Panme đo tay 180+0,04 180,05 180,03 Doa rộng lỗ đạt kích thước Ф188, đóng bạc gia công đến kích thước bản vẽ Ф180 CHƯƠNG 4 TÍNH TOÁN LỰA CHỌN MÁY BƠM SULZER MSD-D-4-8-10 1/2 4.1.Sơ đồ lắp đặt hệ thống bơm vận chuyển dầu (Hình.4.1) Hình 4.1: Sơ đồ lắp đặt bơm trên MSP8 4.2. Tính toán chọn bơm Căn cứ vào lưu lượng dầu cần bơm trong 1 ngày đêm là:= 2000 tấn/ngày đêm. Khối lượng riêng của dầu là 0,8319tấn/m. Suy ra: =2000:0,8319 = 2400 m/ngày đêm. Thời gian bơm trong ngày là 24 giờ Suy ra: =2400:24=100 m/h Việc vận chuyển dầu từ giàn MSP8 đến tàu chứa có cao trình là = 2 m.Như vậy trong quá trình vận chuyển dòng chất lỏng chỉ chịu tổn thất do sức cản mạng ống. Tính toán tổn thất trên đường ống: Hệ thống mạng dẫn gồm có đoạn ống hút và đoạn ống đẩy. Tính toán tổn thất trên đoạn ống đẩy - Đoạn ống đẩy gồm có: + Đoạn ống đảy riêng từ mỗi bơm đến đoạn ống đảy chung L = 5m, Đường kính ngoài 89 mm, Chiều dày 7,5 mm. Đường kính trong 74 mm + Chiều dài tuyến ống : L = 2290m Đường kính ngoài 122 mm Chiều dày 10 mm. Đường kính trong 102 mm - Tổn thất dọc đường đoạn ống đẩy riêng từ mỗi bơm ra đoạn ống đẩy chung Trên đoạn ống đẩy riêng Q là lưu lượng bơm của mỗi bơm, với cùng chỉ số đo cột áp (2 bơm lắp song song), ta lấy lưu lượng Q bằng lưu lượng của hệ thống: Q= Vận tốc trên đoạn ống đẩy riêng của mỗi bơm V= (4.1) V3= - Hệ số Reynol: Re = (4.2) Re=== 114418 Vậy 2320<Re<3.106 Dòng chảy của dầu trong ống hút thuộc khu vực chảy rối thành trơn, theo công thức thực nghiệm Cônacốp thì : Hệ số tổn thất dọc đường = (4.3) Hệ số tổn thất dọc đường : = = = 0,0173 Tổn thất dọc đường trên mỗi đoạn ống đẩy riêng Theo công thức thực nghiệm Dancy và Weissbach, tổn thất dọc đường trên mỗi đoạn ống hút riêng: h= (4.4) Theo công thức thực nghiệm Dancy và Weissbach : h= ==0,62 (m) Tổn thất dọc đường trên 2 đoạn ống đẩy riêng =2.0,62=1,24 (m) Ta có hệ số tổn thất cục bộ cho ở bảng [4.1]sau: Tên thiết bị Cút Đột thu, đột mở Van chặn Van một chiều Phin lọc Hệ số tổn thất 3 4 7 10 10 Lựa chọn hệ số tổn thất cục bộ theo bảng [4.1] Tổn thất cục bộ trên 2 đoạn ống đẩy riêng Theo công thức Weissbach: = (4.5) V: vận tốc trên đoạn ống : hệ số tổn thất cục bộ : hệ số tổn thất cục bộ Tổn thất cục bộ trên 2 đoạn ống đẩy riêng Theo công thức Weissbach (4.5): ===23,93 (m) Đoạn ống đẩy chung: -Tổn thất dọc đường Vận tốc trên đoạn ống đẩy (4.1) V4= Hệ số Reynol (3.2): Re===166012 Vậy 2320<Re<3.106 Dòng chảy của dầu trong ống hút thuộc khu vực chảy rối thành trơn, theo công thức thực nghiệm Cônacốp (4.3): Hệ số tổn thất dọc đường = = = 0,016 Tổn thất dọc đường trên đoạn ống đẩy chung (4.4): h= ==211,6(m) -Tổn thất cục bộ trên đoạn ống hút chung Trên đoạn ống hút chung 1 phin lọc, 6 cút, 3 van chặn Lựa chọn hệ số tổn thất cục bộ theo bảng [4.1] Tổn thất cục bộ trên đoạn ống hút chung (4.5): ===39,5 (m) Từ các số liệu trên ta chọn 2 máy bơm Sulzer MSD-D-4-8-10 1/2 Lắp song song với các thông số kĩ thuật như sau: +Lưu lượng định mức(m3/h): 130 +Cột áp(mét ột chất lỏng) : 400 +Tốc độ quay (vòng/phút): 2969 + Đệm làm kín mặt đầu dạng kép +Công suất thủy lực yêu cầu của bơm là(KW) : 147 +Công suất của động cơ điện là(KW): 185 +Điện áp là(V) : 380 +Tần số dòng điện là(Hz): 50 +Hiệu suất làm việc hữu ích là: 47%. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Sau khi kết thúc đợt thực tập tốt nghiệp, với việc thu thập tài liệu, vận dụng những kiến thức đã học, đồng thời được sự hướng dẫn, kiểm tra tận tình, chu đáo của thầy giáo Nguyễn Văn Giáp cùng với sự nỗ lực của bản thân, đến nay em đã hoàn thành bản đồ án “ Nghiên cứu bơm Sulzer MSD-D-4-8-10 ½ sử dụng trong công tác vận chuyển dầu từ giàn MSP 8 đến tàu chứa” với chuyên đề: “Tính toán lựa chọn bơm”. Để nâng cao hiệu quả bơm và sử dụng bơm sao cho hiệu quả và hợp lý cả về mặt kỹ thuật và kinh tế nên trong đồ án em đã nghiên cứu cấu tạo nguyên lý làm việc,quy trình vận hành bảo dưỡng,sửa chữa và tính toán lựa chọn máy bơm. Do trình độ còn hạn chế, quá trình thực tế sản xuất chưa nhiều nên mặc dù đã rất cố gắng song với những gì bản thân đã thể hiện trong bản đồ án chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận được sự chỉ bảo góp ý của các thầy cô và bạn bè đồng nghiệp. Một lần nữa em xin gửi lời biết ơn chân thành tới các thầy giáo trong bộ môn Thiết bị Dầu khí và Công trình đặc biệt là thầy giáo Nguyễn Văn Giáp đã hướng dẫn em tận tình trong suốt thời gian em làm đồ án. Hà Nội, tháng 05 năm 2011 Sinh viên Trương Tiến Hanh TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Cẩm nang vận hành bảo dưỡng bơm Sulzer – XN liên doanh Vietsovpetro 2. Bơm ly tâm và bơm hướng trục – Nhà xuất bản khoa học kĩ thuật Hà Nội 1971 3. Bơm, máy nén, quạt trong công nghiệp – Nhà xuất bản khoa học kĩ thuật 1985 4. Thuỷ lực và máy thuỷ lực – Nhà xuất bản ĐH và TH chuyên nghiệp 1972 5. Sổ tay sửa chữa cơ khí – Tô Xuân Giáp 6. Thiết kế chi tiết máy 7.Giáo trình máy thủy khí – PGS.TS Nguyễn Đức Sướng & TS Vũ Nam Ngạn MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ TRONG ĐỒ ÁN STT SỐ HÌNH VẼ TÊN HÌNH VẼ TRANG 1 Hình 1.1 Sơ đồ công nghệ giàn MSP 8 3 2 Hình 1.2 Sơ đồ thu gom vận chuyển dầu khí 3 3 Hình 2.1 Sơ đồ tổng thể của máy bơm 10 4 Hình 2.2 Sơ đồ thân máy bơm 12 5 Hình 2.3 Sơ đồ mặt cắt dọc máy bơm Sulzer 13 6 Hình 2.4 Ổ đỡ phía đầu động cơ 14 7 Hình 2.5 Ổ đỡ phía đầu tự do 14 8 Hình 2.6 Khớp nối 15 9 Hình 2.7 Vịt dầu giữ mức ổn định Denco 17 10 Hình 2.8 Cấu tạo động cơ 18 11 Hình 2.9 Sơ đồ nguyên lý của bơm ly tâm 19 12 Hình 2.10 Nguyên lý hoạt động của bơm ly tâm 20 13 Hình 3.1 Quy trình sửa chữa máy bơm 30 14 Hình 3.2 Trục bơm 31 15 Hình 3.3 Bánh công tác cấp 1 33 16 Hình 3.4 Bánh công tác trái 35 17 Hình 3.5 Bạc làm kín bơm 38 18 Hình 3.6 Gối đỡ chặn 40 19 Hình 4.1 Sơ đồ lắp đặt bơm trên MSP8 42 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU TRONG ĐỒ ÁN STT SỐ HIỆU BẢNG TÊN BẢNG TRANG 1 3.1 Những hỏng hóc thường gặp,nguyên nhân ,biện pháp khắc phục 25 2 3.2 Quy trình công nghệ sửa chữa trục bơm 32 3 3.3 Quy trình công nghẹ sửa chữa bánh công tác cấp 1 34 4 3.4 Quy trình công nghệ sửa chữa bánh công tác 36 5 3.5 Quy trình công nghệ sửa chữa bạc làm kín bơm 39 6 3.6 Quy trình công nghệ sửa chữa gối đỡ chặn 41 7 4.1 Hệ số tổn thất cục bộ của một số thiết bị 45 BẢNG QUY ĐỔI VÀ CÁC ĐƠN VỊ ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG ĐỒ ÁN 1 inch (in) = 25,4 mm 1 m = 1000 mm 1 m3/ngđ = 0,04166 m3/h =1,1574.m3/s 1 at = 760 mmHg =10m ……………….