Giáo trình Sửa chữa và bảo dưỡng máy nén khí (Nghề: Sửa chữa thiết bị chế biến dầu khí - Cao đẳng) - Trường Cao Đẳng Dầu Khí

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:97

Thêm vào BST

Báo xấu

17
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

(NB) Giáo trình Sửa chữa và bảo dưỡng máy nén khí (Nghề: Sửa chữa thiết bị chế biến dầu khí - Cao đẳng) được biên soạn gồm các nội dung chính sau: Khái niệm chung về máy nén khí và trạm máy nén khí; Máy nén khí piston; Máy nén khí rotor; Máy nén khí ly tâm. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Sửa chữa và bảo dưỡng máy nén khí (Nghề: Sửa chữa thiết bị chế biến dầu khí - Cao đẳng) - Trường Cao Đẳng Dầu Khí

TẬP ĐOÀN DẦU KHÍ QUỐC GIA VIỆT NAM TRƯỜNG CAO ĐẲNG DẦU KHÍ  GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN: BẢO DƯỠNG – SỬA CHỮA ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG NGHỀ: SỬA CHỮA THIẾT BỊ CHẾ BIẾN DẦU KHÍ TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG (Ban hành theo Quyết định số 212/QĐ-CĐDK ngày 01 tháng 03 năm 2022 của Trường Cao đẳng Dầu khí) Bà Rịa-Vũng Tàu, năm 2022 (Lưu hành nội bộ)
TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm. Trang 2
LỜI GIỚI THIỆU Máy nén khí là thiết bị được dùng rất nhiều trong các ngành kinh tế của đất nước. Trong công nghiệp dầu khí cũng được sử dụng nhiều trong các hệ thống công nghệ của các nhà máy, xí nghiệp. Trường cao đẳng dầu khí ngay từ những năm đầu thành lập đã đưa nghề Bảo dưỡng và sửa chữa Máy nén khí vào trong chương trình đào tạo để kịp thời cung cấp thợ lành nghề cho các xí nghiệp trong ngành cũng như trong xã hội. Để có tài liệu phục vụ cho công tác giảng dạy của giáo viên trong trường, tổ bộ môn Cơ khí - Động lực đã tham khảo nhiều tài liệu của nhiều tác giả trong và ngoài nước biên soạn nên Giáo trình “ BẢO DƯỠNG – SỬA CHỮA MÁY NÉN KHÍ ”. Tài liệu này có sự tham gia góp ý của các đồng nghiệp và được lưu hành nội bộ để phục vụ cho công tác đào tạo và học tập trong trường. Giáo trình được các giáo viên bộ môn chính thức sử dụng để giảng dạy cho các lớp nghề CƠ KHÍ THIẾT BỊ DẦU KHÍ Cao đẳng của Trường Cao Đẳng Dầu Khí. Sử dụng giáo trình này, giáo viên có thể trang bị cho học sinh các kiến thức cơ bản về cấu tạo, vận hành và bảo dưỡng – sửa chữa các loại máy nén được sử dụng trong hệ thống công nghệ của các nhà máy. Nội dung của giáo trình gồm 2 phần lý thuyết và thực hành Qua nội dung các bài học giúp cho học viên hiểu những nội dung cơ bản về cấu tạo, nguyên lý hoạt động và từng bước làm quen với kết cấu của từng loại máy nén khí thông dụng. Trang bị cho học viên những kiến thức về an toàn khi sử dụng và vận hành máy, một số kỹ năng phán đoán và xử lý những sự cố thông thường. Từ đó có thể lập được qui trình tháo lắp, bảo dưỡng và sửa chữa các loại máy nén theo yêu cầu. Tài liệu này chỉ lưu hành trong nội bộ của Trường. Trong quá trình biên soạn sẽ không tránh khỏi những thiếu sót, mong các đồng nghiệp đóng góp nhằm làm cho giáo trình ngày một hoàn thiện hơn. Xin trân trọng cảm ơn. BRVT, ngày 01 tháng 03 năm 2022 Tham gia biên soạn 1. Chủ biên: Lê Duy Nam 2. Bùi Việt An 3. Nguyễn Thành Danh Trang 3
MỤC LỤC LỜI GIỚI THIỆU ............................................................................................................3 MỤC LỤC .......................................................................................................................4 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ .........................................................................................5 GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN .................................................................................................7 BÀI 1: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY NÉN KHÍ VÀ TRẠM MÁY NÉN KHÍ .....13 1.1. Phân loại máy nén khí ....................................................................................14 1.2. Máy nén khí kiểu piston ................................................................................15 1.3. Máy nén khí kiểu rotor ..................................................................................18 1.4. Máy nén khí rotor trục vít ..............................................................................19 1.5. Máy nén khí kiểu ly tâm ................................................................................20 BÀI 2: BẢO DƯỠNG SỬA CHỮA MÁY NÉN KHÍ PISTON ..................................22 2.1. Phân loại máy nén khí kiểu piston .................................................................23 2.2. Cấu tạo máy nén khí kiểu piston....................................................................24 2.3. Kiểm tra sửa chữa máy nén khí piston 1 cấp nén ..........................................40 2.4. Kiểm tra sửa chữa máy nén khí piston 2 cấp nén ..........................................44 2.5. Vận hành máy nén khí piston ........................................................................50 2.6. Bảo dưỡng kỹ thuật máy nén khí piston ........................................................58 2.7. Kiểm tra, điều chỉnh hệ thống năng suất máy nén khí ..................................59 2.8. Xử lý các vấn đề bất thường ở máy nén khí piston .......................................60 BÀI 3: BẢO DƯỠNG SỬA CHỮA MÁY NÉN KHÍ KIỂU ROTOR ........................63 3.1. Máy nén khí rotor cánh phẳng .......................................................................64 3.2. Máy nén khí rotor trục vít ..............................................................................70 3.3. Bảo dưỡng sửa chữa máy nén khí kiểu rotor .................................................71 3.4. Vận hành máy nén khí rotor ..........................................................................73 BÀI 4: BẢO DƯỠNG SỬA CHỮA MÁY NÉN KHÍ LY TÂM .................................75 4.1. Cấu tạo máy nén khí ly tâm ...........................................................................76 4.2. Vận hành máy nén khí ly tâm ........................................................................83 4.3. Phán đoán và xử lý sự cố ở máy nén khí ly tâm ............................................87 4.4. Bảo dưỡng kỹ thuật máy nén khí ly tâm ........................................................88 TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................97 Trang 4
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1: Nguyên lý của máy nén khí piston 1 chiều một cấp nén kiểu xi lanh nằm ngang .............................................................................................................................16 Hình 1.2: Hoạt động của máy nén khí piston kiểu xi lanh đứng ...................................17 Hình 1. 3: Nguyên lý máy nén.......................................................................................17 Hình 1.4: Nguyên lý cấu tạo và hoạt động của máy nén khí rotor cánh phẳng ............18 Hình 1.5: Nguyên lý cấu tạo, hoạt động của máy nén khí rotor cánh lồi ......................19 Hình 1.6: Nguyên lý máy nén khí rotor trục vít ............................................................20 Hình 1.7: Nguyên hoạt động của máy nén khí ly tâm ...................................................21 Hình 2.1: Một số kiểu máy nén khí piston 2 cấp nén ....................................................23 Hình 2.2: Xi lanh của máy nén khí 4BY-5/9 .................................................................24 Hình 2.3: Nhóm piston ..................................................................................................25 Hình 2.4: Các loại vòng xéc măng ................................................................................26 Hình 2. 5: Nhóm thanh truyền máy nén khí piston .......................................................27 Hình 2.6: Trục khuỷu của máy nén khí .........................................................................27 Hình 2.7: Van đĩa cầu ....................................................................................................28 Hình 2.8: Van lá.............................................................................................................29 Hình 2.9: Van dòng thẳng .............................................................................................29 Hình 2.10: Hệ thống bôi trơn kiểu vung té ....................................................................30 Hình 2.11: Bôi trơn kiểu cưỡng bức ..............................................................................31 Hình 2.12: Nguyên lý hoạt động của bơm nhớt ............................................................31 Hình 2.13: Làm mát khí nén và xả chất ngưng tụ .........................................................32 Hình 2.14: Bình chứa khí nén và các phụ kiện..............................................................33 Hình 2.15: Van an toàn ..................................................................................................34 Hình 2.16: Van một chiều .............................................................................................34 Hình 2.17: Hệ thống điều chỉnh năng suất bằng cách mở cưỡng bức van nạp .............36 Hình 2.18: Hệ thống điều chỉnh năng suất bằng cách mở thông ống xả cấp 2 với khí quyển .............................................................................................................................37 Hình 2.19: Hộp giảm tốc của máy nén khí ЗИФ-55 .....................................................38 Hình 2.20: Sơ đồ đóng mở ly hợp của trạm máy nén khí ДK-9M ................................39 Hình 3.1: Mặt cắt dọc của máy nén khí rotor cánh phẳng ПP-10 .................................65 Hình 3.2: Mặt cắt ngang của máy nén khí rotor cánh phẳng ПP-10 .............................65 Hình 3.3: Van nạp ..........................................................................................................66 Trang 5
Hình 3.4: Sơ đồ nguyên lý hoạt động của trạm máy nén khí ПP-10.............................67 Hình 3.5: Hệ thống điều chỉnh năng suất của máy nén khí ПP-10 ...............................68 Hình 3.6: Bình chứa khí nén của máy nén khí ПP-10 ...................................................69 Hình 3.7: Máy nén khí trục vít khô ...............................................................................70 Hình 3.8: Sự ăn khớp của 2 trục vít ...............................................................................71 Hình 4.1: Vỏ máy nén khí ly tâm kiểu ngang ...............................................................76 Hình 4. 2: Vỏ máy nén khí ly tâm kiểu ngang ..............................................................77 Hình 4.3: Các loại bánh công tác...................................................................................77 Hình 4.4: Màng ngăn của máy nén ly tâm.....................................................................78 Hình 4.5: Vòng đệm khuất khúc....................................................................................78 Hình 4. 6: Gom khí rò rỉ ................................................................................................78 Hình 4.7: Vòng đệm kín tiếp xúc cơ học .......................................................................79 Hình 4.8: Đệm màng lỏng .............................................................................................79 Hình 4.9: Ngăn cân bằng ...............................................................................................80 Hình 4.10: Hệ thống bôi trơn máy nén khí ly tâm.........................................................81 Hình 4.11: Làm mát vỏ máy nén khí ly tâm ..................................................................81 Hình 4.12: Làm mát khí nén ..........................................................................................82 Hình 4.13: Van xả và van bypass ..................................................................................82 Hình 4.14: Cơ cấu an toàn ở turbine hơi .......................................................................83 Hình 4.15: Đấu ghép máy nén khí ly tâm ......................................................................84 Hình 4.16: Dẫn động máy nén ly tâm bằng động cơ điện .............................................84 Hình 4.17: Kiểm tra phát hiện rò rỉ ...............................................................................94 Trang 6
GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN 1. Tên mô đun: Sửa chữa – Bảo dưỡng máy nén khí 2. Mã mô đun: MECM54108 3. Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của mô đun: 3.1. Vị trí: Là mô đun thuộc kỹ năng nghề của chương trình đào tạo. Mô đun “Bảo dưỡng, sửa chữa máy nén khí” là mô đun thực hành nghề, được bố trí học trước các môn học, mô đun chuyên ngành như: thực tập sản xuất, tiểu luận chuyên môn nghề…, và sau các môn học lý thuyết chuyên ngành 3.2. Tính chất: Mô đun Bảo dưỡng – Sửa chữa nén khí là mô đun chuyên ngành bắt buộc 3.3. Ý nghĩa và vai trò của mô đun: là môn học trang bị những kiến thức về bản về vận hành, bảo dưỡng và sửa chữa các máy nén khí được sử dụng trong hệ thống công nghệ của nhà máy, cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các loại máy nén khí thông dụng. Trang bị cho học viên những kiến thức về an toàn khi vận hành, bảo dưỡng và sửa chữa, kỹ năng phán đoán và xử lý những sự cố thông thường. Từ đó có thể lập được qui trình bảo dưỡng và sửa chữa các loại máy nén khí theo yêu cầu.. 4. Mục tiêu của mô đun: 4.1. Về kiến thức: A1.Trình bày được những khái niệm, những kiến thức cơ bản về máy nén khí. A2.Trình bày được cấu tạo và hoạt động của các loại máy nén khí thông dụng. A3.Đọc được các bản vẽ cấu tạo, nguyên lý và một số sơ đồ nguyên lý hoạt động của các hệ thống trên máy nén khí. 4.2. Về kỹ năng: B1.Tháo lắp thành thạo một số lọai máy nén khí thông dụng. B2.Kiểm tra, đánh giá được tình trạng kỹ thuật của các chi tiết máy. B3.Bảo dưỡng được một số thiết bị và hệ thống trên máy nén khí. B4Vận hành được một số lọai máy nén khí piston cỡ nhỏ và vừa. 4.3. Về năng lực tự chủ và trách nhiệm: C1.Rèn luyện tác phong làm việc khoa học, làm việc theo nhóm. C2Rèn luyện ý thức làm việc an toàn và vệ sinh công nghiệp. Trang 7
5. Nội dung của mô đun: 5.1. Chương trình khung Thời gian học tập (giờ) Trong đó Số Số Mã MH/MĐ Thực hành/ Kiểm Tên môn học, mô đun tín Tổng TT /HP thực tập/ tra chỉ số Lý thí nghiệm/ thuyết bài tập/ LT TH thảo luận Các môn học chung/đại I 23 465 180 260 17 8 cương 1 COMP64002 Giáo dục chính trị 4 75 41 29 5 0 2 COMP62004 Pháp luật 2 30 18 10 2 0 3 COMP62008 Giáo dục thể chất 2 60 5 51 0 4 Giáo dục quốc phòng và 4 COMP64010 4 75 36 35 2 2 An ninh 5 COMP63006 Tin học cơ bản 3 75 15 58 0 2 6 FORL66001 Tiếng anh 6 120 42 72 6 0 7 SAEN52001 An toàn vệ sinh lao động 2 30 23 5 2 0 Các môn học, mô đun II 77 1845 566 1202 39 38 chuyên môn ngành, nghề II.1 Môn học, mô đun cơ sở 18 330 190 122 14 4 8 MECM53001 Dung sai 3 45 42 0 3 0 9 MECM53002 Vật liệu cơ khí 3 45 42 0 3 0 10 MECM52003 Vẽ kỹ thuật 1 2 45 14 29 1 1 11 MECM64011 Cơ kỹ thuật 2 45 14 29 1 1 12 MECM62012 Vẽ kỹ thuật 2 2 45 14 29 1 1 13 ELEI53055 Điện kỹ thuật cơ bản 3 45 36 6 3 0 14 MECM63013 Autocad 3 60 28 29 2 1 Môn học, mô đun II.2 59 1515 376 1080 25 34 chuyên môn ngành, nghề 15 MECM53104 Gia công nguội cơ bản 3 75 14 58 1 2 16 MECM65014 Lò hơi và tua bin hơi 5 75 70 0 5 0 17 MECM62015 Nguyên lý - Chi tiết máy 2 45 14 29 1 1 Trang 8
Thời gian học tập (giờ) Trong đó Số Số Mã MH/MĐ Thực hành/ Kiểm Tên môn học, mô đun tín Tổng TT /HP thực tập/ tra chỉ số Lý thí nghiệm/ thuyết bài tập/ LT TH thảo luận 18 MECM64016 Kỹ thuật sửa chữa cơ khí 4 60 56 0 4 0 19 MECM54105 Gia công cắt gọt kim loại 1 4 120 6 110 0 4 Sửa chữa - Bảo dưỡng van 20 MECM55106 5 120 28 87 2 3 công nghiệp 1 Sửa chữa - Bảo dưỡng bơm 21 MECM53107 3 90 5 82 0 3 1 22 MECW53161 Kỹ thuật hàn cơ bản 3 75 14 58 1 2 Lò gia nhiệt và thiết bị trao 23 MECM65017 5 75 70 0 5 0 đổi nhiệt 24 MECM63118 Gia công cắt gọt kim loại 2 3 75 14 58 1 2 Sửa chữa - Bảo dưỡng van 25 MECM63119 3 75 14 58 1 2 công nghiệp 2 Sửa chữa - Bảo dưỡng bơm 26 MECM63120 3 75 14 58 1 2 2 Sửa chữa - Bảo dưỡng máy 27 MECM53108 3 90 5 82 0 3 nén khí 28 MECM62021 Thiết bị tách 2 30 28 0 2 0 Sửa chữa - Bảo dưỡng 29 MECM54109 4 120 6 110 0 4 động cơ đốt trong 30 MECM54210 Thực tập sản xuất 4 180 14 162 1 3 31 MECM63222 Khóa luận tốt nghiệp 3 135 4 128 0 3 Tổng cộng 100 2310 746 1462 56 46 5.2. Nội dung chi tiết Thời gian Số tt Tên các bài trong mô đun Tổng Lý Thực Kiểm tra số thuyết hành LT TH Bài mở đầu Bài 01: Khái niệm chung về máy nén khí 5 4 1 Trang 9
Thời gian Số tt Tên các bài trong mô đun Tổng Lý Thực Kiểm tra số thuyết hành LT TH và trạm máy nén khí 1.1. Phân loại máy nén khí 1.2. Trạm máy nén khí 1.3. Các loại máy nén khí Bài 02: Máy nén khí piston 55 53 2 2.1. Phân loại máy nén khí kiểu piston 2.2. Nguyên lý hoạt động của máy nén piston 2.3. Cấu tạo của máy nén khí piston 2.4 Vận hành máy nén khí piston và một số lưu ý cần thiết khi vận hành Tháo lắp, kiểm tra và bảo dưỡng máy nén 2.5 khí piston 1 cấp nén Tháo lắp, kiểm tra và bảo dưỡng máy nén 2.6 khí piston 2 cấp nén Bài 03: Máy nén khí rotor 15 13 2 3.1. Phân loại máy nén khí kiểu rotor 3.2. Máy nén rotor cánh phẳng 3.3 Máy nén khí rotor trục vít Bài 04: Máy nén khí ly tâm 15 13 2 4.1 Nguyên lý hoạt động của máy nén ly tâm 4.2 Cấu tạo của máy nén khí ly tâm 4.3. Vận hành máy nén khí ly tâm 4.4 Tháo lắp, kiểm tra và bảo dưỡng máy nén khí ly tâm Tổng cộng 90 4 82 1 3 6. Điều kiện thực hiện mô đun: 6.1. Phòng học Lý thuyết/Thực hành: Đáp ứng phòng học chuẩn 6.2. Trang thiết bị dạy học: Projetor, máy vi tính, bảng, phấn, các loại mô hình máy nén khí 6.3. Học liệu, dụng cụ, mô hình, phương tiện: Giáo trình, giáo án, tài liệu tham khảo, phiếu thực tập, quy trình thực hành,mô hình học tập,… 6.4. Các điều kiện khác: Người học tìm hiểu thực tế về máy nén khí tại doanh nghiệp. 7. Nội dung và phương pháp đánh giá: Trang 10
7.1. Nội dung: - Kiến thức: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kiến thức - Kỹ năng: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kỹ năng. - Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Trong quá trình học tập, người học cần: + Nghiên cứu bài trước khi đến lớp. + Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập. + Tham gia đầy đủ thời lượng môn học. + Nghiêm túc trong quá trình học tập. 7.2. Phương pháp: Người học được đánh giá tích lũy môn học như sau: 7.2.1. Cách đánh giá - Áp dụng quy chế đào tạo Cao đẳng hệ chính quy ban hành kèm theo Thông tư số 09/2017/TT-LĐTBXH, ngày 13/3/2017 của Bộ trưởng Bộ Lao động – Thương binh và Xã hội. - Hướng dẫn thực hiện quy chế đào tạo áp dụng tại Trường Cao đẳng Dầu Khí. Điểm đánh giá Trọng số + Điểm kiểm tra thường xuyên (Hệ số 1) 40% + Điểm kiểm tra định kỳ (Hệ số 2) + Điểm thi kết thúc môn học 60% 7.2.2. Phương pháp đánh giá Phương pháp Phương pháp Hình thức Chuẩn đầu ra Số Thời điểm đánh giá tổ chức kiểm tra đánh giá cột kiểm tra Thường xuyên Viết/ Tự luận/ A1, A2, A3, 1 Sau 15 giờ. Thuyết trình Trắc nghiệm/ B1, B2, B3, Báo cáo C1, C2 Định kỳ Viết/ Tự luận/ A4, B4, C2 1 Sau 45 giờ Thuyết trình Trắc nghiệm/ Báo cáo Kết thúc môn Viết Tự luận và A1, A2, A3, A4, A5, 1 Sau 120 học trắc nghiệm B1, B2, B3, B4, B5, giờ C1, C2 7.2.3. Cách tính điểm Trang 11
- Điểm đánh giá thành phần và điểm thi kết thúc môn học được chấm theo thang điểm 10 (từ 0 đến 10), làm tròn đến một chữ số thập phân. - Điểm môn học là tổng điểm của tất cả điểm đánh giá thành phần của môn học nhân với trọng số tương ứng. Điểm môn học theo thang điểm 10 làm tròn đến một chữ số thập phân, sau đó được quy đổi sang điểm chữ và điểm số theo thang điểm 4 theo quy định của Bộ Lao động Thương binh và Xã hội về đào tạo theo tín chỉ. 8. Hướng dẫn thực hiện mô đun 8.1. Phạm vi, đối tượng áp dụng: Cao đẳng nghề SCTBCBDK 8.2. Phương pháp giảng dạy, học tập mô đun 8.2.1. Đối với người dạy * Lý thuyết: Áp dụng phương pháp dạy học tích cực bao gồm: thuyết trình ngắn, nêu vấn đề, hướng dẫn đọc tài liệu, bài tập tình huống, câu hỏi thảo luận…. * Bài tập: Phân chia nhóm nhỏ thực hiện bài tập theo nội dung đề ra. * Thảo luận: Phân chia nhóm nhỏ thảo luận theo nội dung đề ra. * Hướng dẫn tự học theo nhóm: Nhóm trưởng phân công các thành viên trong nhóm tìm hiểu, nghiên cứu theo yêu cầu nội dung trong bài học, cả nhóm thảo luận, trình bày nội dung, ghi chép và viết báo cáo nhóm. 8.2.2. Đối với người học: Người học phải thực hiện các nhiệm vụ như sau: - Nghiên cứu kỹ bài học tại nhà trước khi đến lớp. Các tài liệu tham khảo sẽ được cung cấp nguồn trước khi người học vào học môn học này (trang web, thư viện, tài liệu...) - Tham dự tối thiểu 70% các buổi giảng lý thuyết, 100% bài giảng thực hành. Nếu người học vắng >30% số tiết lý thuyết phải học lại môn học mới được tham dự kì thi lần sau. - Tự học và thảo luận nhóm: là một phương pháp học tập kết hợp giữa làm việc theo nhóm và làm việc cá nhân. Một nhóm gồm 8-10 người học sẽ được cung cấp chủ đề thảo luận trước khi học lý thuyết, thực hành. Mỗi người học sẽ chịu trách nhiệm về 1 hoặc một số nội dung trong chủ đề mà nhóm đã phân công để phát triển và hoàn thiện tốt nhất toàn bộ chủ đề thảo luận của nhóm. - Tham dự đủ các bài kiểm tra thường xuyên, định kỳ. - Tham dự thi kết thúc môn học. - Chủ động tổ chức thực hiện giờ tự học 9. Tài liệu cần tham khảo: [1]. Giáo trình máy nén khí – ĐHQG [2]. Giáo trình Bơm – Quạt - Máy nén khí – ĐH. BKHN. Trang 12
BÀI 1: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY NÉN KHÍ VÀ TRẠM MÁY NÉN KHÍ ❖ GIỚI THIỆU BÀI 1 Bài 1 là bài giới thiệu khái niệm chung máy nén khí và trạm máy nén khí. ❖ MỤC TIÊU BÀI 1 Sau khi học xong bài này, người học có khả năng: ➢ Về kiến thức: - Hiểu được cách phân loại máy nén khí và trạm máy nén khí. - Hiểu được nguyên lý hoạt động của máy nén khí kiểu piston. - Hiểu được nguyên lý hoạt động của máy nén khí ly tâm. - Hiểu được nguyên lý hoạt động của máy nén khí kiểu rotor. ➢ Về kỹ năng: ➢ Về năng lực tự chủ và trách nhiệm: - Tuân thủ nội quy, quy định nơi làm việc. - Rèn luyện tác phong làm việc khoa học, làm việc theo nhóm. - Rèn luyện ý thức làm việc an toàn và vệ sinh công nghiệp. ❖ PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY VÀ HỌC TẬP BÀI 1 - Đối với người dạy: sử dụng phương pháp giảng giảng dạy tích cực (diễn giảng, vấn đáp, dạy học theo vấn đề); yêu cầu người học thực hiện câu hỏi thảo luận và bài tập bài 1 (cá nhân hoặc nhóm). - Đối với người học: chủ động đọc trước giáo trình (bài 1) trước buổi học; hoàn thành đầy đủ câu hỏi thảo luận và bài tập tình huống bài 1 theo cá nhân hoặc nhóm và nộp lại cho người dạy đúng thời gian quy định. ❖ ĐIỀU KIỆN THỰC HIỆN BÀI 1 - Phòng học chuyên môn hóa/nhà xưởng: Xưởng thiết bị tĩnh và động - Trang thiết bị máy móc: Máy chiếu và các thiết bị dạy học khác, mô hình các loại máy nén khí - Học liệu, dụng cụ, nguyên vật liệu: Bài giảng môn học, giáo trình, tài liệu tham khảo, giáo án, phiếu học tập, quy trình thực hành, phim ảnh, và các tài liệu liên quan. - Các điều kiện khác: Không có ❖ KIỂM TRA VÀ ĐÁNH GIÁ BÀI 1 - Nội dung: ✓ Kiến thức: Kiểm tra và đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kiến thức ✓ Kỹ năng: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kĩ năng. ✓ Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Trong quá trình học tập, người học cần: + Nghiên cứu bài trước khi đến lớp Trang 13
+ Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập. + Tham gia đầy đủ thời lượng môn học. + Nghiêm túc trong quá trình học tập. - Phương pháp: ✓ Điểm kiểm tra thường xuyên: 1 điểm kiểm tra (hình thức: hỏi miệng) ✓ Kiểm tra định kỳ: không ❖ NỘI DUNG BÀI 1 1.1. PHÂN LOẠI MÁY NÉN KHÍ 1.1.1. Dựa vào cấu tạo Dựa vào cấu tạo máy nén khí được phân làm các loại sau: - Máy nén khí kiểu piston. - Máy nén khí kiểu rotor. - Máy nén khí kiểu ly tâm. - Máy nén khí hướng trục 1.1.2. Dựa theo nguyên lý nén khí Dựa vào nguyên lý nén khí máy nén khí được phân làm 2 loại: - Máy nén khí hoạt động theo nguyên tắc biến đổi động năng: với loại này khí được truyền với một vận tốc lớn và được nén nhờ sự biến đổi động năng của dòng khí chuyển động thành công nén. ( Máy nén khí kiểu ly tâm ). - Máy nén khí hoạt động theo nguyên tắc giảm thể tích chứa: với loại này khí lấy từ không gian có áp suất nhỏ đưa vào một không gian kín ( không gian công tác ) sau đó được nén và tăng áp suất do thể tích giảm ( máy nén khí kiểu piston và máy nén khí kiểu rotor ). 1.1.3. Dựa vào áp suất khí nén Dựa vào trị số áp suất được phân làm 4 loại: - Máy nén khí áp suất thấp: là những máy nén khí dùng để nén khí với áp suất từ 210 kg/cm2. - Máy nén khí áp suất trung bình : là những máy nén khí dùng để nén khí với áp suất từ 10100 kg /cm2. - Máy nén khí áp suất cao: là những máy nén khí dùng để nén khí với áp suất từ 1001000 kg/cm2. - Máy nén khí siêu cao: là những máy nén khí dùng để nén khí với áp suất lớn hơn 1000 kg/cm2. 1.1.4. Dựa vào phương án dẫn động - Máy nén khí dẫn động bằng động cơ đốt trong ( động cơ xăng, động cơ diesel ). - Máy nén khí dẫn động bằng động cơ điện ( động cơ điện 1 pha, 3 pha ). - Máy nén khí dẫn động bằng turbine hơi, turbine khí. Trang 14
1.1.5. Dựa vào năng suất - Máy nén khí năng suất thấp : từ 0,04 -10m3/phút. - Máy nén khí năng suất trung bình : 10 -100m3/phút. - Máy nén khí năng suất cao : từ 100 m3/ phút trở lên. 1.1.6. Dựa theo cấp số nén Dựa vào cấp số nén, máy nén khí được phân ra các loại sau: MNK 1 cấp, MNK 2 cấp, MNK 3 cấp,…………MNK n cấp. 1.1.7. Trạm máy nén khí Một trạm máy nén khí gồm có một hoặc nhiều máy nén khí, dẫn động có thể bằng động cơ điện, có thể bằng động cơ diesel, turbine hơi, turbine khí. Trong trạm máy nén khí có bình chứa khí nén, các đồng hồ kiểm tra hoạt động của trạm, các đường ống dẫn khí. - Trạm máy nén khí di động là trạm MNK lắp trên khung di động. - Nếu lắp trên bệ máy cố định thì gọi là trạm MNK cố định. Cũng có loại trạm máy nén khí di động được lắp ở các xe kéo trên đường sắt để phục vụ công việc xây dụng các đường hầm và xây dụng đường sắt khác. Ở những nơi giao thông trắc trở người ta thường dùng trạm máy nén khí tự hành đặt trên các máy kéo bánh xích. Các trạm máy nén khí cáo năng suất thấp ( dưới 10m3/ph ) và áp suất thấp ( dưới 10kG/cm2 ) thường là các trạm di động , chủ yếu được dùng trong xây dựng. Các trạm máy nén khí có năng suất lớn hơn thường là các trạm máy nén khí cố định. Trên các trạm máy nén khí di động thường đặt các các loại máy nén khí piston và roto. Các trạm máy nén khí cố định thường đặt các máy nén khí ly tâm, hướng trục, roto trục vít. Những trạm máy nén khí nhỏ có năng suất dưới 0,75 m3/ph thường được sử dụng để cung cấp khí nén cho hệ thống điều khiển bằng khí nén trên các máy xây dựng ( máy xúc, máy cẩu…) chúng thường được dẫn động bằng chính động cơ của máy xây dựng. Những trạm này cũng được dùng để cấp khí nén cho những dụng cụ cầm tay hoạt động bẳng khí nén cỡ nhỏ. Những trạm máy nén khí có năng suất từ 1,5 đến 10m3/ph với áp suất khí nén từ 3 đến 10kG/cm2 , dẫn động bằng động cơ đốt trong được sử dụng rộng rãi trong ngành xây dụng và khai thác quặng. Chúng cung cấp khí né cho các máy khoan, máy đầm bê tong, máy phá bê tông… chúng thường được lắp trên các khung di động 2 hoặc 4 bành lốp. Ở những nơi có các thiết bị tiêu thụ khí nén với khối lượng lớn, không thay đổi vị trí hoặc ít thay đổi vị trí thì không nên sử dụng các trạm máy nén khí di động mà nên xây dụng các trạm máy nén khí cố định có năng suất lớn, như vậy sẽ đạt hiệu quả kinh tế hơn vì giá thành khí nén rẻ hơn. 1.2. MÁY NÉN KHÍ KIỂU PISTON 1.2.1. Sơ đồ nguyên lý máy nén khí piston một chiều, một cấp nén Trang 15
Hình 1.1: Nguyên lý của máy nén khí piston 1 chiều một cấp nén kiểu xi lanh nằm ngang Loại không có con trượt b. Loại có con trượt 1. Xi lanh, 2. Piston, 3. Cần đẩy, 4. Con trượt, 5. Thanh truyền, 6.Tay quay, 7.Van nạp, 8. Van xả ( Hình 1-1 ) trình bày sơ đồ nguyên lý cấu tạo và hoạt động của máy nén khí piston đơn giản nhất. Nó gồm 1 piston, một đầu xilanh hở, đầu kia được đậy nắp. Trong nắp có đặt các van nạp và xả. Piston chuyển động tịnh tiến qua lại nhờ được nối với cơ cấu thanh truyền - tay quay. 1.2.2. Nguyên lý hoạt động Khi piston đi sang phải thể tích trong xi lanh tăng dần, áp suất giảm, van nạp mở ra, không khí ở bên ngoài đi vào trong xi lanh, thực hiện quá trình nạp khí. Khi piston đi sang trái, không khí trong xi lanh được nén lại, áp suất tăng dần, van nạp đóng, đến khi áp suất tăng lớn hơn sức căng lò xo ( van xả ) van xả tự động mở, khí nén sẽ qua van xả theo đường ống đến bình chứa khí nén kết thúc một chu kỳ làm việc. Sau đó các quá trình được lặp lại, cứ như vậy máy nén khí hoạt động để cung cấp khí nén. Trang 16
Hình 1.2: Hoạt động của máy nén khí piston kiểu xi lanh đứng 1.2.3. Máy nén khí kiểu piston 2 chiều, một cấp nén (Hình 1-3) trình bày sơ đồ máy nén khí piston 2 chiều một cấp, trong đó cả 2 đầu xilanh đều được làm kín và có lắp van nạp, van xả. Chuyển động của piston đồng thời thực hiện 2 quá trình nạp khí ỏ phần xilanh này và xả khí ở phần xi lanh kia. Khi piston đi xuống, thể tích phần không gian phía trên piston lớn dần, áp suất giảm xuống van nạp số 7 mở ra không khí được nạp vào phía trên piston. Đồng thời khi piston đi xuống, thể tích dưới piston giảm, p tăng van xả số 8 mở ra, khí theo đường ống qua bình chứa. Khi piston đi lên không gian phía dưới piston lớn dần, p giảm van nạp số 7 mở ra, không khí được nạp vào xi lanh, đồng thời thể tích phía trên piston nhỏ dần, áp suất tăng, van xả số 8 mở ra, khí nén phía trên piston được nén đẩy vào bình chứa. Cứ như vậy máy nén khí piston hoạt động để cung cấp khí nén. Phớt số 9 có tác dụng làm kín để không cho khí lọt ra ngoài. 1. Xilanh; 2. Piston; 3. Cần đẩy; 4. Con trượt; 5. Thanh truyền; 6. Tay quay; 7. Van nạp; 8. Van xả; 9. phớt Hình 1. 3: Nguyên lý máy nén khí piston 2 chiều 1 cấp Trang 17
1.2.4. Ưu nhược điểm của máy nén khí kiểu piston a. Ưu điểm Kết cấu gọn, trọng lượng máy nhỏ, chiếm diện tích lắp đặt không lớn, tiện lợi khi tháo lắp các cụm chi tiết, có thể tạo ra áp suất lớn từ ( 2-1000 kg/cm2 ) và có thể lớn hơn nữa. Do vậy máy nén khí kiểu piston trong thực tế sử dụng rộng rãi. b. Nhược điểm Do có các khối lượng tịnh tiến qua lại nên máy nén khí piston hoạt động không cân bằng, làm việc còn khá ồn và rung động. Khí nén cung cấp không được liên tục, do đó phải có bình chứa khí nén đi kèm. 1.3. MÁY NÉN KHÍ KIỂU ROTOR Theo cấu tạo, máy nén khí rotor được chia thành 3 loại: rotor cánh phẳng, rotor cánh lồi và rotor trục vít. 1.3.1. Máy nén khí rotor cánh phẳng ( Hình 1-4 ) trình bày sơ đồ nguyên lý cấu tạo và hoạt động của máy nén khí rotor cánh phẳng. Hình 1.4: Nguyên lý cấu tạo và hoạt động của máy nén khí rotor cánh phẳng 1. Đầu nối ống nạp; 2. vỏ; 3. Áo nước; 4. Rotor Vỏ 2 của máy là một xi lanh nằm ngang. Nước làm mát chứa khoang 3. Hai phía 5. cánh; 6. cửa xả. đầu xi lanh có nắp đậy trong đó đặt ổ đỡ của rotor 4. Đường tâm trục rotor và tâm xi lanh đặt lệch nhau một khoảng cách e. Trên thân rotor có xẻ các rãnh để lắp các cánh phẳng số 5. Khi rotor quay, nhờ lực ly tâm, các cánh 5 ép sát vào thành xi lanh và trượt trên nó. Giữa 2 cánh kế tiếp nhau là một khoảng không gian tương đối kín. Thể tích của khoảng không gian ấy thay đổi trong quá trình rotor quay. Trên hình vẽ, không gian A được đóng kín sau khi lấy khí từ miệng ống nạp. Trong không gian B diễn ra quá trình nén khí. Khí đã tăng áp được đẩy vào của xả 6. Quá trình nạp và xả được diễn ra liên tục tạo thành dòng khí nén. Trang 18
1.3.2. Máy nén khí rotor cánh lồi Máy nén khí rotor cánh lồi gồ có 2 loại - Máy nén khí rotor 2 cánh lồi - Máy nén khí rotor 3 cánh xoắn Khi hoạt động 2 rotor quay ngược chiều nhau, khí được nạp vào cửa nạp 1 và đẩy qua cửa xả 6. Hình 1.5: Nguyên lý cấu tạo, hoạt động của máy nén khí rotor cánh lồi a. Rotor 2 cánh lồi; b. Rotor 3 cánh xoắn 1. Đầu nối ống nạp; 2. Vỏ; 3. Rotor; 4. Trục rotor; 5. Bánh răng; 6. Đầu nối ống xả 1.4. MÁY NÉN KHÍ ROTOR TRỤC VÍT Máy nén khí rotor trục vít gồm 2 trục vít lắp song song với nhau trong cùng một vỏ. Đầu 2 trục vít có 2 bánh răng ăn khớp với nhau để truyền chuyển động quay từ trục chủ động sang trục bị động. Trong quá trình rotor quay, khí được nạp vào không gian giới hạn bởi các bề mặt của vỏ và các bề mặt của các răng vít. Sau đó các răng vít đẩy di chuyển dọc trục. Trong khi di chuyển dọc trục, do cấu tạo của các răng vít rotor, thể tích chứa khí giảm dần nên khí được nén theo nguyên lý như máy nén khí piston. Khi đi hết chiều dài rotor, khí được đẩy ra cửa xả. Trang 19
Hình 1.6: Nguyên lý máy nén khí rotor trục vít * Ưu điểm của máy nén khí rotor - Do không có các khối lượng chuyển động tịnh tiến qua lại nên máy có thể làm việc với tốc độ cao mà vẫn đảm bảo khả năng cân bằng ổn định, có thề nối máy trực tiếp với động cơ điện. - Các quá tình nạp và xả diễn ra liên tục nên không cần trang bị bình chứa khí nén. - Có độ tin cậy cao * Nhược điểm. - Do có khe hở giữa cánh với vỏ và với rãnh rotor nên không tạo được áp suất lớn. Chúng thường được chế tạo với áp suất không vượt qúa 10kg/cm2 đối với máy rotor cánh phẳng và rotor trục vít, không vựot quá 2 kg/cm2 đối với máy rotor cánh lồi. - Chế tạo và sửa chữa phức tạp. 1.5. MÁY NÉN KHÍ KIỂU LY TÂM (Hình 1-7) Trình bày sơ đồ nguyên lý của các máy nén ly tâm điển hình nhất. Đây là một máy nén khí ly tâm 1 cấp. Khí đi vào cửa nạp và được hướng vào cánh cong của bánh công tác quay với tốc độ lớn. Dưới tác dụng của lực ly tâm, dòng khí trong các rãnh của bánh công tác được tăng tốc và chuyển động hướng xa tâm trục quay. Khi đến cửa xả, dòng khí qua thiết bị định hướng. Khí qua thiết bị định hướng ở cửa xả và đi vào khoang ở vỏ máy theo đường xoán ốc, do tiết diện dòng khí đi qua tăng dần nên khí giảm dần tốc độ, động năng của dòng khí biến đổi thành công nén, áp suất và nhiệt độ khí tăng lên. Trang 20