Giáo trình Vận hành bơm (Nghề: Vận hành thiết bị khai thác dầu khí - Trung cấp) - Trường Cao Đẳng Dầu Khí

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:72

Thêm vào BST

Báo xấu

15
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình Vận hành bơm được biên soạn với mục tiêu nhằm giúp sinh viên trình bày được khái niệm, phân loại, cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bơm ly tâm, bơm piston. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Vận hành bơm (Nghề: Vận hành thiết bị khai thác dầu khí - Trung cấp) - Trường Cao Đẳng Dầu Khí

TẬP ĐOÀN DẦU KHÍ VIỆT NAM TRƯỜNG CAO ĐẲNG DẦU KHÍ  GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN: VẬN HÀNH BƠM NGHỀ: VẬN HÀNH THIẾT BỊ KHAI THÁC DẦU KHÍ TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP (Ban hành kèm theo Quyết định số: 210/QĐ-CĐDK ngày 01 tháng 3 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 1
LỜI GIỚI THIỆU Để phục vụ cho công tác giảng dạy của giáo viên cũng như việc học tập của học sinh trong khoa Dầu khí, chúng tôi đã tham khảo nhiều tài liệu của các tác giả trong và ngoài nước biên soạn nên giáo trình “Vận hành Máy thủy khí I”. Giáo trình được dùng cho các giáo viên trong khoa làm tài liệu chính thức giảng dạy cho học sinh nghề Vận hành thiết bị chế biến dầu khí. Nội dung giáo trình đề cập một cách hệ thống các kiến thức cơ bản nhất về cấu tạo, nguyên lý hoạt động và giúp học sinh thao tác thành thạo trong vận hành, bảo dưỡng các loại bơm, máy nén khí. Cụ thể bao gồm các bài sau: • Bài 1: Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bơm ly tâm • Bài 2: Quy trình vận hành và bảo dưỡng bơm ly tâm • Bài 3: Thực tập vận hành và bảo dưỡng bơm ly tâm • Bài 4 : Cấu tạo và nguyên hoạt động của máy nén piston • Bài 5: Vận hành và bảo dưỡng máy nén khí piston Xin chân thành cảm ơn các giáo viên Khoa dầu khí của trường Cao đẳng Dầu khí đã giúp đỡ tôi hoàn thành giáo trình này. Trân trọng cảm ơn./. Bà rịa - Vũng Tàu, tháng 3 năm 2022 Tham gia biên soạn 1. Chủ biên: Ks. Lý Tòng Bá 2. Ks. Vũ Xuân Thạch 3. Ks. Bùi Đức Sơn Trang 2
MỤC LỤC MỤC LỤC ......................................................................................................................3 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ .......................................................................................5 DANH MỤC CÁC BẢNG.............................................................................................7 GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN ...............................................................................................8 BÀI 1. CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA BƠM ..........................14 1.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ BƠM LY TÂM ............................................................15 1.1.1. Định nghĩa bơm ly tâm .............................................................................15 1.1.2. Những ưu điểm, nhược điểm của bơm ly tâm ..........................................15 1.1.3. Phân loại bơm ly tâm ................................................................................15 1.1.4. Các thông số cơ bản của bơm ly tâm .......................................................18 1.2. CẤU TẠO BƠM LY TÂM .....................................................................................20 1.3. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA BƠM LY TÂM ..............................................26 BÀI 2. QUY TRÌNH VẬN HÀNH VÀ BẢO DƯỠNG BƠM .................................50 2.1. QUY TRÌNH VẬN HÀNH BƠM LY TÂM .......................................................51 2.1.1. Kiểm tra trước khi vận hành ................................................................51 2.1.2. Mồi bơm ..............................................................................................51 2.1.3. Khởi động ............................................................................................53 2.1.4. Ngừng hoạt động .................................................................................54 2.2. QUY TRÌNH BẢO DƯỠNG BƠM LY TÂM ....................................................54 2.2.1. Đối với phần ngoài ..............................................................................54 2.2.2. Đối với phần trong bơm.......................................................................54 2.3. CÁC HƯ HỎNG THƯỜNG GẶP TRONG QUÁ TRÌNH VẬN HÀNH BƠM LY TÂM 55 2.3.1. Lưu lượng và áp suất đầu ra thấp ........................................................55 2.3.2. Bơm không có lưu lượng .....................................................................55 2.3.3. Sau khi khởi động vấn đề mồi bơm mất tác dụng ...............................55 2.3.4. Hộp làm kín bị rò quá nhiều ................................................................56 2.3.5. Bơm tiêu hao công suất qúa lớn ..........................................................56 2.3.6. Bơm bị chấn động và có tiếng khua gõ ...............................................56 2.3.7. Hiện tượng mất dần công suất của máy bơm ......................................57 Trang 3
2.3.8. Hiện tượng khởi động lại bơm nhưng năng suất vẫn ở mức bình thường 57 2.3.9. Bơm liên tục bị mất đường hút ............................................................57 2.3.10. Hiện tượng xâm thực trong bơm ly tâm ..............................................57 BÀI 3. VẬN HÀNH VÀ BẢO DƯỠNG BƠM .........................................................59 3.1. KHỞI ĐỘNG HỆ THỐNG BƠM LY TÂM ...........................................................60 3.2. DỪNG HỆ THỐNG BƠM LY TÂM ......................................................................60 3.3. GHÉP BƠM NỐI TIẾP ...........................................................................................60 3.4. GHÉP BƠM SONG SONG.....................................................................................62 3.5. CHUYỂN BƠM LY TÂM ......................................................................................63 3.6. BẢO DƯỠNG BƠM LY TÂM...............................................................................64 3.6.1. Quy trình tháo bơm ..................................................................................64 3.6.2. Quy trình lắp bơm ....................................................................................64 3.6.3. Quy trình kiểm tra và sửa chữa bơm ........................................................64 TÀI LIỆU THAM KHẢO...........................................................................................71 Trang 4
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1. Bơm ly tâm một cấp ......................................................................................16 Hình 1.2. Bơm ly tâm bốn cấp.......................................................................................17 Hình 1.3. Bơm ly tâm hai miệng hút .............................................................................17 Hình 1.4. Bơm ly tâm trục ngang ..................................................................................18 Hình 1.5. Bơm ly tâm trục đứng ....................................................................................18 Hình 1.6. Cấu tạo bơm ly tâm .......................................................................................20 Hình 1.7. Bánh công tác trong bơm ly tâm ...................................................................21 Hình 1.8. Các dạng bánh công tác .................................................................................21 Hình 1.9. Vỏ bơm hình tròn ..........................................................................................22 Hình 1.10. Vòng bù độ mòn ..........................................................................................23 Hình 1.11. Hộp làm kín .................................................................................................23 Hình 1.12. Vòng bôi trơn...............................................................................................24 Hình 1.13. Đệm cơ học ..................................................................................................25 Hình 1.14. Kiểu khác vòng đệm cơ học ........................................................................25 Hình 1.15. Vòng bi chống chuyển động ngang .............................................................26 Hình 1.16. Bôi trơn làm mát ổ bi...................................................................................26 Hình 1.17. Sơ đồ nguyên lý hoạt động của bơm ly tâm ................................................27 Hình 1.18. Nguyên lý hoạt động bơm ly tâm ................................................................27 Hình 1.19. Vỏ bơm xoắn ốc có tiết diện thay đổi..........................................................28 Hình 1.20. Ống hút được lắp tại điểm cuối của bơm và ống đẩy được lắp vào đỉnh của bơm ................................................................................................................................28 Hình 1.21. Ống hút và ống đẩy được lắp vào hai bên của bơm ....................................29 Hình 1.22. Các thành phần vận tốc của tam giác vận tốc..............................................30 Hình 1.23. Tam giác vận tốc ở cửa vào bánh công tác .................................................30 Hình 1.24. Phân bố vận tốc trong máng dẫn .................................................................31 Hình 1.25. Lưu lượng chất lỏng trong bánh công tác....................................................32 Hình 1.26. Các dạng bánh công tác ứng với các góc β2 ................................................34 Hình 1.27. Đường đặc tính thực nghiệm của bơm ly tâm .............................................35 Hình 1.28. Đường đặc tính tổng hợp của bơm ly tâm ...................................................36 Hình 1.29. Điểm làm việc của bơm ...............................................................................37 Hình 1.30. Điều chỉnh bơm bằng khoá..........................................................................38 Trang 5
Hình 1.31. Điều chỉnh bơm bằng cách thay đổi số vòng quay ......................................39 Hình 1.32. Điều chỉnh bơm bằng cách gọt bánh xe công tác ........................................40 Hình 1.33. Khu vực điều chỉnh bơm .............................................................................40 Hình 1.34. Ghép song song hai bơm ly tâm ..................................................................42 Hình 1.35. Ghép nối tiếp hai bơm ly tâm ......................................................................43 Hình 1.36. Lực hướng trục trong bơm ly tâm ...............................................................44 Hình 1.37. Bơm 2 miệng hút .........................................................................................46 Hình 1.38. Cấu tạo vành lót kín thứ hai ........................................................................46 Hình 1.39. Bố trí bánh công tác đối xứng .....................................................................47 Hình 1.40. Piston cân bằng ............................................................................................47 Hình 1.41. Đĩa cân bằng ................................................................................................48 Hình 2.1. Bề mặt chất lỏng ở nguồn cung cấp cao hơn bơm ........................................52 Hình 2.2. Dùng hệ thống chân không ............................................................................52 Hình 2.3. Lắp đặt van một chiều ở ống hút ...................................................................52 Hình 2.4. Bơm có đường ống hồi lưu ............................................................................53 Hình 2.5. Kiểu khác ống hồi lưu ...................................................................................54 Hình 2.6. Hiện tượng các bọt khí bị ngưng tụ ...............................................................58 Hình 3.1. Sơ PFD đồ hệ thống bơm ly tâm phục vụ công tác ghép bơm, chuyển bơm 62 Trang 6
DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1. Quan hệ tương tự trong một bơm ly tâm ......................................................33 Trang 7
GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN 1. Tên mô đun: Vận hành Bơm 2. Mã mô đun: PETP54153 3. Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của mô đun: 3.1. Vị trí: Là mô đun thuộc nghề vận hành thiết bị khai thác dầu khí của chương trình đào tạo. Môn đun này được dạy trước mô đun vận hành máy nén và sau các môn học, mô đun như: vận hàn van; thiết bị hoàn thiện giếng khai thác. 3.2. Tính chất: Mô đun này trang bị những kiến thức, kỹ năng vận hành bơm và bảo dưỡng bơm cho HSSV. 3.3. Ý nghĩa và vai trò của mô đun: Là mô đun bắt buộc, giúp học sinh, sinh viên thao tác thành thạo trong vận hành bơm 4. Mục tiêu của mô đun: 4.1. Về kiến thức: A1. Trình bày được khái niệm, phân loại, cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bơm ly tâm, bơm piston 4.2 . Về kỹ năng: B1. Vận hành và bảo dưỡng được bơm; B2. Phát hiện và xử lý được sự cố về bơm.. 4.3 . Về năng lực tự chủ và trách nhiệm: C1. Tuân thủ tuyệt đối các qui định về an toàn, pccc, nội quy phòng học/xưởng thực hành và quy chế của nhà trường. C2. Tuân thủ các qui trình vận hành các thiết bị cơ khí, điện, tự động hóa có liên quan. C3. Xác định được công việc phải thực hiện, hoàn thành các công việc theo yêu cầu, không để xảy ra sự cố, hư hỏng đối với hệ thống thiết bị. 5. Nội dung của mô đun 5.1. Chương trình khung Mã Thời gian đào tạo (giờ) Tên môn học, mô đun MH/MĐ/HP Trong đó Trang 8
Thực Số hành/ Thi/ Tổng Lý tín thí nghiệm/ Kiểm tra số thuyết chỉ bài tập/ thảo luận LT TH I Các môn học chung/ đại cương 14 285 117 153 10 5 COMP52001 Giáo dục chính trị 2 30 15 13 2 0 COMP51003 Pháp luật 1 15 9 5 1 0 COMP51007 Giáo dục thể chất 1 30 4 24 0 2 COMP52009 Giáo dục quốc phòng và An ninh 2 45 21 21 1 2 COMP52005 Tin học 2 45 15 29 0 1 FORL54002 Tiếng Anh 4 90 30 56 4 0 SAEN52001 An toàn vệ sinh lao động 2 30 23 5 2 0 Các môn học, mô đun chuyên II. 39 1005 220 740 15 30 môn ngành, nghề II.1. Môn học, mô đun kỹ thuật cơ sở 7 135 65 63 5 2 MECM52003 Vẽ kỹ thuật - 1 2 45 15 28 1 1 ELEO53012 Điện kỹ thuật cơ bản 3 45 36 6 3 0 AUTM52111 Cơ sở điều khiển quá trình 2 45 14 29 1 1 Môn học, mô đun chuyên môn II.2. 32 870 155 677 10 28 ngành, nghề PETD53034 Cơ sở khai thác 3 45 42 0 3 0 PETP53151 Vận hành van 3 75 14 58 1 2 Thiết bị hoàn thiện giếng khai PETP53152 3 75 14 58 1 2 thác PETP54153 Vận hành Bơm 4 105 14 87 1 3 PETP53154 Vận hành máy nén 3 75 14 58 1 2 PETP54155 Vận hành thiết bị tách dầu khí 4 105 14 87 1 3 Hệ thống thu gom và vận chuyển PETP53157 3 75 14 58 1 2 dầu khí Vận hành hệ thống khai thác dầu PETP55159 5 135 14 116 1 4 khí trên mô hình 1 PETP54261 Thực tập sản xuất 4 180 15 155 0 10 Tổng cộng 53 1290 337 893 25 35 5.2. Chương trình chi tiết mô đun Thời gian (giờ) Thực hành, Số TT Tên các bài trong mô đun Tổng Lý thí nghiệm, Kiểm tra số thuyết thảo luận, bài tập LT TH Trang 9
Bài 1: Cấu tạo và nguyên lý hoạt 1 12 12 0 0 0 động của bơm 1. Giới thiệu chung 2 2 2. Cấu tạo 5 5 3. Nguyên lý hoạt động 5 5 Bài 2: Quy trình vận hành và bảo 2 3 2 0 1 0 dưỡng bơm 1.Vận hành bơm 1 1 2.Bảo dưỡng bơm 0.5 0.5 3.Các hư hỏng thường gặp trong 1.5 0.5 1 quá trình vận hành bơm Bài 3: Vận hành và bảo dưỡng 3 90 0 87 0 3 bơm 1.Khởi động hệ thống bơm ly tâm 15 15 2.Dừng hoạt động hệ thống bơm ly 15 14 1 tâm 3.Ghép bơm ly tâm nối tiếp 15 15 4.Ghép bơm ly tâm song song 15 14 1 5.Chuyển bơm ly tâm 15 15 6.Bảo dưỡng bơm 15 14 1 Cộng 105 14 87 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 6.3. Học liệu, dụng cụ, mô hình, phương tiện: Giáo trình, mô hình học tập,… 6.4. Các điều kiện khác: không có 7. Nội dung và phương pháp đánh giá: 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. Trang 10
+ Tham gia đầy đủ thời lượng mô đun. + Nghiêm túc trong quá trình học tập. 7.2. Phương pháp: Người học được đánh giá tích lũy mô đun 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 như sau: 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 mô đun 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, C1 1 Sau 08 giờ. Thuyết trình Trắc nghiệm Định kỳ Viết/ Tự luận/ A1, B1, B2, C1, 1 Sau 30 giờ C2, C3 Thuyết trình và Trắc nghiệm Thực hành và Thực hành Kết thúc mô Viết/ Thuyết Tự luận/ A1, B1, B2, C1, C2, 1 Sau 105 đun trình và Thực Trắc nghiệm C3 giờ hành và Thực hành 7.2.3. Cách tính điểm - Điểm đánh giá thành phần và điểm thi kết thúc mô đun được chấm theo thang điểm 10 (từ 0 đến 10), làm tròn đến một chữ số thập phân. - Điểm mô đun là tổng điểm của tất cả điểm đánh giá thành phần của mô đun nhân với trọng số tương ứng. Điểm mô đun theo thang điểm 10 làm tròn đến một chữ Trang 11
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: Đối tượng Cao đẳng Dầu khí 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 mô đun này (trang web, thư viện, tài liệu...) - Tham dự tối thiểu 70% các buổi giảng lý thuyết. Nếu người học vắng >30% số tiết lý thuyết phải học lại mô đun mới được tham dự kì thi lần sau. - Tham dự 100% các buổi học thực hành. Nếu người học vắng phải học lại mô đun 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 mô đun. - Chủ động tổ chức thực hiện giờ tự học. 9. Tài liệu tham khảo: Trang 12
- Tài liệu tiếng việt: [1] Trường Cao Đẳng Dầu khí, Giáo trình Vận hành bơm, Lưu hành nội bộ, 2017. [2] Trường Cao Đẳng Dầu khí, Tài liệu hướng dẫn thực hành bơm, Lưu hành nội bộ, 2017. [3] Trường Cao Đẳng Dầu khí, Giáo trình Vận hành máy nén khí, Lưu hành nội bộ, 2017. [4] Trường Cao Đẳng Dầu khí, Tài liệu hướng dẫn thực hành máy nén khí, Lưu hành nội bộ, 2017. - Tài liệu tiếng nước ngoài: [1] McGraw-Hill, Pump Handbook, Fourth Edition, 2008. [2] Block and Heinz P, A Practical Guide to Compressor Technology, 2nd Edition, 2005. [3] Heinz P. Block and J. Hoefner, Reciprocating Compressors, 1996. Trang 13
BÀI 1. CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA BƠM LY TÂM ❖ GIỚI THIỆU BÀI 1 Bài 1 giới thiệu về bơm . ❖ MỤC TIÊU BÀI 1 Sau khi học xong bài này, người học có khả năng: ➢ Về kiến thức: - Trình bày được cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bơm ➢ Về năng lực tự chủ và trách nhiệm: - Tuân thủ nội quy, quy định nơi làm việc. ❖ 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: Không - Trang thiết bị máy móc: Máy chiếu và các thiết bị dạy học khác - Học liệu, dụng cụ, nguyên vật liệu: Chương trình mô đun, giáo trình, tài liệu tham khảo, giáo án, 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 ✓ 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 mô đun. Bài 1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bơm Trang 14
+ 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 lý thuyết: không có ❖ NỘI DUNG BÀI 1 1.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ BƠM LY TÂM Bơm là những máy dùng để cung cấp năng lượng cho dòng chất lỏng. 1.1.1. Định nghĩa bơm ly tâm Bơm ly tâm là loại máy thủy lực cánh dẫn, nhờ bánh công tác (cánh quạt) chuyển cơ năng của máy thành năng lượng thủy động của dòng. Nguyên lý làm việc của bơm phần lớn dựa trên lực ly tâm nên gọi là bơm ly tâm. 1.1.2. Những ưu điểm, nhược điểm của bơm ly tâm a. Ưu điểm Bơm ly tâm được dùng phổ biến nhất trong các loại bơm vì có những ưu điểm sau: - Bơm được nhiều loại chất lỏng: nước, dầu, nhiên liệu, hoá chất… kể cả các hỗn hợp của chất lỏng và chất rắn. - Phạm vi sử dụng lớn và năng suất cao cụ thể là: ✓ Cột áp từ 10 đến hàng nghìn mét cột nước. ✓ Lưu lượng (Q) từ 2 đến 70.000 m³/h. ✓ Công suất (N) từ 1 đến 12.000 Kw. ✓ Số vòng quay từ 730 đến 6.000 vòng / phút. - Kết cấu nhỏ gọn, chắc chắn và làm việc tin cậy. - Hiệu suất của bơm () tương đối cao so với các loại bơm khác:  = 0.65 đến 0.9. - Chỉ tiêu kinh tế tốt (giá thành tương đối rẻ). b. Nhược điểm Tuy nhiên bơm ly tâm cũng có các nhược điểm sau: - Bơm ly tâm không có tính tự hút (phải mồi bơm). - Áp suất tạo ra không lớn so với các bơm khác. 1.1.3. Phân loại bơm ly tâm Bài 1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bơm Trang 15
Vì bơm ly tâm được dùng rộng rãi trong mọi lĩnh vực khác nhau nên nó có rất nhiều loại với nhiều hình dạng và kết cấu khác nhau. Bơm ly tâm thường được phân loại theo các cách sau đây: a. Phân loại theo cột áp của bơm - Bơm cột áp thấp: H < 20 m cột nước. - Bơm cột áp trung bình: H = (20 đến 60) m cột nước. - Bơm cột áp cao: H > 60 m cột nước. b. Phân loại theo số bánh công tác lắp nối tiếp trong bơm Bơm có một bánh công tác gọi là bơm một cấp. Cột áp của bơm một cấp bị hạn chế bởi số vòng quay và sức bền của cánh dẫn nên thường không quá 100m cột nước. Hình 1.1. Bơm ly tâm một cấp Để nâng cao cột áp của bơm ly tâm thường dùng nhiều bánh công tác lắp nối tiếp trong bơm. Bơm có nhiều bánh công tác lắp nối tiếp gọi là bơm nhiều cấp. Số lượng bánh công tác trong bơm nhiều cấp tuỳ thuộc vào cột áp theo yêu cầu, thường có từ hai đến tám, trường hợp đặc biệt có thể đến 12 bánh công tác. Cột áp của bơm nhiều cấp gần bằng tổng cột áp của các bánh công tác có trong bơm, còn lưu lượng của bơm là lưu lượng của một bánh công tác. Hình sau giới thiệu sơ đồ kết cấu của bơm ly tâm bốn cấp. Bài 1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bơm Trang 16
Hình 1.2. Bơm ly tâm bốn cấp c. Phân loại bơm theo cánh dẫn chất lỏng vào bánh công tác Bơm có bánh công tác hút chất lỏng từ một phía gọi là bơm một miệng hút, loại bơm này có bánh công tác được bố trí ở một đầu trục (về một phía của hai gối đỡ trục) nên còn gọi là bơm côngxon. Với cách hút chất lỏng từ một phía như vậy, lưu lượng của bơm bị hạn chế và gây nên lực hướng trục trong bơm (lực dọc trục hay lực chiều trục). Để mở rộng lưu lượng của bơm ly tâm thường dùng bánh công tác hút chất lỏng từ hai phía. Bơm có bánh công tác loại này gọi là bơm hai miệng hút. Bánh công tác của bơm hai miệng hút xem như hai bánh công tác của bơm một miệng hút có cùng kích thước ghép lại với nhau, như vậy lưu lượng bơm sẽ đươc tăng gấp đôi trong khi đó cột áp vẫn giữ nguyên. Ngoài ra với cách hút chất lỏng từ hai phía đối xứng như vậy không gây ra lực hướng trục trong bơm, và bơm có điều kiện bố trí ở giữa hai gối đỡ trục, làm tăng độ cứng vững của bơm. Hình 1.3. Bơm ly tâm hai miệng hút Bài 1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bơm Trang 17
Ngoài ra, còn phân loại bơm theo sự bố trí của trục bơm chia ra bơm trục ngang, bơm trục đứng. Và một số cách phân loại khác dựa vào kết cấu thân bơm và các bộ phận dẫn hướng… Hình 1.4. Bơm ly tâm trục ngang Hình 1.5. Bơm ly tâm trục đứng 1.1.4. Các thông số cơ bản của bơm ly tâm Cũng giống như tất cả các loại bơm khác, bơm ly tâm có năm thông số làm việc cơ bản sau đây: a. Lưu lượng (Q) - Lưu lượng của bơm là lượng chất lỏng mà bơm vận chuyển được trong một đơn vị thời gian. - Đơn vị tính: l/s ; m³/s ; m³/h. Bài 1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bơm Trang 18
- Lưu lượng của bơm được xác định bằng các dụng cụ đo tức thời lắp trên nắp ống đẩy. (ống Venturi; tấm chắn hoặc các dụng cụ đo trung bình bằng thùng lường hoặc cân đặt ở cuối ống đẩy) – phương pháp này chỉ xác định được giá trị trung bình của lưu lượng trong một khoảng thời gian nào đó. b. Cột áp (H) Cột áp được đo bằng chiều cao của cột chất lỏng mà bơm có thể tạo ra bằng cách truyền động năng của bơm cho chất lỏng. Đơn vị: được tính bằng mét cột chất lỏng (hay mét cột nước) hoặc tính đổi ra áp suất của bơm: P = γ.H = ρ.g.H Trong đó: γ: trọng lượng riêng của chất lỏng (N/m3) ρ: khối lượng riêng của chất lỏng (kg/m3) g: gia tốc trọng trường (9,81 m/s2) Có hai loại cột áp chủ yếu là cột áp tĩnh và cột áp động. c. Công suất (N) Công suất làm việc Ni (công suất hữu ích): là công để đưa một lượng Q chất lỏng nên độ cao H trong một đơn vị thời gian (s). Ni = γ.Q.H (W) Công suất tại trục bơm N (thường ghi trên nhãn bơm). Công suất này thường lớn hơn Ni vì có tổn hao ma sát. Công suất động cơ kéo bơm Nđc. Công suất này thường lớn hơn N để bù hiệu suất truyền động giữa động cơ và bơm, ngoài ra còn dự phòng quá tải bất thường. Nđc = k.N Trong đó: k > 1 gọi là hệ số an toàn nó phụ thuộc vào từng loại bơm, động cơ và công suất làm việc. d. Hiệu suất ( ) - Là tỉ số giữa công suất hữu ích Ni và công suất tại trục bơm N. - Khi bơm làm việc, tiêu hao một phần năng lượng để bù vào các tổn thất thủy lực, tổn thất ma sát giữa các bộ phận làm việc của bơm … Vì vậy hiệu suất thực tế của bơm không bao giờ đạt tới giá trị lớn nhất. - Thường  < 1 gọi là hiệu suất toàn phần của bơm và thường tính bằng % (được tính theo công thức b = Q . H . m ) Bài 1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bơm Trang 19