38
MÁY NÉN KHÍ Máy nén khí là dụng cụ dùng để nâng áp suất một chất khí với một lưu lượng nào đó nên một áp nhât định để phục vụ cuộc sống sinh hoạt và sản xuất của con người. Phân loại máy nén khí Có nhiều cách để phân loại máy nén khí tùy thuộc vào đặc điểm và tính chất và nguyên lý hoạt động ta có thể phân ra: 1. Dựa vào cấu tạo Được phân làm 3 loại: - Máy nén khí kiểu Piston - Máy nén khí kiểu Rôto - Máy nén khí kiểu Ly tâm 2. Dựa vào phương pháp dẫn động Được phân làm 3 loại: - Máy nén khí được dẫn động bằng động cơ đốt trong (động cơ hoạt động bằng khí, động cơ xăng, động cơ diezel…). - Máy nén khí được dẫn động bằng động cơ điện (động cơ 1 pha hoặc 3 pha, động cơ điện áp thấp, động cơ địên áp cao..). - Máy nén khí được dẫn động bằng tuabin (tuabin khí hoặc tuabin hơi). 3. Dựa theo cấp số nén Được phân làm 2 loại: - Máy nén khí một cấp: khí được nạp và nén một lần rồi đem ra sử dụng. - Máy nén khí nhiều cấp: khí được nạp và nén nhiều lần rồi mới đem ra sử dụng. Muốn có áp suất khí nén lớn thì càng phải có nhiều cấp nén. 4. Dựa theo nguyên tắc nén khí Được chia ra làm 2 loại: - Máy nén khí hoạt động theo nguyên tắc giảm thể tích chứa: với loại máy nén khí này, khí được lấy 1

PHẦN II MÁY NÉN KHÍ LY TÂM

Embed Size (px)

DESCRIPTION

centrifugal comp.

Citation preview

Page 1: PHẦN II MÁY NÉN KHÍ LY TÂM

MÁY NÉN KHÍMáy nén khí là dụng cụ dùng để nâng áp suất một chất khí với một lưu lượng nào đó nên một áp nhât định để phục vụ cuộc sống sinh hoạt và sản xuất của con người.

Phân loại máy nén khíCó nhiều cách để phân loại máy nén khí tùy thuộc vào đặc điểm và tính chất và nguyên lý hoạt động ta có thể phân ra:1. Dựa vào cấu tạo Được phân làm 3 loại:- Máy nén khí kiểu Piston- Máy nén khí kiểu Rôto- Máy nén khí kiểu Ly tâm2. Dựa vào phương pháp dẫn độngĐược phân làm 3 loại:- Máy nén khí được dẫn động bằng động cơ đốt trong (động

cơ hoạt động bằng khí, động cơ xăng, động cơ diezel…).

- Máy nén khí được dẫn động bằng động cơ điện (động cơ 1 pha hoặc 3 pha, động cơ điện áp thấp, động cơ địên áp cao..).- Máy nén khí được dẫn động bằng tuabin (tuabin khí hoặc tuabin hơi).3. Dựa theo cấp số nénĐược phân làm 2 loại:- Máy nén khí một cấp: khí được nạp và nén một lần rồi đem ra sử dụng.- Máy nén khí nhiều cấp: khí được nạp và nén nhiều lần rồi mới đem ra sử dụng. Muốn có áp suất khí nén lớn thì càng phải có nhiều cấp nén.4. Dựa theo nguyên tắc nén khíĐược chia ra làm 2 loại: - Máy nén khí hoạt động theo nguyên tắc giảm thể tích chứa: với loại máy nén khí này, khí được lấy từ khộng gian có áp suất nhỏ đưa vào một không gian kín (không gian công tác) sau đó được nén và tăng áp suất do giảm thể tích (máy nén khí kiểu piston và kiểu rôto).- Máy nén khí hoạt động theo nguyên tắc biến đổi động năng: với loại máy nén khí này, khí được truyền với vận tốc lớn và được nén nhờ sự biến đổi động năng của dòng khì chuyển động thành công nén (máy nén khí Ly tâm).

1

Page 2: PHẦN II MÁY NÉN KHÍ LY TÂM

PHẦN I: MÁY NÉN KHÍ LY TÂM

I. CẤU TẠO CỦA MÁY NÉN KHÍ LY TÂMNguyên lý hoạt động của máy nén ly tâm là nó dựa vào khả năng thay đổi dạng năng lượng của của vật chất. Cụ thể ở máy nén khí ly tâm là biến đổi từ động năng sang thế năng (áp suất) của các phần tử khí.

2

Page 3: PHẦN II MÁY NÉN KHÍ LY TÂM

1. Vỏ máy Vỏ máy nén có hai kiểu cấu tạo:- Vỏ tháo ngang:

3

Page 4: PHẦN II MÁY NÉN KHÍ LY TÂM

Figure 1

Đối với vỏ tháo ngang, khi mở nắp máy phía trên ta có thể thấy được các bộ phận bên trong.- Vỏ tháo dọc:

Đối với máy nén có vỏ tháo dọc, sau khi mở nắp, các bộ phận bên trong máy nén phải được kéo ra ngoài thì mới quan sát cẩn thận được.

4

Page 5: PHẦN II MÁY NÉN KHÍ LY TÂM

So sánh với loại vỏ dọc thì loaị vỏ tháo ngang được sử dụng phổ biến hơn do dễ sửa chữa các bộ phận bên trong. Tuy nhiên loại vỏ tháo ngang có nhực điểm là vùng có khả năng rò rỉ rộng. nó sẽ không phù hợp để nén các loại khí nhẹ, khí nguy hiểm ở áp cao.2. Cánh quạt và trục.Là một bộ phận của máy nén khí ly tâm dùng để tăng vận tốc của khí. Có ba loại cánh quạt là: cánh hở, cánh nửa hở và cánh kín được minh hoạ như hình vẽ dưới đây:

- Loại cánh hở thường được sử dụng cho máy nén ly tâm chỉ có một cấp.

- Loại cánh nửa hở được sử dụng cho dòng lớn, thường sử dụng cho máy nén đơn cấp hay cấp đầu tiên của máy nén nhiều cấp.

- Loại cánh kín được sử dụng chủ yếu trong máy nén nhiều cấp.Trong máy nén khí ly tâm dòng khí ít được kiểm soát nhất là trong loại máy dùng cánh hở. Trong loại cánh kín, khí được hút vào lỗ hút và đi ra lỗ ngoài của vành cánh quạt. Do vậy dòng khí phần lớn được kiểm soát.

5

Page 6: PHẦN II MÁY NÉN KHÍ LY TÂM

Các kiểu cánh quạt

Cánh quạt được liên kết cứng với trục nhờ mối ghép then.

3. Màng ngănĐó là một tấm kim loại đặt kề sát với cánh quạt, nó đóng vai trò dẫn đường cho khí đi từ miệng đẩy của cấp nén này vào miệng hút của cấp nén tiếp theo. Thông thường màng ngăn được chế tạo bằng gang hoặc bằng kim loại cứng, nó được gắn với vỏ và không quay theo trục của máy nén.

6

Page 7: PHẦN II MÁY NÉN KHÍ LY TÂM

Thông thường màng ngăn được chế tạo bằng gang hoặc bằng kim loại cứng, nó được gắn với vỏ và không quay theo trục của máy nén.

Màng ngăn có thể có thể phải được làm nguội. Nó đóng vai trò làm nguội khí khi nén.

7

Page 8: PHẦN II MÁY NÉN KHÍ LY TÂM

Bên trong của màng có đường ống hút và đẩy thông với nhau, nhờ đó mà nước làm mát có thể lưu thông qua để làm mát. Khi đó nhiệt độ của màng sẽ giảm.4. Cánh dẫn hướngCánh dẫn hướng có thể cố định hoặc có khả năng di chuyển, thông thường được đặt ở phía trước lỗ hút của một cánh quạt khác để có tác dụng dẫn dòng khí đi vào lỗ hút của cánh quạt.

8

Page 9: PHẦN II MÁY NÉN KHÍ LY TÂM

Cánh dẫn hướng trong máy nén ly tâm nhiều cấp được đặt ở cuối đường hồi của màng ngăn.Khí sau khi dời khỏi cánh quạt sẽ đi vào vùng khuyếch tán và được dẫn hồi trở lại nhờ cánh dẫn hướng vào cánh quạt tiếp theo.Đường vào cánh dẫn hướng có thể thay đổi được.

9

Page 10: PHẦN II MÁY NÉN KHÍ LY TÂM

Với cánh có khả năng điều chỉnh, góc của dòng khí vào cánh quạt có thể được thay đổi hay điều khiển đuợc. Góc đó ảnh hưởng đến đặc điểm làm việc của cánh quạt. Công suất của máy nén vì vậy cũng có thể điều chỉnh được bằng sự điều chỉnh cánh dẫn hướng. Ở một số máy nén khí, cánh dẫn hướng được thiết kế để tự động điều chỉnh công suất giữ cho máy làm việc trong phạm vi công suất của nó.5. Vòng đệm trụcVì màng ngăn không quay theo trục của máy nén nên giữ chúng phải có một khoảng hở. Khí đi qua cánh quạt được tăng áp suất nên chúng có khả năng quay trở lại trước miệng hút. Vòng đệm trục nhằm mục đích hạn chế khả năng đó.a. Vòng đệm khuất khúcMinh hoạ hình vẽ dưới đây:

10

Page 11: PHẦN II MÁY NÉN KHÍ LY TÂM

Đó là bộ các vòng kim loại có hình răng cưa bao quanh trục. Các răng này không chạm vào trục. Các vòng này thường là kim loại mềm để tránh hư hỏng trục trong trường hợp bị cọ sát với trục. Giữa các răng cưa hình thành các không gian rối như minh hoạ ở hình vẽ.

Khi khí đi vào khoảng không rối này chúng sẽ đổi hướng và chậm lại, nhờ đó hạn chế khí rò rỉ ra ngoài. Tuy nhiên, vòng đệm này không ngăng được hoàn toàn rò rỉ vì vậy chúng chỉ có thể sử dụng ở những nơi áp suất thấp và chấp nhận một phần khí rò rỉ, chẳng hạn như ở giữa các cấp nén.Nếu dòng khí có vận tốc cao, một lượng khí không thay đổi trực tiếp trong vòng làm kín mà đi thẳng qua đường dẫn giưã răng của vòng đệm khuất khúc và trục.

Một kiểu kết cấu khác của vòng đệm khuất khúc là trên trục có răng.

Khí không thể chảy qua vòng đệm theo một đường thẳng.Cũng có nhiều trường hợp vòng đệm khuất khúc được sử dụng thêm giữa vỏ máy và trục máy như minh hoạ ở hình vẽ dưới đây:

11

Page 12: PHẦN II MÁY NÉN KHÍ LY TÂM

Một cách khác để khắc phục tình trạng trên là cả trục lẫn vòng đệm đều được tạo răng ăn khớp nhau. Với kết cấu đó, khí dòng khí đi qua phải đổi hướng chuyển động nhiều hơn do đó tốc độ sẽ giảm nhiều hơn và kết quả là hạn chế được rò rỉ nhiều hơn.Nếu khí nén trong máy nén khí là khí độc hại, nguy hiểm thì cần có rãnh để hứng khí rò rỉ, từ đó khí được dẫn tới một nơi an toàn.

Cũng với cấu tạo như hình vẽ trên, người ta có thể dẫn tới đó một dòng khí trơ áp lớn hơn áp suất trong máy nén.

12

Page 13: PHẦN II MÁY NÉN KHÍ LY TÂM

Rõ ràng với cấu tạo như thế khí trong máy nén không thể đi ra ngoài được. Nhưng tất nhiên khí trơ sẽ rò rỉ ra ngoài và vào trong máy nén.b. Vòng đệm kín giới hạn

13

Page 14: PHẦN II MÁY NÉN KHÍ LY TÂM

Các vòng này được đặt phía bên trong cuả vòng bít, vòng bít này không tiếp xúc với trục. Mặt trong của vòng đệm ngăn ngừa rò rỉ dọc theo trục, còn mặt tiếp xúc theo phương thẳng đứng giữa vòng bít và vòng đệm ngăn ngừa rò rỉ phía ngoài vòng đệm.

14

Page 15: PHẦN II MÁY NÉN KHÍ LY TÂM

Vòng làm kín cũng được sử dụng trong liên kết với loại vòng đệm khuất khúc để giảm hơn nữa sự rò rỉ.

c. Vòng đệm kín tiếp xúc cơ học

15

Page 16: PHẦN II MÁY NÉN KHÍ LY TÂM

Các bộ phận chính của loại vòng đệm này là vòng tĩnh, vòng quay và vòng carbon. Vòng quay được bắt chặt với trục máy còn vòng tĩnh thì không. Mặt tiếp xúc giữa vòng carbon với vòng tĩnh và với vòng quay ngăn không cho khí rò rỉ. Loại vòng đệm này phải sử dụng dầu bôi trơn. Ngoài tác dụng bôi trơn, dầu còn đóng vai trò làm mát và tạo đệm kín giữa các khe hở do tiếp xúc cơ học. Áp suất phải lớn hơn áp suất khí tại vùng đệm kín khoảng 40 psi.Dầu sẽ hấp thụ phần khí đi qua vòng đệm kín sau đó quay trở lại hệ thống dầu để làm sạch, làm nguội.Đệm kín tiếp xúc cơ học phù hợp với các máy nén có áp suất đến 1000 psi.d. Đệm màng lỏngĐể đệm kín những trường hợp áp suất lớn đến 5.000 psi thì đệm màng lỏng được sử dụng.

16

Page 17: PHẦN II MÁY NÉN KHÍ LY TÂM

Các bộ phận chính gồm: ống lót trong, ống lót ngoài, ống lót trục và màng dầu. Ống lót trục được gắn vào trục và luôn có một khoảng cách

17

Page 18: PHẦN II MÁY NÉN KHÍ LY TÂM

với trục. Khi trục quay dầu sẽ đi vào khoảng hở này và bịt kín đường rò rỉ của khí. Tuy nhiên áp suất của dầu phải cao (cao hơn áp suất dòng công nghệ từ 0.3 – 1bar). Hệ thống cung cấp dầu của loại đệm này cũng tương tự như loại tiếp xúc cơ học. Áp suất trong máy nén khí có thể thay đổi, vì vậy áp suất dầu làm kín cũng phải thay đổi cho phù hợp.

Loại đệm kín này hầu như ngăn được rò rỉ tuyệt đối và không tạo ra ma sát, mài mòn các bộ phận đệm kín. Tuy nhiên nó đòi hỏi phải có một hệ thống cung cấp dầu cao áp liên tục, dầu phải sạch. Dầu sau khi bị nhiểm bẩn phải được thu hồi, làm sạch và làm nguội. Nếu lượng dầu cần phải lưu thông nhiều trong hệ thống thì chứng tỏ các vòng đệm đã giảm hiệu quả.Một số khí như oxy rất nguy hiểm khi hoà trộn với dầu, vì vậy trong những trường hợp như vậy cần thay dầu bằng một chất lỏng phù hợp khác 6. Ổ bi.Cũng như máy bơm ly tâm, trục của máy nén ngoài chuyển động quay còn có cả chuyển động theo phương dọc trục và chuyển động theo bán kính của trục gọi là lực dọc trục và lực hướng tâm. Hai chuyển động này cần phải được triệt tiêu. Các ổ bi ngoài các tác dụng giảm ma sát còn có tác dụng triệt tiêu các chuyển động này.

18

Page 19: PHẦN II MÁY NÉN KHÍ LY TÂM

Dưới đây là hình minh hoạ một số kiểu ổ bi thường hay sử dụng.

Ổ bi minh họa dưới đây dùng để chống lại chuyển động theo trục.

. Hai loại ổ bi dưới đây thường được sử dụng để chống lại chuyển

động theo phương bán kính.

19

Page 20: PHẦN II MÁY NÉN KHÍ LY TÂM

Tất cả các ổ bi này đều phải được bôi trơn.7. Ngăn cân bằngTrong máy nén ly tâm nhiều cấp, lực do áp suất tác dụng lên hai chiều không cân bằng nhau. Rõ ràng phía áp suất cao có lực tác dụng lớn hơn, do đó trục có xu hướng chuyển động về phía miệng hút.

Để giảm bớt sự mất cân bằng về lực này. Trên máy nén người ta phải thiết kế một đường cân bằng và một ngăn cân bằng. Ngăn cân bằng được minh hoạ ở hình vẽ dưới đây:

20

Page 21: PHẦN II MÁY NÉN KHÍ LY TÂM

Đó là một bộ phận gắn liền với trục ở cuối miệng hút của máy nén khí, được chia thành hai phần, phần phía miệng hút của trục thì chịu tác dụng của áp suất khí ở cửa xả, còn phần phía bên cửa xả của trục thì chịu tác dụng của áp suất khí tại miệng hút. Còn cánh quạt thì chịu tác dụng theo chiều ngược lại. Theo phân tích lực như vậy cho thấy lực tác dụng lên trục sẽ cân bằng hơn.

21

Page 22: PHẦN II MÁY NÉN KHÍ LY TÂM

Với cách bố trí này, các ổ bi vòng đệm ở cả hai phía của trục chỉ chịu tác dụng của áp suất bằng áp suất tại miệng hút.8. Hệ thống bôi trơnhệ thống bôi trơn được minh hoạ như hình vẽ dưới đây:Trong hệ thống này dầu được cung cấp cho các ổ bi ở áp suất cao. Nếu trong trường hợp hệ thống bội trơn có sự cố thì các ổ bi không thể hoạt động được.thông thường một bơm dầu được gắn trực tiếp vào động cơ chính, nó hoạt động liên tục trong quá trình máy nén hoạt động. Tuy nhiên một số máy nén cần phải được bôi trơn trước khi khởi động, vì vậy cần phải có một bơm dầu phụ hoạt động độc lập.Khi dầu đi ra khỏi máy nén, nó đã nóng và có chứa các chất bẩn. Vì vậy trong hệ thống dầu phải có thiết bị trao đổi nhiệt để làm nguội dầu và có thiết bị lọc để lọc các chất bẩn ra khỏi dầu. Cả hai thiết bị này đều phải có dự phòng để hệ thống có thể hoạt động liên tục.

22

Page 23: PHẦN II MÁY NÉN KHÍ LY TÂM

Do nhiệt độ và áp của dầu là cực kỳ quan trọng đối với sự hoạt động của máy nén nên thường có chuông báo động khi nhiệt độ của dầu quá cao hoặc áp suất dầu quá thấp. Ngoài ra còn có thể có thêm bộ phận ngừng hoạt động của máy nén nếu các thông số này trở nên quá nguy hiểm.9. Hệ thống làm mátVì khi nén, nhiệt độ của khí tăng, tỷ số nén cao thì nhiệt độ càng lớn. Vì vậy cần thiết phải làm mát khí. Một số hình thức làm mát được minh hoạ ở các hình vẽ dưới đây.

23

Page 24: PHẦN II MÁY NÉN KHÍ LY TÂM

10. Động cơ dẫn độngMáy nén ly tâm chuyển động quay từ 3000-50.000 v/ph (RPM). Thông thường thì máy hoạt động trong khoảng từ 3000- 12.000 RPM. Với máy nén ly tâm, tốc độ 3000RPM được coi là tốc độ thấp và 10.000 RPM được coi là tốc độ cao.

Động cơ chính có thể là động cơ điện (motor), động cơ đốt trong, turbine khí, turbine hơi nước. Với động cơ điện thì tốc độ chỉ đạt 3000

24

Page 25: PHẦN II MÁY NÉN KHÍ LY TÂM

RPM, muốn đạt tốc độ lớn hơn thì phải sử dụng hệ thống bánh răng để tăng tốc. Với turbine hơi nước thì tốc độ có thể đạt tới rất cao. Tốc độ của turbine hơi nước có thể điều khiển bằng cách điều khiển lượng hơi nước tới turbine. Motor điện là hai loại động cơ chính thường hay sử dụng ở các nhà máy hoá lọc dầu, chế biến khí.11. Thiết bị an toànMotor điện phải được bảo vệ để tránh quá tải. Quá tải làm cho nhịêt độ motor lên cao làm hư hỏng motor.Để tránh quá nhiệt cho động cơ người ta sử dụng rơle nhiệt gắn vào cuộn dây của motor. Khi cuộn dây quá nóng rơle nhiệt sẽ tự động cắt dòng điện đến motor. Nếu động cơ dẫn động là turbine thì cần phải có bộ phận điều chỉnh tốc độ để giữ cho tốc độ không thay đổi.

Bộ phận điều chỉnh này có thể là một động cơ phát điện được gắn vào trục turbine. Khi turbine quay càng nhanh dòng điện phát sẽ càng lớn, ngựoc lại khi turbine quay càng chậm thì dòng điện sinh ra càng nhỏ, dòng điện này chính là tín hiệu để điều khiển van cung cấp hơi nước tới turbine (như hình vẽ trên).

Ngoài ra một hình thức điều chỉnh tốc độ bằng bộ điều tốc ly tâm được minh hoạ như hình vẽ dưới đây:

25

Page 26: PHẦN II MÁY NÉN KHÍ LY TÂM

Khi trục quay lực ly tâm tác dụng lên quả văng càng lớn và làm cho quả văng càng bè ra. Chính tác động này đẩy đòn bẩy đóng van điều khiển lượng hơi nước tới turbine.

Một hình thức nữa để bảo vệ turbine là nó có bộ phận tự ngưng hoạt động như minh hoạ ở hình dưới đây:

Khi hoạt động bình thường, lò xo giữ chốt đối trọng nằm chìm trong trục của turbine. Khi uturbine quay quá nhanh, lực ly tâm tác dụng lên chốt đối trọng lớn hơn sức căng của lò xo làm chốt này lồi ra ngoài tác động vào cần gây dừng (trip arm) để đóng van cung cấp hơi nước.

26

Page 27: PHẦN II MÁY NÉN KHÍ LY TÂM

Một số thiết bị dừng hoạt động dựa vào các thông số khác như áp suất dầu, nhiệt độ của nước làm mát, áp suất dầu đệm kín và các thông số quan tọng khác. Các thiết bị này sẽ ngừng hoạt động của động cơ chính khi cho là máy trong tình trạng nguy hiểm. Trước đó chuông báo sẽ cho người vận hành biết để sửa chữa sự cố.

II. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNGCác hình vẽ dưới đây minh hoạ nguyên lý làm việc của máy nén ly tâm.

Khi cánh quạt quay, các phần tử khí sẽ được tăng tốc và nó bị đẩy ra xa nhờ lực ly tâm, kết quả là động năng của các phân tử tăng lên. Khí sau khi thoát ra khỏi cánh quạt sẽ tiếp

27

Page 28: PHẦN II MÁY NÉN KHÍ LY TÂM

tục đi vào bộ phận khuếch tán (diffuser), tại đây vận tốc bắt đầu giảm và động năng của khí chuyển thanh thế năng (áp suất). Khí tiếp tục đi vào vòng xoắn ốc (volute), tại đây động năng tiếp tục chuyển thành áp suất.Trong nhiều trường hợp, người ta ghép nhiều máy nén ly tâm thành một máy ly tâm nhiều cấp được minh hoạ như hình vẽ dưới đây:

28

Page 29: PHẦN II MÁY NÉN KHÍ LY TÂM

Mỗi cánh quạt gọi là một cấp. Sau khi khí đã được nén xong ở cấp thứ nhất, nó sẽ tiếp tục đi vào cấp thứ hai, cứ thế cho đến khi đi qua tất cả các cấp. Hình thức tăng vận tốc của các phân tử khí, chuyển động năng thành áp suất thì cũng tương tự như đối nguyên lý máy nén một cấp.

III VẬN HÀNH VÀ BẢO DƯỠNG MÁY NÉN KHÍ LY TÂM1. sốc (surging)Thông thường áp suất ngay tại miệng đẩy phải lớn hơn áp suất của nơi cần chuyển khí tới (gọi là áp suất của hệ thống). Do một nguyên nhân nào đó mà áp suất của hệ thống cao hơn áp suất tại miệng đẩy của máy nén, rõ ràng khí không thể chuyển tới hệ thống được mà ngược lại khí từ hệ thống sẽ chuyển ngược lại nguồn ban đầu qua máy nén cho đến khi áp suất của hệ thống nhỏ hơn áp suất tại miệng đẩy của máy nén. Trong trường hợp này khí chuyển động qua lại máy nén. Hiện tượng như vậy gọi là hiện tượng sốc.Sốc có thể gây hư hỏng máy nén. Sốc thường sảy ra khi máy nén hoạt động dưới năng suất thiết kế tối thiểu. Để ngăn ngừa hiện tượng này xảy ra, người ta có thể thiết kế thêm van xả khí hoặc ống bypass như trình bày trong mục dưới đây.2. Xả khí và by-passMáy nén khí thường có gắn thêm một van xả khí phía sau hoặc lắp thêm một ống by-pass nối liền trước máy với sau máy, van xả khí và ống by-pass được minh hoạ như hình vẽ sau:

Trên hình vẽ trên, van xả thực chất là van an toàn áp suất. Khi áp suất sau máy nén cao hơn setpoint (áp suất mong muốn được đặt cho van an toàn) thì van này sẽ tự động mở để xả khí ra ngoài. Trong công nghiệp, khí xả này thường được xả vào một hệ thống ống rồi dẫn tới đuốc đốt hoặc dẫn tới hệ thống thu hồi.Trên hình vẽ trên, ống by-pass thực chất là một đoạn ống nối trước và sau máy nén. Một van an toàn áp suất hoặc van điều khiển được lắp

29

Page 30: PHẦN II MÁY NÉN KHÍ LY TÂM

trên đường ống này. Khi áp suất trong máy nén tăng cao có nguy cơ xảy ra hiện tượng sốc thì van sẽ mở để hồi lưu một phần khí từ phía sau máy nén quay trở lại bổ sung vào nguồn khí đang nén. Ống hồi lưu được đặt sau thiết bị làm nguội khí vì khí sau khi nén sẽ nóng nếu hồi lưu sẽ làm nóng thêm.3. Mục đích điều khiển Có 3 mục đích chính:- Vận chuyển một lượng khí không đổi - Vận chuyển lượng khí sinh ra- Vận chuyển lương khí cầnĐể thực hiện các mục đích này người ta có thể điều chỉnh van cung cấp khí tới máy nén hoặc thay đổi tốc độ động cơ chính. Tuỳ theo mục đích điều khiển mà tin hiệu điều khiển sẽ khác nhau. Trong trường hợp vận chuyển khí với lưu lượng không đổi thì chúng ta có thể lấy tín hiệu là lưu lượng dòng khí để điều khiển. Trong trường hợp vận chuyển khí sinh ra thì áp suất khi nơi sản suất là tín hiệu. Còn trường hợp vận chuyển lượng khí cần thì tín hiệu điều khiển là áp suất khí nơi tiêu thự như minh hoạ ở hình sau:

4. Nối song song và nối nối tiếp

30

Page 31: PHẦN II MÁY NÉN KHÍ LY TÂM

Cũng như máy bơm, máy nén cũng có thể nối song song hoặc nối nối tiếp. Nôi song song nhằm tăng lưu lượng dòng khí cần nén còn nối nối tiếp nhằm tăng áp suất khí cần nén. Tất cả các máy nén mắc song song đều phải có lắp đặt van một chiều để tránh trường hợp dòng khí chảy ngược trở lại.Van một chiều chỉ ngăn dòng khí chảy ngược trở lại qua máy nén nhưng không ngăn được triệt để hiện tượng sốc. Để khắc phục hiện tương này thì vẫn phải cần sự hỗ trợ của van xả khí hoặc ống bypass như đã nói ở trên. Lưu ý ống by-pass phải đặt trước van một chiều.5. Trách nhiệm của người vận hànhPhát hiện nhưng điều bất thường trước khi xảy ra sự cố. Một số sự cố có chuông báo động ở phòng điều khiển nhưng cũng có sự cố phải phát hiện trực tiếp tai hiện trường.Trong khi đi kiểm tra, người vận hành cần phải kiểm tra các thông số vận hành quan trọng như lưu lượng dòng dầu đệm kín (nếu cao cho thấy các vòng đệm bị mòn nhiều), mức dầu trong bồn chứa (nếu cạn thì phải bổ sung thêm), …Lưu ý trong một số máy nén, hệ thống dầu đệm kín và dầu bôi trơn có thể chung nhau bồn chứa và có thể cả bơm, nhưng thông thường chúng là hai hệ thống riêng biệt. Vì vậy khi bơm dầu đệm kín bị hỏng thì bơm dầ bôi trơn không cung cấp dầu bôi trơn đến các vòng đệm kín và ngược lại.kiểm tra các thiết bị lọc dầu, chênh lệch áp suất trước va sau thiết bị lọc lơn hơn múc thiết kế cho thấy thiết bị lọc đã bị bẩn cần phải chuyển sang nhánh dự phòng và làm sạch thiết bị lọc bị bẩn.Đối với thiết bị làm mát cũng vậy, khi nhận thấy hiệu suất làm nguội giảm thì phải chuyển sang nhánh dự phòng và làm sạch thiết bị kém hiệu quả. Kiểm tra và phát hiện tiếng kêu lạ trong máy.Ghi chép đầy đủ các thông số vận hành quan trọng trên đồng hồ đo sau những khoảng thờ gian nhất định (2 giờ một lần), cũng như ghi lại đầy đủ các sự cố, những đặc điểm lưu ý trong khi đang vận hành. Nếu có sự thay đổi đột ngột trong các thông số ghi lại này chứng tỏ đang có sự cố liên quan.

31

Page 32: PHẦN II MÁY NÉN KHÍ LY TÂM

6. Chuẩn bị khởi độngCó rất nhiều bước cần phải kiểm tra trước khi khởi động. Sau đây là một số điểm cầ lưu ý:- Kiểm tra làm sạch chất lỏng trong hệ thống.- Kiểm tra múc dầu đệm kín và dầu bôi trơn.- Khởi động hệ thống dầu làm kín và dầu bôi trơn trước khi khởi động máy nén một khoảng thời gian để nhiệt độ dầu đạt đến giới hạn cho phép của thiết bị- Kiểm tra chênh lệch áp suất qua thiết bị lọc.- Kiểm tra sự hoạt động của thiết bị làm nguội dầu (nó chỉ hoạt động khi nhiệt độ của dầu đã đến nhiệt độ hoạt động).- Đảm bảo các thiết bị điều khiển và van an toàn ở trạng thái hoạt động tốt (lưu ý các tín hiệu bảo vệ chỉ hoạt động khi máy nén hoạt động ổn định).7. Khởi độngKhi khởi động máy nén khí ngoài việc phải tuân thủ đúng theo qui trình vận hành mà nhà sản xuất đưa ra ta còn phải lưu ý thêm một số điểm sau:- Chỉ khởi động khi hệ thống chung đã sẵn sàng.- Phải có sự kết hợp giữa các bộ phận liên quan.- Đối với motor điện thì nó cần đạt đến tốc độ vận hành càng nhanh càng tốt để tránh làm tổn hại motor nên phải tìm mọi cách để giảm tải tối đa.- Đối với turbine, do momen khởi động lớn, máy nén có thể khởi động ở chế độ toàn tải.8. Ngừng hoạt động Yếu tố chính ảnh hưởng đến quy trình ngừng hoạt động là máy nén khí vào một hệ thống có áp suất cố định hay không cố định.Nếu hệ thống có áp suất không có định, khi động cơ chính giảm tốc độ, dòng khí cũng giảm, tốc độ cũng giảm theo cho đến khi ngừng hẳn. Trường hợp này sẽ không bị sốc. Nếu hệ thống áp suất cố định, khi áp suất đẩy của máy nén giảm xuống nhỏ hơn áp suất của hệ thống, van một chiều sẽ đóng và ngăn không cho khí ngược trở lại. Năng suất máy nén khí sẽ giảm ngay xuống 0. Trong khi đó tốc độ máy nén đang giảm dần, phần khí phần khí kẹt lại phía sau máy nén sẽ gây ra sốc. Để tránh hiện tượng này cần ngừng hoạt động với van xả hoặc van by-pass mở.Trong hầu hết máy nén, van tự động by-pass được điều khiển bằng lưu lượng dòng khí sau máy nén chứ không phải bằng áp suất trong máy nén. Nếu lưu lượng sau máy nén giảm xuống dưới setpoint thì van sẽ mở. Trong trường hợp dùng áp suất sau máy nén để điều khiển van tự động by-pass, nó sẽ không tự động ngăn chặn hiện tượng sốc. (Trong trường hợp sốc áp suất sau máy nén liên tục tăng giảm). Sau khi ngừng hoạt động, hệ thống làm mát, dầu bôi trơn, dầu đệm kín vẫn tiếp tục hoạt động cho đến khi máy nguội.Làm sạch máy nén nếu chúng dùng để nén khí độc.

32

Page 33: PHẦN II MÁY NÉN KHÍ LY TÂM

9. bảo dưỡng kỹ thuật máy khí ly tâm - Thường xuyên vệ sinh bên ngoài máy nén và động cơ dẫn động. - Kiểm tra và khắc phục sự rò rỉ ở các đường ống dẫn khí, nước làm mát, dầu bôi trơn và nhiên liệu. - Khiểm tra và siết lại các mối ghép bằng bulông, đai ốc đúng lực siết quy định. - Kiểm tra thay thế các bánh công tác của máy nén khí.- Thay thế các đệm làm kín nếu chúng không đảm bảo độ kín.- Định kỳ thay nhớt và làm sạch hệ thống bôi trơn của máy nén và động cơ dẫn động.- Định kỳ súc rửa hệ thống cung cấp nhiên liệu của động cơ dẫn động (các bộ lọc của thùng chứa nhiện liệu).- Định kỳ rà lại xupáp, kiểm tra điều chỉnh khe hở nhiệt của xupáp cho động cơ dẫn động.- Tra mỡ vào các ổ bi theo sự chỉ dẫn của nhà chế tạo.

10. Phán đoán và xử lý sự cố Hiện tượng Nguyên nhân Cách khắc phục1. Áp suất dầu bôi trơn trước bộ lọc giảm thấp hơn trị số quy định.

- Thiếu dầu bôi trơn.- Hở mạch dầu bôi trơn.- Điều chỉnh áp suất bơm dầu bô trơn kông đúng trị số .

- Đổ thêm dầu bôi trơn đúng mức quy định.- Kiểm tra siết lại các mối ghép.- Điều chỉnh lại áp lực của bơm nhớt.

2. Áp suất dầu bôi trơn trước bộ lọc tăng quá giá trị số quy định.

- Bộ lọc bị tắc do bẩn. - Điều chỉnh áp suất bơm dầu bôi trơn không đúng trị số.

- Súc rửa bộ lọc.- Điều chỉnh lại áp lực của bơm nhớt.

3. Nhiệt độ dầu bôi trơn vượt quá quy định.

- Thiếu nước làm mát.- hệ thống làm mát nước bị hư hỏng.

- Cấp thêm nước làm mát. - kiểm tra và khắc phục.

4. Nhiệt độ ổ trục lên cao quá 70˚C.

Dầu bôi trơn không đủ Kiểm tra hệ thống bôi trơn và cấp thêm dầu bôi trơn.

5. Nhiệt độ khí nén quá cao.

- Thiếu nước làm mát. - Bơm nước hoặc quạt làm mát có hư hỏng.- Cặn bẩn trong bình làm mát nhiều

- Cấp thêm nước làm mát.- kiểm tra khắc phục các hư hỏng.- Súc rửa sạch bình

33

Page 34: PHẦN II MÁY NÉN KHÍ LY TÂM

làm mát.6. Lượng cung cấp khí nén giảm cùng với giảm áp suất.

- Hư hỏng các đệm làm kín.- Hở bề mặt lắp ghép của vỏ máy.

- Kểm tra và thay thế đệm mới.- Kiểm tra và xiết lại đúng lực. Thay đệm bề mặt lắp ghép.

7. Khí nén lẫn nhiều nước.

- Nước làm mát lọt vào máy nén khí. - Thiết bị phân ly nước làm việc không tốt.- Nước làm mát lọt vào khí nén tại các bình làm mát trung gian hoặc làm mát sau cùng.

- Kiểm tra tìm nguyên nhân và khắc phục.- Kiểm tra khắc phục.- Kiểm tra khắc phục.

8. Máy nén khí bị rung động mạnh.

- Không đảm bảo sự đồng tâm giữa trục máy nén và trục động cơ dẫn động.- Ổ trục bị mòn vượt quá giới hạn cho phép.- Nền đặt máy không phẳng.

- Kiểm tra và điều chỉnh lại độ đồng tâm.- Thay ổ trục mới.- Kê kích lại.

9. Máy nén khí cấp khí nén có áp suất cao hơn múc qui định.

- Van an toàn bị hỏng hay do điều chỉnh không đúng.

- Kiểm tra khắc phục và điều chỉnh lại.

34