Tiểu luận lạnh công nghiệp nguyễn mai bích tiên 2070339

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ BỘ MÔN CÔNG NGHỆ NHIỆT LẠNH BÁO CÁO TIỂU LUẬN ĐỀ TÀI MÁY NÉN TRỤC VÍT TRONG HỆ THỐNG LẠNH CÔNG NGHIỆP MÔN HỌC KỸ THUẬT LẠNH CÔNG NGHIỆP GVHD TS NGUYỄN VĂN HẠP HVTH NGUYỄN MAI BÍCH TIÊN MSHV 2070339 Tp Hồ Chí Minh – 2021 MỤC LỤC 1 TỔNG QUAN 3 1 1 Một số hãng máy nén trục vít phổ biến 3 1 2 Máy nén trục vít 5 2 PHÂN LOẠI MÁY NÉN TRỤC VÍT 9 3 PHÂN TÍCH THÔNG SỐ VÀ CHỌN MÁY NÉN TRỤC VÍT 10 4 CÁC YÊU CẦU VỀ LẮP ĐẶT, BẢO DƯỠNG.

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA CƠ KHÍ

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ NHIỆT LẠNH

BÁO CÁO TIỂU LUẬN

ĐỀ TÀI

MÁY NÉN TRỤC VÍT TRONG HỆ THỐNG LẠNH CÔNG NGHIỆP

MÔN HỌC : KỸ THUẬT LẠNH CÔNG NGHIỆP

HVTH : NGUYỄN MAI BÍCH TIÊN

Tp.Hồ Chí Minh – 2021

MỤC LỤC

1 TỔNG QUAN 3

1.1 Một số hãng máy nén trục vít phổ biến 3

1.2 Máy nén trục vít 5

2 PHÂN LOẠI MÁY NÉN TRỤC VÍT 9

3 PHÂN TÍCH THÔNG SỐ VÀ CHỌN MÁY NÉN TRỤC VÍT 10

4 CÁC YÊU CẦU VỀ LẮP ĐẶT, BẢO DƯỠNG VÀ SỬA CHỮA 12

4.1 Lắp đặt 12

4.2 Bảo dưỡng và sửa chữa 14

TÀI LIỆU THAM KHẢO 16

1 TỔNG QUAN

Trong các hệ thống làm lạnh công nghiệp thì máy nén lạnh được coi là bộ phận quan trọng nhất có nhiệm vụ nén môi chất lạnh Máy nén lạnh hút môi chất lạnh dạng khí ở nhiệt độ thấp, áp suất thấp Và nén môi chất đó đến nhiệt độ cao, áp suất cao song song với đó còn loại bỏ hơi ra khỏi dàn bay hơi

Máy nén lạnh cần phải có năng suất hút đủ lớn để duy trì được áp suất bay hơi p0

(tương ứng với nhiệt độ bay hơi t0) đạt yêu cầu ở dàn bay hơi và có áp suất đầu đẩy đủ lớn để đảm bảo áp suất trong dàn ngưng tụ đủ cao, tương ứng với nhiệt độ môi trường làm mát hiện có

Phần lớn máy nén lạnh (máy nén môi chất lạnh) trên thị trường hiện nay thường có kích thước lớn, đóng vai trò như là trái tim của một hệ thống lạnh

Máy nén lạnh hiện nay hoạt động theo 2 nguyên lý phổ biến

 Nguyên lý nén thể tích: máy nén pittong, trục vít, roto xoắn ốc

 Nguyên lý động học: máy nén tuabin

1.1 Một số hãng máy nén trục vít phổ biến

GEA - Grasso

MYCOM

Kobelco

Yantai Moon

Kirloskar

1.2 Máy nén trục vít

Máy nén trục vít hoạt động theo nguyên lý nén thể tích, với hai trục vít (hình xoắn ốc):

"trục vít đực" và "trục vít cái" được đặt trong một khoang chứa gọi là đầu nén Khi hai trục vít quay ngược chiều nhau sẽ tạo ra khoảng không gian giữa các răng để chứa khí Trục quay sẽ làm thu hẹp không gian này để tạo ra khí nén, không khí thoát khỏi đầu nén sẽ được nén lên áp suất 8 bar - 16 bar (tùy loại)

Cặp vít xoắn là trái tim của máy nén khí trục vít để nén không khí lên áp suất 8 bar - 16 bar Biên dạng của cặp vít này có thể đối xứng hoặc bất đối xứng

Hinh 1: Cặp vít nén Biên dạng răng vít cần phải có đường ăn khớp của vít – đường tiếp xúc của các vít khi chúng cọ sát với nhau – luôn liên tục từ điểm đầu (trên buồng hút) đến điểm cuối (trên buồng đẩy)

Mỗi biên dạng đều có tính năng kỹ thuật của nó Như biên dạng răng thân khai, thường

sử dụng trong bộ truyền bánh răng lớn, không đảm bảo tính liên tục của đường tiếp xúc, còn trong khi kiểm định máy nén khí trục vít hiện tượng đứt quãng đường tiếp xúc không cho phép, vì khi đó sẽ thông buồng hút với buồng đẩy

Vì vậy, yêu cầu đầu tiên đối với biên dạng răng vít là đảm bảo tính liên tục của đường tiếp xúc

Yêu cầu thứ hai là đảm bảo độ kín hướng trục của các cặp khoang làm việc Thực hiện điều đó tức là thực hiện việc cách ly chắc chắn buồng nén với buồng có áp suất thấp hơn nằm ở khoang kế tiếp Yêu cầu thứ hai này thường không được thực hiện hoàn toàn bởi giữa các cặp khoang kế tiếp có lỗ nối giữa chúng Trường hợp như vậy lỗ này không được phép lớn

Trong máy nén khí trục vít người ta chỉ sử dụng một số loại biên dạng răng đảm bảo được yêu cầu thứ nhất và mức độ nào đó đảm bảo yêu cầu thứ hai

Các loại biên dạng răng mặt đầu trục vít thường sử dụng là:

1- Biên dạng Trokhoit là dạng gần giống với Epixicloid và Hypoxicloid Nó có thể gọi chung là Xicloid Sử dụng biên dạng Xicloid cho một nữa biên dạng răng tính theo đường trục đối xứng hướng kính Nó có thể đảm bảo chặt chẽ về lý thuyết yêu cầu thứ hai: Độ kin hướng trục

2- Biên dạng tròn, tâm của vòng tròn biên dạng chạy trên vòng xoắn vít – Biên dạng sao

Biên dạng Elipse với trục lớn Elipse nằm theo phương hướng kính hoặc cũng có thể theo hướng vuông góc với nó

Phải hiểu rằng quy luật ăn khớp của các biên dạng tiếp xúc không cho phép tiếp xúc với một biên dạng nào đó với một đoạn chân răng kia Bởi vậy hiện nay biên dạng răng của máy trục vít là tổng hợp của các biên dạng khác nhau thành một biên dạng phù hợp, loại trừ biên dạng Xicloit

Với chức năng đã nói ở trên, người ta xây dựng đoạn biên dạng thể hiện tính chất ăn khớp của răng, hay rộng hơn tính chất của máy trục vít

Để tăng cường cho tính chất này hay tính chất khác theo hướng mong muốn, người ta làm răng vít có dạng không đối xứng theo trục hướng kính và sử dụng các đoạn đường cong biên dạng khác nhau

Cần phải chú ý một đặc điểm của biên dạng hóa các răng trục vít là: Biên dạng đoạn đầu răng rất quan trọng, không chỉ theo hướng cạnh của răng mà khe hở theo hưóng kính giữa đỉnh răng và rãnh của răng đối diện (khe hở hưóng kính của khớp răng có tải) của máy trục vít về lý thuyết cũng không được tồn tại theo yêu cầu đầu tiên của biên dạng răng máy trục vít

Từ đó có thể cho phép kết luận rằng biên dạng răng của máy trục vít là yếu tố quan trọng, xác định tính kinh tế, dạng đặc tính và các thông số kích thước của máy Việc chọn loại biên dạng răng và chế tạo chính xác đảm bảo chất lượng trong việc chế tạo máy trục vít

Bề mặt ngoài vít, trong đó kể cả bề mặt biên dạng răng, được chế tạo với kích thước nhỏ đi một chút so với lý thuyết để tạo ra khe hở nhỏ giữa các vít với nhau, giữa các vít với vỏ sau khi lắp chúng vào vỏ

Một số biên dạng răng vít phổ biến hiện nay:

1 - Biên dạng đối xứng – Symmetric cicurlar, Nilson, 1952: Những vòng tròn có

tâm lệch khỏi vòng tròn chia và những đường cong khác, như: Elipse, Parapolic, Hyperpolic, có những chi tiết đối xứng, và tạo ra những đường cong

mà được gọi là Trochoid trên trục vít khác, tương tự những điểm cục bộ trên một rotor sẽ cắt đường Epicycloid và nội Cycloid trên một trục vít khác

2 - Biên dạng không đối xứng, Lyshom, 1967: Phần riêng của đường tròn đồng

trục trên vòng chia được giới thiệu và gọi là Cycloid trên những bề mặt áp suất cao

3 - Biên dạng SRM “A”, Shibbie, 1979: Đường tròn lệch tâm trên những bề mặt có

áp suất thấp của trục vít bị động

4 - Biên dạng SKBK, Amosov, 1977: Đường tròn lệch tâm trên những bề mặt có

áp suất thấp của trục vít chủ động

5 - Biên dạng SRM “D”, Astberg, 1982: bao gồm những đường tròn riêng biệt, hầu như chúng có những vị trí lệch tâm trên trục vít chủ động và trục vít bị động.

6 - Biên dạng FuSheng, 1988: đường cong cơ sở có dạng elip

7 - Biên dạng Compare, Hough et al, 1984: đường cong cơ sở có dạng parabol

8 - Biên dạng Hyper, Chia Hsing, 1995: đường cong cơ sở có dạng hypoloic,

Hypoloic làm tăng hiệu suất thể tích của máy nén, mà tỉ lệ của lưu lượng được đưa vào như tổng phần của lưu lượng rò rỉ , đây là một chỗ ngoặt để tăng hiệu suất đoạn nhiệt bởi vì công suất tổn hao nhỏ trong việc nén khí mà tuần hoàn bên trong

9 - Biên dạng Rinder, 1987: Trục vít được tạo kiểu bánh cóc

10 - Biên dạng Stosic, 1996: Trục vít được tạo kiểu bánh cóc

Hình 2: Những kiểu biên dạng răng vít phổ biến hiện nay [4]

2 PHÂN LOẠI MÁY NÉN TRỤC VÍT

Có nhiều cách phân loại máy nén trục vít, trong đó phổ biến là phân loại theo số cấp nén:

- Máy nén 1 cấp: có 1 cặp vít nén

- Máy nén 2 cấp: có 2 cặp vít nén

3 PHÂN TÍCH THÔNG SỐ VÀ CHỌN MÁY NÉN TRỤC VÍT

Yêu cầu ban đầu để chọn một máy nén là:

- Công suất lạnh

- Nhiệt độ ngưng tụ

- Nhiệt độ bay hơi

- Loại môi chất lạnh sử dụng trong hệ thống

Từ đó ta sẽ chọn máy nén phù hợp

Phù hợp ở đây, trước hết là chỉ số COP cao nhất

Hiệu suất máy nén COP:

Với cùng một công suất lạnh cần, máy nén nào có điện năng tiêu thụ thấp nhất sẽ được

ưu tiên lựa chọn trong cùng một dải các model tương tự nhau

Tiếp theo sẽ lựa chọn dựa vào tính kinh tế, máy có giá thấp hơn, việc bảo trì bảo dưỡng dễ dàng, phụ kiện phổ thông, dễ kiếm là một ưu thế

Ví dụ:

- Cần chọn máy nén

chạy kho lạnh có

công suất lạnh là:

110 kW tại Te=

-30degC

- Tra phần mềm

Mycom chúng ta

N160VSE (cổng

H), phù hợp yêu

cầu với COP =2.1

4 CÁC YÊU CẦU VỀ LẮP ĐẶT, BẢO DƯỠNG VÀ SỬA CHỮA

4.1 Lắp đặt

Khi lắp đặt máy nén trục vít, có những yêu cầu như sau:

- Vị trí lắp máy phải có móng đảm bảo tải trọng động khi hoạt động, thoáng mát,

có đủ không gian xung quanh để bảo trì sửa chữa tùy theo loại máy

- Các van lắp đặt phải đúng vị trí, đúng chiều

- Các đường ống lắp vào máy nén phải tuân thủ theo quy định của nhà sản xuất

và tiêu chuẩn ASHAE

Lưu ý khi nạp nhớt lần đầu cho máy nén trục vít:

- Thực hiện thử áp trước khi bắt đầu hoạt động Để ngăn hơi ẩm xâm nhập vào hệ thống, hãy sử dụng khí nitơ hoặc không khí khô để thử áp

- Thực hiện quá trình Hút chân không để làm công việc nạp nhớt ban đầu Nhớt phải được nạp qua bộ lọc

Cân trục:

- Việc cân trục motor là cực kì quan trọng, nếu motor không đồng trục với trục của máy nén, khi hoạt động sẽ bị hư bạc đạn, hư máy nén

- Trong trường hợp trục liên kết giữa máy nén và motor, hãy đảm bảo rằng độ lệch trong phạm vi được hiển thị trong Bảng Tuy nhiên, nếu dung sai căn chỉnh của phía motor nghiêm ngặt hơn Bảng, vui lòng điều chỉnh theo yêu cầu trong giá trị cho phép của phía motor

4.2 Bảo dưỡng và sửa chữa

Thông thường, tỉ lệ phát sinh sự cố máy nén sẽ tăng dần theo thời gian vận hành máy

Trong thời kì phát sinh sự cố ngẫu nhiên, nếu chúng ta kiểm tra định kì hàng ngày thì sẽ phát hiện sớm dấu hiệu phát sinh sự cố và có biện pháp xử lý kịp thời

Nếu chúng ta đại tu máy ngay trước thời điểm phát sinh sự cố do mài mòn gây nên, chúng ta sẽ giảm thiểu được rủi ro, chi phí và máy nén cũng duy trì được tính năng,

cơ năng hoạt động, kéo dài thêm tuổi thọ

No Loại Khoảng thời gian kiểm tra

2 Các linh kiện bảo vệ - Định kỳ

3

- Định kỳ

4

- Mỗi 6 tháng

Hình 4: Tiêu chuẩn thời gian sử dụng một số linh kiện máy nén Thay thế dầu bôi trơn cho máy nén: nhớt bôi trơn là một trong những linh kiện quan trọng nhất của máy nén lạnh, độ nhớt lý tưởng cho máy nén trục vít là 13~30cSt

Hình 5: Độ nhớt tham khảo

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I N Stosic, I Smith, A Kovacevic – Screw Compressor_ Mathematical Modelling and Performance Calculation – Springer 2004.

II Ibrahim Dincer – Refrigeration Systems and Applications – Wiley 2003.

III Industrial Refrigeration Handbook – Chapter 5.

IV Nikola Stosic, Ian K Smith, Ahmed Kovacevic and Elvedin Mujic, Geometry of screw compressor rotors and their tools, City University London.

V Training MYCOM compressors - internal documents.