nghiên cứu trạm máy nén ga-75 chuyên đề tính toán lựa chọn thiết bị ép khí trên giàn msp-8

Hiện nay, trên các giàn khoan - khai thác của mỏ Bạch Hổ córất nhiều trạm máy nén có thể cung cấp nguồn khí cho các thiết bị này nhng thông dụng nhất vẫn là trạm máy nén khí GA-75 vì nó

Lời nói đầu

Trong giai đoạn xây dựng và phát triển nền kinh tế của đấtnớc ta, với nhiệm vụ trọng tâm là công nghiệp hoá và hiện đạihoá, trong đó ngành công nghiệp dầu khí giữ vai trò quan trọng

đặc biệt

Ở Việt Nam, công nghiệp dầu khí là một ngành còn non trẻ,song nó mở ra một triển vọng lớn cho nền kinh tế quốc dân Hàngnăm, ngành công nghiệp dầu khí thu về cho đất nớc một nguồnkinh tế lớn, nộp ngân sách nhà nớc hàng trăm tỷ đồng

Để duy trì và đảm bảo tốt các công việc khoan - khai tháctrên giàn, cũng nh kiểm tra chặt chẽ các công việc này, thì việc

sử dụng hệ thống đo lờng tự động, ứng dụng tự động hóa vàotrong công nghiệp dầu khí là rất hữu hiệu Trong môi trờng dễcháy, nổ nh ở giàn khoan thì việc sử dụng khí nén làm nguồnnăng lợng cung cấp cho các thiết bị tự động hóa nh các van antoàn, các thiết bị đo, các dụng cụ đồ gá, kẹp chặt v.v…là cónhiều u điểm nhất

Hiện nay, trên các giàn khoan - khai thác của mỏ Bạch Hổ córất nhiều trạm máy nén có thể cung cấp nguồn khí cho các thiết

bị này nhng thông dụng nhất vẫn là trạm máy nén khí GA-75 vì

nó có nhiều u điểm vợt trội so với các loại máy khác là: nguồn khícung cấp đạt yêu cầu, trạm máy đợc bố trí gọn, hoạt động hoàntoàn tự động, có hệ thống an toàn tốt để bảo vệ máy khi có sự

cố và đặc biệt là lu lợng của máy rất ổn định, tự động điềuchỉnh phù hợp theo nhu cầu sử dụng đã đặt trớc

Chính những đặc điểm này, cùng với việc tìm hiểu về loạithiết bị này trong quá trình thực tập ở xí nghiệp liên doanhVietsovpetro và những kiến thức đợc học trên trờng Với sự giúp

đỡ, hớng dẫn tận tình của thầy Lê Đức Vinh cùng các thầy trong bộmôn Thiết Bị Dầu Khí và Công Trình, em đã thực hiện đề tài:

“Nghiên cứu trạm máy nén GA-75”

Chuyên đề: “Tính toán lựa chọn thiết bị ép khí trên giàn khoan MSP-8”.

 Cấu trúc bản đồ án gồm 6 chơng:

Chơng 1: Tổng quan về ngành công nghiệp dầu khí ViệtNam và máy nén khí.

Chơng 2: Lý thuyết cơ bản về máy nén khí dạng trục vít

Chơng 3: Các thông số cơ bản, cấu tạo, nguyên lý hoạt động,chế độ bảo dỡng và các h hỏng thờng gặp của máy nén GA-75

Chơng 4: Trạm máy nén GA-75

Chơng 5: Tính toán lựa chọn thiết bị ép khí trên giàn MSP-8.Chơng 6: An toàn trong lắp đặt, vận hành, bảo dỡng và sửachữa máy nén khí

 Mục đích đề tài: nghiên cứu quy trình lắp đặt, vận hành,sữa chữa và bảo dỡng máy nén GA-75, nắm đợc nguyên lýhoạt động của chúng cho phù hợp với các yêu cầu sử dụng củatừng giàn nhằm nâng cao năng suất, tuổi thọ của các thiết

bị và tính toán lựa chọn thiết bị ép khí trên giàn khoanMSP-8

Do kiến thức còn nhiều hạn chế nên đồ án không khỏi cònnhiều khiếm khuyết, em rất mong nhận đợc sự góp ý và chỉ bảocủa các thầy cô giáo cùng các bạn bè

Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn thầy Lê Đức Vinh, cùngtất cả quý thầy cô trong bộ môn Thiết bị Dầu khí và công trình -Trờng Đại học Mỏ và Địa Chất đã truyền đạt kiến thức cho em

Đồng thời, em cũng xin chân thành cảm ơn các anh đốc công, kỹ

s, công nhân trong Xí nghiệp liên doanh Vietsovpetro, cùng cácbạn bè đã tạo mọi điều kiện giúp em hoàn thành đồ án này

Hà Nội, tháng 6 năm 2009

Sinh viên thực hiện

Lê Trí Năng

Chơng 1 Tổng quan về ngành công nghiệp dầu khí việt nam và

máy nén khí1.1 Tổng quan về ngành cụng nghiệp dầu khớ Việt Nam

1.1.1 Sơ lược sự phỏt triển của ngành cụng nghiệp dầu khớ Việt Nam

ở Miền Bắc: Vào những năm đầu thập kỷ 60, công tác tìmkiếm và thăm dò dầu khí đã đợc các nhà địa chất dầu khí thuộcTổng cục địa chất tiến hành Đợc sự giúp đỡ về tài chính và kỹthuật của các chuyên gia Liên Xô (cũ), ta đã khoan và phát hiện códầu khí, condensat, song trữ lợng không đáng kể Năm 1975 đãphát hiện mỏ khí nằm ở địa phận Tiền Hải, Thái Bình Đến năm

1981 đợc đa vào khai thác song trữ lợng thấp, chỉ đủ sử dụngcho công nghiệp địa phơng

ở Miền Nam: Vào những năm cuối của thập kỷ 60, công táctìm kiếm thăm dò khí của ngụy quyền Sài Gòn đợc tiến hành, đãphát hiện ra ba bể trầm tích lớn có khả năng chứa dầu khí BểCửu Long, bể Sài Gòn - Brunei, bể vịnh Thái Lan Từ đây cáccông ty nớc ngoài đã vào đấu thầu và khai thác ở nớc ta nh: MobilExploration Inc (Mỹ), Etsuman Oil Coltd (Nhật), Sunigdate Oil(Pháp)

Năm 1975 sau khi miền nam hoàn toàn giải phóng, chính phủquyết định thành lập tổng cục Dầu mỏ và Khí đốt Việt Nam-quản lý toàn bộ phần tìm kiếm, thăm dò trên toàn lãnh thổ nớc ta

Đến năm 1981 xí nghiệp liên doanh Vietsovpetro ra đời nhằm

khai thác dầu khí ở mỏ Bạch Hổ Cùng với thời gian đó Tổng cụcdầu khí Việt Nam thành lập Ban quản lý công trình dầu khíVũng Tàu để xây dựng công trình dầu khí của liên doanh dầukhí Vietsovpetro Tấn dầu đầu tiên đợc lấy ở mỏ Bạch Hổ vàongày 26-6-1986, đánh dấu mốc lịch sử của ngành công nghiệpdầu khí Việt Nam.

Năm 1990 do thay đổi luật đầu t, luật dầu khí ra đời cùngvới việc hình thành nền kinh tế thị trờng Đồng thời có sự xácnhập của tổng cục dầu khí vào Bộ công nghiệp nặng Tiếp đó

là quyết định công văn số 252/CNNG TC ngày 20-9-1990 của Bộtrởng công nghiệp nặng về việc thành lập công ty khí đốt trêncơ sở ban quản lý công nghiệp dầu khí Vũng Tàu

Từ đó đến nay ngành công nghiệp dầu khí nớc ta ngày cànglớn mạnh Trong 6 tháng đầu năm 2009 toàn tập đoàn Dầu khí

đạt doanh thu 130.100 tỷ đồng nộp ngân sách nhà nớc 49.900 tỷ

đồng Công tác tìm kiếm thăm dò đợc triển khai tìm kiếm trongnớc và ngoài nớc, cả khu vực các hợp đồng dầu khí liên doanh với n-

ớc ngoài và các khu vực đầu t phát hiện dầu khí tại hai mỏ Đông

Đô, Báo Vàng Tập đoàn triển khai ký 6 hợp đồng dầu khí mớitrong nớc tìm kiếm thêm 6 dự án ở nớc ngoài, khai thác 16,9 triệutấn dầu Đến năm 2010 sẽ chấm dứt việc ký kết hợp đồng dầu khígiữa hai nhà nớc Việt Nam - Liên Xô, và bắt đầu hợp đồng mới với

t cách việc ký kết hợp đồng giữa hai tập đoàn dầu khí với nhau

1.1.2 Tình hình khai thác dầu khí ở mỏ Bạch Hổ

Mỏ Bạch Hổ nằm ở lô 0,9 trên biển Đông, cách bờ 100km,cách cảng Vũng Tàu khoảng 130 Km, chiều sâu nớc biển ở vùngkhai thác khoảng 50 m Hiện nay ở mỏ Bạch Hổ chủ yếu khai thácbằng Gaslift và bơm điện chìm Mỏ có trữ lợng khoảng 300 triệutấn, trung bình mỗi ngày khai thác 38.000 tấn dầu thô chiếm80% sản lợng dầu thô ở Việt Nam Tháng 3 năm 2001 Vietsovpetrolàm lễ đón mừng tấn dầu thứ 100 triệu, đến ngày 4 tháng 12năm 2005 Vietsovpetro khai thác đợc 150 triệu tấn và đa vào bờ

15 tỷ m3 khí đồng hành, kế hoạch 2006 - 2010 VSP phấn đấu giatăng trữ lợng 52 tấn dầu thô, với 20 giếng khoan tìm kiếm, khai

thác từ 37 đến 40 triệu tấn dầu vận chuyển đa vào bờ 6,5 tỷ m3khí.

1.2 Khái quát về hệ thống máy nén khí

Khí nén đã có nhiều ứng dụng từ rất xa xa Tuy nhiên, do sựphát triển của khoa học kỹ thuật trớc đây không đồng bộ, nhất là

sự kết hợp các kiến thức về cơ học, vật lý, vật liệu v.v không cóhoặc còn thiếu, cho nên phạm vi ứng dụng của khí nén còn rấthạn chế

Ngày nay, với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật,cùng với năng lợng điện, vai trò năng lợng bằng khí nén ngày càngtrở nên quan trọng Tất cả những cơ sở sản xuất lớn, thậm chí cảtrong nhiều lĩnh vực thông dụng của cuộc sống hàng ngày cũngkhông thể thiếu đợc nguồn năng lợng khí nén Việc sử dụng nănglợng bằng khí nén đóng một vai trò cốt yếu ở những lĩnh vực màkhi sử dụng năng lợng điện sẽ nguy hiểm; sử dụng năng lợng bằngkhí nén ở những dụng cụ nhỏ, nhng truyền động với vận tốc lớn;

sử dụng năng lợng bằng khí nén ở những thiết bị nh búa hơi,dụng cụ dập, tán đinh và nhiều nhất là dụng cụ đồ gá kẹp chặttrong các máy v.v…

Trong ngành công nghiệp Dầu khí, vai trò của năng lợng khínén càng trở nên đặc biệt quan trọng, nhất là đối với các giànkhoan-khai thác Dầu khí trên biển Sở dĩ nh vậy là do các quátrình sản xuất, các công đoạn công nghệ trong công nghiệp Dầukhí đặc biệt nguy hiểm, luôn tiềm ẩn những nguy cơ cháy, nổ,phun trào v.v… có thể gây ra tai nạn chết ngời, phá hủy thiết bị,công trình, thậm chí là những thảm họa môi trờng nghiêm trọngcho cả một khu vực rộng lớn Với những đặc tính u việt của nănglợng khí nén, nh :

1 An toàn với môi trờng độc hại, môi trờng nguy hiểmkhí, dễ cháy nổ

2 Dễ cung cấp, dễ sử dụng

3 Phạm vi ứng dụng rộng rãi

Bởi vậy, chúng là nguồn năng lợng không thể thiếu trên các công trình Dầu khí Năng lợng khí nén đợc sử dụng cho các thiết

bị công cụ, thiết bị động lực,v.v… và đặc biệt là trong các hệ thống tự động điều khiển và đo lờng.

1.2.1 Khái niệm

Máy nén khí là máy để nén không khí hoặc gas đến ápsuất tơng đối không thấp hơn 0,5Mpa, nếu không khí đạt ápsuất thấp hơn 0,2MPa gọi là quạt gió

1.2.2 ứng dụng của máy nén trong ngành dầu khí

- Khai thác dầu bằng phơng pháp Gaslift;

- Gọi dòng cho giếng;

- Cung cấp nguồn khí nén có áp suất cho các thiết bịkhoan;

- Dùng để vận chuyển xi măng;

- Cung cấp nguồn khí nuôi cho các thiết bị đo và tự động

điều chỉnh;

- Cung cấp cho các hệ thống điều khiển các thiết bị van;

- Cung cấp cho các hệ thống khởi động khí nén;

- Là chất trung gian truyền nhiệt giữa các máy sấy, thiết bịlạnh v.v

- Theo áp suất tạo ra

+ Bơm chân không áp suất: Làm việc khi áp suất rabằng áp suất khí trời

+ Máy nén chân không: Làm việc khi áp suất ra caohơn áp suất khí trời

+ Quạt gió: Làm việc với mức độ nén bé hơn 1,15 + Thiết bị thổi gas: Làm việc với mức độ nén béhơn 1,15 nhng không làm mát nhân tạo

+ Máy nén: Làm việc với mức độ nén lớn hơn 1,15nhng có làm mát nhân tạo.

- Theo kiểu dẫn động máy nén: Máy nén chạy bằng độngcơ gas trong đó máy nén đợc chế tạo cùng với động cơ cógas và các loại dẫn động khác

Các thiết bị dẫn động phụ thuộc vào số vòng quay yêu cầucủa trục, công suất và giải điều chỉnh các thông số, có thể

là động cơ điện, tuốc bin gas, hay động cơ đốt trong

- Theo đặc tính môi chất có thể chia ra

- Theo kiểu kết cấu của máy nén piston đợc phân ra

+ Theo cấp số nén: Một cấp, hai cấp, ba cấp v.v

+ Theo số dãy trong đó bố trí các xi lanh: Một, hai,hoặc nhiều dãy

+ Theo kết cấu cơ cấu chuyển động: Có con trợt vàkhông có con trợt

+ Theo sự bố trí xi lanh: Dạng ngang, đứng, góc

+ Theo nguyên lý tác dụng với xi lanh: Tác dụng đơn,tác dụng kép

+ Phụ thuộc vào kiểu làm mát

Tại các giàn cố định trên biển của Xí nghiệp Liên doanh

“Vietsovpetro”, để cung cấp năng lợng khí nén sử dụng cho cácthiết bị và hệ thống phục vụ cho công nghệ khoan-khai thác Dầukhí, ngời ta thiết kế, lắp đặt nhiều trạm nén khí phục vụ chonhững mục đích cụ thể khác nhau, nh :

+) Trạm máy nén khí 4BУ 1-5/9 ở BM-15: gồm 2 máy: 1- Đợcdẫn động bằng động cơ Diezel; 1- Đợc dẫn động bằng độngcơ điện; nhằm cung cấp khí nén áp suất thấp (6 8 kg/cm2)cho các thiết bị tự động hóa và đo lờng, các thiết bị phục vụcho công nghệ khoan nh Roto tháo lắp cần khoan, phanh tờikhoan, đóng/ngắt các ly hợp khí nén của các bơm dung dịchУM-8

+) Trạm máy nén khí BП 2-9/10 ở BM-7B: gồm 4 máy (đợc dẫn

động bằng động cơ điện); một hệ thống sấy và làm khô khí(khá phức tạp), cung cấp khí nén khô, sạch, áp suất thấp (6 8kg/cm2) cho hệ thống vận chuyển ximăng, phục vụ cho quátrình công nghệ khoan

+) Trạm máy nén khí ЭКП-70/25 ở BM-7A: gồm 2 máy (đợc dẫn

động bằng động cơ điện) cung cấp khí nén áp suất cao (30

50 kg/cm2) cho hệ thống khởi động động cơ Diezel 8ЧН25/34-3 của trạm phát điện chính (BM-7A) của giàn

+) Cụm trạm máy nén khí ở BM-6, gồm :

- Trạm máy nén khí áp suất thấp (6 8 kg/cm2): loại BУ-0,6/8(hoặc BУ- 0,6/13), gồm 3 máy Sau đó, chúng đợc thay thế bằngtrạm nén khí kiểu “Ingersoll-Rand T 30/7100 ”, cũng có 3 máy.Các trạm này có lu lợng nhỏ (Q 0,6 m3/phút - loại BУ-0,6/8 (hoặcBУ- 0,6/13); hoặc Q = 1,42 m3/phút - loại “Ingersoll-Rand T30/7100” ), làm việc theo chế độ tự động, nhằm cung cấp khínén cho các thiết bị đo lờng, hệ thống điều khiển tự động cácvan “MIM”, các trạm điều khiển (ACS, TOE v.v ) đóng/mở cácvan dập giếng, dẫn động cho các bơm hóa phẩm, v.v… của hệthống công nghệ khai thác Dầu khí

- Cụm máy nén khí áp suất thấp (6 8 kg/cm2): loại 4BУ1-5/9,gồm 1 2 máy Đây là loại máy nén khí có lu lợng trung bình (Q

5 m3/phút), làm việc theo chế độ tự động, nhằm cung cấp khí

nén cho các thiết bị, dụng cụ dẫn động bằng khí nén (máy mài,máy khoan, máy bắn rỉ, các máy bơm thủy lực cao áp v.v…) vàchủ yếu là làm nhiệm vụ ép nớc kỹ thuật phục vụ sinh hoạt trêngiàn.

Trong thời gian gần đây, trên các giàn cố định của Xínghiệp Liên doanh “Vietsovpetro”, ngời ta đã đa vào lắp đặt và

sử dụng các trạm nén khí hiện đại, nh GA-75 (của hãng Copco), hoặc SSR MH-75 (của hãng Ingersoll-Rand) Các trạm này

Atlas-có thể cung cấp khí nén trong dải áp suất làm việc từ 6 13kg/cm2 và lu lợng tơng đối lớn (Q 13,59 11,61 m3/phút, đối vớitrạm SSR MH-75; Q 11,8 m3/phút, đối với trạm GA-75) Chúng đợctrang bị thêm hệ thống xử lý làm sạch và sấy khô khí khá hoànhảo nên chất lợng khí nén rất tốt, đảm bảo đủ lu lợng và chất lợng

để có thể sử dụng cho hệ thống vận chuyển ximăng, phục vụ choquá trình công nghệ khoan; ép nớc kỹ thuật cung cấp cho sinhhoạt và các hệ thống làm mát; cũng nh cho các thiết bị đo lờng,

hệ thống điều khiển tự động, các thiết bị đợc dẫn động bằngkhí nén khác v.v… Vì vậy, với một trạm nén khí có 2 máy loại này( GA-75 của hãng Atlas-Copco, hoặc SSR MH-75 của hãng Ingersoll-Rand ) đợc lắp đặt ở BM-7B, có thể thay thế cho toàn bộ cáccụm, trạm máy nén khí áp suất thấp khác (nh BП2-9/10; BУ-0,6/8;BУ-0,6/13; 4BУ1-5/9; Ingersoll-Rand T 30/7100 v.v…) trớc đó, ởtrên giàn

- Trạm máy nén khí áp suất cao (100 150 kg/cm2): loại Kp-2T(hoặc BT 1,5-0,3/150), gồm 2 máy Đây là loại máy nén khí cao

áp, có lu lợng nhỏ (Q 1,5 lit/phút), làm việc theo chế độ tự

động, nhằm cung cấp khí nén cho hệ thống điều khiển

đóng/mở các van cầu ở các blok công nghệ (BM-1;2) và hệ thốngkhởi động cho các động cơ Diezel của các máy bơm dung dịch

và máy bơm trám ximăng, nén khí cho các bình điều hòa lu lợngcủa các máy bơm piston Nguồn khí nén cao áp này còn đợc sửdụng trong công tác kiểm tra, kiểm định các van an toàn, vậnhành các bộ đồ gá chuyên dụng.v.v…

Ngoài ra, trên một số giàn (nh CTP-2; CTP-3 v.v…) còn đợc lắp

đặt, vận hành một số trạm nén khí chuyên dụng để sản xuất,

cung cấp khí trơ (N2) phục vụ cho các công đoạn công nghệ xử lýDầu khí.

1.2.4 Mục đích, yêu cầu đối với hệ thống khí nén trên các giàn khoan-khai thác Dầu khí trên biển.

Nh đã nói ở phần trên, hiện nay, trên các công trình biểncủa Xí nghiệp Liên doanh “Vietsovpetro” đang tồn tại hai hệthống khí nén cao áp và thấp áp, nhằm mục đích cung cấpnguồn năng lợng (khí nén) cho các thiết bị và hệ thống chính,

 Các thiết bị dẫn động bằng khí nén nh: hệ thống khởi

động cho các động cơ Diezel công suất lớn; các động cơkiểu Roto; các máy bơm, máy mài, máy khoan; thiết bịtháo/lắp bulông, thiết bị phun sơn v.v…

 Hệ thống vận chuyển ximăng, phục vụ cho quá trình côngnghệ khoan

chữa; làm vệ sinh công nghiệp hoặc sử dụng khí nén để thựchiện một quy trình công nghệ nào đó nh gọi dòng trong Khaithác; khuấy trộn dung dịch khoan hoặc ximăng trong quá trìnhkhoan v.v…

Khí nén đợc tạo ra từ những máy nén khí chứa đựng nhiềutạp chất bẩn, độ ẩm có thể ở những mức độ khác nhau Chất bẩnbao gồm: bụi, độ ẩm của không khí đợc hút vào, những phần tửnhỏ chất cặn bã của dầu bôi trơn và truyền động cơ khí Hơnnữa, trong quá trình nén khí nhiệt độ khí nén tăng lên có thểgây ra quá trình ôxy hóa một số phần tử kể trên Nh vậy khí nénbao gồm chất bẩn đó đợc tải đi trong những đờng ống dẫn khí

sẽ gây nên sự ăn mòn, gỉ trong ống và trong các phần tử của hệthống điều khiển Cho nên khí nén đợc sử dụng trong kỹ thuật

phải xử lý Mức độ xử lý khí nén tùy thuộc vào phơng pháp xử lý,

từ đó xác định chất lợng của khí nén tơng ớng cho từng trờnghợp cụ thể.

Tùy theo mục đích sử dụng, các yêu cầu về chất lợng của khínén có thể có đôi chút khác biệt Tuy nhiên, chung quy lại vẫnbao gồm các vấn đề cơ bản sau đây:

- Đảm bảo độ sạch: Điều này đảm bảo không làm kẹt hoặc

tắc nghẽn các phin lọc, các zicler hoặc các chi tiết, phần tử có độchính xác cao của thiết bị, nhất là ở trong các thiết bị kiểm tra,

đo lờng và ở các hệ thống điều khiển, tự động hóa Để đánh giá

độ sạch, ngời ta đa ra các tiêu chuẩn về độ lớn của các tạp chất.Theo các tiêu chuẩn của Hội đồng các xí nghiệp châu ÂuPNEUROP (European Committee of Manufacturers of Compressors,Vacuumpumps and Pneumatic tools) đề ra, độ lớn của các tạpchất trong khí nén không đợc vợt quá 70 m

- Đảm bảo độ khô: Yêu cầu này rất quan trọng, nhất là khi khí

nén đợc sử dụng trong hệ thống vận chuyển các vật liệu rời, nh

hệ thống vận chuyển ximăng Trong các hệ thống này có 99,9 % ợng hơi ẩm (gồm hơi nớc, dầu bôi trơn.v.v…, gọi chung làcondensate) phải đợc loại bỏ Mặt khác, đảm bảo độ khô của khínén làm hạn chế sự tạo thành các pha lỏng, là tác nhân tạo nên ănmòn điện hóa trong dòng lu thông của khí nén

- Đảm bảo khoảng nhiệt độ làm việc thích hợp: Thông

th-ờng, khoảng nhiệt độ làm việc thích hợp nhất của khí nén không

đợc chênh lệch quá 3 5 0C so với nhiệt độ môi trờng làm việc của

hệ thống và thiết bị Sự chênh lệch quá lớn sẽ gây nên sự giãn nởnhiệt khác nhau trong các hệ thống, thiết bị, các cụm chi tiết, tạo

ra sự nứt vỡ, biến dạng, h hỏng v.v…

- Đảm bảo khoảng áp suất làm việc thích hợp: Mỗi hệ

thống hoặc thiết bị đều có những yêu cầu về khoảng áp suấtkhí nén làm việc khác nhau Để giải quyết vấn đề này, ngời tathờng sử dụng các bộ van giảm áp (hoặc tăng áp) phù hợp

- Đảm bảo độ nhớt động học thích hợp: Đối với từng hệ

thống, nhất là với hệ thống điều khiển tự động hoặc truyền

động khí nén và thiết bị, sẽ có những yêu cầu cụ thể về độ

nhớt động học cần thiết của khí nén, để giảm ma sát, sự ăn mòn

và rỉ sét của chúng Để giải quyết vấn đề này, ngời ta thờng sửdụng dầu bôi trơn, bổ sung vào dòng khí nén thông qua các bộvan tra dầu, hoạt động theo nguyên lý tra dầu Venturi

Trong những yêu cầu về chất lợng khí đã nêu trên, quan

trọng nhất là việc đảm bảo độ sạch và độ khô của khí nén.

1.2.5 Các phơng pháp xử lý khí.

Để đảm bảo các yêu cầu đã nêu trên đối với khí nén,

ngời ta tiến hành xử lý chúng trong và sau quá trình nén bằng rấtnhiều biện pháp

Khí nén đợc tải từ máy nén bao gồm các chất bẩn thô,những hạt bụi, chất cặn bã của dầu bôi trơn và mạt bụi của truyền

động cơ khí Phần lớn những chất này xử lý trong thiết bị gọi làthiết bị làm lạnh tạm thời, sau khi khí nén từ máy nén khí qua đ-ờng ống cho vào bình chứa làm hơi nớc ngng tụ ở đó, độ ẩm củakhí nén (lợng hơi nớc) phần lớn sẽ đợc ngng tụ tại đây Giai đoạn

xử lý này gọi là giai đoạn xử lý thô Nếu nh thiết bị xử lý khí néngiai đoạn này tốt, hiện đại thì khí nén có thể sử dụng đợc, vídụ: những dụng cụ khí nén cầm tay, những thiết bị đồ gá đơngiản dùng khí nén v.v Tuy nhiên sử dụng khí nén trong hệthống điều khiển và một số thiết bị khác, đòi hỏi chất lợng củakhí nén cao hơn

Trong hệ thống xử lý khí nén đợc chia làm 3 giai

đoạn sau đây:

- Lọc thô:

Làm mát tạm thời khí nén từ máy nén khí tách ra để táchchất bẩn bụi Sau đó khí nén đợc đa vào bình ngng tụ để táchhơi nớc Giai đoạn lọc thô là giai đoạn cần thiết nhất cho vấn đề

xử lý khí nén

- Sấy khô:

Giai đoạn này xử lý tùy theo chất lợng yêu cầu của khí nén

- Lọc tinh:

Xử lý khí nén trong giai đoạn này trớc khi đa vào sử dụng Giai

đoạn này rất cần thiết cho hệ thống điều khiển tự động hóa

Hình 1.1: Các giai đoạn xử lý khí nén.

Các phơng pháp xử lý khí nén.

Không khí chứa nhiều thành phần, trong đó có lợng hơi nớc

đáng kể Sau khi qua giai đoạn lọc thô, lợng hơi nớc vẫn còn Do

những yêu cầu về chất lợng khác nhau trong việc sử dụng khí nén

(hình 1.2), đòi hỏi khí nén phải đợc xử lý tiếp

Lọcchất bẩn

Lọc bụi

Sấy khụ bằng chất làm lạnh Hấp thụ khụ bằng

chất làm lạnh

-Bộ lọc -Điều chỉnh ỏp suất -Bộ tra dầu

Làm lạnh bằng không khí, nhiệt độ khí nén trong bình

ng-ng tụ sẽ đạt đợc trong-ng khoảng-ng từ +30 0C đến +35 0C

Làm lạnh bằng nớc (ví dụ nớc lạnh có nhiệt độ là +10 0C) thìnhiệt độ khí nén trong bình ngng tụ sẽ đạt đợc là +20 0C

Nguyên lý hoạt động của bình ngng tụ bằng nớc, xem hình 1.3

Hình 1.3 : Nguyên lý hoạt động của bình ngng tụ làm lạnh

bằng nớc.

Thiết bị sấy khô bằng chất làm lạnh.

Nguyên lý hoạt động của phơng pháp sấy khô bằng chất làmlạnh (hình 1.4): Khí nén từ máy nén khí sẽ qua bộ phận trao đổinhiệt khí – khí (1) Tại đây dòng khí nén vào sẽ đợc làm lạnh sơ

bộ bằng dòng khí nén đã đợc sấy khô và sử lý từ bộ phận ngng tụ

đi lên

Sau khi đợc làm lạnh sơ bộ, dòng khí nén vào bộ phận trao

đổi nhiệt khí - chất làm lạnh (2) Quá trình làm lạnh sẽ đợc thựchiện bằng cách, dòng khí nén sẽ đợc đổi chiều trong những ốngdẫn nằm trong thiết bị này Nhiệt độ hoá sơng tại đây là +2 0C

Nh vậy lợng hơi nớc trong dòng khí nén vào sẽ đợc tạo thành từnggiọt nhỏ một Lợng hơi nớc sẽ đợc ngng tụ trong bộ phận kết tủa(3) Ngoài lợng hơi đợc kết tủa, tại đây còn có các chất bẩn, dầubôi trơn cũng đã đợc tách ra Dầu, nớc, chất bẩn sau khi đợc tách

ra khỏi dòng khí nén sẽ đợc đa ra ngoài qua van thoát nớc ngng tụ

tự động (4) Dòng khí nén đợc làm sạch và còn lạnh sẽ đợc đa

đến bộ phận trao đổi nhiệt (1), để nhiệt độ từ khoảng 6 0C

đến 8 0C, trớc khi đa vào sử dụng

Chu kỳ hoạt động của chất làm lạnh đợc thực hiện bằng máynén để phát chất làm lạnh (5) Sau khi chất làm lạnh đợc nén quamáy nén, nhiệt độ sẽ tăng lên, bình ngng tụ (6) sẽ có tác dụng làmnguội chất làm lạnh đó bằng quạt gió Van điều chỉnh lu lợng (8)

và rơ le điều chỉnh nhiệt độ (7) có nhiệm vụ điều chỉnh dòng

lu lợng chất làm lạnh hoạt động trong khi có tải, không tải và hơiquá nhiệt

Hình 1.4: Nguyên lý hoạt động của thiết bị sấy khô bằng

chất làm lạnh.

Nguyên lý hoạt động của rơ le nhiệt (hình 1.5) nh sau:

Tại vị trí A chất làm lạnh (ví dụ: chlorfluormethan CCL3F) ởdạng thể khí Khi nhiệt độ ở vị trí b thay đổi, cảm biến nhiệt

độ c qua ống mao dẫn d sẽ tác động lên màng e, nh vậy sẽ làmthay đổi vị trí của vòi phun f, lu lợng của chất làm lạnh vào sẽthay đổi

Hình 1.5: Nguyên lý hoạt động của rơ le nhiệt

Thiết bị sấy khô bằng hấp thụ

Sấy khô bằng hấp thụ có thể là quá trình vật lý hay quá trìnhhóa học

-Quá trình vật lý: Chất sấy khô hay gọi là chất háo nớc sẽ hấp

thụ lợng hơi nớc ở trong không khí ẩm và gồm 2 bình sấy khô.Bình sấy khô thứ nhất chứa chất sấy khô và thực hiện quá trình

sấy khô, trong khi đó bình sấy khô thứ 2 sẽ đợc tái tạo lại khả nănghấp thụ của chất sấy khô (chất háo nớc) mà đã dùng lần trớc đó(hình 1.6) Chất sấy khô thờng đợc chọn nh silicagel SiO2, nhiệt

độ điểm sơng –500C, nhiệt độ tái tạo t=1200C  1800C

Hình 1.6: Nguyên lý làm việc của thiết bị sấy khô bằng

hấp thụ.

Hình 1.7: Là chu kì hoạt động của hệ thống Khi bình sấykhô thứ nhất II hoạt động, van 6 mở, khí nén từ máy nén khí quabình sấy II, qua van 4 và vào hệ thống điều khiển

Quá trình tái tạo đợc thực hiện bằng khí nóng sau khi khôngkhí qua máy nén khí 1 và đợc nung nóng trong bộ phận nungnóng 2 qua van 7 vào bình chứa I, qua van 8, lúc đó không khínóng bão hòa sẽ đợc đa ra ngoài

Hình 1.7: Quá trình vận hành của thiết bị sấy khô bằng

hấp thụ.

- Quá trình hóa học: Thiết bị gồm 1 bình chứa, trong đó

chứa chất hấp thụ (hình 1.8), chất hấp thụ bằng quá trình hóahọc thờng là NaCl Không khí ẩm sẽ đợc đa vào từ cửa 1, sau khi

đi qua chất hấp thụ 2, ví dụ NaCl, lợng hơi nớc trong không khí sẽkết hợp với chất hấp thụ và tạo thành những giọt nớc lắng xuốngphần dới của đáy bình chứa Từ đó phần nớc ngng tụ sẽ đợc dẫn

ra ngoài bằng van 5

Phần không khí sấy khô sẽ theo cửa 4 vào hệ thống điềukhiển

Hình 1.8: Nguyên lý hấp thụ bằng phản ứng hóa học.

 Xử lý khí nén bằng các bộ lọc, các bình ngng tụ và làm lạnhbằng không khí, nh đối với các máy nén khí BУ-0,6/8 (hoặcBУ-0,6/13); 4 BУ1-5/9 v.v

 Xử lý khí nén bằng các bộ lọc, các bình ngng tụ và làm lạnhbằng không khí, làm khô khí bằng các chất hấp thụ trongmột hệ thống chuyên dụng, nh đối với các máy nén khí

“Ingersoll-Rand T 30/7100 ”

 Xử lý khí nén bằng các bộ lọc, các bình ngng tụ và làm lạnh

hệ thống chuyên dụng, nh đối với các máy nén khí GA-30;GA-75 (của hãng Atlas-Copco), hoặc Ml 18.5E; SSR MH-75(của hãng Ingersoll-Rand).

1.3 Sơ đồ công nghệ thu gom và vận chuyển dầu khí tại

mỏ Bạch Hổ

Chơng 2

Lý thuyết cơ bản về máy nén khí dạng trục vít

2.1 Khỏi niệm chung, ưu nhươc điểm của mỏy nộn khớ trục vớt

2.1.1 Mụ tả chung về mỏy nộn khớ dạng trục vớt

Máy nén trục vít là loại máy làm việc theo nguyên lý thể tích.Hơi (khí) đợc nén đến áp suất cao nhờ sự giảm thể tích tạo bởicác rãnh vít và thân máy nén

Máy nén trục vít thờng đợc sử sụng trong hệ thống thu gomkhí đồng hành ở các mỏ hoặc cung cấp nguồn khí nén cho cácthiết bị đo và điều chỉnh tự động

Do chuyển động tịnh tiến của piston đợc thay thế bằngchuyển động quay của roto nên máy nén trục vít có thể làm việcvới số vòng quay cao Các chỉ tiêu của máy trục vít tốt nhất ở các

điều kiện làm việc tối u cũng tơng đơng với máy nén piston.Chênh lệch áp suất giữa đầu hút và đẩy của máy nén trục vít cóthể đạt từ 17 đến 21 bar

đều nhỏ vì không có các xupap Hầu nh không có hiện tợng chịu

va đập thủy lực, có khả năng làm việc với môi chất hai pha máy cóthể vận hành ở chế độ tự động

+ So sánh với máy nén ly tâm thì máy nén trục vít có các u

điểm là: Không có vùng mất ổn định về thủy lực và trong côngnghệ làm lạnh có thể làm việc với tất cả các tác nhân lạnh khácnhau mà không cần thay đổi nhiều về cấu tạo, tốc độ quay củamáy nén không ảnh hởng đến tỷ số nén của máy, điều chỉnhcông suất rất kinh tế nhờ sự thay đổi tốc độ quay của máy (nhngkhông ảnh hởng đến tỷ số nén) và điều chỉnh bằng “ngăn kéo”

2.1.3 Nhợc điểm

+ Máy nén trục vít có hiệu suất thấp hơn máy nén piston và

nó cũng sinh nhiệt nhiều trong quá trình làm việc nên thờng phảidùng các biện pháp làm nguội, đối với máy nén trục vít có dầu bôitrơn yêu cầu kết cấu của hệ thống phụ trợ và chế độ vận hànhphức tạp hơn Cần dùng các vật liệu làm giảm ma sát (đồngthanh) tơng đối đắt tiền để làm bánh vít, các trục vít có độchính xác cao, khó chế tạo, sửa chữa và có giá thành cao

2.2 Kiểu và kết cấu của mỏy nộn khớ trục vớt

Máy nén trục vít có thể có loại cấu tạo 1; 2 hoặc nhiều roto.Trong đó, máy nén loại hai roto là đợc sử dụng nhiều nhất.

Máy nén trục vít là loại máy nén quay nhanh và không có van

đầu hút và đẩy Các bộ phận làm việc và các vít quay khôngtiếp xúc nhau và không tiếp xúc với thân máy Các vít chỉ chophép tiếp xúc với nhau trong trờng hợp có cung cấp dầu bôi trơncho máy nén

Máy nén trục vít có thể chia làm 2 loại là: Máy nén trục vítkhô và Máy nén trục vít có dầu bôi trơn

2.2.1 Máy nén trục vít khô

Xét loại máy nén trục vít khô có 2 roto Roto chủ động córăng lồi đợc nối trực tiếp hoặc qua khớp nối răng với động cơ(động cơ điện hoặc động cơ Diezen) Roto bị động có rănglõm

Quá trình nén khí xảy ra không đợc cấp dầu hoặc chất lỏngkhác vào khoang làm việc của vít Vì vậy sự tiếp xúc giữa cácrăng của 2 roto khi không có dầu thì không cho phép xảy ra, giữachúng tồn tại khe hở nhỏ đảm bảo sự làm việc an toàn cho máynén khí

Để roto quay đồng bộ khi không có sự tiếp xúc tơng hỗ giữachúng, ngời ta lắp cặp bánh răng ăn khớp có tỷ số truyền bằng với

tỷ số răng của roto chủ động và roto bị động ở loại máy nén nàyviệc làm lạnh khí nhờ vỏ bọc ngoài và nhờ thiết bị làm lạnh trunggian hoặc thiết bị làm lạnh sau máy nén khí

Đặc trng của các bánh răng ăn khớp là khe hở mặt bên nhỏ.Khe hở giữa các răng của chúng bằng nửa khe hở cho phép giữacác răng của các roto Điều này đảm bảo không có sự tiếp xúcgiữa các răng của phần vít của các roto trong thời gian máy nénlàm việc

Các roto đợc lắp trong thân trên các ổ đỡ Do máy làm việcvới vận tốc vòng rất lớn (100 m/s) nên phải sử dụng các ổ trợt, ởphía cửa hút lắp ổ đỡ, phía cửa đẩy lắp ổ đỡ chặn Giữa cáckhoang ổ đỡ và khoang nén đợc lắp cụm đệm làm kín để ngănmột phía là sự chảy dầu từ buồng ổ đỡ vào khoang nén và phíakhác là sự rò rỉ khí nén từ máy nén

Năng suất của máy nén trục vít khô có thể đạt tới từ 63 đến

400 (m3/phút)

2.2.2 Máy nén trục vít có dầu bôi trơn

Loại máy này có u thế hơn loại máy nén khô Nó có cấu tạo

đơn giản hơn Các trục vít là những bánh răng xoắn có môđunrất lớn làm bằng thép, còn vỏ máy chế tạo từ gang xám

Nhờ có dầu bôi trơn cho nên các vít có thể tiếp xúc với nhau

do vậy không cần sử dụng bánh răng truyền động Các bộ phậnchèn và các ổ đỡ cũng đơn giản hơn Dầu bôi trơn với số lợng lớn

đợc phun vào các khoang làm việc để chèn kín các khe hở giữacác bộ phận làm việc của máy nén làm giảm dòng chảy ngợc củakhí nén, nên nâng cao hiệu suất làm việc cho máy nén

Ngoài ra, dầu bôi trơn còn có tác dụng làm giảm nhiệt khínén và các chi tiết bị nóng, để bôi trơn và giảm tiếng ồn khimáy nén làm việc

Khi so sánh với nén khô thì ta nhận thấy rằng: trong máy nénkhô hệ số nén không vợt quá 4 và nhiệt độ của khí trên đờng

đẩy tăng đến 1600C ữ 1800C Nghĩa là sự phun dầu cho phépchế tạo máy nén một cấp không làm mát trung gian hay cho haihay ba cấp nén Vận tốc vòng của máy nén ớt thấp hơn 2,5 lần sovới máy nén khô, cho nên các roto quay trên các ổ lăn thờng ở phíacửa hút đợc lắp ổ bi đũa chịu tải trọng hớng kính, ở phía cửa

đẩy đợc lắp một khối ổ đỡ trong đó gồm các ổ bi cầu chịu lựcdọc trục và các ổ bi đũa chịu lực hớng kính

Máy nén trục vít có thể có loại cấu tạo một hoặc nhiều rototrong đó máy nén loại 2 roto đợc sử dụng phổ biến nhất

Năng suất máy nén trục vít có dầu bôi trơn có thể đạt tới từ

10 40(m3/phút)

2.3 Cấu tạo và nguyên lý làm việc của máy nén trục vít

2.3.1 Cấu tạo

Hình 2.1: Sơ đồ cấu tạo chung của máy nén trục vít

1- Nắp trớc 4- Roto bị động 7- ổ đỡ chặn 2- Thân 5- Roto dẫn động 8- Piston tháotải

3- Nắp sau 6- ổ trục trợt 9- Ngăn kéo điềuchỉnh

Hai trục vít có các mối răng vít ăn khớp và quay ngợc chiềunhau Trục dẫn nhận truyền động từ động cơ và truyền cho trục

bị dẫn Khi các trục vít quay sẽ xảy ra quá trình hút khí ở đầuhút (do các vít giải phóng không gian đã ăn khớp), tiếp đó là quátrình nén khí (nhờ thu hẹp không gian do các vít vào ăn khớp),quá trình kết thúc khi không gian chứa khí nối tiếp với đầu đẩy

và lúc này xảy ra quá trình đẩy khí vào ống đẩy Khí hoặc hơi

đợc hút từ đầu này đợc nén sang đầu kia của cặp trục, khe hở

giữa 2 trục vít (phần ăn khớp) và giữa đỉnh răng với thân máyvào khoảng từ 0,1 0,4 mm.

Phần rãnh của roto đợc nối qua cửa nằm ở phía đầu của máynén với khoang hút, do có chân không phần đợc giải phóng củarãnh sẽ đợc nạp khí từ khoang hút do vậy khi có sự ăn khớp vào cácrăng với rãnh của roto, thể tích rãnh bị giảm và xảy ra sự nén khí.Khi quay roto, thể tích rãnh bị giảm tới giá trị tính toán nào đó

để nhận đợc áp suất nén đã quy định, ở đầu kia của máy néntrong thân có cửa xả và qua cửa này khí nén đợc đẩy vàokhoang xả Để tránh khỏi dòng chảy ngợc của khí từ khoang nén

và xả về khoang hút, các răng của roto đợc chế tạo để giữachúng tạo thành đờng tiếp xúc liên trục

Hình 2.2 : Nguyên lý hoạt động của máy nén khí

- Z1, n1: Số răng và số vòng quay của roto chủ

động;

- Z2, n2: Số răng và số vòng quay của roto bị

động

Từ các công thức trên ta thấy lu lợng của máy nén trục vít làhàm số chỉ phụ thuộc vào số vòng quay của roto và về lý thuyết

nó không phụ thuộc vào áp suất nén

Trong thực tế, khi tăng áp suất nén thì lu lợng của máy nén

có giảm, điều này đợc giải thích bằng sự chảy ngợc của khí nén

về đờng hút của máy nén khí qua khe hở giữa các roto sẽ càngnhiều khi áp suất càng tăng

Tơng ứng với sự tăng áp suất của máy nén khí thì hệ số lu ợng sẽ giảm, hệ số lu lợng (hiệu suất) ηv là một đặc trng quantrọng của máy nén thể tích

(2.3)

Trong đó:

- VT: Là năng suất thực tế của máy nén khí;

- VL: Là năng suất lý thuyết của máy nén khí;

- Năng suất thực tế của máy nén là lợng khí đợc

đa tới nơi tiêu thụ và luôn thấp hơn năng suất lý thuyết một lợng

∆V do tổn thất trong máy nén

Hiệu suất lu lợng này đặc trng cho độ kín của máy, nócàng cao nếu khe hở trong máy nén càng giảm Tuy nhiên việcchế tạo khe hở chỉ nhỏ đến một giá trị cho phép và không thểnhỏ hơn vì phải tính đến sự vận hành an toàn của máy nén.Thể tích khí tổn thất ∆V qua khe hở ít phụ thuộc vào sốvòng quay của roto mà chỉ phụ thuộc vào sự chênh áp trớc saukhe hở

Tuy nhiên giá trị quan trọng hơn so với hiệu suất lu lợng là giátrị hiệu suất của máy nén trục vít, nó đặc trng cho sự hoànthiện về năng lợng của máy

Sự hoàn thiện về năng lợng của máy nén đợc xác định bằngchỉ số hiệu suất có ích của khí đoạn nhiệt, nó là tỷ lệ giữa công

đoạn nhiệt của máy nén với công tiêu hao trong thực tế

(2.5)

Trong đó:

- : Hiệu suất đoạn nhiệt của máy nén;

- Adn: Công đoạn nhiệt;

- ATT: Công tiêu hao thực tế;

- Ndn: Công suất đoạn nhiệt;

- NTT: Công suất tiêu hao thực tế

điểm khi mà áp suất trong xilanh đợc tạo thành bằng áp suấttrong hệ thống

Trong máy nén trục vít, áp suất cuối không chỉ phụ thuộc ápsuất trong hệ thống mà còn phụ thuộc vào sự bố trí cửa xả Nóxác định hệ số nén trong máy nén khí

Công thức tính hệ số nén bên trong:

(2.7)Trong đó:

- Pnt: áp suất nén trong;

- PV: áp suất vào.

Sự không trùng nhau giữa áp suất trong và ngoài là nhợc

điểm của máy nén trục vít so với máy nén piston Nhng nếu lựachọn đúng hệ số nén trong và cửa xả đợc tính toán phù hợp thìnhợc điểm này có thể đợc khắc phục Cần thiết để cho hệ sốnén trong luôn luôn bé hơn hệ số nén ngoài, trong trờng hợp này

sự giảm hiệu suất có ích do sự không trùng nhau giữa hệ số néntrong và hệ số nén ngoài là nhỏ

Nếu ngợc lại, hệ số nén trong lớn hơn hệ số nén ngoài thìkhí trong máy nén bị nén lên giá trị lớn hơn giá trị cần thiết dovậy áp suất trong ống xả giảm khi đó năng lợng do sự nén bổsung sẽ tiêu phí

2.4.3 Công suất (N)

Là công suất tiêu hao để nén và truyền khí

Khi roto đợc làm mát bằng nớc và quá trình nén là đẳngnhiệt thì công suất N đợc tính nh sau:

(kW) (2.8)

Khi quá trình nén chỉ làm nguội bằng không khí thì đợcxem là đoạn nhiệt, khi đó công suất N đợc tính nh sau:

(kW) (2.9)Với Ndo.n đợc tính nh sau:

Trong đó:

- Q: Năng suất hút của máy (m3/s);

- P1, P2: áp suất đầu (hút) và áp suất cuối (đẩy)(N/m2);

- k: Chỉ số đoạn nhiệt;

- ηda.n : Hiệu suất đẳng nhiệt;

- ηdo.n : Hiệu suất đoạn nhiệt;

- ηm : Hiệu suất tính đén tổn thất ma sát (hiệusuất cơ khí);

- ηda.n ηm = 0,5 ữ 0,6

- ηdo.n ηm = 0,6 ữ 0,7

2.5 Lắp ráp hệ thống máy nén khí trục vít

Máy nén khí trục vít phục vụ cho công nghệ thực phẩm, ví

dụ công nghiệp chế biến thực phẩm, công nghiệp hóa chất, ngời

ta thờng dùng loại máy nén khí không có dầu bôi trơn, hoặc dùngcác loại dầu bôi trơn có gốc từ thực vật Đối với công nghiệp nặng,nhất là trong lĩnh vực điều khiển thì ngời ta thờng dùng máynén khí có dầu bôi trơn để chống sự ăn mòn hệ thống ống dẫn

và phần tử điều khiển

Hình 2.4 là sơ đồ hệ thống máy nén kiểu trục vít có hệthống dầu bôi trơn Đặc điểm của loại máy này là tổn thất cơhọc lớn hơn so với loại máy nén không bôi trơn vì có sự tiếp xúccủa trục vít chính và trục vít phụ

Tuy nhiên, so với máy nén khí không có dầu bôi trơn, máynén khí có hệ thống dầu bôi trơn có những u điểm sau:

 Khả năng làm kín tốt hơn, do đó giảm đợc tổn thất côngsuất, lu lợng

 Nhiệt sinh ra trong quá trình nén sẽ đợc dầu bôi trơn hấpthụ Điều đó cho phép tăng tỷ số nén trong một cấp màkhông làm tăng quá nhiều nhiệt độ của khí nén

 Khoảng cách trục ngắn, vì chỉ cần truyền động cho trụcchính, trong khi đó loại máy nén khí không có dầu bôi trơnthì trục chính và trục phụ tách rời nhau, cho nên cần phảitruyền động cho cả 2 trục

Hình 2.4: Sơ đồ hệ thống máy nén khí kiểu trục vít có

hệ thống dầu bôi trơn.

Theo sơ đồ chung của hệ thống máy nén khí kiểu trục vít

có dầu bôi trơn đợc thể hiện ở trên hình 2.4, nguyên lý làm việccủa chúng nh sau:

Không khí đợc hút vào máy nén khí Sau khi nén, khí néncùng dầu bôi trơn tạo thành 1 hỗn hợp vào bình lọc Trong bìnhlọc, khí nén thoát ra theo đờng ống dẫn phía trên và dầu bôitrơn mang nhiệt (đợc tạo ra trong quá trình nén) sẽ theo đờngống phía dới bình lọc Khí nén sẽ đợc chuyển đến hệ thống

điều khiển sau khi đi qua bộ phận làm mát bằng quạt gió Dầubôi trơn mang nhiệt sẽ đợc làm nguội bằng ống dẫn qua quạt gióhoặc đã đạt đợc nhiệt độ làm mát theo yêu cầu qua rơle nhiệtquay trở về bình chứa dầu bôi trơn

Các trạm máy nén khí trục vít kiểu MH-75 (Hãng Rand), Ga-22, GA-30, GA-75 ( Hãng Atlas Copco) hiện đang sửdụng trên các giàn khoan-khai thác Dầu khí của Xí nghiệp Liêndoanh “Vietsovpetro” đều là dạng máy nén khí kiểu trục vít có

Ingersoll-hệ thống dầu bôi trơn, hoạt động theo nguyên lý nh đã nêu trên

CHƯƠNG 3

CáC THÔNG Số CƠ BảN, CấU TạO, NGUYÊN Lý HOạT Động, chế

độ bảo dỡng và các h hỏng thờng gặp của

BLO

CK 7AГР

BLOCK

БМ

1+2+3+4

ГАЗЛИФТ

БLOCK1+2+34+8

B M-15



GIẾN

G NƯỚC

1

1

Máy nén khí GA - 75 là máy nén khí trục vít có dầu bôi trơn,một cấp nén, đợc dẫn động bằng động cơ điện và đợc làm mátbằng không khí.

Hình 3.2: Hình dạng ngoài máy nén khí trục vít GA

- áp suất lớn nhất: 9,75 bar;

- áp suất làm việc thực tế: 8,2 bar;

- Điện áp: 380v / 3pha / 50 Hz;

- Công suất: 75 kW;

- Nhiệt độ lớn nhất cho phép của hỗn hợp khí ra: 1100C;

- Nhiệt độ lớn nhất của khí nạp: 490C;

- Bộ truyền trung gian: cặp bánh răng ăn khớp;

- Giá trị đặt của van an toàn của bình tách: 12 bar

- áp suất duy trì của bình tách bé nhất: 4 bar

3.2.1.Thân máy nén

ở phía hút và đẩy lắp các ổ đỡ chặn.

Trong phần dới của thân máy, ở đầu bên kia của cặp trục(roto) là cửa đẩy đợc lắp van ngợc (CV) Còn ở giữa thân máy đợcnối với van chặn dầu (Vs) và hệ thống cung cấp dầu Ngoài ra, nócòn đợc nối với một đờng ống dẫn dầu phụ để cung cấp dầu bôitrơn cho máy nén khí khi máy chạy ở chế độ không tải

Mặt trên của thân đợc thông với khoang hút đợc nối với vanhút Thân máy đợc đúc bằng gang nên kết cấu bền và chắcchắn ít phải sửa chữa và phù hợp với thiết bị áp lực Thân máy đ-

ợc gắn trên giá đỡ và dới đế giá đỡ có các lỗ để bắt bulông nền.Giá đỡ, các bulông có đủ độ bền chắc để cho phép máydịch chuyển bằng cách dùng các kích vít theo trục và bộ phậnnằm ngang của nó

3.2.2 Roto

Trục roto chủ động nhận chuyển động quay tròn từ động cơ

điện thông qua hộp tốc độ và truyền chuyển động cho roto bị

động nhờ sự ăn khớp giữa chúng Roto gồm các phần: thân roto,trục và phần nối

Cụm roto bao gồm tất cả các thiết bị quay lắp đặt trên rotongoại trừ khớp nối.

Thân roto có dạng rãnh vít và đợc bố trí ở phần giữa của trục(ở giữa hai đầu ngỗng trục)

Hình 3.4: Hình dạng roto máy nén

Ngoài ra ngỗng trục còn đợc tôi cao tần để đảm bảo độcứng và khả năng chịu mài mòn cao

Các ống lót trục đợc làm bằng vật liệu chống ăn mòn và đợctôi cứng thành lớp bảo vệ chống ăn mòn và đợc bịt kín để ngăn

sự rò rỉ giữa trục và ống lót Các ống lót trục khi thay thế đợctháo mở mà không dùng đến máy

Roto của máy nén đủ độ cứng vững để không xảy ra sựbiến dạng trong quá trình làm việc dẫn tới sự tiếp xúc giữa thânroto và thân máy

3.2.3 Hộp tốc độ

3.2.3.1 Cấu tạo hộp tốc độ (tăng tốc)

5100: Đệm làm kín 2020: Bánh răng

5105: Bulông (6 cạnh) 5050: Đệm cách

5110: ổ bi 5055: Bulông (6 cạnh)

Hộp tốc độ có chức năng nhận truyền động từ động cơ

điện sang máy nén

Bánh răng chủ động (2025) đợc chế tạo liền trục, trục này

đ-ợc lắp trên hai ổ bi (5065) và (5110) Giữa ổ bi và trục đđ-ợc cáchbằng nắp chụp (5070) và phần ngoài cùng ổ bi gắn với máy nén

có doăng làm kín (5060)

Đầu trục phía lắp với động cơ đợc phay rãnh then và đợc lắpvới ổ bi (5110), vành làm kín (5120), đệm (5135) và ngoài cùng làchi tiết hãm (5115)

Trục chủ động của roto đợc lắp với đệm (5025), bạc (5020),nắp chụp (5030), bạc (5040) và bánh răng (2020) nhờ then (5045)

và phần ngoài cùng có đệm cách (5050) đợc bắt chặt vào trụcbánh răng nhờ bulông 6 cạnh (5055)

Động cơ truyền chuyển động cho trục chủ động của hộp tốc

độ khi đó trục roto quay nhờ sự ăn khớp giữa bánh răng chủ động(2025) và bánh răng bị động (2020)