Nghiên cứu cấu tạo, nguyên lý hoạt động, các dạng hỏng, chế độ bảo dưỡng, khắc phục và tính áp suất, năng suất, công suất theo yêu cầu kết cấu của máy nén khí trục vít GA-75 FF

Tài liệu tham khảo Nghiên cứu cấu tạo, nguyên lý hoạt động, các dạng hỏng, chế độ bảo dưỡng, khắc phục và tính áp suất, năng suất, công suất theo yêu cầu kết cấu của máy nén khí trục vít GA-75 FF

Lời Mở Đầu

Ngày nay, việc ứng dụng tự động hoá vào trong công nghiệp dầu khí, một ngành công nghiệp mũi nhọn của đất nớc đã mang lại nhiều lợi ích cho nền kinh tế quốc dân Tuy vậy, công việc này cũng không dễ dàng, mặc dù chúng

ta đã nhập nhiều thiết bị hiện đại từ nớc ngoài, mà còn phải đòi hỏi một khối lợng công việc đa dạng và phức tạp Vì vậy, việc lựa chọn - vận hành - bảo d- ỡng - sửa chữa các thiết bị này phải thực sự thành thạo, nắm vững nguyên lý hoạt động của chúng cho phù hợp với các yêu cầu về năng lợng của từng giàn, nhằm nâng cao năng suất, tuổi thọ của chúng.

Trong điều kiện giàn khai thác, để đảm bảo tốt các công việc khai thác, cũng nh kiểm tra chặt chẽ các công việc này, cũng nh trong môi trờng dễ cháy, nổ nh ở giàn khoan thì việc sử dụng khí nén làm nguồn năng lợng cung cấp cho các thiết bị tự động hoá nh các van an toàn, các thiết bị đo, là có nhiều u điểm nhất

Hiện nay, trên các giàn khoan, khai thác của mỏ Bạch Hổ có rất 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 - 10 vì nó có những u điểm vợt trội so với các loại máy khác là: nguồn khí cung cấp đạt yêu cầu, trạm máy đợc bố trí gọn, hoạt động hoàn toàn tự động, có hệ thống an toàn bảo vệ cao khi máy

có sự cố và đặc biệt là lu lợng của máy rất ổn định, tự động điều chỉnh phù hợp theo nhu cầu sử dụng đã đặt trớc, đảm bảo tính tiết kiệm năng lợng

Chính những đặc điểm này, cùng với việc tìm hiểu về loại thiết bị này trong quá trình thực tập trên giàn MSP - 11 Với sự giúp đỡ, hớng dẫn tận tình của thầy hớng dẫn Trần Văn Bản cùng các thầy trong bộ môn Thiết Bị Dầu Khí và Công Trình, em đã nhận và tìm hiểu về loại thiết bị này với nội dung

là: “Nghiên cứu cấu tạo, nguyên lý hoạt động, các dạng hỏng, chế độ bảo ỡng, khắc phục và tính áp suất, năng suất, công suất theo yêu cầu kết cấu của máy nén khí trục vít GA-75 FF’’.

d-Chơng 1 Giới thiệu vai trò cuả

việc cung cấp khí nén cho giàn khai thác.

1.1 Tình hình khai thác thu gom vận chuyển dầu khí ở mỏ Bạch Hổ.

Mỏ Bạch Hổ nằm ở lô 9 trên biển Đông, cách bờ 100km, cách cảngVũng Tàu khoảng 130 Km, chiều sâu nớc biển ở vùng khai thác khoảng 50 m.Hiện nay ở mỏ Bạch Hổ chủ yếu khai thác bằng Gaslift và bơm điện chìm Mỏ

có trữ lợng khoảng 300 triệu tấn, trung bình mỗi ngày khai thác 38.000 tấndầu thô chiếm 80% sản lợng dầu thô ở Việt Nam Tháng 3 năm 2001

Vietsovpetro làm lễ đón mừng tấn dầu thứ 100 triệu, đến ngày 4 tháng 12 năm

2005 Vietsovpetro khai thác đợc 150 triệu tấn và đa vào bờ 15 tỷ m3 khí đồnghành, kế hoạch 2006 - 2010 VSP phấn đấu gia tăng 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 m3 khí

1.2 Vai trò của máy nén khí cung cấp khí nén cho giàn khai thác.

- Khai thác dầu bằng phơng pháp Gaslift

- Gọi dòng cho giếng

- Cung cấp nguồn khí nén có áp suất cho các thiết bị khoan

- 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 bị lạnh…

1.3 Các loại máy nén khí thờng sử dụng trong ngành công nghiệp dầu khí.

- Theo áp suất tạo ra

+ Bơm chân không áp suất: Làm việc khi áp suất ra bằng áp suấtkhí trời

+ Máy nén chân không: Làm việc khi áp suất ra cao hơn áp suấtkhí trời

+ Quạt gió: Làm việc với mức độ nén bé hơn 1,15

+ Thiết bị thổi gaz: Làm việc với mức độ nén bé hơn 1,15 nhngkhông làm mát nhân tạo

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

- Theo kiểu dẫn động máy nén: Máy nén chạy bằng động cơ gaz trong

đó máy nén đợc chế tạo cùng với động cơ có gaz và các loại dẫn độngkhác

Các thiết bị dẫn động phụ thuộc vào sổ vòng quay yêu cầu của trục, côngsuất và giải điều chỉnh các thông số, có thể là động cơ điện, tuốc bin gaz,hay động cơ đốt trong

- Theo đặc tính môi chất có thể chia ra

+ Máy nén không khí

+ Máy nén gaz

- Theo các bố trí đờng tâm xi lanh có thể chia ra

+ Máy nén ngang

+ Máy nén thẳng đứng

+ Máy nén dạng góc ( chữ L; V; W)

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

+ Theo cấp số nén: Một cấp, hai cấp, ba cấp…

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

+ Theo kết cấu cơ cấu chuyển động: Có con trợt và không có contrợt

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

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

+ Phụ thuộc vào kiểu làm mát

1.3.2 Đặc điểm các loại máy nén khí đợc sử dụng trong ngành dầu khí

1.3.2.1 Máy nén khí cao áp KP-2T (AK 150)

Đợc sử dụng để tạo nguồn khí có áp suất cao (150 KG/cm2): dùng để

điều khiển hệ thống van cầu, ép vỉa, duy trì hoạt động của các bình ổn áp, máybơm pittông Nạp khí cho các bình khí của động cơ diezen và các bình khí củaxuồng cứu sinh

Máy nén khí KP-2T là máy nén khí pittông thẳng đứng, 3 cấp áp suấtcửa vào là áp suất khí quyển, áp suất của ra lớn nhất cho phép là 150 KG/cm2

với lu lợng 1,8 m3/phút

1.3.2.2 Máy nén khí 2BM4-9/101 (của trạm máy nén khí CD9-101)

Đợc sử dụng trong quá trình gọi dòng các giếng khai thác là phơng pháplàm giảm cột áp thủy tĩnh của khối chất lỏng trong lòng giếng Đây là loạimáy nén pittông nằm ngang dùng để nén áp suất khí quyển đến áp suất100KG/cm2 với lu lợng 9m3/phút

1.3.2.3 Máy nén khí 4BY5/9

Dùng để cung cấp khí nén cho hệ thống điều khiển li hợp khí (côn hơi)cho tời khoan và cấp khí nén phụ trợ cho hệ thống điều khiển tự động trêngiàn

Đây là loại máy nén khí piston chữ V, 2 cấp nén tác dụng đơn 4 dãy, 4xilanh áp suất cửa vào là áp suất khí quyển, áp suất cửa ra là 8KG/cm2 với lulợng là 5m3/phút.

1.3.2.4 Máy nén khí trục vít GA75, GA22, GA30, SSP, MH75

Loại máy nén này dùng để cung cấp khí nén cho hệ thống điều khiển, hệthống bơm trám ximăng và các nhu cầu khác

1.3.2.5 Máy nén INGERSOLLRAND T30 x 400

Loại máy này dùng để cung cấp khí nén cho hệ thống tự động hóa

Chơng 2 Giới thiệu chung về Tổ hợp máy nén khí trục vít

2.1 Cơ sở lý thuyết chung về máy nén khí.

2.1.1 Định nghĩa

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 bởi các rãnh vít và thân máynén

Máy nén trục vít thờng đợc sử sụng trong hệ thống thu gom khí đồnghành ở các mỏ hoặc cung cấp nguồn khí nén cho các thiết bị đo và điều chỉnh

tự động

Do chuyển động tịnh tiến của pittông đợc thay thể bằng chuyển độngquay của roto nên máy nén trục vít có thể làm việc với số vòng quay cao Cácchỉ tiêu của máy trục vít tốt nhất ở các điều kiện làm việc tối u cũng tơng đ-

ơng với máy nén pittong Chênh lệch áp suất giữa đầu hút và đẩy của máy néntrục vít có thể đạt từ 17 đến 21 bar

2.1.2 u điểm

So sánh với máy nén pittong thì máy nén trục vít có các u điểm là:

+ Làm việc có độ tin cậy và độ bền cao, tốc độ quay lớn, kích thớc máynhỏ gọn, không có các chi tiết chuyển động tịnh tiến và các lực quán tính kèmtheo Bộ phận quay rất cân bằng về mặt động học nên không cần nền móngkiên cố, không có các xupap, xecmăng và các chi tiết chịu lực nặng nề, dễ hhỏng Các chỉ tiêu về năng lợng và thể tích đều ổn định trong thời gian vậnhành lâu dài Các tổn thất áp suất trong cửa hút và cửa đẩy đều nhỏ vì không

có các xupap Hầu nh không có hiện tợng chịu va đập thủy lực, có khả nănglàm việc với môi chất hai pha máy có thể 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 công nghệ làm lạnh có thểlàm việc với tất cả các tác nhân lạnh khác nhau mà không cần thay đổi nhiều

về cấu tạo, tốc độ quay của máy nén không ảnh hởng đến tỷ số nén của máy,

điều chỉnh công 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 hệu suất thấp hơn máy nén pittong và nó cũng sinhnhiệt nhiều trong quá trình làm việc nên thờng phải dùng các biện pháp làmnguội, đối với máy nén trục vít có dầu bôi trơn yêu cầu kết cấu của hệ thốngphụ trợ và chế độ vận hành phức tạp hơn Cần dùng các vật liệu làm giảm masát (đồng thanh) tơng đối đắt tiền để làm bánh vít, các trục vít có độ chính xáccao, khó chế tạo, sửa chữa và có giá thành cao.

2.1.4 Kiểu và kết cấu của máy nén

Máy nén trục vít có thể có loại cấu tạo 1, 2 hoặc nhiều Rô to Trong đó,máy nén loại hai rô to 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 không tiếp xúc nhau và không tiếpxúc với thân máy Các vít chỉ cho phép tiếp xúc với nhau trong trờng hợp cócung cấp dầu bôi trơn cho máy nén

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

* Máy nén trục vít khô

Xét loại máy nén trục vít khô có 2 roto Roto chủ động có răng lồi đợcnối trực tiếp hoặc qua khớp nối răng với động cơ (động cơ điện hoặc động cơdiezen) Roto bị động có răng lõm

Quá trình nén khí xảy ra không đợc cấp dầu hoặc chất lỏng khác vàokhoang làm việc của vít Vì vậy sự tiếp xúc giữa các răng của 2 roto khi không

có dầu thì không cho phép xảy ra, giữa chúng tồn tại khe hở nhỏ đảm bảo sựlàm việc an toàn cho máy nén khí

Để roto quay đồng bộ khi không có sự tiếp xúc tơng hỗ giữa chúng, 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 này việc làm lạnh khí nhờ vỏ bọc ngoài

và nhờ thiết bị làm lạnh trung gian 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 giữacác răng của chúng bằng nửa khe hở cho phép giữa các răng của các roto

Điều này đảm bảo không có sự tiếp xúc giữa các răng của phần vít của cácroto trong thời gian máy nén làm việc

Các roto đợc lắp trong thân trên các ổ đỡ Do máy làm việc với vận tốcvòng rất lớn (100 m/s) nên phải sử dụng các ổ trợt, ở phía cửa hút lắp ổ đỡ,phía cửa đẩy lắp ổ đỡ chặn Giữa các khoang ổ đỡ và khoang nén đợc lắp cụm

đệm làm kín để ngăn một phía là sự chảy dầu từ buồng ổ đỡ vào khoang nén

và phía khác 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)

* Máy nén trục vít có dầu bôi trơn

Loại máy này có u thế hơn loại máy nén khô Nó có cấu tạo đơn giảnhơn Các trục vít là những bánh răng xoắn có môđun rất 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 vậykhông cần sử dụng bánh răng truyền động Các bộ phận chèn 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 giữa các bộ phận làm việc của máy nén làm giảm dòngchảy ngợc của khí nén, nên nâng cao hiệu suất làm việc cho máy nén

Ngoài ra, dầu bôi trơn còn có tác dụng làm giảm nhiệt khí nén và các chitiết bị nóng, để bôi trơn và giảm tiếng ồn khi máy nén làm việc

Khi so sánh với nén khô thì ta nhận thấy rằng: trong máy nén khô hệ sốnén không vợt quá 4 và nhiệt độ của khí trên đờng đẩy tăng đến 160 ữ 1800C.Nghĩa là sự phun dầu cho phép chế tạo máy nén một cấp không làm mát trunggian hay cho hai hay ba cấp nén Vận tốc vòng của máy nén ớt thấp hơn 2,5lần so với máy nén khô, cho nên các roto quay trên các ổ lăn thờng ở phía cửahút 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 lực dọc trục và các ổ bi đũa chịu lực hớngkính

Máy nén trục vít có thể có loại cấu tạo một hoặc nhiều roto trong đó máynén 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)

-2.2 Cấu tạo và nguyên lý làm việc.

2.2.1 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- Pittong tháo tải

3- Nắp sau 6- ổ trục trợt 9- Ngăn kéo điều chỉnh

2.2.2 Nguyên lý làm việc

Xét loại máy nén trục vít 2 roto có dầu bôi trơn Các bộ phận làm việc làcác trục vít quay (một trục chủ động, một trục bị dẫn động) nhng không tiếpxúc với nhau và không tiếp xúc với thân máy, các vít chỉ cho phép tiếp xúc vớinhau trong trờng hợp có cung cấp dầu bôi trơn cho máy nén

Hai trục vít có các mối răng vít ăn khớp và quay ngợc chiều nhau Trụcdẫn nhận truyền động từ động cơ và truyền cho trục bị dẫn Khi các trục vítquay sẽ xảy quá trình hút khí ở đầu hút (do các vít giải phóng không gian đã

ăn khớp), tiếp đó là quá trình 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 vàlúc 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) vàgiữa đỉnh răng với thân máy vào khoảng từ 0,1 - 0,4 mm

Phần rãnh của roto đợc nối qua cửa nằm ở phía đầu của máy nén vớikhoang hút, do có chân không phần đợc giải phóng của rãnh sẽ đợc nạp khí từkhoang hút do vậy khi có sự ăn khớp vào các răng với rãnh của roto, thể tíchrãnh bị giảm và xảy ra sự nén khí Khi quay roto, thể tích rãnh bị giảm tới giátrị tính toán nào đó để nhận đợc áp suất nén đã quy định, ở đầu kia của máynén trong thân có cửa xả và qua cửa này khí nén đợc đẩy vào khoang xả Để

tránh khỏi dòng chảy ngợc của khí từ khoang nén và xả về khoang hút, cácrăng của roto đợc chế tạo để giữa chúng tạo thành đờng tiếp xúc liên trục

2.3 Các thông số kỹ thuật của máy nén khí trục vít.

2.3.1 Tỷ số nén (α)α))

Là tỷ số giữa áp suất khí ra Pd và áp suất khí vào Ph của máy nén khí

h

d p

Đây là lu lợng lý thuyết của máy nén theo số răng và số vòng quay củaroto chủ động

Trong đó:

- Vr: Thể tích khoang kép (tổng thể tích các khoảng giữa cácrăng của roto chủ động và bị động)

- 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 là hàm số chỉphụ 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, điềunày đợc giải thích bằng sự chảy ngợc của khí nén về đờng hút của máy nénkhí qua khe hở giữa các roto sẽ càng nhiều khi áp suất càng tăng

Tơng ứng với sự tăng áp suất của máy nén khí thì hệ số lu lợng sẽ giảm,

hệ số lu lọng (hiệu suất) ηv là một đặc trng quan trọng của máy nén thể tích

L

T V V

V



 (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 nơitiêu thụ và luôn thấp hơn năng suất lý thuyết một lợng ∆V do tổn thất trongmáy nén

Hiệu suất lu lợng này đặc trng cho độ kín của máy, nó càng cao nếu khe

hở trong máy nén càng giảm Tuy nhiên việc chế tạo khe hở chỉ nhỏ đến mộtgiá trị cho phép và không thể nhỏ hơn vì phải tính đến sự vận hành an toàn củamáy nén

Thể tích khí tổn thất ∆V qua khe hở ít phụ thuộc vào số vòng quay củaroto mà chỉ phụ thuộc vào sự chênh áp trớc sau khe hở

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

Sự hoàn thiện về năng lợng của máy nén đợc xác định bằng chỉ số hiệusuất có ích của khí đoạn nhiệt, nó là tỷ lệ giữa công đoạn nhiệt của máy nénvới công tiêu hao trong thực tế

- Ndn: Công suất đoạn nhiệt

- NTT: Công suất tiêu hao thực tế

Công thức tính hệ số nén bên ngoài:

r v

P P

Trong máy nén trục vít, áp suất cuối không chỉ phụ thuộc áp suất trong

hệ thống mà còn phụ thuộc vào sự bố trí cửa xả Nó xác định hệ số nén trongmáy nén khí

Công thức tính hệ số nén bên trong:

nt v

P P

hệ số nén ngoài là nhỏ

Nếu ngợc lại, hệ số nén trong lớn hơn hệ số nén ngoài thì khí trong máynén bị nén lên giá trị lớn hơn giá trị cần thiết do vậy áp suất trong ống xả giảmkhi đó năng lợng do sự nén bổ xung sẽ tiêu phí

2.3.3 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 đẳng nhiệt thì côngsuất N đợc tính nh sau:

2 1

1

1 1

k k

do n

P k

- 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 (hiệu suất cơ khí)

- ηda.n ηm = 0,5 ữ 0,6

- ηdo.n ηm = 0,6 ữ 0,7

Chơng 3 Các thông số cơ bản, cấu tạo, nguyên lý hoạt động của máy nén khí ga-75 ff

*vai trò của máy nén khí trục vít GA – 75 trong sơ đồ hình 3.1.

Muùc ủớch cuỷa nguoàn khớ naứy laứ sửỷ duùng vaứo heọ thoỏng ủieàu khieồn,kieồm soaựt coõng ngheọ khai thaực daàu khớ Sửỷ duùng ủửụứng oỏng daón coự ủửụứngkớnh 60 ủửụùc laộp ủaởt trửùc tieỏp vaứo nguoàn chớnh cuỷa traùm neựn Tửứ block 7Bủửa sang block 6 ẹửụùc laộp ủaởt chaùy doùc theo meựp phaỷi cuỷa block 6, 4, 2ủoàng thụứi taùi block 4 coự nhaựnh reừ ủeồ ủửa nguoàn khớ ủeỏn sửỷ duùng vaứo muùcủớch gaslift taùi block naứy Taùi ủaàu block 2, ủửụứng khớ naứy ủửụùc chia laứm 2:

- Moọt nhaựnh ủi vaứo block 1 ủieàu khieồn caực traùng thaựi van caàu vaứ vanMim cuỷa C 1, 2, 100 m3 theo yeõu caàu coõng ngheọ

- Nhaựnh coứn laùi ủi vaứo block 2 cuừng nhaốm muùc ủớch phuùc vuù cho heọthoỏng gaslift, cuù theồ laứ ủoựng hay mụỷ van caàu trong heọ thoỏng naứy.Vieọc boỏ trớ ủửụứng oỏng daón nhử treõn laứ hoaứn toaứn hụùp lyự noự ủaừ ruựt ngaộnủửụùc toỏi ủa ủoọ daứi cuỷa nhửừng ủửụứng oỏng laộp ủaởt ủoàng thụứi noự naốm ụỷ vũ trớmaứ ủửụùc baỷo veọ toỏt neõn ớt bũ sửù coỏ roứ gổ khớ ra ngoaứi do va traùm vụựi ủửụứngoỏng, noự cuừng goựp phaàn baỷo ủaỷm an toaứn cuỷa heọ thoỏng

Vỡ muùc ủớch sửỷ duùng nhaỏt thieỏt aựp suaỏt khoõng thay ủoồi do vaọy treõn heọthoỏng naứy caàn thieỏt phaỷi laộp heọ thoỏng oồn aựp, aựp suaỏt khớ trong heọ thoỏngnaứy thay ủoồi sau bỡnh chửựa cuỷa traùm neựn khớ Nhử vaọy aựp suaỏt bỡnh chửựa

thay đổi từ 6,5 – 8,5 at từ máy nén đến bình chứa Tuy nhiên, với nguồnkhí này vẫn bảo đảm đi qua hệ thống sấy và hệ thống phin lọc.

Sử dụng đường ống có đường kính 60 được thiết kế lắp đặt trực tiếptừ máy nén qua cụm phin tách thô, tinh sau đó về bình chứa không qua vanđiều tiết do đó áp suất của nguồn khí có thể thay đổi trong khoảng 6,5 –8,5 at cũng giống như sự thay đổi áp suất trong bình chứa

- Tuy áp suất có thay đổi nhưng những thông số về nhiệt độ, độ ẩmvẫn đảm bảo tốt Nguồn khí này cũng được đi qua hệ thống sấy vàphin lọc

-Nguồn khí sử dụng cho hệ thống đo lường

- Nguồn khí này được nối với đường ra sau bình chứa của trạm nén vànguồn khí này được đi qua bộ van điều tiết để giảm, ổn định áp suất

ở mức 5 at

- Nguồn khí sau khi qua van tiết lưu này sẽ được đưa ra các blốc 1, 2,

3, 4, 8 để nhằm mục đích cung cấp nguồn cho những thiết bị đo cụthể Việc bố chí các đường ống như sau:

- Sau khi nguồn khí qua van điều tiết, sẽ được chia làm 2 nhánh chính,một nhánh được đưa lên blốc 8 để làm nguồn nuôi những thiết bị đonhư đầu đồng hồ ghi đồ thị và những thiết bị điều khiển tự độngkhác

-Nhánh còn lại sẽ được đưa đến blốc 1, 3, 4 Đường ống được lắp đặt

ở bên phải của blốc 2, 4 được phân ra blốc 1, 2, 4 ở phía trước đểđưa nguồn khí này vào nhu cầu sử dụng

- Nguồn khí này sẽ được đưa vào các thiết bị đo nhưng phải vào cácbộ van điều tiết cho các thiết bị, van điều tiết này sẽ cho ra áp suấtkhí là 1,6 kg/cm2 đồng thời cũng sử dụng nguồn khí này để đưa vàonhững thiết bị đo, vẽ đồ thị hoạt động của một số phần trong côngnghệ khai thác của giàn

-Tuy nhiên trong hệ thống đo lường tự động hoá còn rất nhiều phầnphức tạp khác nhưng ở đây tôi chỉ trình bày về việc cung cấp nguồnkhí làm nguồn năng lượng để phục vụ cho các thiết bị đo lường tựđộng hoá, sơ đồ bố trí đưa được nguồn khí từ trạm nén đến những vịtrí cần thiết như đã nêu ở trên cho hệ thống đo lường tự động hoá ởMC-1

MNK GA-75 FF

MNK 4BY 5/9

MNK

T30/7100

BỒN XI MĂNG

BLOCK 7A ГРЩ

BLOC KППД



BM-15 KHOAN



GIÕNG N¦íC

1

1

Hình 3.1: Sơ đồ hệ thống khí nuôi trên giàn MSP-11 1- Van 1 chiều

3.1 Các thông số cơ bản của máy nén khí GA-75 FF.

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

- 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

- Kích thớc: 2000 x 850 x 2000 mm

- Khối lợng: 1550 kg

- Động cơ dẫn động: động cơ điện ABB kiểu M2A, SMC 250

- Số vòng quay của trục động cơ: 2975 V/phút

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

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

- Làm mát: bằng không khí

- Nhiệt độ lớn nhất cho phép của ổ đỡ: 950C

3.2 Cấu tạo của máy nén khí GA-75.

3.2.1 Giới thiệu chung về hình dạng máy nén khí trục vít GA-75 FF.

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

Hình 3.3 hình dạng chung của trạm GA-75.

E1 – Mô đun điêu khiển

1 Van đầu ra của khí nén

2 Đầu vào của cáp điện

3 Đơng xả condesate tự động của thiết bị tách dầu bôi trơn

4 Van xả nớc bằng tay

H×nh 3.4 MÆt tríc cña tr¹m GA-75

E1- M« ®un ®iÒu khiÓn 6- PhÝm läc khÝ

S3- Nót dõng khÈn cÊp 7- Nót bÞt lç rãt dÇu b«i tr¬n

Hình 3.5 Mặt sau của trạm GA-75

1- Van đầu ra của khí nén ; 9- Máy nén khí

2- Phím lọc khiểu DD và PD ; 10- Van ngợc

3- Thiết bị làm khô khí (GA-FF); 11- Van ngắt đờng dầu bôi trơn

4- Động cơ quạt; 12- Mũi tên chỉ chiều quay của đông cơ5- Quạt làm mát; 13- Động cơ điện dẫn động

6- Bộ phận làm mát dầu bôi trơn; 14- Đờng xả condesate tự động

7- Các phím lọc dầu bôi trơn; 15- Đờng xả condesate bằng tay

8- Van nạp tải / van ngắt tải; 16- Bẫy tách condenssate

Hình 3.6 Bẳng điều khiển trạm máy nén khí GA-75.

1- Nút tắt 8- Đèn LED báo chế độ vận hành tự động2- Nút khởi động 9- Các phím chức năng (F1, F2, F3 )

3- Màn hình 10- Dấu hiêụ cảnh báo

4- Phím chuyển lên xuống 11- Dấu hiệu vận hành

5- Phím tạo bảng 12- Dấu hiệu điện áp nguồn

6- Đèn LED báo nguồn S3- Nút dừng khẩn cấp

7- Đèn LED cảnh báo chung

Bảng 3.1 Tên và chức năng của nút bấm:

Vtrí Tên gọi Chức năng

1 Nút tắt Ấn nút này để ngừng MNK, lúc này đèn LED sẽ

tắt MNK sẽ dừng sau 30s

2 Nút khởi động Ấn nút này để chạy MNK, lúc này đèn LED sẽ

sáng, báo hiệu bộ điều khiển đang vào chế độlàm việc tự động Đèn LED sẽ tắt sau khi ngắt tảiMNK bằng tay

3 Màn hình Để hiển thị các thông số báo về trạng thái vận

hành của máy nén khí, nhắc nhở các dịch vụ bảodỡng hoặc các lỗi (nếu có) của hệ thống.

4 Phím chuyển lên

xuống

Dùng để dịch chuyển theo chiều dọc trên mànhìn, để hiển thị các thông số trạng thái làm việccủa hệ thống

5 Phím tạo bảng Dùng để hiển thị các thông số kỹ thuật theo

chiều mũi tên nằm ngang Chỉ những thông số cóchiều mũi tên hớng về bên phải mới có thể truycập để thay đổi

8 Đèn LED báo chế

độ vân hành tự

động

Đèn này sáng báo hiệu bộ điều khiển đang tự

động khởi động của MNK, MNK đang chạy cótải, không tải, dừng hoặc khởi động lại căn cứtrên mức tiêu thụ khí nén và giới hạn đã đợc xáclập trong chơng trình điều khiển

Máy nén khí GA - 75 là máy nén khí trục vít có dầu bôi trơn, một cấp

đ-ợc dẫn động bằng động cơ điện, đđ-ợc làm mát bằng không khí gồm các thànhphần cơ bản sau:

3.2.2.Thân máy nén

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 đợc nối với van chặn dầu(Vs) và hệ thống cung cấp dầu Ngoài ra, nó còn đợc nối với một đờng ống dẫndầu phụ để cung cấp dầu bôi trơn cho máy nén khí khi máy chạy ở chế độkhông tải

Mặt trên của thân đợc thông với khoang hút đợc nối với van hút Thânmáy đợc đúc bằng gang nên kết cấu bền và chắc chắn ít phải sửa chữa và phùhợp với thiết bị áp lực Thân máy đợc gắn trên giá đỡ và dới đế giá đỡ có các

Cụm roto bao gồm tất cả các thiết bị quay lắp đặt trên roto ngoại trừkhớp nối

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

đầu ngỗng trục)

Roto của máy nén đủ độ cứng vững để không xảy ra sự biến dạng trongquá trình làm việc dẫn tới sự tiếp xúc giữa thân roto và thân máy.

Đầu trục phía lắp với động cơ đợc phay rãnh then và đợc lắp với ổ bi(5110), vành làm kín (5120), đệm (5135) và ngoài cùng là chi 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 trục bánh răng nhờ bulông 6 cạnh(5055)

Động cơ truyền chuyển động cho trục chủ động của hộp tốc độ khi đótrục roto quay nhờ sự ăn khớp giữa bánh răng chủ động (2025) và bánh răng

bị động (2020)

3.2.4.2 Bảo dỡng hộp tốc độ

Cũng nh các hộp tốc độ khác, hộp tốc độ của máy nén GA - 75 cần đợcbảo dỡng, sửa chữa sau quá trình làm việc và chăm sóc trong quá trình vậnhành

Trong quá trình vận hành thì phải kiểm tra chế độ bôi trơn cho hộp tốc

độ, loại nhớt bôi trơn cho hộp tốc độ đợc nhà sản xuất quy định là loại I 40A

và I 450A

3.2.4.3 Các h hỏng thờng gặp ở hộp tốc độ, nguyên nhân và biện pháp khắc phục.

a Tróc bề mặt làm việc của răng

Nguyên nhân: Do sự mỏi của vật liệu làm bánh răng vì làm việc ở chế độ

tải trọng lớn và làm việc lâu Bề mặt làm việc của răng bị quá tải cục bộ dokhông đủ dầu bôi trơn hay dầu bôi trơn không đủ độ nhớt

Khắc phục: Nếu một vài răng bị tróc thì có thể sửa chữa nhng nếu toàn

bộ răng bị tróc thì cần phải thay thế bánh răng mới Đổ thêm dầu cho đủ và

đúng độ nhớt cần thiết

b Xớc bề mặt làm việc của răng, răng mòn quá nhanh.

Nguyên nhân: Do răng làm việc dới điều kiện ma sát khô hay có hạt mài,

bụi, mạt sắt lọt vào giữa hai bề mặt răng ăn khớp

Khắc phục: Lau chùi sạch, bôi trơn bộ truyền theo đúng quy định, thay

dầu trong hộp truyền động bánh răng,

c Bộ truyền làm việc rung, ồn.

Nguyên nhân: Do có thể khe hở cạnh răng quá lớn, khoảng cách hai tâm

xa hoặc khe hở cạnh răng quá nhỏ, khoảng cách trục gần theo quy định, ở hainửa thân bị kẹt, bị quay nặng

Khắc phục: Thay bánh răng mới, đo lại khoảng cách trục, căn lại ổ bi

hoặc đo lại đờng kính lỗ lắp ổ

d Bạc ngoài của ổ quay nhanh.

Nguyên nhân: Mòn đờng kính lỗ trên thân lắp ổ.

Khắc phục: Mạ Crôm, nếu mòn quá nhiều có thể hàn đắp rồi doa lại hoặc

tiện rộng sau đó ép bạc trung gian

e Bạc trong của ổ quay quanh trục.

Nguyên nhân: Do mòn cổ trục.

Khắc phục: Có thể mạ Crôm, hàn đắp hoặc tiện lại.

f Rãnh then bị dập.

Nguyên nhân: Do va đập, do tải trọng quá lớn hoặc do khe hở rãnh then

và then ban đầu lớn hơn so với quy định

g Khe hở hớng kính và chiều trục của ổ lớn, ổ làm việc có tiếng ồn.

Nguyên nhân: Do mòn các chi tiết của ổ, vật liệu làm chi tiết ổ bị mỏi, ổ

bị tróc, rỗ

Khắc phục: Cần phải thay mới.

3.2.5 Động cơ dẫn động

Động cơ dẫn động đợc lắp đặt trên bệ đỡ, giữa bệ đỡ và động cơ đợc lắpcác đệm chống rung

- Phần nửa khớp lắp then trên trục động cơ có dạng mặt ngoài hình trụcbậc Đờng ngoài của phần trụ nhỏ có then hoa ngoài để lắp vào trục trung gian

có then hoa trong, đờng kính trong của phần trụ lớn cũng có then hoa trong đểlắp với trục trung gian có then hoa ngoài

- Trục trung gian hình trụ, ở giữa có đờng kính nhỏ hơn hai mặt trụ đầu,hai mặt trụ đầu có dạng then hoa

- Phần nửa khớp nối thứ hai lắp trên trục chủ động của hộp giảm tốc bằngthen và nó đợc lắp với trục trung gian bằng then hoa

3.2.6 Hệ thống dầu

Hệ thống dầu có ảnh hởng rất lớn đến sự hoạt động của máy nén, ngoàiviệc cung cấp dầu cho máy nén trong quá trình hoạt động của máy nó còn cónhiệm vụ bôi trơn, làm mát các chi tiết trong máy nh roto, ổ trợt,

Dầu sử dụng cho máy nén phải đúng loại, đúng nhiệt độ, áp suất và phải

đủ lu lợng

Hỗn hợp khí, dầu từ máy nén theo đờng ống tới bình chứa khí và táchdầu (AR), tại đây phần lớn dầu đợc tách ra khỏi hỗn hợp dầu khí.

Hỗn hợp dầu khí với áp suất lớn đi vào bình theo phơng tiếp tuyến và đậpvào phần tử tách dầu (OS) Lúc này xảy ra quá trình tách dầu và khí, khí rakhỏi bình tách tới két làm mát, còn phần dầu tập hợp xuống phía dới của bìnhtách dầu khí (AR) và phần này giống nh một bể chứa dầu nhỏ

Hệ thống dầu có một van dự phòng (BV), khi nhiệt độ dầu thấp hơn 40

0C thì van (BV) sẽ đóng đờng dầu cấp từ két làm mát (Co) về máy nén (E) vàlúc này áp lực khí nén sẽ đẩy dầu từ bình tách (AR) qua van (BV), qua phinlọc (OF) rồi theo đờng ống qua van ngắt dầu (Vs) vào máy nén (E) và các

điểm bôi trơn của nó Két làm mát dầu (Co) lúc này ở vị trí dự phòng

Khi nhiệt độ dầu trong bình (AR) tăng lên quá 550C thì van (BV) sẽ

đóng, dầu khí từ bình (AR) sẽ qua két làm mát, qua phin lọc, qua van ngắt dầuvào máy nén (E) Van ngắt dầu (Vs) dùng để ngăn ngừa phần máy nén khỏi bịngập dầu khi máy nén dừng, van đợc mở bởi các tác động của áp suất ra khimáy nén đợc khởi động

3.2.7 Hệ thống làm mát

Hình 3.11: Sơ đồ cấu tạo hệ thống làm mát

Trong đó:

Ca: Két làm mát khí nénCo: Két làm mát dầu Khi khí bị nén, các phần tử gia tăng sự cọ sát với nhau và làm nhiệt độkhí tăng lên, sự tăng nhiệt độ này sẽ làm nóng các bộ phận của máy nén Đểngăn chặn hiện tợng này thì máy nén sẽ đợc làm mát bằng khí và dầu

Hệ thống làm mát gồm két làm mát khí nén (Ca), két làm mát dầu dầu(Co) và quạt gió (FN)

3.2.8 Các thiết bị phụ trợ

3.2.8.1 Van an toàn

Trong máy nén khí có lắp van an toàn có tác dụng xả bớt áp suất khi ápsuất vợt quá mức cho phép Van an toàn đợc lắp trên bình bình tách, bình chứakhí (AR) và bình chứa khí nén (V - 801), giá trị đặt của các van an toàn là 12bar

3.2.8.2 Van một chiều (van chặn dầu Vs)

Van một chiều đợc lắp trên đờng ống của hệ thống cung cấp dầu chomáy nén Nó chỉ cho phép dầu đi theo một chiều Khi máy nén dừng thì nó sẽ

đóng lại, không cho dầu từ bình tách chuyển vào thân máy nén làm đầy cácrãnh vít, để ngăn ngừa khả năng gây quá tải cho máy nén khi máy nén làmviệc

Cấu tạo:

Hình 3.13: sơ đồ cấu tạo van một chiều

Cửa A đợc nối với hệ thống cung cấp dầu bôi trơn còn cửa B đợc nối vớicửa đấy của máy nén Khi máy nén hoạt động thì áp suất từ cửa đẩy sẽ đẩypiston (1085), ép van (1080) và lò xo (1090) lại, lúc đó dầu từ cửa A vào van

và cấp dầu cho máy nén

Khi máy nén ngừng hoạt động hoặc chạy ở chế độ không tải thì do ápsuất ở cửa đẩy không có hoặc quá thấp nên áp suất dầu từ cửa A lớn hơn sẽnén lò xo (1090) và van (1080) lại đóng đờng cấp dầu vào máy nén

3.2.8.3 Van áp suất thấp (Vp)

Nhiệm vụ của van áp suất thấp là để loại trừ khả năng áp suất trong bìnhtách giảm xuống thấp hơn áp suất bé nhất cho phép (4 bar) Van này đợc lắptrên mặt bích làm kín của bình tách dầu

Cấu tạo: