Góc kỹ thuật
2020-04-02
Máy bơm ly tâm và máy bơm trục vít – Khi nào dùng bơm nào
Tại sao người dùng ưa chuộng máy bơm ly tâm
Trong những năm qua, công nghệ bơm chất lỏng đã ngày càng được hoàn thiện, từ sản xuất dầu khí và hóa chất đến các loại chất lỏng cung cấp cho đường ống, xà lan, xe lửa và xe tải – thì phần lớn đều sử dụng loại máy bơm ly tâm. Đặc trưng của máy bơm ly tâm là thiết bị đưa chất lỏng vào cánh bơm theo trục xoay và sau đó, chất lỏng được gia tốc bởi cánh quạt tạo ra dòng chảy ra hướng cổng xả. Đây chính là lí do chủ yếu mà bơm ly tâm thường được sử dụng nhiều cho các nhu cầu vận chuyển chất lỏng với lưu lượng cao. Tuy nhiên, vẫn còn đó những công nghệ bơm chất lỏng khác ngoài bơm ly tâm, tiêu biểu chính là các dòng bơm thể tích và đặc biệt trong bài viết hôm nay sẽ đề cập đến loại bơm trục vít hai trục và loại bơm trục vít ba trục. Vì những thiết bị này có thể là sự thay thế linh hoạt, có độ tin cậy và hiệu quả cao hơn so với máy bơm ly tâm trong một số ứng dụng xử lý chất lỏng mang tính đặc thù cao.
Cơ hội nào cho máy bơm trục vít
Đầu tiên, thách thức chính trong việc đưa máy bơm trục vít trở thành một lựa chọn phổ biến hơn trong các ứng dụng xử lý chất lỏng là việc thuyết phục người dùng không nên phụ thuộc vào những công nghệ bơm được mặc định cho nhiều công việc. Như đã nói trên, phần lớn chất lỏng được xử lý trong các ứng dụng công nghiệp có độ nhớt thấp và phải được truyền tải ở lưu lượng dòng chảy cao, và điều đó phù hợp cho nhu cầu sử dụng máy bơm ly tâm ngày càng nhiều hiện nay. Trong nhiều trường hợp, ví dụ, có một số hệ thống xử lý dầu khí và hóa chất được thiết kế xoay quanh công nghệ bơm, xem máy bơm là phần “xương sống”. Vì vậy các kỹ sư nếu đã quen sử dụng bơm ly tâm hoặc lần đầu tiên sử dụng bơm ly tâm nhiều khả năng sẽ giới hạn phạm vi xử lý chất lỏng của hệ thống theo khả năng của bơm ly tâm. Vì đa số các kỹ sư đều biết máy bơm ly tâm hoạt động như thế nào, lợi ích của chúng mang lại, và họ tin rằng máy bơm ly tâm trong trường hợp này sẽ là công nghệ tốt nhất giúp họ đáp ứng được nhu cầu xử lý chất lỏng. Để dễ hình dung, sau đây sẽ là ví dụ: một kỹ sư thiết kế, thay vì xem xét sử dụng một công nghệ hoặc dòng bơm khác – sẽ pha trộn hoặc làm nóng dầu thô để điều chỉnh quá trình và làm giảm độ nhớt của chất lỏng xuống dưới 300 centistokes (cSt). Điều này làm cho máy bơm ly tâm dễ dàng xử lý chất lỏng hơn. Trong ví dụ này, người kỹ sư đang phục hồi chất lỏng để làm cho nó phù hợp với công nghệ bơm – bất kể tác động chi phí khi phục hồi chất lỏng.
Cho dù chất lỏng có thể được phục hồi như thế nào, người dùng vẫn phải cẩn thận để đảm bảo bơm ly tâm hoạt động trên điểm làm việc tốt nhất (Best Efficency Point). BEP là điểm tại đó máy bơm hoạt động ở mức hiệu quả cao nhất. Nhưng lưu ý, bơm ly tâm là dòng bơm hiếm khi vận hành tại điểm làm việc tốt nhất.
Tuy nhiên, khi bơm vận hành ngoài điểm làm việc tốt nhất, thì mức áp suất không đồng đều sẽ tải xuống cánh bơm, khiến trục bơm bị trục trặc và làm lệch hướng vì lực đẩy xuyên tâm. Một khi xảy ra hiện tượng lệch, thì tải trọng cao hơn được đặt trên ổ trục và phớt cơ khí, gây ra thiệt hại cho vỏ bơm, cánh quạt. Đảm bảo bơm vận hành tại điểm làm việc tốt nhất có thể là một công việc đòi hỏi nhiều thời gian vì máy bơm phải được theo dõi và điều chỉnh liên tục, tiêu tốn nhiều thời gian và chi phí.
Ngoài ra còn một số điều cần lưu ý khi sử dụng máy bơm ly tâm:
– Do sự phức tạp của việc lựa chọn máy bơm, thường xảy ra việc chọn nhầm máy bơm quá khổ, vượt hơn nhu cầu thực tế, làm tăng chi phí vận hành và bảo trì, dẫn đến việc xử lý thiếu hiệu quả và mức tiêu thụ năng lượng cao không cần thiết. – Khi áp suất chênh lệch của bơm tăng, thì lưu lượng dòng chảy sẽ giảm. Do đó, các ứng dụng bơm phụ thuộc vào việc duy trì tốc độ lưu lượng không đổi sẽ mất nhiều thời gian hơn, gây tốn kém nhiều chi phí. – Máy bơm ly tâm sẽ hoạt động thiếu hiệu quả khi xử lý chất lỏng có độ nhớt lớn hơn 100 cSt.
*Những vấn đề trên sẽ dẫn đến việc đội chi phí cao và ảnh hưởng đến kết quả đầu ra cuối cùng của quá trình bơm.
Lợi ích khi chọn lựa sử dụng máy bơm trục vít
Như đã đề cập trên, giải pháp cho những hạn chế của máy bơm ly tâm có thể được thay thế bằng việc lựa chọn và sử dụng máy bơm trục vít. Trong thực tế, ngày nay máy bơm trục vít không còn là những thiết bị bơm bôi trơn chỉ có khả năng xử lý tốc độ dòng chảy thấp, mà chúng đã liên tục được cải tiến, đạt được những tiến bộ về tốc độ lưu lượng mà bơm có thể xử lý, với phạm vi lưu lượng từ 220 gpm (833 L / phút) đến 11.000 gpm (41.635 L / phút). Thiết kế của máy bơm trục vít giúp cho thiết bị có khả năng xử lý nhiều dạng chất lỏng khác nhau, đặc biệt phù hợp cho những loại có độ nhớt cao. Nguyên lý hoạt động của bơm là sử dụng các trục vít được bố trí thành một khoang kín, bao bọc bởi vỏ bơm xung quanh. Khi các trục vít quay, chất lỏng được di chuyển đều đặn và liên tục, đi đến cổng xả của bơm, tạo ra tốc độ lưu lượng ổn định theo thể tích bất kể áp suất bơm.
Công nghệ bơm trục vít trong các ứng dụng xử lý dầu mỏ – khí đốt mang lại các lợi ích đáng kể sau:
- Khả năng xử lý đa dạng các dòng chảy, áp suất, loại chất lỏng và độ nhớt
- Hiệu suất vận hành cao, giúp giảm chi phí vận hành
- Có thể kiểm soát chất lỏng đầu ra
- Vận tốc bên trong thấp
- Vận hành tự mồi và có cổng hút tốt
- Dung sai cao đối với không khí tạo bọt và các loại khí khác
- Thiết bị có độ rung cơ học thấp giúp kéo dài tuổi thọ
- Hoạt động trơn tru và yên tĩnh
- Lưu lượng không đổi bất kể áp suất chất lỏng
Bơm trục vít ba trục được chế tạo để xử lý chất lỏng bôi trơn sạch mà không có hàm lượng chất, hạt rắn, bơm vận hành duy trì trên một loạt độ nhớt, nhiệt độ và áp suất không đổi. Bơm được thiết kế một trục vít quay chính và hai trục vít quay phụ, khi vận hành bơm đưa chất lỏng đi liên tục từ cổng hút đến cổng xả. Đặc điểm của bơm trục vít ba trục là thiết bị mang lại dòng chất lỏng trơn tru, ổn định với độ ồn thấp và hiệu quả năng lượng cao.
KẾT
Điều thường
