Hướng dẫn thực hành cho máy bơm ly tâm tại các nhà máy dầu, khí, dầu mỏ và hóa dầu
Việc lựa chọn, cấu hình, đóng gói, lắp đặt, vận hành và vận hành máy bơm cần được quan tâm hơn nhiều so với những gì thường được thực hiện. Dưới đây là các hướng dẫn thực tế và các khuyến nghị hữu ích cho máy bơm ly tâm trong các dịch vụ dầu, khí, dầu mỏ và hóa dầu khác nhau.
Máy bơm ly tâm
Loại máy bơm phổ biến nhất được sử dụng trong các ngành công nghiệp là máy bơm ly tâm. Điều này là do tính linh hoạt, độ tin cậy, quan hệ tốc độ dòng chảy đầu được ưa chuộng, giá cả hợp lý và công nghệ phát triển tốt. Chúng thường được dẫn động bằng động cơ điện, mặc dù máy bơm ly tâm chạy bằng tuabin hơi nước đã được sử dụng trong một số ứng dụng nhất định. Máy bơm trục ngang có thể được mong muốn hơn, nhưng trong một số ứng dụng, điều kiện và yêu cầu cụ thể có thể yêu cầu lựa chọn máy bơm trục đứng.
Chính sách
Tại nhiều cơ sở, đã có chính sách “cứ xem thế nào thì làm” cho tất cả các khâu của dự án từ thiết kế, lựa chọn máy bơm, vị trí đặt máy bơm, đường ống bơm đến vận hành và bảo dưỡng. Chính sách này không phù hợp và cũng không hiệu quả. Chính sách như vậy không áp dụng cho các nhà máy dầu, khí đốt, dầu khí và hóa dầu. Tất cả các giai đoạn và các bước — định cỡ máy bơm, lựa chọn máy bơm, đặt / mua máy bơm, kiểm tra, lắp đặt, vận hành và bảo trì — phải dựa trên các đánh giá kỹ thuật chính xác, kiến thức / kinh nghiệm của chuyên gia và các tài liệu tham khảo vận hành thành công gần đây.
Nhiều máy bơm trong các dịch vụ dầu khí quan trọng đã được lắp đặt theo cấu hình 1 + 1 (một hoạt động và một chế độ chờ), vì việc ngừng hoạt động của một máy bơm sẽ không làm ngừng hoạt động sản xuất. Việc ngừng hoạt động của nhà máy hoặc cơ sở do một chuyến bơm đơn giản không phải là một lựa chọn do những thiệt hại về tài chính và các mối lo ngại khác. Tuy nhiên, cũng cần chú ý nhiều hơn đến các lĩnh vực chính liên quan đến việc tăng độ tin cậy và tính sẵn sàng. Con dấu và vòng bi là trọng tâm chính trong vấn đề này.
Nhiệt độ hoạt động
Nhiệt độ hoạt động là một thông số quan trọng đối với máy bơm và hệ thống của chúng. Máy bơm cho các dịch vụ nhiệt độ cao hoặc nhiệt độ thấp cần được chăm sóc cẩn thận. Theo chỉ dẫn, đối với nhiệt độ hoạt động dưới 5 F (-15 C) và trên 266 F (130 C), nên sử dụng các hướng dẫn thiết kế và sản xuất mạnh mẽ cho máy bơm. Điều này thường được hiểu là việc sử dụng máy bơm của Viện Dầu khí Hoa Kỳ (API) 610 hoặc loại tương đương. Đã có các tính năng và quy định khác nhau cho nhiệt độ hoạt động cao hoặc thấp.
Ví dụ, vỏ máy bơm nên được hỗ trợ đường tâm để giảm ảnh hưởng của chênh lệch nhiệt độ. Thông thường nên sử dụng các vật liệu đặc biệt và hệ thống làm kín, tương thích với nhiệt độ vận hành. Cấu hình máy bơm được hỗ trợ dòng xả phía trên, đường tâm cung cấp sự ổn định khi chịu nhiệt độ khắc nghiệt và tải đường ống liên kết (được sản xuất) trên đầu phun của máy bơm.
Tốc độ, vận tốc
Tốc độ bơm thường nên được chọn ở giai đoạn đầu của quá trình định cỡ / lựa chọn. Lựa chọn tốc độ thực tế cao nhất thường được mong muốn vì nó mang lại kích thước nhỏ nhất và thông thường, chi phí thấp nhất và dễ dàng ngăn chặn áp suất hệ thống. Hiệu quả thường được cải thiện với tốc độ cao hơn. Tuy nhiên, tốc độ cao hơn có thể làm giảm tuổi thọ của các bộ phận, chẳng hạn như vòng đệm hoặc vòng bi và độ tin cậy tổng thể. Do đó, việc tối ưu hóa là cần thiết để tìm ra tốc độ tối ưu cho mỗi máy bơm. Các nguyên tắc mã (chẳng hạn như API 610) và các tham chiếu thành công trước đó cũng nên được kiểm tra.
Con dấu cơ khí
Ngày nay, phớt cơ khí được chỉ định cho hầu hết mọi máy bơm. Tất nhiên, có những máy bơm không có cánh, chẳng hạn như máy bơm truyền động từ, không cần con dấu. Phốt cơ khí kiểu hộp mực thường được ưa chuộng hơn cả. Hầu hết tất cả các con dấu đều sử dụng một lượng nhỏ chất lỏng được bơm hoặc chất lỏng thay thế để rửa mặt con dấu.
Phớt cơ khí cần được chú ý đặc biệt để lựa chọn, lắp ráp, cài đặt và vận hành chúng. Các vòng đệm phải được kiểm tra rò rỉ đặc biệt là trong những giờ đầu tiên hoạt động. Một sự rò rỉ nhỏ qua con dấu thường giảm xuống không đáng kể sau một thời gian ngắn, nhưng nếu nó tiếp tục thì có thể có vấn đề. Nếu có vấn đề gì xảy ra với việc lắp đặt con dấu, con dấu có thể bị lỗi trong những giờ đầu tiên (hoặc ngày đầu tiên) hoạt động. Nếu không, có thể kết luận rằng việc lắp đặt con dấu đã được thực hiện đúng cách.
Phốt cơ khí là nguyên nhân gây ra nhiều lần tắt máy đột xuất của quá trình / máy bơm chính. Chi phí tổng thể cho việc thay thế phớt và bảo dưỡng phớt trong suốt vòng đời của máy bơm là một trong những chi phí đắt nhất liên quan đến việc vận hành và bảo trì máy bơm. Theo ước tính sơ bộ, có thể chi khoảng 3.000 đến 20.000 đô la (trung bình) để thay thế phốt cơ khí của máy bơm. Một số máy bơm có thể yêu cầu thay thế phốt cơ khí của máy bơm từ một đến ba năm một lần. Mặc dù trong trường hợp do nhầm lẫn trong việc lựa chọn con dấu hoặc các vấn đề hoạt động dai dẳng, sự cố con dấu có thể được trải qua vài tháng một lần. Điều này là không thể chấp nhận được, cũng không hiệu quả về chi phí, và nguyên nhân gốc rễ của vấn đề cần được tìm ra và loại bỏ.
Kiểm tra cửa hàng
Kiểm tra hiệu suất tại xưởng là một bài kiểm tra quan trọng đối với hầu hết mọi máy bơm. Các đường cong của máy bơm đối với tốc độ dòng chảy, đầu hút dương thực (NPSH), hiệu suất, công suất, v.v. là những dự đoán lý thuyết hoặc dựa trên dữ liệu của các máy bơm tương tự. Các đường cong này tốt nhất nên được kiểm tra xác nhận đối với từng máy bơm tại cửa hàng của nhà sản xuất trước khi máy bơm được chuyển đến công trường. Tốt nhất, nhà sản xuất máy bơm nên vận hành mỗi máy bơm trong cửa hàng trong một khoảng thời gian đủ và đo tất cả các thông số cần thiết ở các điểm vận hành khác nhau để xác minh hiệu suất và vận hành không gặp sự cố.
Đã có nhiều quy trình để kiểm tra hiệu suất của máy bơm. Số lượng các điểm và định nghĩa thường phải được thương lượng giữa các bên khác nhau, nhưng sau đây là các hướng dẫn sơ bộ. Tốt nhất, hơn tám điểm vận hành nên được xem xét và dữ liệu thử nghiệm đầy đủ — bao gồm đầu, công suất, hiệu suất và công suất — cho những điểm này phải được đo và ghi lại. Những điểm này thường là:
l ngắt
l dòng chảy ổn định liên tục tối thiểu
l giữa tối thiểu và đánh giá dòng chảy
l 80% lưu lượng định mức
l 90% lưu lượng định mức
l lưu lượng đánh giá, thường xung quanh điểm hiệu quả tốt nhất (BEP)
l 115% lưu lượng định mức và một điểm ở phía ngoài cùng bên phải
Điểm cuối cùng gần cuối đường cong này có thể là 125% hoặc 130% lưu lượng danh định hoặc thậm chí nhiều hơn nếu đường cong lý thuyết mở rộng ra ngoài.
Việc thiết lập NPSH bắt buộc (NPSHr) thường gây khó khăn lớn hơn cho nhà sản xuất máy bơm so với các thông số hiệu suất khác. Do đó, nên cẩn thận hơn khi NPSH khả dụng (NPSHa) quá gần với NPSHr (biên NPSH thấp).
Đối với các máy bơm quan trọng, biên NPSH thấp và các máy bơm khác, nên chỉ định kiểm tra NPSHr. Như một dấu hiệu sơ bộ khác, lề NPSH nhỏ hơn 1,5 mét (hoặc đôi khi 2 mét) có thể dẫn đến thử nghiệm NPSHr.