Chuyển đến nội dung chính

Hiện tượng surge ở máy nén và các yếu tố ảnh hưởng.

Biên dịch: Thanh Sơn, bản quyền thuộc về www.baoduongcokhi.com

 Hiện tượng Surge ở máy nén turbo

Các máy nén turbo hay máy nén tốc độ cao, nó là trái tim của nhiều quá trình công nghệ, có 3 loại máy nén, máy nén ly tâm, máy nén hướng trục hay máy nén dòng hỗn hợp. Thông thường, các máy nén là quan trọng đối với hoạt động của các nhà máy, nhưng vẫn hiếm khi chúng được lắp đặt thêm một máy dự phòng. Vấn đề xung động "Surging" là một mối đe dọa lớn cho các máy nén và quá trình công nghệ. Ngăn ngừa Surge là một điều quan trọng trong quá trình kiểm soát công nghệ khi mà surging có thể cho tăng chi phí do ngừng máy và gây phá hủy về cơ khí cho các máy nén. Một hệ thống kiểm soát anti-Surge hiệu quả là rất quan trọng cho mỗi turbocompressor.

Surging là gì

Nhiều người cho rằng, surging là tương tự hiện tượng xâm thực ở máy bơm ly tâm, nhưng thực ra không phải là vậy. Surging được định nghĩa như là sự tự dao động của áp suất và lưu lượng cửa xả, bao gồm một sự đảo ngược dòng. Mỗi máy nén ly tâm hoặc hướng trục có một sự kết hợp của các đặc tính áp suất cực đại và dòng tối thiểu. Ngoài điểm này, surging sẽ xảy ra. Trong thời gian surging, một dòng đảo ngược thường kèm theo một sự mất áp của xả.

CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN HIỆN TƯỢNG SURGE MÁY NÉN

Surge có thể là một thách thức lớn đối với hệ thống máy nén tốc độ cao. Vận hành trong vùng surge sẽ dẫn đến sự không ổn định, khiến máy nén phải chịu lực và ứng suất phá hủy, độ rung cao, thậm chí có thể hư hỏng nghiêm trọng.

Xem trên Youtube:


Ở nhiều máy nén khí turbo, hiện tượng surge đã được báo cáo trong quá trình tắt/ngừng máy ngoài ý muốn (Trip). Điều này đặc biệt có thể xảy ra nếu máy hoạt động ở áp suất cao và lưu lượng thấp, ngay trước khi bị Trip, khi điểm vận hành (operation point) có thể di chuyển về phía đường Surge và thậm chí vượt qua nó trong quá trình ngừng máy (khi máy nén giảm lưu lượng). Khi một máy nén turbo gặp cảnh báo alarm nghiêm trọng, việc tắt máy khẩn cấp thường được bắt đầu. Nhưng việc tắt máy ngay lập tức có thể dẫn đến Surge. Trong trường hợp này, Surge xảy ra ngay sau khi tắt máy (Trip) và ở mức năng lượng cao. Đây có thể là một quá trình Surge ở áp suất cao (điểm vận hành có thể vượt qua đường Surge ở áp suất cao).

Nghe đầy đủ bài viết:

Nghe thêm bài khác bằng cách Đăng ký kênh Podcast của Bảo Dưỡng Cơ Khí

Nghe trên Podcast bảo dưỡng cơ khí trên các Apps sau trên App Store/Google Play:
 Apple Podcasts Logo   Spotify Logo  Google Podcasts Logo

Trong nhiều trường hợp, có lợi thế là không phải ngắt máy truyền động ra khỏi máy nén turbo (quá trình Trip) ngay lập tức bằng cách trì hoãn vài giây để van chống surge có thể được mở và áp suất đầu xả có thể được giảm đủ. Ngay sau khi Trip, van chống surge sẽ được mở ra và việc tắt máy nén được thực hiện với độ trễ một hoặc hai giây.

Nhiều alarm cảnh báo và sự cố không yêu cầu tắt máy ngay lập tức. Ví dụ, nhiệt độ ổ trục cao và độ rung cao (trừ khi cao hơn 10 lần mức cho phép). Một trường hợp ngoại lệ là mất dầu bôi trơn có thể tệ hại hơn là bị surge lúc đang chạy đầy tải. Một nghiên cứu an toàn giúp xác định xem liệu sự chậm trễ như vậy có được phép hay không.

TỐC ĐỘ GIẢM VẬN TỐC MÁY NÉN

Một thông số quan trọng khác là tốc độ giảm vận tốc quay (thời gian giảm tốc) trong quá trình Trip / tắt máy. Đối với nhiều máy nén turbo, việc giảm tốc độ nhanh chóng có thể gây ra hiện tượng Surge sớm hơn và ở tình trạng áp suất đầu xả cao hơn. Điều này dẫn đến một hiện tượng Surge năng lượng cao.

Cần hết sức lưu ý đối với máy nén dẫn động bằng tuabin khí. Ngay sau khi nguồn cung cấp nhiên liệu cho tuabin khí bị ngắt, máy nén sẽ bị ngắt quá trình truyền công suất và tốc độ giảm nhanh chóng. Một số hệ thống lắp đặt, duy trì dòng nhiên liệu tới tuabin khí tối đa hai giây, trong khi van chống surge của máy nén sẽ mở (hay còn gọi là van tuần hoàn recycle valve). Sự chậm trễ này có thể tạo ra một mối nguy về an toàn.

Khả năng tạo áp suất của máy nén turbo thường bị giảm đi bằng bình phương tốc độ chạy của nó, trong khi tỷ lệ áp suất được áp đặt bởi hệ thống đường ống và thiết bị ở dòng phía trước upstream và dòng phía sau downstream. Do đó, thiết bị sẽ surge nếu van chống surge không thể giảm áp nhanh tại hệ thống đầu xả. Tốc độ giảm tốc do quán tính của cụm máy nén và tiêu hao năng lượng là yếu tố quyết định. Tốc độ giảm áp khi xả không chỉ phụ thuộc vào thời gian tác động của van chống surge mà còn phụ thuộc vào thể tích khí đi trong đường ống và các hệ thống khác giữa máy nén và van chống surge.

Tốc độ giảm nhanh trong tuabin khí dẫn xuất khí (aeroderivative gas turbine, là tuabin khí mà nguyên liệu không khí air trộn lẫn với khí đốt gas, có khả năng tắt máy và xử lý các thay đổi tải nhanh hơn so với các máy công nghiệp). Việc tắt khẩn cấp máy nén khí dẫn động bằng tuabin khí hai trục hoặc dẫn xuất khí có thể là một vấn đề do quán tính của cụm máy thấp và tốc độ của cụm máy nén giảm nhanh trong một quá trình tắt máy Trip. Có thể giảm khoảng 20 đến 30% tốc độ đối với máy dẫn động bằng tuabin khí dẫn xuất trong giây đầu tiên sau khi tắt máy. Điều này dẫn đến giảm khoảng 50% khả năng tạo áp suất xả cao. Một van chống surge cho một máy nén như vậy sẽ có thể giảm áp suất qua máy nén turbo khoảng một nửa trong cùng thời gian. Tình huống xấu nhất xảy ra đối với hệ thống chống surge là tuabin khí ngừng hoạt động khẩn cấp trong khi máy nén đang hoạt động ở áp suất cao và sắp xảy ra surge.

Các tình huống tương tự có thể áp dụng cho Trip của động cơ điện. Tuy nhiên, quán tính của một cụm máy chạy bằng động cơ điện thông thường cao hơn nhiều. Cụm rôto điển hình cho dẫn động bằng  động cơ điện tương đối nặng và lớn, và thường phải có hộp số. Một máy nén khí turbo dẫn động bằng động cơ điện điển hình có quán tính cao hơn ba đến bảy lần so với tuabin khí hai trục hoặc tuabin dẫn xuất khí.

Khí áp suất cao bị mắc kẹt trong hệ thống cửa xả đóng một vai trò quan trọng trong hiện tượng surge. Khối lượng lớn khí có áp cần thời gian để giảm áp suất. Thể tích khí có áp suất, năng lượng cao được tiêu tán có thể được giảm bớt bằng (các) van một chiều xả nằm ở dòng công nghệ phía trước upstream của các ống phân phối header lớn hoặc các bình chứa một lượng đáng kể khí áp suất cao. Van một chiều đóng nhanh thường được sử dụng.

Các tình huống khó khăn đã được báo cáo khi van chống surge được đưa ra dòng phía sau downstream của (các) bộ làm mát sau. Thông thường trong những trường hợp này, lượng khí đầu xả trong bộ làm mát và đường ống quá lớn và van chống surge (van Recycle) không thể ngăn được hiện tượng surge. Thường cần thêm một van bypass khí nóng. Đây là một vòng lặp recycle ngắn mà không có bất kỳ bộ làm mát nào chỉ hoạt động trong một thời gian rất ngắn trong quá trình tắt máy/Trip hoặc trường hợp khẩn cấp.

Các van xả Vent trên đường ống đầu xả có thể làm giảm một cách có hiệu quả áp suất đầu xả và năng lượng tích trữ góp phần làm giảm mức độ nghiêm trọng của sự cố. Điều này đặc biệt hữu ích trong việc lắp đặt máy nén nhiều cấp nén, chẳng hạn như việc tuần hoàn cấp thứ hai, dẫn đến khí áp suất cao được thêm vào năng lượng xả cấp thứ nhất. Việc xả vent có thể cho phép loại bỏ một lượng khí từ cấp nén thứ 2. Việc xả vent như vậy chỉ nên được sử dụng như là biện pháp cuối cùng. Hầu hết các van vent đều nhỏ và có thể mở nhanh chóng.

Related Posts by Categories



Nhận xét

Bài đăng xem nhiều

Dung sai và các chế độ lắp ghép bề mặt trụ trơn [pdf]

Viết bài: Thanh Sơn, bản quyền thuộc về www.baoduongcokhi.com Ví dụ bạn cần gia công 1 trục bơm ly tâm 1 cấp, khi lên bản vẽ gia công thì cần dung sai gia công, việc chọn dung sai gia công thì căn cứ vào kiểu lắp ghép như vị trí lắp vòng bi: đối với vòng trong vòng bi với trục bơm thì sẽ lắp theo hệ thống lỗ (vì kích thước vòng bi không thay đổi được), nên việc lắp chặt hay trung gian là do bạn lựa chọn dựa trên các tiêu chí ở dưới. Còn thân bơm với vòng ngoài vòng bi thì lắp theo hệ trục (xem vòng ngoài vòng bi là trục). Bạn cũng cần lưu ý việc lắp chặt hay trung gian có thể ảnh hưởng đến khe hở vòng bi khi làm việc nên cần cân nhắc cho phù hợp với điều kiện vận hành, loại vòng bi (cùng loại vòng bi, vòng bi C2, C3 có khe hở nhỏ hơn C4, C4 nhỏ hơn C5). Nếu bạn đang dùng C3, lắp trung gian mà chuyển sang lắp chặt có thể làm giảm tuổi thọ vòng bi vì khe hở giảm hoặc không đáp ứng yêu cầu làm việc. Sơ đồ miền dung sai Miền dung sai Miền dung sai được tạo ra bằng cách phối hợp giữa  1...

Tải miễn phí phần mềm triển khai hình gò

Phần mềm này sẽ giúp các bạn đưa ra bản vẽ triển khai gia công đầy đủ và chính xác, cho phép các bạn xuất ra bản vẽ Autocad để tiện hơn cho việc tính toán, in ấn , quản lý. [MF] —–  nhấn chọn để download Lưu ý: sau khi giải nén và cài đặt thì chép pns4.exe (có sẵn sau khi giải nén) đè lên file pns4.exe mới. Phiên bản này có đầy đủ kích thước với các kiểu ống và help. Nên chạy run as administrator trong win 7. Xin chào bạn!  Nếu bạn đang thích trang web của chúng tôi và thấy các bài viết của chúng tôi hữu ích, chúng tôi rất mong nhận được sự ủng hộ của bạn. Với sự giúp đỡ của bạn, chúng tôi có thể tiếp tục phát triển tài nguyên và cung cấp cho bạn nội dung có giá trị hơn nữa.  Cảm ơn bạn đã ủng hộ chúng tôi. Nguyễn Thanh Sơn

Khe hở mặt răng (backlash) và khe hở chân/đỉnh răng (root/tip clearance)

Viết bài : Nguyễn Thanh Sơn, bản quyền thuộc về www.baoduongcokhi.com Các thông số cơ bản của bánh răng Về những thông số của bánh răng, có rất nhiều thông số để phục vụ cho quá trình gia công, thiết kế và lắp đặt máy. Tuy nhiên có một số thông số cơ bản bắt buộc người chế tạo cần phải nắm rõ, gồm: Đường kính Vòng đỉnh (Tip diameter): là đường tròn đi qua đỉnh răng, da = m (z+2) . Đường kính Vòng đáy (Root diameter): là vòng tròn đi qua đáy răng, df = m (z-2.5) . Đường kính Vòng chia (Reference diameter): là đường tròn tiếp xúc với một đường tròn tương ứng của bánh răng khác khi 2 bánh ăn khớp với nhau, d = m.Z   Số răng: Z=d/m Bước răng (Circular Pitch): là độ dài cung giữa 2 profin của 2 răng kề nhau đo trên vòng chia, P=m. π Modun: là thông số quan trọng nhất của bánh răng, m = P/π ; ha=m. Chiều cao răng (whole depth): là khoảng cách hướng tâm giữa vòng đỉnh và vòng chia; h=ha + hf=2.25m, trong đó ha=1 m, hf=1,25 Chiều dày răn...

Chọn vật liệu chế tạo bánh răng và xử lý nhiệt

Viết bài: Thanh Sơn, bản quyền thuộc về  www.baoduongcokhi.com Điều cần thiết là chọn vật liệu và xử lý nhiệt thích hợp phù hợp với ứng dụng dự kiến ​​của bánh răng. Vì các bánh răng được ứng dụng cho nhiều mục đích sử dụng khác nhau, chẳng hạn như máy móc công nghiệp, thiết bị điện/điện tử, đồ gia dụng và đồ chơi, và bao gồm nhiều loại vật liệu, nên chúng tôi muốn giới thiệu các vật liệu điển hình và phương pháp xử lý nhiệt của chúng. Hộp số 1. Các loại vật liệu chế tạo bánh răng a) S45C (Thép cacbon dùng cho kết cấu máy): S45C là một trong những loại thép được sử dụng phổ biến nhất, chứa lượng carbon vừa phải ( 0,45% ). S45C dễ kiếm được và được sử dụng trong sản xuất bánh răng trụ thẳng, bánh răng xoắn, thanh răng, bánh răng côn và bánh răng trục vít bánh vít . Xử lý nhiệt và độ cứng đạt được: nhiệt luyện độ cứng Không < 194HB Nhiệt luyện bằng cách nung nóng, làm nguội nhanh (dầu hoặc nước) và ram thép, còn gọi là quá...

Nguyên lý hoạt động tuabin hơi (steam turbine)

Giới thiệu Tua bin hơi (steam turbine)  là loại máy biến đổi nhiệt năng sinh ra từ hơi có áp suất thành động năng sau đó chuyển hóa thành cơ năng làm trục quay. Trục này được kết nối với một máy phát điện ( Generator ) để sản xuất điện. Một phần rất lớn các yêu cầu về điện năng của thế giới được đáp ứng bởi các tuabin hơi nước này, có mặt trong các nhà máy điện hạt nhân, nhiệt điện và điện than. Riêng ở Mỹ, khoảng 88% điện năng được sản xuất bằng cách sử dụng các tuabin hơi nước. Tua bin hơi nước hiện đại đầu tiên được phát triển bởi Sir Charles A. Parsons vào năm 1884. Kể từ đó, rất nhiều cải tiến đáng kể đã được thực hiện về năng lực và hiệu quả sản xuất. Tua bin hơi nước được sử dụng rộng rãi trong các nhà máy điện chu trình hỗn hợp . Trong các nhà máy này, tuabin khí tạo ra nhiệt và năng lượng từ khói thải có thể được tận dụng để sản xuất hơi nước để chạy tuabin hơi. Sự kết hợp của hai tuabin này với nhau giúp sản xuất điện có hiệu quả trong các nhà máy này. Về cơ bản, hiện na...

Cách kiểm tra và đánh giá vết ăn khớp (tooth contact) của cặp bánh răng

Viết bài: Thanh Sơn, bản quyền thuộc về  www.baoduongcokhi.com Hộp số với cặp bánh răng nghiêng Tooth contact là một trong những yếu tố quan trọng trong việc đảm bảo hoạt động hiệu quả và độ bền của bánh răng Mục đích Các bánh răng phải có tải trọng phân bố đều trên bề mặt răng khi làm việc ở điều kiện danh định.  Nếu tải trọng phân bố không đều, áp lực tiếp xúc và ứng suất uốn tăng cục bộ , làm tăng nguy cơ hư hỏng.  Gear Run Out của bánh răng là gì? cách kiểm tra Bánh răng và hộp số, phần 3: Phân tích dầu tìm nguyên nhân hư hỏng bánh răng. Bánh răng và Hộp số, phần 2: Các loại hộp số, bôi trơn, hư hỏng thường gặp Bánh răng và hộp số, phần 1: Các loại bánh răng (types of gears) Để đạt được sự phân bố tải đều, bánh răng cần có độ chính xác trong thiết kế, sản xuất, lắp ráp và lắp đặt các bộ phận của hộp số. Các yếu tố này được kiểm tra, test thử nghiệm và kiểm tra tại xưởng của nhà sản xuất thiết bị. Lắp đặt đúng cách tại hiện trường là bước cuối cùng để ...

Tải giáo trình chuyên nghành cơ khí [pdf]

Danh mục sách chuyên nghành cơ khí do chúng tôi tìm kiếm sưu tầm trên internet, đường link google drive có sẵn (pdf).  Nếu có điều kiện các bạn nên mua sách để ủng hộ tác giả và NXB nhé! Link tải giáo trình vẫn đang tiếp tục được cập nhật hàng ngày...... Ngày cập nhật: 13/6/2023 -------------------------------------------------------------- Sổ tay thiết kế cơ khí - Tập 1 - PGS Hà Văn Vui, TS. Nguyễn Chỉ Sáng, TH.S. Phan Đăng Phong NXB Khoa học và Kỹ thuật (2006) Số trang: 734 ==>  Tải tại đây -------------------------------------------------------------- Sổ tay thiết kế cơ khí - Tập 2 - PGS Hà Văn Vui, TS. Nguyễn Chỉ Sáng NXB Khoa học và Kỹ thuật (2004) Số trang: 601 ==>  Tải tại đây -------------------------------------------------------------- Sổ tay thiết kế cơ khí - Tập 3 - PGS Hà Văn Vui, TS. Nguyễn Chỉ Sáng NXB Khoa học và Kỹ thuật (2006) Số trang: 653 ==>  Tải tại đây -------------------------------------------------------------- Sổ tay thiết kế cơ ...

Các dạng và nguyên nhân hư hỏng thường gặp trong bộ truyền bánh răng trụ

Dạng hư hỏng Nguyên nhân Tróc bề mặt làm việc của răng - Vật liệu làm bánh răng bị mỏi vì làm việc lâu với tải trọng lớn. - Bề mặt làm việc của bánh răng bị quá tải cục bộ - Không đủ dầu bôi trơn hay bôi trơn không đủ nhớt Xước bề mặt làm việc của răng - Răng làm việc trong điều kiện ma sát khô. Răng mòn quá nhanh - Có bùn, bụi, hạt mài hoặc mạt sắt lọt vào giữa hai mặt răng ăn khớp Gãy răng - Răng bị quá tải hoặc bị vấp vào vật lạ Bộ truyền làm việc quá ồn kèm theo va đập - Khoảng cách trục xa quá dung sai qui định - Khe hở cạnh răng quá lớn Bộ truyền bị kẹt và quá nóng - Khoảng cách trục gần quá dung sai qui định - Khe hở cạnh răng quá nhỏ SCCK.TK

Sơ đồ tuabin khí chu trình hỗn hợp (combined cycle)

Viết bài KS Nguyễn Thanh Sơn, bản quyền thuộc về  www.baoduongcokhi.com CCGT được gọi là chu trình kết hợp trong nhà máy điện, có sự tồn tại đồng thời của hai chu trình nhiệt trong một hệ thống, trong đó một lưu chất làm việc là hơi nước và một lưu chất làm việc khác là một sản phẩm khí đốt. Giải thích rõ hơn: Turbine khí chu trình hỗn hợp (Combined Cycle Gas Turbine - CCGT) là một hệ thống phát điện sử dụng cùng một nguồn nhiên liệu để vận hành hai loại máy phát điện khác nhau: một máy phát điện dẫn động bởi tuabin khí (gas turbine) và một máy phát điện dẫn động bởi tuabin hơi nước (steam turbine). Hệ thống CCGT được sử dụng rộng rãi trong các nhà máy điện, do có thể giảm thiểu lượng khí thải và tăng tính hiệu quả trong việc sử dụng năng lượng. Nhà máy điện CCGT Trong hệ thống CCGT, nguồn nhiên liệu (thường là khí tự nhiên natural gas hoặc dầu) được đốt trong máy tuabin khí dẫn động cho máy phát điện generator để sản xuất điện. Hơi nước được tạo ra từ lò hơi thu hồi nhiệt (Heat Re...

Giới thiệu về Tua bin khí (Gas Turbine)

Turbine khí, còn được gọi là tuốc bin khí  (Gas Turbine) , là một loại động cơ nhiệt được sử dụng để chuyển đổi nhiệt năng thành năng lượng cơ học thông qua quá trình đốt cháy khí và chuyển động quay turbine. Một máy phát điện Generator kéo bởi một tuốc bin khí. Đây là tổ hợp của máy nén khí + tuốc bin khí + máy phát điện. Không khí được hút vào và nén lên áp suất cao nhờ một máy nén. Nhiên liệu cùng với không khí này sẽ được đưa vào buồng đốt để đốt cháy. Khí cháy sau khi ra khỏi buồng đốt sẽ được đưa vào quay turbine. Vì thế nên mới gọi là turbine khí. Năng lượng cơ học của turbine một phần sẽ được đưa về quay máy nén, một phần khác đưa ra quay tải ngoài, như cách quạt, máy phát điện... Đa số các turbine khí có một trục, một đầu là máy nén, một đầu là turbine. Đầu phía turbine sẽ được nối với máy phát điện trực tiếp hoặc qua bộ giảm tốc. Riêng mẫu turbine khí dưới đây có 3 trục. Trục hạ áp gồm máy nén hạ áp và turbine hạ áp. Trục cao áp gồm máy nén cao áp và turbine cao áp. Trụ...

Nghe Podcast Bảo Dưỡng Cơ Khí