Giáo trình Máy thủy khí 1 (Nghề: Vận hành thiết bị chế biến dầu khí - Cao đẳng) - Trường Cao Đẳng Dầu Khí

TẬP ĐỒN DẦU KHÍ VIỆT NAM
TRƯỜNG CAO ĐẲNG DẦU KHÍ


GIÁO TRÌNH
MƠ ĐUN: MÁY THỦY KHÍ I
NGHỀ: VẬN HÀNH THIẾT BỊ CHẾ BIẾN DẦU KHÍ
TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG
(Ban hành kèm theo Quyết định số: 209/QĐ-CĐDK ngày 01 tháng 3 năm 2022
của Trường Cao Đẳng Dầu Khí)

Bà Rịa - Vũng Tàu, năm 2022
(Lưu hành nội bộ)


TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN
Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thơng tin có thể được phép
dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo.
Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh
thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm.

Trang 1


LỜI GIỚI THIỆU
Để phục vụ cho công tác giảng dạy của giáo viên cũng như việc học tập của
học sinh trong khoa Dầu khí, chúng tơi đã tham khảo nhiều tài liệu của các tác giả
trong và ngoài nước biên soạn nên giáo trình “Vận hành Máy thủy khí I”.
Giáo trình được dùng cho các giáo viên trong khoa làm tài liệu chính thức
giảng dạy cho học sinh nghề Vận hành thiết bị chế biến dầu khí. Nội dung giáo trình
đề cập một cách hệ thống các kiến thức cơ bản nhất về cấu tạo, nguyên lý hoạt động

và giúp học sinh thao tác thành thạo trong vận hành, bảo dưỡng các loại bơm, máy
nén khí. Cụ thể bao gồm các bài sau:
• Bài 1: Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bơm ly tâm
• Bài 2: Quy trình vận hành và bảo dưỡng bơm ly tâm
• Bài 3: Thực tập vận hành và bảo dưỡng bơm ly tâm
• Bài 4 : Cấu tạo và nguyên hoạt động của máy nén piston
• Bài 5: Vận hành và bảo dưỡng máy nén khí piston
Xin chân thành cảm ơn các giáo viên Khoa dầu khí của trường Cao đẳng Dầu khí đã
giúp đỡ tơi hồn thành giáo trình này.
Trân trọng cảm ơn./.
Bà rịa - Vũng Tàu, tháng 3 năm 2022
Tham gia biên soạn
1. Chủ biên: GV Phạm Thị Hải Yến
2. Ths. Hồ Quang Phổ
3. Th.S Chu Thị Ngọc Anh
4. TS. Nguyễn Huỳnh Đông
5. Ks. Phạm Công Quang

Trang 2


MỤC LỤC
MỤC LỤC ......................................................................................................................3
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ .......................................................................................6
DANH MỤC CÁC BẢNG.............................................................................................9
GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN .............................................................................................10
BÀI 1. CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA BƠM LY TÂM ..........16
1.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ BƠM LY TÂM ............................................................17
1.1.1. Định nghĩa bơm ly tâm .............................................................................17
1.1.2. Những ưu điểm, nhược điểm của bơm ly tâm ..........................................17

1.1.3. Phân loại bơm ly tâm ................................................................................17
1.1.4. Các thông số cơ bản của bơm ly tâm .......................................................20
1.2. CẤU TẠO BƠM LY TÂM .....................................................................................22
1.3. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA BƠM LY TÂM ..............................................28
BÀI 2. QUY TRÌNH VẬN HÀNH VÀ BẢO DƯỠNG BƠM LY TÂM .................52
2.1.

2.2.

QUY TRÌNH VẬN HÀNH BƠM LY TÂM .......................................................53
2.1.1.

Kiểm tra trước khi vận hành ................................................................53

2.1.2.

Mồi bơm ..............................................................................................53

2.1.3.

Khởi động ............................................................................................55

2.1.4.

Ngừng hoạt động .................................................................................56

QUY TRÌNH BẢO DƯỠNG BƠM LY TÂM ....................................................57
2.2.1.

Đối với phần ngoài ..............................................................................57

2.2.2.

Đối với phần trong bơm.......................................................................57

2.3. CÁC HƯ HỎNG THƯỜNG GẶP TRONG QUÁ TRÌNH VẬN HÀNH BƠM
LY TÂM 57
2.3.1.

Lưu lượng và áp suất đầu ra thấp ........................................................57

2.3.2.

Bơm khơng có lưu lượng .....................................................................57

2.3.3.

Sau khi khởi động vấn đề mồi bơm mất tác dụng ...............................58

2.3.4.

Hộp làm kín bị rị q nhiều ................................................................58

2.3.5.

Bơm tiêu hao cơng suất qúa lớn ..........................................................58

2.3.6.

Bơm bị chấn động và có tiếng khua gõ ...............................................58

2.3.7.

Hiện tượng mất dần công suất của máy bơm ......................................59
Trang 3


2.3.8.
thường

Hiện tượng khởi động lại bơm nhưng năng suất vẫn ở mức bình
59

2.3.9.

Bơm liên tục bị mất đường hút ............................................................59

2.3.10. Hiện tượng xâm thực trong bơm ly tâm ..............................................60
BÀI 3. VẬN HÀNH VÀ BẢO DƯỠNG BƠM BƠM LY TÂM...............................62
3.1. KHỞI ĐỘNG HỆ THỐNG BƠM LY TÂM ...........................................................63
3.2. DỪNG HỆ THỐNG BƠM LY TÂM ......................................................................63
3.3. GHÉP BƠM NỐI TIẾP ...........................................................................................63
3.4. GHÉP BƠM SONG SONG.....................................................................................65
3.5. CHUYỂN BƠM LY TÂM ......................................................................................66
3.6. BẢO DƯỠNG BƠM LY TÂM...............................................................................67
3.6.1. Quy trình tháo bơm ..................................................................................67
3.6.2. Quy trình lắp bơm ....................................................................................67
3.6.3. Quy trình kiểm tra và sửa chữa bơm ........................................................67
BÀI 4. CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY NÉN KHÍ
PISTON 74

4.1. KHÁI NIỆM ...........................................................................................................75
4.1.1. Khái niệm chung về máy nén khí .............................................................75
4.1.2. Phân loại máy nén khí ..............................................................................75
4.1.3. Các thơng số cơ bản của máy nén khí ......................................................76
4.1.4. Phạm vi sử dụng .......................................................................................77
4.1.5. Ưu, nhược điểm của máy nén khí ............................................................77
4.2. PHÂN LOẠI ...........................................................................................................78
4.2.1. Theo số chiều nén khí trong xylanh .........................................................78
4.2.2. Theo cấp số nén khí ..................................................................................78
4.3. MÁY NÉN KHÍ NHIỀU CẤP ........................................................................................78
4.3.1. Van hút và van xả .....................................................................................79
4.3.2. Xylanh và ống lót xylanh .........................................................................81
4.3.3. Piston ........................................................................................................82
4.3.4. Xécmăng ...................................................................................................82
4.3.5. Vòng chèn kim loại ..................................................................................83
4.3.6. Thanh truyền, con trượt và các ổ bi ..........................................................85
Trang 4


4.3.7. Hệ thống bôi trơn......................................................................................86
4.3.8. Hệ thống làm mát .....................................................................................87
4.4. NGUN LÝ HOẠT ĐỘNG .................................................................................89
4.4.1. Máy nén khí piston khơng có con trượt, tác dụng đơn .............................89
4.4.2. Máy nén khí kiểu piston loại có con trượt................................................89
BÀI 5. VẬN HÀNH VÀ BẢO DƯỠNG MÁY NÉN KHÍ PISTON ........................91
5.1. VẬN HÀNH MÁY NÉN KHÍ PISTON .................................................................92
5.1.1. Quy định chung ........................................................................................92
5.1.2. Nhiên liệu - dầu mỡ dùng cho máy nén khí .............................................93
5.1.3. Vận hành máy nén khí ..............................................................................95
5.1.4. An tồn khi vận hành máy nén khí ...........................................................96

5.2. BẢO DƯỠNG MÁY NÉN KHÍ PISTON ..............................................................98
5.2.1. Bảo dưỡng hàng ngày ...............................................................................98
5.2.2. Bảo dưỡng cấp I .......................................................................................99
5.2.3. Bảo dưỡng cấp II ......................................................................................99
TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................101

Trang 5


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 1.1. Bơm ly tâm một cấp ......................................................................................18
Hình 1.2. Bơm ly tâm bốn cấp.......................................................................................19
Hình 1.3. Bơm ly tâm hai miệng hút .............................................................................19
Hình 1.4. Bơm ly tâm trục ngang ..................................................................................20
Hình 1.5. Bơm ly tâm trục đứng ....................................................................................20
Hình 1.6. Cấu tạo bơm ly tâm .......................................................................................22
Hình 1.7. Bánh cơng tác trong bơm ly tâm ...................................................................23
Hình 1.8. Các dạng bánh cơng tác .................................................................................23
Hình 1.9. Vỏ bơm hình trịn ..........................................................................................24
Hình 1.10. Vịng bù độ mịn ..........................................................................................25
Hình 1.11. Hộp làm kín .................................................................................................25
Hình 1.12. Vịng bơi trơn...............................................................................................26
Hình 1.13. Đệm cơ học ..................................................................................................27
Hình 1.14. Kiểu khác vịng đệm cơ học ........................................................................27
Hình 1.15. Vịng bi chống chuyển động ngang .............................................................28
Hình 1.16. Bơi trơn làm mát ổ bi...................................................................................28
Hình 1.17. Sơ đồ nguyên lý hoạt động của bơm ly tâm ................................................28
Hình 1.18. Nguyên lý hoạt động bơm ly tâm ................................................................29
Hình 1.19. Vỏ bơm xoắn ốc có tiết diện thay đổi..........................................................29
Hình 1.20. Ống hút được lắp tại điểm cuối của bơm và ống đẩy được lắp vào đỉnh của

bơm ................................................................................................................................30
Hình 1.21. Ống hút và ống đẩy được lắp vào hai bên của bơm ....................................30
Hình 1.22. Các thành phần vận tốc của tam giác vận tốc..............................................31
Hình 1.23. Tam giác vận tốc ở cửa vào bánh cơng tác .................................................32
Hình 1.24. Phân bố vận tốc trong máng dẫn .................................................................32
Hình 1.25. Lưu lượng chất lỏng trong bánh cơng tác....................................................34
Hình 1.26. Các dạng bánh cơng tác ứng với các góc β2 ................................................35
Hình 1.27. Đường đặc tính thực nghiệm của bơm ly tâm .............................................37
Hình 1.28. Đường đặc tính tổng hợp của bơm ly tâm ...................................................38
Hình 1.29. Điểm làm việc của bơm ...............................................................................39
Trang 6


Hình 1.30. Điều chỉnh bơm bằng khố..........................................................................40
Hình 1.31. Điều chỉnh bơm bằng cách thay đổi số vịng quay ......................................41
Hình 1.32. Điều chỉnh bơm bằng cách gọt bánh xe công tác ........................................41
Hình 1.33. Khu vực điều chỉnh bơm .............................................................................42
Hình 1.34. Ghép song song hai bơm ly tâm ..................................................................44
Hình 1.35. Ghép nối tiếp hai bơm ly tâm ......................................................................45
Hình 1.36. Lực hướng trục trong bơm ly tâm ...............................................................46
Hình 1.37. Bơm 2 miệng hút .........................................................................................48
Hình 1.38. Cấu tạo vành lót kín thứ hai ........................................................................48
Hình 1.39. Bố trí bánh cơng tác đối xứng .....................................................................49
Hình 1.40. Piston cân bằng ............................................................................................49
Hình 1.41. Đĩa cân bằng ................................................................................................50
Hình 2.1. Bề mặt chất lỏng ở nguồn cung cấp cao hơn bơm ........................................54
Hình 2.2. Dùng hệ thống chân khơng ............................................................................54
Hình 2.3. Lắp đặt van một chiều ở ống hút ...................................................................55
Hình 2.4. Bơm có đường ống hồi lưu ............................................................................55
Hình 2.5. Kiểu khác ống hồi lưu ...................................................................................56

Hình 2.6. Hiện tượng các bọt khí bị ngưng tụ ...............................................................60
Hình 3.1. Sơ PFD đồ hệ thống bơm ly tâm phục vụ công tác ghép bơm, chuyển bơm 65
Hình 4.1.Cấu tạo của máy nén piston ............................................................................78
Hình 4.2. Cấu tạo van hút và van xả..............................................................................79
Hình 4.3. Cấu tạo đĩa van ..............................................................................................80
Hình 4.4. Van đặt...........................................................................................................80
Hình 4.5. Xy lanh và ống lót xy lanh ............................................................................81
Hình 4.6. Piston .............................................................................................................82
Hình 4.7. Xéc măng .......................................................................................................83
Hình 4.8. Các kiểu vịng chèn kim loại .........................................................................84
Hình 4.9. Nắp hộp vịng chèn ........................................................................................85
Hình 4.10. Cấu tạo thanh truyền ....................................................................................86
Hình 4.11. Bơi trơn kiểu vung tóe .................................................................................86
Hình 4.12. Bôi trơn cổ biên ...........................................................................................87
Trang 7


Hình 4.13. Bơi trơn cưỡng bức ......................................................................................87
Hình 4.14. Làm mát cách tản nhiệt................................................................................88
Hình 4.15. Làm mát bằng nước .....................................................................................88

Trang 8


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Quan hệ tương tự trong một bơm ly tâm ......................................................34

Trang 9

GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN
1. Tên mơ đun: Vận hành máy thủy khí I
2. Mã mơ đun: PETR54107
3. Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trị của mơ đun:
3.1. Vị trí: Là mơ đun thuộc phần mơn học, mơ đun chun mơn nghề của chương
trình đào tạo nghề Vận hành thiết bị chế biến dầu khí. Mơn đun này được dạy trước
mơ đun như: vận hành lị gia nhiệt, thiết bị hiệt, Vận hành thiết bị tách dầu khí, dạy sau
mô đun: vận hành hệ thống đường ống và bể chứa.
3.2. Tính chất: Mơ đun này trang bị những kiến thức về cấu tạo, nguyên lý hoạt động
của máy thủy khí I (bơm ly tâm, máy nén khí piston) cho HSSV.
3.3. Ý nghĩa và vai trị của mơ đun: Là mô đun bắt buộc, giúp học sinh, sinh viên
thao tác thành thạo trong vận hành, bảo dưỡng các loại bơm, máy nén khí
4. Mục tiêu của mơ đun:
4.1.

Về kiến thức:

A1. Trình bày được cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bơm ly tâm và máy nén khí
piston.
4.2 Về kỹ năng:
B1. Vận hành được bơm ly tâm, máy nén khí piston theo đúng quy trình.
B2. Bảo dưỡng bơm ly tâm, máy nén khí piston theo đúng quy trình.
4.3 Về năng lực tự chủ và trách nhiệm:
C1. Tuân thủ tuyệt đối các qui định về an tồn, pccc, nội quy phịng học/xưởng thực hành và
quy chế của nhà trường.
C2. Tuân thủ các qui trình vận hành các thiết bị cơ khí, điện, tự động hóa có liên quan.
C3. Xác định được cơng việc phải thực hiện, hồn thành các cơng việc theo yêu cầu,
không để xảy ra sự cố, hư hỏng đối với hệ thống thiết bị.
5. Nội dung của mô đun
5.1. Chương trình khung

Mã
MH/MĐ/HP

Tên mơn học, mơ đun

Số
tín

Tổng

Thời gian đào tạo (giờ)
Trong đó
Trang 10


I
COMP64002
COMP62004
COMP62008
COMP64010
COMP63006
FORL66001
SAEN512001
II
II.1
MECM52003
ELEI53011
AUTM52111
PETR52002
II.2

PETR63004
PETR53005
PETR56107
PETR64108
PETR56109
PETR62110
PETR53111
PETR62114
PETR56115
PETR56116
PETR64117
PETR56118
PETR54219
PETR66220

Các mơn học chung/ đại cương
Giáo dục chính trị
Pháp luật
Giáo dục thể chất
Giáo dục quốc phòng và An ninh
Tin học
Tiếng Anh
An tồn vệ sinh lao động
Các mơn học, mơ đun chuyên
môn ngành, nghề
Môn học, mô đun kỹ thuật cơ sở
Vẽ kỹ thuật - 1
Điện kỹ thuật 2
Cơ sở điều khiển q trình
Nhiệt kỹ thuật

Mơn học, mơ đun chun mơn
ngành, nghề
Cơ sở q trình và thiết bị trong
cơng nghệ hóa học
Sản phẩm dầu mỏ
Vận hành máy thuỷ khí I
Vận hành máy thuỷ khí II
Vận hành hệ thống đường ống và
bể chứa
Vận hành thiết bị tách dầu khí
Vận hành lị gia nhiệt, thiết bị
nhiệt
Kỹ thuật phịng thí nghiệm
Vận hành phân xưởng chưng cất
dầu thô
Vận hành phân xưởng chế biến
dầu I
Vận hành phân xưởng chế biến
dầu II
Vận hành các phân xưởng chế biến
khí
Thực tập sản xuất
Khóa luận tốt nghiệp
Tổng Cộng:

chỉ

số

23

4
2
2
4
3
6
2

465
75
30
60
75
75
120
30

183
41
18
5
36
15
42
26

257
29
10
51

35
58
72
2

17
5
2
0
2
0
6
2

8
0
0
4
2
2
0
0

70

1825

530

1180

36

79

9
2
3
2
2

165
45
45
45
30

93
15
36
14
28

63
28
6
29
0

6

0
3
1
2

3
2
0
1
0

61

1660

437

1117

30

76

3

45

42

0

3

0

3
6
4

45
150
100

42
28
28

0
106
66

3
2
2

0
14
4

6

150

28

106

3

13

2

45

14

29

1

1

3

75

21

50

2

2

2

45

13

30

1

1

6

145

42

94

3

6

6

145

42

94

3

6

4

100

28

66

2

4

6

150

36

108

2

4

4
6
93

195
270
2290

45
28
713

138
230
1437

3
0
53

9
12
87

Thi/

Thực hành/
Kiểm
Lý
thí nghiệm/
tra
thuyết
bài tập/
thảo luận LT TH

Trang 11


5.2. Chương trình chi tiết mơ đun

Số TT

1
1.1
1.2
1.3
2
2.1
2.2
2.3
3
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5

3.6
4
4.1
4.2
4.3
4.4
5
5.1
5.2

Tên các bài trong mô đun

Bài 1: Cấu tạo và nguyên lý hoạt
động của bơm ly tâm
Giới thiệu chung
Cấu tạo bơm ly tâm
Nguyên lý hoạt động bơm ly tâm
Bài 2: Quy trình vận hành và bảo
dưỡng bơm ly tâm
Quy trình vận hành bơm ly tâm
Quy trình bảo dưỡng bơm ly tâm
Các hư hỏng thường gặp trong quá
trình vận hành bơm ly tâm
Bài 3: Vận hành và bảo dưỡng
bơm ly tâm
Khởi động hệ thống bơm ly tâm
Dừng hoạt động hệ thống bơm ly
tâm
Ghép bơm ly tâm nối tiếp
Ghép bơm ly tâm song song

Chuyển bơm ly tâm
Bảo dưỡng bơm ly tâm
Bài 4: Cấu tạo, nguyên lý hoạt
động của máy nén piston
Khái niệm chung về máy nén khí và
trạm máy nén khí
Phân loại máy nén khí piston
Cấu tạo máy nén khí piston
Nguyên lý hoạt động máy nén khí
piston
Bài 5: Vận hành và bảo dưỡng
máy nén khí piston
Vận hành máy nén khí piston
Bảo dưỡng máy nén khí piston
Cộng

Thời gian (giờ)
Thực hành,
Kiểm
Tổng Lý thí nghiệm,
tra
số thuyết thảo luận,
LT TH
bài tập
10

10

1
4

5

1
4
5

5

4

1
1

1
1

3

2

1

1

60

53

10

10

8

8

8
8
8
18

8
4
8
15

7

4
3

10

9

1

1

1

1
6

1
6

2

1

65

5

53

7

32
33
150

2
3
28

26
27
106

4
3
14

1

2

6. Điều kiện thực hiện mô đun:
Trang 12


6.1. Phòng học Lý thuyết/Thực hành: Đáp ứng phòng học chuẩn
6.2. Trang thiết bị dạy học: Projetor, máy vi tính, bảng, phấn
6.3. Học liệu, dụng cụ, mơ hình, phương tiện: Giáo trình, mơ hình học tập, Xưởng
thiết bị thật (bơm, máy nén)…
6.4. Các điều kiện khác:
7. Nội dung và phương pháp đánh giá:
7.1. Nội dung:
- Kiến thức: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kiến thức
- Kỹ năng: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kỹ năng.
- Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Trong quá trình học tập, người học cần:
+ Nghiên cứu bài trước khi đến lớp.
+ Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập.
+ Tham gia đầy đủ thời lượng mơ đun.
+ Nghiêm túc trong q trình học tập.
7.2. Phương pháp:
Người học được đánh giá tích lũy mơ đun như sau:
7.2.1. Cách đánh giá

- Áp dụng quy chế đào tạo Cao đẳng hệ chính quy ban hành kèm theo Thông tư
số 09/2017/TT-LĐTBXH, ngày 13/3/2017 của Bộ trưởng Bộ Lao động – Thương binh
và Xã hội.
- Hướng dẫn thực hiện quy chế đào tạo áp dụng tại Trường Cao đẳng Dầu khí
như sau:
Điểm đánh giá
+ Điểm kiểm tra thường xuyên (Hệ số 1)
+ Điểm kiểm tra định kỳ (Hệ số 2)
+ Điểm thi kết thúc mô đun

Trọng số
40%
60%

7.2.2. Phương pháp đánh giá
Phương pháp
đánh giá

Phương pháp
tổ chức

Hình thức
kiểm tra

Chuẩn đầu ra
đánh giá

Số
cột

Thời điểm
kiểm tra

Thường xuyên

Viết/

Tự luận/

A1, C1

1

Sau 10 giờ.
Trang 13


Thuyết trình

Trắc nghiệm

Viết/

Tự luận/

Định kỳ

Thuyết trình và Trắc nghiệm và
Thực hành
Thực hành

Kết thúc mơ
đun

Viết/ Thuyết
trình và Thực
hành

A1, B1, B2, C1,
C2, C3

Tự luận/
A1, B1, B2, C1, C2,
Trắc nghiệm
C3
và Thực
hành

1

Sau 15 giờ

1

Sau 150
giờ

7.2.3. Cách tính điểm
- Điểm đánh giá thành phần và điểm thi kết thúc mô đun được chấm theo thang
điểm 10 (từ 0 đến 10), làm tròn đến một chữ số thập phân.
- Điểm mô đun là tổng điểm của tất cả điểm đánh giá thành phần của mô đun

nhân với trọng số tương ứng. Điểm mô đun theo thang điểm 10 làm tròn đến một chữ
số thập phân, sau đó được quy đổi sang điểm chữ và điểm số theo thang điểm 4 theo
quy định của Bộ Lao động Thương binh và Xã hội về đào tạo theo tín chỉ.
8. Hướng dẫn thực hiện mô đun
8.1. Phạm vi, đối tượng áp dụng: Đối tượng HSSV Cao đẳng Dầu khí
8.2. Phương pháp giảng dạy, học tập mô đun
8.2.1. Đối với người dạy
* Lý thuyết: Áp dụng phương pháp dạy học tích cực bao gồm: thuyết trình ngắn, nêu
vấn đề, diễn trình, làm mẫu, hướng dẫn đọc tài liệu, bài tập tình huống, câu hỏi thảo
luận….
* Bài tập: Phân chia nhóm nhỏ thực hiện bài tập thực hành theo nội dung đề ra.
* Thảo luận: Phân chia nhóm nhỏ thảo luận theo nội dung đề ra.
* Hướng dẫn tự học theo nhóm: Nhóm trưởng phân cơng các thành viên trong nhóm
tìm hiểu, nghiên cứu theo yêu cầu nội dung trong bài học, cả nhóm thảo luận, trình bày
nội dung, ghi chép và viết báo cáo nhóm.
8.2.2. Đối với người học: Người học phải thực hiện các nhiệm vụ như sau:
- Nghiên cứu kỹ bài học tại nhà trước khi đến lớp. Các tài liệu tham khảo sẽ được
cung cấp nguồn trước khi người học vào học mô đun này (trang web, thư viện, tài liệu...)

Trang 14


- Tham dự tối thiểu 70% các buổi giảng lý thuyết và 100% số buổi thực hành.
Nếu người học vắng >30% số tiết lý thuyết hoặc >0% số buổi thực hành phải học lại
mơ đun mới được tham dự kì thi lần sau.
- Tự học và thảo luận nhóm: là một phương pháp học tập kết hợp giữa làm việc
theo nhóm và làm việc cá nhân. Một nhóm gồm 8-10 người học sẽ được cung cấp chủ
đề thảo luận trước khi học lý thuyết, thực hành. Mỗi người học sẽ chịu trách nhiệm về
1 hoặc một số nội dung trong chủ đề mà nhóm đã phân cơng để phát triển và hoàn
thiện tốt nhất toàn bộ chủ đề thảo luận của nhóm.

- Tham dự đủ các bài kiểm tra thường xuyên, định kỳ.
- Tham dự thi kết thúc mô đun.
- Chủ động tổ chức thực hiện giờ tự học.
9. Tài liệu tham khảo:
-

Tài liệu tiếng Việt:

[1]
[2]

Trường Cao Đẳng Dầu khí, Giáo trình Vận hành bơm, Lưu hành nội bộ, 2017.
Trường Cao Đẳng Dầu khí , Tài liệu hướng dẫn thực hành bơm, Lưu hành nội
bộ, 2017.

[3]

Trường Cao Đẳng Dầu khí, Giáo trình Vận hành máy nén khí, Lưu hành nội bộ,
2017.

[4]

Trường Cao Đẳng Dầu khí, Tài liệu hướng dẫn thực hành máy nén khí, Lưu
hành nội bộ, 2017.
Tài liệu tiếng nước ngoài:

[1]

McGraw-Hill, Pump Handbook, Fourth Edition, 2008.

[2]

Block and Heinz P, A Practical Guide to Compressor Technology, 2nd Edition,
2005.

[3]

Heinz P. Block and J. Hoefner, Reciprocating Compressors, 1996.

Trang 15


BÀI 1. CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA BƠM LY TÂM
❖ GIỚI THIỆU BÀI 1
Bài 1 giới thiệu về bơm ly tâm.
❖ MỤC TIÊU BÀI 1
Sau khi học xong bài này, người học có khả năng:
➢ Về kiến thức:
- Trình bày được cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bơm ly tâm
➢ Về năng lực tự chủ và trách nhiệm:
- Tuân thủ nội quy, quy định nơi làm việc.
❖ PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY VÀ HỌC TẬP BÀI 1
-

Đối với người dạy: sử dụng phương pháp giảng giảng dạy tích cực (diễn giảng,
vấn đáp, dạy học theo vấn đề); yêu cầu người học thực hiện câu hỏi thảo luận
và bài tập bài 1 (cá nhân hoặc nhóm).

-

Đối với người học: chủ động đọc trước giáo trình (bài 1) trước buổi học; hoàn
thành đầy đủ câu hỏi thảo luận và bài tập tình huống bài 1 theo cá nhân hoặc
nhóm và nộp lại cho người dạy đúng thời gian quy định.

❖ ĐIỀU KIỆN THỰC HIỆN BÀI 1
-

Phòng học chuyên mơn hóa/nhà xưởng: Khơng

-

Trang thiết bị máy móc: Máy chiếu và các thiết bị dạy học khác

-

Học liệu, dụng cụ, ngun vật liệu: Chương trình mơ đun, giáo trình, tài liệu
tham khảo, giáo án, phim ảnh, và các tài liệu liên quan.

-

Các điều kiện khác: Khơng có

❖ KIỂM TRA VÀ ĐÁNH GIÁ BÀI 1
-

Nội dung:

✓ Kiến thức: Kiểm tra và đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kiến
thức
✓ Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Trong quá trình học tập, người học cần:

+ Nghiên cứu bài trước khi đến lớp
+ Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập.
+ Tham gia đầy đủ thời lượng mô đun.
Bài 1: Cấu tạo và nguyên lý hoạt động bơm ly tâm

Trang 16


+ Nghiêm túc trong quá trình học tập.
-

Phương pháp:

✓ Điểm kiểm tra thường xuyên: 1 điểm kiểm tra (hình thức: hỏi miệng)
✓ Kiểm tra định kỳ lý thuyết: khơng có
❖ NỘI DUNG BÀI 1
1.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ BƠM LY TÂM
Bơm là những máy dùng để cung cấp năng lượng cho dòng chất lỏng.
1.1.1. Định nghĩa bơm ly tâm
Bơm ly tâm là loại máy thủy lực cánh dẫn, nhờ bánh công tác (cánh quạt)
chuyển cơ năng của máy thành năng lượng thủy động của dòng. Nguyên lý làm việc
của bơm phần lớn dựa trên lực ly tâm nên gọi là bơm ly tâm.
1.1.2. Những ưu điểm, nhược điểm của bơm ly tâm
a. Ưu điểm
Bơm ly tâm được dùng phổ biến nhất trong các loại bơm vì có những ưu điểm
sau:

-

Bơm được nhiều loại chất lỏng: nước, dầu, nhiên liệu, hoá chất… kể cả các hỗn

hợp của chất lỏng và chất rắn.
Phạm vi sử dụng lớn và năng suất cao cụ thể là:
✓ Cột áp từ 10 đến hàng nghìn mét cột nước.
✓ Lưu lượng (Q) từ 2 đến 70.000 m³/h.
✓ Cơng suất (N) từ 1 đến 12.000 Kw.
✓ Số vịng quay từ 730 đến 6.000 vòng / phút.
Kết cấu nhỏ gọn, chắc chắn và làm việc tin cậy.

-

Hiệu suất của bơm () tương đối cao so với các loại bơm khác:  = 0.65 đến

-

0.9.
Chỉ tiêu kinh tế tốt (giá thành tương đối rẻ).

-

b. Nhược điểm
Tuy nhiên bơm ly tâm cũng có các nhược điểm sau:
-

Bơm ly tâm khơng có tính tự hút (phải mồi bơm).
Áp suất tạo ra khơng lớn so với các bơm khác.

1.1.3. Phân loại bơm ly tâm
Bài 1: Cấu tạo và nguyên lý hoạt động bơm ly tâm

Trang 17

Vì bơm ly tâm được dùng rộng rãi trong mọi lĩnh vực khác nhau nên nó có rất
nhiều loại với nhiều hình dạng và kết cấu khác nhau. Bơm ly tâm thường được phân
loại theo các cách sau đây:
a. Phân loại theo cột áp của bơm
-

Bơm cột áp thấp: H < 20 m cột nước.

-

Bơm cột áp trung bình: H = (20 đến 60) m cột nước.

-

Bơm cột áp cao: H > 60 m cột nước.
b. Phân loại theo số bánh cơng tác lắp nối tiếp trong bơm

Bơm có một bánh công tác gọi là bơm một cấp. Cột áp của bơm một cấp bị hạn
chế bởi số vòng quay và sức bền của cánh dẫn nên thường không quá 100m cột nước.

Hình 1.1. Bơm ly tâm một cấp
Để nâng cao cột áp của bơm ly tâm thường dùng nhiều bánh cơng tác lắp nối
tiếp trong bơm. Bơm có nhiều bánh công tác lắp nối tiếp gọi là bơm nhiều cấp. Số
lượng bánh công tác trong bơm nhiều cấp tuỳ thuộc vào cột áp theo yêu cầu, thường có
từ hai đến tám, trường hợp đặc biệt có thể đến 12 bánh công tác. Cột áp của bơm nhiều
cấp gần bằng tổng cột áp của các bánh cơng tác có trong bơm, còn lưu lượng của bơm
là lưu lượng của một bánh cơng tác. Hình sau giới thiệu sơ đồ kết cấu của bơm ly tâm
bốn cấp.

Bài 1: Cấu tạo và nguyên lý hoạt động bơm ly tâm

Trang 18


Hình 1.2. Bơm ly tâm bốn cấp
c. Phân loại bơm theo cánh dẫn chất lỏng vào bánh cơng tác
Bơm có bánh cơng tác hút chất lỏng từ một phía gọi là bơm một miệng hút, loại
bơm này có bánh cơng tác được bố trí ở một đầu trục (về một phía của hai gối đỡ trục)
nên cịn gọi là bơm cơngxon. Với cách hút chất lỏng từ một phía như vậy, lưu lượng
của bơm bị hạn chế và gây nên lực hướng trục trong bơm (lực dọc trục hay lực chiều
trục).
Để mở rộng lưu lượng của bơm ly tâm thường dùng bánh cơng tác hút chất lỏng
từ hai phía. Bơm có bánh cơng tác loại này gọi là bơm hai miệng hút. Bánh công tác
của bơm hai miệng hút xem như hai bánh công tác của bơm một miệng hút có cùng
kích thước ghép lại với nhau, như vậy lưu lượng bơm sẽ đươc tăng gấp đơi trong khi
đó cột áp vẫn giữ nguyên. Ngoài ra với cách hút chất lỏng từ hai phía đối xứng như
vậy khơng gây ra lực hướng trục trong bơm, và bơm có điều kiện bố trí ở giữa hai gối
đỡ trục, làm tăng độ cứng vững của bơm.

Hình 1.3. Bơm ly tâm hai miệng hút

Bài 1: Cấu tạo và nguyên lý hoạt động bơm ly tâm

Trang 19


Ngồi ra, cịn phân loại bơm theo sự bố trí của trục bơm chia ra bơm trục
ngang, bơm trục đứng. Và một số cách phân loại khác dựa vào kết cấu thân bơm và

các bộ phận dẫn hướng…

Hình 1.4. Bơm ly tâm trục ngang

Hình 1.5. Bơm ly tâm trục đứng
1.1.4. Các thông số cơ bản của bơm ly tâm
Cũng giống như tất cả các loại bơm khác, bơm ly tâm có năm thơng số làm việc
cơ bản sau đây:
a. Lưu lượng (Q)
- Lưu lượng của bơm là lượng chất lỏng mà bơm vận chuyển được trong một
đơn vị thời gian.
- Đơn vị tính: l/s ; m³/s ; m³/h.
Bài 1: Cấu tạo và nguyên lý hoạt động bơm ly tâm

Trang 20


- Lưu lượng của bơm được xác định bằng các dụng cụ đo tức thời lắp trên nắp
ống đẩy. (ống Venturi; tấm chắn hoặc các dụng cụ đo trung bình bằng thùng lường
hoặc cân đặt ở cuối ống đẩy) – phương pháp này chỉ xác định được giá trị trung bình
của lưu lượng trong một khoảng thời gian nào đó.
b. Cột áp (H)
Cột áp được đo bằng chiều cao của cột chất lỏng mà bơm có thể tạo ra bằng
cách truyền động năng của bơm cho chất lỏng.
Đơn vị: được tính bằng mét cột chất lỏng (hay mét cột nước) hoặc tính đổi ra áp
suất của bơm:
P = γ.H = ρ.g.H
Trong đó:
γ: trọng lượng riêng của chất lỏng (N/m3)
ρ: khối lượng riêng của chất lỏng (kg/m3)

g: gia tốc trọng trường (9,81 m/s2)
Có hai loại cột áp chủ yếu là cột áp tĩnh và cột áp động.
c. Công suất (N)
Công suất làm việc Ni (cơng suất hữu ích): là cơng để đưa một lượng Q chất
lỏng nên độ cao H trong một đơn vị thời gian (s).
Ni = γ.Q.H

(W)

Công suất tại trục bơm N (thường ghi trên nhãn bơm). Công suất này thường
lớn hơn Ni vì có tổn hao ma sát.
Cơng suất động cơ kéo bơm Nđc. Công suất này thường lớn hơn N để bù hiệu
suất truyền động giữa động cơ và bơm, ngồi ra cịn dự phịng q tải bất thường.
Nđc = k.N
Trong đó: k > 1 gọi là hệ số an tồn nó phụ thuộc vào từng loại bơm, động cơ
và công suất làm việc.
d. Hiệu suất ( )
-

Là tỉ số giữa cơng suất hữu ích Ni và công suất tại trục bơm N.
Khi bơm làm việc, tiêu hao một phần năng lượng để bù vào các tổn thất thủy
lực, tổn thất ma sát giữa các bộ phận làm việc của bơm … Vì vậy hiệu suất thực
tế của bơm không bao giờ đạt tới giá trị lớn nhất.

-

Thường  < 1 gọi là hiệu suất toàn phần của bơm và thường tính bằng % (được
tính theo cơng thức b = Q . H . m )
Trong đó:

Bài 1: Cấu tạo và nguyên lý hoạt động bơm ly tâm

Trang 21


-

Q: Hiệu suất lưu lượng do tổng thất lưu lượng vì rị rỉ

-

H: Hiệu suất thủy lực (hiệu suất cột áp) do tổn thất cột áp vì ma sát trong nội
bộ bơm

-

m: Hiệu suất cơ khí do tổn thất vì ma sát giữa các bộ phân cơ khí
e. Chiều cao (cột áp) hút cho phép (Hcp)

-

Trong quá trình hút chất lỏng, bánh công tác của bơm phải tạo được độ chênh
áp suất nhất định giữa miệng hút của bơm và mặt thoáng của bể hút. Độ chênh
áp suất này gọi là cột áp hút của bơm (nhờ nó mà chất lỏng chảy từ bể hút vào
bơm).

-

Từ lý thuyết và thực nghiệm ta xác định được Hcp  10m cột nước.

1.2. CẤU TẠO BƠM LY TÂM
Bơm ly tâm gồm hai phần chính là bơm và động cơ. Động cơ chính là phần
cung cấp năng lượng để làm quay bơm, động cơ chính có thể là motor điện, động cơ
đốt trong hay tourbine hơi nước... Trong phần cấu tạo này chúng ta chỉ đề cập đến
phần máy bơm.

Hình 1.6. Cấu tạo bơm ly tâm
Bơm ly tâm, dạng đơn giản nhất, gồm có hai phần chính:
a. Bánh cơng tác (Impeller)
Bộ phận quay của bơm ly tâm là bánh công tác. Phần không chuyển động của
bơm mà bao quanh bánh công tác là vỏ bơm.

Bài 1: Cấu tạo và nguyên lý hoạt động bơm ly tâm

Trang 22


Hình 1.7. Bánh cơng tác trong bơm ly tâm
Chất lỏng chuyển động đi vào bơm qua miệng hút và ra khỏi bơm qua miệng
đẩy. Nhờ sự gia tăng vận tốc của chất lỏng mà bánh công tác truyền năng lượng vào
chất lỏng

Hình 1.8. Các dạng bánh cơng tác
Bánh cơng tác bao gồm nhiều dạng và các bánh cơng tác có cấu tạo khác nhau,
có thể có cấu tạo dạng hở, dạng nửa hở và dạng kín. Bánh cơng tác dạng hở thường
được sử dụng cho bơm đơn cấp, dạng nửa hở cũng được sử dụng cho bơm đơn cấp
nhưng nếu sử dụng trong bơm đa cấp thì đóng vai trị là cấp đầu tiên. Bánh công tác
được gắn lên trên trục và trục này được nối ra ngoài vỏ bơm. Trục quay của bơm có
thể là thẳng đứng hay nằm ngang, tuỳ thuộc vào mục đích sử dụng của bơm. Nhìn
chung bánh cơng tác dạng kín hoạt động có hiệu quả nhất và bánh công tác dạng hở và

nửa hở thường sử dụng trong trường hợp vận chuyển chất lỏng có độ nhớt cao hay
trong trường hợp trong chất lỏng có chứa các hạt rắn.
b. Vỏ bơm (Casing)
Có hai loại chính:

Bài 1: Cấu tạo và nguyên lý hoạt động bơm ly tâm

Trang 23


▪ Vỏ bơm hình trịn (circular casing): đây là loại vỏ bơm đơn giản nhất, nó bao
gồm một buồng hút trịn bao quanh bánh cơng tác. Loại vỏ bơm này ít được sử
dụng.

Hình 1.9. Vỏ bơm hình trịn
▪ Vỏ bơm xoắn ốc (volute casing) (Hình 1.19) hình dạng xoắn ốc của vỏ bơm
được thiết kế để làm giảm vận tốc và tăng áp suất của chất lỏng khi rời cánh
quạt. Nói cách khác hình dạng của vỏ bơm xoắn ốc được thiết kế như vậy với
mục đích chuyển hố động năng (năng lượng vận tốc) thành nội năng (năng
lượng áp suất). Do thiết diện của vỏ bơm xoắn ốc tăng dần nên vận tốc của chất
lỏng sẽ giảm dần trong khi áp suất của chất lỏng lại tăng dần.
c. Ngoài ra cịn có các bộ phận sau:
▪ Vịng bù độ mịn (wear rings): được minh hoạ như hình vẽ dưới đây. Cánh
quạt quay bên trong vỏ bơm. Hai vòng này ngăn khơng cho chất lỏng từ trong
cánh quạt rị rỉ ra hai đầu. Ngồi ra, trên cánh quạt cịn có một lỗ nhỏ để cân
bằng áp suất ở hai phía của cánh quạt.

Bài 1: Cấu tạo và nguyên lý hoạt động bơm ly tâm

Trang 24