Giáo trình Vận hành máy nén (Nghề: Vận hành thiết bị khai thác dầu khí - Trình độ: Trung cấp) - Trường Cao Đẳng Dầu Khí (năm 2020)

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

GIÁO TRÌNH
MƠ ĐUN: VẬN HÀNH MÁY NÉN
NGHỀ: VẬN HÀNH THIẾT BỊ KHAI THÁC DẦU KHÍ
TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP
(Ban hành kèm theo Quyết định số: 192/QĐ-CĐDK ngày 25 tháng 3 năm 2020 của
Trường Cao Đẳng Dầu Khí)

Bà Rịa - Vũng Tàu, năm 2020
(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
Giáo trình “Vận hành máy nén” được biên soạn theo chương trình đào tạo nghề
“Vận hành thiết bị khai thác dầu khí” của Bộ Lao động – Thương binh và Xã hội. Các
kiến thức trong toàn bộ giáo trình có mối liên hệ logic chặt chẽ.
Khi biên soạn giáo trình chúng tơi đã cố gắng cập nhật những kiến thức mới liên quan
đến môn đun “Vận hành máy nén” phù hợp với đối tượng sử dụng cũng như cố gắng gắn
những nội dung lý thuyết với những vấn đề thực tế thường gặp trong sản xuất, đời sống

để giáo trình có tính thực tiễn cao.
Nội dung của giáo trình được biên soạn gồm 5 bài:
Bài 1: Cấu tạo, nguyên lý hoạt động của máy nén khí Piston
Bài 2: Quy trình vận hành và bảo dưỡng máy nén khí Piston
Bài 3: Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy nén ly tâm
Bài 4: Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy nén khí trục vít
Bài 5: Vận hành và bảo dưỡng máy nén khí
Giáo trình sẽ phục vụ tốt cho việc nghiên cứu, giảng dạy và học tập của giáo viên
và học sinh trong Trường trong việc tìm hiểu cấu tạo, quy trình vận hành, xử lý sự cố và
bảo dưỡng kỹ thuật máy nén khí pison và ly tâm.
Với lịng mong muốn giáo trình này có thể góp phần nâng cao chất lượng học tập
mơ đun “Vận hành máy nén”, chúng tôi xin chân thành cảm ơn và tiếp nhận những ý kiến
đóng góp của các em học sinh và đồng nghiệp về những thiếu sót khơng thể tránh khỏi
trong nội dung và hình thức để giáo trình hồn thiện hơn.
Trân trọng cảm ơn./.
Bà rịa - Vũng Tàu, tháng 3 năm 2020
Tham gia biên soạn
1. Chủ biên: Ks. Lý Tòng Bá
2. Ks. Vũ Xuân Thạch
3. Ks. Bùi Đức Sơn

Trang 2


MỤC LỤC
Trang
TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN ...........................................................................................1
LỜI GIỚI THIỆU ..........................................................................................................2
MỤC LỤC ......................................................................................................................3
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ .......................................................................................7

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU ................................................................................10
GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN .............................................................................................11
BÀI 1:

CẤU TẠO VÀ NGUN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY NÉN KHÍ

PISTON................................................................................................................17
1.1. ĐỊNH NGHĨA VÀ PHÂN LOẠI ..........................................................................18
1.1.1. Máy nén khí ......................................................................................................18
1.1.2. Phân loại máy nén khí ......................................................................................18
a.

Dựa vào cấu tạo ....................................................................................................18

b.

Dựa theo nguyên lý nén khí ..................................................................................18

c.

Dựa theo áp suất khí nén ......................................................................................18

d.

Dựa vào phương án dẫn động ..............................................................................19

e.

Dựa vào năng suất ................................................................................................19

f.

Dựa theo cấp số nén .............................................................................................19

1.2. CÁC THÔNG SỐ LÀM VIỆC CƠ BẢN CỦA MÁY NÉN KHÍ .........................19
a.

Tỷ số nén ...............................................................................................................19

b.

Năng suất Q (m3/phút) .........................................................................................19

c.

Cơng suất N (KW) .................................................................................................20

d.

Hiệu suất máy nén khí ...........................................................................................20

1.1.3. Phạm vi sử dụng ...............................................................................................20
e.

Máy nén pison .......................................................................................................20

f.

Máy nén roto:........................................................................................................20

g.

Máy nén ly tâm: ....................................................................................................20

h.

Máy nén hướng trục: ............................................................................................20
Trang 3


1.1.4. Ưu, nhược điểm của máy nén khí .....................................................................20
i.

Ưu điểm .................................................................................................................20

j.

Nhược điểm ...........................................................................................................21

1.2. PHÂN LOẠI MÁY NÉN KHÍ PISTON ...............................................................21
1.2.1. Theo số chiều nén khí trong xylanh .................................................................21
1.2.2. Theo cấp số nén khí ..........................................................................................21
1.3. CẤU TẠO MÁY NÉN KHÍ PISTON ...................................................................21
1.3.1. Van hút và van xả .............................................................................................22
1.3.2. Xylanh và ống lót xylanh..................................................................................24
1.3.3. Piston ................................................................................................................25
1.3.4. Xécmăng ...........................................................................................................25
1.3.5. Vịng chèn kim loại...........................................................................................26
1.3.6. Thanh truyền, con trượt và các ổ bi ..................................................................28
1.3.7. Hệ thống bôi trơn ..............................................................................................29

1.3.8. Hệ thống làm mát .............................................................................................31
1.4. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG ...............................................................................32
1.4.1. Máy nén khí piston khơng có con trượt, tác dụng đơn .....................................32
1.4.2. Máy nén khí kiểu piston loại có con trượt ........................................................32
BÀI 2: QUY TRÌNH VẬN HÀNH VÀ BẢO DƯỠNG MÁY NÉN KHÍ
PISTON................................................................................................................34
2.1. VẬN HÀNH MÁY NÉN KHÍ PISTON ............................................................35
2.1.1. Quy định chung ................................................................................................35
2.1.2. Nhiên liệu - dầu mỡ dùng cho máy nén khí .....................................................36
2.1.3. Vận hành máy nén khí ......................................................................................38
2.1.4. An tồn khi vận hành máy nén khí ...................................................................40
a.

Khái niệm chung ...................................................................................................40

b.

Một số quy định về vận hành an tồn bình chịu áp lực ........................................40

c.

An tồn phịng cháy ..............................................................................................41

2.2. BẢO DƯỠNG MÁY NÉN KHÍ PISTON .........................................................42
Trang 4


2.2.1. Bảo dưỡng hàng ngày .......................................................................................42
2.2.2. Bảo dưỡng cấp I................................................................................................42
2.2.3. Bảo dưỡng cấp II ..............................................................................................43

BÀI 3:

CẤU TẠO, NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY NÉN LY TÂM .45

3.1. PHÂN LOẠI MÁY NÉN KHÍ LY TÂM ..............................................................46
3.2. CẤU TẠO MÁY NÉN KHÍ LY TÂM ..................................................................46
3.2.1. Vỏ máy (Casing) ...............................................................................................46
3.2.2. Bánh công tác (Impeller) ..................................................................................47
3.2.3. Màng ngăn (Diaphragm) ..................................................................................48
3.2.4. Cánh dẫn hướng (Guide vane) ..........................................................................51
3.2.5. Vịng làm kín (Seal) ..........................................................................................53
a.

Vịng làm kín kiểu khuất khúc (Labyrinth Seal)....................................................53

b.

Vịng đệm kín giới hạn ..........................................................................................59

c.

Vịng đệm kín tiếp xúc cơ học ...............................................................................60

d.

Đệm màng lỏng .....................................................................................................60

3.2.6. Các loại ổ bi dùng trong máy nén ly tâm..........................................................62
3.2.7. Ngăn cân bằng ..................................................................................................64
3.2.8. Hệ thống bôi trơn ..............................................................................................66

3.2.9. Hệ thống làm mát .............................................................................................67
3.2.10.

Động cơ dẫn động ........................................................................................69

3.3. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG ...............................................................................70
3.3.1. Nguyên lý hoạt động của máy nén ly tâm ........................................................70
3.3.2. Sốc (surging).....................................................................................................71
3.3.3. Nối song song và nối nối tiếp ...........................................................................72
BÀI 4: CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY NÉN KHÍ
TRỤC VÍT ...........................................................................................................74
4.1. VẬN HÀNH MÁY NÉN KHÍ LY TÂM ..............................................................75
4.1.1. Trách nhiệm của người vận hành .....................................................................75
4.1.2. Chuẩn bị khởi động ..........................................................................................75
Trang 5


4.1.3. Khởi động .........................................................................................................76
4.1.4. Ngừng hoạt động ..............................................................................................76
4.2. BẢO DƯỠNG MÁY NÉN KHÍ LY TÂM ...........................................................77
4.2.1. Bảo dưỡng.........................................................................................................77
4.2.2. Phán đốn và xử lý sự cố ..................................................................................77
BÀI 5:

VẬN HÀNH VÀ BẢO DƯỠNG MÁY NÉN KHÍ ...................................80

5.1. VẬN HÀNH MÁY NÉN KHÍ TRÊN MƠ HÌNH .................................................81
5.1.1. Quy trình vận hành máy nén khí piston............................................................81
5.1.2. Quy trình vận hành máy nén khí ly tâm ...........................................................82
5.2. THÁO LẮP, KIỂM TRA VÀ SỬA CHỮA CÁC CHI TIẾT CỦA MÁY NÉN

PISTON ................................................................................................................83
5.2.1. Quy trình tháo lắp máy nén ..............................................................................85
5.2.2. Rửa chi tiết, kiểm tra và phân loại chi tiết ........................................................85
5.2.3. Sửa chữa trục cơ ...............................................................................................86
5.2.4. Sửa chữa tay biên..............................................................................................91
5.2.5. Trình tự lắp ráp và thử máy ..............................................................................92
a.

Trình tự lắp ráp.....................................................................................................92

b.

Chạy thử máy ........................................................................................................93

5.2.6. Tháo lắp, bảo dưỡng kỹ thuật một số loại máy nén piston ...............................93
c.

Tháo lắp, bảo dưỡng kỹ thuật máy nén khí 1 xi lanh ...........................................93

d.

Tháo lắp, bảo dưỡng kỹ thuật máy nén khí 2 xi lanh, 2 cấp nén ..........................98

e.

Tháo lắp, kiểm tra máy nén nhiều xi lanh, nhiều cấp nén (ứng dụng máy nén khí
4BY-5/9 ) .............................................................................................................102

5.3. THÁO LẮP, KIỂM TRA VÀ SỬA CHỮA CÁC CHI TIẾT CỦA MÁY NÉN LY
TÂM....................................................................................................................106

5.4. KIỂM TRA ĐIỀU CHỈNH ÁP SUẤT NÉN VÀ VAN AN TOÀN .....................107
5.5. BẢO DƯỠNG VÀ VẬN HÀNH MÁY NÉN .....................................................108
TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................109

Trang 6


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 1. 1. Cấu tạo của máy nén piston ..........................................................................22
Hình 1. 2. Cấu tạo van hút và van xả.............................................................................22
Hình 1. 3. Cấu tạo đĩa van .............................................................................................23
Hình 1. 4. Van đặt ..........................................................................................................23
Hình 1. 5. Xy lanh và ống lót xy lanh ...........................................................................24
Hình 1. 6. Piston ............................................................................................................25
Hình 1. 7. Cấu tạo xéc măng .........................................................................................26
Hình 1. 8. Các kiểu vịng chèn kim loại ........................................................................27
Hình 1. 9. Nắp hộp vịng chèn .......................................................................................28
Hình 1. 10. Cấu tạo thanh truyền ...................................................................................29
Hình 1. 11. Bơi trơn kiểu vung t ................................................................................30
Hình 1. 12. Bơi trơn cổ biên ..........................................................................................30
Hình 1. 13. Bơi trơn cưỡng bức .....................................................................................30
Hình 1. 14. Làm mát bằng cánh tản nhiệt......................................................................31
Hình 1. 15. Làm mát bằng nước ....................................................................................31
Hình 3. 1. Cấu tạo vỏ tháo ngang ..................................................................................46
Hình 3. 2. Cấu tạo vỏ tháo dọc ......................................................................................47
Hình 3. 3. Các loại bánh cơng tác ..................................................................................47
Hình 3. 4. Bánh công tác lắp trên trục bằng mối ghép độ đơi .......................................48
Hình 3. 5. Màng ngăn ....................................................................................................49
Hình 3. 6.Cấu tạo màng ngăn ........................................................................................50
Hình 3. 7. Làm mát màng ngăn bằng nước ...................................................................51

Hình 3. 8.. Cánh dẫn hướng ...........................................................................................52
Hình 3. 9. Cánh dẫn hướng có khả năng điều chỉnh .....................................................53
Hình 3. 10. Vịng làm kín khuất khúc ...........................................................................54
Hình 3. 11. Sự rị rỉ khí vận tốc thấp qua vịng làm kín ................................................54
Hình 3. 12. Sự rị rỉ khí vận tốc cao qua vịng làm kín ..................................................55
Hình 3. 13. Vịng đệm kín kiểu khuất khúc được sử dụng thêm giữa vỏ máy và trục
máy........................................................................................................................56
Hình 3. 14. Vịng làm kín khuất khúc mà cả trục lẫn vịng làm kín đều được tạo răng
ăn khớp..................................................................................................................56
Trang 7


Hình 3. 15. Vịng làm kín kiểu khuất khúc có rãnh để hứng khí rị rỉ (khí độc hại, nguy
hiểm) .....................................................................................................................57
Hình 3. 16. Vịng làm kín kiểu khuất khúc được dẫn khí trơ áp suất cao hơn áp suất
trong máy nén vào rãnh ........................................................................................58
Hình 3. 17. Vịng đệm kín giới hạn ...............................................................................59
Hình 3. 18. Cấu tạo vịng đệm kín giới hạn ...................................................................59
Hình 3. 19. Cấu tạo vịng kín tiếp xúc cơ học ...............................................................60
Hình 3. 20. Cấu tạo đệm màng lỏng ..............................................................................61
Hình 3. 21. Hệ thống cung cấp dầu cho đệm màng lỏng ..............................................62
Hình 3. 22. Chuyển động của trục máy nén ..................................................................63
Hình 3. 23. Hai loại ổ bi dùng để chống lại chuyển động theo phương bán kính .........63
Hình 3. 24. Ổ bi dùng để chống lại chuyển động theo trục ...........................................64
Hình 3. 25. Lực do áp suất tác dụng lên hai bên của mỗi tầng cơng tác .......................64
Hình 3. 26. Cấu tạo ngăn cân bằng ................................................................................65
Hình 3. 27. Sơ đồ phân tích lực .....................................................................................66
Hình 3. 28. Sơ đồ hệ thống bơi trơn ..............................................................................67
Hình 3. 29. Làm mát bên trong máy nén .......................................................................68
Hình 3. 30. Làm mát trung gian ....................................................................................68

Hình 3. 31. .Làm mát sau khi nén..................................................................................69
Hình 3. 32. Dẫn động bằng động cơ điện ......................................................................69
Hình 3. 33. Nguyên lý hoạt động của máy nén ly tâm ..................................................70
Hình 3. 34. Máy nén ly tâm nhiều cấp ..........................................................................71
Hình 3. 35. Nối nối tiếp .................................................................................................72
Hình 3. 36. Nối song song .............................................................................................72
Hình 3. 37. Van một chiều.............................................................................................73
Hình 5. 1. Sơ đồ quy trình cơng nghệ sửa chữa ............................................................84
Hình 5. 2. Cách đặt thước kiểm tra độ mịn và độ ơvan của trục ..................................88
Hình 5. 3. Đo độ cong của trục khuỷu ...........................................................................90
Hình 5. 4. Nắn trục khuỷu bị cong ................................................................................91
Hình 5. 5. Kiểm tra trục khuỷu máy nén khí .................................................................97
Hình 5. 6. Kiểm tra xi lanh máy nén khí .......................................................................98
Hình 5. 7. Kiểm tra khe hở dầu của con trượt .............................................................102
Trang 8


Hình 5. 8. Các dạng hư hỏng của bạc lót.....................................................................102
Hình 5. 9. Tháo trục khuỷu của máy nén nhiều xi lanh ..............................................106
Hình 5. 10. Kiểm tra gối đỡ trục khuỷu.......................................................................106

Trang 9


DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 5. 1. Sơ đồ quy trình cơng nghệ sửa chữa mịn cổ trục khuỷu .............................89

Trang 10

GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN
1. Tên mơ đun: Vận hành máy nén
2. Mã mơ đun: KKT19MĐ53
3. Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trị của mơ đun:
3.1. Vị trí: Là mô đun thuộc nghề vận hành thiết bị khai thác dầu khí của chương

trình đào tạo. Mơn đun này được dạy trước mô đun vận hành thiết bị tách dầu khí và
sau mơ đun: vận hàn van.
3.2. Tính chất: Mơ đun này trang bị những kiến thức, kỹ năng vận hành máy nén khí,
quy trình bảo dưỡng máy nén khí 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 máy nén khí
4. Mục tiêu của mơ đun:
4.1.

Về kiến thức:

A1. Trình bày được được cấu tạo, nguyên lý hoạt động, quy trình vận hành, bảo dưỡng
các loại máy nén khí thơng dụng.
4.2 . Về kỹ năng:
B1. Vận hành máy nén khí;
B2. Phát hiện và xử lý được lỗi trong quá trình vận hành máy nén.
4.3 . Về năng lực tự chủ và trách nhiệm:
C1. Tuân thủ tuyệt đối các qui định về an toàn, pccc, nội quy phòng 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 công việc theo yêu cầu,
không để xảy ra sự cố, hư hỏng đối với hệ thống thiết bị.
5. Nội dung của mơ đun
5.1. Chương trình khung

Mã
MH/MĐ/HP

Tên mơn học, mơ đun

Thời gian đào tạo (giờ)
Trong đó
Số
tín Tổng
Thực
Thi/
Lý
chỉ
số
hành/
Kiểm
thuyết
thí nghiệm/
tra
Trang 11


bài tập/
thảo luận

LT TH

I
Các môn học chung/ đại cương

MHCB19MH01 Giáo dục chính trị
MHCB19MH03 Pháp luật

14

285

117

153

10

5

2
1

30
15

15
9

13
5

2
1

0
0

MHCB19MH05 Giáo dục thể chất

1

30

4

24

0

2

MHCB19MH07 Giáo dục quốc phịng và An ninh

2

45

21

21

1

2

MHCB19MH09 Tin học

2

45

15

29

0

1

4

90

30

56

4

0

46

1140

285

803

20

32

TA19MH01
II.

Tiếng Anh
Các mơn học, mô đun chuyên
môn ngành, nghề

II.1.

Môn học, mô đun kỹ thuật cơ sở

14

270

130

126

10

4

ATMT19MH01
CK19MH01
KTĐ19MH11
TĐH19MĐ12

An toàn vệ sinh lao động
Vẽ kỹ thuật - 1
Điện kỹ thuật cơ bản
Cơ sở điều khiển quá trình
Mơn học, mơ đun chun mơn
ngành, nghề
Cơ sở khai thác
Vận hành van
Thiết bị hoàn thiện giếng khai
thác
Vận hành Bơm
Vận hành máy nén
Vận hành thiết bị tách dầu khí
Hệ thống thu gom và vận chuyển
dầu khí
Vận hành hệ thống khai thác dầu
khí trên mơ hình 1
Thực tập sản xuất
Tổng cộng

2
2
3

2

30
45
45
45

23
15
36
14

5
28
6
29

2
1
3
1

0
1
0
1

32

870

155

677

10

28

3
3

45
75

42
14

0
58

3
1

0
2

3

75

14

58

1

2

4
3
4

105
75
105

14
14
14

87
58
87

1
1
1

3

2
3

3

75

14

58

1

2

5

135

14

116

1

4

4

180

15

155

0

10

337

893

25

35

II.2.
KKT19MH34
KKT19MĐ50
KKT19MĐ51
KKT19MĐ52
KKT19MĐ53
KKT19MĐ54
KKT19MĐ56
KKT19MĐ58
KKT19MĐ60

53 1290

5.2. Chương trình chi tiết mơ đun
Thời gian (giờ)
Số TT

1

Tên các bài trong mô đun

Bài 1: Cấu tạo và nguyên lý
hoạt động của máy nén khí
piston
1. Giới thiệu chung về máy nén
khí
2. Cấu tạo máy nén khí piston

Thực hành,
Tổng
Lý thí nghiệm,
số thuyết thảo luận,
bài tập
6

6

2

2

2

2

0

Kiểm tra
LT

TH

0

0

Trang 12


2

3. Nguyên lý hoạt động máy
nén khí piston
Bài 2: Quy trình vận hành và
bảo dưỡng máy nén khí
piston
1.Vận hành máy nén khí piston

3

2.Bảo dưỡng máy nén khí
piston
Bài 3: Cấu tạo và nguyên lý

hoạt động của máy nén khí ly
tâm

2

2

1

1

0.5

0.5

0.5

0.5

3

3

1

1

1

1

1

1

5

4

1

1

4

3

60

0

58

14

44
14
58

1.Phân loại máy nén khí ly tâm

2.Cấu tạo máy nén khí ly tâm
3.Nguyên lý hoạt động máy nén
khí ly tâm
Bài 4: Cấu tạo và nguyên lý
4 hoạt động của máy nén khí
trục vít
1.Khái niệm và phân loại máy
nén khí trục vít
2.Cấu tạo và nguyên lý hoạt
động của máy nén khí trục vít
Bài 5: Vận hành và bảo
5
dưỡng máy nén khí
1.Vận hành máy nén khí
2.Bảo dưỡng máy nén khí
Cộng
6. Điều kiện thực hiện mơ đun:

45
15
75

0

0

0

0

0

0

0

1

0

1
0

2

1

1
1
2

6.1. Phịng học Lý thuyết/Thực hành: Đáp ứng phịng 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,…
6.4. Các điều kiện khác: khơng có
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.
Trang 13


+ Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập.
+ Tham gia đầy đủ thời lượng mô đun.
+ Nghiêm túc trong quá 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 06 giờ.

Thuyết trình

Trắc nghiệm

Viết/

Tự luận/

A1, B1, B2, C1,
C2, C3

1

Sau 60 giờ

1

Sau 75 giờ

Định kỳ

Thuyết trình và Trắc nghiệm và
Thực hành
Thực hành
Kết thúc mơ
đun

Viết/ Thuyết
trình và Thực
hành

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

và Thực
hành

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

Trang 14


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 mơ đun
8.1. Phạm vi, đối tượng áp dụng: Đối tượng Cao đẳng Dầu khí
8.2. Phương pháp giảng dạy, học tập mơ 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, hướng dẫn đọc tài liệu, bài tập tình huống, câu hỏi thảo luận….
* Bài tập: Phân chia nhóm nhỏ thực hiện bài tập 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...)
- Tham dự tối thiểu 70% các buổi giảng lý thuyết. Nếu người học vắng >30% số
tiết lý thuyết phải học lại mơ đun mới được tham dự kì thi lần sau.

- Tham dự 100% các buổi học thực hành. Nếu người học vắng phải học lại mô 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 hồn thiện
tốt nhất tồn 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:
Trang 15


+ Trường Cao Đẳng Dầu khí, “Giáo trình Vận hành máy nén khí” - [2017]
+ Trường Cao Đẳng Dầu khí, “Tài liệu hướng dẫn thực hành máy nén khí” - [2017]
− Tài liệu tiếng nước ngoài:
Bloch, Heinz P. “A Practical Guide to Compressor Technology, 2nd Edition.

Trang 16


BÀI 1: CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY NÉN KHÍ
PISTON
❖ GIỚI THIỆU BÀI 1
Bài 1 giới thiệu về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy nén khí piston
❖ MỤC TIÊU BÀI 1

Sau khi học xong bài này, người học có khả năng:
➢ Về kiến thức:
- Trình bày được ngun lý hoạt động máy nén khí piston
➢ 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; hồn
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
-

Phịng học chun mơn hóa/nhà xưởng: Khơng

-

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

-

Học liệu, dụng cụ, nguyên 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.
Bài 1: Cấu tạo, nguyên lý hoạt động máy nén piston

Trang 17


+ Tham gia đầy đủ thời lượng mô đun.
+ 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.

ĐỊNH NGHĨA VÀ PHÂN LOẠI

1.1.1. Máy nén khí
Máy nén khí là máy thủy khí tạo ra khí nén với áp suất P ≥ 3 at
1.1.2. Phân loại máy nén khí
a.

Dựa vào cấu tạo

Được phân làm 3 loại:
- Máy nén khí kiểu piston
- Máy nén khí kiểu rơto
- Máy nén khí kiểu ly tâm
b.

Dựa theo nguyên lý nén khí

Được phân làm hai loại:
Máy nén khí hoạt động theo nguyên tắc biến đổi động năng: với loại máy nén khí
này, khí được truyền với một vận tốc lớn và được nén nhờ sự biến đổi động năng của
dịng khí chuyển động thành cơng nén (máy nén khí ly tâm).
Máy nén khí hoạt động theo nguyên tắc giảm thể tích chứa: với loại máy nén khí
này, khí lấy từ khơng gian có áp suất nhỏ đưa vào một khơng gian kín (khơng gian cơng
tác) sau đó được nén và tăng áp suất do giảm thể tích (máy nén khí kiểu piston và máy
nén khí kiểu rơto).
c.

Dựa theo áp suất khí nén

Được phân làm 4 loại:
-

Máy nén khí áp suất thấp: là những máy nén khí dùng để nén khí với áp suất P =
3 – 10 at
Máy nén khí áp suất trung bình: là những máy nén khí dùng để nén khí với áp
suất P = 10 – 100 at

Bài 1: Cấu tạo, nguyên lý hoạt động máy nén piston

Trang 18


-

Máy nén khí áp suất cao: là những máy nén khí dùng để nén khí với áp suất P =
100 – 1000 at

-

Máy nén khí áp suất siêu cao: là những máy nén khí dùng để nén khí với áp suất
P > 1000 at
d.

Dựa vào phương án dẫn động

- Máy nén khí dẫn động bằng động cơ đốt trong (động cơ xăng, động cơ diezel).
- Máy nén khí dẫn động bằng động cơ điện (động cơ 1 pha hoặc 3 pha).
- Máy nén khí dẫn động bằng tuabin (tuabin hơi hoặc tuabin khí).
e.

Dựa vào năng suất

- Máy nén khí năng suất thấp

: từ 0,04 – 10 m3/phút

- Máy nén khí năng suất trung bình : từ 10 – 100 m3/phút
- Máy nén khí năng suất cao

: từ 100 m3/phút trở lên.

Dựa theo cấp số nén

f.

- Máy nén khí 1 cấp: khí nén được nạp và nén 1 lần.
- Máy nén khí nhiều cấp: khí nén được nạp và nén nhiều lần. Muốn có áp suất khí
nén lớn thì càng phải có nhiều cấp nén.
CÁC THƠNG SỐ LÀM VIỆC CƠ BẢN CỦA MÁY NÉN KHÍ

1.2.

Trên thực tế khi sử dụng máy nén khí thì có rất nhiều loại với ngun lý làm việc
và cấu tạo khác nhau nhưng dù là loại nào cũng có các thơng số đặc trưng sau:
a.

Tỷ số nén
R=

P2
P1

Trong đó:
- R: Tỷ số nén.
- P2: Áp suất khí xả (at).
- P1: Áp suất khí hút (at).
b.

Năng suất Q (m3/phút)

Năng suất nén Q được tính bằng thể tích khí nén máy cung cấp trong một đơn vị
thời gian quy về điều kiện phút.
Bài 1: Cấu tạo, nguyên lý hoạt động máy nén piston

Trang 19


c.

Công suất N (KW)

Là công suất tiêu hao để nén và truyền khí:
N=

 .Q.L
1000. v . m

KW

Trong đó:
▪ N: Cơng suất của máy nén khí (KW).
▪ Q: Năng suất của máy nén khí (m3/s).
▪ L: Năng lượng của máy nén khí (J/kg).
▪  v : Hiệu suất thể tích tổn hao do rò rỉ qua khe hở.
▪  m : Hiệu suất cơ học, dùng để tính cơng suất tổn hao do ma sát cơ
học và các thành phần bổ trợ khác.
▪

 : Mật độ phân tử khí đi vào máy nén khí (kg/m3).

▪ Giá trị  v và  m phụ thuộc vào kiểu máy nén khí.
d.

Hiệu suất máy nén khí

Hiệu quả làm việc của máy nén khí khơng được đánh giá bằng hiệu suất công suất
quy ước mà nó là tỉ số giữa năng lượng cấp cho khí và năng lượng tiêu thụ trong quá
trình làm việc của máy nén khí.
1.1.3. Phạm vi sử dụng
e.

Máy nén pison

Sử dụng yêu cầu lưu lượng nhỏ, áp suất cao
f.

Máy nén roto:

Sử dụng yêu cầu lưu lượng thấp, áp suất trung bình

g.

Máy nén ly tâm:

Sử dụng yêu cầu lưu lượng lớn, áp suất trung bình
h.

Máy nén hướng trục:

Sử dụng yêu cầu lưu lượng lớn, áp suất nhỏ
1.1.4. Ưu, nhược điểm của máy nén khí
i.

Ưu điểm

- Cấu tạo của máy nén và thiết bị cung cấp khí nén đơn giản.
Bài 1: Cấu tạo, nguyên lý hoạt động máy nén piston

Trang 20


- Điều khiển và điều chỉnh đơn giản, dễ dàng, thuận tiện.
- Độ an toàn trong sử dụng cao. Đối với các máy ép, búa, dập sử dụng năng lượng
khí nén an tồn hơn năng lượng điện.
- Thiết bị khí nén có độ chính xác tin cậy cao.
j.

Nhược điểm

-

Giá thành cao, đắt.

-

Khó đảm bảo độ kín của hệ thống.

1.2. PHÂN LOẠI MÁY NÉN KHÍ PISTON
1.2.1. Theo số chiều nén khí trong xylanh
-

Máy nén khí một chiều.

-

Máy nén khí hai chiều.

1.2.2. Theo cấp số nén khí
-

Máy nén khí một cấp.

-

Máy nén khí nhiều cấp.

1.3. CẤU TẠO MÁY NÉN KHÍ PISTON
Mặt cắt máy nén được minh họa ở hình vẽ dưới đây:

Bài 1: Cấu tạo, nguyên lý hoạt động máy nén piston

Trang 21


Hình 1. 1. Cấu tạo của máy nén piston
Trong máy nén khí piston, khí được nén nhờ sự chuyển động qua lại của piston
trong xylanh. Để đáp ứng yêu cầu đó, xylanh có thể được lắp khít với ống lót. Phần cuối
của xylanh thường được trang bị với đầu có khả năng di chuyển. Những đầu đó có thể
chứa chất lỏng để làm nguội ra bên ngoài xylanh. Phần cuối cán piston (tay quay) bao
gồm một bộ vịng làm kín bằng kim loại để ngăn sự rị rỉ của khí xung quanh cán piston.
Cán piston được kẹp chặt với con trượt. Con trượt được dùng để liên kết cán piston
với thanh truyền. Con trượt được trang bị với ống lót bằng hợp kim babit, ống lót này
làm nhiệm vụ dẫn hướng cho con trượt trượt qua lại. Thanh truyền chuyển động nhờ
trục khuỷu. Khi trục khuỷu quay, thanh truyền chuyển động qua lại. Chuyển động quay
của trục khuỷu đã được biến đổi thành chuyển động tịnh tiến của piston nhờ vào thanh
truyền và con trượt.
Máy nén khí nhiều xylanh có một vài xylanh trên cùng một cơ cấu. Mỗi piston
được truyền lực thông qua cùng một trục khuỷu.
1.3.1. Van hút và van xả
Các máy nén lớn thường sử dụng van như minh họa ở hình vẽ dưới đây :
Bộ phận dùng để đóng tỳ sát vào bệ đỡ van là một đĩa kim loại phẳng. Van được
kẹp giữa mặt tựa và đĩa chặn, đĩa van tì vào mặt tựa van nhờ lị xo.

Hình 1. 2. Cấu tạo van hút và van xả
Bài 1: Cấu tạo, nguyên lý hoạt động máy nén piston

Trang 22


Chẳng hạn với hình vẽ dưới đây, khi áp suất phía trên lớn hơn phía dưới, đĩa van

tì vào mặt tựa nên khơng có khí đi qua, khi áp suất phía dưới lớn hơn phía trên thì đĩa
van bị đẩy lên và khí đi qua. Đĩa chặn có mục đích giữ đĩa van lại.

Hình 1. 3. Cấu tạo đĩa van
Một kiểu van khác cũng được sử dụng như minh họa ở hình vẽ dưới đây. Nó có
hình dạng giống như xupap trong động cơ ôtô, gọi là van đặt. Chúng được sử dụng riêng
rẽ và được đặt tỳ sát xung quanh lỗ bên trong bệ đỡ van.

Hình 1. 4. Van đặt
Vật liệu chế tạo loại van đặt thường là bakêlit hay một số loại vật liệu khác có ma
sát thấp. Loại van này có mức giảm áp thấp, thường được sử dụng khi tỷ số nén thấp và
phù hợp với lưu lượng lớn.
Van là một bộ phận quan trọng của máy nén piston. Khi van bị ma sát và hao mịn,
khí sẽ bị rị rỉ ngược trở lại. Nếu giảm nhiệt độ đột ngột tại đầu van có thể gây ra vỡ đĩa
van do ứng suất nhiệt gây ra. Bụi bẩn có thể làm cho van khơng đóng kín. Van phải
Bài 1: Cấu tạo, nguyên lý hoạt động máy nén piston

Trang 23


được lắp đặt hợp lý. Van hút phải mở khi áp suất trong xylanh thấp hơn áp suất của khí
trong miệng hút. Van hút và van xả phải được lắp đặt thích hợp để có thể đẩy đĩa vào
theo hướng tâm của xylanh đối với van hút và đi ra xa tâm của xylanh đối với van xả.
Nếu lặp ngược chiều thì van sẽ khơng thể hoạt động được, ngồi ra cịn có thể gây hư
hại máy do khí nén khơng đi ra ngồi được.
Khi máy nén đang hoạt động, van sẽ rất nóng, nếu khí đi có chất lỏng đi theo vào
sẽ có tác dụng làm lạnh nhanh van gây hư hỏng van. Vì vậy cần bảo đảm trong khí
khơng có chất lỏng.
1.3.2. Xylanh và ống lót xylanh
Để giảm chi phí cho việc sửa chữa khi xylanh mịn, người ta thường đặt thêm ống

lót vào xylanh. Ống lót xylanh phải được gắn chặt để không bị trượt trong ổ đặt của nó.

Hình 1. 5. Xy lanh và ống lót xy lanh
Xylanh hoặc ống lót thường bị mịn ở đầu nơi mà các xécmăng ln ln tỳ sát
vào nó. Do trọng lượng của piston, sự mài mòn thường xảy ra nhiều hơn ở phần đáy
theo phương ngang của xylanh.
Ống lót xylanh thường được nong rộng gần cuối của hành trình piston, nơi
xécmăng dừng lại và piston đổi chiều. Trừ khi xécmăng vượt q hành trình ống lót
xylanh, gờ có thể được tạo thành bên trong ống lót tại điểm xécmăng kết thúc hành trình.
Việc nong rộng đầu ống lót giúp ngăn ngừa sự hình thành của gờ trong ống lót.

Bài 1: Cấu tạo, nguyên lý hoạt động máy nén piston

Trang 24