Tìm hiểu về cấu tạo, nguyên lý làm việc, quy trình lắp đặt, vận hành, bảo dưỡng máy nén khí GA-75FF

Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
LỜI NÓI ĐẦU
Cùng với sự phát triển công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước, ngành công
nghiệp dầu khí của Việt nam trong hơn 30 năm qua đã đóng góp một phần không nhỏ
trong sự phát triển chung đấy. Trong đó phải nói đến sự đóng góp đáng kể của XNLD
Vietsovpetro, hàng năm đã mang về cho đất nước hàng tỷ đô la từ xuất khẩu dầu thô.
Mà trong ngành công nghiệp dầu khí, vai trò của năng lượng khí nén đặc biệt
quan trọng, nhất là đối với các giàn khoan-khai thác Dầu khí trên biển. Nếu để mất
nguồn khí nén này chỉ trong vài phút thì mọi hoạt động trên giàn bị tê liệt, công nghệ
khai thác không kiểm soát được, do đó nguồn khí nén có ý nghĩa rất quan trọng trên
các giàn khoan.
Tại các giàn khoan có rất nhiều trạm máy nén khí có thể cung cấp khí cho các
thiết bị và hệ thống phục vụ cho công nghệ khoan-khai thác Dầu khí. Trong đó có
trạm máy nén khí trục vít GA-75FF đã được đưa vào hoạt động, vì nó có thể đảm bảo
tốt yêu cầu về nguồn khí cung cấp, bố trí gọn, hoạt động hoàn toàn tự động, có hệ
thống an toàn khi máy có sự cố. Và đặc biệt là lưu lượng của trạm máy này lớn
không thay đổi.
Vì vậy, sau khi được học tập, đào tạo và trong quá trình thực tập tại XNLD
Vietsovpetro, dưới sự hướng dẫn nhiệt tình của thầy Nguyễn Văn Thịnh, cùng toàn
thể các thầy trong Bộ môn Thiết bị dầu khí, các kỹ sư, công nhân của XNLD
Vietsovpetro đã giúp em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này với đề tài: “Tìm hiểu về cấu
tạo, nguyên lý làm việc, quy trình lắp đặt, vận hành, bảo dưỡng máy nén khí GA-
75FF” với chuyên đề “Đánh giá máy nén và hệ thống khí nén, các giải pháp sử dụng
khí nén một cách có hiệu quả” tại giàn MSP-8 thuộc XNLD Vietsovpetro.
Trong quá trình làm đồ án em cũng không tránh khỏi sai sót, em rất mong
được sự chỉ dẫn của các thầy, cô trong ngành để bản thân em củng cố thêm lý thuyết
và thực tế, giúp em hoàn thiện chuyên đề này và phục vụ cho công tác sau này.
Em xin trân trọng cảm ơn.
Hà Nội, ngày 03 tháng 6 năm 2010
Sinh viên

Đỗ Văn Hoan
Sinh viên: Đỗ Văn Hoan 1

Lớp: Thiết bị dầu khí K50
Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
CHƯƠNG 1
KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG KHÍ NÉN VÀ CÁC TRẠM MÁY NÉN KHÍ
1.1. Khái quát về hệ thống khí nén và các trạm máy nén khí trên các công công
trình biển
1.1.1. Khái quát về hệ thống khí nén
Khí nén đã có nhiều ứng dụng từ rất xa xưa, ngay từ trước Công Nguyên. Tuy
nhiên, do sự phát triển của khoa học kỹ thuật trước đây không đồng bộ, nhất là sự kết
hợp các kiến thức về cơ học, vật lý, vật liệu ... không có hoặc còn thiếu, cho nên
phạm vi ứng dụng của khí nén còn rất hạn chế.
Ngày nay, với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật, cùng với năng
lượng điện, vai trò năng lượng bằng khí nén ngày càng trở nên quan trọng. Tất cả
những cơ sở sản xuất lớn, thậm chí cả trong nhiều lĩnh vực thông dụng của cuộc sống
hàng ngày cũng không thể thiếu được nguồn năng lượng khí nén. Việc sử dụng năng
lượng bằng khí nén đóng một vai trò cốt yếu ở những lĩnh vực mà khi sử dụng năng
lượng điện sẽ nguy hiểm; sử dụng năng lượng bằng khí nén ở những dụng cụ nhỏ,
nhưng truyền động với vận tốc lớn; sử dụng năng lượng bằng khí nén ở những thiết
bị như búa hơi, dụng cụ dập, tán đinh, và nhiều nhất là dụng cụ, đồ gá kẹp chặt trong
các máy…
Trong ngành công nghiệp Dầu khí, vai trò của năng lượng khí nén càng trở nên
đặc biệt quan trọng, nhất là đối với các giàn khoan-khai thác Dầu khí trên biển. Sở dĩ
như vậy là do các quá trình sản xuất, các công đoạn công nghệ trong công nghiệp
Dầu khí đặc biệt nguy hiểm, luôn tiềm ẩn những nguy cơ cháy, nổ, phun trào… có
thể gây ra tai nạn chết người, phá hủy thiết bị, công trình, thậm chí là những thảm
họa môi trường nghiêm trọng cho cả một khu vực rộng lớn. Với những đặc tính ưu

việt của năng lượng khí nén, như:
An toàn với môi trường độc hại, môi trường nguy hiểm khí, dễ cháy nổ.
Dễ cung cấp, dễ sử dụng.
Phạm vi ứng dụng rộng rãi.
Bởi vậy, chúng là nguồn năng lượng không thể thiếu trên các công trình Dầu
khí. Năng lượng khí nén được sử dụng cho các thiết bị công cụ, thiết bị động lực…
và đặc biệt là trong các hệ thống tự động điều khiển và đo lường.
1.1.2. Các trạm máy nén khí tại XNLD Vietsovpetro
Sơ đồ hệ thống khí nén giàn MSP-8 (hình 1.1)
Sinh viên: Đỗ Văn Hoan 2

Lớp: Thiết bị dầu khí K50
Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
Sinh viên: Đỗ Văn Hoan 3

Lớp: Thiết bị dầu khí K50
Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
Tại các giàn cố định trên biển của XNLD Vietsovpetro, để cung cấp năng lượng
khí nén sử dụng cho các thiết bị và hệ thống phục vụ cho công nghệ khoan-khai thác
Dầu khí, người ta thiết kế, lắp đặt nhiều trạm nén khí phục vụ cho những mục đích cụ
thể khác nhau, như:
Trạm máy nén khí 4BУ 1-5/9 ở BM-15: gồm 2 máy: 1- Được dẫn động bằng
động cơ Diezel; 1- Được dẫn động bằng động cơ điện; nhằm cung cấp khí nén áp
suất thấp (6 ÷ 8 kG/cm
2
) cho các thiết bị tự động hóa & đo lường, và các thiết bị phục
vụ cho công nghệ khoan, như Roto tháo lắp cần khoan, phanh tời khoan, đóng/ngắt
các ly hợp khí nén của các bơm dung dịch УM-8.
Trạm máy nén khí ВП2-9/10 ở BM-7B: gồm 4 máy (được dẫn động bằng động
cơ điện) và một hệ thống sấy và làm khô khí (khá phức tạp), cung cấp khí nén khô,

sạch, áp suất thấp (6 ÷ 8 kG/cm
2
) cho hệ thống vận chuyển ximăng, phục vụ cho quá
trình công nghệ khoan.
Trạm máy nén khí ЭКП-70/25 ở BM-7A: gồm 2 máy (được dẫn động bằng
động cơ điện) cung cấp khí nén áp suất cao (30 ÷ 50 kG/cm
2
) cho hệ thống khởi động
động cơ Diezel 8ЧН 25/34-3 của trạm phát điện chính (BM-7A) của giàn.
Cụm trạm máy nén khí ở BM-6, gồm:
- Trạm máy nén khí áp suất thấp (6 ÷ 8 kG/cm
2
): loại BУ-0,6/8 (hoặc BУ-
0,6/13), gồm 3 máy. Sau đó, chúng được thay thế bằng trạm nén khí kiểu “Ingersoll-
Rand T 30/7100”, cũng có 3 máy. Các trạm này có lưu lượng nhỏ (Q ≈ 0,6 m
3
/phút -
loại BУ-0,6/8 (hoặc BУ-0,6/13); hoặc Q = 1,42 m
3
/phút - loại “Ingersoll-Rand T
30/7100”), làm việc theo chế độ tự động, nhằm cung cấp khí nén cho các thiết bị đo
lường, hệ thống điều khiển tự động các van “MIM”, các trạm điều khiển (ACS,
TOE ..) đóng/mở các van dập giếng, dẫn động cho các bơm hóa phẩm… của hệ thống
công nghệ khai thác dầu khí.
- Cụm máy nén khí áp suất thấp (6 ÷ 8 kG/cm
2
): loại 4BУ1-5/9, gồm 1 ÷ 2 máy.
Đây là loại máy nén khí có lưu lượng trung bình (Q ≈ 5 m
3
/phút), làm việc theo chế

độ tự động, nhằm cung cấp khí nén cho các thiết bị, dụng cụ dẫn động bằng khí nén
(máy mài, máy khoan, máy bắn rỉ, các máy bơm thủy lực cao áp…) và chủ yếu là làm
nhiệm vụ ép nước kỹ thuật phục vụ sinh hoạt trên giàn.
Trong thời gian gần đây, trên các giàn cố định của Xí nghiệp Liên doanh
“Vietsovpetro”, người ta đã đưa vào lắp đặt và sử dụng các trạm nén khí hiện đại,
như GA-75 (của hãng Atlas-Copco), hoặc SSR MH-75 (của hãng Ingersoll-Rand).
Các trạm này có thể cung cấp khí nén trong dải áp suất làm việc từ 6 ÷ 13 kG/cm
2
và
lưu lượng tương đối lớn (Q ≈ 13,59 ÷ 11,61 m
3
/phút, đối với trạm SSR MH-75; Q ≈
11,8 m
3
/phút, đối với trạm GA-75). Chúng được trang bị thêm hệ thống xử lý làm
Sinh viên: Đỗ Văn Hoan 4

Lớp: Thiết bị dầu khí K50
Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
sạch và sấy khô khí khá hoàn hảo nên chất lượng khí nén rất tốt, đảm bảo đủ lưu
lượng và chất lượng để có thể sử dụng cho hệ thống vận chuyển ximăng, phục vụ cho
quá trình công nghệ khoan; ép nước kỹ thuật cung cấp cho sinh hoạt và các hệ thống
làm mát; cũng như cho các thiết bị đo lường, hệ thống điều khiển tự động , các thiết
bị được dẫn động bằng khí nén khác… Vì vậy, với một trạm nén khí có 2 máy loại
này (GA-75 của hãng Atlas-Copco, hoặc SSR MH-75 của hãng Ingersoll-Rand) được
lắp đặt ở BM-7B, có thể thay thế cho toàn bộ các cụm, trạm máy nén khí áp suất thấp
khác (như ВП2-9/10; BУ-0,6/8; BУ-0,6/13; 4BУ1-5/9; Ingersoll-Rand T 30/7100…)
trước đó, ở trên giàn.
- Trạm máy nén khí áp suất cao (100 ÷ 150 kG/cm
2

): loại Kp-2T (hoặc BT 1,5-
0,3/150), gồm 2 máy. Đây là loại máy nén khí cao áp, có lưu lượng nhỏ (Q ≈ 1,5 ÷
lit/phút), làm việc theo chế độ tự động, nhằm cung cấp khí nén cho hệ thống điều
khiển đóng/mở các van cầu ở các blok công nghệ (BM-1;2) và hệ thống khởi động
cho các động cơ Diezel của các máy bơm dung dịch và máy bơm trám ximăng, nén
khí cho các bình điều hòa lưu lượng của các máy bơm piston. Nguồn khí nén cao áp
này còn được sử dụng trong công tác kiểm tra, kiểm định các van an toàn, vận hành
các bộ đồ gá chuyên dụng …
Ngoài ra, trên một số giàn (như CTP-2; CTP-3...) còn được lắp đặt, vận hành
một số trạm nén khí chuyên dụng để sản xuất, cung cấp khí trơ (N
2
) phục vụ cho các
công đoạn công nghệ xử lý Dầu khí.
1.2. Mục đích, yêu cầu đối với hệ thống khí nén trên các giàn khoan khai thác
dầu khí trên biển
Như đã nói ở phần trên, hiện nay, trên các công trình biển của XNLD
Vietsovpetro đang tồn tại hai hệ thống khí nén cao áp và thấp áp, nhằm mục đích
cung cấp nguồn năng lượng (khí nén) cho các thiết bị và hệ thống chính, như sau:
- Các thiết bị đo lường: các cột mức chất lỏng cho các bình, bể công nghệ…
- Các hệ thống điều khiển, tự động hóa: các trạm điều khiển van dập giếng
(ACS, TOE ...); hệ thống điều khiển lưu lượng (các van MIM); các rơle trong hệ
thống bảo vệ; điều khiển đóng/mở các van cầu, các thiết bị chặn khác …
- Các thiết bị dẫn động bằng khí nén: hệ thống khởi động cho các động cơ
Diezel công suất lớn; các động cơ kiểu Roto; các máy bơm, máy mài, máy khoan,
thiết bị tháo/lắp bulông, thiết bị phun sơn…
- Hệ thống vận chuyển xi măng, phục vụ cho quá trình công nghệ khoan.
- Các mục đích khác: làm sạch các bề mặt gia công, sửa chữa; làm vệ sinh công
nghiệp; hoặc sử dụng khí nén để thực hiện một quy trình công nghệ nào đó, như gọi
Sinh viên: Đỗ Văn Hoan 5

Lớp: Thiết bị dầu khí K50
Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
dòng trong khai thác; khuấy trộn dung dịch khoan hoặc xi măng trong quá trình
khoan…
Khí nén được tạo ra từ những máy nén khí chứa đựng nhiều tạp chất bẩn, độ ẩm
có thể ở những mức độ khác nhau. Chất bẩn bao gồm: bụi, độ ẩm của không khí
được hút vào, những phần tử nhỏ chất cặn bã của dầu bôi trơn và truyền động cơ khí.
Hơn nữa, trong quá trình nén khí nhiệt độ khí nén tăng lên có thể gây ra quá trình ôxy
hóa một số phần tử kể trên. Như vậy khí nén bao gồm chất bẩn đó được tải đi trong
những đường ống dẫn khí sẽ gây nên sự ăn mòn, gỉ trong ống và trong các phần tử
của hệ thống điều khiển. Cho nên khí nén được sử dụng trong kỹ thuật phải xử lý.
Mức độ xử lý khí nén tùy thuộc vào phương pháp xử lý, từ đó xác định.
Tùy theo mục đích sử dụng, các yêu cầu về chất lượng của khí nén có thể có đôi
chút khác biệt. Tuy nhiên, tựu trung lại vẫn bao gồm các vấn đề cơ bản sau đây:
- Đảm bảo độ sạch: Điều này đảm bảo không làm kẹt hoặc tắc nghẽn các phin
lọc, các zicler hoặc các chi tiết, phần tử có độ chính xác cao của thiết bị, nhất là ở
trong các thiết bị kiểm tra, đo lường và ở các hệ thống điều khiển, tự động hóa. Để
đánh giá độ sạch, người ta đưa ra các tiêu chuẩn về độ lớn của các tạp chất. Theo các
tiêu chuẩn của Hội đồng các xí nghiệp châu Âu PNEUROP (European Committee of
Manufacturers of Compressors, Vacuumpumps and Pneumatic tools) đề ra, độ lớn
của các tạp chất trong khí nén không được vượt quá 70 μm.
- Đảm bảo độ khô: Yêu cầu này rất quan trọng, nhất là khi khí nén được sử
dụng trong hệ thống vận chuyển các vật liệu rời, như hệ thống vận chuyển ximăng.
Trong các hệ thống này, 99,9 % lượng hơi ẩm (gồm hơi nước, dầu bôi trơn… gọi
chung là condensate) phải được loại bỏ. Mặt khác, đảm bảo độ khô của khí nén làm
hạn chế sự tạo thành các phase lỏng, là tác nhân tạo nên ăn mòn điện hóa trong dòng
lưu thông của khí nén.
- Đảm bảo khoảng nhiệt độ làm việc thích hợp: Thông thường, khoảng nhiệt độ
làm việc thích hợp nhất của khí nén không được chênh lệch quá 3 ÷ 5
0

C so với nhiệt
độ môi trường làm việc của hệ thống và thiết bị. Sự chênh lệch quá lớn sẽ gây nên sự
giãn nở nhiệt khác nhau trong các hệ thống, thiết bị, các cụm chi tiết, tạo ra sự nứt
vỡ, biến dạng, hư hỏng…
- Đảm bảo khoảng áp suất làm việc thích hợp: Mỗi hệ thống hoặc thiết bị đều có
những yêu cầu về khoảng áp suất khí nén làm việc khác nhau. Để giải quyết vấn đề
này, người ta thường sử dụng các bộ van giảm áp (hoặc tăng áp) phù hợp.
- Đảm bảo độ nhớt động thích hợp: Đối với từng hệ thống, nhất là với hệ thống
điều khiển tự động hoặc truyền động khí nén, và thiết bị, sẽ có những yêu cầu cụ thể
về độ nhớt động học cần thiết của khí nén, để giảm ma sát, sự ăn mòn và rỉ sét của
Sinh viên: Đỗ Văn Hoan 6

Lớp: Thiết bị dầu khí K50
Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
chúng. Để giải quyết vấn đề này, người ta thường sử dụng dầu bôi trơn,bổ sung vào
dòng khí nén thông qua các bộ van tra dầu, hoạt động theo nguyên lý tra dầu Venturi.
Trong những yêu cầu về chất lượng khí đã nêu trên, quan trọng nhất là việc đảm
bảo độ sạch, và độ khô của khí nén.
1.3. Các phương pháp xử lý khí
Để đảm bảo các yêu cầu đã nêu trên đối với khí nén, người ta tiến hành xử lý
chúng trong và sau quá trình nén bằng rất nhiều biện pháp.
Khí nén được tải từ máy nén bao gồm các chất bẩn thô, những hạt bụi, chất cặn
bã của dầu bôi trơn và mạt bụi của truyền động cơ khí. Phần lớn những chất này xử
lý trong thiết bị gọi là thiết bị làm lạnh tạm thời, sau khi khí nén từ máy nén khí qua
đường ống cho vào bình chứa làm hơi nước ngưng tụ ở đó, độ ẩm của khí nén (lượng
hơi nước) phần lớn sẽ được ngưng tụ tại đây. Giai đoạn xử lý này gọi là giai đoạn xử
lý thô. Nếu như thiết bị xử lý khí nén giai đoạn này tốt, hiện đại thì khí nén có thể sử
dụng được, ví dụ những dụng cụ khí nén cầm tay, những thiết bị đồ gá đơn giản dùng
khí nén... Tuy nhiên sử dụng khí nén trong hệ thống điều khiển và một số thiết bị
khác, đòi hỏi chất lượng của khí nén cao hơn.

Trong hệ thống xử lý khí nén được chia làm 3 giai đoạn sau đây:
Lọc thô: Làm mát tạm thời khí nén từ máy nén khí tách ra để tách chất bẩn bụi.
Sau đó khí nén được đưa vào bình ngưng tụ để tách hơi nước. Giai đoạn lọc thô là
giai đoạn cần thiết nhất cho vấn đề xử lý khí nén.
Sấy khô: Giai đoạn này xử lý tùy theo chất lượng yêu cầu của khí nén.
Lọc tinh: Xử lý khí nén trong giai đoạn này trước khi đưa vào sử dụng. Giai
đoạn này rất cần thiết cho hệ thống điều khiển tự động hóa.
Sinh viên: Đỗ Văn Hoan 7

Lớp: Thiết bị dầu khí K50
Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
Hình 1.2. Các giai đoạn xử lý khí nén.
 Các phương pháp xử lý khí nén.
Không khí chứa nhiều thành phần, trong đó có lượng hơi nước đáng kể. Sau khi
qua giai đoạn lọc thô, lượng hơi nước vẫn còn. Do những yêu cầu về chất lượng khác
nhau trong việc sử dụng khí nén (hình 1.2), đòi hỏi khí nén phải được xử lý tiếp.
Sinh viên: Đỗ Văn Hoan 8

Lớp: Thiết bị dầu khí K50
GIAI ĐOẠN XỬ LÝ KHÍ NÉN
LỌC THÔ LỌC TINH
LÀM LẠNH TÁCH NƯỚC NGƯNG TỤ
SẤY KHÔ
HẤP THỤ BỘ LỌC CỤM BẢO
DƯỠNG

Lọcchất
bẩn
Lọc bụi
Sấy khô bằng

chất làm lạnh
Hấp thụ khô bằng
chất làm lạnh
-Bộ lọc
-Điều chỉnh áp suất
-Bộ tra dầu
-Bộ lọc
-Điều chỉnh áp suất
-Bộ tra dầu
Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
Hình 1.3. Các phương pháp xử lý khí nén và lĩnh vực ứng dụng.
1.3.1. Bình ngưng tụ làm lạnh bằng không khí hoặc bằng nước.
- Khí nén sau khi ra khỏi máy nén sẽ được dẫn vào bình ngưng tụ.Tại đây khí sẽ
được làm lạnh và phần lớn lượng nước chứa trong khí nén sẽ được ngưng tụ và tách
ra.
- Làm lạnh bằng không khí, nhiệt độ khí nén trong bình ngưng tụ sẽ đạt được
trong khoảng từ +30
0
C đến +35
0
C.
- Làm lạnh bằng nước (ví dụ nước lạnh có nhiệt độ là +10
0
C) thì nhiệt độ khí
nén trong bình ngưng tụ sẽ đạt được là +20
0
C.
Nguyên lý hoạt động của bình ngưng tụ bằng nước, xem hình 1.3.
Sinh viên: Đỗ Văn Hoan 9

Lớp: Thiết bị dầu khí K50
ỏn tt nghip Trng i hc M - a Cht
1
2
3
4
5
6
7
Bình ngưng tụ:
1: Van an toàn
2:Hệ thống ống dẫn nước làm lạnh
3: Nước làm lạnh được dẫn vào
4: Khí nén sau khi được làm lạnh
5: Bộ phận tách nước chứa trong khí nén
6: Nước làm lạnh được dẫn ra
7: khí nén đucợ dẫn vào từ máy nén khí
Hỡnh 1.4. Nguyờn lý hot ng ca bỡnh ngng t lm lnh bng nc.
1.3.2. Thit b sy khụ bng cht lm lnh v hp th
1.3.2.1. Thit b sy khụ bng cht lm lnh
Nguyờn lý hot ng ca phng phỏp sy khụ bng cht lm lnh (hỡnh1.4):
Khớ nộn t mỏy nộn khớ s qua b phn trao i nhit khớ khớ (1). Ti õy dũng khớ
nộn vo s c lm lnh s b bng dũng khớ nộn ó c sy khụ v s lý t b
phn ngng t i lờn.
Sau khi c lm lnh s b, dũng khớ nộn vo b phn trao i nhit khớ - cht
lm lnh (2). Quỏ trỡnh lm lnh s c thc hin bng cỏch, dũng khớ nộn s c
i chiu trong nhng ng dn nm trong thit b ny. Nhit hoỏ sng ti õy l
+2
0
C. Nh vy lng hi nc trong dũng khớ nộn vo s c to thnh tng git

nh mt. Lng hi nc s c ngng t trong b phn kt ta (3). Ngoi lng
hi c kt ta, ti õy cũn cú cỏc cht bn, du bụi trn cng ó c tỏch ra. Du,
nc, cht bn sau khi c tỏch ra khi dũng khớ nộn s c a ra ngoi qua van
thoỏt nc ngng t t ng (4). Dũng khớ nộn c lm sch v cũn lnh s c
a n b phn trao i nhit (1), nhit t khong 6
0
C n 8
0
C, trc khi a
vo s dng.
Chu k hot ng ca cht lm lnh c thc hin bng mỏy nộn phỏt cht
lm lnh (5). Sau khi cht lm lnh c nộn qua mỏy nộn, nhit s tng lờn, bỡnh
ngng t (6) s cú tỏc dng lm ngui cht lm lnh ú bng qut giú. Van iu
chnh lu lng (8) v r le iu chnh nhit (7) cú nhim v iu chnh dũng lu
lng cht lm lnh hot ng trong khi cú ti, khụng ti v hi quỏ nhit.
Sinh viờn: Vn Hoan 10

Lp: Thit b du khớ K50
ỏn tt nghip Trng i hc M - a Cht
1
2
8
5
6
1
3
4
Khí nén nóng sạch sấy khô
1: Khí nén nóng sạch sấy khô
2: Bộ phận trao đổi nhiệt, khí chất làm lạnh

3: Bộ phận kết tủa
4: Van thoát nước ngưng tụ tự động
5: Máy nén để phát chất làm lạnh
6: Bình ngưng tụ
7: Rơle điều chỉnh nhiệt độ
8: Van điều chỉnh lưu lượng chất làm lạnh
Khí nén từ máy nén khí
Chất làm lạnh
Độ ẩm, dầu bôi trơn, bụi
Hỡnh 1.5. Nguyờn lý hot ng ca thit b sy khụ bng cht lm lnh.
Hỡnh 1.6. Nguyờn lý hot ng ca r le nhit.
a: ng dn cht lm lnh dng lng
b: ng dn cht lm lnh
c: cm bin nhit
d: ng mao dn
e: mng
f: l vũi phun
g: lũ xo
h: c cu iu chnh l vũi phun
Nguyờn lý hot ng ca r le nhit:
Ti v trớ A cht lm lnh (vớ d: chlorfluormethan CCL
3
F) dng th khớ. Khi
nhit v trớ b thay i, cm bin nhit c qua ng mao dn d s tỏc ng lờn
mng e, nh vy s lm thay i v trớ ca vũi phun f, lu lng ca cht lm lnh
vo s thay i.
Sinh viờn: Vn Hoan 11

Lp: Thit b du khớ K50
1

2
8
5
6
1
3
4
Khí nén nóng sạch sấy khô
1: Khí nén nóng sạch sấy khô
2: Bộ phận trao đổi nhiệt, khí chất làm lạnh
3: Bộ phận kết tủa
4: Van thoát nươc ngưng tụ tự động
5: Máy nén để phát chất làm lạnh
6: Bình ngưng tụ
7: Rơle điều chỉnh nhiệt độ
8: Van điều chỉnh lưu lượng chất làm lạnh
Khí nén từ máy nén khí
Chất làm lạnh
Độ ẩm, dầu bôi trơn, bụi
Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
1.3.2.2. Thiết bị sấy khô bằng hấp thụ
Sấy khô bằng hấp thụ có thể là quá trình vật lý hay quá trình hóa học.
Quá trình vật lý: Chất sấy khô hay gọi là chất háo nước sẽ hấp thụ lượng hơi
nước ở trong không khí ẩm và gồm 2 bình sấy khô. Bình sấy khô thứ nhất chứa chất
sấy khô và thực hiện quá trình sấy khô, trong khi đó bình sấy khô thứ 2 sẽ được tái
tạo lại khả năng hấp thụ của chất sấy khô (chất háo nước) mà đã dùng lần trước đó
(hình 1.6). Chất sấy khô thường được chọn như silicagel SiO
2
, nhiệt độ điểm sương –
50

0
C, nhiệt độ tái tạo t = 120
0
C ÷ 180
0
C.

Hình 1.7. Nguyên lý làm việc của thiết bị sấy khô bằng hấp thụ.
Sinh viên: Đỗ Văn Hoan 12

Lớp: Thiết bị dầu khí K50
ChÊt sÊy kh«
(chÊt h¸o n­íc)
Qu¸ tr×nh sÊy kh«
Qu¸ tr×nh t¸i t¹o
KhÝ nÐn ®­îc sÊy kh«
KhÝ nãng
KhÝ nãng b·o hßa
KhÝ nÐn tõ MNK
Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa Chất

KhÝ nÐn tõ m¸y nÐn khÝ
KhÝ nãng
KhÝ nÐn sau khi sÊy kh«
më
®ãng
më
®ãng
6 5
8

7
1
2
34
II
I
Hình 1.8. Quá trình vận hành của thiết bị sấy khô bằng hấp thụ.
Chu kỳ hoạt động của hệ thống. Khi bình sấy khô thứ nhất I hoạt động, van 6
mở, khí nén từ máy nén khí qua bình sấy II, qua van 4 và vào hệ thống điều khiển.
Quá trình tái tạo được thực hiện bằng khí nóng sau khi không khí qua máy nén
khí 1 và được nung nóng trong bộ phận nung nóng 2 qua van 7 vào bình chứa I, qua
van 8, lúc đó không khí nóng bão hòa sẽ được được đưa ra ngoài.
Quá trình hóa học: Thiết bị gồm 1 bình chứa, trong đó chứa chất hấp thụ (hình
1.8), chất hấp thụ bằng quá trình hóa học thường là NaCl. Không khí ẩm sẽ được đưa
vào từ cửa 1, sau khi đi qua chất hấp thụ 2, ví dụ NaCl, lượng hơi nước trong không
khí sẽ kết hợp với chất hấp thụ và tạo thành những giọt nước lắng xuống phần dưới
của đáy bình chứa. Từ đó phần nước ngưng tụ sẽ được dẫn ra ngoài bằng van 5.
Phần không khí sấy khô sẽ theo cửa 4 vào hệ thống điều khiển.
Sinh viên: Đỗ Văn Hoan 13

Lớp: Thiết bị dầu khí K50
Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
Hình 1.9. Nguyên lý hấp thụ bằng phản ứng hóa học.
Hiện nay, trên các giàn cố định của XNLD Vietsovpetro, người ta sử dụng hầu
hết các phương pháp xử lý khí nén đã nêu trên.
- Xử lý khí nén bằng các bộ lọc, các bình ngưng tụ và làm lạnh bằng nước, như
đối với các máy nén khí ВП2-9/10 ; ЭКП-70/25 ; Kp-2T (hoặc BT 1,5-0,3/150)...
- Xử lý khí nén bằng các bộ lọc, các bình ngưng tụ và làm lạnh bằng không khí,
như đối với các máy nén khí BУ-0,6/8 (hoặc BУ-0,6/13); 4 BУ1-5/9...
- Xử lý khí nén bằng các bộ lọc, các bình ngưng tụ và làm lạnh bằng không khí,

làm khô khí bằng các chất hấp thụ trong một hệ thống chuyên dụng, như đối với các
máy nén khí “Ingersoll-Rand T 30/7100 ”...
- Xử lý khí nén bằng các bộ lọc, các bình ngưng tụ và làm lạnh bằng không khí,
làm khô khí bằng chất làm lạnh trong một hệ thống chuyên dụng , như đối với các
máy nén khí GA-30 ; GA-75 (của hãng Atlas-Copco), hoặc Ml 18.5E ; SSR MH-75
(của hãng Ingersoll-Rand)...
Sinh viên: Đỗ Văn Hoan 14

Lớp: Thiết bị dầu khí K50
Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
CHƯƠNG 2
LÝ THUYẾT CƠ BẢN VỀ MÁY NÉN KHÍ DẠNG TRỤC VÍT
2.1. Mô tả chung về máy nén khí dạng trục vít
Máy nén khí trục vít là máy nén thể tích. Thường được sử dụng trong hệ thống
vận chuyển thu gom khí đồng hành ở các mỏ hoặc cung cấp nguồn khí nén cho các
thiết bị đo và điều khiển tự động.
Do có cấu tạo khác với máy nén piston. Chuyển động tịnh tiến của piston làm
thay đổi thể tích (Máy nén piston là một dạng của máy nén thể tích). Máy nén trục vít
có cấu tạo theo nguyên lý ăn khớp giữa các trục vít với nhau hoặc qua một cặp hoặc
vài cặp bánh răng ăn khớp. Nên máy nén trục vít có thể làm việc với số vòng quay
cao, và do vậy có thể giảm khối lượng và kích thước. Cũng do cấu tạo như vậy nên
máy nén trục vít có dao động về lưu lượng rất thấp. Máy nén hoàn toàn cân bằng và
không cần phải có đế đặc biệt.
Do không có van hút, van xả và vòng xéc măng nên máy nén trục vít có tuổi thọ
cao, tin cậy khi làm việc so với máy nén khí piston.
Máy nén khí trục vít đơn giản khi bảo dưỡng kỹ thuật và có thể làm việc ở chế
độ tự động hoàn toàn.
2.1.1. Cấu tạo và nguyên lý làm việc
Máy nén khí trục vít hoạt động theo nguyên lý ăn khớp, trong quá trình ăn khớp
thể tích các buồng thay đổi. Nó gồm hai trục vít nhiều đầu mối răng ăn khớp và quay

ngược chiều nhau. Một trục dẫn động nhận truyền động từ động cơ và truyền cho
trục bị dẫn động qua cặp bánh răng nghiêng. Không khí được hút từ đầu này (ở phía
trên cặp trục vít) được nén đẩy sang đầu kia (phía dưới) của cặp trục. Khe hở giữa hai
trục vít (phần đỉnh răng của trục vít này và chân răng của trục vít kia) và giữa đỉnh
răng với xi lanh vào khoảng 0,1 ÷ 0,4 mm. Vì vậy khi làm việc không có ma sát. Tuổi
thọ cao, các trục vít làm việc êm, các trục vít có độ chính xác cao.
Khi các trục vít quay được một vòng, thể tích khoảng trống giữa các răng sẽ
thay đổi. Như vậy sẽ tạo ra quá trình hút (thể tích khoảng trống tăng lên), quá trình
nén (khoảng trống nhỏ lại) và cuối cùng là quá trình đẩy (hình 2.1). Với các loại máy
nén khí có vận tốc quay của các trục vít lớn hàng ngàn vòng phút, các quá trình
hút/nén có thể được coi là liên tục. Vì vậy, máy nén khí kiểu trục vít thường có kết
cấu nhỏ, gọn nhưng lưu lượng và công suất khá lớn.
Nhược điểm của máy nén trục vít là khó chế tạo và sửa chữa.
Số vòng quay của trục vít từ 3000 vòng/phút trở lên thậm trí đến 15.000
vòng/phút.
Sinh viên: Đỗ Văn Hoan 15

Lớp: Thiết bị dầu khí K50
Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
Hình 2.1. Nguyên lý hoạt động của máy nén khí kiểu trục vít.
Hình 2.2. Quá trình ăn khớp.
Hình 2.3. Quá trình hút, nén và đẩy của máy nén kiểu trục vít.
Sinh viên: Đỗ Văn Hoan 16

Lớp: Thiết bị dầu khí K50
Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
Phần chính của máy nén khí kiểu trục vít gồm 2 trục: trục chính và trục phụ
(hình 2.2). Số răng (số đầu mối) của trục xác định thể tích làm việc (hút, nén), khi
trục quay 1 vòng. Số răng càng lớn, thể tích hút, nén của 1 vòng quay sẽ nhỏ. số răng
(số đầu mối của trục chính và trục phụ không bằng nhau sẽ cho hiệu suất tốt

hơn.Trong hình 2.2 trục chính (2) có 4 đầu mối (4 răng), trục phụ (1) có 5 đầu mối (5
răng).
2.1.2. Các thông số cơ bản của máy nén trục vít
2.1.2.1. Năng suất của máy nén trục vít
Năng suất của máy nén trục vít được tính bằng công thức sau đây:
Q = (F
1
Z
1
+ F
2
Z
2
).L.n.λ
o
(m
3
/phút). (2.1)
Trong đó:
F
1
, F
2
: Diện tích tiết diện ngang của các rãnh ăn khớp trên mỗi trục vít, (m
2
).
Z
1
, Z
2

: Số răng của mỗi trục.
L : Chiều dài đường vít (m).
n : Số vòng quay của trục vít (vòng/phút).
λ
o
: Hệ số cấp, phụ thuộc vào khe hở giữa hai trục vít với nhau và giữa trục
vít với xi lanh. λ
o
= 0,5 ÷ 0,75.
Muốn thay đổi năng suất của máy nén trục vít người ta thường dùng hai biện
pháp: Một là đóng bớt cửa hút, hai là xả vòng hơi nén từ phía đẩy về phía hút. Cách
thứ nhất kinh tế hơn.
2.1.2.2. Công suất của máy nén khí trục vít
Công suất nén của máy nén trục vít cũng được tính toán tương tự như máy nén
cánh gạt.
N
( )
1/
2
1 1
1
( ) 1
1
k k
Pk
PQ
k P
−
 
= −

 
−
 
(W) (2.2)
N : công suất của máy nén khí (W).
k : là chỉ số đoạn nhiệt.
P
1
, P
2
: là áp suất đầu hút và đầu nén (N/m
2
).
Q
1
: là năng suất hút của máy (m
3
/s).
Máy nén trục vít của hãng Frich (Mỹ) với kiểu RXB – 12 đến RXB – 50 dùng
trong máy lạnh Amoniac hay Freon là nổi tiếng thế giới. Tuổi thọ do máy của hãng
chế tạo có thể từ 10 ÷ 20 năm.
2.1.2.3. Lưu lượng máy nén khí trục vít
Lưu lượng lý thuyết của máy nén theo số vòng của Roto chủ động và bị động
và số vòng quay:
Sinh viên: Đỗ Văn Hoan 17

Lớp: Thiết bị dầu khí K50
Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
V
L

= V
R
.Z
1
.n
1
= V
R
.Z
2
.n
2
(2.3)
V
L
: Lưu lượng lý thuyết của máy nén.
V
R
: Thể tích các rãnh giữa các ren của trục truyền động và bị động.
Z
1
,Z
2
: là số răng của trục vít chủ động, bị động.
n
1
, n
2
: số vòng quay của trục vít chủ động, bị động.
Công thức tính hệ số lưu lượng:

η
v
= V
T
/V
L
= (V
T
– V
tt
)/V
L
= 1 – V
tt
/V
L
(2.4)
η
v
: Hệ số lưu lượng.
V
L
: Lưu lượng máy nén theo lý thuyết.
V
T
: Lưu lượng máy nén thực tế.
V
tt
: Lưu lượng máy nén thất thoát.
Công thức tính hệ số nén bên ngoài:

ε = P
vào
/P
ra
(2.5)
P : là áp suất
Công thức tính hệ số nén trong:
ε
T
= P
nén trong
/P
vào
(2.6)
Nếu ε = ε
T
thì trường hợp này sự mất mát trong quá trình nén hay không đủ nén
là không có.
Lưu lượng của máy nén trục vít được tính toán theo công thức sau:
Q
V
= q
o
.λ.n
1
/60 (m
3
/s) (2.7)
Trong đó:
q

o
là lưu lượng (vòng/phút).
λ là hiệu suất (0,8 ÷ 0,86).
n
1
là số vòng quay trục chính, n = 4500 ÷ 6000 (vòng/phút)
Xác định q
o
:
Hình 2.4. Tính lưu lượng q
o

q
o
= (A
1
+ A
2
).L.Z
1
.V
LO
/V
LO.Th
(2.8)

Sinh viên: Đỗ Văn Hoan 18

Lớp: Thiết bị dầu khí K50
Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa Chất

Trong đó:
L : chiều dài trục vít (m).
A
1
, A
2
: diện tích trục chính, diện tích trục phụ.
Z
1
số đầu mối (số răng) trục chính.
V
LO
/V
LO.Th
: là tỷ số của khe hở theo lý thuyết.
0,8
1,0
0,6
0,4
0,2
0
V
lo
V
lo th
0,95
100 200 300
f
Hình 2.5. Sự phụ thuộc góc xoắn ϕ và tỷ số thể tích khe hở thực tế và khe hở
theo lý thuyết

2.1.2.4. Năng suất của máy nén trục vít
Năng suất của máy nén trục vít tính theo công thức:
Q = (F
1
Z
1
+ F
2
Z
2
). L
n
.λ
o
(m
3
/phút) (2.9)
Trong đó:
F
1
,

F
2
: diện tích thiết diện ngang của các rãnh ăn khớp trên mỗi trục vít (m
2
).
Z
1
,

Z
2
: số răng của mỗi trục .
L : chiều dài đường kính trục vít (m).
n : số vòng quay của trục vít (vòng/phút).
λ
o
: hệ số cấp, phụ thuộc vào khe hở giữa hai trục vít với nhau và với xi lanh.
λ
o
= 0,5 ÷ 0,75
2.1.3. Các đặc điểm đặc biệt của máy nén trục vít
Máy nén trục vít có thể có nhiều đặc điểm khác nhau có loại có cấu tạo 1, 2
hoặc nhiều rôto. Trong đó máy nén có cấu tạo 2 rôto là được sử dụng nhiều nhất.
Máy nén trục vít là máy nén quay nhanh và không có van đầu hút và van đầu
đẩy các bộ phận làm việc là trục vít quay, nhưng không tiếp xúc với nhau. Trong
Sinh viên: Đỗ Văn Hoan 19

Lớp: Thiết bị dầu khí K50
Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
trường hợp có cung cấp dầu bôi trơn cho máy nén, máy nén trục vít có thể phân thành
3 loại sau đây:
Máy nén trục vít có dầu bôi trơn.
Máy nén trục vít khô trong đó các bộ phận chủ yếu của máy được làm mát bởi
hơi hoặc lỏng làm việc trong máy nén.
Máy nén trục vít nén tốt bằng cách phun vào máy một lượng nhỏ chất lỏng để
làm giảm nhiệt độ của hơi hoặc khí sau khi nén.
Máy nén trục vít khô:
Có 2 rôto. Rôto chủ động có răng lồi được nối trực tiếp hoặc qua khớp nối răng

với động cơ (động cơ điện hoặc động cơ diezen) rôto bị động có răng lõm sự nén khí
xảy ra mà không được cấp dầu hoặc chất lỏng khác vào khoang làm việc của xi lanh.
Vì vậy sự tiếp xúc của các răng của rôto khi không có dầu là không cho phép và giữa
chúng tồn tại một khe hở nhỏ đảm bảo sự làm việc an toàn của máy. Để quay rôto
đồng bộ khi không có tiếp xúc tương hỗ giữa chúng. Người ta lắp đặt cặp bánh răng
ăn khớp có tỷ số truyền bằng với tỷ số của răng rôto chủ động và bị động. Đặc trưng
của các bánh răng ăn khớp là khe hở mặt giữa các răng của chúng bằng nửa khe hở
cho phép giữa các răng của các rôto. Điều này đảm bảo không có sự tiếp xúc của các
răng của phần vít của rôto trong thời gian làm việc của máy nén.
Các rôto lắp trong thân trên các ổ đỡ. Vì máy nén làm việc với vận tốc vòng
quay rất lớn, tới 100 m/s nên phải sử dụng ổ đỡ trượt.
Máy nén trục vít có dầu bôi trơn:
Loại máy nén này có ưu thế lớn hơn so với máy nén khô. Quá trình nén khí xảy
ra cùng với phun vào trong khoang làm việc một lượng dầu để làm mát khí trong quá
trình nén và làm kín khe hở, giảm dòng chảy ngược của khí và nâng cao hiệu suất của
máy nén.
Có sự phun dầu cho phép nâng cao hệ số nén trong một cấp nén lên là ε = 8 ÷
12 do dầu làm mát khí nén. Nên nhiệt độ của nó ở hệ số nén cao không vượt quá
100°C. Để so sánh chúng ta thấy rằng trong máy nén khô hệ số nén ε = 4 không vượt
quá 4. Và khi đó nhiệt độ trên đường đẩy tăng lên đến 160 ÷ 180°C nghĩa là sự phun
dầu cho phép chế tạo máy nén 1 cấp không làm mát trung gian thay cho 2 hay 3 cấp
nén. Ngoài ra đơn giản đáng kể kết cấu máy nén. Máy nén khí có dầu trong khoang
nén các rôto có thể tiếp xúc với nhau cho nên không cần cặp bánh răng ăn khớp.
Vận tốc vòng của máy nén có dầu bôi trơn thấp hơn 2,5 lần so với máy nén khô.
Cho nên các rôto quay trên các ổ lăn thường ở cửa hút lắp ổ bi đũa, chịu tải trọng
hướng kính. Phía cửa đẩy lắp bi cầu chịu lực dọc trục. Trên máy nén còn có hệ thống
cung cấp dầu tuần hoàn. Hệ thống điều chỉnh lưu lượng và các bơm.
Sinh viên: Đỗ Văn Hoan 20

Lớp: Thiết bị dầu khí K50

Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
2.2. Sơ đồ hệ thống máy nén khí kiểu trục vít
Máy nén khí trục vít phục vụ cho công nghệ thực phẩm, ví dụ công nghiệp chế
biến thực phẩm, công nghiệp hóa chất, người ta thường dùng loại máy nén khí không
có dầu bôi trơn, hoặc dùng các loại dầu bôi trơn có gốc từ thực vật. Đối với công
nghiệp nặng, nhất là trong lĩnh vực điều khiển thì người ta thường dùng máy nén khí
có dầu bôi trơn để chống sự ăn mòn hệ thống ống dẫn và phần tử điều khiển.
Hình 2.6 là sơ đồ hệ thống máy nén kiểu trục vít có hệ thống dầu bôi trơn. Đặc
điểm của loại máy này là tổn thất cơ học lớn hơn so với loại máy nén không bôi trơn
vì có sự tiếp xúc của trục vít chính và trục vít phụ.
Tuy nhiên, so với máy nén khí không có dầu bôi trơn, máy nén khí có hệ thống
dầu bôi trơn có những ưu điểm sau:
Khả năng làm kín tốt hơn, do đó giảm được tổn thất công suất, lưu lượng.
Nhiệt sinh ra trong quá trình nén sẽ được dầu bôi trơn hấp thụ. Điều đó cho
phép tăng tỷ số nén trong một cấp mà không làm tăng quá nhiều nhiệt độ của khí
nén .
Khoảng cách trục ngắn, vì chỉ cần truyền động cho trục chính, trong khi đó loại
máy nén khí không có dầu bôi trơn thì trục chính và trục phụ tách rời nhau, cho nên
cần phải truyền động cho cả 2 trục.

Hình 2.6. Sơ đồ hệ thống máy nén khí kiểu trục vít có hệ thống dầu bôi trơn.
Nguyên lý làm việc của hệ thống máy nén khí kiểu trục vít có dầu bôi trơn
Không khí được hút vào máy nén khí. Sau khi nén, khí nén cùng dầu bôi trơn
tạo thành 1 hỗn hợp vào bình lọc. Trong bình lọc, khí nén thoát ra theo đường ống
Sinh viên: Đỗ Văn Hoan 21

Lớp: Thiết bị dầu khí K50
Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
dẫn phía trên và dầu bôi trơn mang nhiệt (được tạo ra trong quá trình nén) sẽ theo
đường ống phía dưới bình lọc. Khí nén sẽ được chuyển đến hệ thống điều khiển sau

khi đi qua bộ phận làm mát bằng quạt gió. Dầu bôi trơn mang nhiệt sẽ được làm
nguội bằng ống dẫn qua quạt gió hoặc đã đạt được nhiệt độ làm mát theo yêu cầu qua
rơle nhiệt quay trở về bình chứa dầu bôi trơn.
2.3. Hệ thống lắp ráp máy nén trục vít
Trong nhà máy chế tạo, các thiết bị máy nén được tiến hành thử ở chế độ trung
bình, sau đó đóng gói và giao cho người đặt hàng. Nó gồm 3 cụm riêng biệt sau đây:
Cụm máy nén.
Cụm làm mát nhớt.
Cụm điều khiển từ xa.
Khi giao hàng gồm: van chặn, phụ tùng điều chỉnh trên đường hút, xả của khí
chi tiết dự phòng và dụng cụ.
Bình tách nhớt được đưa vào thành phần thiết bị được liệt kê được lựa chọn (1
hoặc một số trên trạm máy nén) từ sự tính toán độ nhớt đổ trên mặt thiết bị phải
không nhỏ hơn 1,5 m
3
. Khi chọn vị trí lắp đặt bình nên xét từng sự tổn thất áp suất
nhớt từ các đường ống dẫn tới và ra khỏi bình không vượt quá 0,1 – 0,15 ΜΠa và
trên đường hút nhất thiết phải lắp bộ tiếp nhận với thiết bị khoá theo mực chất lỏng.
Thiết bị phải nối với hệ thống tự động. Và truyền tín hiệu đóng khi tràn bình. Sự nhất
thiết trong bình như thế thể hiện bằng máy nén trục vít và máy nén thông dụng. Khi
chất lỏng vào khoang làm việc với số lượng lớn (dầu thô, phần chất lỏng
hydrocacbon) có thể xảy ra va đập thuỷ lực.
Ngoài ra nếu như khí ép bao gồm các tạp chất cơ học vượt quá 20 µT/m
3
thì trước máy nén phải lắp phin lọc mà kích cỡ các chất đi qua không khí hơn 100
µkm.
Thiết bị máy nén trục vít có thể lắp đặt dưới mái che.
Các loại động cơ khi lắp ráp phải có mái che chắn để tránh mưa nắng trực tiếp
chiếu vào cũng như các bảng điều khiển hệ thống tự động.
Máy nén trục vít là máy nén bằng động học nên máy không đòi hỏi một nền

móng riêng và có thể lắp trên móng cọc hoặc móng kim loại nhẹ. Trước khi vận
chuyển máy, cụm điều khiển được tháo tách khỏi thiết bị máy. Vì vậy khi hoàn thành
công việc lắp máy, phải lắp nó trên khung máy nén.
Cụm điều khiển từ xa lắp đặt trên khoảng cách không gần hơn 7 m và không xa
hơn 200 m tính từ máy nén. Phân bố máy cần phải thuận tiện khi bảo dưỡng.
Sinh viên: Đỗ Văn Hoan 22

Lớp: Thiết bị dầu khí K50
Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
Khi lắp hệ thống tự động, đặc biệt chú ý sự chuẩn xác và chắc chắn các mối nối
dây dẫn thiết bị cần phải có dây tiếp điện. Sau khi kết thúc lắp đặt thiết bị điện nối
với mạch điện và mạch tiếp điện.
CHƯƠNG 3
CẤU TẠO, NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA TRẠM MÁY NÉN KHÍ GA-75FF
3.1. Cấu tạo
3.1.1. Giới thiệu chung
GA là trạm máy nén khí dạng trục vít, một cấp, tác dụng đơn, có dầu bôi trơn và
được dẫn động bằng động cơ điện. GA-55, GA-75 và GA-90C là dạng được làm mát
bằng không khí. GA-55W, GA-75W và GA-90CW được làm mát bằng nước.
* Loại trạm máy nén khí GA-75FF (Full-feature):
Sinh viên: Đỗ Văn Hoan 23

Lớp: Thiết bị dầu khí K50
Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
Là trạm máy nén khí trục vít với đầy đủ các tính năng kỹ thuật FF (Full-
feature). Chúng được trang bị thiết bị làm khô khí, cùng lắp đặt chung trong khoang
thân vỏ. Thiết bị làm khô khí này tách ẩm từ khí nén bằng cách làm lạnh chúng đến
gần điểm sương để hơi ẩm (dầu, nước…) ngưng tụ rồi xả thông qua cơ cấu xả
condensate tự động.
Trạm máy nén khí GA-75FF: Là máy nén khí trục vít cố định có dầu bôi trơn

trực tiếp, một cấp nén, được truyền động bằng động cơ điện 3 pha. Khí nén được làm
mát bằng quạt. Máy được bao bọc bởi những tấm cách âm, cùng các thiết bị phụ trợ
do hãng Atlas Copco cung cấp
Các thông số về trạm máy nén khí GA-75FF (bảng 3.1)
Bảng 3.1. Các thông số của máy nén khí GA-75FF
STT Các thông số cơ bản Giá trị Đơn vị
1 Loại máy Máy nén trục vít 1 cấp
3 Lưu lượng xả 798 m
3
/h
4 Độ làm ồn 69 dB
5 Áp suất lớn nhất 9,75 bar
6 Áp suất làm việc thực tế 9,5 bar
7 Công suất đầu vào 94,4 kW
8 Động cơ điện 75 kW
9 Nhiệt độ lớn nhất cho phép của
khí ra khỏi van ra
25 °C
10 Điểm sương 4 °C
11 Nhiệt độ lớn nhất của khí nạp 40 °C
12 Số giờ làm việc 31482 (h) giờ
13 Kích thước 2000x850x200 mm
14 Khối lượng 1600 kg
15 Động cơ dẫn động ABB kiểu M2A SMC
SIEMENS 1LA6
250
258-2
16 Số vòng quay của trục chủ động 2975 v/ph
17 Lưu lượng dầu 29,5 lít
18 Loại dầu sử dụng ISO UG 68/65

19 Khớp nối Bánh răng
20 Bộ truyền trung gian Cặp bánh răng ăn khớp
21 Giá trị đặt van an toàn của bình
tách
12 bar
Sinh viên: Đỗ Văn Hoan 24

Lớp: Thiết bị dầu khí K50
Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
22 Áp suất làm việc bé nhất 4 bar
23 Chất làm mát Làm mát bằng không khí R404a
Khối lượng chất làm lạnh 6 kg
24 Chỉ số độ nhớt bé nhất 95
25 Điện áp 380/3/50 V/pha/Hz
3.1.1.1. Bố trí chung
Trạm máy nén khí GA được lắp đặt trong khoang thân vỏ cách âm và cách nhiệt
chắc chắn. Máy nén khí được điều khiển bởi bộ điều khiển kiểu Elektronikon ® của
hãng Atlas Copco. Bộ điều khiển điện tử này được lắp vào cánh cửa mặt trước. Bộ
điều khiển Elektronikon ® giúp làm giảm sự tiêu hao năng lượng điện, nó cho phép
người điều khiển dễ dàng lập trình và theo dõi, kiểm soát sự vận hành của máy nén
khí. Trên bảng điều khiển, ở mặt trước, có: nút khởi động; nút tắt, và nút dừng khẩn
cấp. Khoang điện có chứa bộ khởi động motor được đặt phía sau bảng điều khiển
này.
Trạm máy nén khí còn được trang bị thêm một hệ thống xả condensate (chất
lỏng ngưng tụ trong quá trình làm mát khí nén) tự động.
Sơ đồ máy nén khí GA-75FF (Hình 3.1).
Sinh viên: Đỗ Văn Hoan 25

Lớp: Thiết bị dầu khí K50