Quy trình lắp đặt, vận hành và sửa chữa máy bơm H C 65/35 – 500 trong công tác vận chuyển dầu

Trường Đại học Mỏ - Địa Chất Đồ án tốt nghiệp
LỜI MỞ ĐẦU
Lịch sử phát triển của xã hội loài người gắn liền với quá trình phát minh,
chuyển đổi và sử dụng năng lượng. Trong các dạng năng lượng góp phần vào
quá trình công nghiệp hoá - hiện đại hoá của đất nước, ngành công nghiệp dầu
khí Việt Nam tuy còn non trẻ nhưng đã không ngừng vươn lên và đã trở thành
ngành công nghiệp mũi nhọn của cả nước. Hiện nay đã có rất nhiều công ty dầu
khí nước ngoài cùng với các công ty trực thuộc Tập đoàn dầu khí quốc gia Viêt
Nam đang tham gia vào các dự án đầu tư trong nước và quốc tế, khẳng định một
tiềm năng phát triển mạnh mẽ của ngành công nghiệp dầu khí Việt Nam.
Hiện nay ở nước ta, Xí nghiệp liên doanh dầu khí Vietsovpetro là đơn vị
đứng đầu trong công tác thăm dò, khai thác dầu khí. Để phục vụ cho công tác
khoan, khai thác dầu khí, một nhiệm vụ quan trọng đặt ra là phải có hệ thống
thiết bị phù hợp, mang lại hiệu quả kinh tế cao. Hiện nay vấn đề đang được Xí
nghiệp quan tâm đó là nâng cao hiệu quả sử dụng cũng như tăng tuổi thọ làm
việc của các trang thiết bị.
Với mong muốn được góp một phần nhỏ vào sự phát triển của ngành công
nghiệp dầu khí nước nhà. Qua quá trình thực tập, nghiên cứu, thu thập tài liệu và
được sự đồng ý của bộ môn Thiết bị dầu khí và Công trình, Khoa Dầu khí,
Trường Đại học Mỏ - Địa chất, em được giao đồ án với đề tài: “ Quy trình lắp
đặt, vận hành và sửa chữa máy bơm H
Π
C 65/35 – 500 trong công tác vận
chuyển dầu. Chuyên đề: Tính toán chiều cao hút hợp lý nhằm ngăn ngừa hiện
tượng xâm thực khi lắp đặt máy bơm ly tâm H
Π
C 65/35 – 500 trên giàn MSP
05, mỏ Bạch Hổ ”.
Được sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo Lê Đức Vinh và các thầy giáo
trong bộ môn Thiết bị dầu khí và Công trình cùng với sự cố gắng của bản thân,
nay bản đồ án của em đã được hoàn thành.

Qua đồ án này, em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới thầy giáo Lê
Đức Vinh và các thầy giáo trong bộ môn Thiết bị dầu khí và Công trình đã
hướng dẫn và giúp đỡ em hoàn thành bản đồ án này.
Em xin chân thành cảm ơn !
Hà Nội, ngày… tháng 06 năm 2010

Sinh viên: Nguyễn Thanh Tuấn
Sinh viên: Nguyễn Thanh Tuấn Lớp: Thiết bị dầu khí K_50
1
Trường Đại học Mỏ - Địa Chất Đồ án tốt nghiệp
CHƯƠNG 1
TÌNH HÌNH KHAI THÁC DẦU Ở MỎ BẠCH HỔ
VÀ CÔNG TÁC BƠM VẬN CHUYỂN DẦU
1.1. Tình hình khai thác dầu ở Xí nghiệp liên doanh dầu khí Vietsovpetro
nói chung và mỏ Bạch Hổ nói riêng
Mỏ Bạch Hổ nằm ở bể Cửu Long cách thành phố Vũng Tàu 120 km về
phía đông nam. Cấu tạo này do Mobil phát hiện trên cơ sở tài liệu địa chấn 2
chiều và phát hiện dầu khí đầu tiên vào tháng 3 năm 1975 bởi giếng khoan Bạch
Hổ bằng tàu khoan Glomar 2.
Ngày 26/6/1986, Xí nghiệp liên doanh dầu khí Vietsovpetro đã khai thác
tấn dầu đầu tiên từ mỏ và từ 6/9/1988 đã khai thác thêm tầng dầu trong móng
granit nứt nẻ ở các độ sâu khác nhau. Đây là mỏ dầu lớn nhất Việt Nam hiện
nay, bao gồm nhiều thân dầu: Miocene dưới, Oligocene dưới và đá móng nứt nẻ
trước đệ tam.
Hiện nay trên mỏ Bạch Hổ có 11 giàn khai thác cố định và 8 giàn nhẹ.
Phương pháp khai thác chủ yếu đang áp dụng tại mỏ Bạch Hổ là phương pháp
khai thác tự phun, phương pháp khai thác gaslift và phương pháp khai thác bằng
máy bơm ly tâm điện chìm.
Nhịp độ khai thác dầu ở mỏ Bạch Hổ ngày càng tăng, năm đầu tiên (1986)
khai thác được 40.000 tấn. Đến ngày 16/9/1998, Xí nghiệp liên doanh

Vietsovpetro đã khai thác được 60 triệu tấn dầu thô và khai thác tấn dầu thứ 75
triệu vào ngày 4/12/1999. Đến ngày 22/2/2001 khai thác tấn dầu thứ 90 triệu và
ngày 4/12/2005 khai thác tấn dầu thứ 150 triệu.
Liên doanh dầu khí Vietsovpetro được thành lập ngày 19/8/1981. Kể từ đó
đến nay, liên doanh dầu khí Vietsovpetro luôn luôn là đơn vị chủ lực, con chim
đầu đàn của ngành dầu khí Việt Nam, sản lượng khai thác không ngừng tăng,
hằng năm chiếm gần 80% sản lượng dầu thô xuất khẩu của nước ta.
Thành công lớn nhất, thiết thực nhất là trong suốt 25 năm (tính đến hết
tháng 10/2006), xí nghiệp dã khai thác được gần 160 triệu tấn dầu từ các mỏ
Bạch Hổ, Rồng, Đại Hùng, thu gom và vận chuyển vào bờ 16,6 tỷ m
3
khí đồng
hành và khí hóa lỏng phục vụ phát điện sản xuất công nghiệp, hóa chất. Xí
nghiệp đã đạt mức doang thu từ xuất khẩu dầu thô 32,7 tỷ USD, nộp ngân sách
nhà nước 21 tỷ USD, lợi nhuận phía Nga là 5,8 tỷ USD. Và vào các năm 1993,
1996 phía Việt Nam và phía Nga đã thu hồi được vốn, qua đó đã góp phần đưa
Sinh viên: Nguyễn Thanh Tuấn Lớp: Thiết bị dầu khí K_50
2
Trường Đại học Mỏ - Địa Chất Đồ án tốt nghiệp
Việt Nam thành nước khai thác và xuất khẩu dầu lớn thứ 3 trong khu vực Đông
Nam Á. Xí nghiệp đã tạo dựng được một hệ thống cơ sở vật chất kỹ thuật vững
chắc trên bờ và dưới biển với 12 giàn khoan cố định, 2 giàn công nghệ trung
tâm, 9 giàn nhẹ, 3 giàn bơm ép nước, 4 trạm rót dầu không bến, 2 giàn nén khí, 2
giàn tự nâng, với hơn 300 km đường ống dưới biển, 17 tàu dịch vụ các loại trên
biển và một căn cứ dịch vụ trên bờ với 10 cầu cảng dài tổng cộng 1300m, trong
đó có cầu cảng trọng tải 10.000 tấn, có hệ thống kho có khả năng chứa 38.000
tấn/năm, bãi cảng có diện tích 60.000 m
2
, năng lực hàng hóa thông qua 12.000
tấn/năm.

Hiện nay, một chặng đường mới với nhiều thử thách đang đến với liên
doanh dầu khí Vietsovpetro. Khi các mỏ dầu cũ đã được khai thác nhiều năm,
giảm dần sản lượng thì việc tìm kiếm những mỏ dầu mới và áp dụng kỹ thuật
hiện đại để gia tăng sản lượng là hết sức quan trọng. Vì vậy công tác tìm kiếm
thăm dò những mỏ dầu mới đang được đẩy mạnh bao gồm khoan khai thác 12
giếng, sửa chữa 35 giếng. Liên doanh Vietsovpetro đã xây dựng kế hoạch, áp
dụng thành công các giải pháp điều chỉnh khai thác làm cho trạng thái khai thác
tầng móng vòm trung tâm Bạch Hổ khá ổn định, bảo đảm áp suất vỉa ở độ sâu
3050 m.
Bên cạnh việc khai thác, tìm kiếm dầu khí, liên doanh dầu khí Vietsopetro
còn khai thác năng lực sẵn có để tham gia dịch vụ kỹ thuật dầu khí trên biển cho
các công ty nước ngoài đã ký hợp đồng tìm kiếm, thăm dò, khai thác, phân chia
sản phẩm với ngành dầu khí nước ta.
1.2. Dầu mỏ và đặc tính dầu thô mỏ Bạch Hổ
1.2.1. Thành phần chung của dầu mỏ
Dầu mỏ là sản phẩm phức tạp của thiên nhiên với thành phần chủ yếu là
hydrocacbon, chúng chiếm từ 60%
÷
90% khối lượng của dầu. Các
hydrocacbon này được tạo thành do sự kết hợp của các nguyên tố cacbon và
hydro. Tùy theo cấu trúc phân tử mà ta có các hydrocacbon ở thể khí – lỏng –
rắn.
Dầu mỏ bao gồm các nhóm:
- Nhóm hydrocacbon parafinic (C
n
H
2n+2
): nhóm này có cấu trúc mạch
thẳng và mạch nhánh chiếm từ 50%
÷

70%. Ở điều kiện bình thường
hydrocacbon có cấu tạo mạch từ C
1
÷
C
4
ở trạng thái khí, từ C
4
÷
C
6
ở trạng thái
lỏng, lớn hơn C
17
ở trạng thái rắn.
Sinh viên: Nguyễn Thanh Tuấn Lớp: Thiết bị dầu khí K_50
3
Trường Đại học Mỏ - Địa Chất Đồ án tốt nghiệp
- Nhóm hydrocacbon naptenic (C
n
H
2n
): nhóm này có cấu trúc mạch vòng
no và không no, chiếm tỷ lệ 10%
÷
20% thành phần dầu thô, phổ biến nhất là
Cyclopentan (C
5
H
10

) và cyclohexan (C
6
H
12
) cùng các dẫn xuất ankyl của chúng.
Ở điều kiện thường hydrocacbon naptenic no có cấu tạo từ C
1
÷
C
4
ở trạng thái
khí, từ C
5
÷
C
10
ở trạng thái lỏng và từ C
11
trở lên ở trạng thái rắn.
- Nhóm hydrocacbon anomatic (C
n
H
2n-6
): nhóm này có mặt trong dầu thô
dưới dạng các dẫn xuất của benzen, chiếm từ 1%
÷
2% thành phần dầu thô.
- Các hợp chất có chứa oxy, nitơ, lưu huỳnh: ngoài các nhóm hydrocacbon
kể trên trong dầu thô còn chứa những hợp chất không thuộc loại này mà phần
lớn là các Asphatel – smol có chứa trong nó hợp chất O, N, S trong đó:

+ Hợp chất với O chiếm hàm lượng riêng khá lớn trong Asphatel, có thể
tới 80%, chủ yếu tồn tại dưới dạng axit naften, nhựa Asphal và phenol.
+ Hợp chất với N
2
: quan trọng nhất là pocfirin. Đây là sản phẩm chuyển
hóa từ Hemoglobin sinh vật và từ clorofin thực vật. Điều này chứng tỏ nguồn
gốc hữu cơ của dầu mỏ.
+ Hợp chất với S: tồn tại dưới dạng S tự do, H
2
S. Hàm lượng trong dầu
thô từ 0,1
÷
1%, nếu hàm lượng S
≤
0,5% thì được xem là đạt tiêu chuẩn, nếu
hàm lượng S trong dầu thô càng cao thì giá trị dầu thô càng giảm.
Ngoài ra trong dầu thô còn chứa hàm lượng rất nhỏ các kim loại hợp chất
khác như: Fe, Mg, Ca, Ni, Cr, Ti, Co, Zn...chiếm khoảng 0,15
÷
0,19 kg/tấn.
1.2.2. Đặc tính dầu thô mỏ Bạch Hổ
1. Khối lượng riêng (
ρ
)
Hiện nay dầu thô của chúng ta khai thác chủ yếu tập trung ở các tầng sản
phẩm Mioxen hạ, Olighen hạ và tầng móng kết tinh. Chúng thuộc loại dầu nhẹ
vừa phải, khối lượng riêng nằm trong khoảng giới hạn (0,83
÷
0,85).10
3

kg/m
3
.
Dầu thô ở khu vực mỏ Bạch Hổ có khối lượng riêng khoảng 0,8319. 10
3
kg/m
3

(38
o
6 API).
2. Độ nhớt (
µ
)
Là khả năng của chất lỏng có thể chống lại được lực trượt (lực cắt), nó
được biểu diễn dưới dạng lực ma sát trong khi có sự chuyển dịch tương đối của
các lớp chất lỏng kề nhau. Bởi vậy độ nhớt là tính chất đặc trưng cho mức độ di
động của chất lỏng.
Độ nhớt của chất lỏng thay đổi trong một phạm vi rộng theo nhiệt độ, khi
nhiệt độ tăng thì độ nhớt giảm và ngược lại. Ngoài ra khi áp suất tăng thì độ nhớt
Sinh viên: Nguyễn Thanh Tuấn Lớp: Thiết bị dầu khí K_50
4
Trường Đại học Mỏ - Địa Chất Đồ án tốt nghiệp
của chất lỏng cũng tăng (trừ chất lỏng đặc biệt như nước). Khi vận chuyển dầu
thô, chúng ta phải đưa chúng vào trạng thái chuyển động, muốn vậy phải đặt vào
chúng một lực nhất định bằng sự tác động của các cánh bơm. Chuyển động của
chất lỏng chỉ xuất hiện khi ứng suất ma sát vượt quá mức giới hạn nào đó, gọi là
ứng suất trượt ban đầu. Như vậy rõ ràng độ nhớt của chất lỏng ảnh hưởng rất lớn
đến dòng chuyển động của nó. Mặc dù trong công thức tính toán cơ bản của các
máy bơm dùng để vận chuyển chất lỏng (như dầu thô) này không có mặt trực

tiếp của đại lượng độ nhớt nhưng chính nó là yếu tố ảnh hưởng quan trọng nhất
gây nên tổn thất của dòng chảy, độ nhớt càng lớn thì tổn thất thủy lực của dòng
chảy càng lớn, làm tăng tổn hao công suất và giảm lưu lượng của các máy bơm.
3. Thành phần dầu thô mỏ Bạch Hổ
Dầu thô mỏ Bạch Hổ là loại dầu thô rất sạch, chứu rất ít lưu huỳnh, kim
loại nặng và hợp chất với nitơ. Hàm lượng lưu huỳnh trong dầu thô mỏ Bạch Hổ
chiếm từ 0,04
÷
0,1% khối lượng, thấp hơn nhiều so với mức quy định cho dầu
thô được xếp vào loại ít lưu huỳnh. Dầu thô chứa ít lưu huỳnh thì mức độ ăn
mòn cũng thấp bởi vì nguyên nhân ăn mòn của dầu thô là do dầu có chứa lưu
huỳnh và nước.
Tổng hàm lượng các kim loại nặng trong dầu thô mỏ Bạch Hổ chỉ chiếm
khoảng 1,1 ppm theo khối lượng. Hàm lượng các hợp chất với N
2
trong dầu thô
mỏ Bạch Hổ chiếm từ 0,035
÷
0,067%.
Dầu thô mỏ Bạch Hổ chứa nhiều hydrocacbon parafin trong các phân
đoạn trung bình lên đến 30%, còn trong cặn lên đến 50%. Sự có mặt của parafin
với hàm lượng cao làm cho dầu mất tính linh động ở nhiệt độ thấp và ngay cả ở
nhiệt độ bình thường. Điểm đông đặc của dầu thô mỏ Bạch Hổ là 36
o
C đã gây
nên nhiều khó khăn cho công tác vận chuyển. Chúng rất dễ làm tắc nghẽn các
tuyến đường ống, nhất là ở tại các điểm nút hoặc các tuyến ống xa trạm tiếp nhận
và có lưu lượng thông qua thấp, hoặc không liên tục mà bị gián đoạn trong một
thời gian lâu. Đây chính là nhược điểm căn bản trong tính chất lý – hóa của dầu
thô mỏ Bạch Hổ. Việc xử lý, khắc phục chúng đòi hỏi cả một quá trình công

nghệ phức tạp và tốn kém.
1.3. Công tác bơm vận chuyển dầu trên các giàn khai thác ở mỏ Bạch Hổ
* Sơ đồ hệ thống bơm vận chuyển dầu trên giàn MSP 05, mỏ Bạch Hổ (hình 1.1)
Sinh viên: Nguyễn Thanh Tuấn Lớp: Thiết bị dầu khí K_50
5
Trường Đại học Mỏ - Địa Chất Đồ án tốt nghiệp
1.3.1. Nhiệm vụ và yêu cầu của bơm vận chuyển dầu
Sinh viên: Nguyễn Thanh Tuấn Lớp: Thiết bị dầu khí K_50
6
Trường Đại học Mỏ - Địa Chất Đồ án tốt nghiệp
Dầu được khai thác từ giếng lên sẽ được đưa đến các bình tách, các thiết
bị xử lý nhằm tách bớt các thành phần khí, nước, tạp chất cơ học lẫn trong dầu,
sau đó dầu thô được đưa đến các bình chứa lắp đặt ngay trên giàn khoan. Để vận
chuyển dầu từ các bình chứa đến nơi tiêu thụ hay tới các tàu chứa dầu người ta
phải dùng các thiết bị để vận chuyển. Một trong những phương pháp để vận
chuyển được sử dụng trong ngành dầu khí là vận chuyển bằng đường ống. Ưu
điểm của phương pháp là: kết cấu đơn giản, an toàn khi sử dụng và ít ảnh hưởng
đến các công trình trên bề mặt.
Khi vận chuyển dầu bằng đường ống thì yêu cầu đặt ra là phải duy trì
được năng lượng của dòng chảy luôn luôn lớn hơn tổn thất năng lượng trên suốt
chiều dài của đường ống (bao gồm tổn thất dọc đường và tổn thất cục bộ) và
phải đảm bảo lưu lượng theo đúng yêu cầu kỹ thuật, tránh tình trạng dầu khai
thác lên bị ứ đọng tại các bình chứa làm ảnh hưởng tới quá trình khai thác trên
các giàn.
Để giải quyết vấn đề này cần phải lựa chọn máy bơm vận chuyển cho phù
hợp với yêu cầu đặt ra. Hiện nay có rất nhiều loại máy bơm: bơm piston, bơm ly
tâm, bơm phun tia...Trong công tác vận chuyển dầu hiện nay, người ta hay dùng
bơm ly tâm bởi vì so với các máy bơm khác, máy bơm ly tâm có những công
dụng sau:
- Đường đặc tính của bơm có độ nghiêng đều, phù hợp với những thay đổi

của mạng đường ống dẫn và điều kiện vận hành riêng biệt.
- Phạm vi sử dụng lớn, năng suất cao, cụ thể:
+ Cột áp từ hàng chục đến hàng nghìn mét cột nước.
+ Lưu lượng từ 2
÷
70.000 m
3
/h.
+ Công suất từ 1
÷
6000 kw.
+ Số vòng quay của trục bơm từ 730
÷
6000 vòng/phút.
+ Kết cấu gọn, làm việc chắc chắn, tin cậy cao.
+ Hiệu suất làm việc tương đối cao (
η
= 0,65
÷
0,90).
+ Hiệu quả kinh tế cao.
1.3.2. Các loại bơm vận chuyển dầu đang được sử dụng tại Xí nghiệp liên doanh
dầu khí Vietsovpetro
Hiện tại xí nghiệp liên doanh dầu khí Vietsovpetro đang khai thác trên ba
mỏ: Bạch Hổ, Rồng và Đại Hùng, các mỏ này đều nằm ngoài biển khơi. Dầu
Sinh viên: Nguyễn Thanh Tuấn Lớp: Thiết bị dầu khí K_50
7
Trường Đại học Mỏ - Địa Chất Đồ án tốt nghiệp
khai thác từ các giàn tại các mỏ được bơm đến tàu chứa Ba Vì và Chi Lăng theo
đường ống ngầm đặt dưới lòng biển.

Các loại máy bơm đang được sử dụng trong Xí nghiệp liên doanh dầu khí
Vietsovpetro để bơm vận chuyển dầu gồm 8 loại: H
Π
C 65/35-500, H
Π
C 40-
400, HK 200-120, HK 200-70, 9MPG, R360/150 GM – 3, R250/38 GM – 1 và
SULZER.
Tùy thuộc vào vị trí của các giàn khoan đến các trạm rót dầu và đặc điểm,
lưu lượng khai thác của giếng khoan mà người ta bố trí và chọn máy bơm sao
cho phù hợp với yêu cầu vận chuyển.
Bảng 1.1. Đặc tính kỹ thuật của một số loại bơm vận chuyển dầu có
tại xí nghiệp Vietsovpetro
Các thông số kỹ thuật
cơ bản
H
Π
C
65/35-500
SULZER HK
200-120
HK
200 – 70
Lưu lượng định mức
(m
3
/h)
65 130 200 200
Cột áp tối ưu (m) 500 400 120 70
Công suất thủy lực của

bơm (kw)
150 147
Hiệu suất bơm (%) 59 74 72 72
Số vòng quay
(vòng/phút)
2950 2950 2950 2950
Độ dự trữ chống xâm
thực (m)
4,2 4,1 4,8 4,8
Điện áp (v) 380 380 380 380
Công suất động cơ
(kw)
160 185 100 100
Tần số dòng điện (Hz) 50 50 50 50
Dòng điện Thay đổi Thay đổi Thay đổi Thay đổi
CHƯƠNG 2
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MÁY BƠM LY TÂM
2.1. Khái quát chung về máy bơm ly tâm
Sinh viên: Nguyễn Thanh Tuấn Lớp: Thiết bị dầu khí K_50
8
4
6
5
3
2
1
Trường Đại học Mỏ - Địa Chất Đồ án tốt nghiệp
Máy bơm ly tâm là loại máy thủy lực cánh dẫn biến đổi cơ năng của động
cơ dẫn động thành năng lượng để vận chuyển chất lỏng theo hệ thống ống dẫn
hoặc tạo ra áp suất cần thiết trong hệ thống truyền dẫn thủy lực.

2.1.1. Sơ đồ cấu tạo máy bơm
Hình 2.1. Sơ đồ cấu tạo máy bơm ly tâm
1. Bánh công tác 4. Bộ phận dẫn hướng ra (còn gọi là buồng xoắn ốc)
2. Trục bơm 3. Bộ phận dẫn hướng vào
5. Ống hút 6. Ống đẩy
2.1.2. Nguyên lý làm việc của máy bơm
Khi máy bơm ly tâm làm việc, nhờ phần khớp nối giữa động cơ dẫn động
và bơm làm bánh công tác quay. Các phần chất lỏng trong bánh công tác dưới
ảnh hưởng của lực ly tâm bị dồn từ trong ra ngoài chuyển động theo các máng
dẫn và đi vào ống đẩy với áp suất cao hơn, đó là quá trình đẩy của bơm. Đồng
thời, ở lối vào của bánh công tác tạo nên một vùng chân không và dưới tác dụng
của áp suất trong bể chứa lớn hơn áp suất ở lối vào, chất lỏng ở bể hút liên tục bị
đẩy vào bơm theo ống hút. Đó là quá trình hút của bơm. Quá trình hút và quá
trình đẩy là hai quá trình liên tục, tao lên dòng chảy liên tục qua bơm. Bộ phận
dẫn dòng chảy ra thường có dạng xoắn ốc nên còn gọi là buồng xoắn ốc. Buồng
xoắn ốc của bơm dẫn chất lỏng từ bánh công tác ra ống đẩy. Nó có tác dụng điều
hòa ổn định dòng chảy và biến đổi một phần động năng của dòng chảy thành áp
năng cần thiết do đó làm tăng hiệu suất của máy bơm.
2.1.3. Phân loại máy bơm ly tâm
a. Phân loại theo cột áp của bơm:
- Bơm cột áp thấp: H < 20 m cột nước.
Sinh viên: Nguyễn Thanh Tuấn Lớp: Thiết bị dầu khí K_50
9
Trường Đại học Mỏ - Địa Chất Đồ án tốt nghiệp
- Bơm cột áp trung bình: H = 20
÷
60 m cột nước.
- Bơm cột áp cao: H > 60 m cột nước.
b. Phân loại theo số bánh công tác:
- Bơm một cấp.

- Bơm nhiều cấp.
c. Phân loại theo số cửa hút:
- Bơm một cửa hút.
- Bơm hai cửa hút.
d. Phân loại theo sự bố trí trục bơm:
- Bơm trục đứng.
- Bơm trục ngang.
e. Phân loại theo lưu lượng:
- Bơm có lưu lượng thấp.
- Bơm có lưu lượng trung bình.
- Bơm có lưu lượng lớn.
f. Phân loại theo mục đích sử dụng (theo chất lỏng cần bơm):
- Bơm nước sạch.
- Bơm nước thải.
- Bơm hóa chất.
- Bơm dầu thô.
Ngoài ra ta có thể phân loại máy bơm theo cách dẫn dòng chất lỏng ra
khỏi máy bơm, theo phương pháp dẫn động máy bơm...
2.2. Các thông số cơ bản của bơm ly tâm
2.2.1. Lưu lượng
Là lượng chất lỏng mà bơm vận chuyển được trong một đơn vị thời gian,
có thể tính theo lưu lượng thể tích Q (l/s, m
3
/s, m
3
/h...) hay lưu lượng trọng
lượng G (N/s, N/h, kG/s...).
2.2.2. Cột áp
Là năng lượng mà một đơn vị trọng lượng chất lỏng nhận được từ máy
bơm. Ký hiệu cột áp là H, đơn vị tính thường là mét cột chất lỏng (mét cột nước

hay mét cột dầu...).
Sinh viên: Nguyễn Thanh Tuấn Lớp: Thiết bị dầu khí K_50
10
Trường Đại học Mỏ - Địa Chất Đồ án tốt nghiệp
2.2.3. Công suất
Có hai loại công suất là công suất thủy lực và công suất làm việc.
+ Công suất thủy lực: là cơ năng mà chất lỏng trao đổi với máy trong một đơn vị
thời gian, ký hiệu là N
tl
, công thức tính:
N
tl
=
1000
.. HQ
γ
=
1000
... HQg
ρ
(2.1)

Trong đó:
γ
là trọng lượng riêng của chất lỏng (N/m
3
);
ρ
là khối lượng riêng của chất lỏng (kg/m
3

);
Q là lưu lượng của bơm (m
3
/s);
H là cột áp toàn phần của máy bơm (m).
+ Công suất làm việc: là công suất trên trục của máy làm việc, ký hiệu là N,
công thức tính:
N =
η
tl
N
(2.2)
Trong đó:
η
=
η
q
.
η
tl
.
η
ck
(2.3)
η
là hiệu suất toàn phần của máy bơm (
η
< 1);
η
q

là hiệu suất lưu lượng;
η
q
=
lt
Q
Q
= 0,90
÷
0,95; (2.4)
η
tl
là hiệu suất thủy lực;
η
tl
=
lt
H
H
= 0,55
÷
0,90; (2.5)
η
ck
là hiệu suất cơ khí;
η
ck
= 0,80
÷
0,85.

2.3. Phương trình làm việc của bơm ly tâm
2.3.1. Phương trình cột áp lý thuyết
Dựa trên các giả thuyết:
- Chất lỏng là lý tưởng.
- Bánh công tác có số cánh nhiều vô hạn, mỏng vô cùng.
Ứng dụng định lý cơ học về biến thiên mômen động lượng đối với dòng
chất lỏng chuyển động qua bánh công tác, nhà bác học Ơle đã thành lập ra
phương trình cột áp lý thuyết của bơm ly tâm, ta có:
Sinh viên: Nguyễn Thanh Tuấn Lớp: Thiết bị dầu khí K_50
11
W
2
1
2
W
1
1
U
C
1
α
1
1
D
β
2
D
2
U
2

C
α
2
β
90
o
α

=
1
1
β
u
1
1
c
w
1
w
max
min
w
ω
Trường Đại học Mỏ - Địa Chất Đồ án tốt nghiệp
H
l
∞
=
g
cucu

uu 1122
−
(2.8)
Trong đó:
H
l
∞
- Cột áp lý thuyết của bơm có số cánh dẫn vô hạn.
u
1,
u
2
- Vận tốc vòng của bánh công tác ứng với bán kính vào và ra,
có phương thẳng góc với phương hướng kính.
c
1u
, c
2u
- Thành phần vận tốc tuyệt đối của các phần tử chất lỏng ở
lối vào và ra bánh công tác chiếu lên phương của vận tốc vòng (u).
Hình 2.2. Các thành phần vận tốc của tam giác vận tốc
Trong các bơm ly tâm hiện đại, đa số các bánh công tác có kết cấu cửa
vào hoặc bộ phận dẫn hướng vào sao cho dòng chất lỏng ở cửa vào của máng
dẫn chuyển động theo hướng kính, nghĩa là
c
vuông góc với
u
,
1
α

= 90
o
, để
cột áp của bơm có lợi nhất (c
1u
= 0). Tam giác vận tốc ở cửa vào là tam giác
vuông:
Hình 2.3. Tam giác vận tốc ở cửa vào bánh công tác
Khi đó phương trình cơ bản của bơm ly tâm có dạng:
H
l
∞
=
g
cu
u22
(2.9)
2.3.2. Cột áp thực tế
Trong thực tế cánh dẫn của bánh công tác có chiều dày nhất định (2
÷
20
mm) và số cánh dẫn hữu hạn (6
÷
12) cánh, gây lên sự phân bố vận tốc không
đều trên các mặt cắt của dòng chảy, tạo ra các dòng xoáy và các dòng quẩn trong
máng dẫn. Điều này thể hiện trên hình:
Sinh viên: Nguyễn Thanh Tuấn Lớp: Thiết bị dầu khí K_50
12
Trường Đại học Mỏ - Địa Chất Đồ án tốt nghiệp
Hình 2.4. Phân bố vận tốc trong máng dẫn

Mặt khác, chất lỏng có độ nhớt do đó gây ra tổn thất trong dòng chảy. Vì
vậy cột áp thực tế nhỏ hơn cột áp lý thuyết H
l
∞
.
Cột áp thực tế của bơm ly tâm H được tính theo [6]:
H=
∞
lHZ
H..
ηε
(2.10)
Z
ε
- Hệ số kể đến ảnh hưởng của số cánh dẫn hữu hạn đến cột áp,
được gọi là hệ số cột áp; bằng lý thuyết về dòng xoáy và thực nghiệm, năm 1931
viện sĩ Prôskua đã xác định
Z
ε
đối với bơm ly tâm, được tính theo công thức
sau:
Z
ε
=1-
2
sin.
β
π
Z
(2.11)

Z - Số cánh dẫn của bánh công tác.
Với Z và
2
β
thông thường, trị số trung bình của hệ số cột áp
Z
ε
≈
0,8.
H
η
- Hệ số kể đến tổn thất năng lượng của dòng chất lỏng chuyển
động qua bánh công tác, phụ thuộc vào nhiều yếu tố như kích thước, kết cấu của
bánh công tác và bộ phận hướng dòng…, được gọi là hiệu suất cột áp của bánh
công tác.
Với bơm ly tâm (
H
η
= 0,7
÷
0,9).
Nếu xét ảnh hưởng của số cánh dẫn hữu hạn đến cột áp, cột áp lý thuyết
ứng với số cánh dẫn hữu hạn là:
H
1
=
Z
ε
.H
l

∞
(2.12)
Cột áp thực tế của bơm ly tâm là:
H=
Z
ε
.
H
η
.
g
cu
u22
.
(2.13)
Đối với bơm có kết cấu và số vòng quay thông thường thì:
Sinh viên: Nguyễn Thanh Tuấn Lớp: Thiết bị dầu khí K_50
13
A
Q
Q
Q
1
B
Trường Đại học Mỏ - Địa Chất Đồ án tốt nghiệp
Z
ε
.
H
η

.c
2u
=
Z
ε
.
H
η
.c
2
.cos
2
α
≈






Ψ
2
.
2
u

(2.14)
Trong tính toán gần đúng, có thể xác định cột áp thực tế của bơm ly tâm
theo biểu thức:
H=

g
u
2
.
2
2
Ψ
(2.15)
Ψ
- Hệ số cột áp thực tế.
2.4. Lưu lượng và hiệu suất lưu lượng
- Lưu lượng chất lỏng chảy qua bánh công tác của máy thuỷ lực cánh dẫn
nói chung và bơm ly tâm nói riêng được tính theo:
Q
1
=c
m
.
π
.D.b (2.16)
b - Chiều rộng máng dẫn ứng với đường kính D của bánh công tác
(thường là tại cửa ra).
D - Đường kính của bánh công tác.
c
m
- Hình chiếu vận tốc tuyệt đối lên phương vuông góc với u.
- Lưu lượng qua bánh công tác xem như lưu lượng lý thuyết Q
1
của bơm.
Lưu lượng thực tế Q qua ống đẩy nhỏ hơn Q

1
vì không phải tất cả chất lỏng sau
khi đi qua bánh công tác đều đi vào ống đẩy, mà có một phần nhỏ
Q
∆
chảy trở
về cửa vào bánh công tác hoặc rò rỉ ra ngoài qua các khe hở của các bộ phận lót
kín “A” và “B” được biểu thị trên hình vẽ.
Vậy: Q
1
=Q+
∆
Q (2.17)
- Để đánh giá tổn thất lưu lượng của bơm, có thể dùng hiệu suất lưu lượng
η
q

Hình 2.5. Lưu lượng chất lỏng trong bánh công tác
2.5. Quan hệ tương tự trong một bơm ly tâm
Sinh viên: Nguyễn Thanh Tuấn Lớp: Thiết bị dầu khí K_50
14
Trường Đại học Mỏ - Địa Chất Đồ án tốt nghiệp
Khi số vòng quay làm việc n của bơm thay đổi, các thông số làm việc
khác của bơm cũng thay đổi theo.
Thực nghiệm chứng tỏ rằng, khi bơm ly tâm với số vòng quay thay đổi ít
(dưới 50% so với số vòng quay định mức) thì hiệu suất của bơm thay đổi tương
đối ít, có thể xem như không đổi
η
= const. Mặt khác các tam giác vận tốc đều
tỷ lệ với số vòng quay, nên các tam giác vận tốc sẽ đồng dạng với nhau. Do đó

các chế độ làm việc khác nhau của bơm trong trường hợp này xem như các
trường hợp tương tự.
Trong thực tế, ngoài số vòng quay làm việc thay đổi còn có thể gặp
trường hợp trọng lượng riêng
γ
của chất lỏng thay đổi, đường kính ngoài D của
bánh công tác thay đổi. Để đáp ứng yêu cầu sử dụng, khi cần giảm cột áp và lưu
lượng so với định mức, có thể giảm bớt đường kính D (chỉ trong phạm vi 10%),
và hiệu suất của bơm coi như không đổi. Có thể xem các chế độ làm việc của
bơm trong trường hợp này là các chế độ làm việc tương tự.
Gọi Q
1
, H
1
, N
1
– Là lưu lượng, cột áp và công suất ứng với D
’
,
1
γ
và n
1
.
Gọi Q
2
, H
2
, N
2

– Là lưu lượng, cột áp và công suất ứng với D
”
,
2
γ
và n
Bảng 2.1. Quan hệ tương tự trong một bơm ly tâm
Các thông
số
Khi
γ
thay đổi
Khi n
thay đổi
Khi D
thay đổi
Khi
γ
, n, D
thay đổi
Lưu
lượng Q
Q
2
= Q
1
Q
2
=
1

2
n
n
Q
1
Q
2
=
3
'
''








D
D
Q
1
Q
2
=
3
'
''
1

2








D
D
n
n
Q
1
Cột áp
H
H
2
=
2
1
γ
γ
H
1
H
2
=
2

1
2








n
n
H
1
H
2
=
2
'
''








D
D

H
1
H
2
=
2
'
''
2
1
2
2
1
















D

D
n
n
γ
γ
H
1
Công suất
N
N
2
=
1
2
γ
γ
N
1
N
2
=
3
1
2









n
n
N
1
N
2
=
5
'
''








D
D
N
1
N
2
=
5
'
''

3
1
2
1
2
















D
D
n
n
γ
γ
N
1
2.6. Đường đặc tính của bơm ly tâm

Các thông số bơm như H, Q, N,
η
thay đổi theo các chế độ làm việc của
bơm với số vòng quay n không đổi hoặc thay đổi.
Các quan hệ H = f(Q), N = f(Q),
η
= f(Q) biểu thị đặc tính làm việc của
bơm, được biểu diễn dưới dạng giải tích theo phương trình đặc tính, dưới dạng
đồ thị được gọi là đường đặc tính của bơm.
Sinh viên: Nguyễn Thanh Tuấn Lớp: Thiết bị dầu khí K_50
15
o
90
β

<
2
1
α
c
2
2
w
2
c
c
2u
Trường Đại học Mỏ - Địa Chất Đồ án tốt nghiệp
Các đường đặc tính ứng với số vòng quay làm việc không đổi (n = const)
được gọi là đường đặc tính làm việc, ứng với nhiều số vòng quay (n biến thiên)

được gọi là đường đặc tính tổng hợp.
Trong ba đường đặc tính nêu trên, quan trọng nhất là đường đặc tính cột
áp H = f(Q), cho biết khả năng làm việc của bơm nên được gọi là đường đặc tính
cơ bản.
Từ đường H = f(Q) ta có thể suy ra N = f(Q),
η
= f(Q).
2.6.1. Đường đặc tính lý thuyết
Từ phương trình cơ bản có thể xây dựng đường đặc tính lý thuyết của bơm ly
tâm.
- Theo công thức trên : H
l
∞
=
g
cu
u22
(2.18)
- Từ tam giác vận tốc ở cửa ra:
Hình 2.6. Tam giác vận tốc ở cửa ra
Trong đó:
c
2u
=u
2
–c
2R
.cotg
2
β

(2.19)
- Mặt khác, từ công thức lưu lượng lý thuyết, có thể suy ra:
c
2R
=
22
1
.. bD
Q
π
(2.20)
- Thay các biểu thức trên vào công thức cột áp lý thuyết:
H
l
∞
=
g
gcuu
R 222
2
2
cot..
β
−
=
g
u
2
2
-

1
22
22
...
cot.
Q
gbD
gu
π
β
(2.21)
- Đối với bơm cho trước u
2
, b
2,
D
2
là những đại lượng không đổi, nên
phương trình đặc tính lý thuyết có dạng:
H
l
∞
=a–b.cotg
2
β
.Q
1
(2.22)
Sinh viên: Nguyễn Thanh Tuấn Lớp: Thiết bị dầu khí K_50
16

0
Q
l
A
'
A
A
''
'''
'''
''
'
o
90
(β < )
2
H
l
l
H
2
(β = )
90
o
o
90
(β > )
2
H
l

l
H
A
D
D
D
D
C
B
Trường Đại học Mỏ - Địa Chất Đồ án tốt nghiệp
a, b - Là những hằng số dương.
Đường biểu diễn phương trình này được gọi là đường đặc tính cơ bản lý
thuyết. Đó là đường không đi qua gốc toạ độ, có hệ số góc tuỳ thuộc vào trị số
góc ra của bánh dẫn
2
β
.
Hình 2.7. Đường đặc tính lý thuyết và đường đặc tính tính toán
Nếu
2
β
> 90
o
, cotg
2
β
< 0, đường AB
Nếu
2
β

= 90
o
, cotg
2
β
= 0, đường AC
Nểu
2
β
< 90
o
, cotg
2
β
> 0, đường AD
Đối với bơm ly tâm,
2
β
< 90
o
, do đó đường đặc tính của bơm ly tâm là
đường nghịch biến bậc nhất AD. Đây là đường đặc tính cơ bản lý thuyết của
bơm ly tâm (đường nghịch biến bậc nhất) khi chưa xét số cánh dẫn hữu hạn và
tổn thất.
- Khi kể tới ảnh hưởng do số cánh dẫn hữu hạn, đường đặc tính trở thành
đường
''
DA
, có dạng:
H

l
=
Z
ε
. H
l
∞
Trong đó:
Z
ε
< 1 là hệ số kể đến ảnh hưởng của số cánh dẫn hữu hạn.
- Khi kể tới các loại tổn thất thuỷ lực của dòng chất lỏng qua bánh công
tác, các loại tổn thất thuỷ lực này đều tỷ lệ với bình phương của vận tốc, nghĩa là
bình phương của lưu lượng, đường đặc tính trở thành đường cong bậc hai
''''
DA
.
- Khi kể tới các loại tổn thất cơ khí và lưu lượng thì đường đặc tính dịch
về phía trái và thấp hơn
''''
DA
một chút, đó là đường
''''''
DA
. Đây chính là đường
đặc tính cơ bản tính toán của bơm ly tâm.
2.6.2. Đường đặc tính thực nghiệm
Sinh viên: Nguyễn Thanh Tuấn Lớp: Thiết bị dầu khí K_50
17
0

0
0
N(kW)
N
η
(%)
0
]
ck
[
H
η
H
H(m)
Trường Đại học Mỏ - Địa Chất Đồ án tốt nghiệp
Việc xây dựng đường đặc tính tính toán rất phức tạp và khó khăn, bởi vậy
trong kỹ thuật thường xây dựng các đường đặc tính bằng các số liệu đo được khi
khảo nghiệm trên các máy cụ thể. Đó là đường đặc tính thực nghiệm H – Q, N –
Q,
η
- Q của bơm.
Đối với bơm ly tâm, ngoài 3 đường đặc tính trên còn có đường biểu diễn
quan hệ cột áp chân không cho phép với lưu lượng [H
CK
] = f(Q).
Hình 2.8. Đường đặc tính thực nghiệm của bơm ly tâm
Nhìn chung, đường đặc tính xây dựng bằng phương pháp thực nghiệm
cũng có dạng giống đường đặc tính xây dựng bằng phương pháp tính toán nhưng
chúng không trùng nhau. Điều đó chứng tỏ bằng tính toán không xác định được
đầy đủ và hoàn toàn chính xác các loại tổn thất xảy ra trong bơm. Vì thế, việc

nghiên cứu các loại máy thuỷ lực nói chung và máy bơm nói riêng bằng phương
pháp thuỷ lực là vô cùng quan trọng.
Công dụng của đường đặc tính làm việc của bơm:
- Các đường đặc tính H – Q, N – Q,
η
- Q, cho phép xác định khu vực
làm việc có lợi nhất ứng với hiệu suất cao nhất [
η
max
hoặc
η
= (
η
max
– 7%)].
- Qua hình dạng của đường đặc tính có thể biết tính năng làm việc của
bơm để sử dụng bơm một cách hợp lý.
- Đường đặc tính [H
CK
] = f(Q) để tính toán ống hút và xác định vị trí đặt
bơm một cách hợp lý.
2.6.3. Đường đặc tính tổng hợp
Mỗi đường đặc tính làm việc được xây dựng với một số vòng quay làm
việc không đổi của bơm. Nếu thay đổi tốc độ làm việc (vòng/phút) thì đường đặc
Sinh viên: Nguyễn Thanh Tuấn Lớp: Thiết bị dầu khí K_50
18
N(kW)
H(m)
3
Q(l/s)

0
0
Q(m/h)
H - Q
l
B
H - Q
Q
H
A
Q
A
A
H
0
Trường Đại học Mỏ - Địa Chất Đồ án tốt nghiệp
tính làm việc cũng thay đổi theo. Để biết nhanh sự thay đổi các thông số Q, H,
N,
η
của bơm khi n thay đổi, cần xây dựng đường đặc tính tổng hợp.
Hình 2.9. Đường đặc tính tổng hợp của bơm ly tâm
Đường đặc tính tổng hợp của bơm là đường biểu diễn các quan hệ Q – H,
N – H với các số vòng quay làm việc khác nhau, trên đó các điểm làm việc cùng
hiệu suất được nối với nhau thành những đường cong gọi là đường cùng hiệu
suất (đường đẳng hiệu suất).
2.7. Điểm làm việc và điều chỉnh chế độ làm việc của bơm ly tâm
2.7.1. Điểm làm việc của bơm ly tâm
Bơm bao giờ cũng làm việc trong một hệ thống cụ thể nào đấy. Khi bơm
làm việc ổn định thì cột áp “đẩy” của bơm bằng cột áp “cản” của hệ thống. Hay
nói một cách khác, một chế độ làm việc của bơm trong một hệ thống có thể biểu

diễn bằng giao điểm của hai đường đặc tính (của bơm và của hệ thống) trong
cùng một toạ độ
Trên hình 2.10, điểm A là giao điểm của hai đường đặc tính của bơm và
hệ thống hiển thị một chế độ làm việc của hệ thống bơm với cột áp H
A
và lưu
lượng Q
A
.
Sinh viên: Nguyễn Thanh Tuấn Lớp: Thiết bị dầu khí K_50
19
H
A
A
Q
A
H
Q
H - Q
B
l
H - Q
H - Q
(
ζ )
B
A
(
ζ )
B

B
H
Q
B
0
Trường Đại học Mỏ - Địa Chất Đồ án tốt nghiệp
Hình 2.10. Điểm làm việc của bơm
2.7.2. Điều chỉnh chế độ làm việc của bơm ly tâm
Khi bơm làm việc trong hệ thống nhất định thì chỉ có một điểm làm việc
cho một giá trị cột áp H và lưu lượng Q nhất định. Trong quá trình làm việc, do
yêu cầu kỹ thuật nhiều khi cần phải thay đổi điểm làm việc của bơm và hệ thống.
Quá trình thay đổi điểm làm việc của bơm theo yêu cầu được gọi là quá trình
điều chỉnh.
Để nhận được điểm làm việc mới của bơm có hai nhóm phương pháp điều
chỉnh: thay đổi đặc tính đường ống và thay đổi đặc tính máy bơm.
Thay đổi đặc tính đường ống thường được thực hiện nhờ khoá trên ống
đẩy. Phương pháp này gọi là điều chỉnh bằng khoá (điều chỉnh bằng tiết lưu).
Thay đổi đường đặc tính máy bơm được thực hiện bằng cách thay đổi số
vòng quay trên trục bơm.
2.7.2.1. Điều chỉnh bằng khoá (điều chỉnh bằng tiết lưu)
Nội dung của phương pháp này là tạo nên sự thay đổi đường đặc tính lưới
bằng cách điều chỉnh (đóng hoặc mở) khoá trên ống đẩy để thay đổi lưu lượng
của hệ thống (không điều chỉnh bằng khoá ở ống hút vì dễ gây ra hiện tượng
xâm thực).
Hình 2.11. Điều chỉnh bơm bằng khoá
- Khi mở khoá hoàn toàn, sẽ có điểm làm việc A (H
A
, Q
A
).

- Khi đóng bớt khoá lại thì tổn thất khoá sẽ tăng lên, lưu lượng của hệ
thống giảm, nghĩa là đường đặc tính lưới sẽ thay đổi dốc hơn, trong khi đặc tính
bơm không đổi. Do đó điểm làm việc từ A chuyển về B (H
B,
Q
B
).
Sinh viên: Nguyễn Thanh Tuấn Lớp: Thiết bị dầu khí K_50
20
H
A
A
Q
A
H
Q
H - Q
B
l
H - Q
B
H - Q
H - Q
B B
(n > n )
A
(n )
A
A
(n < n )

C
B
H
C
H
B
C
Q
C
Q
B
0
A
Q
B
H
A
A
(D )
A
(D < D )
B
B
H - Q
H - Q
B
H - Q
l
Q
H

A
Q
B
B
H
0
Trường Đại học Mỏ - Địa Chất Đồ án tốt nghiệp
Phương pháp điều chỉnh này đơn giản, thuận tiện nhưng không kinh tế vì
gây thêm tổn thất ở khoá khi điều chỉnh và chỉ điều chỉnh được trong phạm vi
hạn chế.
2.7.2.2. Điều chỉnh bằng thay đổi số vòng quay của trục bơm
Nội dung của phương pháp này là thay đổi đường đặc tính riêng của bơm
bằng cách thay đổi số vòng quay của trục bơm.
Hình 2.12. Điều chỉnh bơm bằng cách thay đổi số vòng quay
Điểm làm việc A (H
A
, Q
A
) ứng với số vòng quay làm việc n
A
. Khi tăng số
vòng quay đến n
B
> n
A
thì đường đặc tính của bơm sẽ thay đổi, trong khi đó
đường đặc tính lưới không thay đổi, điểm làm việc từ A chuyển đến B (H
B,
Q
B

).
Khi số vòng quay trên trục thay đổi không quá 50% số vòng quay định
mức thì hiệu suất máy bơm hầu như không đổi. Cần lưu ý chỉ được điều chỉnh
theo xu hướng giảm số vòng quay.
Phương pháp này dùng cho bơm có thiết bị thay đổi số vòng quay.
Phương pháp này kinh tế hơn so với phương pháp trên. Nhưng đối với với bơm
không có thiết bị thay đổi số vòng quay làm việc thì phương pháp trên thông
dụng hơn.
2.7.2.3. Điều chỉnh bằng cách gọt bánh xe công tác
Nội dung của phương pháp là thay đổi đường đặc tính riêng của bơm bằng
cách thay đổi đường kính bánh xe công tác.
Sinh viên: Nguyễn Thanh Tuấn Lớp: Thiết bị dầu khí K_50
21
K/v
Không
ÔĐ
K/v
ÔĐ
H
Q
H - Q
B
l
H - Q
T
0
Trường Đại học Mỏ - Địa Chất Đồ án tốt nghiệp
Hình 2.13. Điều chỉnh bơm bằng cách gọt bánh xe công tác
Trên hình vẽ mô tả máy bơm có đường kính bánh xe công tác D
A

, khi làm
việc trong hệ thống có lưu lượng Q
A
. Để đạt được lưu lượng Q
B
theo yêu cầu
phải tính toán gọt bánh xe công tác đến đường kính D
B
.
Để đảm bảo hiệu suất bơm hầu như không đổi, tỷ lệ gọt cần nằm trong
giới hạn cho phép.
Gọt bánh xe công tác là một phương pháp điều chỉnh hiệu quả, đơn giản
để thay đổi lâu dài chế độ làm việc của máy bơm. Nếu muốn khôi phục lại chế
độ làm việc cũ, cần thay lại bánh xe công tác.
2.7.2.4. Khu vực điều chỉnh
Để điều chỉnh bơm cần thay đổi đường đặc tính lưới hoặc thay đổi đường
đặc tính bơm. Nhưng thực tế không phải có thể điều chỉnh điểm làm việc về bất
cứ điểm nào trên đường đặc tính của bơm.
Ví dụ: Trên hình 2.14 biểu thị bơm làm việc trong hệ thống với các đường
đặc tính đã nêu. Trong đó, đường đặc tính của bơm có dạng lồi. T là điểm giới
hạn, chia đường đặc tính ra làm hai khu vực: bên phải điểm T là khu vực làm
việc ổn định, còn bên trái điểm T tuỳ theo vị trí của đường đặc tính lưới, bơm có
thể làm việc không ổn định gọi là khu vực làm việc không ổn định của bơm.
Hình 2.14. Khu vực điều chỉnh bơm
Thực nghiệm chứng tỏ rằng:
- Không thể điều chỉnh bơm trong khu vực không ổn định.
Sinh viên: Nguyễn Thanh Tuấn Lớp: Thiết bị dầu khí K_50
22
C
Q =

+
C
2
Q
C
1
Q
H - Q
Q
2
Q

2

1
Q <
C
1
Q +
1
Q
Q = Q
B
2
1
2
A
H - Q
H - Q
2

H - Q
C
B
Q
1
Q
2
lu?i
Q
H
H
B
0
C
C
Trường Đại học Mỏ - Địa Chất Đồ án tốt nghiệp
- Khi khởi động bơm, cần hạ thấp H
lưới
để điểm làm việc của bơm không
rơi vào khu vực không ổn định.
Vị trí của điểm giới hạn T phụ thuộc vào góc
2
β
. Góc
2
β
càng nhỏ thì
khu vực làm việc không ổn định càng nhỏ.
2.8. Ghép bơm ly tâm
Trong thực tế có trường hợp phải ghép nhiều bơm làm việc trong cùng

một hệ thống, khi trong hệ thống có yêu cầu cột áp hoặc lưu lượng lớn hơn cột
áp, lưu lượng của một bơm, có hai cách ghép sau đây:
2.8.1. Ghép song song
Dùng trong trường hợp hệ thống có yêu cầu lưu lượng lớn hơn lưu lượng
của một bơm. Điều kiện để các bơm ghép song song có thể làm việc được là khi
làm việc, các bơm ghép có cùng một cột áp:
H
1
= H
2
= H
3
= ... = H
i
Để xác định lưu lượng của bơm ghép song song làm việc trong cùng một
hệ thống, cần xây dựng đường đặc tính chung của các bơm ghép (H - Q
C
) và biết
đường đặc tính lưới (H
lưới
- Q).
Đường đặc tính chung của các bơm ghép song song (H - Q
C
) trong hệ
thống được xây dựng bằng cách cộng các lưu lượng với cùng một cột áp (cộng
các hoành độ trên cùng một tung độ).
Ví dụ: Khảo sát hai bơm có đường đặc tính khác nhau: (H
1
– Q) và (H
2

–
Q) ghép song song (hình 2.15), có thể thấy với mọi cột áp H > H
B
trong hệ thống
chỉ có bơm 2 làm việc. Khi H = H
B
cả hai bơm đều cùng làm việc nhưng lưu
lượng của hệ thống chỉ bằng lưu lượng của bơm 2 ứng với điểm B (Q
B
= Q
2
)
Hình 2.15. Ghép song song hai bơm ly tâm
Điểm C (giao điểm của đường đặc tính chung các bơm ghép H
C
– Q và
đường đặc tính lưới H
l
– Q) là điểm làm việc của các bơm ghép trong hệ thống.
Sinh viên: Nguyễn Thanh Tuấn Lớp: Thiết bị dầu khí K_50
23
Trường Đại học Mỏ - Địa Chất Đồ án tốt nghiệp
Khi đó bơm 1 làm việc với Q
1
C
, bơm 2 làm việc với Q
2
C
. Như vậy, tổng lưu
lượng của hai bơm ghép song song trong hệ thống nhỏ hơn tổng lưu lượng của

hai bơm đó khi làm việc riêng rẽ trong cùng một hệ thống
Q
C
= Q
1
C
+ Q
2
C
< Q
1
+ Q
2
(vì hệ thống làm việc với nhiều bơm ghép song song có cột áp lớn hơn do lưu
lượng trong hệ thống tăng lên so với khi từng bơm riêng rẽ làm việc trong hệ
thống).
Nhận xét:
- Điều chỉnh hệ thống có các bơm ghép song song tương đối phức tạp khi
các bơm ghép có đường đặc tính khác nhau nhiều. Do vậy cần ghép các bơm có
đường đặc tính gần giống nhau.
- Ghép bơm song song có hiệu quả lớn khi đường đặc tính của chúng thoải
(có độ dốc nhỏ) và đường đặc tính của lưới không dốc lắm, do đó nên ứng dụng
ghép song song trong các hệ thống bơm cần thay đổi ít, nhưng lưu lượng thay
đổi nhiều.
- Số lượng bơm ghép song song để tăng lưu lượng trong hệ thống có giới
hạn nhất định. Xác định bởi đường đặc tính chung và đường đặc tính lưới của
các bơm ghép.
Như vậy, nếu ghép song song nhiều bơm quá thì hiệu quả thấp, không
kinh tế. Trong trường hợp cần thiết ta nên chọn loại bơm khác có lưu lượng lớn
hơn phù hợp với yêu cầu làm việc của hệ thống.

2.8.2. Ghép nối tiếp
Dùng trong trường hợp hệ thống có yêu cầu cột áp lớn hơn cột áp của một
bơm.
Điều kiện ghép nối tiếp:
- Các bơm ghép phải làm việc với lưu lượng như nhau:
Q
1
= Q
2
= Q
3
= ... = Q
i
- Cột áp làm việc của hệ thống có ghép nối tiếp bơm khi Q = const bằng
tổng cột áp của các bơm ghép:
H
c
= H
1
+ H
2
+ H
3
+ ... + H
i
Đường đặc tính chung của các bơm ghép (H
C
- Q) được xây dựng bằng
cách cộng các cột áp của riêng từng bơm với cùng một lưu lượng (cộng các tung
độ trên cùng một hoành độ).

Sinh viên: Nguyễn Thanh Tuấn Lớp: Thiết bị dầu khí K_50
24
A
Q
C
1
H
H - Q
H - Q
1
2
H =
H
2
C
Q
H + H
1
H H
2
H - Q
C
H
H - Q
l
0

1

2

Trường Đại học Mỏ - Địa Chất Đồ án tốt nghiệp
Ví dụ: Khảo sát hai bơm 1 và 2 có đường đặc tính khác nhau ghép nối tiếp
(hình 2.16), làm việc trong một hệ thống. Điểm A (giao điểm của đường đặc tính
chung H
C
– Q và đường đặc tính lưới H
l
– Q) là điểm làm việc của các bơm ghép
trong hệ thống, xác định lưu lượng Q và cột áp của hai bơm ghép (H
1
+H
2
).
Hình 2.16. Ghép nối tiếp hai bơm ly tâm
Nhận xét:
- Khi ghép nối tiếp nên chọn những bơm và hệ thống có đường đặc tính
dốc nhiều mới có hiệu quả cao, vì khi thay đổi lưu lượng ít đã tăng được cột áp
theo yêu cầu.
- Khi ghép hai bơm 1 và 2 nối tiếp liền nhau cần chú ý bơm 2 phải làm
việc với áp suất cao hơn bơm 1 vì nếu không đủ sức bền bơm 2 sẽ bị hỏng. Vì
thế phải chọn trên ống đẩy của bơm 1 điểm nào không gây nguy hiểm cho bơm 2
để ghép.
- Việc ghép bơm làm việc nối tiếp trong hệ thống tương đối phức tạp,
không thuận tiện và kinh tế bằng chọn một bơm có cột áp cao đáp ứng được yêu
cầu làm việc. Chỉ nên ghép nối tiếp các bơm trong trường hợp cần thiết.
CHƯƠNG 3
CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA
MÁY BƠM LY TÂM H
Π
C 65/35-500

Sinh viên: Nguyễn Thanh Tuấn Lớp: Thiết bị dầu khí K_50
25