Hiểu về tuần hoàn trong máy bơm

Devices

Portable balancer & Vibration analyzer Balanset-1A

$2,335.73 Giá gốc là: $2,335.73.$2,010.50Giá hiện tại là: $2,010.50.

Parts

Vibration sensor

$106.44 Giá gốc là: $106.44.$82.79Giá hiện tại là: $82.79.

Parts

Optical Sensor (Laser Tachometer)

$146.65 Giá gốc là: $146.65.$106.44Giá hiện tại là: $106.44.

Devices

Balanset-4

$8,045.54

Parts

Magnetic Stand Insize-60-kgf

$54.40

Parts

Reflective tape

$11.83

Devices

Dynamic balancer “Balanset-1A” OEM

$2,051.89 Giá gốc là: $2,051.89.$1,773.97Giá hiện tại là: $1,773.97.

Định nghĩa: Tuần hoàn là gì?

Tuần hoàn là hiện tượng mất ổn định dòng chảy xảy ra ở bơm ly tâm và quạt khi vận hành ở lưu lượng thấp hơn đáng kể so với điểm thiết kế (điểm hiệu suất tốt nhất hoặc BEP). Ở lưu lượng thấp, chất lỏng bị đảo ngược một phần, chảy ngược từ vùng xả về phía hút, tạo ra các mô hình tuần hoàn không ổn định tại cửa vào hoặc cửa ra của cánh quạt. Hiện tượng này tạo ra các xung tần số thấp. rung động xung động (thường là 0,2-0,8 lần tốc độ chạy), tiếng ồn, mất hiệu suất và có thể gây ra thiệt hại cơ học nghiêm trọng thông qua tải trọng tuần hoàn, sự tạo bọt, và sưởi ấm.

Tuần hoàn là một trong những điều kiện vận hành gây hại nhất cho máy bơm vì lực thủy lực không ổn định có thể rất lớn, gây ra hỏng ổ trục, hư hỏng phớt, mỏi trục và thậm chí hỏng kết cấu cánh bơm trong trường hợp nghiêm trọng. Việc hiểu và ngăn ngừa tuần hoàn là rất quan trọng đối với độ tin cậy của máy bơm.

Các loại tuần hoàn

1. Tuần hoàn hút

Xảy ra ở cửa vào của cánh quạt (phía hút):

• Cơ chế: Ở lưu lượng thấp, chất lỏng đi vào mắt cánh quạt có góc dòng chảy không đúng
• Tách biệt: Dòng chảy tách ra khỏi bề mặt hút của cánh quạt
• Dòng chảy ngược: Chất lỏng tách ra chảy ngược ra khỏi mắt cánh quạt
• Khởi phát: Thông thường ở mức 60-70% lưu lượng BEP
• Vị trí: Tập trung gần vỏ cánh quạt

2. Tuần hoàn xả

Xảy ra ở cửa xả của cánh quạt (cửa ra):

• Cơ chế: Chất lỏng xả áp suất cao chảy ngược vào chu vi cánh quạt
• Con đường: Qua khe hở (vòng đệm, khe hở bên)
• Trộn: Dòng chảy tuần hoàn trộn lẫn với dòng chảy chính, tạo ra sự nhiễu loạn
• Khởi phát: Thông thường ở mức 40-60% lưu lượng BEP
• Nghiêm trọng hơn: Nói chung gây hại nhiều hơn tuần hoàn hút

3. Tuần hoàn kết hợp

• Cả tuần hoàn hút và xả đều diễn ra đồng thời
• Xảy ra ở lưu lượng rất thấp (< 40% BEP)
• Khả năng rung động và hư hỏng nghiêm trọng nhất
• Nên tránh bằng cách bảo vệ dòng chảy tối thiểu

Chữ ký rung động

Mẫu đặc trưng

• Tính thường xuyên: Không đồng bộ, thường là 0,2-0,8 lần tốc độ chạy
• Ví dụ: Máy bơm 1750 vòng/phút hiển thị xung động 10-20 Hz
• Biên độ: Có thể rung động gấp 2-5 lần khi hoạt động bình thường
• Không ổn định: Tần số và biên độ thay đổi, không phải hằng số
• Thành phần ngẫu nhiên: Tăng băng thông rộng từ nhiễu loạn

Sự phụ thuộc vào dòng chảy

• Lưu lượng cao: Không tuần hoàn, độ rung thấp
• Lưu lượng trung bình (80-100% BEP): Tuần hoàn tối thiểu, độ rung chấp nhận được
• Lưu lượng thấp (50-70% BEP): Quá trình tuần hoàn hút bắt đầu, độ rung tăng lên
• Lưu lượng rất thấp (< 50% BEP): Tuần hoàn mạnh, độ rung rất cao
• Tắt máy: Tuần hoàn tối đa, rung động tối đa và tỷ lệ hư hỏng tối đa

Các chỉ số bổ sung

• Cao rung động trục thành phần
• Tiếng ồn tăng lên (tiếng gầm rú hoặc ầm ầm)
• Mất hiệu suất (áp suất và lưu lượng dưới đường cong)
• Nhiệt độ tăng do tổn thất thủy lực

Hậu quả và thiệt hại

Hiệu ứng tức thì

• Rung động mạnh: Có thể vượt quá giới hạn báo động trong vài phút
• Tiếng ồn: Tiếng ồn lớn và hỗn loạn
• Mất hiệu quả: Tiêu thụ điện năng cao cho lưu lượng được phân phối
• Sưởi ấm: Tổn thất thủy lực chuyển đổi thành nhiệt

Hư hỏng cơ học

• Hỏng ổ trục: Tải trọng tuần hoàn cao làm tăng tốc độ mài mòn ổ trục
• Hư hỏng do niêm phong: Rung động và áp suất xung làm hỏng phớt
• mỏi trục: Ứng suất uốn xen kẽ từ lực thủy lực
• Hư hỏng cánh quạt: Nứt mỏi cánh quạt do tải trọng tuần hoàn

Thiệt hại thủy lực

• Hiện tượng sủi bọt: Các vùng tuần hoàn dễ bị hiện tượng sủi bọt
• Xói mòn: Dòng chảy tuần hoàn tốc độ cao làm xói mòn bề mặt
• Sóng xoáy: Các xoáy trong vùng tuần hoàn tạo bọt

Phát hiện và chẩn đoán

Phân tích rung động

• Tìm kiếm các thành phần không đồng bộ (0,2-0,8×)
• Kiểm tra ở nhiều tốc độ dòng chảy
• Xác định lưu lượng tại nơi bắt đầu xung động (bắt đầu tuần hoàn)
• So sánh với dự đoán đường cong hiệu suất của máy bơm

Kiểm tra hiệu suất

• Đo đường cong lưu lượng đầu thực tế
• So sánh với đường cong thiết kế
• Độ lệch ở lưu lượng thấp cho thấy sự tuần hoàn
• Tiêu thụ điện năng cao hơn dự đoán đường cong

Giám sát âm thanh

• Âm thanh gầm rú hỗn loạn đặc trưng
• Tăng tiếng ồn băng thông rộng
• Có thể nghe và cảm nhận được ở vỏ bơm

Phòng ngừa và giảm thiểu

Chiến lược hoạt động

Bảo vệ dòng chảy tối thiểu

• Lắp đặt đường ống tuần hoàn lưu lượng tối thiểu tự động
• Van mở dưới mức lưu lượng tối thiểu an toàn (thường là 60-70% BEP)
• Tuần hoàn xả trở lại ống hút hoặc bể chứa
• Ngăn chặn hoạt động trong vùng tuần hoàn

Kiểm soát điểm vận hành

• Tránh vận hành dưới lưu lượng liên tục tối thiểu
• Sử dụng ổ đĩa tốc độ thay đổi để phù hợp với nhu cầu của máy bơm
• Nhiều máy bơm nhỏ hơn thay vì một máy bơm lớn (điều chỉnh tốt hơn)
• Vận hành theo giai đoạn của máy bơm song song

Giải pháp thiết kế

• Chất cảm ứng: Giai đoạn đầu vào trục để ổn định lưu lượng hút
• Cánh quạt lưu lượng thấp: Thiết kế đặc biệt cho hoạt động lưu lượng thấp
• Kích thước phù hợp: Không nên bơm quá cỡ (tránh hoạt động ở mức lưu lượng thấp kéo dài)
• Phạm vi hoạt động rộng hơn: Chọn máy bơm có đường cong phẳng chịu được sự thay đổi lưu lượng

Thiết kế hệ thống

• Thiết kế hệ thống vận hành bơm gần BEP
• Cung cấp biên độ NPSH thích hợp để giảm hiện tượng rỗ khí trong các vùng tuần hoàn
• Vị trí van điều khiển để giảm thiểu hiện tượng tiết lưu hút
• Hệ thống tuần hoàn hoặc bỏ qua để đảm bảo lưu lượng tối thiểu

Tiêu chuẩn và hướng dẫn của ngành

Dòng chảy liên tục tối thiểu

• API 610: Chỉ định lưu lượng ổn định liên tục tối thiểu cho máy bơm ly tâm
• Giá trị điển hình: Lưu lượng BEP 60-70% cho bơm hướng tâm, 70-80% cho dòng chảy hỗn hợp
• Cân nhắc về nhiệt: Cũng bị giới hạn bởi nhiệt độ tăng ở lưu lượng thấp

Kiểm tra hiệu suất

• Các thử nghiệm tại nhà máy xác minh điểm bắt đầu tuần hoàn
• Kiểm tra hiệu suất thực địa để xác nhận
• Tiêu chí chấp nhận cho rung động ở lưu lượng tối thiểu

Tuần hoàn là một trong những điều kiện vận hành khắc nghiệt nhất đối với bơm ly tâm. Đặc điểm rung động dưới đồng bộ, biên độ xung động mạnh và khả năng hư hỏng cơ học nhanh chóng của nó khiến việc hiểu rõ các điều kiện khởi động tuần hoàn, áp dụng biện pháp bảo vệ lưu lượng tối thiểu và tránh vận hành lưu lượng thấp mãn tính trở nên thiết yếu đối với độ tin cậy và tuổi thọ của bơm trong công nghiệp.

---

← Quay lại Mục lục chính