Bơm ly tâm dùng trong công nghiệp dầu mỏ, hóa dầu và khí thiên nhiên - Phần 22

Bảng H.4 - Các vật liệu của đường ống

Phụ lục I

(quy định)

Phân tích bên

I.1 Phân tích bên

I.1.1 Yêu cầu chung

Nếu yêu cầu phân tích bên (xem 9.2.4.1), phương pháp và đánh giá kết quả phải được quy định trong I.1.2 đến I.1.5. Bảng I.1 minh họa quy trình phân tích. Phương pháp và đánh giá kết quả phải đặc biệt với động cơ xử lý chất lỏng trục nằm ngang.

Bảng I.1 - Sơ đồ lô gíc phân tích bên của rô to

I.1.2 Các tần số riêng

Báo cáo phải trình bày các nội dung sau:

a) Các tần số uốn “khô” riêng của lần thứ nhất, thứ hai và thứ ba của rô to (xem Bảng 6.9.1.2).

CHÚ THÍCH 1: Các tần số uốn "khô” riêng là các điểm tham khảo hữu ích khi phân tích trình tự các tần số riêng tắt dần.

CHÚ THÍCH 2: Thực hành thiết kế thông thường nhằm khảo sát các mẫu công xôn, khớp nối, vành chặn và chỉnh đặt tần số uốn riêng ban đầu tại phạm vi riêng biệt ít nhất 20 % tần số kích thích cao nhất (dựa trên tốc độ liên tục lớn nhất) trước khi tiến hành phân tích bên của rô to.

b) Tất cả các tần số riêng tắt dần trong dải tần số từ 0 (zero) đến gấp 2,2 lần tốc độ liên tục lớn nhất, phải được tính trong dải tốc độ từ 25 % đến 125 % định mức, phải tính đến điều kiện sau đây:

1) Độ cứng và độ tắt dần theo khe hở vận hành bên trong như sau tại nhiệt độ mong muốn:

• Độ hở với nước;
• Độ hở với chất lỏng được bơm;
• 2 (hai lần) độ hở với chất lỏng được bơm;

2) Độ cứng và độ tắt dần tại cụm làm kín trục (nếu là loại đường ríc rắc)

3) Độ cứng và độ tắt dần trong các ổ trục đối với khe hở và nhiệt độ dầu trung bình. Tác động lên độ cứng và độ tắt dần của ổ trục trong bơm thông thường rất nhỏ khi so sánh với khe hở vận hành bên trong; Do vậy, khá hiệu quả khi phân tích các ổ trục tại khe hở và nhiệt độ dầu trung bình.

4) Khối lượng và độ cứng của kết cấu đỡ ổ trục;

5) Tiêu chí ống lót nửa khớp nối của bơm và miếng đệm nửa khớp nối.

CHÚ THÍCH: Mặc dù tần số riêng tắt dần theo trình tự cao hơn có thể gần cánh bánh công tác, không có kinh nghiệm về động cơ xử lý chất lỏng đối với các sự cố động lực học rô to xấp xỉ như vậy. Điều này là do trình tự các hình mẫu phức tạp, năng lượng kích thích khá thấp và hệ số tắt dần tại tần số cao hơn liên quan.

c) Các giá trị hoặc cơ sở các hệ số độ tắt dần và độ cứng được sử dụng để tính toán.

I.1.3 Phạm vi tách biệt và độ tắt dần

Đối với độ lõm mới và độ lõm mới 2, hệ số tắt dần ngược với phạm vi tách biệt giữa bất kỳ tần số uốn riêng nào và đồng thời đường vận hành liên tục phải trong phạm vi “có thể chấp nhận" vùng được cho trong Hình I.1. Nếu không thỏa mãn điều kiện này, phản ứng độ tắt dần không cân bằng phải được xác định (xem I.1.4)

CHÚ THÍCH: Trong các động cơ xử lý chất lỏng, đánh giá các đặc tính động lực học ban đầu của rô to căn cứ vào độ tắt dần ngược với phạm vi tách biệt chứ không phải hệ số khuếch đại ngược với phạm vi tách biệt. Hai hệ số chiếu cơ sở ban đầu. Đầu tiên, tần số riêng của rô to tăng với tốc độ quay, dẫn đến chênh áp qua khoảng hở bên trong và dẫn đến tăng tốc độ quay. Trên biểu đồ Campbell (Hình I.2), điều này có nghĩa là tách biệt gần hơn giữa tốc độ vận hành và các tần số riêng giữa tốc độ vận hành và tốc độ tới hạn. Vì hệ số khuếch đại tại tách biệt khép kín là không liên quan đến kích động đồng thời (mất cân bằng) của rô to, và điều đó tăng lên chỉ khi tính toán xấp xỉ căn cứ vào độ tắt dần. Thứ hai, độ tắt dần cho phép đặc tính kỹ thuật ở giá trị nhỏ nhất của tần số riêng theo tỷ lệ tốc độ vận hành từ 0,8 đến 0,4, do vậy đảm bảo rằng rô to phải không bị rung đồng thời.

Lượng giảm lôgarit, , liên quan đến hệ số giảm tắt dần, theo công thức (I.1):

d = (2p. )/(1 -. ²)0,5

Lên đến 0,4, mối quan hệ xấp xỉ được cho trong công thức (1.2) giữa d và hệ số khuếch đại, F_a

= d/2p

= 1/(2 x F_a)

Trong các động cơ xử lý chất lỏng, các điều kiện tắt dần tới hạn tương đương với:

≥ 0,15

≥ 0,95

F_a ≤ 3.33

CHÚ THÍCH 1: Các giá trị đưa ra cho các điều kiện tắt dần tới hạn trong các động cơ xử lý chất lỏng khác với các điều kiện trong các tiêu chuẩn API đối với các động cơ xử lý khí và hơi. Độ chênh lệch phản ánh thực tế vận hành tốt với các động cơ xử lý chất lỏng được thiết kế sử dụng các giá trị trong phụ lục này.

CHÚ THÍCH 2: Độ tắt dần của · ≥ 0,08 qua phạm vi từ f_ni^If_run 0,8 đến 0,4 được hỗ trợ bởi thiết kế và kinh nghiệm vận hành của các động cơ xử lý chất lỏng, cho thấy thiết kế đáp ứng yêu cầu này và không đồng thời rung rô to.

I.1.4 Phân tích phản ứng mất cân bằng tắt dần

Nếu hệ số tắt dần trái ngược với phạm vi tách biệt đối với một chế độ hoặc các chế độ không được chấp nhận theo tiêu chí trong Hình I.1. Phản ứng tắt dần của rô to để mất cân bằng phải được xác định cho các chế độ theo các cơ sở sau:

a) chất lỏng được bơm;

b) (các) điều kiện khe hở, mới hoặc 2. Mới, gây ra độ tắt dần ngược với phạm vi tách biệt không hợp lý;

c) tổng độ mắt cân bằng của bốn lần (4) giá trị cho phép (xem Bảng 9.2.4.2.1) lấy chung ở một hoặc nhiều điểm để kích động các chế độ được khảo sát.

Chỉ khảo sát một chế độ mỗi lần vận hành máy tính.

I.1.5 Độ dịch chuyển cho phép

Độ dịch chuyển từ đỉnh này đến đỉnh khác của rô to bị mất cân bằng tại các điểm của độ dịch chuyển lớn nhất phải không vượt quá 35 % khe hở vận hành hướng tâm tại điểm đó.

CHÚ THÍCH: Trong bơm ly tâm, phản ứng tắt dần điển hình để mất cân bằng không thể hiện đỉnh dịch chuyển ở độ lớn đủ để đánh giá hệ số khuếch đại. Trong vòng giới hạn này, việc đánh giá phản ứng tắt dần để mất cân bằng bị giới hạn trong việc so sánh độ dịch chuyển rô to theo khe hở vận hành hướng tâm sẵn có.

CHÚ DẪN

X Tỷ số tần suất, f_ni/f_run ..

Y Hệ số tắt dần

1 Vùng chấp nhận được

2 Vùng không chấp nhận được

Hình I.1 - Tỷ số tần suất ngược hệ số tắt dần

CHÚ DẪN

Hình I.2 - Sơ đồ Campbell điển hình

• I.2 Kiểm tra xác nhận tại xưởng đặc tính động lực học của rô to

I.2.1 Nếu được quy định, đặc tính động lực học của rô to phải được kiểm tra xác nhận trong quá trình thử nghiệm tại xưởng. Phản ứng đối với sự mất cân bằng thực tế của rô to phải là cơ sở để xác nhận tính phù hợp trong phân tích bên tắt dần. Phản ứng này được đo trong quá trình bằng vận hành tốc độ thay đổi từ tốc độ định mức xuống đến 75 % tốc độ tới hạn đầu tiên hoặc bằng trong quá trình di chuyển xuống dốc. Nếu phản ứng đối với sự mất cân bằng tắt dần không được xác định trong phân tích rô to ban đầu (xem I.1.4) thì phản ứng này phải được xác định đối với bơm có các khoảng hở mới xử lý nước trước khi tiến hành thử nghiệm tại xưởng. Việc thử nghiệm mất không cân bằng này phải được tiếp tục thực hiện có hướng ở các pha có tính mất cân bằng dư tại các vị trí do nhà sản xuất xác định (thường là tại các khớp nối và/hoặc vành chặn).

CHÚ THÍCH: Mục tiêu chính của công tác kiểm tra xác nhận tại xưởng bằng phản ứng đối với sự mất cân bằng là để xác định tính hiện hữu của tốc độ tới hạn (độ rung lớn nhất) trong khoảng dung sai của giá trị đã tính toán, hoặc nếu qua phân tích chỉ ra tốc độ tới hạn tắt dần lớn, độ rung lớn nhất trong khoảng dung sai giá trị đã tính toán. Việc kiểm tra xác nhận tại xưởng bằng phương pháp này chỉ khả thi đối với bơm có các ống lót cổ trục và được trang bị đầu dò độ gần ở mỗi ổ trục.

I.2.2 Độ lớn và vị trí của các lần thử nghiệm tính mất cân bằng phải được xác định từ khi chế tạo độ nhạy mất cân bằng của rô to. Việc chế tạo này phải được thực hiện khi quỹ đạo rung tại mỗi ổ trục, được lọc sang tốc độ rô to (1) trong suốt hai lần vận hành thử nghiệm sau:

a) cùng với rô to có sẵn;

b) cùng với khối lượng mất cân bằng thử nghiệm cộng với 90° khi di chuyển lớn nhất trong khi vận hành a).

Độ lớn thử nghiệm tính mất cân bằng phải là sự di chuyển trục lớn nhất đã tính toán gây ra bởi tính mất cân bằng tổng hợp (thử nghiệm mất cân bằng dư) là 150 % tới 200 % mức di chuyển cho phép từ Bảng 8 hoặc Bảng 9 tại đầu dò ổ trục nhưng không được vượt quá 8 lần mức mất cân bằng rô to cho phép lớn nhất.

I.2.3 Trong quá trình thử nghiệm, sự dịch chuyển rung và góc pha tương ứng, lọc tốc độ rô to (1·) phải được đo và ghi lại.

I.2.4 Đặc tính của rô to phải được xem xét là đạt nếu đáp ứng các yêu cầu sau:

a) tốc độ tới hạn quan sát (độ rung tối đa và độ lệch pha tương ứng) trong khoảng ± 10 % (các) giá trị đã tính toán;

b) biên độ rung đã đo được trong khoảng 35 % các giá trị tính toán.

Tốc độ tới hạn tắt dần lớn không được quan sát thì việc có phản ứng của rô to trong vùng có tốc độ tới hạn tắt dần cao đã tính toán được kiểm tra xác nhận bằng phân tích.

I.2.5 Nếu không đáp ứng được tiêu chí cho trong I.2.4, thì hệ số độ cứng hoặc hệ số tắt dần hoặc cả hai hệ số trên được sử dụng trong tính toán tần suất riêng phải được điều chỉnh để tương thích giữa kết quả đo và kết quả tính toán. Hệ số của một loại yếu tố, khe hở hình khuyên có LID< 0,15, khe hở hình khuyên có LID> 0,15, sự tương tác bánh công tác và các ổ đỡ phải được điều chỉnh về cùng một hệ số hiệu chỉnh giống nhau. Khi đã có sự tương thích thì các hệ số hiệu chỉnh giống nhau phải được sử dụng để tính toán tần suất riêng của rô to và làm giảm chất lỏng được bơm, và các phạm vi tách của rô to ngược so với hệ số tắt dần được kiểm tra lại để được chấp nhận.

Trong số các hệ số được sử dụng để phân tích bên của rô to, thì các hệ số làm suy giảm khe hở hình khuyên có độ không chắc chắn nhất, do đó thường được điều chỉnh đầu tiên. Hệ số độ cứng của khe hở hình khuyên điển hình luôn có mức không chắc chắn thấp, do đó phải được điều chỉnh chỉ khi dựa trên dữ liệu hỗ trợ. Việc chỉnh sửa hệ số ổ trục yêu cầu phải tiến hành một cách cụ thể bởi các giá trị điển hình dựa trên dữ liệu thực tế đáng tin cậy.

I.2.6 Các phương pháp thay thế để kiểm tra xác nhận đặc tính động lực học của rô to, ví dụ, kích thích biến tần bằng bơm tại tốc độ vận hành để xác định được tần suất riêng của rô to. Việc sử dụng phương pháp thay thế và làm rõ các kết quả phải được sự chấp thuận của khách hàng và nhà sản xuất.

I.3 Lập tài liệu

Báo cáo phân tích bên phải bao gồm các thông tin sau:

a) các kết quả đánh giá ban đầu (xem 9.2.4.1.1);

b) dữ liệu rô to gốc sử dụng để phân tích, có thể là loại gốc;

c) sơ đồ Campbell (xem Hình I.2);

d) biểu đồ tỷ số tắt dần ngược với phạm vi tách biệt;

e) hình mẫu ở các tốc độ tới hạn mà tại đó phản ứng tắt dần làm mất cân bằng được xác định (xem Hình I.1.4);

f) biểu đồ tiệm cận từ việc kiểm tra xác nhận tại xưởng bằng mất cân bằng (xem I.2.3);

g) tổng kết các hiệu chỉnh phân tích để đạt thống nhất với kiểm tra xác nhận tại xưởng (xem 2.5);

Các mục e) đến g) phải thực hiện chỉ khi yêu cầu lập tài liệu phân tích hoặc khách hàng quy định.