Bơm ly tâm dùng trong công nghiệp dầu mỏ, hóa dầu và khí thiên nhiên - Phần 7

6.9.2.10. Nếu được quy định, hoặc nếu thực hiện phép phân tích dao động xoắn tắt dần ở trạng thái ổn định hoặc phép phân tích dao động xoắn ở chế độ chuyển tiếp, nhà sản xuất phải cấp một bản báo cáo chi tiết phép phân tích dao động xoắn. Báo cáo bao gồm các nội dung sau:

a) mô tả các phương pháp được sử dụng để tính tần số riêng;

b) sơ đồ hệ thống khối lượng đàn hồi;

c) bảng mô men quán tính khối lượng và độ cứng xoắn của mỗi phần tử của hệ thống khối lượng đàn hồi;

d) biểu đồ Campbell;

e) Sơ đồ hình dáng có ứng suất lớn nhất đối với mỗi tần số cộng hưởng nếu phép phân tích ứng suất được thực hiện.

6.9.2.11. Ngoài các thông số được sử dụng để thực hiện phép phân tích dao động xoắn không tắt dần ở trạng thái ổn định được xác định trong 6.9.2.2, các yêu cầu sau đây phải có trong phép phân tích dao động xoắn ở chế độ chuyển tiếp:

a) Đặc tính của mô men xoắn trung bình của động cơ, cũng như mô men xung (trục dọc và trục vuông) theo đặc tính tốc độ;

b) Mô men xoắn tải trọng theo đặc tính theo tốc độ;

c) Đặc tính hệ thống điện ảnh hưởng đến điện áp ở cực của động cơ hoặc các giả thiết liên quan đến điện áp ở cực bao gồm phương pháp khởi động như: rẽ mạch, hoặc một số phương pháp giảm điện áp khởi động.

6.9.2.12. Phép phân tích phải đưa ra được mômen xoắn cực đại cũng như quan hệ giữa mômen theo thời gian đối với mỗi một trục trong bộ truyền động.

Các mômen xoắn cực đại được sử dụng để đánh giá khả năng chịu mômen xoắn lớn nhất của các khớp nối, bánh răng và các bộ phận lắp ghép có độ dôi, như là ống bọc khớp nối. Quan hệ mômen theo thời gian phải được sử dụng để xây dựng phép phân tích độ bền mỏi của trục, các chốt (then) và các bộ phận khớp nối.

6.9.2.13. Các đặc tính mỏi và các ứng suất tập trung phù hợp phải được sử dụng.

6.9.2.14. Thuật toán về đặc tính mỏi tích lũy phù hợp phải được sử dụng để xác định giá trị số lần khởi động an toàn. Khách hàng và nhà cung cấp phải thống nhất về số lần khởi động an toàn.

CHÚ THÍCH: Các giá trị sử dụng phụ thuộc vào mô hình phân tích được sử dụng và kinh nghiệm của nhà cung cấp. Số lần khởi động thông thường từ 100 đến 1500. Tiêu chuẩn ANSI/API stđ 541 cần 5000 lần khởi động. Đây là giả thiết phù hợp cho một động cơ vì nó không tăng thêm chi phí đáng kể khi thiết kế. Thiết bị bị dẫn (truyền động), phải được thiết kế tăng lên để đáp ứng yêu cầu này.

VÍ DỤ: Tuổi thọ 20 năm với một lần khởi động trên tuần tương tự với 1040 lần khởi động. Các loại thiết bị này thông thường khởi động vài năm một lần thay vì một lần trên tuần. Do đó, cần thiết xác định rõ số lần khởi động hợp lý.

6.9.3. Sự rung

6.9.3.1. Sự rung của bơm ly tâm biến đổi theo dòng chảy, thường đạt giá trị nhỏ nhất trong vùng lân cận với lưu lượng dòng chảy ở điểm có hiệu suất lớn nhất và tăng khi lưu lượng dòng chảy tăng hoặc giảm. Sự thay đổi trong rung khi lưu lượng dòng chảy thay đổi từ lưu lượng dòng chảy ở điểm có hiệu suất lớn nhất phụ thuộc vào năng lượng khối của bơm, nếu tốc độ định mức và tốc độ hút được quy định. Nhìn chung, sự thay đổi của rung tăng với mức độ tăng của năng lượng khối, tốc độ quy định cao hơn và tốc độ hút quy định cao hơn.

Với các đặc điểm chung này, phạm vi vận hành của bơm ly tâm có thể được chia thành hai vùng: một vùng được gọi là vùng có hiệu suất tốt nhất hoặc vùng vận hành được ưu tiên, là vùng mà bơm có sự rung thấp. Một vùng khác được gọi là vùng vận hành cho phép, với các giới hạn trên và dưới lưu lượng dòng chảy tại đó độ rung của bơm cao hơn nhưng vẫn ở mức "chấp nhận được". Hình 30 minh họa khái niệm này. Ví dụ các hệ số khác rung, ví dụ nhiệt độ tăng khi giảm lưu lượng dòng chảy hoặc NPSH 3 tăng khi lưu lượng dòng chảy tăng, có thể chỉ ra một vùng vận hành cho phép hẹp hơn. Xem 6.1.12.

Vùng vận hành cho phép phải được định rõ trong đề xuất. Nếu vùng vận hành cho phép bị giới hạn bởi các hệ số khác ngoài sự rung, hệ số đó cũng phải được quy định trong đề xuất.

6.9.3.2. Trong quá trình thử nghiệm tính năng, toàn bộ các phép đo độ rung trên dải 5 Hz đến 1000 Hz và một quang phổ biến đổi nhanh phải được thực hiện cho mỗi điểm kiểm tra ngoại trừ tắt máy. Việc đo độ rung phải được thực hiện ở các vị trí sau:

a) trên các thân ổ trục hoặc các vị trí tương đương của tất cả các bơm, tại các vị trí được cho trong Hình 31 đến Hình 33.

b) Trên trục của các bơm với các ổ trục thủy động học có các đầu dò, nếu bơm có lắp đặt trước các đầu dò.

• 6.9.3.3. Một quang phổ biến đổi nhanh phải bao gồm dải tần số từ 5 Hz đến 2 Z lần tốc độ vận hành (Z là số lượng cánh bánh công tác; đối với các bơm nhiều tầng với bánh công tác khác nhau thì Z là số lượng cánh bánh công tác lớn nhất ở bất kỳ tầng nào). Nếu được quy định, đồ thị quang phổ phải được bao gồm trong kết quả thử nghiệm của bơm.

CHÚ THÍCH: Các tần số gián đoạn 1,0, 2,0 và Z lần tốc độ vận hành được kết nối với đa dạng các hiện tượng bơm và từ đó có một lợi ích đặc biệt trong quang phổ.

CHÚ DẪN:

X lưu lượng dòng chảy;

Y1 cột áp;

Y2 sự rung;

1 vùng lưu lượng vận hành cho phép;

2 vùng lưu lượng vận hành ưu tiên;

3 giới hạn rung cho phép lớn nhất ở các lưu lượng giới hạn;

4 giới hạn rung cơ bản;

5 lưu lượng tại điểm có hiệu suất cao nhất;

6 đường cong thể hiện quan hệ độ rung điển hình theo lưu lượng dòng chảy, thể hiện độ rung cho phép lớn nhất;

7 đường cong cột áp lưu lượng;

8 lưu lượng và cột áp tại điểm có hiệu suất cao nhất.

Hình 30 - Mối quan hệ giữa lưu lượng và độ rung

Kích thước tính bằng milimét (inch)

CHÚ DẪN:

1 rãnh (xem 6.10.2.9);

2 Bố trí tùy chọn cho lắp ráp thiết bị đo độ rung (xem 6.10.2.10);

A trục dọc;

H trục ngang;

V trục đứng.

Hình 31 - Các vị trí xác định các chỉ số rung trên các bơm BB và OH

Kích thước tính bằng milimét (inch)

CHÚ DẪN:

1 bề mặt lắp bộ dẫn động;

2 thân ổ trục bơm;

3 rãnh (xem 6.10.2.9);

4 Bố trí tùy chọn cho lắp ráp thiết bị đo độ rung (xem 6.10.2.10);

A trục dọc.

Hình 32 - Các vị trí xác định các chỉ số rung trên các bơm treo đứng (VS)

6.9.3.4. Phép đo độ rung cho toàn bộ thân ổ trục bơm phải được tính theo công thức căn bậc hai trung bình (RMS) vận tốc, tính bằng milimét trên giây (inch trên giây).

6.9.3.5. Phép đo rung của trục phải là độ dịch chuyển đỉnh đối đỉnh, tính bằng micrômét (mils)

Kích thước tính bằng milimét (inch)

CHÚ DẪN

1 Bề mặt

2 Thân ổ trục bơm

3 Thân hộp số

4 Mặt bích hút

5 Mặt hút xả

6 Đầu nối ren cho bộ cảm biến rung lắp ráp vít cấy

Hình 33 - Các vị trí xác định các chỉ số dao động trên a) bơm trục đứng lắp trên đường ống (OH3) và b) bơm ăn khớp tích hợp tốc độ cao (OH6).

6.9.3.6. Độ rung đo được trong quá trình thử nghiệm tính năng không được vượt quá các giá trị sau đây:

• Bảng 8 đối với các bơm công xôn và bơm lắp giữa hai ổ trục.
• Bảng 9 cho các bơm treo đứng.

Các bơm được trang bị các đầu dò phải đáp ứng cả hai yêu cầu giới hạn rung của trục và giới hạn rung của thân ổ trục.

CHÚ THÍCH: Giới hạn rung toàn bộ thân ổ trục chỉ được xác định theo căn bậc hai trung bình vận tốc (RMS).

Bảng 8 - Giới hạn rung cho bơm công xôn và bơm lắp giữa hai ổ trục

Bảng 9 - Giới hạn rung cho các bơm treo đứng