Đồ án Cấu tạo, vận hành, bảo dưỡng máy nén khí 2BM4 – 9-101

LỜI MỞ ĐẦU Hiện nay ngành công nghiệp dầu khí ở nước ta đang phát triển rất nhanh chóng và trở thành ngành công nghiệp mũi nhọn trong nền kinh tế quốc dân. Doanh thu từ việc xuất khẩu dầu thô của nước ta hàng năm vào khoảng ¼ tổng thu nhập GDP của cả nước. Để vươn tới mục tiêu cao hơn nữa đòi hỏi ngành công nghiệp dầu khí Việt Nam phải không ngừng học hỏi tiếp tục vươn lên và xong xong với nó là việc áp dụng những công nghệ kỹ thuật tiên tiến. Điều đó cũng có nghĩa là chúng ta phải được trang bị những thiết bị có tính năng cao và hiện đại. Một trong những thiết bị hiện đại được trang bị cho ngành dầu khí đó chính là máy nén khí. Máy nén khí tạo ra khí nén dùng để gòi dòng sản phẩm, ép vỉa, vận chuyển xi măng bột, điều khiển hệ thống van cầu, duy trì hoạt động của các bình ổn áp trong máy bơm pittong, nạp khí cho bình đề động cơ diezen và các bình khí của xuồng cứu sinh. Những năm gần đây ngành công nghiệp chế tạo máy nén khí đã đạt được những thành tựu lớn: Sản xuất ra những máy nén khí pittong có năng suất hàng nghìn m3/h và áp suất tới hàng nghìn atmotphe. Trong quá trình thực tập và tìm hiểu tại xí nghiệp liên doanh dầu khí Vietsopetro em đã nhận được sự giúp đỡ nhiệt tình của các cán bộ, công nhân tại đây. Cùng với sự tận tình chỉ bảo của thầy Nguyễn Văn Giáp và các giáo viên trong bộ môn Thiết bị dầu khí và Công trình em đã lựa chọn và được chấp nhận làm đồ án tốt nghiệp về đề tài: “ Cấu tạo, vận hành, bảo dưỡng máy nén khí 2BM4 – 9/101”. CHƯƠNG I ỨNG DỤNG CỦA MÁY NÉN KHÍ TRONG CÔNG NGHIỆP VÀ CÔNG NGHIỆP DẦU KHÍ 1.1. Phạm vi sử dụng của máy nén khí - Máy nén khí đóng một vai trò rất quan trọng và được sử dụng rộng rãi trong hầu hết tất cả các ngành công nghiệp và kỹ thuật. Công dụng của máy nén khí rất đa dạng: + Nó là tác nhân mang tín hiệu điều chỉnh trong kỹ thuật tự động + Được sử dụng để tham gia vào quá trình sản xuất ra sản phẩm hoá học - Máy nén khí đã xuất hiện từ lâu, tới cuối thế kỷ 18, nửa đầu thế kỷ 19 thì máy nén khí kiểu pittong ra đời cùng với sự xuất hiện của ngành công nghiệp điện và hơi nước. Ngày nay ngành công nghiệp chế tạo máy nén khí đã đạt được những thành tựu khá to lớn, đã có những máy nén khí có năng suất hàng nghìn m3/h và áp suất hàng trăm atm. 1.2. Trong ngành công nghiệp dầu khí - Trong ngành công nghiệp dầu khí máy nén khí đóng một vai trò đặc biệt quan trọng. Nó tham gia vào các quá trình khai thác, tinh lọc dầu thô. . . - Phạm vi sử dụng: + Cung cấp khí nén cho hệ thống điều khiển + Cung cấp khí nén cho các động cơ hoạt động bằng khí nén trong điều kiện môi trường hoạt động tuyệt đối tránh phát ra tia lửa điện. + Nén khí freron trong hệ thống làm lạnh. + Gọi dòng đưa giếng khoan vào khai thác, vận chuyển xi măng… 1.3. Tìm hiểu về gọi dòng sản phẩm và việc sử dụng máy nén khí trong gọi dòng sản phẩm 1.3.1. Khái niệm - Gọi dòng sản phẩm đôi khi còn gọi là mở vỉa lần hai là toàn bộ những thao tác kích thích dòng sản phẩm chẩy từ vỉa vao giếng và lên mặt đất, sao cho sản lượng của nó tương ứng với khả năng cục bộ của vỉa. Gọi dòng sản phẩm có tác dụng tạo sự lưu thông của chất lưu trong thành vỉa vào giếng và lên mặt đất. - Gọi dòng sản phẩm được thực hiện sau khi kết thúc các thao tác lắp đặt miệng giếng, hàn nối các đường ống công nghệ, sau đó tiến hành bơm thử đường ống và mối nối - mục đích của gọi dòng là khôi phục độ thấm tự nhiên của vỉa bằng cách tạo sự chênh áp ∆P để kích thích dòng chảy vào giếng. ∆P = PV - Pd ( I.1 ) Trong đó: ∆P: độ chênh áp Pv: áp suất vỉa Pd: áp suất đáy 1.3.2. Phương pháp gọi dòng bằng máy nén khí - Khí từ máy nén khí đi vào đường tuần hoàn ngược vào khoảng không vành xuyến trong giếng và ra ngoài theo đường ống khai thác. Sau đó ta ngừng bơm và mở van xả khí ra ngoài. Khi đó mực chất lỏng trong giếng sẽ tụt xuống tương đương với mực chất lỏng đã đẩy ra ngoài khi nén khí. Do đó tạo chênh áp tại đáy giếng do chiều cao chất lỏng bị giảm. Phương pháp này có ưu điểm là phương pháp đơn giản, cho hiệu quả cao, cho phép điều chỉnh mức chênh áp trên một giải rất rộng. Điểm cần lưu ý là khi đưa khí áp suất cao vào giếng phải mở van ra thật lớn để tránh xung áp tác dụng lên vỉa và khi xả khí nén cần điều chỉnh cho phù hợp với cấu trúc thành hệ, vì nếu xả quá nhanh tạo lên sự chênh áp đột ngột sẽ gây ra sự cố phá huỷ vùng đáy và tạo lưới nước lớn. 1.4. Các trạm máy nén khí tại XNLD Vietsovpetro - 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: 1.4.1.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/cm2) 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. 1.4.2.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/cm2) cho hệ thống vận chuyển ximăng, phục vụ cho quá trình công nghệ khoan. 1.4.3.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/cm2) cho hệ thống khởi động động cơ Diezel 8ЧН 25/34-3 của trạm phát điện chính (BM-7A) của giàn. 1.4.4.Cụm trạm máy nén khí ở BM-6, gồm: - Trạm máy nén khí áp suất thấp (6 ÷ 8 kG/cm2): 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 m3/phút - loại BУ-0,6/8 (hoặc BУ-0,6/13); hoặc Q = 1,42 m3/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/cm2): loại 4BУ1-5/9, gồm 1 ÷ 2 máy. Đây là loại máy nén khí có lưu lượng trung bình (Q ≈ 5 m3/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/cm2 và lưu lượng tương đối lớn (Q ≈ 13,59 ÷ 11,61 m3/phút, đối với trạm SSR MH-75; Q ≈ 11,8 m3/phút, đối với trạm GA-75). Chúng được trang bị thêm hệ thống xử lý làm 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/cm2): 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 (N2) phục vụ cho các công đoạn công nghệ xử lý Dầu khí. CHƯƠNG II LÝ THUYẾT CHUNG VỀ MÁY NÉN KHÍ PISTON 2.1. Khái niệm về máy nén khí piston - Máy nén khí piston là máy nén khí bằng lực truyền động từ sự dịch chuyển của pistông trong xi lanh. 2.2. Phân loại máy nén khí piston 2.2.1. Máy nén khí theo phương ngang + Ưu điểm: * Dễ dàng khi nắp ráp, bảo dưỡng,sửa chữa * Hệ thống bố trí gọn nhẹ + Nhược điểm: * Độ ăn mòn của piston và xéc măng không đồng đều 2.2.2. Máy nén khí dạng đứng + Ưu điểm: * Pistông và xéc măng mòn đều * Khả năng lọt các tạp chất vào buồng nén giảm, nhớt bôi trơn phân bố đồng đều + Nhược điểm: * Cấu tạo phức tạp, khó sửa chữa 2.2.3. Máy nén khí dạng góc + Ưu điểm: * Bố trí hợp lým thuận tiện hơn khi nắp ráp và sửa chữa so với máy nén theo phương ngang + Nhược điểm: * Piston và xéc măng mòn không đều. 2.3. Các thông số cơ bản của máy nén khí piston 2.3.1. Công suất lý thuyết - Là công suất cần thiết để nén khí NLT = lĐN×P×QLT (II.1) Trong đó: P : tỷ trọng khí QLT : lưu lượng lý thuyết LĐN : công cần thiết để nén 1kg khí trong quá trình đoạn nhiệt 2.3.2. Lưu lượng lý thuyết - Lưu lượng lý thuyết của máy nén khí piston là đại lượng chỉ phụ thuộc vào kích thước hình học của máy nén khí mà không phụ thuộc vào áp suất, nhiệt độ, độ ẩm của không khí. QLT =
×S×n (II.2) Trong đó: D: đường kính piston S: hành trình của piston n: số hành trình kép của piston trong 1 giây 2.3.3. Lưu lượng thực tế - Lưu lượng thực tế được tính bằng công thức: Q = lL×QLT (II.3) Trong đó: lL: lá hệ số lưu lượng có tính đến ảnh hưởng của: Rò rỉ khí qua van Rò rỉ khí qua đệm làm kín Ròr ri khí qua xéc măng Thể tích không gian chết 2.3.4. Công suất thực tế của máy nén N = lĐN×P×Q (II.4) 2.3.5. Công suất cần thiết của máy nén khí NCT =
(II.5) Trong đó: Nph: công suất cần thiết cho thiết bị phụ trợ ƞck: hiệu suất cơ khí 2.3.6. Thể tích khoảng không gian chết của máy bơm kiểu piston - Là thể tích tạo thành giữa điểm chết trên và điểm chết dưới của piston với nắp trên và nắp dưới của xi lanh. Vchết =
×
δ (II.6) Trong đó: D: đường kính pittông δ: Tổng chiều dài không gian chết Đối với hầu hết máy nén khí thì: δ =δ1 + δ2 Phía tay biên δ1 = δ/1000 + 0,5 mm Phía năp xi lanh δ2 = δ/500 + 0,5 mm. 2.4. Đường đặc tính lý thuyết của máy nén khí piston
 Hình 2.1 Chu trình làm việc lý thuyết của máy nén khí piston một cấp - Qúa trình nạp (đường 4- 1) Trong quá trình công tác pistông di chuyển từ điểm chết trái đến điểm chết phải xi lanh được nạp đầy khí từ đường ống vào với áp suẩt không đổi. Khi piston đến điểm chết phải thì quá trình nạp kết thúc van hút đóng lại. - Qúa trình nén (đường 1 -2) Qúa trình nén bắt đầu từ khi piston dịch chuyển từ cận phải và kết thúc khi pittông ở khoảng giữa lúc đó khí trong xi lanh có áp suất bằng áp suất cửa xả, van xả bắt đầu mở ra. - Qúa trình xả khí (2 -3) Bắt đầu vào thời điểm mở van xả (điểm 2) qúa trình xả diễn ra trong điều kiện áp suất không đổi. Qúa trình xả kết thúc khi van xả đóng lại. - Ở thời điểm đổi hướng chuyển động của piston (điêm 3) áp suất giảm đột ngột đến áp suất của đường nạp vì vậy van nạp được mở ra. Quá trình này giảm áp suất. Trong chu trình lý thuyết tương ứng với đường đẳng tích (3 – 4) 2.5. Máy nén khí pittông nhiều cấp 2.5.1. Mục đích chế tạo máy nén khí pistông nhiều cấp - Máy nén khí một cấp có thể tạo ra một áp suất bất kỳ nhưng trong quá trình làm việc đã sản sinh ra một lượng nhiệt rất lớn làm nóng máy và các bộ phận làm giảm tuổi thọ và hiệu suất làm việc của máy, do vậy để đạt được hiệu suất cao, nâng cao tuổi thọ của máy nén người ta chế tạo ra máy nén nhiều cấp. Để có khí nén áp suất cao và hiệu quả kinh tế người ta đã chế tạo và sử dụng máy nén pistông nhiều cấp có làm mát trung gian. - Do giới hạn nhiệt độ khí nén sau cấp nén: Để máy nén làm việc bình thường ta phải đảm bảo tốt điều kiện bơi trơn. Nghĩa là nhiệt độ khí và các bộ phận khác của máy nén không được vượt quá nhiệt độ làm việc cho phép đối với vật liệu bôi trơn. Ta thường sử dụng dầu bôi trơn cho máy nén với nhiệt độ làm việc không quá 1800C. Yêu cầu nhiệt độ khí nén không được vượt quá giá trị này. Ta xét thông số: R =
(III.1) Trong đó: P2: áp suất khí sau cấp nén P1: áp suất khí trước cấp nén R: tỷ số nén Quá trình nén đa biến có trao đổi một phần nhiệt với bên ngoài là:
=

(III.2) n: là chỉ số đa biến Như vậy nếu tỷ số nén càng lớn thì nhiệt độ sau cấp nén càng tăng. Do vậy ta phải hạn chế R để T2 không được vượt quá giá trị giới hạn nhiệt độ cho phép, làm mất tính năng bôi trơn của dầu bôi trơn và làm dầu bôi trơn bắt cháy nổ. Trên cơ sở yêu cầu của giá trị khí nén cần cung cấp người ta thiết kế các loại máy nén khí với cấp nén phù hợp để đạt được hiệu quả kinh tế cao. Bảng (2.1): Bảng tỷ số nén và số cấp nén phù hợp Số cấp nén Z  1  2  3  4  5   Tỷ số nén R  < 7  5 ÷ 30  13÷150  35÷400  150÷1100   2.5.2. Máy nén hai cấp bằng piston phân bậc tác dụng hai phía
 Hình 2.2 Cấu tạo máy nén piston phân bậc tác dụng hai phía - Nguyên lý hoạt động: Khi piston chuyển động từ trái qua phải thì phía không gian I thực hiện quá trình giãn nở và ở không gian II đồng thời xảy ra quá trình nén. Khi piston chuyển động từ phải qua trái thì trong I xảy ra quá trình nén đồng thời trong không gian II xảy ra quá trình giãn nở. 2.6. Phương pháp điều chỉnh lưu lượng máy nén khí piston - Trong thực tế sản xuất không phải lúc nào nhu cầu tiêu thụ khí nén cũng tương ứng với lưu lượng của máy. Vì vậy người ta phải sử dụng các phương pháp điều chỉnh lưu lượng khí do máy nén khí cung cấp cho phù hợp. Việc điều chỉnh có thể bằng tay hoặc tự động theo các phương pháp sau. - Tác dụng lên bộ phận truyền động một cách tự động hoặc bằng tay, dừng hay mở máy tự động theo chu kỳ. Việc dừng hay mở máy dựa vào các thông số áp suất bình chứa thông qua hệ thống điều khiển tự động, rơ le áp suất mạch điều khiển… - Tác dụng lên phần truyền động để thay đổi tần số làm việc của động cơ. Việc làm này được thực hiện trên các động cơ chạy bằng gas, diezen hay tua bin khí. - Tác dụng lên đường nạp của máy nén khí để thay đổi sức cản của dòng chảy khí. Hạn chế hoặc cắt hẳn lượng khí nạp vào. Phương pháp thực hiện: nắp trên đường nạp của máy nén một van tiết lưu hoặc một van chặn điều khiển bằng tay hay tự động. - Tác dụng lên đường xả của máy nén bằng cách lắp vào đường xả dẫn tới bình chứa một van xả khí nén ra ngoài một cách tự động hoặc bằng tay và làm việc một cách tự động nhờ hệ thống điều khiển khí với các áp suất đặt sẵn. - Tác dụng lên xi lanh cấp I bằng các cơ cấu khí động hoặc điện một cách tự động hoặc bằng tay. Như trong máy nén lạnh cần điều chỉnh năng suất hoặc máy nén khí lắp trên bơm ép vỉa. Thông thường các van máy nén khí có lắp cơ cấu này là van có cấu tạo hình vành xuyến, khi điều khiển van sẽ bị ép ở trạng thái luôn mở, khi đó khí nạp vào xi lanh sẽ luôn bị đẩy ngược trở lại trong quá trình nén. Phương pháp này được thực hiện khi cần khởi động và tắt máy không tải đối với máy nén một hay nhiều xi lanh cấp 1cùng làm việc để thay đổi lượng khí ra sau cấp I. - Thay đổi thể tích khoảng không gian chết của máy nén bằng cách tiếp thêm một khoảng không gian có hại bổ sung nối với khoang xi lanh này, có van chặn điều khiển tự động hoặc bằng tay cửa lưu thông từ khoang bổ sung sang khoang công tác. Phương pháp này được thực hiện đối với máy nén có cơ cấu điều chỉnh hành trình công tác S của piston. CHƯƠNG III CẤU TẠO, NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA MÁY NÉN KHÍ 2BM4 – 9/101 3.1. Cấu tạo chung - Máy nén 2BM4 – 9/101 có chiều dài 2.990 mm, rộng 1870 mm, cao 1550 mm, khối lượng 4040kg. Nó là máy nén có piston – xi lanh nằm ngang bàn trượt dẫn hướng, xi lanh phân bố về hai phía của trục cơ, với kết cầu này lực quán tính là do khối lượng của hai bàn trượt phân bố về hai phía ngược chiều, điều này đảm bảo cho lực quán tính luôn cân bằng. - Thân máy (1) là giá đỡ các bộ phận khác của máy, thân máy có độ ổn định rất lớn, đủ nặng và bền, vật liệu chế tạo thân thường là gang xám CY18 – 36 hay CY 21 – 40 theo tiêu chuẩn của Nga. Thân máy là không gian chuyển động quay tròn của trục khuỷu và chứa dầu bôi trơn. Trên thân máy bên phải nắp blốc câp I và blốc cấp III, bên trái lắp blốc cấp II và blốc cấp IV. Trong thân máy người ta gia công các vị trí lắp trục cơ, bàn dẫn hướng, tay biên. Để thuận tiện cho quá trình bảo dưỡng và sửa chữa phía trên thân người ta làm nắp đậy (8), nắp đậy được kẹp chặt với thân nhờ các bulông kẹp. Để gắn blốc xi lanh – piston cấp I và cấp III, cấp II và cấp IV người ta gia công các lỗ vít để liên kết bắt chặt với thân. Trên thân máy có gia công lỗ để lắp bàn trượt, bàn trượt có tác dụng dẫn hướng cho con trượt chuyển động tinh tiến qua lại, bàn trượt dạng ống được chế tạo bằng gang co khả năng chịu mài mòn cao. Để thông cacte với môi trường bên ngoài nắp đậy người ta có lắp nắp đậy có lỗ, cũng trên nắp đậy náy người ta gia công lỗ đổ dầu bôi trơn cho các chi tiết máy phia trong. Trên thân người ta có gia công lỗ để xả dầu khi làm sạch cacte. Trên thân người ta gia công lỗ gen để bắt đường hút cho bơm dầu bôi trơn cho cổ trục cơ, bàn trượt và một số chi tiết chuyển động khác. Phía trên thân người ta lắp đặt két làm mát khí nén sau cấp I (6). Để làm kín khoang cấp I và khoang cấp II với cácte người ta lắp bộ làm kín (10). Để liên kết giữa con trượt và piston người ta dùng trục nối (9) nhằm mục đích thực hiện chuyển động tịnh tiến của piston trong quá trình nén ép. Tay biên được lắp trên cổ trục cơ thông qua bulông biên và được kẹp chặt bằng đai ốc đầu còn lại lắp với con trượt thông qua chốt con trượt. Trên blốc cấp I và III người ta gia công các lỗ để lắp các van hút xả của cấp I và III, các đường ống dẫn khí và nước làm mát. - Ở blốc câp I và cấp III người ta gia công bằng phương pháp đúc để tạo ra các khoang dẫn khí và nứoc làm mát. Blốc câp II và IV cũng được đúc bằng gang, có
Hình 3.1 Cấu tạo tổng thể 1. Thân máy 6. Két làm mát khí nén sau câp I 2. Blốc cấp I 7. Két làm mát dầu 3. Blốc cấp II 8. Nắp máy 4. Blốc cấp III 9. Trục nối 5. Blốc cấp IV 10. Bộ làm kín các khoang cho khí vào, ra khỏi các cấp và các khoang chứa nước làm mát cho cụm piston – xi lanh II và IV. Trên blốc này người ta cũng khoan các lỗ dẫn dầu bôi trơn thông qua các van 1 chiều để bôi trơn định lượng cho cụm piston – xi lanh cấp II và IV. Ở blốc này người ta gia công các lỗ để bắt bulông kẹp block van câp II và cấp IV, các đương ống dẫn khí nén và nước làm mát. 3.1.1. Phần phát lực - Phần phát lực của máy nén khí 2BM4 – 9/101 là động cơ diezel của Liên Xô với công suất 220 KW hay 300 Hp, tốc độ vòng quay của động cơ là 1350 vòng/phút áp suất khởi động là 9,3 KPa, tốc độ vòng quay không tải vượt quá 1515 vòng/phút và không nhỏ hơn 500 vòng/phút, chiều quay trục động cơ ngược chiều kim đồng hồ, động cơ có 12 xi lanh với đường kính 150 mm, hành trình pistông 180 mm dung tích làm việc của xi lanh là 38,8 lít. Động cơ sẽ tạo chuyển động quay 1350 vòng/phút truyền tới phần truyền lực trung gian. 3.1.2. Phần truyền lực trung gian - Phần này gồm ly hợp và trục nối. Khi đóng ly hợp thì chuyển động quay tròn từ đồng cơ sẽ truyền tới trục nối. Hệ thống đóng mở ly hợp gồm 4 van điện từ K1, K2, K3, K4 và cụm piston – xi lanh đóng mở ly hợp khi K1, K4 mở, K2 và K3 đóng. Đóng ly hợp khi K2 và K3 mở, K1 và K4 đóng. 3.2. ngyên lý làm việc của máy nén khi 2BM4 – 9/101 3.2.1. Các thông số cơ bản * Môi trường nén không khí - Năng suất nén : 9m3/phút - Áp suất cửa vào : áp suất khí quyển - Áp suất cửa ra : 100 kG/cm2 - Nhiệt độ cửa vào : - 55 ÷ 450C - Nhiệt độ lớn nhất của khí nén cho phép khi ra khỏi các cấp: + Cấp I : 1800C + Cấp II : 1800C + Cấp III : 1800C + Cấp IV : 1800C - Áp suất ra khỏi các cấp: + Cấp I : 3,2 KG/cm2 + Cấp II : 11 KG/cm2 + Cấp III : 40 KG/cm2 + Cấp IV : 100 KG/cm2 - Công suất yêu cầu của máy nén khí có kể tới cả hộp số không lớn hơn 144 KW - Làm mát cho máy nén và khí được nén bằng nứoc qua bơm - Tốc độ vòng quay trục cơ: 750 vòng/phút - Đường kình trong cua xi lanh: + Cấp I : 420 mm + Cấp II : 250 mm + Cấp III : 120 mm + Cấp IV : 70 mm 3.2.2. Nguyên lý hoạt động - Trạm nén khí 2BM4 – 9/101 là tổ hợp trạm máy nén khí – Diezen dùng để gọi dòng dầu, khí công nghiệp dưới áp suất làm việc 100 kG/cm2 ở cấp cuối cùng của máy nén. Máy nén khí 2BM4 – 9/101 là máy nén khí có xi lanh nằm ngang gồm 4 cấp nén. Phần giữa là thân chứa cơ cấu tay quay thanh truyền gồm trục khuỷu, biên, bàn trượt. Bên phải là cụm piston – xi lanh nén cấp I và cấp III, bên phải là cụm piston xi lanh cấp II và cấp IV. Máy nén khí 2BM4 – 9/101 nhận truyền động từ máy phát lực Diezen D-12 thông qua cơ cấu ly hợp, hộp giảm tốc một cấp và đến trục của máy nén khí tạo tốc độ vòng tua của máy nén khí là 750 vòng/phút. Hệ thống làm mát khí nén sau các cấp và làm mát xi lanh là nước với vòng tuần hoàn kín. Nước làm mát sẽ được làm nguội sau khi đi qua các cấp bằng két làm mát quạt gió. Máy nén khí 2BM4 – 9/101 có hệ thống tự động khi vận hành khá cao - Theo bản vẽ sơ đồ nguyên lý hoạt động của máy nén khí 2BM4 – 9/101: Khi piston cấp I đi từ điểm chết trái sang điểm chết phải khi đó trong khoang nén cấp I xuất hiện sự chênh áp so với áp suất môi trường (áp suất ở khoang nén cấp I nhỏ hơn áp suất của môi trường) do đó van hút cấp I mở khí tràn vào khoang nén cấp I theo đường (A). Khi piston đến cận phải áp suất trong xi lanh cân bằng với áp suất môi trường và van hút cấp I đóng lại. Khi piston chuyển động ngược lại thì quá trình nén xảy ra và có sự chênh áp với áp suất bên ngoài, van xả cấp I mở khí đi ra ngoài qua đường dẫn (A) qua hệ thông làm mát khí nén cấp I vào cửa hút cấp II. Trên đường đẩy cấp I người ta gắn hai đường ống (A1) và (A2) tới đồng hồ đo nhiệt và áp suất cấp I Mọi thông số nhiệt độ, áp suất cấp I quá quy định hệ thống tự động sẽ ngắt ly hợp để dừng máy nén. - Khi pistông cấp II đi từ điểm chết phải sang điểm chết trái: Trong xi lanh cấp II xẩy ra quá trình hút, do sự chênh áp van hút cấp II mở, không khí có áp suất từ van xả cấp I vào khoang xi lanh cấp II. Khi piston đi từ điểm chết trái đến điểm chết phải sẽ thực hiện quá trình nén, và khi có sự chênh áp với bên ngoài thì van xả cấp II mở. Khí nén sau cấp II đi theo đường (B) vào hệ thống làm mát khí nén cấp II để sang tiếp cấp III Trên đường đẩy cấp II người ta lắp hai đường ống (B1) và (B2) tới đồng hồ đo nhiệt và áp suất cấp II. Mọi thông số nhiệt độ, áp suất cấp II quá quy định hệ thống tự động sẽ ngắt ly hợp để dừng máy nén. - Khi pistông cấp III đi từ điểm chết phải sang điểm chết trái: Trong xi lanh cấp III xẩy ra quá trình hút, do sự chênh áp van hút cấp III mở, không khí có áp suất từ van xả cấp II vào khoang xi lanh cấp III. Khi piston đi từ điểm chết trái đến điểm chết phải sẽ thực hiện quá trình nén, và khi có sự chênh áp với bên ngoài thì van xả cấp III mở. Khí nén sau cấp III đi theo đường (C) vào hệ thống làm mát khí nén cấp III để sang tiếp cấp IV Cũng như cấp I, II trên đường đẩy cấp III người ta lắp hai đường ống (C1) và (C2) tới đồng hồ đo nhiệt và áp suất cấp III. Mọi thông số nhiệt độ, áp suất cấp II quá quy định hệ thống tự động sẽ ngắt ly hợp để dừng máy nén. - Khí nén sau cấp 3 được làm mát và tiếp tục theo đường C đi về phía khoang xi lanh cấp IV