Đồ án Nghiên cứu máy nén khí G75 phục vụ cho hệ thống điều khiển trên giàn MSP 3. Sử dụng phần mềm Solidworks để thiết kế, mô phỏng các chi tiết cơ khí của máy nén Ga 75 và các chi tiết cơ khí dầu khí

LỜI NÓI ĐẦU Ngành dầu khí Việt Nam ngày càng phát triển, sản lượng khai thác dầu thô và khí đồng hành ngày càng tăng. Dầu thô và khí đồng hành chủ yếu được khai thác tại phần thềm lục địa phía Nam Việt Nam. Việc thu gom, vận chuyển và tàng trữ luôn đối mặt với những nguy cơ mất an toàn rất lớn đòi hỏi cần có hệ thống tự động hóa chính xác và hoạt động hiệu quả, giảm nguy hiểm cho người lao động. Với mục đích áp dụng lý thuyết và thực tế sản xuất trong hệ thống tự động hóa của quá trình thu gom, vận chuyển dầu khí, với sự giúp đỡ của các cán bộ trong công ty Dầu Khí Sông Hồng và Xí nghiệp Liên doanh Vietsovpetro. Em đã kết thúc đợt thực tập sản xuất, thực tập tốt nghiệp, thu thập tài liệu và hoàn thành đồ án dưới sự hướng dẫn trực tiếp của thầy Nguyễn Văn Giáp Đồ án mang tên ‘‘Nghiên cứu máy nén khí G75 phục vụ cho hệ thống điều khiển trên giàn MSP 3. Chuyên đề Sử dụng phần mềm Solidworks để thiết kế, mô phỏng các chi tiết cơ khí của máy nén Ga 75 và các chi tiết cơ khí dầu khí.” Đồ án tốt nghiệp là công trình nghiên cứu khoa học được xây dựng dựa trên quá trình học tập, nghiên cứu tại truờng kết hợp với thực tế sản. Với mức độ tài liệu và thời gian nghiên cứu hoàn thành đồ án cũng như kiến thức và kinh nghiệm còn hạn chế nên sẽ không tránh khỏi có những thiếu sót. Em rất mong nhận được sự góp ý bổ sung của các thầy cô, các nhà chuyên môn và các bạn. Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo Bộ môn Thiết bị dầu khí và Công trình- Khoa dầu khí, các bạn cùng lớp và đặc biệt là thầy Nguyễn Văn Giáp đã giúp đỡ, hướng dẫn tạo điều kiện cho em hoàn thành đồ án này. Nhân đây em cũng xin bày tỏ lòng biết ơn tới các cán bộ nhân viên thuộc công ty Dầu Khí Sông Hồng và Xí nghiệp Liên doanh Vietsovpetro đã giúp đỡ trong việc hướng dẫn thực tập và thu thập tài liệu để hoàn thành đồ án tốt nghiệp. CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG KHÍ NÉN TRÊN GIÀN. 1.1. Mục đích, yêu cầu đối với hệ thống khí nén trên các giàn khoan-khai thác Dầu khí trên biển. 1.1.1. Lịch sử Khí nén đã có nhiều ứng dụng từ rất xa xưa, ngay từ trước Công Nguyên. Tuy nhiên , do sự phát triển của khoa học kỹ thuật trước đây không đồng bộ, nhất là sự kết hợp các kiến thức về cơ học, vật lý, vật liệu ... không có hoặc còn thiếu, cho nên phạm vi ứng dụng của khí nén còn rất hạn chế. Ngày nay, với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật, cùng với năng lượng điện, vai trò năng lượng bằng khí nén ngày càng trở nên quan trọng. Tất cả những cơ sở sản xuất lớn, thậm chí cả trong nhiều lĩnh vực thông dụng của cuộc sống hàng ngày cũng không thể thiếu được nguồn năng lượng khí nén. Việc sử dụng năng lượng bằng khí nén đóng một vai trò cốt yếu ở những lĩnh vực mà khi sử dụng năng lượng điện sẽ nguy hiểm; sử dụng năng lượng bằng khí nén ở những dụng cụ nhỏ nhưng truyền động với vận tốc lớn ; sử dụng năng lượng bằng khí nén ở những thiết bị như búa hơi, dụng cụ dập, tán đinh, và nhiều nhất là dụng cụ, đồ gá kẹp chặt trong các máy… Trong ngành công nghiệp Dầu khí, vai trò của năng lượng khí nén càng trở nên đặc biệt quan trọng, nhất là đối với các giàn khoan-khai thác Dầu khí trên biển. Sở dĩ như vậy là do các quá trình sản xuất, các công đoạn công nghệ trong công nghiệp Dầu khí đặc biệt nguy hiểm, luôn tiềm ẩn những nguy cơ cháy, nổ, phun trào… có thể gây ra tai nạn chết người, phá hủy thiết bị, công trình, thậm chí là những thảm họa môi trường nghiêm trọng cho cả một khu vực rộng lớn. Với những đặc tính ưu việt của năng lượng khí nén, như : An toàn với môi trường độc hại, môi trường nguy hiểm khí, dễ cháy nổ. Dễ cung cấp, dễ sử dụng. Phạm vi ứng dụng rộng rãi. Bởi vậy, chúng là nguồn năng lượng không thể thiếu trên các công trình Dầu khí. Năng lượng khí nén được sử dụng cho các thiết bị công cụ, thiết bị động lực,… và đặc biệt là trong các hệ thống tự động điều khiển và đo lường. 1.1.2. Mục đích, yêu cầu đối với hệ thống khí nén trên các giàn khoan-khai thác Dầu khí trên biển. Như đã nói ở phần trên, hiện nay, trên các công trình biển của Xí nghiệp Liên doanh “Vietsovpetro” đang tồn tại hai hệ thống khí nén cao áp và thấp áp, nhằm mục đích cung cấp nguồn năng lượng (khí nén) cho các thiết bị và hệ thống chính, như sau: - Các thiết bị đo lường , như : các cột mức chất lỏng cho các bình, bể công nghệ… Hình 1.1: Hệ thống chỉ báo các thông số của bình áp lực sử dụng khí nén. - Các hệ thống điều khiển, tự động hóa , như : các trạm điều khiển van dập giếng (ACS, TOE ..) ; hệ thống điều khiển lưu lượng (các van MIM ) ; các rơle trong hệ thống bảo vệ; điều khiển đóng/mở các van cầu, các thiết bị chặn khác … Hình 1.2: Van điều khiển bằng khí nén. - Các thiết bị dẫn động bằng khí nén , như : hệ thống khởi động cho các động cơ Diezel công suất lớn; các động cơ kiểu Roto; các máy bơm, máy mài, máy khoan; thiết bị tháo/lắp bulông, thiết bị phun sơn… - Hệ thống vận chuyển ximăng, phục vụ cho quá trình công nghệ khoan. - Các mục đích khác, như : làm sạch các bề mặt gia công, sửa chữa; làm vệ sinh công nghiệp; hoặc sử dụng khí nén để thực hiện một quy trình công nghệ nào đó, như gọi dòng trong khai thác ; khuấy trộn dung dịch khoan hoặc ximăng trong quá trình khoan… Khí nén được tạo ra từ những máy nén khí chứa đựng nhiều tạp chất bẩn, độ ẩm có thể ở những mức độ khác nhau. Chất bẩn bao gồm: bụi , độ ẩm của không khí được hút vào, những phần tử nhỏ chất cặn bã của dầu bôi trơn và truyền động cơ khí. Hơn nữa, trong quá trình nén khí nhiệt độ khí nén tăng lên có thể gây ra quá trình ôxy hóa một số phần tử kể trên. Như vậy khí nén bao gồm chất bẩn đó được tải đi trong những đường ống dẫn khí sẽ gây nên sự ăn mòn, gỉ trong ống và trong các phần tử của hệ thống điều khiển. Cho nên khí nén được sử dụng trong kỹ thuật phải sử lý. Mức độ sử lý khí nén tùy thuộc vào phương pháp sử lý, từ đó xác định chất lượng của khí nén tương ướng cho từng trường hợp cụ thể. Tùy theo mục đích sử dụng, các yêu cầu về chất lượng của khí nén có thể có đôi chút khác biệt. Tuy nhiên, tựu trung lại vẫn bao gồm các vấn đề cơ bản sau đây: - Đảm bảo độ sạch. Điều này đảm bảo không làm kẹt hoặc tắc nghẽn các phin lọc, các zicler hoặc các chi tiết, phần tử có độ chính xác cao của thiết bị, nhất là ở trong các thiết bị kiểm tra, đo lường và ở các hệ thống điều khiển, tự động hóa. Để đánh giá độ sạch, người ta đưa ra các tiêu chuẩn về độ lớn của các tạp chất. Theo các tiêu chuẩn của Hội đồng các xí nghiệp châu Âu PNEUROP (European Committee of Manufacturers of Compressors, Vacuumpumps and Pneumatic tools) đề ra, độ lớn của các tạp chất trong khí nén không được vượt quá 70 μm. - Đảm bảo độ khô. Yêu cầu này rất quan trọng, nhất là khi khí nén được sử dụng trong hệ thống vận chuyển các vật liệu rời, như hệ thống vận chuyển ximăng. Trong các hệ thống này, 99,9 % lượng hơi ẩm ( gồm hơi nước, dầu bôi trơn.v.v…, gọi chung là condensate ) phải được loại bỏ. Mặt khác, đảm bảo độ khô của khí nén làm hạn chế sự tạo thành các phase lỏng, là tác nhân tạo nên ăn mòn điện hóa trong dòng lưu thông của khí nén. - Đảm bảo khoảng nhiệt độ làm việc thích hợp. Thông thường, khoảng nhiệt độ làm việc thích hợp nhất của khí nén không được chênh lệch quá 3 ÷ 50C so với nhiệt độ môi trường làm việc của hệ thống và thiết bị. Sự chênh lệch quá lớn sẽ gây nên sự giãn nở nhiệt khác nhau trong các hệ thống, thiết bị, các cụm chi tiết, tạo ra sự nứt vỡ, biến dạng, hư hỏng… - Đảm bảo khoảng áp suất làm việc thích hợp. Mỗi hệ thống hoặc thiết bị đều có những yêu cầu về khoảng áp suất khí nén làm việc khác nhau. Để giải quyết vấn đề này, người ta thường sử dụng các bộ van giảm áp (hoặc tăng áp) phù hợp. - Đảm bảo độ nhớt động thích hợp. Đối với từng hệ thống, nhất là với hệ thống điều khiển tự động hoặc truyền động khí nén, và thiết bị, sẽ có những yêu cầu cụ thể về độ nhớt động học cần thiết của khí nén, để giảm ma sát, sự ăn mòn và rỉ sét của chúng. Để giải quyết vấn đề này, người ta thường sử dụng dầu bôi trơn,bổ sung vào dòng khí nén thông qua các bộ van tra dầu, hoạt động theo nguyên lý tra dầu Venturi. Trong những yêu cầu về chất lượng khí đã nêu trên, quan trọng nhất là việc đảm bảo độ sạch, và độ khô của khí nén. 1.2. Các loại máy đã được sử dụng tại Xí nghiệp LD Vietsovpetro. Bảng 1.1: Thống kê các loại máy nén khí sử dụng trên giàn MSP3. Tên gọi Dẫn động Lưu lượng Mục dích sử dụng 4BY – 1-5/9(BM-15) Gồm 2 máy, 1 dẫn động bằng động cơ diesel 1 bằng động cơ điện P = 6 ÷ 8 kg/cm2 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. ВП2-9/10 (BM-7B) Gồm 4 máy dẫn động bằng động cơ điện P = 6 ÷ 8 kg/cm2 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. ЭКП-70/25(BM-7A) Gồm 2 máy dẫn động bằng động cơ điện P = 30 ÷ 50 kg/cm2 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. BУ-0,6/8(BM-6) Có 3 máy Q = 0,6 m3/phút Đã được thay thế bằng trạm Ingersoll-Rand T 30/7100 Ingersoll-Rand T 30/7100(BM-6) Có 3 máy dẫn động bằng động cơ điện P = 6 ÷ 8 kg/cm2Q = 1,42 m3/phút 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,v.v… của hệ thống công nghệ khai thác Dầu khí. 4BУ1-5/9(BM-7A) Q ≈ 5 m3/phút 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. Kp-2T Q ≈ 1,5 ÷ 1,8 lit/phút 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.v.v… 1.3. Trạm máy nén khí Ga 75, hiệu quả và tồn tại. 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 ≈ 11,61 ÷ 13,59 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-7A, 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. Hình 1.3: Hình ảnh thực tế trạm máy nén khí Ga75 tại giàn MSP3. CHƯƠNG 2. CẤU TẠO, NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA TRẠM MÁY NÉN KHÍ GA75. 2.1. Sơ đồ hệ thống cung cấp khí nén trên giàn MSP 3. Hình 2.1: Sơ đồ phân phối khí nén trên giàn MSP 3. Trong sơ đồ trên: - Các nguồn khí nén: GA 75, 4BY, T30, KP2T … hoạt động ưu tiên theo thứ tự. - Các bộ phận tiêu thụ khí nén: Control Room, phòng cơ khí, các Sutdown valve, các bình công nghệ, hệ thống đánh lửa cho Fakel, giêngs nước … 2.2. Cấu tạo máy nén khí GA75 2.2.1. Giới thiệu chung: GA là trạm máy nén khí dạng trục vít, một cấp , tác dụng đơn, có dầu bôi trơn và được dẫn động bằng động cơ điện. GA-55, GA-75 và GA-90C là dạng được làm mát bằng không khí. GA-55W, GA-75W và GA-90CW được làm mát bằng nước. Loại trạm máy nén khí GA-FF (Full-feature): Là trạm máy nén khí GA với đầy đủ các tính năng kỹ thuật-GA-FF (Full-feature). Chúng được trang bị thiết bị làm khô khí , cùng lắp đặt chung trong khoang thân vỏ. Thiết bị làm khô khí này tách ẩm từ khí nén bằng cách làm lạnh chúng đến gần điểm sương để hơi ẩm (dầu, nước…) ngưng tụ rồi xả thông qua cơ cấu xả condensate tự động. Bố trí chung: Trạm máy nén khí GA được lắp đặt trong khoang thân vỏ cách âm và cách nhiệt chắc chắn. Máy nén khí được điều khiển bởi bộ điều khiển kiểu Elektronikon ® của hãng Atlas Copco. Bộ điều khiển điện tử này được lắp vào cánh cửa mặt trước. Bộ điều khiển Elektronikon ® giúp làm giảm sự tiêu hao năng lượng điện, nó cho phép người điều khiển dễ dàng lập trình và theo dõi, kiểm soát sự vận hành của máy nén khí. Trên bảng điều khiển, ở mặt trước, có: nút khởi động; nút tắt, và nút dừng khẩn cấp. Khoang điện có chứa bộ khởi động motor được đặt phía sau bảng điều khiển này. Trạm máy nén khí còn được trang bị thêm một hệ thống xả condensate (chất lỏng ngưng tụ trong quá trình làm mát khí nén) tự động. Hình 2.2: Mặt trước của máy GA -75 FF. E 1 - Module điều khiển ; 6 - Phin lọc khí S 3 - Nút dừng khẩn cấp ; 7 - Nút bịt lỗ rót dầu bôi trơn. 1 - Quạt làm mát ; 8 - Bình gom khí nén. 2 - Động cơ quạt ; 9 - Cơ cấu hiển thị mức dầu bôi trơn. 3 - Buồng điện ; 10 - Các phin lọc dầu bôi trơn. 4 - Động cơ điện dẫn động ; 11 - Bộ phận làm lạnh khí nén. 5 - Bộ phận tách dầu (OSD) 2.2.2. Cấu tạo-các bộ phận cơ bản của trạm máy nén khí GA-75FF. Trong các hình vẽ, mỗi chi tiết được đánh số hiệu để dễ quản lý trong quá trình chế tạo, lắp đặt. 2.2.2.1 Động cơ điện dẫn động. Hình 2.3: Động cơ điện của đầu nén. Máy nén khí được dẫn động bằng động cơ điện xoay chiều 3 pha điện áp 380÷400 V, công suất 75kw. Động cơ được bắt chặt với khung sàn nhờ bu lông thông qua đệm cao su chống rung và các vành đệm chống tự tháo. Trên trục động cơ và hộp truyền động №6020 máy nén khí có lắp mặt bích khớp nối kiểu vành răng №4045 & №3025 và được cố định bởi then và vít. Chúng liên kết, truyền động với nhau thông qua bộ khớp nối mềm (Flex.coupling) №4040. Mặt bích nắp đầu động cơ điện có 8 lỗ để lắp bulông liên kết với phần mặt bích nắp đầu thân vỏ hộp truyền động №6020 của máy nén khí. 2.2.2.2. Đầu nén –Air compressor element. Hình 2.4: Hoạt động của đầu nén. 1. Đường khí vào. 5. Rơ le nhiệt. 2. Đường dầu hồi. 6. Tản nhiệt. 3. Hỗn hợp dầu khí. 7. Bộ lọc dầu. 4. Bình tách dầu khí. Đầu nén khí có 2 trục vít được lắp trong thân máy, trục chủ động nhận truyền động từ động cơ điện qua bộ khớp nối mềm thông qua trục chủ động có bánh răng. 2.2.2.3. Phin lọc khí đầu vào và van nạp-ngắt tải. Phin lọc khí gồm có lõi lọc bằng giấy lắp trong vỏ nhựa , vỏ nhựa được chia làm hai nửa lắp với nhau bằng móc khóa để dễ dàng tháo lắp khi thay lõi phin lọc. Hinh 2.5: Phin lọc và van ngắt tải. 1. Phin lọc khí. 2. Van đường vào. 3. Van nạp tải. 4. Van ngắt tải.. 2.2.2.4. Bình gom-tách dầu bôi trơn – Air receiver/oil separator. Hính 2.6: Bình gom tách dầu bôi trơn. Các phin lọc dầu bôi trơn. Phin lọc khí Bu lông giữ phin lọc khí. Bu lông giữ bình gom khí nén Nút xả dầu. Cơ cấu hiển thị mức dầu bôi trơn Bình gom tách dầu bôi trơn Van an toàn. 2.2.2.5. Các phin lọc dầu bôi trơn. Hình 2.7: Bình gom –tách ( A ) và các phin lọc dầu bôi trơn ( B ). Hình 2.8: Phin lọc dầu. 1. Van một chiều. 2. Phần tử lọc. 3. Van an toàn. 2.2.2.6. Các phin lọc-tách condensate và hệ thống xả condensate tự động. Trên đường khí nén đi ra của bộ Air-Dryer có lắp một bình tách condensate №1020, với 2 đường xả condensate (loại mềm-plastic tube) №1075 -đường xả condensate bằng tay- và №1095-đường xả condensate tự động - được nối với thiết bị xả condensate kiểu điện tử (Ewd 330-230V) №1075. Trên các trạm máy nén khí GA-75, ngoài hệ thống tách và xả condensate tự động lắp cùng với bộ Air-Dryer ID-230, trên các đường vận chuyển khí nén nối từ các máy nén khí đến bình chứa hoặc từ bình chứa đến các thiết bị tiêu thụ , người ta còn lắp đặt trên mỗi nhánh 2 phin lọc condensate (trước và sau) loại DD/PD 400 để làm sạch nốt những phần tử chất lỏng (condensate) ngưng tụ còn sót lại trong thành phần của khí nén. - Hệ thống tách và xả condensate tự động: Hình 2.9: Hệ thống xả condensate thông dụng chuẩn. 2.2.2.7. Hệ thống điện : Gồm hộp nguồn có 2 aptomat riêng biệt cho mỗi máy, được lắp đặt trên khung giá đỡ, trên cùng sàn công tác với 2 máy nén khí, và buồng điện - Start cubiccle – nằm ở panel phía trên, bên phải của mặt sau trạm máy nén khí GA-75 FF. Hộp nguồn của trạm máy nén khí được cấp điện từ lưới điện 3 phase- 380V/ 50 Hz trên giàn thông qua các đường cáp dẫn. 2.3. Nguyên ký làm việc 2.3.1. Lý thuyết cơ bản về máy nén khí dạng trục vít. Khí nén được tạo ra từ các máy nén khí mà ở đó năng lượng cơ học của các động cơ (điện hoặc diezel…) được chuyển hóa thành áp năng (hoặc động năng) và nhiệt năng. Các máy nén khí này hoạt động dựa trên hai nguyên lý cơ bản: - Nguyên lý thể tích : không khí ở môi trường được hút vào khoang nén và ở đó, thể tích của khoang này thay đổi (giảm xuống). Như vậy, theo định luật Boyle-Mariotte, áp suất trong khoang nén tăng lên. Các máy nén khí hoạt động dựa trên nguyên lý này bao gồm các MNK kiểu piston, kiểu bánh răng, kiểu cánh gạt, kiểu trục vít… - Nguyên lý động năng : không khí ở môi trường được hút vào khoang nén, và ở đó, áp suất khí nén được tạo ra do động năng của các cánh dẫn. Nguyên tắc hoạt động theo kiểu này có khả năng tạo ra những máy nén khí có lưu lượng và công suất lớn. Các máy nén khí hoạt động dựa trên nguyên lý này là các máy nén khí kiểu tuabin, bao gồm máy nén khí ly tâm, máy nén khí chiều trục.. Sau đây, để phục vụ cho đề tài, chúng ta chỉ đi vào nghiên cứu lý thuyết cơ bản về các máy nén khí dạng trục vit. 2.3.1.1. Nguyên lý hoạt động. Máy nén khí kiểu trục vít hoạt động theo nguyên lý thay đổi thể tích. Cấu tạo của máy nén trục vít gồm hai (hoặc có thể nhiều hon) trục vít với nhiều mối răng ăn khớp và quay ngược chiều nhau. Một trục dẫn, nhận truyền động từ động cơ và truyền cho trục bị dẫn qua các cặp bánh răng nghiêng. Không khí được hút từ đầu này được nén và đẩy sang đầu kia của cặp trục. Khe hở giữa hai trục vít (phần ăn khớp) và giữa đỉnh răng với xilanh vào khoảng từ 0,1 – 0,4 mm. Vì vậy khi làm việc không có ma sát, tuổi thọ cao, êm. Các trục vít có độ chính xác cao, khó chế tạo và sửa chữa. Trong máy nén trục vít không có van hút và van đẩy như ở máy nén pittông.Số vòng quay của trục vít từ 3000 vg / ph trở lên, thậm chí đến 15000 vg / ph. Khi các trục vít quay được một vòng ,thể tích khoảng trống giữa các răng sẽ thay đổi. Như vậy sẽ tạo ra quá trình hút (thể tích khoảng trống tăng lên), quá trình nén (khoảng trống nhỏ lại) và cuối cùng là quá trình đẩy (hình 2.24). Với các loại máy nén khí có vận tốc quay của các trục vít lớn hàng ngàn vòng phút, các quá trình hút/nén có thể được coi là liên tục. Vì vậy, máy nén khí kiểu trục vít thường có kết cấu nhỏ, gọn nhưng lưu lượng và công suất khá lớn. Hình 2.10 : Nguyên lý hoạt động của máy nén khí kiểu trục vít. 1. Buồng hút. L. Chiều dài trục. 2. Buồng đẩy. D. Đường kính trục. Phần chính của máy nén khí kiểu trục vít gồm 2 trục : trục chính và trục phụ (hình 2.10). Số răng (số đầu mối) của trục xác định thể tích làm việc (hút, nén), khi trục quay 1 vòng. Số răng càng lớn, thể tích hút, nén của 1 vòng quay sẽ nhỏ. số răng (số đầu mối của trục chính và trục phụ không bằng nhau sẽ cho hiệu suất tốt hơn.Trong hình 2.11 trục chính (2) có 4 đầu mối (4 răng), trục phụ (1) có 5 đầu mối (5 răng). Hình 2.11: Quá trinh ăn khớp. 1. Trục phụ. 2. Trục chính. 2.3.1.2. Các thông số cơ bản của máy nén trục vít. - Lưu lượng của máy nén khí trục vít : Đối với máy nén trục vít, lưu lượng Qv của chúng được tính như sau: Qv = q0 . l . [ m3 / s ] Trong đó: q0 [m3/vòng] Lưu lượng/