Trong mạng lưới phức tạp của các nhà máy lọc dầu, vô số đường ống kết nối các thiết bị khác nhau như các mạch máu, với các bơm ly tâm đóng vai trò như trái tim liên tục tuần hoàn chất lỏng trong toàn hệ thống. Việc lựa chọn bơm ly tâm phù hợp là rất quan trọng để đảm bảo an toàn sản xuất và hiệu quả hoạt động. Tiêu chuẩn API 610, được công nhận là tiêu chuẩn vàng cho thiết kế bơm ly tâm trong ngành công nghiệp dầu khí, cung cấp phân loại chi tiết các loại bơm. Bài viết này cung cấp một phân tích chuyên sâu về ba loại chính của bơm ly tâm được định nghĩa bởi API 610: thiết kế Kiểu treo (OH), Kiểu giữa vòng bi (BB) và Kiểu treo thẳng đứng (VS), giúp các chuyên gia đưa ra quyết định sáng suốt cho các ứng dụng thực tế.
API 610 là một tiêu chuẩn do Viện Dầu khí Hoa Kỳ ban hành cho các bơm ly tâm được sử dụng trong ngành công nghiệp dầu khí, hóa chất nặng và khí tự nhiên. Tiêu chuẩn bao gồm tất cả các khía cạnh của thiết kế, vật liệu, sản xuất, thử nghiệm và lắp đặt bơm, nhằm đảm bảo độ tin cậy, an toàn và hiệu suất. Dựa trên các đặc điểm cấu trúc, API 610 phân loại bơm ly tâm thành ba loại chính: Kiểu treo (OH), Kiểu giữa vòng bi (BB) và Kiểu treo thẳng đứng (VS).
Bơm ly tâm Kiểu treo có cánh quạt được gắn ở một đầu của trục, đầu còn lại được đỡ bằng ổ trục. Thiết kế nhỏ gọn này tạo điều kiện thuận lợi cho việc bảo trì và phù hợp với các ứng dụng lưu lượng và cột áp từ trung bình đến thấp. API 610 chia nhỏ hơn nữa các bơm kiểu treo thành sáu loại phụ (từ OH1 đến OH6) dựa trên các chi tiết cấu trúc cụ thể.
Bơm OH1 là thiết kế kiểu treo một tầng với giá đỡ gắn chân và lắp đặt theo chiều ngang. Chúng kết nối với động cơ thông qua các khớp nối mềm, với vỏ bơm thường được đặt ở giữa trên tấm đế để dễ dàng lắp đặt và bảo trì. Những bơm này có cấu tạo đơn giản và chi phí thấp hơn, khiến chúng phù hợp với các ứng dụng truyền chất lỏng nói chung.
Điểm khác biệt chính của bơm OH2 nằm ở thiết kế giá đỡ theo đường tâm, trong đó vỏ được đỡ bằng các giá đỡ dọc theo đường tâm thay vì thông qua chân. Cấu hình này giảm thiểu tác động của sự giãn nở nhiệt, tăng cường độ ổn định hoạt động cho các điều kiện nhiệt độ cao hoặc nhiệt độ dao động. Bơm OH2 thường sử dụng một vỏ ổ trục duy nhất hấp thụ các lực dọc trục và duy trì vị trí cánh quạt thích hợp trong quá trình vận hành.
Bơm OH3 là thiết kế một tầng, kết nối trực tiếp, kiểu đường ống với cánh quạt kiểu treo và giá đỡ ổ trục độc lập. Động cơ gắn trực tiếp trên bơm để lắp đặt nhỏ gọn, trong khi vỏ ổ trục riêng biệt hấp thụ tải trọng vận hành. Cấu hình này đặc biệt hữu ích trong các ứng dụng bị hạn chế về không gian.
Bơm OH4 có cấu tạo giống hệt với các mẫu OH3, chỉ khác ở việc chúng sử dụng các khớp nối cứng thay vì khớp nối mềm. Mặc dù các khớp nối cứng truyền mô-men xoắn lớn hơn, nhưng chúng đòi hỏi độ chính xác lắp đặt cao hơn.
Bơm OH5 có thiết kế kết nối chặt chẽ với cánh quạt được gắn trực tiếp trên trục động cơ. Những bơm một tầng, kiểu đường ống, thẳng đứng này có cấu tạo cực kỳ nhỏ gọn và bảo trì đơn giản, khiến chúng được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau.
Bơm OH6 đại diện cho các thiết kế tốc độ cao kết hợp hộp số tăng tốc. Cánh quạt gắn trực tiếp trên trục bánh răng, kết nối với động cơ thông qua các khớp nối mềm. Có sẵn cả cấu hình thẳng đứng và nằm ngang, những bơm này vượt trội trong các ứng dụng cột áp cao, lưu lượng thấp.
Bơm ly tâm Kiểu giữa vòng bi đặt cánh quạt giữa hai ổ trục được đỡ bởi vỏ bơm. Cách bố trí này cung cấp khả năng hỗ trợ trục vượt trội, giảm độ lệch và tăng cường độ ổn định hoạt động cho các ứng dụng lưu lượng cao, cột áp cao. API 610 phân loại bơm BB thành năm loại (BB1 đến BB5) dựa trên cấu tạo vỏ.
Bơm BB1 có vỏ chia theo chiều ngang để lắp đặt nằm ngang một hoặc hai tầng. Thiết kế này tạo điều kiện thuận lợi cho việc tháo rời và bảo trì nhanh chóng, cho phép thay thế nhanh chóng các bộ phận bên trong. Bơm BB1 hoạt động tốt trong các ứng dụng truyền chất lỏng nói chung.
Bơm BB2 khác với các mẫu BB1 chủ yếu ở cấu tạo vỏ chia theo hướng kính. Thiết kế này chịu được áp suất cao hơn, khiến nó phù hợp với các ứng dụng đòi hỏi khắt khe.
Bơm BB3 đại diện cho các thiết kế nằm ngang nhiều tầng với vỏ chia theo chiều ngang, thường kết nối với động cơ thông qua các khớp nối mềm. Những bơm này hoạt động đặc biệt tốt trong các ứng dụng cột áp cao.
Bơm BB4 sử dụng cấu tạo phân đoạn nhiều tầng, trong đó mỗi tầng tạo thành một vòng được kết nối bằng các thanh giằng. Còn được gọi là bơm kiểu vòng, mỗi tầng chia theo hướng kính gắn trên một trục được đỡ bằng ổ trục ở cả hai đầu.
Bơm BB5 có vỏ ngoài hình thùng được thiết kế để vận hành ở áp suất cao. Các thiết kế nhiều tầng này kết hợp cấu tạo chia theo hướng kính, vỏ kép và khớp nối mềm.
Bơm ly tâm Kiểu treo thẳng đứng nhúng vỏ của chúng vào chất lỏng trong khi treo từ một tấm lắp thông qua các cột. Cấu hình này giảm thiểu nguy cơ xâm thực, khiến nó trở nên lý tưởng cho các ứng dụng mức chất lỏng thấp hoặc tự mồi. API 610 phân loại bơm VS thành bảy loại (VS1 đến VS7) dựa trên các biến thể cấu trúc.
Bơm VS1 có thiết kế treo thẳng đứng một vỏ, phục vụ như bơm hố ướt hoặc bơm khuếch tán. Cột hoạt động như ống dẫn xả.
Bơm VS2 sử dụng thiết kế vỏ xoắn ốc trong khi vẫn duy trì các đặc điểm khác tương tự như các mẫu VS1.
Bơm VS3 đại diện cho các thiết kế treo thẳng đứng một vỏ, hướng trục, trong đó cột bơm đóng vai trò là ống dẫn xả.
Thiết kế VS4 kết hợp các cột xả riêng biệt với vỏ xoắn ốc. Trục treo thẳng đứng có thể bao gồm giá đỡ ổ trục trung gian.
Bơm VS5 cũng có các cột xả riêng biệt nhưng khác biệt bằng cách loại bỏ các ổ trục trung gian. Trục bơm vẫn được treo, chỉ được đỡ bằng ổ trục trên cùng.
Bơm VS6 kết hợp cấu tạo vỏ kép, được mệnh danh là "bơm thùng". Các thiết kế treo thẳng đứng này xả qua các cột bơm. Việc lắp đặt dưới lòng đất đôi khi làm tăng khả năng NPSH (Áp suất hút dương ròng) có sẵn.
Bơm VS7 hoàn thành phân loại API 610 với thiết kế vỏ xoắn ốc tương tự như các mẫu VS6 trong khi vẫn duy trì các đặc điểm tương đương khác.
Tiêu chuẩn API 610 cung cấp phân loại bơm ly tâm toàn diện, với mỗi loại cung cấp những ưu điểm riêng biệt cho các ứng dụng cụ thể. Việc lựa chọn bơm phù hợp đòi hỏi phải xem xét cẩn thận về tốc độ dòng chảy, cột áp, đặc tính chất lỏng và môi trường vận hành theo hướng dẫn của API 610. Điều này đảm bảo hoạt động đáng tin cậy, tăng cường hiệu quả và an toàn sản xuất. Khi công nghệ phát triển, các thiết kế bơm mới và hệ thống giám sát thông minh tiếp tục xuất hiện, đảm bảo việc đánh giá liên tục các phát triển của ngành cùng với các nguyên tắc cơ bản của API 610.
Trong mạng lưới phức tạp của các nhà máy lọc dầu, vô số đường ống kết nối các thiết bị khác nhau như các mạch máu, với các bơm ly tâm đóng vai trò như trái tim liên tục tuần hoàn chất lỏng trong toàn hệ thống. Việc lựa chọn bơm ly tâm phù hợp là rất quan trọng để đảm bảo an toàn sản xuất và hiệu quả hoạt động. Tiêu chuẩn API 610, được công nhận là tiêu chuẩn vàng cho thiết kế bơm ly tâm trong ngành công nghiệp dầu khí, cung cấp phân loại chi tiết các loại bơm. Bài viết này cung cấp một phân tích chuyên sâu về ba loại chính của bơm ly tâm được định nghĩa bởi API 610: thiết kế Kiểu treo (OH), Kiểu giữa vòng bi (BB) và Kiểu treo thẳng đứng (VS), giúp các chuyên gia đưa ra quyết định sáng suốt cho các ứng dụng thực tế.
API 610 là một tiêu chuẩn do Viện Dầu khí Hoa Kỳ ban hành cho các bơm ly tâm được sử dụng trong ngành công nghiệp dầu khí, hóa chất nặng và khí tự nhiên. Tiêu chuẩn bao gồm tất cả các khía cạnh của thiết kế, vật liệu, sản xuất, thử nghiệm và lắp đặt bơm, nhằm đảm bảo độ tin cậy, an toàn và hiệu suất. Dựa trên các đặc điểm cấu trúc, API 610 phân loại bơm ly tâm thành ba loại chính: Kiểu treo (OH), Kiểu giữa vòng bi (BB) và Kiểu treo thẳng đứng (VS).
Bơm ly tâm Kiểu treo có cánh quạt được gắn ở một đầu của trục, đầu còn lại được đỡ bằng ổ trục. Thiết kế nhỏ gọn này tạo điều kiện thuận lợi cho việc bảo trì và phù hợp với các ứng dụng lưu lượng và cột áp từ trung bình đến thấp. API 610 chia nhỏ hơn nữa các bơm kiểu treo thành sáu loại phụ (từ OH1 đến OH6) dựa trên các chi tiết cấu trúc cụ thể.
Bơm OH1 là thiết kế kiểu treo một tầng với giá đỡ gắn chân và lắp đặt theo chiều ngang. Chúng kết nối với động cơ thông qua các khớp nối mềm, với vỏ bơm thường được đặt ở giữa trên tấm đế để dễ dàng lắp đặt và bảo trì. Những bơm này có cấu tạo đơn giản và chi phí thấp hơn, khiến chúng phù hợp với các ứng dụng truyền chất lỏng nói chung.
Điểm khác biệt chính của bơm OH2 nằm ở thiết kế giá đỡ theo đường tâm, trong đó vỏ được đỡ bằng các giá đỡ dọc theo đường tâm thay vì thông qua chân. Cấu hình này giảm thiểu tác động của sự giãn nở nhiệt, tăng cường độ ổn định hoạt động cho các điều kiện nhiệt độ cao hoặc nhiệt độ dao động. Bơm OH2 thường sử dụng một vỏ ổ trục duy nhất hấp thụ các lực dọc trục và duy trì vị trí cánh quạt thích hợp trong quá trình vận hành.
Bơm OH3 là thiết kế một tầng, kết nối trực tiếp, kiểu đường ống với cánh quạt kiểu treo và giá đỡ ổ trục độc lập. Động cơ gắn trực tiếp trên bơm để lắp đặt nhỏ gọn, trong khi vỏ ổ trục riêng biệt hấp thụ tải trọng vận hành. Cấu hình này đặc biệt hữu ích trong các ứng dụng bị hạn chế về không gian.
Bơm OH4 có cấu tạo giống hệt với các mẫu OH3, chỉ khác ở việc chúng sử dụng các khớp nối cứng thay vì khớp nối mềm. Mặc dù các khớp nối cứng truyền mô-men xoắn lớn hơn, nhưng chúng đòi hỏi độ chính xác lắp đặt cao hơn.
Bơm OH5 có thiết kế kết nối chặt chẽ với cánh quạt được gắn trực tiếp trên trục động cơ. Những bơm một tầng, kiểu đường ống, thẳng đứng này có cấu tạo cực kỳ nhỏ gọn và bảo trì đơn giản, khiến chúng được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau.
Bơm OH6 đại diện cho các thiết kế tốc độ cao kết hợp hộp số tăng tốc. Cánh quạt gắn trực tiếp trên trục bánh răng, kết nối với động cơ thông qua các khớp nối mềm. Có sẵn cả cấu hình thẳng đứng và nằm ngang, những bơm này vượt trội trong các ứng dụng cột áp cao, lưu lượng thấp.
Bơm ly tâm Kiểu giữa vòng bi đặt cánh quạt giữa hai ổ trục được đỡ bởi vỏ bơm. Cách bố trí này cung cấp khả năng hỗ trợ trục vượt trội, giảm độ lệch và tăng cường độ ổn định hoạt động cho các ứng dụng lưu lượng cao, cột áp cao. API 610 phân loại bơm BB thành năm loại (BB1 đến BB5) dựa trên cấu tạo vỏ.
Bơm BB1 có vỏ chia theo chiều ngang để lắp đặt nằm ngang một hoặc hai tầng. Thiết kế này tạo điều kiện thuận lợi cho việc tháo rời và bảo trì nhanh chóng, cho phép thay thế nhanh chóng các bộ phận bên trong. Bơm BB1 hoạt động tốt trong các ứng dụng truyền chất lỏng nói chung.
Bơm BB2 khác với các mẫu BB1 chủ yếu ở cấu tạo vỏ chia theo hướng kính. Thiết kế này chịu được áp suất cao hơn, khiến nó phù hợp với các ứng dụng đòi hỏi khắt khe.
Bơm BB3 đại diện cho các thiết kế nằm ngang nhiều tầng với vỏ chia theo chiều ngang, thường kết nối với động cơ thông qua các khớp nối mềm. Những bơm này hoạt động đặc biệt tốt trong các ứng dụng cột áp cao.
Bơm BB4 sử dụng cấu tạo phân đoạn nhiều tầng, trong đó mỗi tầng tạo thành một vòng được kết nối bằng các thanh giằng. Còn được gọi là bơm kiểu vòng, mỗi tầng chia theo hướng kính gắn trên một trục được đỡ bằng ổ trục ở cả hai đầu.
Bơm BB5 có vỏ ngoài hình thùng được thiết kế để vận hành ở áp suất cao. Các thiết kế nhiều tầng này kết hợp cấu tạo chia theo hướng kính, vỏ kép và khớp nối mềm.
Bơm ly tâm Kiểu treo thẳng đứng nhúng vỏ của chúng vào chất lỏng trong khi treo từ một tấm lắp thông qua các cột. Cấu hình này giảm thiểu nguy cơ xâm thực, khiến nó trở nên lý tưởng cho các ứng dụng mức chất lỏng thấp hoặc tự mồi. API 610 phân loại bơm VS thành bảy loại (VS1 đến VS7) dựa trên các biến thể cấu trúc.
Bơm VS1 có thiết kế treo thẳng đứng một vỏ, phục vụ như bơm hố ướt hoặc bơm khuếch tán. Cột hoạt động như ống dẫn xả.
Bơm VS2 sử dụng thiết kế vỏ xoắn ốc trong khi vẫn duy trì các đặc điểm khác tương tự như các mẫu VS1.
Bơm VS3 đại diện cho các thiết kế treo thẳng đứng một vỏ, hướng trục, trong đó cột bơm đóng vai trò là ống dẫn xả.
Thiết kế VS4 kết hợp các cột xả riêng biệt với vỏ xoắn ốc. Trục treo thẳng đứng có thể bao gồm giá đỡ ổ trục trung gian.
Bơm VS5 cũng có các cột xả riêng biệt nhưng khác biệt bằng cách loại bỏ các ổ trục trung gian. Trục bơm vẫn được treo, chỉ được đỡ bằng ổ trục trên cùng.
Bơm VS6 kết hợp cấu tạo vỏ kép, được mệnh danh là "bơm thùng". Các thiết kế treo thẳng đứng này xả qua các cột bơm. Việc lắp đặt dưới lòng đất đôi khi làm tăng khả năng NPSH (Áp suất hút dương ròng) có sẵn.
Bơm VS7 hoàn thành phân loại API 610 với thiết kế vỏ xoắn ốc tương tự như các mẫu VS6 trong khi vẫn duy trì các đặc điểm tương đương khác.
Tiêu chuẩn API 610 cung cấp phân loại bơm ly tâm toàn diện, với mỗi loại cung cấp những ưu điểm riêng biệt cho các ứng dụng cụ thể. Việc lựa chọn bơm phù hợp đòi hỏi phải xem xét cẩn thận về tốc độ dòng chảy, cột áp, đặc tính chất lỏng và môi trường vận hành theo hướng dẫn của API 610. Điều này đảm bảo hoạt động đáng tin cậy, tăng cường hiệu quả và an toàn sản xuất. Khi công nghệ phát triển, các thiết kế bơm mới và hệ thống giám sát thông minh tiếp tục xuất hiện, đảm bảo việc đánh giá liên tục các phát triển của ngành cùng với các nguyên tắc cơ bản của API 610.
