CÁC BỘ PHẬN CHÍNH CỦA MÁY NÉN KHÍ TURBO CENTRIFUGAL COMPRESSOR

[tintuc]

 CÁC BỘ PHẬN CHÍNH VỦA MÁY NÉN KHÍ TURBO CETRIFUGAL COMPRESSOR

Bài viết trước mình đã chia sẻ về đường đi của không khí trong máy nén khí, trong phần bài viết này tôi xin giới thiệu về các bộ phận chính của máy nén khí turbo

1, Inlet Filter

    Inlet filter là bộ lọc khí đầu vào của máy nén ly tâm (turbo centrifugal compressor), có nhiệm vụ loại bỏ bụi bẩn, hạt rắn, và tạp chất trong không khí trước khi vào máy nén. Việc này giúp bảo vệ cánh quạt và các bộ phận quay khỏi mài mòn, ăn mòn và giảm hiệu suất. Inlet filter thường được thiết kế với hiệu suất lọc cao, chịu được áp suất và lưu lượng lớn, đồng thời dễ dàng bảo trì và thay thế để đảm bảo máy nén vận hành ổn định, bền bỉ và tiết kiệm chi phí bảo trì 

2, Inlet Guide Valve

    IGV (Inlet Guide Vane) là hệ thống cánh hướng đầu vào, được lắp đặt trước bánh công tác (impeller) của máy nén ly tâm. Chức năng chính của IGV là điều chỉnh góc và hướng dòng khí vào bánh công tác, từ đó kiểm soát lưu lượng và áp suất nén theo nhu cầu vận hành.

    Việc điều khiển IGV giúp tối ưu hóa hiệu suất máy nén, đặc biệt trong điều kiện tải thay đổi. Khi đóng bớt IGV, dòng khí vào sẽ được xoáy trước, giảm lượng khí hút vào và giảm tải cho máy nén – rất hữu ích trong tiết kiệm năng lượng và tránh hiện tượng “surge” (dao động áp suất nguy hiểm).

    IGV thường được điều khiển tự động theo tín hiệu từ hệ thống điều khiển (DCS/PLC), và đóng vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh hiệu suất và bảo vệ máy nén.

3, Impeller và Diffuser 

Impeller là bánh công tác quay, đóng vai trò chính trong việc truyền năng lượng cơ học từ trục quay sang dòng khí. Khi không khí hoặc khí nén đi vào impeller, nó được tăng vận tốc nhờ lực ly tâm và cánh quay. Đây là giai đoạn tăng động năng cho dòng khí. Impeller thường được chế tạo từ hợp kim có độ bền cao, thiết kế dạng kín hoặc hở tùy ứng dụng.

    Diffuser là bộ khuếch tán, nằm sau impeller, có chức năng chuyển đổi động năng (tốc độ cao) thành áp suất tĩnh. Khi dòng khí đi qua diffuser – một vùng mở rộng tiết diện – vận tốc giảm dần, tạo ra sự tăng áp suất (hiện tượng khuếch tán).

Sự phối hợp giữa impeller và diffuser giúp máy nén ly tâm đạt hiệu suất nén cao, ổn định, và phù hợp với nhiều dải tải. Đây là hai thành phần cốt lõi trong quá trình tăng áp của turbo centrifugal compressor.

4, Gear Box

    Gearbox là hộp số được sử dụng để truyền và điều chỉnh tốc độ quay từ động cơ đến trục máy nén ly tâm. Do impeller của máy nén ly tâm thường cần quay ở tốc độ rất cao (vài nghìn đến hàng chục nghìn vòng/phút) để đạt hiệu suất nén mong muốn, trong khi motor thường chỉ quay ở tốc độ thấp hơn (1.500–3.000 vòng/phút), nên gearbox giúp tăng tốc độ quay từ motor lên mức phù hợp cho impeller.

    Gearbox thường là loại tăng tốc (speed increaser), thiết kế chính xác cao, chịu được tải trọng lớn, và bôi trơn bằng dầu để giảm ma sát, tản nhiệt và tăng tuổi thọ. Ngoài ra, nhiều hệ thống còn tích hợp cảm biến nhiệt độ, áp suất, và rung trong gearbox để theo dõi tình trạng vận hành, phòng tránh hư hỏng.

    Gear box thường bao gồm 2 bánh răng, bánh răng to hơn được nối với trục động cơ đc gọi là Pull Gear. Bánh răng nhỏ ít răng hơn được kết nối trực tiếp với impeller được gọi là Pinion Gear. 

5, Bơm dầu 

    Bơm dầu (lubrication oil pump) là thiết bị quan trọng trong hệ thống bôi trơn của turbo centrifugal compressor. Nhiệm vụ chính của bơm dầu là cung cấp dầu bôi trơn đến các bộ phận chuyển động như ổ trục (bearing), gearbox, để giảm ma sát, làm mát, và ngăn ngừa mài mòn.

Trong hệ thống, thường có hai loại bơm dầu:

    Bơm chính (main oil pump): thường được dẫn động trực tiếp từ trục máy nén hoặc motor, hoạt động khi máy chạy. được kết nối trực tiếp với trục động cơ

    Bơm phụ (auxiliary/emergency oil pump): thường chạy bằng điện riêng, dùng khi khởi động máy nén, động cơ chính đang dừng hoặc mất nguồn chính, đảm bảo dầu vẫn được cấp đến các ổ trục để tránh hư hỏng do thiếu bôi trơn.

Dầu bôi trơn sau khi được bơm đến các vị trí cần thiết sẽ được dẫn về bể dầu (oil tank) qua bộ làm mát (oil cooler) và lọc dầu (oil filter), tạo thành một vòng tuần hoàn khép kín.

6, Hệ thống BOV ( Blow-off valve) 

    BOV (Blow-Off Valve) là van xả được sử dụng để giải phóng bớt lưu lượng khí nén ra khỏi hệ thống khi không cần thiết, nhằm ngăn chặn hiện tượng “surge” – tức là dao động áp suất gây mất ổn định trong máy nén ly tâm.

Khi lưu lượng tiêu thụ giảm đột ngột, IGV không đáp ứng kịp thời (Lưu lượng khí thay đổi), khí nén không thể thoát hết sẽ làm tăng áp lực ngược trong máy nén. Nếu không được xả ra kịp thời, áp suất này sẽ làm đảo chiều dòng khí, gây rung lắc mạnh, nóng máy, và có thể phá hủy bánh công tác (impeller).

Blow-Off Valve sẽ tự động mở để xả khí ra ngoài, giảm áp suất và đảm bảo máy nén tiếp tục vận hành ổn định trong giới hạn an toàn. Van này thường được điều khiển tự động qua tín hiệu từ hệ thống điều khiển (PLC/DCS), kèm theo bộ giảm âm (silencer) để giảm tiếng ồn khi xả khí.

7, Các hệ thống phụ trợ khác

            Hệ thống làm mát: có nhiệm vụ duy trì nhiệt độ ổn định cho các bộ phận như ổ trục (bearing), gearbox, dầu bôi trơn, và khí nén sau khi nén để giảm nhiệt độ của không khí trươc khi vào tầng nén tiếp theo, đảm bảo hiệu suất của máy nén cũng như độ bền của các bộ phận khác

Nước thường được dùng để làm mát. Nước được bơm qua các bộ trao đổi nhiệt. Nước sau khi ra khỏi hệ thống trao đổi nhiệt sẽ được làm mát bằng Cooling tower, rồi được bơm ngược trở lại tạo thành một vòng tuần hoàn khép kín. 

            Van một chiều (Check Valve): là thiết bị chỉ cho phép dòng khí chảy theo một hướng, ngăn không cho khí nén chảy ngược lại về phía máy nén. Trong hệ thống turbo centrifugal compressor, van một chiều thường được lắp ngay sau đầu ra của máy nén

Chức năng chính của van một chiều gồm:

• Bảo vệ máy nén:
  Khi máy dừng hoặc có sự cố, van sẽ đóng lại, ngăn dòng khí áp suất cao từ hệ thống hồi ngược về phía máy nén – điều này có thể gây hư hỏng impeller hoặc làm quay ngược trục nén.

• Ngăn hiện tượng “backflow” (dòng chảy ngược):
  Đảm bảo luồng khí luôn đi đúng hướng, tránh gây nhiễu trong hệ thống và ảnh hưởng đến thiết bị sử dụng khí.

• Đảm bảo an toàn khi máy nén hoạt động song song (multiple compressors):
  Trong hệ thống nhiều máy nén nối song song, van một chiều giúp cách ly từng máy, tránh việc khí từ máy đang chạy chảy ngược vào máy đang dừng

[/tintuc]