Mỗi khi các tài liệu bao gồm các yêu cầu kỹ thuật trái ngược nhau thì phải áp dụng chúng theo trình tự sau:
- Đơn đặt hàng của khách hàng [hoặc thư hỏi đặt hàng nếu không có đơn đặt hàng [xem Phụ lục C và Phụ lục D];
- Tờ dữ liệu [xem Phụ lục A];
- Các yêu cầu của tiêu chuẩn này;
- Các tiêu chuẩn khác được viện dẫn trong đơn đặt hàng [hoặc thư hỏi đặt hàng nếu không có đơn đặt hàng].
Việc áp dụng bất cứ luật lệ, quy định, điều lệ hoặc quy tắc nào của quốc gia hoặc địa phương cũng phải có sự thỏa thuận cùng nhau giữa khách hàng và nhà sản xuất/nhà cung cấp.
4.1.1. Đường đặc tính
4.1.1.1. Đường đặc tính đối với bánh công tác được cung cấp phải chỉ ra cột áp, hiệu suất, chiều cao hút dương yêu cầu khi làm việc [NPSHR] và công suất đầu vào được lập thành đồ thị đối với lưu tốc. Đường đặc tính cũng phải chỉ ra phạm vi làm việc cho phép của bơm. Phải vẽ đồ thị đường cong cột áp/ lưu tốc [dựa trên tính toán hoặc thử nghiệm] đối với các đường kính lớn nhất và nhỏ nhất của bánh công tác cho các bơm một cấp và nhiều cấp khi có yêu cầu.
4.1.1.2. Các bơm có đường cong cột áp/ lưu tốc ổn định và có khả năng ngắt liên tục được ưu tiên sử dụng cho hầu hết các ứng dụng và được yêu cầu khi vận hành song song theo quy định của khách hàng. Các đường cong cột áp/ lưu tốc không ổn định hoặc các đường cong có các độ dốc [như là các đường cong của bơm cánh] cũng có thể được sử dụng với điều kiện là việc áp dụng là thích hợp và chỉ ra các sai lệch của dạng đường cong. Khi điều kiện phục vụ không cho phép sử dụng một đường cong ổn định thì phải có các biện pháp khác để bảo đảm lưu lượng mong muốn. Khi quy định sự vận hành song song, sự nâng lên của cột áp tại lưu tốc danh định phải có độ dốc thích hợp để tránh sự mất ổn định của lưu lượng.
4.1.1.3. Điểm có hiệu suất tốt nhất đối với bánh công tác được cung cấp nên ưu tiên ở giữa điểm danh định và điểm danh nghĩa [xem 3.1].
4.1.1.4. Khi việc thiết kế bơm cho phép bộ dẫn động có tốc độ không đổi thì bơm phải có khả năng tăng cột áp lên xấp xỉ 5 % ở điều kiện định mức bằng cách lắp đặt một bánh công tác lớn hơn hoặc các bánh công tác mới lớn hơn.
4.1.1.5. Bơm vận hành các chất lỏng Newton có độ nhớt lớn hơn độ nhớt của nước phải có tính năng được hiệu chỉnh phù hợp với các hệ số chuyển đổi đã được thỏa thuận giữa khách hàng và nhà sản xuất/nhà cung cấp. Cần có sự xem xét đặc biệt đối với các chất lỏng không Newton.
4.1.2. Chiều cao hút dương khi làm việc [NPSH]
Chiều cao hút dương yêu cầu khi làm việc [NPSHR] phải dựa trên cơ sở nước lạnh như đã xác định bằng thử nghiệm phù hợp với ISO 9906:1999, trừ khi có sự thỏa thuận khác.
Phải cung cấp đường cong của chiều cao hút dương yêu cầu khi làm việc [NPSHR] như là một hàm số của lưu lượng nước.
Chiều cao hút dương có hiệu lực khi làm việc [NPSHA] phải vượt quá chiều cao hút dương yêu cầu khi làm việc [NPSHR] 10 % giới hạn cho phép nhưng trong mỗi trường hợp không được nhỏ hơn 0,5 m. Cơ sở cho việc sử dụng các Đường đặc tính là chiều cao hút dương khi làm việc [NPSH] tương ứng với độ giảm 3 % của cột áp tổng của cấp đầu tiên của bơm [NPSH3].
Nếu nhà sản xuất/nhà cung cấp bơm xét thấy rằng do vật liệu kết cấu và chất lỏng được bơm cần có một chiều cao hút dương khi làm việc [NPSH] lớn hơn thì yêu cầu này nên được trình bày trong đề nghị và cung cấp đường cong thích hợp.
Nhà sản xuất/nhà cung cấp phải quy định chiều cao hút dương yêu cầu khi làm việc [NPSHR] trên tờ dữ liệu khi bơm được vận hành với nước ở lưu tốc định mức và tốc độ định mức.
Không được áp dụng sự hiệu chỉnh hoặc khử hydrocacbon.
Đối với các phép thử chiều cao hút dương khi làm việc [NPSH], xem 6.3.5.
4.1.3. Thiết kế bơm
4.1.3.1. Một bơm có thể có kết cấu một bậc hoặc nhiều bậc. Khi áp suất định mức theo áp kế trên đường vào là dương hoặc độ chênh áp suất lớn hơn 3,5 bar thì nên thiết kế bơm để giảm tới mức tối thiểu áp suất trên các vòng bít kín của trục, trừ khi các yêu cầu về cân bằng lực ép chiều trục có quy định khác. Trên các thiết kế bơm một cấp kiểu công xôn, yêu cầu này có thể được đáp ứng với các vòng hoặc cánh bơm trên mặt phía sau của bánh công tác. Trên các bơm nhiều cấp, yêu cầu này có thể được đáp ứng bằng cách bố trí một bánh công tác kề lưng với một ống tiết lưu có khe hở kín hoặc bằng cách bố trí bánh công tác nối tiếp với các vành hoặc đĩa cân bằng.
Có thể sử dụng các biện pháp khác sau khi đã có sự thỏa thuận giữa khách hàng và nhà sản xuất/nhà cung cấp.
4.1.3.2. Các bơm năng lượng cao [cột áp lớn hơn 200 m cho một cấp và công suất lớn hơn 225 kW cho một cấp] cần có sự xem xét đặc biệt để bảo đảm rằng khoảng cách hướng kính giữa lưỡi xoắn [bao gồm cả vỏ xoắn kép] hoặc cánh ống khuyếch tán và chu vi bánh công tác phải sao cho tránh được rung và tiếng ồn quá mức [tần số dao động của cánh và tần số thấp của cánh ở các lưu tốc giảm].
4.1.3.3. Các bơm trục đứng có khớp trục thẳng, nối ren có thể bị hư hỏng do sự quay ngược chiều phải được trang bị cơ cấu bánh cóc không cho phép quay ngược chiều hoặc các phương tiện thích hợp khác.
4.1.3.4. Toàn bộ thiết bị phải được thiết kế để cho phép bảo dưỡng nhanh và tiết kiệm. Các bộ phận chủ yếu như các chi tiết vỏ và thân ổ trục phải được thiết kế [có gờ hoặc chốt định vị] để bảo đảm độ chính xác khi lắp ráp lại.
4.1.3.5. Việc kiểm soát mức âm thanh của toàn bộ thiết bị được cung cấp phải có sự cố gắng chung của khách hàng và nhà sản xuất/nhà cung cấp. Trừ khi có quy định khác, thiết bị do nhà sản xuất/nhà cung cấp phải phù hợp với các yêu cầu của tiêu chuẩn quốc gia và mức âm thanh lớn nhất cho phép do khách hàng quy định.
CHÚ THÍCH: Phạm vi của tiêu chuẩn này không bao gồm bộ dẫn động nhưng nên tính đến sự đóng góp của bộ dẫn động vào mức âm thanh [tiếng ồn].
4.1.4. Lắp đặt ngoài trời
Khách hàng phải quy định việc lắp đặt được thực hiện ở trong nhà [có sưởi hoặc không sưởi] hoặc ở ngoài trời [có hoặc không có mái che] và điều kiện môi trường xung quanh tại nơi thiết bị phải vận hành [bao gồm nhiệt độ cao nhất và nhiệt độ thấp nhất, độ ẩm không bình thường, các vấn đề ăn mòn hoặc bụi bẩn]. Một bơm và các thiết bị phụ của nó phải thích hợp cho vận hành trong các điều kiện quy định này. Đối với các hướng dẫn của khách hàng, nhà sản xuất/nhà cung cấp phải có đề nghị về bất cứ sự bảo vệ đặc biệt nào mà khách hàng cần cung cấp.
4.2. Bộ dẫn động
4.2.1. Yêu cầu chung
4.2.1.1. Yêu cầu để xác định đặc tính định mức của truyền động
Phải xem xét các yêu cầu sau khi xác định đặc tính định mức của truyền động:
- Ứng dụng và phương pháp vận hành của bơm. Trong trường hợp vận hành song song, phải xem xét đến phạm vi đặc tính có thể có với chỉ một bơm vận hành, có tính đến các đặc tính của hệ thống;
- Vị trí của điểm vận hành trên đường đặc tính của bơm;
- Tổn thất do ma sát của vòng bít trục;
- Dòng tuần hoàn đối với vòng bít cơ khí [đặc biệt là đối với các bơm có lưu tốc thấp];
- Tính chất của môi chất được bơm [độ nhớt, hàm lượng chất rắn, tỷ trọng];
- Tổn thất công suất và sự trượt trong truyền động;
- Điều kiện khí quyển tại địa điểm đặt bơm.
Bộ dẫn động của bất cứ bơm nào thuộc phạm vi của tiêu chuẩn này phải có công suất định mức đầu ra tối thiểu là bằng tỷ lệ phần trăm của công suất định mức đầu vào của bơm được cho trên Hình 1 nhưng không nhỏ hơn 1 kW. Khi yêu cầu này sẽ dẫn đến sự quá cỡ kích thước không cần thiết của bộ dẫn động thì phải có đề nghị khác được kiến nghị với khách hàng.
4.2.1.2. Tải trọng trục
Khi ổ trục chặn không phải là bộ phận của bơm và trừ khi có sự chấp nhận khác đi của khách hàng, phải thiết kế động cơ tuabin hoặc trục có cơ cấu truyền động cho các bơm trục đứng, bao gồm cả các bơm trục đứng theo trục để chịu được tải trọng trục lớn nhất mà bơm có thể tạo ra khi khởi động, dừng hoặc vận hành ở bất cứ lưu tốc nào. Phải xác định tải trọng trục lớn nhất ở hai lần khe hở ban đầu bên trong. Nếu bộ dẫn động không do nhà sản xuất/nhà cung cấp cung cấp thì họ phải lưu ý khách hàng về các yêu cầu này.
Hình 1 - Công suất bộ dẫn động tính theo phần trăm của công suất định mức yêu cầu của bơm trong phạm vi từ 1 kW đến 100 kW
4.2.2. Bơm được dẫn động bằng tuabin
4.2.2.1. Tuabin hơi
Các tuabin hơi được lựa chọn phải có khả năng mang đến cho bơm công suất định mức đầu vào yêu cầu đối với các điều kiện định mức dựa trên hiệu suất được bảo đảm của bơm hoặc mang đến cho bơm công suất lớn nhất đầu vào yêu cầu cho toàn bộ phạm vi vận hành của bơm. Công suất định mức của tuabin hơi phải dựa trên các điều kiện quy định về hơi vào nhỏ nhất và hơi thải lớn nhất.
4.2.2.2. Tốc độ của bơm được dẫn động bằng tuabin
Bơm được dẫn động bằng tuabin phải được thiết kế để vận hành liên tục ở 105 % tốc độ định mức và vận hành trong thời gian ngắn trong điều kiện khẩn cấp ở tốc độ tới 110 % tốc độ định mức [chỉnh đặt cơ cấu nhả vượt tốc của tuabin].
Đối với tuabin hơi và động cơ kiểu pittông, tốc độ khi nhả vượt tốc tối thiểu phải bằng 110 % tốc độ liên tục lớn nhất cho phép. Đối với các tuabin khí, tốc độ khi nhả vượt tốc tối thiểu phải bằng 105 % tốc độ liên tục lớn nhất cho phép.
4.3. Tốc độ tới hạn, sự cân bằng và rung
4.3.1. Tốc độ tới hạn
4.3.1.1. Tốc độ tới hạn tương tự như tần số cộng hưởng của hệ thống đỡ rôto-ổ trục. Các tốc độ tới hạn được nhận biết từ tần số riêng của hệ thống và của hiện tượng tăng áp. Nếu tần số của một thành phần điều hòa nào đó của hiện tượng tăng áp có chu kỳ bằng hoặc gần bằng tần số của bất cứ chế độ dao động nào của rô to thì trạng thái cộng hưởng có thể xảy ra. Nếu tồn tại sự cộng hưởng ở một tốc độ có giới hạn thì tốc độ này được gọi là tốc độ tới hạn. Đặc điểm này có liên quan đến các tốc độ tới hạn thực tế hơn là các giá trị tính toán khác nhau trong cả dao động ngang và dao động xoắn.
4.3.1.2. Hiện tượng tăng áp hoặc tần số kích thích có thể nhỏ hơn, bằng hoặc lớn hơn tần số đồng bộ của rôto. Các tần số tăng áp này có thể bao gồm nhưng không được hạn chế đối với các hiện tượng sau:
- Sự mất cân bằng trong hệ thống rôto;
- Các ảnh hưởng của màng dầu;
- Các tần số cọ xát bên trong;
- Các tần số của cánh, cánh của bánh công tác, phun hoặc tần số đi qua của ống khuyếch tán;
- Các tần số ăn khớp của bánh răng và các tần số của dải biên;
- Các tần số của độ không đồng trục [thẳng hàng] của khớp nối trục;
- Các tần số thành phần của hệ thống rôto bị hỏng;
- Các tần số trễ và tần số quay tít có ma sát của hệ thống rô to;
- Lớp biên [sự bong ra theo gió xoáy];
- Các hiệu ứng của âm thanh hoặc khí động lực học;
- Các trạng thái khởi động, ví dụ như sự chặn tốc độ lại [do trở kháng quán tính] hoặc độ võng xoắn góp phần vào cộng hưởng xoắn;
- Số xy lanh, góc giữa các dãy xylanh và hai kỳ hoặc bốn kỳ trong trường hợp các động cơ đốt
4.3.1.3. Các tốc độ tới hạn thực tế không được xâm lấn vào các phạm vi tốc độ quy định.
Tốc độ tới hạn thứ nhất [ở trạng thái uốn] ít nhất phải vượt quá tốc độ vận hành lớn nhất 20 % trừ khi không thể thiết kế được bơm có trục cứng vững, và phải có sự thỏa thuận của khách hàng.
Đối với các bơm có trục thẳng đứng, yêu cầu này áp dụng đặc biệt có hiệu quả khi chất lỏng được vận hành có chứa một tỷ lệ đáng kể các hạt cứng.
Khi không thể thiết kế được bơm có trục cứng vững với sự thỏa thuận của khách hàng thì:
- Tốc độ tới hạn thứ nhất Nc1 không được vượt quá 0,37 [=1/2,7] lần tốc độ vận hành nhỏ nhất Nmin;
- Tốc độ tới hạn thứ hai Nc2 không được nhỏ hơn 1,2 lần tốc độ liên tục lớn nhất Nmax.
Có thể minh họa yêu cầu này như trên Hình 2.
Hình 2 - Các điều kiện của tốc độ tới hạn [xem 4.3.1.3]
4.3.1.4. Giới hạn an toàn của sự xâm lấn từ tất cả các dạng dao động theo phương ngang [bao gồm cả trục cứng vững và trục uốn cong] ít nhất phải:
- Vượt quá tốc độ liên tục lớn nhất 20 % đối với các hệ rôto cứng vững, hoặc;
- Thấp hơn bất cứ tốc độ vận hành nào 15 % và vượt quá tốc độ liên tục lớn nhất 20 % đối với các hệ rôto có trục mềm dẻo.
Các dạng dao động xoắn của toàn bộ một bơm ít nhất phải thấp hơn bất cứ tốc độ vận hành nào 10 % hoặc ít nhất phải vượt quá tốc độ ngắt 10 %.
Các giới hạn an toàn quy định được dùng để ngăn ngừa sự phủ chờm của đường bao đáp ứng tới hạn vào phạm vi tốc độ vận hành.
4.3.1.5. Sự quay chậm, sự khởi động và ngắt thiết bị quay không được gây ra bất cứ hư hỏng nào khi qua các tốc độ tới hạn.
4.3.1.6. Sự cộng hưởng của giá đỡ và thân ổ trục của bộ dẫn động và thiết bị được dẫn động không được xảy ra trong phạm vi tốc độ vận hành quy định hoặc giới hạn an toàn quy định.
4.3.1.7. Khi có quy định của khách hàng, các tốc độ tới hạn phải được chứng thực bởi các dữ liệu của băng thử hoặc nếu vượt quá các tốc độ thử thì chúng phải là:
- Các giá trị tính toán tắt dần, hoặc
- Các giá trị được xác định bằng các kích thước từ bên ngoài vào rôto.
4.3.1.8 .Khi có quy định của khách hàng, nhà sản xuất/nhà cung cấp phải cung cấp các tính toán được chi tiết hóa trong các mục a] và b] dưới đây. Nếu khách hàng cung cấp thiết bị dẫn động thì họ phải có trách nhiệm cung cấp các dữ liệu cho các tính toán này:
- Phân tích tốc độ tới hạn ngang để xác định rằng các tốc độ tới hạn của bộ dẫn động tương thích với các tốc độ tới hạn của bơm và sự kết hợp là phù hợp với phạm vi tốc độ vận hành quy định;
- Phân tích dao động xoắn của hệ bơm-bộ dẫn động và phân tích dao động xoắn chuyển tiếp đối với các hệ thống được dẫn động bằng động cơ đồng bộ. Nhà sản xuất/nhà cung cấp phải chịu trách nhiệm về chất lượng vận hành tốt của hệ thống.
Trong trường hợp dẫn động bằng động cơ đốt trong, nhà sản xuất/nhà cung cấp động cơ đốt trong phải chịu trách nhiệm về sự phân tích.
4.3.2. Sự cân bằng và rung
4.3.2.1. Yêu cầu chung
4.3.2.1.1. Tất cả các bộ phận quay chính phải được cân bằng. Khi có quy định của khách hàng, các rôto đã được lắp ráp phải được cân bằng.
4.3.2.1.2. Khi có quy định của khách hàng, nhà sản xuất/nhà cung cấp phải chứng minh rằng bơm có thể vận hành ở lưu lượng liên tục ổn định nhỏ nhất được quy định mà không vượt quá các giới hạn rung cho trong 4.3.2.2.
4.3.2.1.3. Bơm phải vận hành êm trong suốt phạm vi tốc độ của nó để đạt tới tốc độ định mức và tới giới hạn vượt tốc trong trường hợp được dẫn động bằng tuabin.
4.3.2.1.4. Sự vận hành êm của bơm [và bộ dẫn động của nó] sau khi lắp đặt phải là trách nhiệm chung của nhà sản xuất/nhà cung cấp và khách hàng. Một bơm phải hoạt động tốt. khi được lắp đặt trên nền móng cố định cũng như trên băng thử của nhà sản xuất/nhà cung cấp.
4.3.2.2. Bơm trục ngang
Rung chưa được lọc không được vượt quá các giới hạn rung khốc liệt được cho trong Bảng 1 khi được đo trên thiết bị thử của nhà sản xuất/nhà cung cấp. Các giá trị này được đo theo phương hướng kính tại thân ổ trục trên một điểm vận hành duy nhất ở tốc độ định mức [± 5 %] và lưu lượng định mức [± 5 %] khi vận hành không có khí xâm thực. Yêu cầu này thường có thể đạt được bằng sự cân bằng phù hợp với cấp G 6.3 của ISO 1940-1; để có thêm thông tin, xem ISO 5343 và ISO 8821.
Bơm có bánh công tác đặc biệt, ví dụ như bánh công tác có một rãnh, có thể vượt quá các giới hạn cho trong Bảng 1. Trong trường hợp này nhà sản xuất/nhà cung cấp bơm nên chỉ ra đặc điểm này trong tài liệu chào hàng của mình.
Bảng 1 - Các giới hạn rung khốc liệt đối với các bơm trục ngang với bánh công tác có nhiều rãnh [dựa trên ISO 2372]
Tốc độ quay, N
min-1
Các giá trị quân phương [rms] lớn nhất, tính bằng mm/s của tốc độ rung đối với chiều cao đường tâm trục h11]
h1 ≤ 225 mm
h1 > 225 mm
N ≤ 1800
2,8
4,5
1800 < N ≤ 4500
4,5
7,1
- Đối với các bơm trục ngang được lắp trên đế, h1 là khoảng cách giữa bề mặt đế tiếp xúc với chân bơm [bao gồm cả giá đỡ] và đường tâm của trục bơm.
4.3.2.3. Bơm trục đứng
4.3.2.3.1. Các số đọc về rung phải được lấy trên mặt bích trên đỉnh của bộ dẫn động được lắp trên các bơm trục đứng có khớp nối trục cứng và gần với ổ trục trên đỉnh bơm trên các bơm trục đứng có khớp nối trục mềm.
4.3.2.3.2. Các giới hạn rung đối với các bơm có lắp ổ lăn và ổ trượt không được vượt quá tốc độ 7,1 mm/s trong quá trình thử tại phân xưởng ở tốc độ định mức [± 5 %] và lưu lượng định mức [± 5 %] khi vận hành không có hiện tượng khí xâm thực.
Đường đặc tính bơm ly tâm là gì?
Đường đặc tính của bơm ly tâm được hiểu là một biểu đồ hiệu suất vận hành bơm. Nó thể hiện các thông số biến đổi theo những điều kiện vận hành khác nhau như: Cột áp. Lưu lượng.
Máy bơm ly tâm nghĩa là gì?
Máy bơm ly tâm là loại máy bơm công nghiệp thuỷ lực cánh dẫn, hoạt động trên nguyên tắc của lực ly tâm, chiến lực thuỷ động của dòng chảy ra nhờ cánh quạt cơ năng của máy. Theo đó, nước được đem vào tâm quay của cánh bơm và nhờ lực ly tâm, và đã được đẩy văng ra mép cánh bơm.
Tại sao cần phải mới bơm ly tâm trước khi vận hành?
Cần mồi nước cho bơm trước khi khởi động vì lực li tâm của bánh công tác [cánh bơm] tạo ra khi mồi đấy nước lớn hơn 800 lần so với khi không mồi nước. Như vậy, ta thấy khối lượng của nước lớn hơn khối lượng của không khí hơn 800 lần, do đó lực li tâm khi mồi đầy nước sẽ lớn hơn tương ứng.
Đường đặc tính của máy bơm là gì?
[4] Đường cong đặc tính của máy bơm [Pump curve]Là một biểu đồ hiệu suất vận hành đặc biệt. Nó thể hiện sự biến đổi cột áp và các thông số, lưu lượng vận hành của máy bơm ở nhiều điều kiện vận hành khác nhau.