Trong các hệ thống vận chuyển dầu FO, HFO, dầu công nghiệp, keo, nhựa, polymer và chất lỏng có độ nhớt cao, lựa chọn bơm chỉ dựa vào lưu lượng danh nghĩa là chưa đủ. Cùng một đầu bơm nhưng khi độ nhớt, nhiệt độ hoặc áp suất hệ thống thay đổi, tốc độ quay và công suất truyền động phù hợp cũng có thể thay đổi đáng kể.
Bơm bánh răng NYP111 thuộc dòng bơm bánh răng ăn khớp trong, phù hợp để nghiên cứu lựa chọn cho các hệ thống vận chuyển chất lỏng nhớt. Điểm quan trọng khi chọn NYP111 không phải chỉ là hỏi “bơm được bao nhiêu m³/h?”, mà cần xem đồng thời độ nhớt – nhiệt độ – tốc độ – lưu lượng – chênh áp – công suất.
NYP111 thuộc dòng bơm bánh răng ăn khớp trong – Internal Gear Pump. Đây là nguyên lý bơm thể tích, sử dụng chuyển động quay của các bánh răng để tạo ra các khoang thể tích, đưa chất lỏng từ phía hút sang phía đẩy.
Đặc điểm của nguyên lý này là phù hợp với nhiều chất lỏng có tính bôi trơn và độ nhớt từ trung bình đến cao.
NYP111 có thể được xem xét trong các hệ thống vận chuyển:
Tuy nhiên, không nên hiểu rằng cứ là chất lỏng nhớt thì NYP111 đều sử dụng được. Khả năng tương thích còn phụ thuộc vào độ nhớt, nhiệt độ, tính ăn mòn, thành phần hạt rắn, khả năng đóng rắn và điều kiện vận hành thực tế.
Khi giới thiệu bơm bánh răng NYP111, không nên đưa ra một giá trị lưu lượng và một công suất động cơ duy nhất rồi coi đó là thông số cố định của toàn bộ model.
Với dòng NYP, cần đọc bảng performance theo các thông số:
|
Thông số |
Ý nghĩa khi lựa chọn |
|
Model |
NYP111 |
|
Kiểu bơm |
Bơm bánh răng ăn khớp trong |
|
Độ nhớt |
Xác định đặc tính chảy của môi chất |
|
Tốc độ quay |
Lựa chọn phù hợp với độ nhớt và điểm vận hành |
|
Lưu lượng |
Thay đổi theo tốc độ và điều kiện làm việc |
|
Chênh áp |
Phụ thuộc hệ thống thực tế |
|
Công suất trục |
Thay đổi theo tốc độ, độ nhớt và chênh áp |
|
Kết nối |
Cần đối chiếu catalogue/cấu hình thực tế |
Lưu ý: Chưa có bảng performance cụ thể của NYP111 trong dữ liệu hiện tại, vì vậy bài viết này không tự bổ sung các con số lưu lượng, tốc độ, công suất hay kích thước kết nối chưa được xác nhận từ catalogue.
Khi có bảng thông số NYP111, cách đọc nên theo trình tự:
Độ nhớt → tốc độ quay → chênh áp → lưu lượng → công suất yêu cầu.
Đây là cách tiếp cận quan trọng hơn nhiều so với việc chỉ nhìn vào model.
Độ nhớt thể hiện mức độ cản trở chuyển động của chất lỏng. Với các ứng dụng bơm công nghiệp, độ nhớt động học thường được biểu thị bằng cSt – centistoke.
Có sự khác biệt rất lớn giữa một loại dầu có độ nhớt vài chục cSt với HFO, nhựa hoặc polymer có độ nhớt hàng nghìn hay hàng chục nghìn cSt.
Khi độ nhớt tăng, chất lỏng trở nên khó chảy hơn. Điều này tác động trực tiếp đến khả năng điền đầy khoang hút của bơm và tổn thất trong hệ thống.
Vì vậy, một nguyên tắc kỹ thuật quan trọng khi lựa chọn dòng NYP là:
Độ nhớt càng cao thì càng phải xem xét giảm tốc độ quay của bơm theo bảng performance và điều kiện vận hành của nhà sản xuất.
Điều này không có nghĩa cứ giảm tốc độ càng thấp càng tốt. Tốc độ phải được lựa chọn sao cho đồng thời đáp ứng lưu lượng yêu cầu, khả năng hút, chênh áp và công suất truyền động.
Hãy hình dung quá trình hút của bơm.
Khi bánh răng quay, thể tích phía hút được mở ra và môi chất phải có đủ thời gian điền vào các khoang vận chuyển.
Với dầu có độ nhớt thấp, quá trình này diễn ra tương đối nhanh.
Nhưng với HFO, keo hoặc polymer rất đặc, môi chất chảy chậm hơn. Nếu đầu bơm quay quá nhanh, chất lỏng có thể không kịp điền đầy khoang hút.
Khi đó, tăng tốc độ chưa chắc làm lưu lượng thực tế tăng tương ứng.
Đây là lý do không nên suy luận đơn giản:
“Muốn tăng lưu lượng thì chỉ cần tăng tốc độ bơm.”
Đặc biệt đối với chất lỏng có độ nhớt rất cao, việc tăng tốc độ không phù hợp có thể khiến điều kiện hút trở nên bất lợi.
NYP111 là bơm thể tích. Vì vậy cần phân biệt giữa khả năng chịu chênh áp của bơm và áp suất thực tế của hệ thống.
Bơm không nên được hiểu là cứ lắp vào sẽ tự tạo ra một mức áp suất cố định. Áp suất/chênh áp hình thành từ sức cản của hệ thống.
Một số yếu tố ảnh hưởng gồm:
Ví dụ, cùng một lưu lượng nhưng đường ống quá nhỏ và môi chất rất đặc có thể tạo ra tổn thất áp suất lớn hơn đáng kể so với đường ống được thiết kế phù hợp.
Vì vậy, không nên chọn NYP111 chỉ dựa trên câu hỏi:
“Bơm có lên được 10 bar hay không?”
Cần xác định hệ thống thực tế yêu cầu bao nhiêu bar và tại điểm làm việc đó bơm cần bao nhiêu công suất.
Đây là một trong những vấn đề khách hàng cần đặc biệt lưu ý.
Khi bơm phải làm việc với chênh áp lớn hơn, mô-men cần thiết để quay đầu bơm thường tăng lên. Điều này kéo theo yêu cầu công suất truyền động tăng.
Có thể hiểu đơn giản:
Áp suất/chênh áp tăng → tải bơm tăng → yêu cầu mô-men và công suất truyền động tăng.
Do đó, không nên nói:
“NYP111 phải dùng motor bao nhiêu kW?”
mà chưa biết điểm vận hành.
Câu hỏi đúng hơn là:
“NYP111 bơm môi chất có độ nhớt bao nhiêu cSt, lưu lượng bao nhiêu m³/h và làm việc ở chênh áp bao nhiêu bar?”
Sau khi xác định các dữ liệu này mới có cơ sở lựa chọn tốc độ và công suất động cơ.
Đây cũng là nguyên nhân trên thị trường khách hàng có thể thấy cùng một model đầu bơm NYP nhưng được lắp với những động cơ hoặc bộ giảm tốc khác nhau.
Điều này không nhất thiết có nghĩa một cấu hình đúng và cấu hình còn lại sai.
Hai bơm cùng model NYP111 nhưng một chiếc bơm dầu tương đối loãng và chiếc còn lại bơm HFO độ nhớt cao có thể cần điểm vận hành hoàn toàn khác nhau.
Ví dụ về nguyên tắc lựa chọn:
NYP111 + dầu độ nhớt thấp → tốc độ tương đối cao hơn.
Trong khi:
NYP111 + HFO/keo/nhựa độ nhớt cao → có thể cần tốc độ thấp hơn + bộ giảm tốc phù hợp.
Công suất motor cũng phải được kiểm tra tại chính điểm vận hành đó.
Động cơ điện thông dụng thường có tốc độ cao hơn tốc độ cần thiết của đầu bơm trong nhiều ứng dụng chất lỏng rất nhớt.
Khi đó, có thể sử dụng hệ truyền động:
Động cơ → hộp giảm tốc → khớp nối → đầu bơm NYP111.
Hộp giảm tốc giúp đưa tốc độ đầu ra xuống mức phù hợp hơn với yêu cầu của bơm.
Ví dụ về nguyên lý:
Motor quay tốc độ cao → qua hộp giảm tốc → tốc độ đầu ra thấp hơn → truyền mô-men đến đầu bơm.
Tuy nhiên, không nên lựa chọn tỷ số truyền tùy ý.
Phải xác định tốc độ đầu bơm cần thiết trước, sau đó mới tính toán hoặc lựa chọn tỷ số truyền tương ứng.
Dầu FO và HFO là nhóm ứng dụng mà nhiệt độ và độ nhớt phải được xem xét cùng nhau.
Một lỗi phổ biến là khách hàng chỉ cung cấp:
“Tôi cần bơm HFO.”
Thông tin này chưa đủ để chọn NYP111.
Điều cần biết là:
HFO có độ nhớt bao nhiêu cSt tại nhiệt độ bơm thực tế?
Dầu ở nhiệt độ thấp có thể rất đặc. Khi được gia nhiệt, độ nhớt giảm và khả năng chảy trong đường ống được cải thiện.
Do đó, cùng một loại dầu nhưng nếu nhiệt độ vận hành thay đổi, điều kiện làm việc của bơm bánh răng NYP111 cũng có thể thay đổi.
Đối với hệ thống HFO, ngoài bơm còn phải xem xét đường ống, phương án gia nhiệt, bảo ôn và tổn thất áp suất của toàn hệ thống.
Keo là tên gọi chung của rất nhiều loại môi chất khác nhau. Có loại chỉ có độ nhớt vài trăm cSt nhưng cũng có những loại đặc hơn rất nhiều.
Khi chọn NYP111 bơm keo, cần xác định:
Đặc biệt, nếu keo dễ đóng rắn khi dừng hệ thống, cần tính đến phương án vệ sinh hoặc duy trì nhiệt độ phù hợp. Không nên mặc định mọi loại keo đều có thể sử dụng bơm bánh răng NYP111.
Với nhựa và polymer, ảnh hưởng của nhiệt độ thậm chí có thể rõ rệt hơn.
Khi nhiệt độ giảm, môi chất có thể đặc lên nhanh chóng. Điều này làm tăng tổn thất trên đường hút, đường đẩy và tăng tải cho bơm.
Vì vậy, một hệ thống chạy tốt khi sản xuất ổn định chưa chắc đã dễ khởi động khi toàn bộ môi chất đang nguội.
Khi thiết kế hệ thống cần đánh giá:
Đây là lý do lựa chọn bơm chất lỏng nhớt phải dựa trên độ nhớt tại nhiệt độ vận hành, chứ không chỉ dựa vào tên môi chất.
Một đầu bơm được lựa chọn đúng nhưng hệ thống đường ống thiết kế không phù hợp vẫn có thể vận hành không hiệu quả.
Đặc biệt ở phía hút, chất lỏng độ nhớt cao vốn đã khó di chuyển. Nếu tiếp tục sử dụng đường ống quá nhỏ, quá dài hoặc có quá nhiều co cút, khả năng cấp đầy môi chất cho bơm càng bất lợi.
Với chất rất nhớt nên ưu tiên thiết kế đường hút ngắn và phù hợp về đường kính, đồng thời hạn chế các tổn thất không cần thiết.
Phía đẩy cũng cần được tính toán tương tự. Đường ống nhỏ kết hợp với môi chất rất đặc có thể tạo ra tổn thất áp suất lớn.
Để tư vấn bơm bánh răng NYP111 chính xác hơn, khách hàng nên chuẩn bị tối thiểu 6 thông tin:
1. Môi chất cần bơm:
Dầu FO, HFO, dầu nhớt, keo, nhựa, polymer hay chất lỏng khác?
2. Độ nhớt:
Bao nhiêu cSt?
3. Nhiệt độ vận hành:
Bao nhiêu °C?
4. Lưu lượng yêu cầu:
Bao nhiêu L/phút hoặc m³/h?
5. Áp suất/chênh áp yêu cầu:
Bao nhiêu bar?
6. Đặc tính đặc biệt của môi chất:
Có ăn mòn, chứa hạt, đóng rắn, kết tinh hoặc yêu cầu gia nhiệt hay không?
Chỉ cần thiếu một số dữ liệu quan trọng, việc chọn tốc độ hoặc công suất motor có thể không còn chính xác.
Thay vì bắt đầu bằng câu hỏi:
“NYP111 giá bao nhiêu?”
nên bắt đầu bằng bài toán kỹ thuật:
Môi chất → độ nhớt tại nhiệt độ vận hành → lưu lượng → chênh áp → tốc độ bơm → công suất motor → cấu hình truyền động.
Khi xác định được chuỗi thông tin này, việc lựa chọn bơm sẽ có cơ sở hơn.
Đặc biệt với hệ thống FO, HFO, keo, nhựa hoặc polymer, chi phí của một lựa chọn sai không chỉ nằm ở giá đầu bơm. Nó còn có thể ảnh hưởng tới motor, hộp giảm tốc, đường ống và hiệu quả của cả dây chuyền.
Với chất lỏng độ nhớt cao, VIMEX khuyến nghị khách hàng không lựa chọn NYP111 chỉ dựa vào model hoặc lưu lượng danh nghĩa.
Hãy cung cấp cho bộ phận kỹ thuật các thông tin:
Môi chất + độ nhớt + nhiệt độ + lưu lượng + áp suất/chênh áp + đặc tính đặc biệt của chất lỏng.
Từ các dữ liệu này mới có cơ sở đối chiếu bảng performance để xác định tốc độ quay, lưu lượng thực tế, công suất motor và cấu hình truyền động phù hợp.
Nếu đang cần bơm bánh răng NYP111 cho dầu FO, HFO, dầu công nghiệp, keo, nhựa hoặc polymer độ nhớt cao, khách hàng nên cung cấp đầy đủ điểm vận hành để VIMEX tư vấn cấu hình phù hợp với hệ thống.
VIMEX – Niềm tin của đối tác.
