Tcvn tiêu chuẩn quốc gia tcvn 8639 : 2011 Xuất bản lần 1 CÔng trình thủy lợi máy bơm nưỚc yêu cầu kỹ thuật và phưƠng pháp khảo nghiệm các thông số MÁy bơM

Trang

Lời nói đầu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	4
1 Phạm vi áp dụng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	5
2 Thuật ngữ và định nghĩa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	5
3 Yêu cầu kỹ thuật khảo nghiệm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	11
4 Đo lưu lượng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	16
5 Xác định cột áp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	19
6 Đo mực nước . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	21
7 Đo áp suất . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	22
8 Đo tốc độ quay . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	24
9 Đo công suất . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	24
Phụ lục A (Quy định): Một số chỉ tiêu kỹ thuật chính khi khảo nghiệm các thông số máy bơm. . .	25
Phụ lục B (Quy định) : Mẫu bảng ghi chép số liệu đo đạc . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	28
Phụ lục C (Tham khảo): Sơ đồ bố trí thiết bị khảo nghiệm máy bơm. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	30

Lời nói đầu
TCVN 8639 : 2011 Công trình thủy lợi - Máy bơm nước - Yêu cầu kỹ thuật và phương pháp khảo nghiệm các thông số máy bơm, được chuyển đổi từ 14TCN 169 : 2006 Khảo nghiệm các thông số máy bơm - Yêu cầu kỹ thuật của phương pháp khảo nghiệm, theo quy định tại khoản 1 điều 69 của Luật Tiêu chuẩn và Quy chuẩn kỹ thuật và điểm a, khoản 1 điều 7 của Nghị định số 127/2007/NĐ-CP ngày 01 tháng 8 năm 2007 của Chính phủ quy định chi tiết thi hành một số điều của Luật Tiêu chuẩn và Quy chuẩn kỹ thuật.

TCVN 8639 : 2011 do Trung tâm Khoa học và Triển khai kỹ thuật thủy lợi thuộc trường Đại học Thủy lợi biên soạn, Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố tại Quyết định số 362/QĐ-BKHCN ngày 28 tháng 02 năm 2011.


TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 8639 : 2011


Công trình thủy lợi - Máy bơm nước - Yêu cầu kỹ thuật

và phương pháp khảo nghiệm các thông số máy bơm

Hydraulic structures - Water pumps - Technical requirements

and testing method of pump parameters


1 Phạm vi áp dụng

1.1 Tiêu chuẩn này quy định các yêu cầu và phương pháp khảo nghiệm các thông số kỹ thuật cơ bản của các loại máy bơm ly tâm, máy bơm hướng chéo, máy bơm hướng trục ở trong phòng thí nghiệm và ở hiện trường lắp đặt.

1.2 Tiêu chuẩn này cũng quy định các chỉ tiêu kỹ thuật của một số thiết bị dùng để khảo nghiệm, xác định các thông số kỹ thuật máy bơm.

1.3 Tiêu chuẩn này không dùng để khảo nghiệm độ rung, độ ồn, độ bền chi tiết, tính chất cơ, lý, hóa của vật liệu chế tạo bơm và các sai số do chế tạo.

2 Thuật ngữ và định nghĩa

Tiêu chuẩn này sử dụng các thuật ngữ và định nghĩa sau:

Hệ thống bao gồm một hoặc nhiều thiết bị đo với một máy thu nhận thông tin vật lý và một hoặc nhiều bộ phận truyền, chuyển đổi tín hiệu.

Một bộ phận của hệ thống đo lường chuyển các đại lượng vật lý thành tín hiệu quan sát trực tiếp.

Giá trị trung bình được tính toán trong khoảng thời gian T. Để tính toán giá trị trung bình của một đại lượng vật lý, khoảng thời gian T được chọn phải dài hơn nhiều so với thời gian truyền tín hiệu của hệ thống đo tương ứng.

Thời gian truyền tín hiệu dài nhất của một đại lượng nào đó trong hệ thống đo.

Điều kiện làm việc khi các đại lượng vật lý có các giá trị thống kê bậc nhất không phụ thuộc vào thời gian quan trắc bắt đầu và khoảng thời gian quan trắc T.

Điều kiện làm việc khi các đại lượng vật lý khác nhau có được các giá trị thống kê bậc nhất từ hệ thống đo phụ thuộc vào thời gian quan trắc bắt đầu và khoảng thời gian quan trắc T.

Quá trình có chu kỳ của hàm thời gian biến đổi xung quanh một giá trị trung bình. Các quá trình có chu kỳ bé hơn hai lần khoảng thời gian T được chọn để tính toán giá trị trung bình thì được xem là dao động.

Tín hiệu được ghi nhận bằng mắt hay bằng các thiết bị biểu thị bằng số, bảng biểu hay đồ thị…Tín hiệu được đọc càng nhanh càng tốt nhưng không ngắn hơn thời gian truyền, tín hiệu của hệ thống đo.

Kết quả được đọc khi kết thúc hoặc cuối khoảng thời gian T của đại lượng cần đo, tùy thuộc vào hệ thống đo.

Tập hợp các kết quả đo của một hoặc nhiều lần đo, được ghi trong các bảng biểu quy định.

Lượng chất lỏng đi qua máy bơm trong một đơn vị thời gian, có thể tính bằng thể tích, Q_v, m³/s hoặc trọng lượng, , N/s :

trong đó:

g là gia tốc trọng trường, m/s².

Năng lượng của một đơn vị trọng lượng chất lỏng đi qua máy bơm hoặc năng lượng của một đơn vị khối lượng chất lỏng đi qua máy bơm chia cho gia tốc trọng trường, ký hiệu là H, đơn vị là m. Cột áp của máy bơm được xác định theo các công thức sau:

a) Công thức tổng quát :

H = (Z₂ – Z₁) + + (3)

trong đó:

Z₁ là cao trình tâm tiết diện lối vào của bơm, m;

Z₂ là cao trình tâm tiết diện lối ra của bơm, m;

p₁ là trị số áp suất tuyệt đối ở tiết diện lối vào của bơm, đơn vị là Pa. Nếu p₁ < p_a thì được đo bằng chân không kế với trị số áp suất chân không p_c:

p₁ = p_a - p_c (4)

p_a là áp suất khí quyển tại tiết diện đo, Pa;

p₂ là trị số áp suất tuyệt đối ở tiết diện lối ra của bơm, Pa. Vì p₂ > p_a nên được đo bằng áp kế với trị số áp suất dư p_m :

p₂ = p_m + p_a (5)

d₁ là đường kính tiết diện lối vào của bơm, m;

d₂ là đường kính tiết diện lối lối ra của bơm, m;

b) Trường hợp miệng ra của máy bơm nằm dưới mực nước bể tháo:

H = Z_bt – Z_bh + h_ms (7)

trong đó:

Z_bt là mực nước bể tháo của trạm bơm, m ;

Z_bh là mực nước bể hút của trạm bơm, m ;

h_ms là tổng cột nước tổn thất do ma sát trong đường ống tính từ cửa vào ống hút đến miệng ra của ống đẩy, bao gồm các tổn thất dọc đường và tổn thất cục bộ, m.

2.13

Công suất thủy lực (Hydraulic capacity)

Năng lượng của dòng chất lỏng nhận được từ máy bơm khi chuyển động qua máy bơm trong một đơn vị thời gian, ký hiệu là N_tl, đơn vị là W.

N_tl = Q_GH = γQ_vH (8)

trong đó:

Q_G là lưu lượng trọng lượng và Q_v là lưu lượng thể tích chất lỏng đi qua máy bơm, là trọng lượng riêng của chất lỏng, xem 2.11 ;

H là cột áp, xem 2.12.

Công suất dẫn động trục bơm, ký hiệu N_t, đơn vị W. Do có tổn thất năng lượng khi bơm làm việc nên công suất trên trục lớn hơn công suất thủy lực

N_t = M.ω; (9)

N_t = N_tl + ΔN’_j (10)

trong đó:

M là mô men trên trục bơm, N.m;

 là vận tốc góc của trục bơm, rad/s.

ΔN’_j là tổn thất công suất trong quá trình bơm, W.

Năng lượng điện tiêu thụ của động cơ kéo bơm trong một đơn vị thời gian, ký hiệu là N_đ, đơn vị là W. Do có tổn thất năng lượng trong máy bơm và động cơ khi làm việc nên N_đ > N_t > N_tl

N_đ = .UI.Cosφ (11)

N_đ = N_tl + ∑ΔN_j

trong đó:

U là hiệu điện thế, V;

I là cường độ dòng điện, A;

Cosφ là hệ số sử dụng tải của động cơ điện;

∑ΔN_j là tổn thất công suất trong máy bơm và động cơ khi làm việc :

∑ΔN_j = ΔN’_j + ΔN”_j (12)

ΔN’_j là tổn thất công suất trong máy bơm;

ΔN”_j là tổn thất công suất trong động cơ điện.

Tỷ lệ giữa phần năng lượng sử dụng hiệu quả so với năng lượng phát ra, ký hiệu chung là , đơn vị tính bằng % :

a) Hiệu suất máy bơm, ký hiệu là :

(13)

b) Hiệu suất tổ máy (bơm + động cơ), ký hiệu là :

trong đó:

N_tl là công suất thủy lực, xem 2.13;

Nt là công suất trên trục, xem 2.14;

N_đ là công suất điện, xem 2.15.

2.17

Cột áp hút hiệu dụng (Net positive suction head)

Thông số đặc trưng cho khả năng hút và chống xâm thực của máy bơm, ký hiệu là NPSH, đơn vị là m. Để máy bơm không bị xâm thực trong quá trình làm việc, NPSH xác định theo công thức (15) và (16) không được nhỏ hơn giá trị cho phép [NPSH]:

NPSH ≥ [NPSH] (15)

NPSH = (16)

NPSH = - h_s - Δh_j - (17)

trong đó:

[NPSH] là giá trị cột áp hút hiệu dụng cho phép máy bơm làm việc an toàn và không bị xâm thực, m, xác định theo công thức (15) :

[NPSH] = ; (18)

p_bh là áp suất bão hòa của chất lỏng, ứng với nhiệt độ chất lỏng mà bơm làm việc, Pa ;

p_a là áp suất khí quyển tại tiết diện đo, Pa;

p’₁ là trị số áp suất tuyệt đối tại tiết diện lối vào của bơm, từ giá trị đó trở xuống máy bơm bị xâm thực, Pa;

h_s là khoảng cách từ mực nước trong buồng hút đến trung tâm của cánh quạt (còn gọi là chiều cao đặt máy), m;

Δh_j là tổn thất cột áp của ống hút, m.

2.18

Đường đặc tính máy bơm (Pump performance curves)

Các quan hệ H = f(Q_v), N_t = f(Q_v), η = f(Q_v) được biểu thị bằng các đồ thị gọi là đường đặc tính năng lượng của máy bơm. Quan hệ NPSH = f(Q_v) được biểu thị bằng đồ thị gọi là đường đặc tính xâm thực của máy bơm.

Nơi máy bơm được khảo nghiệm có thể là phòng thí nghiệm chuyên dụng, tại nhà máy chế tạo bơm hoặc tại hiện trường phục vụ sản xuất. Khảo nghiệm tiến hành tại phòng thí nghiệm gọi là khảo nghiệm chính xác. Khảo nghiệm xuất xưởng tại các nhà máy sản xuất hoặc lắp đặt tại hiện trường gọi là khảo nghiệm kỹ thuật.

Mức độ chính xác của bộ số liệu có được trong quá trình đo tại nơi khảo nghiệm. Độ tin cậy của một bộ số liệu về một đại lượng đo phụ thuộc vào mức độ chính xác của bộ số liệu này. Mức độ chính xác càng cao thì giá trị tuyệt đối của độ tin cậy càng cao và xác suất đo đạc nằm trong khoảng không chính xác càng nhỏ.

Các sai số phát sinh trong quá trình đo tại nơi khảo nghiệm. Sai số của phép đo phụ thuộc vào sai số hệ thống và các sai số ngẫu nhiên khác sinh ra do đo đạc. Những sai số này có thể phát sinh từ các đặc trưng của hệ thống đo hoặc từ sự biến đổi của đại lượng được đo hoặc do cả hai.

Loại công cụ trên đó có chia đơn vị đo, dùng để kiểm tra một loại thông số kỹ thuật nhất định của thiết bị (như kích thước, nhiệt độ, lưu lượng, áp lực…) trong quá trình lắp ráp.

a) Các lô máy bơm sản xuất không lớn hơn 10 tổ máy thì số máy bơm chọn để khảo nghiệm tại nhà máy tối thiểu là 01 máy.

b) Các lô có số lượng lớn hơn 10 tổ máy thì số máy chọn để khảo nghiệm được tính theo công thức:

T_m = (19)

trong đó:

T_m là số tổ máy chọn để khảo nghiệm được làm tròn thành số nguyên. Việc quy tròn các con số quy định như sau: làm tròn 01 chữ số có nghĩa sau dấu phẩy; nếu số dư nhỏ hơn 0,5 thì bỏ đi (lấy số nguyên nhỏ), số dư từ 0,5 trở lên thì chọn thêm một tổ máy (lấy số nguyên lớn). Ví dụ: nếu tính ra kết quả 2,46 làm tròn thành 2,5 và số máy chọn là 3. Nếu tính ra kết quả 2,44 làm tròn là 2,4 và số máy chọn là 2;

n là số lượng tổ máy của lô sản phẩm.

3.2.2 Các máy bơm nhập khẩu thì mỗi lô nhập khẩu phải chọn mỗi loại ít nhất một máy để khảo nghiệm. Các lô có số lượng lớn hơn 10 tổ máy thì số máy chọn để khảo nghiệm thực hiện theo quy định tại khoản b của 3.2.1.

3.2.3 Đối với các máy bơm sửa chữa, nâng cấp thì số lượng máy bơm khảo nghiệm cho một trạm quy định như sau:

a) Đối với trạm bơm có cùng chủng loại: tính theo quy định tại khoản b của 3.2.1;

c) Đối với trạm bơm có nhiều chủng loại máy bơm thì với mỗi chủng loại, số lượng máy bơm phải khảo nghiệm cũng được tính theo quy định tại khoản b của 3.2.1.

3.3 Chuẩn bị khảo nghiệm

3.3.1 Trước khi tiến hành khảo nghiệm máy bơm phải nghiên cứu kỹ đề cương khảo nghiệm đã được phê duyệt và chuẩn bị các nội dung sau:

a) Xác định loại khảo nghiệm;

b) Sai số cho phép của loại khảo nghiệm;

c) Chọn thiết bị đo phù hợp;

d) Kiểm định thiết bị đo;

e) Kiểm tra nguồn điện. Sai số điện áp cho phép khi khảo nghiệm như sau:

- Điện áp đối với động cơ kéo bơm: ± 5 %;

- Điện áp đối với các thiết bị đo: ± 1 %;

f) Kiểm tra các thiết bị điện, thiết bị đóng ngắt và an toàn;

g) Lắp đặt các bộ phận chuyển tiếp, các thiết bị đo.

a) Phân bố vận tốc, áp suất đều;

b) Không có xoáy cục bộ do lắp đặt gây ra.

3.3.3 Đối với khảo nghiệm có dòng chảy từ hồ chứa hoặc từ bể có mặt thoáng qua một ống dẫn kín thì chiều dài L của đoạn ống thẳng ở lối vào lấy theo công thức (20):

L > (1,5.K + 5,5). D (20)

trong đó:

L là chiều dài đoạn ống thẳng ở tiết diện lối vào;

D là đường kính trong của đường ống;

K là hệ số hình dạng của ống. Với các loại ống thép: 1,0  K  2,0

(21)

trong đó:

n_dn là tốc độ quay danh nghĩa;

n_tt là tốc độ quay thực tế.

Các thông số được xác định từ tốc độ quay thực tế phải chuyển đổi sang tốc độ quay danh nghĩa theo quy luật tương tự.

Khi các kết quả đo được ghi tự động và tập hợp nhờ thiết bị chuyên dùng thì biên độ dao động cho phép của các đại lượng này lấy theo phụ lục A và được tăng thêm 10 % trong trường hợp sau:

a) Hệ thống đo bao gồm thiết bị đo có độ chính xác cao hơn quy định của tiêu chuẩn này;

b) Các điểm làm việc được chọn để đo và ghi số liệu tự động phải được kiểm tra để đảm bảo điều kiện làm việc ổn định và các chỉ tiêu theo quy định của tiêu chuẩn này.