Bơm ly tâm chạy song song: vì sao lưu lượng không gấp đôi

Hãy hình dung một tình huống quen thuộc: dây chuyền cần thêm nước, nhà máy lắp thêm một bơm giống hệt bơm cũ và nối cả hai vào cùng một ống xả chung. Ai cũng kỳ vọng hai bơm sẽ cho lưu lượng gấp đôi. Nhưng trong ví dụ tính bên dưới, thêm bơm thứ hai chỉ làm tổng lưu lượng tăng khoảng 26,5%. Điều này không có nghĩa là bơm hỏng; đó là cách bơm và đường ống tác động lẫn nhau.

Câu trả lời ngắn: hai bơm ly tâm giống hệt nhau chạy song song chưa chắc cho lưu lượng gấp đôi một bơm trong cùng một hệ thống. Chạy song song (heiretsu unten, 並列運転) là nối các bơm vào một đường xả chung để chia nhau lưu lượng cần thiết. Lưu lượng thực tế được quyết định bởi giao điểm giữa đường đặc tính tổng hợp của các bơm và đường đặc tính hệ thống. Với hệ thống mà cột áp yêu cầu tăng theo lưu lượng, mỗi bơm bị đẩy ngược lên cao hơn trên đường đặc tính của nó và bơm được ít hơn so với khi chạy một mình, nên mức tăng bị hạn chế.

Bài này nói về lý do chạy song song, một ví dụ tính có số liệu, và bốn điểm cần kiểm tra: ống góp chung, bơm không đồng nhất, NPSH sau khi một bơm dừng, và van một chiều. Cuối bài có checklist, danh sách câu hỏi gửi nhà cung cấp, mẫu email và giới hạn của cách tính này. Nếu bạn làm việc với tài liệu bơm của Nhật, bảng thuật ngữ dưới đây sẽ giúp đọc nhanh hơn.

Thuật ngữ thường gặp trên tài liệu bơm của Nhật

Datasheet, đường đặc tính bơm và P&ID (sơ đồ đường ống và thiết bị đo) của Nhật dùng các từ sau cho những nội dung trong bài này.

Tiếng Nhật	Cách đọc	Tiếng Việt (tiếng Anh dùng ở nhà máy)
並列運転	heiretsu unten	chạy song song (parallel operation)
直列運転	chokuretsu unten	chạy nối tiếp (series operation)
全揚程	zen-yotei	cột áp toàn phần H (total head)
吐出量	toshutsu-ryo	lưu lượng Q (flow rate, capacity)
抵抗曲線	teiko kyokusen	đường đặc tính hệ thống / đường trở lực (system curve)
運転点	unten-ten	điểm vận hành (operating point, duty point)
締切運転	shimekiri unten	chạy kín, lưu lượng bằng 0 (shut-off operation)
逆止弁	gyakushi-ben	van một chiều (check valve)
軸動力	jiku doryoku	công suất trục (shaft power)
必要NPSH	hitsuyo NPSH	NPSH yêu cầu (NPSHR)
台数制御	daisu seigyo	điều khiển số bơm chạy (pump staging)

Mục lục

1. Vì sao chạy bơm ly tâm song song?
2. Tìm lưu lượng thực: đường đặc tính tổng hợp so với đường đặc tính hệ thống
3. Bốn điểm cần kiểm tra trước khi chạy bơm song song
4. Đối chiếu tiêu chuẩn Việt Nam và an toàn lao động
5. Checklist: trước khi thêm bơm chạy song song
6. Câu hỏi gửi nhà cung cấp bơm hoặc đội kỹ thuật phía Nhật
7. Giới hạn của bài hướng dẫn này
8. Câu hỏi thường gặp
9. Nguồn tham khảo

Vì sao chạy bơm ly tâm song song?

Nhà máy chọn chạy song song khi một bơm không đủ lưu lượng, hoặc khi muốn tăng giảm số bơm chạy theo nhu cầu. Mỗi bơm làm việc với cùng một cột áp, và lưu lượng của các bơm ở cột áp đó được cộng lại. Chạy song song không cộng cột áp như khi nối tiếp.

Khi nối tiếp, ta cộng cột áp của từng bơm ở cùng một lưu lượng. Khi song song, ta cộng lưu lượng của từng bơm ở cùng một cột áp. Quy tắc "thiếu cột áp thì nối tiếp, thiếu lưu lượng thì song song" là điểm xuất phát tiện lợi, nhưng ở cả hai cách, lưu lượng và cột áp cuối cùng đều phụ thuộc vào hệ thống mà bơm được nối vào.

Chạy một bơm lúc nhu cầu thấp và hai bơm lúc nhu cầu cao có thể phù hợp hơn so với một bơm lớn lúc nào cũng phải điều tiết van. Tuy nhiên hiệu suất từng bơm và phương pháp điều khiển cũng ảnh hưởng, nên thêm bơm không tự động đảm bảo tiết kiệm điện.

Bơm thứ hai cũng có thể làm bơm dự phòng khi bơm thứ nhất hỏng. Chạy luân phiên (mỗi lần một bơm) và chạy hỗ trợ (cả hai bơm chạy lúc nhu cầu cao nhất) đòi hỏi công suất bơm khác nhau. Trước hết hãy quyết định: khi một bơm ngừng, bạn cần vẫn cấp đủ toàn bộ lưu lượng, hay chỉ cần tiếp tục chạy với lưu lượng thấp hơn.

Hình 1: Mỗi bơm xả qua nhánh riêng trước khi nhập vào ống góp chung

Hai bơm chia nhau lưu lượng. Mũi tên chỉ chiều dòng chảy; mỗi nhánh có một van một chiều. Cuộn ngang để xem đủ hình.

Ký hiệu van chỉ cho biết vị trí chặn dòng chảy ngược. Van cô lập phục vụ bảo trì, thiết bị đo và đường xả đáy không được vẽ.

Cách bố trí cơ bản là mỗi bơm có một van một chiều ở đường xả, và các nhánh nhập vào ống góp chung phía sau các van đó. Trong nhà máy thực, cách bố trí đường ống hút, dao động mực chất lỏng và chiều dài các nhánh cũng ảnh hưởng đến việc chia tải. Đặt hai bơm cạnh nhau không có nghĩa là có thể chỉ cần cộng công suất của chúng.

Tìm lưu lượng thực: đường đặc tính tổng hợp so với đường đặc tính hệ thống

Với hai bơm giống hệt nhau, ở cùng một cột áp mỗi bơm bơm được lưu lượng như nhau. Để vẽ đường đặc tính tổng hợp, ta nhân đôi lưu lượng đó ở từng mức cột áp rồi nối các điểm lại. Đáp án cần tìm là giao điểm mới của đường tổng hợp với đường đặc tính hệ thống; nhân đôi lưu lượng khi chạy một bơm không cho đáp án đó.

Dưới đây là một hệ thống giả định để minh họa phép tính. Đường đặc tính một bơm là H = 40 − 0,005q², đường đặc tính hệ thống (cột áp mà đường ống đòi hỏi) là H = 10 + 0,005Q². H tính bằng mét, lưu lượng q và Q tính bằng m³/h. Mô hình đơn giản này bỏ qua chênh lệch tổn thất giữa các nhánh cho đến điểm nhập.

Hình 2: Trên cùng một đường đặc tính hệ thống, một bơm cho 54,77 m³/h và hai bơm cho 69,28 m³/h

Đồ thị của mô hình giả định ở trên. Đường hai bơm giãn ra theo trục lưu lượng, còn điểm vận hành di chuyển dọc theo cùng đường đặc tính hệ thống. Cuộn ngang để xem đủ hình.

Các giá trị là giao điểm của mô hình. Không thể đọc lưu lượng cho phép, công suất hay NPSH của một bơm thật từ đồ thị này.

Một bơm cho khoảng 54,77 m³/h. Hai bơm cùng chạy cho khoảng 69,28 m³/h, chỉ tăng khoảng 26,5%. Mỗi bơm lúc này mang một nửa, khoảng 34,64 m³/h, ít hơn lúc chạy một mình. Mức tăng nhỏ vì cột áp mà hệ thống đòi hỏi tăng lên khi lưu lượng tăng.

Trong ví dụ này, cột áp vận hành tăng từ 25 m khi chạy một bơm lên 34 m khi chạy hai bơm. Khi dựng đường tổng hợp, chạy song song cộng lưu lượng chứ không cộng cột áp, nhưng điều đó không có nghĩa là cột áp vận hành giữ nguyên. Đường đặc tính hệ thống càng dốc thì thêm bơm càng ít tăng được lưu lượng.

Trong lắp đặt thực tế còn có tổn thất giữa mặt bích xả của từng bơm và ống góp chung. Hãy so sánh các bơm tại điểm nối chung. Nếu các nhánh khác nhau về cỡ ống, chiều dài hay van, thì ngay cả hai bơm cùng model cũng có thể không chia tải đều, nên cần đưa từng đường nhánh vào khi tìm điểm vận hành.

Bốn điểm cần kiểm tra trước khi chạy bơm song song

1. Ống góp chung có thể cần đường kính lớn hơn

Phía sau điểm nhập, ống góp chung mang tổng lưu lượng của tất cả các nhánh, nên cần xem lại cỡ ống khi cần thiết. Chạy song song không tự động đòi hỏi ống góp lớn hơn. Hãy quyết định dựa trên lưu lượng mục tiêu, độ dư của đường ống hiện có, tổn thất áp và vận tốc cho phép.

Ví dụ, nếu lưu lượng thực tăng gấp đôi và đường kính ống góp giữ nguyên, vận tốc trung bình tăng gấp đôi. Ở điều kiện có thể coi hệ số tổn thất không đổi, tổn thất cột áp tỷ lệ với bình phương vận tốc, tức là tăng gấp bốn. Khi thiết kế cho lưu lượng cao hơn, hãy chú ý đến việc tổn thất ống góp tăng rất nhanh này.

Hình 3: Kiểm tra tiết diện ống góp trước khi tăng lưu lượng gấp đôi

So sánh minh họa ở cùng chiều dài và điều kiện, với hệ số tổn thất không đổi. Có cần ống lớn hơn hay không còn tùy tổn thất cho phép và các yếu tố khác.

Lưu lượng gấp đôi, cùng đường kínhVận tốc ×2 → tổn thất cột áp ×4 (hệ số tổn thất không đổi)

Lưu lượng gấp đôi, cùng vận tốcTiết diện cần có ×2 → tỷ lệ đường kính trong √2 ≈ 1,414

Các mặt cắt đơn giản chỉ minh họa quan hệ giữa đường kính trong và lưu lượng; không vẽ phân bố vận tốc thực. Cỡ danh định (DN) và đường kính trong thực là hai giá trị khác nhau.

Để chuyển lưu lượng gấp đôi ở cùng vận tốc, cần tiết diện gấp đôi, tức đường kính trong gấp khoảng 1,414 lần. Điều đó không có nghĩa là tăng gấp đôi cỡ danh định; hãy so sánh đường kính trong thực. Đừng chọn cỡ ống chỉ dựa trên phép tính này. Hãy tính cả chiều dài, độ nhám, phụ kiện, van và điều kiện thi công.

Nếu cỡ ống, độ mở van và các điều kiện khác không đổi, thì thêm bơm không làm dịch đường đặc tính hệ thống. Điểm vận hành chỉ di chuyển đến chỗ cùng đường đặc tính hệ thống đó cắt đường tổng hợp của hai bơm. Chỉ khi bản thân trở lực thay đổi, ví dụ sau khi đổi cỡ ống hoặc điều tiết van, mới cần vẽ lại đường đặc tính hệ thống.

Với dự án cải tạo mà không thay được ống góp, hãy tính trước lưu lượng thực sự đạt được khi thêm bơm rồi so với lưu lượng cần có. Nếu thêm bơm mà lưu lượng gần như không tăng, hãy kiểm tra xem tổn thất áp trên tuyến ống, van hoặc thiết bị có phải là giới hạn thật hay không, và so sánh với các phương án khác ngoài việc thêm bơm.

2. Bơm không đồng nhất có thể bị đẩy về trạng thái chạy kín

Một số thiết kế chạy song song các bơm có đặc tính khác nhau. Nếu của bạn thuộc loại này, hãy xác nhận từng bơm vẫn bơm được lưu lượng dương trước áp suất ống góp chung. Các bơm có đường đặc tính ổn định và cột áp khi đóng kín (shut-off head) gần nhau thì dễ ghép hơn. Nếu cột áp khi đóng kín khác nhau, hãy kiểm tra cách các bơm chia lưu lượng trên toàn dải nhu cầu.

Nếu áp suất ống góp do một bơm tạo ra cao hơn áp suất mà bơm kia có thể tạo ra khi đóng kín, van một chiều của bơm yếu hơn sẽ không mở. Bơm đó vẫn quay nhưng không bơm được gì. Hãy so sánh không chỉ cột áp khi đóng kín mà cả chênh lệch áp suất hút, tổn thất nhánh và điều kiện mở của van một chiều.

Hình 4: Van một chiều chặn dòng chảy ngược, nhưng bơm yếu hơn vẫn có thể không ra lưu lượng

Mặt cắt đơn giản hóa: áp suất mà bơm yếu tạo ra không đạt áp suất ống góp nên van vẫn đóng. Hãy xem chênh áp mở van thực tế trong thông số của van. Cuộn ngang để xem đủ hình.

Mũi tên chỉ chiều của áp suất, không phải dòng chảy thực từ phải sang trái. Van một chiều và bảo vệ lưu lượng tối thiểu có vai trò khác nhau.

Khi chạy kín, một phần năng lượng bơm truyền cho chất lỏng biến thành nhiệt, có thể làm hỏng phớt và các chi tiết bên trong. Động cơ vẫn quay trong khi bơm không ra lưu lượng không phải là vận hành bình thường và không nên để như vậy.

Lưu lượng bằng 0 không phải là rủi ro duy nhất. Hãy chú ý cả việc chạy dưới lưu lượng liên tục tối thiểu của nhà chế tạo và trong vùng không ổn định của đường đặc tính. Ngay cả các bơm cùng model cũng có thể có đặc tính khác nhau nếu tốc độ, đường kính cánh bơm, độ mòn hoặc cài đặt điều khiển khác nhau, nên chỉ khớp nameplate (bảng thông số) là chưa đủ.

Khi thêm bơm, hãy cân nhắc cả khả năng đo riêng lưu lượng và áp suất xả của bơm cũ và bơm mới. Chỉ nhìn tổng lưu lượng có thể khiến bạn bỏ sót một bơm gần như không mang tải. Hãy kiểm tra thêm dòng điện động cơ, độ rung và nhiệt độ của từng bơm.

3. NPSHA sau khi một bơm dừng: tùy thuộc vào đường ống hút

Không có quy tắc chung nào nói rằng NPSHA giảm khi chuyển sang chạy một bơm. NPSHA (NPSH khả dụng) là đặc tính của hệ thống lắp đặt. Nó phụ thuộc vào áp suất trong bể hút, mực chất lỏng, áp suất hơi bão hòa ở nhiệt độ chất lỏng và tổn thất trong đường ống hút. Chọn bơm nhỏ hơn tự nó không làm giảm NPSHA.

Điều đáng quan tâm là lưu lượng của bơm còn lại có thể tăng sau khi chuyển từ hai bơm xuống một bơm. Trong ví dụ trên, mỗi bơm chạy 34,64 m³/h khi có hai bơm, còn bơm còn lại nhảy lên 54,77 m³/h khi chạy một mình. Vì điểm vận hành đã đổi, hãy kiểm tra lại điều kiện hút, NPSHR (NPSH yêu cầu) và công suất ở lưu lượng mới đó.

Hình 5: Sau khi một bơm dừng, lưu lượng ống hút chung giảm nhưng nhánh đang chạy tăng

Lưu lượng lấy từ ví dụ trên. Tính tổn thất của ống chung và của nhánh đang chạy từ lưu lượng riêng của từng đoạn, rồi cộng lại để đánh giá lại tổn thất đường hút. Cuộn ngang để xem đủ hình.

Hình này chỉ sắp xếp lại sự thay đổi lưu lượng; đây không phải mô phỏng có tính tổn thất đường hút. NPSHA cuối cùng tăng hay giảm tùy tổn thất từng đoạn, mực chất lỏng, nhiệt độ chất lỏng và các điều kiện khác.

Ở nhánh hút dẫn đến bơm còn lại, tổn thất có thể tăng vì lưu lượng của bơm đó tăng. Ngược lại, ống hút chung trước đó mang tổng lưu lượng của cả hai bơm, nên tổn thất của nó giảm khi tổng lưu lượng giảm sau khi chuyển đổi. Hãy tính riêng nhánh và ống chung.

Vì vậy, NPSHA tăng hay giảm sau khi chuyển đổi phụ thuộc vào cách bố trí đường ống hút và điểm vận hành. Hãy kiểm tra thêm các trường hợp mực chất lỏng thấp, nhiệt độ chất lỏng cao hoặc bộ lọc thô (strainer) bị tắc xảy ra cùng lúc. Xác nhận NPSHA đáp ứng NPSHR của nhà chế tạo cộng độ dự phòng quy định, cả khi chạy một bơm lẫn khi chạy nhiều bơm.

NPSHR là NPSH mà chính bơm cần. Khi giá trị trong catalog là NPSH3, nó ứng với tiêu chí thử nghiệm cột áp giảm 3% do xâm thực (cavitation). NPSHA cao hơn giá trị đó cũng không đảm bảo hoàn toàn không có bọt hơi hình thành. Độ dự phòng cần có và dải vận hành phụ thuộc vào từng model bơm.

Chỉ giảm chiều cao hút thôi là chưa đủ. Hãy kiểm tra cùng lúc tổn thất từ mặt thoáng đến cửa hút của bơm và điều kiện nhiệt độ.

4. Mỗi bơm cần một van một chiều ở đường xả

Khi chạy song song, hãy đặt một van một chiều ở đường xả của từng bơm, trước điểm nhập, để bơm đang chạy không đẩy ngược dòng vào bơm đã dừng. Chỉ một van một chiều đặt sau điểm nhập không thể chặn dòng chảy tuần hoàn từ nhánh này sang nhánh kia. Trên bản vẽ đường ống, hãy xác nhận chiều dòng chảy và mỗi van nằm ở vị trí có thể cách ly nhánh đã dừng.

Dòng chảy ngược có thể gây ra tình trạng bất thường như bơm đã dừng quay ngược. Khi các bơm có công suất khác nhau hoặc có điều khiển tốc độ, hãy kiểm tra áp suất ống góp chung và chênh áp qua từng bơm. Van một chiều chỉ ngăn dòng chảy ngược; nó không giải quyết được việc bơm yếu không ra lưu lượng hay chạy kín.

(Bơm quay ngược do dòng chảy ngược là vấn đề khác với động cơ đấu sai thứ tự pha.)

Sự thay đổi vận tốc đột ngột khi van một chiều đóng cũng liên quan đến búa nước (water hammer). Tiếng đập lớn lúc dừng bơm không phải bằng chứng van đang làm việc tốt. Hãy kiểm tra đặc tính đóng của van và điều kiện của đường ống xả. Với tuyến ống dài hoặc hệ thống có chênh cao lớn, hãy cân nhắc phân tích quá độ (surge) khi cần.

Nếu kết hợp điều khiển tốc độ (biến tần) với điều khiển số bơm chạy (daisu seigyo), hãy kiểm tra thêm điều kiện áp suất khi khởi động và dừng, lưu lượng tối thiểu lúc nhu cầu thấp và tần suất bật tắt của các bơm.

Hình 6: Đừng chỉ kiểm tra hai bơm lúc nhu cầu cao nhất; hãy kiểm tra cả trường hợp một bơm, nhu cầu thấp và khởi động/dừng

Các mục cần kiểm tra bằng cách kết hợp đường đặc tính của nhà chế tạo với điều kiện hệ thống. Cuộn ngang để xem đủ bảng.

Trường hợp vận hành	Cần kiểm tra	Sai lầm thường gặp
Hai bơm, nhu cầu cao nhất	Giao điểm đường tổng hợp và đường hệ thống, tổn thất ống góp, chia tải giữa các bơm	Cho rằng tổng lưu lượng gấp đôi lưu lượng một bơm
Chạy một bơm	Lưu lượng bơm còn lại, công suất trục, NPSHR, tổn thất nhánh	Cho rằng ít bơm hơn thì mỗi bơm nhẹ tải hơn
Nhu cầu thấp	Lưu lượng tối thiểu, chạy gần đóng kín, vùng không ổn định, tần suất khởi động	Bỏ sót việc bơm yếu hơn quay nhưng không ra lưu lượng
Khởi động và dừng	Chống dòng chảy ngược, van một chiều đóng, búa nước, chuyển đổi điều khiển	Cho rằng chỉ cần van một chiều là hết vấn đề quá độ

Về trình tự thao tác, hãy theo sổ tay hướng dẫn của thiết bị và quy trình vận hành được kiểm soát tại nhà máy.

Đối chiếu tiêu chuẩn Việt Nam và an toàn lao động

Về tiêu chuẩn, TCVN 8531:2010 (tương ứng ISO 9905:1994) quy định đặc tính kỹ thuật của bơm ly tâm cấp 1, và bản này viện dẫn ISO 9906 về thử nghiệm nghiệm thu đặc tính thủy lực. Tôi chỉ xác nhận được thông tin này qua trang tra cứu văn bản thứ cấp, chưa đối chiếu với bản gốc, và chưa tìm thấy quy định riêng về chạy song song. Hãy hỏi nhà cung cấp bơm xem đường đặc tính, NPSH và thử nghiệm của họ theo tiêu chuẩn nào, vì cách đo của ISO và tiêu chuẩn Nhật có thể không hoàn toàn giống nhau.

Về an toàn lao động, các bước như cô lập bơm, khóa – treo thẻ (LOTO) và khởi động lại sau khi dừng cần theo quy trình của nhà máy, phù hợp với trách nhiệm của người sử dụng lao động trong Luật An toàn, vệ sinh lao động 2015 (Luật số 84/2015/QH13). Bài này không phải hướng dẫn công việc.

Checklist: trước khi thêm bơm chạy song song

• Bạn đã vẽ đường tổng hợp cùng đường đặc tính hệ thống và đọc tổng lưu lượng mới, thay vì nhân đôi lưu lượng một bơm chưa?
• Bạn đã biết cột áp vận hành khi tất cả bơm chạy chưa, và mỗi bơm có còn nằm trong dải vận hành cho phép ở điểm đó không?
• Bạn đã tính tổn thất ống góp chung ở tổng lưu lượng mới, dùng đường kính trong thực chứ không phải cỡ danh định chưa?
• Nếu các bơm khác nhau (model, tốc độ, đường kính cánh bơm, độ mòn), mỗi bơm có bơm được lưu lượng dương ở áp suất ống góp trên toàn dải nhu cầu không?
• Có van một chiều ở đường xả của từng bơm, trước điểm nhập không?
• Khi một bơm dừng, lưu lượng bơm còn lại là bao nhiêu, và công suất trục, định mức động cơ, NPSHR có chấp nhận được ở lưu lượng đó không?
• Bạn đã tính tổn thất đường hút riêng cho ống hút chung và từng nhánh, gồm cả mực chất lỏng thấp, nhiệt độ cao và bộ lọc thô bị tắc chưa?
• Khi nhu cầu thấp, bơm có chạy trên lưu lượng liên tục tối thiểu của nhà chế tạo không?
• Búa nước và việc đóng van một chiều đã được xem xét cho khởi động, dừng và trường hợp bơm bị ngắt đột ngột chưa?
• Bạn có đo riêng được lưu lượng, áp suất xả, dòng điện động cơ, độ rung và nhiệt độ của từng bơm không?

Câu hỏi gửi nhà cung cấp bơm hoặc đội kỹ thuật phía Nhật

Nếu bơm hoặc thiết kế hệ thống đến từ Nhật, những câu hỏi này giúp bạn lấy đúng dữ liệu cần thiết. Bạn có thể dán thẳng vào email.

1. Vui lòng gửi đường đặc tính H-Q, công suất, hiệu suất và NPSHR của từng bơm, ghi rõ đường kính cánh bơm và tốc độ.
2. NPSHR trên đường đặc tính có phải là NPSH3 (cột áp giảm 3%) không? Với ứng dụng này, anh/chị khuyến nghị độ dự phòng NPSH là bao nhiêu?
3. Lưu lượng liên tục tối thiểu và dải vận hành cho phép của từng bơm là bao nhiêu?
4. Vui lòng cho biết đường đặc tính hệ thống dùng trong thiết kế và điểm vận hành dự kiến khi chạy một bơm và khi chạy hai bơm.
5. Các bơm này có được thiết kế để chạy song song không, và đường đặc tính của chúng có ổn định với cột áp đóng kín gần nhau không?
6. Van một chiều ở mỗi đường xả thuộc loại nào, chênh áp mở và đặc tính đóng của nó ra sao?
7. Đã có phân tích búa nước (surge) cho khởi động, dừng và ngắt bơm chưa? Nếu có, vui lòng chia sẻ kết quả.
8. Trình tự khởi động/dừng và logic điều khiển số bơm nào được khuyến nghị, kể cả cách chuyển bơm lúc nhu cầu thấp?
9. Đường đặc tính và thử nghiệm được lập theo tiêu chuẩn nào (ISO, JIS hay tiêu chuẩn khác), và có chứng từ kèm theo không?

Mẫu yêu cầu (tiếng Việt): "Chúng tôi dự định chạy hai bơm song song trên ống góp hiện có. Vui lòng gửi đường đặc tính bơm (H-Q, công suất, NPSH3) của cả hai bơm và đường đặc tính hệ thống thiết kế, đồng thời xác nhận điểm vận hành, công suất trục và NPSHR khi chạy một bơm và khi chạy hai bơm."

Mẫu yêu cầu (tiếng Anh, để gửi nếu phía Nhật làm việc bằng tiếng Anh): "We plan to run the two pumps in parallel on the existing header. Please send the pump curves (H-Q, power, NPSH3) for both units and the design system curve, and confirm the operating points, shaft power, and NPSHR with one pump and with two pumps running."

Giới hạn của bài hướng dẫn này

• Ví dụ tính là mô hình giả định, đơn giản hóa. Nó bỏ qua chênh lệch tổn thất giữa các nhánh và không đại diện cho bơm hay hệ thống thực nào.
• Mức tăng lưu lượng phụ thuộc vào hình dạng đường đặc tính hệ thống. Đường hệ thống càng dốc thì càng hạn chế lưu lượng tăng thêm khi thêm bơm.
• Độ dự phòng NPSH, lưu lượng tối thiểu và dải vận hành cho phép phụ thuộc vào model bơm. Hãy dùng dữ liệu của nhà chế tạo, đừng dùng giá trị chung.
• Trình tự khởi động và dừng, cài đặt điều khiển và bảo vệ chống surge là việc riêng của từng nhà máy. Hãy theo sổ tay hướng dẫn thiết bị và quy trình được kiểm soát của nhà máy; bài này không phải hướng dẫn công việc.
• Mức tiết kiệm năng lượng khi chạy song song hoặc điều khiển số bơm phụ thuộc vào giờ vận hành, hiệu suất bơm, tổn thất đường ống, hệ điều khiển và thiết bị phụ trợ. Hãy so sánh từng trường hợp.
• Phần đối chiếu TCVN ở trên chưa kiểm tra bản gốc của tiêu chuẩn; hãy xác nhận với nhà cung cấp.

Câu hỏi thường gặp

Hai bơm giống nhau chạy song song có cho lưu lượng gấp đôi không?

Chưa chắc. Trên đường tổng hợp, lưu lượng ở một cột áp bất kỳ gấp đôi một bơm, nhưng điểm vận hành thực tế là chỗ đường đó cắt đường đặc tính hệ thống. Với hệ thống mà cột áp yêu cầu tăng theo lưu lượng, tổng lưu lượng có thể thấp hơn nhiều so với gấp đôi lưu lượng một bơm. Hãy tính riêng lưu lượng mỗi bơm và tổng lưu lượng.

Chạy song song thì cột áp có giữ nguyên không?

Chưa chắc. "Cộng lưu lượng ở cùng cột áp" mô tả cách dựng đường tổng hợp; nó không có nghĩa cột áp vận hành giữ nguyên. Cột áp vận hành phụ thuộc vào đường đặc tính hệ thống: nếu lưu lượng tăng dọc theo đường đó thì cột áp vận hành cũng đổi. Trong ví dụ giả định ở trên, nó tăng từ 25 m khi một bơm lên 34 m khi hai bơm.

Có thể chạy song song các bơm khác cỡ không?

Đôi khi được, nếu thiết kế cho phép. Bạn cần xác nhận lưu lượng dương, độ ổn định và dải cho phép của từng bơm trên toàn dải nhu cầu. Nếu áp suất ống góp vượt quá áp suất bơm yếu hơn có thể tạo ra, van một chiều của nó sẽ không mở và bơm không ra lưu lượng. Đừng ghép bơm chỉ dựa trên tên model.

Khi một bơm dừng, tải của bơm còn lại có giảm không?

Chưa chắc. Lưu lượng của bơm còn lại có thể cao hơn lưu lượng mỗi bơm khi cả hai cùng chạy. Tùy đặc tính công suất của bơm, tải động cơ cũng có thể thay đổi, nên hãy kiểm tra công suất trục và định mức động cơ tại điểm vận hành một bơm. Cũng hãy đánh giá lại tổn thất nhánh hút và NPSHR ở lưu lượng đó.

Chạy bơm song song có tiết kiệm năng lượng không?

Có thể, nếu bạn điều chỉnh được số bơm chạy hoặc tốc độ theo nhu cầu thay đổi. Mức tiết kiệm thực tế hằng năm phụ thuộc vào giờ vận hành, hiệu suất bơm, tổn thất đường ống, hệ điều khiển và thiết bị phụ trợ. Thêm một bơm không phải lúc nào cũng làm giảm điện năng tiêu thụ.

Nguồn tham khảo

• Đường đặc tính tổng hợp, van một chiều riêng cho từng bơm, cột áp đóng kín khác nhau và độ ổn định: KSB, "Parallel operation"
• Đường đặc tính hệ thống và giả định tổn thất cột áp tỷ lệ với bình phương lưu lượng: KSB, "System characteristic curve"
• NPSHA so với NPSHR, mặt chuẩn, NPSH3: KSB, "NPSH"; Hydraulic Institute, "The Basics of NPSH & Pump Operating Regions"
• Đường xả chung và kiến thức cơ bản về nối song song: Grundfos, "Pumps in parallel"
• Chạy dự phòng, chạy hỗ trợ, chạy luân phiên (ví dụ sản phẩm): Grundfos, "SCALA1 twin pump configuration"
• Đường đặc tính H-Q ổn định (giảm liên tục) và các đường đặc tính theo lưu lượng: Torishima Pump, catalog CAM/CAS (tiếng Nhật)
• Quá độ khi khởi động/dừng, van một chiều đóng đập và phân tích surge: Ebara, phân tích búa nước (tiếng Nhật)
• Đặc tính kỹ thuật của bơm ly tâm cấp 1 (tra cứu thứ cấp): TCVN 8531:2010 (ISO 9905:1994), Caselaw Việt Nam