Mồi bơm là công đoạn thay khí trong đường ống hút bằng chất lỏng. Bơm ly tâm thường không tự làm được việc đó, vì khí quá nhẹ so với nước. Câu hỏi kỹ thuật nằm ở chỗ: bộ phận nào trong cụm bơm đảm nhận việc đẩy khí. Bơm tự mồi giao việc đó cho lượng chất lỏng giữ lại trong buồng bơm; bơm mồi khô giao cho một cụm mồi riêng, làm việc độc lập với bơm chính. Giới hạn chiều cao hút do áp suất không khí đặt ra là như nhau cho cả hai. Hai cách chia việc này chịu được điều kiện hiện trường khác nhau. Chênh lệch chỉ hiện ra khi đi dọc cụm bơm, từ đầu ống hút vào tới động cơ.
Thái Khương Pumps phân phối chính hãng Gorman-Rupp tại Việt Nam, gồm cả hai nhóm: mồi khô (Prime Aire, Prime Aire Plus, ValuPrime) và tự mồi (Super T Series). Hai nhóm phủ các bài toán thoát nước công trường và hố móng, trạm bơm nước thải đặt cạn, hố thu và bơm chuyển trong nhà máy.
- 6chặng dọc cụm bơm quyết định khả năng mồi
- 10,3 mgiới hạn chiều cao hút do áp suất không khí
- 0van đáy cần thả xuống nước
Mồi bơm là gì
Vì sao bơm ly tâm cần mồi
Không khí nhẹ hơn nước khoảng 800 lần. Buồng bơm đầy khí thì cánh quay không kéo nổi nước lên. Mồi là thay lượng khí đó bằng chất lỏng.
Chiều cao hút cao nhất có thể đạt
Ở mực nước biển, áp suất không khí chỉ đẩy nước lên cao khoảng 10,3 m. Thực tế thấp hơn, và không cơ chế mồi nào vượt được giới hạn này.
Vì sao tên gọi không đủ để phân loại
Thị trường gọi chung cả hai cơ chế là bơm tự mồi. Gorman-Rupp xếp Prime Aire vào nhóm mồi khô, Super T Series mới là dòng tự mồi.
Đi dọc cụm bơm: sáu chỗ quyết định khả năng mồi
Đi theo đường chất lỏng từ ngoài vào, mỗi chặng dưới đây đều có phần việc riêng trong quá trình mồi, và hai cơ chế xử lý chặng đó khác nhau.
1 · Đường ống hút
Đây là chặng ngoài cùng và cũng là nơi chứa phần lớn lượng khí phải đẩy đi. Tuyến càng dài, đường kính càng lớn thì thể tích khí càng nhiều, và thời gian mồi tăng theo với cả hai cơ chế. Độ kín quyết định phần còn lại: một mối nối hở đủ để tuyến không bao giờ đạt được độ chân không cần thiết, bơm sẽ mồi rất lâu hoặc không mồi được dù bản thân bơm còn tốt.
Cụm mồi khô đẩy được thể tích khí lớn hơn nên chịu được tuyến hút dài hoặc có đường kính lớn hơn cần thiết, đúng một trong ba tình huống Gorman-Rupp nêu cho dòng này. Bơm tự mồi phải chạy nhiều vòng tuần hoàn hơn để làm cùng việc đó. Cả hai cơ chế đều bỏ được van đáy dưới nước, tức bớt một điểm hỏng nằm dưới mặt nước và hay kẹt rác.
2 · Buồng bơm và cánh
Với bơm tự mồi, đây là nơi cơ chế mồi diễn ra. Buồng bơm giữ lại một lượng chất lỏng sau lần chạy trước; khi khởi động, cánh khuấy lượng chất lỏng đó thành hỗn hợp lẫn khí, đưa ra buồng tách rồi nhận lại phần chất lỏng rơi về để vào vòng tiếp theo. Mỗi vòng lấy đi một phần khí trong tuyến hút.
Vì vậy hai thứ ở chặng này quyết định bơm tự mồi có mồi được không: buồng bơm còn chất lỏng hay đã cạn, và khe hở bên trong còn đúng thiết kế hay đã rộng ra do mài mòn. Khe hở rộng làm chất lỏng chạy vòng lại ngay trong thân bơm, thời gian mồi kéo dài dần rồi tới lúc không mồi nổi. Với bơm mồi khô, chặng này không đặt ra ràng buộc nào: thân bơm có thể đang khô hoàn toàn.
3 · Buồng tách khí
Cả hai cơ chế đều có khoang này, nhưng dùng vào việc khác nhau. Ở bơm tự mồi, đây là nơi hỗn hợp được tách: khí nhẹ hơn thoát lên và đi tiếp ra cửa xả, chất lỏng nặng hơn rơi trở lại buồng bơm. Ở bơm mồi khô, khoang này giữ chất lỏng lại để nó không tràn sang cụm mồi khi mực nước dâng lên tới đỉnh thân bơm.
4 · Cụm mồi và van mồi
Đây là chỗ hai cơ chế tách hẳn nhau. Bơm tự mồi không có bộ phận này. Ở dòng Prime Aire của Gorman-Rupp, máy nén khí thổi khí nén qua ống venturi trong buồng mồi. Đoạn ống này thắt eo ở giữa. Dòng khí nén chạy qua sẽ kéo khí trong thân bơm và đường ống hút ra ngoài. Áp suất không khí bên ngoài đẩy chất lỏng vào thay chỗ. Hãng có tuỳ chọn bơm chân không màng lắp liền thay cho cụm venturi; nguyên tắc vẫn là một cụm riêng lo việc hút khí. Van mồi đóng lại khi đường hút đã đầy, tách cụm mồi khỏi dòng chất lỏng đang tải.
- Hệ thống chứa khíThân bơm và tuyến hút đầy khí, chưa có chất lỏng nào đi qua cánh.
- Tạo chân khôngCụm mồi hút khí ra khỏi thân bơm và đường hút, áp suất trong tuyến giảm dần.
- Chất lỏng đi vàoÁp suất không khí bên ngoài đẩy chất lỏng lên lấp chỗ khí vừa mất, mực chất lỏng dâng dần trong ống hút.
- Đạt trạng thái bơmVan mồi đóng, bơm chính tải chất lỏng theo điểm làm việc. Đó là chỗ gặp nhau giữa đường đặc tính của bơm và của tuyến ống. Cả hai đều là đường lưu lượng – cột áp.
- Duy trì khả năng mồiMực chất lỏng tụt hoặc khí lọt vào tuyến thì cụm mồi làm việc lại, bơm chính không phải dừng để đổ nước mồi.
5 · Cửa xả
Ở bơm tự mồi, khí bị đẩy ra theo chính cửa xả trong suốt quá trình mồi, nên tuyến đẩy phải cho khí thoát được. Một van một chiều đóng kín ngay sau cửa xả sẽ giữ khí lại trong thân và làm bơm mồi rất lâu. Ở bơm mồi khô, khí đi ra theo cụm mồi, còn cửa xả chỉ bắt đầu có dòng sau khi van mồi đã đóng.
6 · Nguồn động lực
Ở bơm tự mồi, động cơ chỉ kéo bơm chính. Ở bơm mồi khô, cụm mồi cần thêm nguồn khí nén, tức thêm một bộ phận nữa trong chuỗi truyền động và thêm một thứ phải bảo dưỡng. Cả hai nhóm đều có bản chạy động cơ điện và bản chạy động cơ diesel; riêng nhóm mồi khô còn có bản đặt bệ, khung kéo và rơ-moóc cho hiện trường phải di chuyển.
Tám thông số cần kiểm khi đánh giá một bơm tự mồi
- Chiều cao hút: khoảng cách từ mặt chất lỏng lên tới tâm bơm.
- Đường kính và chiều dài ống hút: quyết định thể tích khí phải đẩy.
- Độ kín đường hút: yếu tố hay bị bỏ qua nhất trong các ca mồi lâu.
- Tốc độ quay: chạy dưới tốc độ thiết kế thì khả năng tách khí giảm theo.
- Nhiệt độ chất lỏng: càng nóng thì chất lỏng càng dễ bốc hơi, phần áp suất còn dư ở đầu hút giảm theo.
- Tính chất lưu chất: độ nhớt và hàm lượng khí hoà tan đều ảnh hưởng tới thời gian mồi.
- Thời gian mồi cho phép: mốc để so với thời gian mồi thực đo tại hiện trường.
- Mức chất lỏng còn lại trong buồng bơm: điều kiện bắt buộc của cơ chế này.
Bảng đối chiếu sáu tiêu chí
Mồi khô không đồng nghĩa với chạy khô
MỒI KHÔ
Khả năng mồi khi thân bơm và đường hút đang chứa khí. Việc hút khí do cụm mồi riêng đảm nhận, và cụm này chỉ làm việc trong giai đoạn khởi động.
CHẠY KHÔ
Khả năng làm việc khi thiếu hoặc không có chất lỏng đi qua bơm. Việc này phụ thuộc kết cấu phớt và cách làm mát, được nhà sản xuất quy định riêng cho từng model.
Chọn nhóm nào cho điều kiện nào
- Nguồn chất lỏng có ổn định không: mực nước đứng yên hay tụt trong ca, có lúc cạn tới đầu ống hút, có khí lọt vào tuyến, và bơm có phải hút từ hố sâu hay không.
- Chiều cao hút thực tế: cộng khoảng cách thẳng đứng từ mặt chất lỏng lên tâm bơm với phần mất mát do ma sát trong đường ống. Đo mỗi khoảng cách thẳng đứng là thiếu.
- Lưu chất là gì: nước sạch, nước thải, bùn, nước lẫn cát, hay lưu chất nhớt. Mỗi loại đặt ra yêu cầu khác nhau về vật liệu và kết cấu buồng bơm.
- Kích thước và nồng độ chất rắn: dữ kiện quyết định với nước thải, thoát nước công trường và bùn. Cỡ hạt rắn tối đa mới là số phải tra, không phải cỡ trung bình.
- Chế độ vận hành liên tục hay theo chu kỳ: ảnh hưởng tới cách làm mát, phớt cơ khí, nguồn động lực và hệ bảo vệ.
- Điều kiện công trường: nguồn điện lưới hay động cơ diesel, lắp cố định hay di chuyển, có người trực thường xuyên hay cần tự khởi động, và mức độ tiếp cận để bảo trì.
Gorman-Rupp nêu ba tình huống hợp với nhóm mồi khô: nước cuốn nhiều khí, dòng vào gián đoạn, và đường ống hút dài hoặc có đường kính lớn hơn cần thiết. Ngoài ba tình huống đó, nhóm này hợp với hiện trường cần khởi động nhanh, thiết bị đặt cao hơn mực chất lỏng, hoặc phải hạn chế thao tác mồi bằng tay. Prime Aire phủ lưu lượng tới 1.436 m³/h, cột áp 128 m, hạt rắn 76 mm; Prime Aire Plus lên tới 3.406 m³/h, cột áp 175 m, hạt rắn 102 mm, có bản thân bơm bằng hợp kim CD4MCuN cho môi chất ăn mòn.
Nhóm tự mồi hợp với hệ có điều kiện hút thay đổi vừa phải, trạm nước thải đặt cạn, hố thu, hút cạn công trường quy mô nhỏ, và các hệ cần bơm tự khởi động lại sau thời gian dừng. Dòng Super T Series đạt 774 m³/h, cột áp 51 m, hạt rắn 76,2 mm. Cơ chế tự mồi được giải thích kỹ hơn ở bài bơm ly tâm tự mồi là gì, và các dấu hiệu xuống cấp của cơ chế này nằm ở bài bảo trì bơm tự mồi đặt cạn.
Bốn tình huống hiện trường, bốn hướng chọn khác nhau
Hố móng công trường
Mực nước tụt trong ca, nhiều cặn, thiết bị phải chuyển vị trí
- DỮ KIỆN QUYẾT ĐỊNH
- Số lần mồi lại trong một ca và cỡ hạt rắn cho qua. Mỗi lần đặt lại máy là một lần mồi từ đầu, nên khả năng mồi lặp quan trọng hơn cột áp dư. Chi tiết ở bài thoát nước công trường và hố móng.
Hố thu nước thải
Bơm đặt cao hơn mực nước, có chất rắn và sợi
- DỮ KIỆN QUYẾT ĐỊNH
- Chiều cao hút gần như không đổi và cỡ hạt rắn. Điều kiện hút ít biến động nên nhóm tự mồi đặt cạn thường đủ; sợi quấn cánh mới là thứ phải tính trước.
Hệ thống xử lý nước chạy theo chu kỳ
Bơm dừng và chạy lại nhiều lần trong ngày, cần tự khởi động
- DỮ KIỆN QUYẾT ĐỊNH
- Khả năng mồi lại sau mỗi lần dừng và phần điều khiển. Chu kỳ dừng chạy dày thì thời gian mồi cộng dồn thành thời gian không có lưu lượng.
Bơm lưu động ứng cứu
Triển khai nhanh, chưa có điện lưới tại chỗ
- DỮ KIỆN QUYẾT ĐỊNH
- Cụm mồi làm việc độc lập, khung kéo được và động cơ diesel. Thiết bị dựng xong phải vào nước ngay, không có thời gian xử lý đường ống.
So sánh cấu hình trước, thương hiệu sau
Hai nhà sản xuất cùng công bố bơm tự mồi, mà cấu hình, thời gian mồi và khả năng xử lý ứng dụng lại khác nhau. Lý do nằm ở những thứ không hiện lên trong tên gọi, và phần lớn chúng nằm đúng ở sáu chặng vừa đi qua: kết cấu buồng bơm, cách bố trí buồng tách khí, khe hở thiết kế, vật liệu và phớt.
- Cơ chế: kiểu mồi, thời gian mồi công bố, chiều cao hút tối đa.
- Thuỷ lực: điểm làm việc trên đường đặc tính, kích thước hạt rắn cho qua.
- Vật liệu: thân bơm, cánh, phớt cơ khí.
- Vòng đời: nguồn động lực, tủ điều khiển, khả năng bảo trì và nguồn phụ tùng.
Đối chiếu công nghệ và cấu hình trước, thương hiệu sau. Danh mục theo từng nhóm thiết bị của Gorman-Rupp được sắp xếp theo đúng thứ tự đó.
Mười dữ liệu cần chuẩn bị và trình tự chọn
- Lưu lượng yêu cầu và tổng cột áp tại điểm làm việc.
- Chiều cao hút và chiều dài đường ống hút, kèm số co và van trên tuyến.
- Đặc tính lưu chất: loại chất lỏng, nhiệt độ, độ nhớt, tính ăn mòn.
- Nồng độ chất rắn và kích thước hạt rắn tối đa.
- Tần suất vận hành: chạy liên tục hay theo chu kỳ, số giờ mỗi ngày.
- Nguồn động lực và điều kiện lắp đặt: điện lưới hay diesel, cố định hay di động.
Có đủ mười dữ liệu này rồi mới đi theo trình tự dưới đây. Đảo thứ tự, chẳng hạn chốt model trước rồi mới đo chiều cao hút, là chỗ phát sinh phần lớn các ca phải đổi thiết bị sau lắp đặt.
- Khảo sát ứng dụngThu thập thông số vận hành và điều kiện thực tế tại vị trí đặt máy.
- Xác định điểm làm việcLưu lượng, cột áp, chiều cao hút và đặc tính tuyến ống được xác định thành một điểm cụ thể trên đường đặc tính.
- Chọn công nghệ bơmNhóm mồi khô, nhóm tự mồi hoặc một nguyên lý khác, tuỳ điều kiện hút và lưu chất.
- Xác định cấu hìnhVật liệu thân và cánh, phớt cơ khí, nguồn động lực, tủ điều khiển và phụ kiện đi kèm.
- Thi công và lắp đặtTuyến ống hút, bệ máy và phần điện được thực hiện theo đúng cấu hình đã xác định.
- Vận hành và bảo dưỡngThái Khương Service (TKS) — thành viên của Thái Khương Pumps — hỗ trợ kỹ thuật, phụ tùng chính hãng và bảo trì trong suốt vòng đời thiết bị.
Câu hỏi thường gặp
Bơm mồi khô có phải bơm tự mồi không?
+
Không. Cả hai đều mồi được mà không phải đổ nước bằng tay, nhưng bơm mồi khô dùng một cụm mồi riêng để hút khí, còn bơm tự mồi dùng chính lượng chất lỏng giữ lại trong buồng bơm. Gorman-Rupp xếp dòng Prime Aire vào nhóm priming assisted (dry prime).
Bơm tự mồi có cần mồi nước ban đầu không?
+
Lần đầu tiên thì có. Buồng bơm phải được đổ đầy chất lỏng trước lần chạy đầu. Các lần sau, bơm dùng lượng chất lỏng giữ lại từ lần chạy trước, nên không phải đổ lại nếu buồng bơm chưa bị rút cạn.
Mồi khô có đồng nghĩa với chạy khô không?
+
Không. Mồi khô nói về khả năng mồi khi thân bơm đang chứa khí, thuộc giai đoạn khởi động. Khả năng làm việc khi thiếu chất lỏng phụ thuộc kết cấu phớt và cách làm mát, được nhà sản xuất quy định riêng cho từng model.
Bơm tự mồi hút tối đa được bao nhiêu mét?
+
Ở mực nước biển, áp suất không khí chỉ đẩy nước lên cao được khoảng 10,3 m. Lực đẩy đó đến từ không khí bên ngoài. Sau khi trừ phần mất mát do ma sát trong ống hút và trừ áp suất hơi của chất lỏng, con số thực tế thấp hơn và phải tra theo đường đặc tính của từng model.
Vì sao cùng một bơm nhưng thời gian mồi khác nhau?
+
Vì thời gian mồi phụ thuộc thể tích khí phải đẩy ra khỏi tuyến hút. Tuyến dài hơn, đường kính lớn hơn, chiều cao hút cao hơn đều làm thời gian mồi tăng. Với bơm tự mồi, khe hở bên trong rộng ra do mài mòn cũng kéo dài thời gian mồi.
Đường hút ảnh hưởng thế nào đến khả năng tự mồi?
+
Đây là yếu tố hay bị bỏ qua nhất. Một mối nối hở đủ để tuyến không đạt được độ chân không cần thiết, và bơm sẽ mồi rất lâu hoặc không mồi được, dù bản thân bơm còn tốt. Kiểm độ kín tuyến hút trước khi nghĩ tới bơm chính.
Bơm tự mồi có xử lý được chất rắn không?
+
Có, trong giới hạn cỡ hạt của từng dòng. Super T Series cho hạt rắn tới 76,2 mm đi qua. Cần tra theo cỡ hạt rắn tối đa có trong lưu chất, không phải cỡ trung bình, và tính riêng khả năng xử lý sợi.
Nên chọn động cơ diesel hay động cơ điện?
+
Theo điều kiện hiện trường. Vị trí cố định có điện lưới ổn định thì động cơ điện gọn và ít bảo dưỡng hơn. Hiện trường chưa có điện, phải di chuyển giữa nhiều điểm hoặc dùng cho ứng cứu thì động cơ diesel phù hợp hơn.
Làm sao so sánh hai thương hiệu bơm cùng công suất?
+
So sánh theo bốn nhóm: cơ chế mồi và thời gian mồi, điểm làm việc trên đường đặc tính, vật liệu thân và phớt, khả năng bảo trì cùng nguồn phụ tùng. Cùng công suất động cơ mà khác kết cấu buồng bơm thì kết quả tại hiện trường sẽ khác nhau.
Khi nào nên dùng mồi khô thay cho tự mồi?
+
Khi nước cuốn nhiều khí, dòng vào gián đoạn, hoặc đường ống hút dài và có đường kính lớn hơn cần thiết. Đây là ba tình huống Gorman-Rupp nêu cho nhóm mồi khô. Hiện trường phải mồi lại nhiều lần trong ca cũng thuộc nhóm này.
Chọn công nghệ theo ứng dụng, không chọn theo tên gọi
Không có loại bơm nào phù hợp với mọi ứng dụng. Có cấu hình phù hợp với một điều kiện vận hành cụ thể, và việc xác định nó bắt đầu từ năm dữ kiện: điểm làm việc, điều kiện hút, đặc tính lưu chất, chế độ vận hành và điều kiện lắp đặt.
Việc cần làm trước khi hỏi giá: đo chiều cao hút thực tế tại vị trí đặt máy, ghi lại cỡ hạt rắn tối đa trong lưu chất, và xác định bơm sẽ chạy liên tục hay theo chu kỳ. Ba dữ liệu này đã đủ để khoanh nhóm công nghệ trước khi bàn tới model.
Thái Khương Pumps đồng hành từ khảo sát ứng dụng, lựa chọn thiết bị và tư vấn cấu hình đến thi công, lắp đặt, vận hành và bảo dưỡng.
