Máy Bơm Nước Công Nghiệp - Motor Bơm Nước Công Nghiệp: Phân Loại, Cách Chọn

Máy bơm nước công nghiệp là bơm công suất lớn, thường là bơm ly tâm chạy motor bơm nước công nghiệp 3 pha 380V từ 1.5 kW tới vài trăm kW, dùng cấp nước sản xuất, giải nhiệt, PCCC, tưới tiêu, xử lý nước và vận chuyển chất lỏng trong nhà máy. Chọn máy theo 4 thông số: lưu lượng Q (m³/h), cột áp H (m), tính chất chất lỏng (sạch, bẩn, hóa chất, nhiệt độ) và chế độ chạy (liên tục hay gián đoạn, có cần biến tần điều áp hay không).

1) Máy bơm nước công nghiệp là gì?

Máy bơm nước công nghiệp là các dòng bơm được thiết kế để chạy liên tục nhiều giờ mỗi ngày với lưu lượng, cột áp lớn hơn bơm gia đình, vật liệu dày (gang, inox), phớt cơ khí và vòng bi dễ thay. Phổ biến nhất là máy bơm ly tâm trục ngang và trục đứng; ngoài ra còn bơm chìm, bơm bánh răng, bơm màng, bơm định lượng cho các chất lỏng đặc thù. Xem thêm các dòng máy bơm nước theo công suất.

• Máy bơm nước công nghiệp ly tâm trục ngang và cấu tạo các bộ phận chính.

a) Cấu tạo máy bơm ly tâm công nghiệp

• Thân bơm (buồng xoắn): gang đúc hoặc inox 304/316, có cửa hút và cửa đẩy.
• Bánh công tác (cánh bơm): cánh kín (hiệu suất cao, nước sạch), cánh nửa hở, cánh hở (nước có cặn); vật liệu gang, đồng, inox hoặc nhựa kỹ thuật.
• Trục bơm: thép hoặc inox, nối với motor qua khớp nối hoặc liền trục, truyền mô men qua mối ghép then.
• Phớt cơ khí hoặc tết chèn: làm kín chỗ trục xuyên qua thân bơm.
• Motor bơm nước công nghiệp: motor 3 pha 380V, 2 cực (khoảng 2900 vòng/phút) cho cột áp cao hoặc 4 cực (khoảng 1450 vòng/phút) cho lưu lượng lớn, bền, êm.

b) Nguyên lý làm việc của máy bơm ly tâm

Trước khi chạy, buồng bơm và ống hút phải đầy nước (mồi nước) với bơm đặt cao hơn mặt nước. Khi cánh quay, lực ly tâm văng nước ra mép cánh vào buồng xoắn, đổi động năng thành áp năng và đẩy nước ra cửa đẩy. Vùng tâm cánh giảm áp nên nước từ bể liên tục được áp suất khí quyển ép vào cửa hút. Hai quá trình hút – đẩy diễn ra liên tục nên dòng chảy đều, lưu lượng điều chỉnh được bằng van hoặc biến tần.

• Video: bơm nước 3 pha CM 380V, công nghệ Ý khi vận hành.

2) Các loại máy bơm nước công nghiệp

a) Bơm ly tâm trục ngang (đầu rời, liền trục)

Loại thông dụng nhất cho cấp nước, giải nhiệt, PCCC, tưới; lưu lượng 5–1.000 m³/h, cột áp 10–100 m; dễ bảo trì, giá tốt.

b) Bơm trục đứng nhiều tầng cánh

Nhiều cánh mắc nối tiếp nên cột áp cao (tới 200–300 m), chiếm ít diện tích; dùng cho tăng áp tòa nhà, cấp nước lò hơi, RO, rửa áp lực. Xem bơm trục đứng.

c) Bơm chìm công nghiệp

Đặt ngập trong bể, giếng, hố; gồm bơm chìm nước sạch, bơm giếng khoan và bơm chìm nước thải, bơm nước thải công nghiệp.

d) Bơm thể tích: bánh răng, màng khí nén, định lượng

• Bơm bánh răng: 2 bánh răng ăn khớp trong vỏ, đẩy dầu, chất lỏng nhớt, áp cao, lưu lượng ổn định theo tốc độ.
• Bơm màng khí nén: 2 màng làm việc luân phiên với 4 van bi, chạy bằng khí nén, chạy khô được, bơm chất lỏng có hạt rắn, hóa chất, sơn.
• Bơm định lượng: bơm piston hoặc màng chạy điện (hoặc điện từ), điều chỉnh lưu lượng chính xác để châm hóa chất xử lý nước; xem thêm bơm hóa chất.

3) Thông số kỹ thuật và cách chọn máy bơm nước công nghiệp

a) Phân loại bơm ly tâm theo lưu lượng, cột áp

• Theo lưu lượng: thấp Q dưới 3.5 L/s (khoảng 12.6 m³/h); trung bình 3.5–20 L/s (12.6–72 m³/h); cao trên 20 L/s.
• Theo cột áp: thấp H dưới 20 m; trung bình 20–100 m; cao trên 100 m.
• Theo số cấp: bơm 1 cấp (1 bánh công tác) và bơm nhiều cấp (2 bánh công tác trở lên mắc nối tiếp).

b) Bảng thông số bơm ly tâm 3 pha 2 cực thường gặp

• Khoảng số liệu phổ biến; từng model có đường đặc tính Q–H riêng, lưu lượng càng lớn thì cột áp càng giảm.
• Bơm chạy êm và bền nhất ở 70–110% lưu lượng tại điểm hiệu suất cao nhất của đường đặc tính.
• Dòng điện là trị số gần đúng của motor 2 cực, dòng chính xác đọc trên tem.

c) Công thức tính công suất máy bơm nước công nghiệp

P (kW) = Q (m³/h) × H (m) × ρ / (367 × η), với ρ là tỷ trọng chất lỏng (nước = 1), η là hiệu suất bơm (0.55–0.85). Ví dụ Q = 40 m³/h, H = 35 m, η = 0.7 thì P ≈ 5.4 kW, chọn motor 7.5 kW. Chất lỏng nhớt hoặc nặng hơn nước phải hiệu chỉnh thêm.

4) Motor bơm nước công nghiệp: điện áp, dòng điện, biến tần

a) Điện áp và cách khởi động

Bơm công nghiệp dưới 2.2 kW có bản 1 pha 220V (dòng khoảng 10–15 A); từ 3 kW trở lên chủ yếu là 3 pha 380V 50Hz. Motor đến 5.5–7.5 kW thường khởi động trực tiếp; từ 11 kW dùng sao – tam giác, khởi động mềm hoặc biến tần để dòng khởi động không vượt 2–3 lần dòng định mức. Motor bơm thay thế có thể chọn trong nhóm động cơ điện 3 pha cùng số cực, chiều cao tâm trục và mặt bích.

b) Biến tần cho máy bơm nước công nghiệp

Biến tần cho phép bơm chạy theo nhu cầu thực tế thay vì luôn chạy toàn tốc rồi tiết lưu bằng van. Với bơm ly tâm, công suất tỷ lệ với lập phương tốc độ: giảm tốc độ 20% thì công suất giảm khoảng 49%. Chọn biến tần dòng bơm – quạt có PID và cảm biến áp suất (tăng áp, cấp nước tòa nhà) hoặc cảm biến lưu lượng; dòng ra biến tần lớn hơn dòng tem motor. Tham khảo động cơ biến tần.

5) Ứng dụng của máy bơm nước công nghiệp

• Bơm cấp nước sản xuất nhà máy, bơm nước giải nhiệt tháp làm mát, chiller, bơm nước nóng tuần hoàn lò hơi.
• Bơm tăng áp tòa nhà, khách sạn, bệnh viện (xem máy bơm tăng áp), bơm cấp nước sạch khu dân cư.
• Bơm chữa cháy, bơm PCCC cho nhà xưởng, kho bãi (xem máy bơm chữa cháy).
• Bơm tưới tiêu nông nghiệp, trạm bơm thủy lợi, bơm nước nuôi trồng thủy sản quy mô lớn.
• Bơm nước thải, bơm bùn trạm xử lý, bơm hóa chất, bơm dầu trong nhà máy hóa chất, thực phẩm, dệt nhuộm.
• Bơm cấp nước hệ RO, lọc nước công nghiệp, bơm rửa áp lực, bơm làm mát khuôn, máy móc.

6) Ưu điểm và nhược điểm của máy bơm ly tâm công nghiệp

a) Ưu điểm

• Lưu lượng đều, liên tục, điều chỉnh dễ bằng van hoặc biến tần.
• Nối trực tiếp với motor, không cần hộp giảm tốc; gọn và nhẹ hơn bơm piston cùng lưu lượng.
• Kết cấu đơn giản, phụ tùng (phớt, vòng bi, cánh) phổ biến, bảo trì nhanh.
• Hiệu suất cao ở dải lưu lượng lớn, chi phí điện trên mỗi m³ thấp.
• Đa dạng vật liệu: gang, inox, đồng, nhựa cho nước sạch, nước biển, hóa chất nhẹ.

b) Nhược điểm

• Bơm ly tâm thường không tự mồi; đặt cao hơn mặt nước cần van đáy và mồi nước trước khi chạy.
• Hiệu suất giảm nhanh với chất lỏng có độ nhớt cao; chất lỏng nhớt dùng bơm bánh răng, trục vít.
• Chạy xa điểm thiết kế (quá ít hoặc quá nhiều lưu lượng) gây rung, xâm thực, nhanh hỏng phớt.

Xem thêm: máy bơm nước Teco, máy bơm nước inox. Nội dung có thể bạn quan tâm: Motor Bơm Nước Nông Nghiệp: Các Loại Máy Bơm Nước Nông Nghiệp, Cách Tính Lưu Lượng; Motor Máy Bơm Nước: Cấu Tạo, Nguyên Lý Hoạt Động, Phân Loại, Cách Lựa Chọn; Máy Bơm Nước Gia Đình; Máy Bơm Nước Teco: Cấu Tạo, Ứng Dụng, Thông Số Kỹ Thuật.

7) Câu hỏi thường gặp về máy bơm nước công nghiệp

a) Dành cho người đang khảo giá, sắp mua máy bơm nước công nghiệp

• Cấp nước cho tháp giải nhiệt 100 RT cần bơm bao nhiêu kW? Tháp 100 RT thường cần khoảng 65–80 m³/h nước tuần hoàn, cột áp 15–25 m; bơm ly tâm 4 cực hoặc 2 cực 5.5–7.5 kW là phổ biến, tùy chiều dài ống và tổn thất qua bình ngưng.
• Nên chọn bơm 2 cực hay 4 cực? Bơm 2 cực (khoảng 2900 vòng/phút) nhỏ gọn, rẻ hơn, cột áp cao; bơm 4 cực (khoảng 1450 vòng/phút) cho lưu lượng lớn, êm, ít mòn phớt và cánh, hợp chạy 24/24.
• Bơm trục ngang hay trục đứng nhiều tầng cánh? Cần lưu lượng lớn, cột áp dưới khoảng 80 m chọn trục ngang; cần cột áp cao, lưu lượng vừa và tiết kiệm diện tích chọn trục đứng nhiều tầng cánh.
• Thân gang hay thân inox cho bơm công nghiệp? Nước sạch, nước giải nhiệt dùng thân gang cánh đồng hoặc inox là đủ, giá rẻ hơn khoảng 20–40%; nước RO, thực phẩm, nước lợ, hóa chất nhẹ chọn inox 304/316.
• Giá máy bơm nước công nghiệp khoảng bao nhiêu? Theo giá trung bình thị trường Việt Nam, bơm ly tâm 3 pha 2.2–4 kW hàng Trung Quốc, Đài Loan khoảng 4–10 triệu đồng; 7.5–15 kW khoảng 12–35 triệu; 22–37 kW khoảng 35–80 triệu; hàng Ý, Nhật, châu Âu thường cao hơn 1.5–3 lần.

b) Dành cho người đã mua, cần hướng dẫn lắp đặt, đấu điện, sử dụng

• Lắp ống hút bơm ly tâm thế nào cho đúng? Ống hút ngắn, ít co, lớn hơn cửa hút 1 cỡ, dốc lên dần về phía bơm để không đọng khí; có van đáy rọ lọc khi bơm đặt cao hơn mặt nước, độ sâu hút thực tế giữ dưới khoảng 5–6 m.
• Đấu điện motor bơm 3 pha sao – tam giác thế nào? Motor 6 đầu dây (U1 V1 W1 – U2 V2 W2): với lưới 380V và motor ghi 380V/660V thì đấu tam giác khi chạy; motor ghi 220V/380V thì đấu sao. Khởi động sao – tam giác dùng 3 contactor và rơ le thời gian 5–10 giây.
• Mồi nước bơm ly tâm thế nào? Đóng van đẩy, mở nút mồi trên thân bơm, đổ nước tới khi tràn không còn bọt khí, đóng nút mồi, chạy bơm rồi mở dần van đẩy.
• Chạy lần đầu cần kiểm tra gì? Xoay tay trục thấy nhẹ, kiểm tra chiều quay theo mũi tên, đo dòng 3 pha (không vượt dòng tem, chênh lệch dưới 10%), nghe tiếng ồn, kiểm tra rò phớt và rung sau 30 phút chạy.
• Cài biến tần cho bơm tăng áp thế nào? Đặt áp mục tiêu (ví dụ 3.5 bar), tần số tối thiểu khoảng 25–30 Hz, chế độ ngủ khi lưu lượng thấp, thời gian tăng – giảm tốc 3–10 giây và bật bảo vệ chạy khô theo dòng hoặc theo áp.

c) Dành cho người gặp lỗi do dùng sai cách, cần cách khắc phục hoặc giải pháp tiết kiệm chi phí

• Bơm ly tâm chạy nhưng không lên nước? Hay do mồi nước chưa đủ, van đáy hở, ống hút lọt khí, hút quá sâu hoặc quay ngược chiều; kiểm tra kín ống hút, mồi lại, đảo 2 pha nếu sai chiều.
• Bơm kêu lạo xạo như sỏi, cánh bị rỗ? Đó là xâm thực do hút quá sâu, ống hút nhỏ, nước nóng hoặc bơm chạy quá lưu lượng; hạ cao độ bơm, tăng cỡ ống hút, tiết lưu bớt van đẩy để về đúng điểm làm việc.
• Phớt bơm rò nước liên tục? Bơm chạy khô, nước có cát hoặc lệch trục khớp nối; thay phớt đúng cỡ (thường vài trăm nghìn tới vài triệu đồng) và căn lại đồng tâm thay vì thay cả bơm.
• Motor bơm nóng, nhảy rơ le nhiệt? Bơm chạy quá lưu lượng (cột áp thực thấp hơn thiết kế), điện áp thấp, mất pha hoặc vòng bi hỏng; tiết lưu van đẩy để giảm dòng, kiểm tra điện áp, thay vòng bi.
• Làm sao giảm tiền điện máy bơm công nghiệp? Thay tiết lưu van bằng biến tần (thường tiết kiệm 20–50% với tải thay đổi), chọn bơm đúng điểm làm việc thay vì dư công suất, gọt cánh khi bơm dư cột áp, và thay motor hiệu suất cao IE3 khi motor cũ cần quấn lại.