Tư vấn
Bơm chìm cánh cắt xử lý rác sợi: giải pháp cho bể thu gom nhà máy dệt
- Bơm chìm cánh cắt (grinder/chopper) được thiết kế để xử lý sợi dài (cotton, polyester), bùn nhuộm và phụ gia hồ mà không bị kẹt; phù hợp các điểm xả trong dây chuyền dệt/nhuộm, bể EQ, tuyến gom, DAF, AAO/MBR, v.v.
- Chọn theo Q (m³/h), H (m), đặc tính sợi (độ dài/độ dai), hóa chất & nhiệt độ → quyết định cơ chế cắt (grinder/chopper/vortex có lưỡi), vật liệu thủy lực, phớt đôi SiC/SiC, cáp chống hóa chất.
- VFD + anti-ragging (đảo chiều ngắn khi dòng tăng bất thường) giảm tắc, giảm kWh/m³, kéo dài tuổi thọ dao/phớt; lắp duty/standby để nâng MTBF.
- Luôn đặt điểm làm việc gần BEP (±10%) để tránh rung/ồn, nóng motor; theo dõi dòng, rung, kWh, m³ để tối ưu OPEX.
- Ví dụ: xưởng 1.000 m³/ngày có thể cân nhắc máy bơm nước Pentax DTRT (dải 300–750 tùy Q-H). Với nước thải dệt nhiều sợi tổng hợp, ưu tiên dao cắt hợp kim, phớt đôi SiC/SiC, động cơ IE3/IE4.
Bối cảnh nước thải dệt: “bài toán sợi” và hóa chất (không nói về bể thu gom)
Đặc thù ngành dệt/nhuộm:
- Sợi/xơ: cotton, polyester, viscose, hỗn hợp; chiều dài sợi có thể từ vài mm đến hàng chục mm, độ dai cao (đặc biệt polyester).
- Chất rắn/huyền phù: bùn nhuộm, hồ tinh bột/PVA, bột màu, floc từ DAF/AAO, đôi khi lẫn rác mềm (giẻ lau).
- Hóa học & nhiệt độ: pH biến thiên (kiềm nhẹ/axit nhẹ), muối, xút/axit rửa, nhiệt độ 30–60 °C tùy công đoạn.
- Hậu quả: sợi dài quấn cánh, tăng mô-men cản, tăng dòng điện, dẫn đến tắc/nghẹt, hỏng phớt/mòn dao, rung/ồn, tiêu tốn điện.
Mục tiêu kỹ thuật khi chọn bơm chìm cánh cắt:
- Cắt nhỏ sợi để không quấn; 2) Đảm bảo thủy lực đúng Q-H tại điểm làm việc; 3) Chịu hóa chất và mài mòn; 4) Tiết kiệm điện (kWh/m³ thấp); 5) Dễ bảo trì (guide-rail, khớp nối trượt, giám sát từ xa).
Cơ chế “cắt” trong bơm chìm: chọn đúng theo sợi & tải rắn
- Grinder (mài/ghiền): Dao quay và đĩa tĩnh có răng sắc, “xé” sợi dài, xử lý rác mềm tốt → hợp sợi dài/dai (polyester), nhưng tổn hao cơ khí và chi phí dao nhỉnh hơn.
- Chopper (cánh cắt tích hợp): Mép cánh và vòng cắt tương tác, vừa bơm vừa cắt → cân bằng giữa hiệu suất thủy lực và khả năng cắt, hợp sợi vừa/đa tạp.
- Vortex có lưỡi hỗ trợ: Dòng chảy xoáy tạo đường đi thông thoáng, giảm tiếp xúc rác/cánh; thêm lưỡi để cắt nhẹ → ít kẹt, hiệu suất thấp hơn nhưng bền trong tải bùn/hạt mịn.
Nguyên tắc:
- Sợi dài/dai → ưu tiên grinder/chopper có dao hợp kim;
- Tải bùn mịn/hồ nhiều, sợi không quá dài → chopper hoặc vortex + lưỡi;
- Nơi thay đổi thành phần nhanh (đầu dây chuyền) → chọn cơ chế cắt linh hoạt + anti-ragging.
Khung 6 bước chọn bơm cho xưởng dệt (thực dụng, ít sai)
Bước 1 – Xác định Q (m³/h)
- Tính theo lưu lượng trung bình ngày và hệ số giờ cao điểm (1,3–1,7 tùy ca/kíp).
- Với tuyến gom phân tán: cộng các nhánh Q tại điểm hợp lưu; xét tính gián đoạn (dòng “slug” từ xả từng công đoạn).
Bước 2 – Tính H (m cột nước)
- H = chênh cao tĩnh + tổn thất ống/phụ kiện (Darcy–Weisbach hoặc Hazen-Williams) + dự phòng 10–15%.
- Đừng quên tổn thất cục bộ ở van một chiều, co, T, mặt bích, khớp nối; và anti air-lock (lỗ thông khí vị trí cao).
Bước 3 – Mô tả rắn & sợi
- Kích thước & độ dài sợi (P95/P99), độ dai (cotton < polyester), tỉ lệ % thể tích rắn.
- Kết luận sơ bộ: cần grinder/chopper? Lưỡi hợp kim hay tiêu chuẩn?
Bước 4 – Hóa chất & nhiệt độ
- Chọn vật liệu thủy lực: gang phủ epoxy/Inox 304/316; trục 420/431; phớt đôi SiC/SiC trong khoang dầu.
- Cáp chống hóa chất, chống “wicking”, cấp IP68; kiểm tra nhiệt độ max.
Bước 5 – Điều khiển & bảo vệ
- VFD (khởi động mềm, tối ưu điểm làm việc, giảm kWh);
- Anti-ragging: nhận diện dòng tăng bất thường → đảo chiều ngắn/jogging;
- Cảm biến: mức (siêu âm/radar), nhiệt/ẩm buồng motor, rò rỉ khoang phớt, rung; AI cảnh báo sớm.
Bước 6 – Khả dụng & TCO
- Cấu hình 1+1 hoặc 2+1 (duty/standby), luân phiên chạy;
- So sánh kWh/m³, chi phí dao/phớt, dừng máy do tắc; chọn model cho BEP ±10%.
Ví dụ nhanh: Q thiết kế 90 m³/h, H 22 m, sợi polyester 20–40 mm → cân nhắc máy bơm nước Pentax DTRT (DTRT 300/400/550 tùy đường cong), hoặc Grundfos SEG/Wilo Rexa CUT dải tương đương. Lắp VFD, đặt anti-ragging ở ngưỡng 1,25×I_đm.
Đường cong Q-H & BEP: tại sao chạy “lệch” lại tốn điện & chóng hỏng?
- BEP (Best Efficiency Point) là điểm ngọt của bơm, nơi hiệu suất cao nhất; vận hành lệch xa gây rung/ồn, mòn ổ bi/phớt, tăng nhiệt.
- Cơ chế cắt (dao/lưỡi) có thể làm dịch chuyển nhẹ đường cong, nên cần đọc kỹ catalogue (đặc biệt với grinder).
- Quy tắc “an toàn”: chọn bơm để điểm làm việc nằm trong BEP ±10%; khi dùng VFD, tạo dải điều chỉnh đủ để bù biến động Q nhưng không kéo bơm vào vùng stall.
Parent tip: nếu đường ống dài, nhiều co-T, hãy giảm số co, tăng DN một bậc; tổng chi phí ống có thể tăng nhẹ nhưng kWh/m³ giảm đáng kể trong vòng đời.
Vật liệu, phớt, cáp: “áo giáp” cho môi trường dệt
- Thân/cánh/volute: gang EN-GJL-250 phủ epoxy (kinh tế) hoặc Inox 304/316 (môi trường muối/kiềm); dao/lưỡi hợp kim cứng để cắt sợi dai.
- Trục: Inox 420/431 cho độ bền; kiểm soát ăn mòn kẽ.
- Phớt cơ khí: phớt đôi (buồng dầu) với mặt SiC/SiC chống mài mòn; kiểm tra độ sâu lắp đặt để không vượt áp lực cho phép.
- Cáp: vật liệu vỏ chịu hóa chất (ví dụ PUR/EPDM), chống “wicking” vào buồng đấu nối; grommet kín nước đạt IP68.
Trong một số ứng dụng, máy bơm nước Pentax dòng DTRT kết hợp phớt đôi SiC/SiC và dao cắt hợp kim là cấu hình bền cho sợi polyester + bùn nhuộm mịn; dòng tương đương: Wilo Rexa CUT, Tsurumi C-series, Grundfos SEG (tham chiếu theo dải Q-H thực tế).
Điều khiển VFD & anti-ragging: tiết kiệm điện, giảm tắc
Vì sao VFD gần như “must-have”:
- Khởi động mềm, giảm xung mô-men, ít sốc cơ;
- Affinities: giảm tốc → Q↓, H↓ theo bình phương, P↓ theo lập phương → cắt kWh/m³ khi Q thực tế < Q thiết kế;
- Duy trì điểm làm việc gần BEP khi Q biến thiên theo ca/kíp.
Anti-ragging (tự tháo rối):
- Tủ phát hiện dòng/điện áp bất thường, rung tăng → đảo chiều 1–3 s để rũ sợi;
- Hạn chế mở máy xuống hố để gỡ rối thủ công; tăng an toàn & MTBF.
Giám sát số & IoT:
- Ghi kWh, m³, I_rms, cảnh báo rò rỉ khoang phớt, ẩm motor, rung;
- Dashboard (SCADA/IoT) hiển thị kWh/m³ theo ca → tìm cơ hội tối ưu năng lượng.
Lắp đặt cơ khí & ống (không xoáy vào bể; tập trung phần “khô”)
- Đế khớp nối trượt + thanh dẫn: tháo/lắp bơm không phải xuống nước; định tâm tốt để tránh mòn vòng kín.
- Đường ống đẩy: chọn DN theo vận tốc 1,2–2,5 m/s; PN16; dùng van một chiều + van cổng/van dao; chèn khớp nối mềm để triệt rung.
- Chống air-lock: tại đỉnh đoạn nâng, bố trí lỗ thông khí bằng van xả khí; xả khí trước khi vận hành.
- Cáp & ống bảo vệ: đi ống riêng, đỡ cáp theo nhịp, tránh cọ xát cạnh sắc.
Sơ đồ mô tả (minh họa ASCII):
[Hố đặt bơm] --(đế trượt + guide rail)--> [Khớp nối nhanh]
|
+---- [Cút đẩy] -- [Van 1 chiều] -- [Van cổng] -- [Đồng hồ áp]
|
+-- [Lỗ xả khí/van]
[Tủ VFD] --(cáp điều khiển/cảm biến)-- [Cảm biến mức/rung/rò rỉ]
Năng lượng & TCO (5 năm): nhìn tổng thể, quyết định tự tin
Cấu phần TCO = CAPEX (bơm + tủ + đường ống) + OPEX (điện, dao/phớt, công bảo trì) – lợi ích do giảm tắc/dừng máy và tiết kiệm kWh.
Đòn bẩy tiết kiệm:
- Chọn bơm để vận hành gần BEP;
- VFD + lịch luân phiên bơm;
- Anti-ragging giảm can thiệp thủ công;
- Ống hợp lý (ít co-T, DN vừa đủ) để giảm H tổn thất;
- IE3/IE4: thêm 1–3% hiệu suất điện nhưng cộng hưởng cùng thủy lực giúp tiết kiệm 8–15% kWh/năm.
Ví dụ ước tính (minh họa): thay bơm cũ bằng máy bơm nước Pentax DTRT 750 + VFD ở trạm Q 120 m³/h, H 28 m:
- Giảm tắc 50–70% → giảm dừng máy ~30 h/năm;
- kWh/m³ giảm 10–15% nhờ VFD + ống tối ưu;
- ROI ~18–30 tháng (tùy giá điện & chi phí dao/phớt).
Con số mang tính tham khảo; khi triển khai cần chạy benchmark tại điểm làm việc và kiểm chứng trên đường cong Q-H của model cụ thể.
Bảo trì chủ động & phụ tùng: “đỡ tốn, chạy khỏe”
- Lịch dầu khoang phớt (ví dụ 5.000–8.000 h hoặc 12 tháng/lần tùy hãng), kiểm tra độ ẩm khoang đấu nối.
- Dao/lưỡi: soi mòn sứt; với sợi polyester, đặt ngưỡng thay trước khi năng suất cắt suy giảm.
- Ổ bi/rung: đo rung theo ISO 10816/20816; rung tăng liên tục → kiểm tra cân bằng thủy lực (lệch BEP?).
- Kho phụ tùng: phớt, dao cắt, vòng bi, gioăng, cảm biến mức; giữ 1 bộ dự phòng cho mỗi cặp bơm duty/standby.
- KPI: MTBF, kWh/m³, số lần anti-ragging/ngày, thời lượng dừng máy.
Bảng tham chiếu nhanh
Bảng A – Chọn cơ chế cắt theo loại sợi/hỗn hợp (minh họa)
| Loại sợi/hỗn hợp | Độ dài/dai (ước tính) | Tải bùn/hồ | Cơ chế khuyến nghị | Ghi chú vật liệu |
|---|---|---|---|---|
| Cotton/vải vụn | Trung bình | Trung bình | Chopper | Dao hợp kim, phớt đôi SiC/SiC |
| Polyester (PE) | Dài, rất dai | Thấp–TB | Grinder/Chopper | Dao hợp kim cứng, cáp chống hóa chất |
| Hỗn hợp PE + bùn nhuộm mịn | Trung bình–dài | Cao | Chopper hoặc Vortex + lưỡi | Ưu tiên thủy lực “thông thoáng” |
| Hồ tinh bột/PVA ít sợi | Ngắn | Cao | Vortex + lưỡi | Chịu mài mòn, phủ epoxy |
Tip: nơi có độ dài sợi biến động theo ca → chopper + anti-ragging là phương án cân bằng.
Bảng B – Dải Q-H & ví dụ model (tham khảo)
| Q (m³/h) | H (m) | Ví dụ model cánh cắt (tham chiếu dải) |
|---|---|---|
| 40–70 | 12–20 | máy bơm nước Pentax DTRT 150/200/300, Grundfos SEG, Wilo Rexa CUT |
| 70–110 | 18–26 | máy bơm nước Pentax DTRT 300/400/550, Rexa CUT/SEG dải tương đương |
| 110–160 | 24–32 | máy bơm nước Pentax DTRT 550/750, Tsurumi C-series cỡ tương đương |
| 160–220 | 26–38 | máy bơm nước Pentax DTRT 750/1000, tùy đường cong thực tế |
Ghi chú: Phải tra catalogue chính hãng để xác nhận điểm làm việc; bảng chỉ minh họa logic chọn theo dải Q-H.
Bảng C – Mẫu tính TCO 5 năm (điền số của bạn)
| Hạng mục | Công thức/ghi chú | Giá trị |
|---|---|---|
| CAPEX bơm + tủ | Tổng mua sắm | … |
| Điện năng/năm | kWh/m³ × m³/năm × giá điện | … |
| Dao/phớt/năm | Số lần thay × chi phí | … |
| Bảo trì nhân công | Giờ công × đơn giá | … |
| Dừng máy do tắc | Sự cố × giờ × chi phí cơ hội | … |
| Tổng OPEX/năm | Điện + Vật tư + Nhân công + Dừng máy | … |
| TCO 5 năm | CAPEX + 5 × OPEX | … |
| ROI | (Chi phí cũ – Chi phí mới) / CAPEX mới | … |
Lỗi thường gặp & khắc phục
- Quá tải do sợi cuốn: không có anti-ragging/VFD → thêm anti-ragging, hạ tốc độ khởi động, nâng ngưỡng bảo vệ dòng.
- Air-lock/không mồi: ống nâng cao không có xả khí → bổ sung van xả khí ở đỉnh, quy trình xả khí trước vận hành.
- Hỏng phớt sớm: chọn sai vật liệu phớt so với pH/nhiệt → đổi sang SiC/SiC, kiểm tra định tâm khớp nối.
- Rung/ồn: điểm làm việc lệch BEP, chân đế lỏng → đổi cánh/dải, gia cường đỡ ống, thêm khớp nối mềm.
- Cáp thấm ẩm: không chống wicking → thay cáp tiêu chuẩn chống wicking, kiểm tra đấu nối kín nước.
Mini-case (không tập trung vào bể, mà vào chọn – chạy – tiết kiệm)
Case 1 – Dệt kim (Q 60 m³/h, H 18 m, nhiều sợi PE 30 mm)
- Chọn chopper/grinder; máy bơm nước Pentax DTRT 300 hoặc Grundfos SEG tương đương;
- VFD 22–30 kW; anti-ragging ngưỡng 1,25×I_đm; xả khí tại đỉnh ống;
- Kết quả mong đợi: tắc giảm >50%, tiết kiệm 8–12% kWh.
Case 2 – Nhuộm (Q 120 m³/h, H 28 m, bùn mịn + kiềm nhẹ)
- Chopper hiệu suất cao; Pentax DTRT 550/750 hoặc Wilo Rexa CUT dải tương tự;
- Ống DN tăng 1 bậc để giảm tổn thất; VFD 37–45 kW;
- Kết quả: kWh/m³ giảm 10–15%, MTBF tăng ~30%.
Case 3 – Gom tuyến công đoạn (Q biến thiên 40–110 m³/h)
- 2 bơm 1+1 luân phiên; máy bơm nước Pentax DTRT 400/550 theo dải;
- Logic VFD bám mực bể EQ (mức cao → tăng Hz), anti-ragging theo mẫu dòng/rung;
- KPI theo dõi: kWh/ca, số lần anti-ragging, % thời gian gần BEP.
Checklist kỹ thuật trước khi chốt model
- Q thiết kế (m³/h) và hệ số giờ cao điểm đã xác nhận theo ca/kíp.
- H tổng (m) gồm chênh cao + tổn thất ống + phụ kiện + dự phòng 10–15%.
- Loại sợi/độ dài/độ dai đã đo/ước tính (P95/P99).
- Cơ chế cắt lựa chọn (grinder/chopper/vortex + lưỡi) phù hợp.
- Vật liệu thủy lực/phớt/cáp tương thích pH/nhiệt/muối.
- VFD có, cài anti-ragging (ngưỡng dòng/rung).
- BEP ±10%: điểm làm việc chính nằm trong vùng hiệu suất cao.
- Ống & van: DN đúng, PN16, có van 1 chiều, xả khí ở đỉnh.
- Guide-rail/đế trượt: tháo lắp thuận tiện, định tâm tốt.
- Giám sát: dòng, kWh, m³, rò rỉ, ẩm, rung; dashboard/SCADA.
- Phụ tùng dự phòng: phớt, dao, vòng bi, gioăng.
- Kế hoạch bảo trì: thay dầu khoang phớt định kỳ; kiểm tra dao.
14) FAQ
1. Grinder khác chopper ở điểm nào với nước thải dệt nhiều sợi?
Grinder cắt mạnh các sợi dài/dai (đặc biệt polyester), phù hợp điểm xả nhiều rác mềm; chopper cân bằng giữa hiệu suất thủy lực và khả năng cắt, hợp hỗn hợp sợi/bùn.
2. Khi nào ưu tiên dao cắt hợp kim?
Khi tỷ lệ sợi dai cao (PE) hoặc chiều dài sợi >20–30 mm (P95). Dao hợp kim giữ sắc lâu, giảm chu kỳ bảo trì.
3. Có cần VFD không?
Nên có. VFD giảm xung mô-men, kWh/m³, cho phép bám BEP khi Q biến động. Khi kết hợp anti-ragging, số sự cố tắc giảm rõ rệt.
4. Phớt đôi SiC/SiC có thực sự cần?
Với bùn nhuộm/mài mòn và pH dao động, phớt đôi SiC/SiC trong khoang dầu bền và kín hơn, giảm rò rỉ/hỏng sớm.
5. Tôi có thể dùng một bơm đơn không?
Khuyến nghị 1+1 (duty/standby) để đảm bảo khả dụng; luân phiên chạy giúp cân bằng giờ máy, tăng MTBF.
6. Làm sao ước tính nhanh tiết kiệm điện khi nâng cấp?
So sánh kWh/m³ trước–sau; nếu thêm VFD + tối ưu ống + chọn bơm gần BEP, mức tiết kiệm 8–15% là khả thi (tùy case).
7. “máy bơm nước Pentax DTRT” phù hợp kịch bản nào?
Các kịch bản có sợi dài/dai, tải bùn mịn, yêu cầu phớt đôi và dao hợp kim. Chọn DTRT 300/400/550/750 theo dải Q-H thực tế; luôn đối chiếu catalogue.
