Bơm trục đứng và Bơm trục ngang: So sánh ưu nhược điểm & Hướng dẫn lựa chọn

Cấu hình trục bơm là một yếu tố thiết kế cơ bản nhưng có ảnh hưởng lớn đến hiệu quả vận hành và tính phù hợp của thiết bị. Hai cấu hình phổ biến nhất mà chúng ta thường gặp là bơm trục đứng và bơm trục ngang. Việc hiểu rõ sự khác biệt, ưu nhược điểm của từng loại sẽ giúp các kỹ sư, nhà quản lý và người vận hành đưa ra lựa chọn tối ưu. Bài viết này sẽ đi sâu so sánh chi tiết hai loại bơm này và cung cấp hướng dẫn về trường hợp nên sử dụng từng loại.

1. Định nghĩa về Bơm trục ngang và Bơm trục đứng

1.1 Bơm trục ngang là gì?

Bơm trục ngang là loại máy bơm có trục chính (shaft) được đặt nằm ngang so với mặt đất. Động cơ của bơm thường được lắp đặt cùng một mặt phẳng và nối với đầu bơm qua khớp nối hoặc được gắn liền trục (close-coupled). Đây là thiết kế truyền thống và rất phổ biến cho nhiều loại bơm, đặc biệt là bơm ly tâm đầu hút cuối (end-suction).

1.2 Bơm trục đứng là gì?

Bơm trục đứng là loại máy bơm có trục chính được đặt thẳng đứng, vuông góc với mặt đất. Động cơ thường được lắp đặt ở phía trên đầu bơm, giúp tiết kiệm diện tích sàn đáng kể. Các loại bơm trục đứng phổ biến bao gồm bơm ly tâm trục đứng inline, bơm turbine trục đứng, bơm chìm và một số loại bơm thể tích khác.

2. So sánh chi tiết giữa Bơm trục đứng và Bơm trục ngang

Việc so sánh hai loại bơm này dựa trên các tiêu chí quan trọng sau:

2.1 Không gian lắp đặt

Bơm trục đứng:

Ưu điểm lớn nhất là tiết kiệm diện tích. Việc chiếm ít không gian sàn hơn nhiều so với bơm trục ngang có cùng công suất, lý tưởng cho các vị trí lắp đặt chật hẹp hoặc khi cần bố trí nhiều bơm gần nhau. Tuy nhiên, bơm trục đứng cần không gian có chiều cao lớn hơn.

Bơm trục ngang:

Cần diện tích mặt bằng lớn hơn để lắp đặt cả bơm và động cơ. Tuy nhiên, chiều cao tổng thể thường thấp hơn, phù hợp với các phòng bơm có giới hạn về chiều cao.

2.2 Lắp đặt và Hệ thống đường ống

Bơm trục đứng:

Nhiều loại bơm trục đứng, đặc biệt là bơm inline, có cổng hút và cổng xả nằm trên một đường thẳng (hoặc đối xứng qua tâm bơm), giúp việc thiết kế và lắp đặt đường ống trở nên đơn giản hơn, tiết kiệm chi phí phụ kiện ống. Đối với các bơm trục đứng lớn, nặng, việc lắp đặt có thể cần kết cấu đỡ vững chắc hơn do trọng tâm bơm thường cao hơn.

Bơm trục ngang:

Thường được lắp đặt trên bệ đỡ bê tông hoặc thép vững chắc, giúp việc căn chỉnh ban đầu giữa bơm và động cơ (với bơm rời trục) dễ dàng hơn. Cấu hình đường ống có thể phức tạp hơn một chút so với bơm inline trục đứng, nhưng rất quen thuộc với đa số kỹ sư và thợ lắp đặt.

2.3 Điều kiện hút (NPSH – Net Positive Suction Head)

Bơm trục đứng:

Một số thiết kế bơm trục đứng như bơm turbine trục đứng hoặc bơm chìm có lợi thế rõ rệt về NPSH. Cánh bơm của chúng có thể được đặt ngập sâu dưới mực chất lỏng, giúp giảm thiểu nguy cơ xâm thực, đặc biệt khi bơm từ giếng sâu hoặc bể chứa ngầm.

Bơm trục ngang:

Cần tính toán và đảm bảo NPSH khả dụng (NPSHa) của hệ thống lớn hơn NPSH yêu cầu (NPSHr) của bơm, đặc biệt khi chất lỏng có nhiệt độ cao hoặc khi bơm hút từ nguồn có mực chất lỏng thấp hơn tâm bơm.

2.4 Bảo trì và Sửa chữa

Bơm trục đứng:

Động cơ thường được lắp phía trên, tách biệt với phần thủy lực, giúp việc kiểm tra, bảo trì hoặc thay thế động cơ trở nên dễ dàng hơn mà không cần can thiệp nhiều vào phần bơm. Tuy nhiên, việc tiếp cận các bộ phận thủy lực như cánh bơm, phớt làm kín, vòng bi của phần bơm có thể phức tạp hơn, đôi khi đòi hỏi phải tháo dỡ cả cụm bơm hoặc động cơ, hoặc cần các dụng cụ chuyên dụng.

Bơm trục ngang:

Dễ bảo trì hơn. Các bộ phận như phớt làm kín, vòng bi, khớp nối (với bơm rời trục) dễ tiếp cận để kiểm tra và thay thế. Nhiều bơm trục ngang có thiết kế “back pull-out” (rút sau), cho phép tháo rời toàn bộ cụm ổ bi, trục và cánh bơm ra khỏi vỏ bơm mà không cần tháo rời động cơ hoặc hệ thống đường ống. Điều này giúp giảm đáng kể thời gian ngừng máy để bảo trì.

2.5 Chi phí Đầu tư và Vận hành

Chi phí ban đầu: Khó có thể kết luận chung loại nào đắt hơn vì phụ thuộc vào kích thước, vật liệu, thương hiệu và công nghệ cụ thể. Tuy nhiên, với một số ứng dụng, bơm trục đứng inline có thể giúp giảm chi phí lắp đặt đường ống.

Chi phí vận hành và bảo trì: Cần được xem xét dựa trên hiệu suất bơm, tần suất bảo trì dự kiến và độ phức tạp của công việc bảo trì cho từng loại cấu hình trong điều kiện vận hành cụ thể.

2.6 Độ ồn và Độ rung

Độ ồn và độ rung phụ thuộc nhiều vào chất lượng thiết kế, chế tạo bơm, quy trình lắp đặt (đặc biệt là căn chỉnh bơm và động cơ đối với bơm trục ngang rời trục) và điều kiện vận hành hơn là chỉ do hướng trục. Tuy nhiên, một số bơm trục đứng được thiết kế tốt có thể có độ rung truyền xuống nền móng thấp hơn.

<hình ảnh tổng kết ưu nhược điểm>

3. Khi nào lựa chọn Bơm trục đứng?

Bơm trục đứng được cân nhắc sử dụng trong các trường hợp sau:

• Không gian lắp đặt hạn chế về diện tích mặt sàn nhưng có đủ chiều cao.
• Cần tận dụng lợi thế về NPSH, ví dụ như bơm nước từ giếng khoan sâu, bể chứa ngầm hoặc khi chất lỏng dễ hóa hơi.
• Các ứng dụng tăng áp cho hệ thống cấp nước trong các tòa nhà cao tầng (bơm tăng áp trục đứng).
• Khi thiết kế đường ống ưu tiên kiểu inline để tiết kiệm không gian và phụ kiện.
• Các ứng dụng yêu cầu bơm chìm hoàn toàn trong chất lỏng (bơm chìm hố móng, bơm chìm nước thải).

4. Khi nào lựa chọn Bơm trục ngang?

Bơm trục ngang là lựa chọn phù hợp khi:

• Có đủ không gian mặt bằng để lắp đặt.
• Ưu tiên sự thuận tiện trong việc kiểm tra, bảo trì và sửa chữa định kỳ.
• Yêu cầu dải lưu lượng và cột áp rộng, đa dạng cho các ứng dụng công nghiệp nói chung.
• Cần bơm công suất lớn, yêu cầu độ ổn định và vững chắc cao trên bệ đỡ.
• Các ứng dụng phổ thông như cấp nước công nghiệp, hệ thống PCCC, tưới tiêu quy mô lớn, hệ thống HVAC.

Kết luận

Việc lựa chọn bơm trục đứng và bơm trục ngang không có câu trả lời đúng tuyệt đối cho mọi trường hợp. Quyết định cuối cùng phụ thuộc vào việc phân tích kỹ lưỡng các yếu tố cụ thể của từng ứng dụng, bao gồm không gian lắp đặt, yêu cầu kỹ thuật (lưu lượng, cột áp, NPSH), tính chất chất lỏng, điều kiện vận hành, cũng như ngân sách đầu tư và chi phí vòng đời của thiết bị.

Hiểu rõ ưu nhược điểm của từng loại sẽ giúp bạn đưa ra lựa chọn thông minh, đảm bảo hệ thống bơm hoạt động hiệu quả, ổn định và tiết kiệm chi phí.

Tư vấn lựa chọn Bơm trục đứng và Bơm trục ngang chuyên nghiệp, chính xác

Nếu bạn đang phân vân chưa biết lựa chọn loại bơm nào cho phù hợp, hoặc cần thông tin chi tiết hơn về các dòng bơm trục đứng và bơm trục ngang, hãy liên hệ với Thái Sơn để được tư vấn. Đội ngũ kỹ sư giàu kinh nghiệm của chúng tôi sẵn sàng:

• Phân tích nhu cầu cụ thể của bạn.
• Tư vấn giải pháp bơm tối ưu nhất.
• Cung cấp sản phẩm chính hãng, chất lượng cao cùng dịch vụ hỗ trợ kỹ thuật và bảo hành chu đáo.