Phục hồi rotor và nâng cao độ tin cậy cho máy nén khí

43DẦU KHÍ - SỐ 5/2020 
PETROVIETNAM
PHỤC HỒI ROTOR VÀ NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY CHO MÁY NÉN KHÍ
TẠP CHÍ DẦU KHÍ
Số 5 - 2020, trang 43 - 50
ISSN 2615-9902
Lê Thanh Hải, Trương Anh Tuấn, Nguyễn Văn Hiền, Nguyễn Thanh Tùng, Nguyễn Anh Khoa 
Công ty Cổ phần Phân bón Dầu khí Cà Mau
Email: hailt@pvcfc.com.vn
Tóm tắt
Máy nén không khí ly tâm là thiết bị quan trọng trong các nhà máy hóa chất, lọc hóa dầu, độ tin cậy của thiết bị ảnh hưởng đến vận 
hành an toàn và ổn định của cả nhà máy. Chủ động trong công tác bảo dưỡng, sửa chữa và tự phục hồi sửa chữa bằng nguồn lực trong 
nước đang được thực hiện tại các công trình/nhà máy của Tập đoàn Dầu khí Việt Nam (PVN), giúp tiết kiệm thời gian và chi phí sản xuất. 
Bài báo giới thiệu giải pháp phục hồi rotor máy nén khí ly tâm tại Nhà máy Đạm Cà Mau, được thực hiện bằng nguồn lực trong nước 
trên cơ sở đánh giá hư hỏng, phân tích, định lượng lực dọc trục và độ bền đĩa chặn của rotor. Đồng thời, Công ty CP Phân bón Dầu khí Cà 
Mau (PVCFC) đã tính toán công suất thiết bị sau khi phục hồi để đảm bảo thiết bị vận hành tối ưu nhất. 
Từ khóa: Độ tin cậy thiết bị, máy nén khí ly tâm, phục hồi rotor, hóc khí máy nén, Nhà máy Đạm Cà Mau.
1. Giới thiệu
Hiện tượng hóc khí máy nén hay tăng áp khí đầu xả 
gây dội áp (surge) là mối nguy đối với máy nén khí ly tâm; 
là sự dao động của áp suất tại đầu ra máy nén, vận tốc 
dòng khí và hiện tượng đảo ngược dòng chảy. Mỗi máy 
nén ly tâm có giới hạn áp suất vận hành tối đa và dòng tối 
thiểu. Ngoài điểm này, hiện tượng hóc khí sẽ xảy ra. Khi đó 
áp suất, vận tốc dòng khí đầu ra máy nén dao động, dẫn 
đến rotor dao động theo hướng dọc trục, gây cọ xát mạnh 
giữa chi tiết quay và chi tiết tĩnh, phá hủy về mặt cơ khí 
đặc biệt là ổ chặn, đĩa chặn trên rotor bị va đập do lực dọc 
trục (Hình 5), có thể gây phá hủy nghiêm trọng [1].
Để đảm bảo an toàn cho máy nén khí, hệ thống đường 
ống kết nối với máy nén khí sẽ được lắp đặt các van tuần 
hoàn hoặc van xả hoặc kết hợp cả hai (van xả chỉ áp dụng 
đối với khí nén không ảnh hưởng đến môi trường như 
không khí, CO2,) kết nối với bộ điều khiển sẽ tự động 
kích hoạt các van này theo tuần tự để đảm bảo giảm áp 
suất đầu ra của máy nén khí về giá trị cho phép (Hình 1). 
Hoặc có thể giảm tốc độ vận hành cụm thiết bị để giảm 
lưu lượng và áp suất đầu xả của máy nén khí.
Trên thế giới đã có các nghiên cứu về tối ưu hệ thống 
điều khiển máy nén, logic, lắp đặt các van điều khiển, 
thuật toán xác định giới hạn vận hành, giới hạn hóc khí và 
mô hình hóa các sự cố, tránh các hư hỏng trong vận hành 
bình thường cũng như quá trình dừng khẩn cấp [2 - 5]. 
Ở Việt Nam, các nhà máy hóa chất, dầu khí có vận hành 
các cụm máy nén ly tâm, việc cải tiến hệ thống điều khiển 
này đang được quan tâm như: mô phỏng hiện tượng hóc 
khí để tối ưu trong công tác vận hành [6] hay thay đổi vật 
liệu thiết bị đo lưu lượng, thay đổi đường ống nhằm nâng 
cao độ tin cậy cho bộ điều khiển máy nén khí [7].
Đối với việc khắc phục hư hỏng rotor do quá trình 
máy nén khí bị hóc khí gây hư hỏng, căn cứ theo tình 
trạng thiết bị sẽ có phương án khắc phục hay thay mới các 
bộ phận quan trọng như: rotor, bộ phận làm kín, ổ trượt, 
ổ chặn. Phục hồi rotor có thể tuân theo các tiêu chí trong 
tiêu chuẩn Viện Dầu khí Mỹ (API) về sửa chữa rotor [8] tiêu 
chuẩn ISO [9]. 
Ngày nhận bài: 22/4/2020. Ngày phản biện đánh giá và sửa chữa: 23/4 - 6/5/2020. 
Ngày bài báo được duyệt đăng: 8/5/2020. Hình 1. Đồ thị vận hành của máy nén
Áp suất
Giới hạn công nghệ
Lưu lượng
Tốc độ tối đa
Giới hạn công suất
Điểm giới hạn 
vận hành
Vùng vận hành 
cho phép
Tốc độ tối thiểu
Vùng vận hành thực tế
Giới hạn 
hóc khí
44 DẦU KHÍ - SỐ 5/2020 
CÔNG NGHỆ DẦU KHÍ
Nhà máy Đạm Cà Mau đang vận hành 1 cụm máy nén 
khí dạng ly tâm là thiết bị chính cung cấp không khí cho 
cụm công nghệ cracking và công đoạn hydro hóa.
Do lỗi công nghệ của công đoạn khác trong nhà máy, 
theo logic máy nén khí sẽ được tự động tách ra khỏi hệ 
thống và duy trì vận hành ở chế độ không tải. Trong quá 
trình này, không khí nén ở đầu ra của máy nén khí theo 
nguyên tắc sẽ được xả thải trực tiếp ra môi trường với thời 
gian ngắn nhất để đảm bảo máy nén khí không bị hóc khí 
hay dội áp, nhưng nếu xả quá lớn cũng sẽ gây ra tình trạng 
quá tải. Theo thiết kế, hệ thống đầu ra được lắp đặt các van 
điều khiển sẽ kích hoạt xả khí tuần tự để đảm bảo duy trì 
thiết bị ổn định trong quá trình tách tải và đưa thiết bị về 
chế độ vận hành không tải. Do thiết kế logic đóng mở các 
van điều khiển chưa phù hợp dẫn đến máy nén khí bị hiện 
tượng hóc khí gây hư hỏng rotor máy nén khí cấp 3 và 4. 
Vì vậy, cần phải sửa chữa máy nén khí đưa vào vận 
hành lại với thời gian dừng máy ngắn, đảm bảo sản xuất 
không bị gián đoạn trên cơ sở nguồn lực tại chỗ. Việc huy 
động chuyên gia và hỗ trợ từ nhà sản xuất trong trường 
hợp này không thể thực hiện được do giới hạn về địa lý 
và thời gian.
Từ thực trạng đó, PVCFC đã nghiên cứu, đề xuất các 
giải pháp kỹ thuật nhằm phục hồi rotor và thay đổi logic 
điều khiển thiết bị nhằm đưa thiết bị vào vận hành lại với 
thời gian tối ưu, tăng độ tin cậy cho thiết bị trong quá trình 
Hình 2. Đồ thị giới hạn điểm vận hành và điều khiển hóc khí máy nén 
Hình 4. Lưu lượng khí nén dao động trong quá trình máy nén khí bị hóc khí
Hình 6. Nhiệt độ dòng khí nén tăng trong quá trình máy nén khí bị hóc khí Hình 7. Dao động rotor máy nén khí bị hóc khí
Hình 5. Áp suất dao động trong quá trình máy nén khí bị hóc khí
Hình 3. Bộ điều khiển đảm bảo máy nén khí không bị hóc khí dựa trên các thông số lưu 
lượng (FT) áp suất đầu hút và đầu xả (PT)
Lưu lượng
Nhiệt độ
Thời gian (giây)
1
1
2
2
3
3
Áp suất
1 2 3
Thời gian (giây)
45DẦU KHÍ - SỐ 5/2020 
PETROVIETNAM
vận hành bình thường và khi xảy ra 
sự cố. Giải pháp này giảm được chi 
phí thay mới rotor, rút ngắn thời 
gian phục hồi, sửa chữa thiết bị, 
không phải thuê chuyên gia, tối ưu 
nguồn lực thực hiện...
2. Lý thuyết  ... 
CÔNG NGHỆ DẦU KHÍ
chính xác của tính toán áp suất phân phối 
trên mặt trước, mặt sau rotor và vận tốc dòng 
khí theo hướng dọc trục tạo ra moment áp 
suất trên đầu vào và đầu ra rotor cần được 
xác định.
Tính toán lực dọc trục như phương trình 
(1), nếu giá trị là âm, chiều lực dọc trục từ 
phía sau về phía trước rotor.
Trong đó: 
Ftrước: Tổng lực tác động lên mặt trước 
rotor;
Fsau: Tổng lực tác động lên mặt sau rotor;
Fáp suất trước: Lực do áp suất tác động mặt 
trước rotor;
Fáp suất sau: Lực do áp suất tác động mặt 
sau rotor;
Ptrước(r): Áp suất tĩnh hướng kính mặt 
trước rotor theo biên dạng parabol;
FM: Moment do áp suất gây nên;
R2: Bán kính đỉnh rotor;
R1h: Bán kính moay-ơ rotor.
Áp suất phân phối mặt trước rotor như 
biên dạng parabol từ đầu vào đến đầu ra 
theo phương trình:
Trong đó: 
Ptrước (r): Áp suất tĩnh hướng kính mặt 
trước rotor theo biên dạng parabol;
P1: Áp suất tĩnh mặt trước rotor;
P2: Áp suất cửa xả rotor;
A, B: Các hệ số của phương trình.
Moment do áp suất gây nên được tính 
theo công thức:
Trong đó:
= ̇ − ̇ 
̇ = 0 
= ∫ 2 ( ) × 
: Lưu lượng không khí vào máy nén;
Vax1: Vận tốc dòng khí theo hướng dọc trục cửa hút; 
Vax2: Vận tốc dòng khí theo hướng dọc trục cửa xả. 
Đối với rotor dạng hướng tâm:
Lực tác dụng lên phía sau công tác:
Trong đó:
Rseal: Bán kính rotor tại vị trí lắp bộ làm kín;
Ptrước (r): Áp suất tĩnh hướng kính mặt sau rotor theo biên dạng 
parabol.
Ngoài ra moment do áp suất gây nên còn được tính theo công thức:
Trong đó:
= ̇ − ̇ 
̇ = 0 
= ∫ 2 ( ) × 
: Lưu lượng khí ngõ vào rotor;
ρ: Khối lượng riêng của không khí;
a: Diện tích cửa vào rotor. 
Theo thực tế rotor cấp 3 - 4 nằm cùng một trục với 2 đầu hút đối 
xứng nhau nên lực tác dụng sẽ triệt tiêu nhau; khi đó vị trí tâm vận hành 
trùng với tâm hình học của rotor. Lực dọc trục lớn nhất chỉ xuất hiện khi 
có sự cố “upset system” đặc biệt khi bị hóc khí, áp suất rotor cấp 4 bị tăng 
vọt gây dòng ngược, trong khoảng thời gian tức thời đó rotor cấp 3 vẫn 
hút khí dẫn tới chênh lệch áp suất đột ngột gây va đập giữa ổ chặn và 
đĩa chặn.
Hình 11. Phân bố áp suất trên rotor
Áp suất mặt sau ⃗ áp suất sauÁp suất mặt trước ⃗áp suất trước
Vax
⃗
M moment do áp suất gây nên
Vận tốc dòng khí 
hướng dọc trục
(3)
ự ọ ụ = ướ − 
Với ướ = á ấ ướ + 
á ấ ướ = ∫ 2 ướ ( ) × 
ự ọ ụ = ướ − 
Với ướ = á ấ ướ + 
á ấ ướ = ∫ 2 ướ ( ) × 
ự ọ ụ = ướ − 
Với ướ = á ấ ướ + 
á ấ ướ = ∫ 2 ướ ( ) × 
= ̇ − ̇ 
̇ = 0 
= ∫ 2 ( ) × 
= ̇ − ̇ 
̇ = 0 
= ∫ 2 ( ) × 
= ̇ − ̇ 
̇ = 0 
= ∫ 2 ( ) × 
 = ̇ 
 = ̇
1
= 15474 
= = 1,7 / 
ướ ( ) = + + 
Với = ( )
( )
à = ( )
( / )
(7)
(8)
(9)
(10)ướ
( ) = + + 
Với = ( )
( )
à = ( )
( / )
ướ ( ) = + + 
Với = ( )
( )
à = ( )
( / )
(2)
(1)
(4)
(5)
(6)
47DẦU KHÍ - SỐ 5/2020 
PETROVIETNAM
Trường hợp máy nén khí bị hóc khí, 
đĩa chặn sẽ chịu lực lớn nhất, chủ yếu do 
moment áp suất và lực do áp suất phía 
trước và sau rotor cấp 3; hiệu của 2 lực này 
ngược chiều với chiều của moment áp 
suất; trong trường hợp này coi như chỉ có 
lực do moment áp suất tác động lên đĩa 
chặn: 
Căn cứ theo độ dày thiết kế và sau khi 
bóc tách lớp kim loại quá nhiệt trên đĩa 
chặn khoảng 4,5 mm thì độ bền của đĩa 
chặn vẫn đảm bảo chịu lực lớn nhất do tác 
dụng khi vận hành.
2.2. Tính toán lưu lượng máy nén
Theo kết quả kiểm tra cần giảm chiều 
cao cánh rotor 1 - 1,5 mm dọc theo chiều 
dài cánh của rotor cấp 4, cần tính toán lại 
công suất lưu lượng máy nén khí đạt được 
sau khi thay đổi. Theo thiết kế máy nén khí 
vận hành ở 100% tương ứng 56.002 Nm3/
giờ, căn cứ theo thông số kích thước dự 
kiến sau khi phục hồi rotor, máy nén chỉ 
nên vận hành ở 54.000 Nm3/giờ (69.440 
kg/giờ) tương ứng với 102 - 103% tải của 
nhà máy.
Lưu lượng đầu vào rotor cấp 4:
Tương ứng với 54.000 Nm3/giờ.
Trong đó:
b1: Bề rộng rotor;
V1: Vận tốc dòng khí đầu vào máy nén 
cấp 4; 
D1: Đường kính rotor cấp 4; 
ε1: Hệ số chiều dày cánh rotor cấp 4 
lấy từ 0,8 - 0,9. 
2.3. Giải pháp kỹ thuật phục hồi rotor
Trên cơ sở tính toán về lưu lượng máy 
nén khí sau khi giảm chiều cao cánh rotor 
cấp 4 vẫn đảm bảo lưu lượng khí cấp cho 
hệ thống Nhà máy Đạm Cà Mau. 
Hình 12. Thiết kế đối xứng rotor cấp 3 và 4, triệt tiêu lực dọc trục
Hình 13. Kết quả khi giảm chiều dày đĩa chặn xuống 4,5 mm vẫn đảm bảo độ bền
Hình 14. Đồ thị hiển thị điểm vận hành mới của cụm máy nén khí
Hình 15. Bản vẽ lắp rotor cấp 3 - 4 trên máy nén khí
 = ̇ 
 = ̇
1
= 15474 
= = 1,7 / 
 = ̇ 
 = ̇
1
= 15474 
= = 1,7 / 
(11)
1: Thân máy nén cấp 3; 2: Rotor cấp 3; 
3: Bánh răng chính, 4: Đĩa chặn trục rotor; 
5: Ổ đỡ, chặn; 6: Thân máy nén khí cấp 4 
áp suất trước áp suất trướcáp suất sau áp suất sau
Bộ làm kín
Rotor cấp 3
Bánh răng chính
Rotor cấp 4
Vành chặn
Bạc chặn
Bull 
gear
Á
p 
su
ất
 đ
ầu
 ra
 c
ấp
 5
 m
áy
 n
én
Lưu lượng tại 103% tải nhà máy 
Lưu lượng khối lượng đầu vào máy nén kg/giờ × 103)
Cài đặt lưu lượng 
tối đa tại bộ điều 
khiển QIC
48 DẦU KHÍ - SỐ 5/2020 
CÔNG NGHỆ DẦU KHÍ
Tính toán độ bền đĩa chặn khi giảm chiều dày 4,5 mm, đảm bảo cho máy 
nén khí vận hành bình thường cũng như khi có sự cố, nhóm tác giả đã đề xuất 
giải pháp phục hồi và thay đổi logic nhằm tăng độ tin cậy cho cụm thiết bị. 
Cụ thể, về phương án thực hiện phục hồi, sửa chữa rotor cấp 3 - 4 bị hư hỏng 
theo các bước:
Xử lý vết xước tại vị trí đĩa chặn số 4 (giảm xuống 4,5 mm);
Thêm vòng đệm vào ổ đỡ chặn để đảm bảo khe hở ổ đỡ chặn số 5 nằm 
trong tiêu chuẩn 0,23 - 0,31;
Điều chỉnh lại tâm rotor số 2 và tâm bánh răng chính số 3 bằng cách chỉnh 
ổ đỡ chặn bánh răng chính (nếu lệch);
Điều chỉnh thân máy nén khí số 1 và số 6 để đảm bảo khe hở 2 rotor cấp 
3 và cấp 4 nằm trong giá trị cho phép; 
Cân bằng động rotor 2 theo tiêu chuẩn ISO 1940-1:2003 [9]. 
2.4. Thay đổi về logic
Để đảm bảo máy nén khí vận hành an toàn và tin cậy tránh sự cố tương 
tự, nhóm tác giả đề xuất thay đổi logic như sau: 
- Giảm số lần đếm xung hóc khí kích hoạt dừng máy nén khí để tránh bị 
va đập khi dừng nếu bị hóc khí;
- Tạo các cảnh báo cần thiết cho máy nén khí trên hệ thống điều khiển 
phân tán và điều khiển PLC;
- Lắp các đầu đo với độ phân giải là 0,001 mm để theo dõi độ dịch 
Hình 16. Bản vẽ sơ đồ hệ thống công nghệ và logic các van điều khiển của cụm máy nén khí
Hình 17. Lắp đặt đầu đo dịch chuyển của rotor và cấu hình tại hệ thống giám sát
chuyển của rotor các cấp 1, 2, 3, 4 máy 
nén khí để đảm bảo kích hoạt dừng 
máy nén khí khi có dao động dọc trục 
vượt quá giá trị cho phép [6];
- Thay đổi logic khi kích hoạt từ 
tách tải máy nén khí sang dừng hoạt 
động khi xảy ra sự cố. Tín hiệu điều 
khiển dừng khẩn cấp sẽ được kích 
hoạt, khi đó máy nén khí chuyển sang 
chế độ dừng theo logic, khí nén đầu 
ra được xả khí ra môi trường, máy nén 
giảm dần tốc độ và dừng hẳn.
- Ngoài ra, theo điều tra nguyên 
nhân khi dừng khẩn cấp để tách tải 
máy nén khí khỏi hộ tiêu thụ, các 
van điều khiển cô lập 04FV2011, 
04FV2016 (Hình 16) hệ thống được 
kích hoạt đóng ngay lập tức, 10 giây 
sau van xả 04UV2012 được kích hoạt 
để xả áp cho đầu ra máy nén khí, đồng 
thời van điều khiển 04UXV2211 đóng 
lại, các van IGV1, IGV 2 điều chỉnh 
lưu lượng vào máy nén khí đóng, lúc 
này van 04FV4203 sẽ điều khiển lưu 
lượng máy nén khí dựa theo tín hiệu 
của FT4209. Tuy nhiên, theo logic lưu 
lượng tại FT2011 cũng dùng để điều 
khiển máy nén khí, do bố trí sau van 
xả 04FV4203, dẫn đến máy nén khí sẽ 
tăng tốc và mở van IGV1, IGV 2 để bù 
lưu lượng do tại vị trí này lưu lượng 
giảm dần về không dẫn đến tình trạng 
hóc khí. Để đảm bảo an toàn cần thay 
đổi logic, khi có sự cố, máy nén khí sẽ 
tách tải khỏi hộ tiêu thụ bằng cách 
đóng các van cô lập đầu ra 04FV2011, 
04FV2016, mở van xả 04UV2012 và sử 
dụng FT4209 để điều khiển máy nén 
khí kích hoạt van xả 04FV4203, đồng 
thời giả lập tín hiệu FT2011 ở lưu 
lượng tối đa khi đó sẽ đóng van điều 
chỉnh lưu lượng đầu vào.
Việc thay đổi được mô phỏng trên 
hệ thống điều khiển tùy theo sự cố sẽ 
kích hoạt dừng máy nén khí hay tách 
tải máy nén khí. Kết quả máy nén khí 
vận hành an toàn trước khi cài đặt vào 
hệ thống điều khiển cụm máy nén khí.
49DẦU KHÍ - SỐ 5/2020 
PETROVIETNAM
3. Kết quả và thảo luận 
Song song với phục hồi rotor cấp 3 và 4, lắp đặt lại máy nén khí, đầu 
đo độ dịch chuyển của rotor các cấp 1, 2, 3, 4 cũng được thiết kế, lắp đặt 
và cấu hình trên hệ thống giám sát tình trạng thiết bị. Trong trường hợp có 
bất thường về công nghệ hoặc cơ khí, ảnh hưởng đến độ dịch chuyển rotor 
vượt quá giá trị cho phép sẽ tự động kích hoạt cảnh báo hoặc truyền tín 
hiệu sang bộ điều khiển tự động dừng cụm máy nén khí. Việc này đảm bảo 
an toàn cho thiết bị và hệ thống công 
nghệ tránh xảy ra hiện tượng hư hỏng 
tương tự như trên.
Việc áp dụng phương án phục hồi 
rotor cấp 3, 4 đã khắc phục thành công 
các hư hỏng, rotor sau gia công đảm bảo 
các thông số kỹ thuật như độ bền, độ 
bóng
Sau khi đưa máy nén khí vận hành 
trở lại, thông số áp suất và nhiệt độ đầu 
ra tại cấp nén 2, 3 và 4 có giảm nhẹ so với 
trước do khe hở và bề rộng rotor cấp 4 
đã giảm khoảng 1,5 mm so với trước thời 
điểm hư hỏng rotor, tuy nhiên vẫn đáp 
ứng yêu cầu công nghệ.
Thông số về lưu lượng máy nén khí 
tại đầu ra cấp 5 của máy nén có thể tăng 
lên mức khoảng 54.000 Nm3/giờ như 
tính toán ở trên tương ứng với yêu cầu 
công nghệ để nhà máy vận hành ở mức 
tải 102 - 103%. Về logic sau khi thay đổi, 
máy nén vận hành an toàn, ổn định tin 
cậy trong khi vận hành bình thường và 
khi có sự cố ảnh hưởng đến cụm thiết bị.
4. Kết luận 
PVCFC đã nghiên cứu, đề xuất các 
giải pháp kỹ thuật nhằm phục hồi rotor 
và thay đổi logic điều khiển thiết bị nhằm 
đưa thiết bị vào vận hành lại với thời gian 
tối ưu, tăng độ tin cậy cho thiết bị trong 
quá trình vận hành bình thường và khi xảy 
ra sự cố. Giải pháp này giảm được chi phí 
thay mới rotor, rút ngắn thời gian phục 
hồi, sửa chữa thiết bị, không phải thuê 
chuyên gia, tối ưu nguồn lực thực hiện...
Để tự chủ trong công tác bảo dưỡng, 
sửa chữa, Chính phủ, các bộ/ngành cần 
xem xét cơ chế chính sách phù hợp để 
liên kết các đơn vị thiết kế kỹ thuật và gia 
công trong nước, xây dựng hệ sinh thái 
phục vụ công tác bảo dưỡng sửa chữa tại 
Việt Nam.
Tài liệu tham khảo 
[1] Compressor Control Copperation, 
Compressor, 2002.
Hình 18. Rotor cấp 3 và 4 trước và sau khi phục hồi
Hình 19. Thông số kỹ thuật của máy nén khí giảm nhưng đáp ứng yêu cầu công nghệ
50 DẦU KHÍ - SỐ 5/2020 
CÔNG NGHỆ DẦU KHÍ
[2] J.J Jeffrey Moore, Augusto Garcia-Hernandez, 
Matthew Blieske, Rainer Kurz and Klaus Brun, "Transient 
surge measurements of a centrifugal compressor station 
during emergency", in Turbomachinery & Pump Users 
Symposia, 2009. 
[3] Robert C.White and Rainer Kurz, "Surge avoidance 
for compressor systems", in Turbomachinery & Pump Users 
Symposia, 2016. 
[4] Ahmed Hafaifa, Belhadef Rachi and Guemana 
Moulou, "Modelling of surge phenomena in a centrifugal 
compressor: experimental analysis for control", Systems 
Science & Control Engineering, Vol. 2, pp. 632 - 641, 2014. 
[5] Kamal Botros, Steven Hill and Jordan Grose, 
"Centrifugal compressor surge control systems-
fundamentals of a good design", in Turbomachinery & 
Pump Users Symposia, 2016. 
[6] Vũ Đức Vinh và Nguyễn Minh Đức, "Mô phỏng 
thuật toán sử dụng đa thức bậc 2 điều khiển surge máy 
nén cao áp", 28/4/2016. [Online]. Available: 
vietsov.com.vn/Pages/Details.aspx?itemid=153&c=1.
[7] "Nâng cao độ tin cậy hệ thống điều khiển 
surge cho các tổ máy nén cao áp", 20/8/2017. [Online]. 
Available: 
aspx?itemid=287&c=2.
[8] American Petroleum Institute (API), "API 
Recommended Practice 687 - Rotor Repair", 2001. 
[9] "ISO 1940-1:2003: Mechanical vibration - Balance 
quality requirements for rotors in a constant (rigid) state - 
Part 1: Specification and verification of balance tolerances", 
[Online]. Available: https://www.iso.org/standard/27092.
html. 
[10] American Petroleum Institute (API), "API 
standard 617 Axial and centrifugal compressors and 
expandercompressors", 2002. 
[11] Klaus H.Lüdtke, Process centrifugal compressors 
basics, function, operation, design, application. Verlag 
Berlin Heidelbe: Springer, 2004. 
[12] Atlas Copco Energas GmbH, "Instruction Manual 
Turbocompressor", AC Doc. No. IM_53138224_T_en_0_0, 
2010. 
[13] Khin Nwe Zin Tun, "Design of centrifugal 
compressor impeller for power station", Vol. 3, No. 7, 
pp. 1168 - 1171, 2014. 
[14] Michele Fontana, Leonardo Baldassarre, 
Andrea Bernocchi, Emanuele Rizzo, and Francesco 
Maiuol, "Axial thrust in High pressure centrifugal 
compressors: Description of a calculation model 
validated by experimental data from full load test", in 44th 
Turbomachinery & 31st Pump Symposia, Houston, TX, 2015. 
[15] Yves Bidaut and Dominique Dessibourg, "The 
challenge for the accurate determination of the axial rotor 
thrust in centrifugal compressors", in 43rd Turbomachinery 
& 30th Pump Users Symposia (Pump & Turbo 2014), Houston, 
TX, 2014. 
Summary
The paper presents the rotor refurbishment solution for centrifugal air compressors at Ca Mau Fertilizer Plant, which was carried out 
entirely with domestic resources based on the results of rotor inspection and evaluation of the axial thrust force and the strength of rotor 
thrust disc. Calculation of equipment capacity after refurbishment has also been performed by Petrovietnam Ca Mau Fertilizer Joint Stock 
Company (PVCFC) to ensure that the device operates at an optimal load. 
Key words: Reliability, centrifugal air compressor, rotor refurbishment, surge, Ca Mau Fertilizer Plant.
ROTOR REFURBISHMENT AND RELIABILITY IMPROVEMENT
FOR CENTRIFUGAL AIR COMPRESSOR
Le Thanh Hai, Truong Anh Tuan, Nguyen Van Hien, Nguyen Thanh Tung, Nguyen Anh Khoa
Petrovietnam Ca Mau Fertilizer Joint Stock Company (PVCFC)
Email: hailt@pvcfc.com.vn