Tài liệu Đề tài: Tình hình hoạt động sản xuất kinh doanh của Hệ thống ống dẫn và trung tâm phân phối khí Cà Mau pdf

Lịch sử hình thành Dự án Khí – Điện – Đạm là một trong ba dự án kinh tế lớn giai đoạn 2000 – 2005 của Việt Nam hai dự án còn lại là Thủy Điện Sơn La và Nhà Máy Lọc Dầu Dung Quất Công

TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP TP.HCM

KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC

- // -

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập – Tự do - Hạnh phúc

- // - NHIỆM VỤ THỰC TẬP

Nhóm Sinh Viên I, II, III

Chuyên ngành: Hóa Dầu

Lớp: DHHD5

1 Đề tài thực tập tốt nghiệp:

Tìm Hiểu Công Ty Khí (PV-GAS) Và Trung Tâm Phân Phối Khí (GDC) Cà Mau

2 Nhiệm vụ thực tập:

- Tìm hiểu về lịch sử hình thành và phát triển của công ty

- Tìm hiểu về quy trình công nghệ sản xuất của nhà máy, cấu tạo và nguyên

lý hoạt động của những thiết bị chính và phụ trợ

- Tìm hiểu về hệ thống tồn trữ, vận chuyển nguyên liệu và sản phẩm của nhà máy

- Tìm hiểu về nguồn nguyên liệu và các phương pháp kiểm tra chất lượng nguyên liệu của nhà máy

- Tìm hiểu các phương pháp kiểm tra chất lượng sản phẩm của nhà máy

- Tìm hiểu các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm của nhà máy

- Tìm hiểu những sự cố có thể xảy ra trong quá trình sản xuất cả trong công nghệ và trong an toàn lao động

DANH SÁCH SINH VIÊN THỰC TẬP

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Tp Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 20…

Nguyễn Trọng Tăng

hệ thống lại kiến thức của nhà trường

Bài báo cáo thực tập cơ sở đã được hoàn thành chính là nhờ sự hướng dẫn nhiệt tình của thầy KS Nguyễn Trọng Tăng Cảm ơn thầy đã hướng dẫn chúng em đưa những lý thuyết vào thực tế và đã giúp chúng em thêm tự tin khi đi thực tập tại

cơ sở

Bên cạnh đó là sự hỗ trợ không kém phần quan trọng của ban lãnh đạo và các cán bộ công nhân viên tại Hệ thống ống dẫn và trung tâm phân phối khí Cà Mau Em xin cảm ơn các anh (chị) mặc dù rất bận rộn với công việc nhưng đã tận tình chỉ dẫn chúng em đưa những kiến thức đã học vào thực tế Đồng thời, thu thập những tài liệu có liên quan đến chuyên đề thực tập để em có thể hoàn thành bài báo cáo này

Một lần nữa chúng em xin cảm ơn và chúc quý thầy, cùng ban lãnh đạo Công ty khí Cà Mau dồi dào sức khỏe và hoàn thành tốt công tác của mình

Nhóm Sinh Viên Thực Tập

MỤC LỤC

Chương 1 – TỔNG QUAN CÔNG TY 1

1.1 Lịch sử hình thành 1

1.2 Quá trình phát triển 3

1.3 Hệ thống đường ống 6

1.3.1 Trạm tiếp bờ (LFS) 7

1.3.2 Trạm ngắt tuyến (LBV) 9

1.3.3 Trung tâm phân phối khí GDC 10

Chương 2 – THIẾT BỊ CÔNG NGHỆ 13

2.1 Thiết bị lọc tách (Filter – Separator) 13

2.1.1 Cấu tạo 13

2.1.2 Nguyên lý hoạt động 15

2.2 Thiết bị gia nhiệt (Heater) 15

2.2.1 Cấu tạo 16

2.2.2 Nguyên lý hoạt động 18

2.3 Thiết bị đo đếm (Metering Skids) 18

2.3.1 Hệ thống đo đếm khí cấp cho hai nhà máy điện và nhà máy đạm 19

2.3.2 Thiết bị đo đếm tại cụm instrument 23

2.3.3 Thiết bị đo đếm purge gas và pilot cho flare 24

2.3.4 Thiết bị đo đếm fuel gas, cung cấp khí đốt cho heater 26

2.4 Hệ thống khí điều khiển (Instrument Gas) 27

2.4.1 Mô tả hệ thống 27

2.4.2 Chức năng của cụm instrument  fuel gas tại trạm GDC 28

2.4.3 Một số lưu ý trong vận hành cụm instrument gas tại trạm GDC 29

2.5 Các loại van 29

2.5.1 Shutdown Valve (SDV) 29

2.5.2 Blowdown Valve (BDV) 32

2.5.3 Pressure Control Valve (PCV) 33

2.5.4 Pressure Safety Valve (PSV) và Pressure Relief Valve (PRV) 36

2.5.5 Các loại van khác 36

Chương 3 – NGUỒN NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM 38

3.1 Nguồn nguyên liệu và các phương pháp kiểm tra chất lượng nguyên liệu của nhà máy 38

3.1.1 Nguồn nguyên liệu 38

3.1.2 Các phương pháp kiểm tra chất lượng nguyên liệu 39

3.1.3 Các trường hợp khí off-spec 41

3.2 Chỉ tiêu kiểm soát chất lượng và lưu đồ kiểm soát 42

Chương 4 – CÁC SỰ CỐ VÀ BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC 44

4.1 Tổng quan các thiết bị quan trọng có thể gây gián đoạn cấp khí 44

4.2 Nội dung chi tiết 44

4.3 Hệ thống cứu hỏa 50

4.3.1 Mục đích 50

4.3.2 Hệ thống cứu hỏa tại GDC 50

4.3.3 Vận hành bơm cứu hỏa 50

4.3.4 Vận hành Deluge valve 51

4.3.5 Cách sử dụng súng phun nước cố định 53

4.3.6 Cách sử dụng lăng, vòi phun nước 53

4.3.7 Cách sử dụng bình CO 2 và bình bột 54

TỔNG KẾT……….….66

TÀI LIỆU THAM KHẢO……….… 67

DANH MỤC BẢNG BIỂU, SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ

Hình vẽ, hình ảnh

Hình 1.1: Công trình xây dựng trạm GDC 1

Hình 1.2: Thi công tuyến ống bờ 2

Hình 1.3: Hệ thống ống dẫn khí tại Công ty Khí Cà Mau 5

Hình 1.4: Điều chỉnh hệ thống xử lý khí tại Công ty Khí Cà Mau 5

Hình 1.5: Trạm tiếp bờ LFS 8

Hình 1.6: Trạm valve ngắt tuyến LBV 9

Hình 1.7: Tổng quan trạm phân phối khí GDC 10

Hình 2.1: Bản vẽ cơ khí Filter 15

Hình 2.2 Thiết bị gia nhiệt Heater 18

Hình 2.3: Ultrasonic Flow Meters 20

Hình 2.4: Ví dụ minh họa 4 cặp Ultrasonic: A-A‟, B-B‟, C-C‟, D-D‟ 21

Hình 2.6: Thiết bị đo đếm Criolis Flowmeter 23

Hình 2.7: Minh họa hoạt đông của thiết bị đo đếm Criolis Flowmeter 24

Hình 2.8: Thiết bị đo lưu lượng dạng phao 25

Hình 2.9: Cấu tạo thiết bị đo lưu lượng dạng phao 26

Hình 2.10: Cấu tạo thiết bị đo lưu lượng dạng turbine 26

Hình 2.11: Hình dạng turbine bên trong thiết bị đo 27

Hình 2.12: Chuyển đổi chế độ remote-local của van Gas Over Oil 30

Hình 2.13: Chuyển đổi chế độ remote-local của van Actuator 31

Hình 2.14: Chuyển đổi chế độ remote-local của van Spring 31

Hình 2.15: Chuyển đổi chế độ remote-local của BDV 32

Hình 4.1: Hệ thống UPS 48

Hình 4.2: Cấu tạo deluge valve 51

Hình 4.3: Thiết bị đi kèm deluge valve 52

Hình 4.4: Súng phun nước cố định 53

Hình 4.5: Đầu chờ lăng vòi phun nước 53

Hình 4.6: Bình CO2 và bình bột 54

Bảng biểu Bảng 1.1: Các mốc sự kiện chính 2

Bảng 1.2: Sản lượng cấp khí của công ty Khí Cà Mau từ 2007-2012 4

Biểu đồ 1.3: Sản lượng qua từng năm của công ty 4

Biểu đồ 1.4: Sản lượng khí qua các tháng năm 2012 6

Bảng 2.1: Các thông số kỹ thuật của FS 13

Bảng 2.2: giá trị Setpoint của các PCV 28

Bảng 2.3: Thành khí phân tích từ ngày 20/01/2012-23/01/2012 38

Bảng 3.1: Đặc tính kỹ thuật khí đầu vào 39

Bảng 3.2: Đặc tính kỹ thuật khí đầu ra 39

Bảng 3.3: Tần suất theo dõi các chỉ tiêu chất lượng khí 42

Bảng 4.1: Công suất các máy bơm tại trạm GDC 50

Bảng 4.2: Giá trị áp suất cài đặt và thực tế của các máy bơm tại GDC 51

Sơ đồ Sơ đồ 1.1: Hệ thống tổ chức công ty 3

Sơ đồ 1.2: Tổng quan hệ thống đường ống PM3 Cà Mau 7

Sơ đồ 2.1: Hoạt động của cụm van điều áp 36

Sơ đồ 3.1: Lược đồ kiểm soát khí PM3 CAA & Lô 46 Cái Nước ONSPEC và OFFSPEC 43

CÁC CHỮ VIẾT TẮT

GDC : Gas Distrution Center – Trung tâm phân phối khí

LFS : Landfall Station – Trạm van tiếp bờ

LBV : Line Block Valve – Van ngắt tuyến

PID : Piping and Instrument Diagram – Bản vẽ chi tiết thiết bị,

đường ống

PFD : Process Flow diagram – Sơ đồ công nghệ

SDS : Shutdown System – Hệ thống an toàn

F&G : Fire and Gas – Hệ thống an toàn khí, khói, nhiệt, lửa

PCV : Pressure Control Valve – Van điều áp

EPC : Engineering, Procedurement and Construction – Tổng thầu

FEED : Front–End Engineering Design – Thiết kế cơ sở

ASME : American Society for Mechanical Engineering

LEL : Lower Explosive Limit – Giới hạn cháy nổ cho phép

PP1 : Power plant 1 – Nhà máy Điện Cà Mau 1

PP2 : Power plant 2 – Nhà máy Điện Cà Mau 2

Chương 1 – TỔNG QUAN CÔNG TY

1.1 Lịch sử hình thành

Dự án Khí – Điện – Đạm là một trong ba dự án kinh tế lớn giai đoạn 2000 –

2005 của Việt Nam ( hai dự án còn lại là Thủy Điện Sơn La và Nhà Máy Lọc Dầu Dung Quất )

Công trình đường ống dẫn khí PM3 – Cà Mau là một phần của Dự án Khí - Điện - Đạm Cà Mau được Xí nghiệp liên doanh Dầu khí Việt-Xô (Vietsovpetro) xây dựng với chủ đầu tư là Tập đoàn Dầu khí Quốc gia Việt Nam, bao gồm 298 km đường ống dẫn khí ngoài biển nối từ mỏ Dầu -Khí PM3 thuộc vùng biển chồng lấn giữa Việt Nam và Malaysia ( overlapping area ) và 27 Km đường ống dẫn khí trên

bờ ( bao gồm 3 trạm: Trạm tiếp bờ LFS, cụm van ngắt tuyến LBV và trạm GDC ) Khu khí – Điện – Đạm tỉnh Cà Mau nằm trên khu đất thuộc các cấp 3, 6, 7 và

8 của xã Khánh An, về phía Đông Nam huyện U Minh, cách trung tâm Thành Phố

Cà Mau khoảng 11 km

Hệ thống ống dẫn và trung tâm phân phối khí nằm trong quy hoạch chung gồm 1208 ha, được xác định như sau:

- Phía Bắc giáp sông Cái Tàu

- Phía Nam giáp kênh Xáng Minh Hà

- Phía Đông giáp sông Ông Đốc

- Phía Tây giáp trại giam K1 Cái Tàu

Hình 1.1: Công trình xây dựng trạm GDC

(Nguồn: Đất Mũi online )

Công trình đường ống dẫn khí PM3 – Cà Mau được khởi công vào ngày 09/04/2006 Tổng thầu EPC, tư vấn thiết kế kỹ thuật Worley.Pty.Ltd (Öc) Tư vấn quản lý dự án (PMC): Pegansus (Anh)

Hình 2: Thi công tuyến ống bờ.(Nguồn:Hệ thống PM3 Cà Mau)

Dự án có công suất vận chuyển 2 tỷ m3 khí/năm từ vùng chồng lấn giữa Việt Nam và Malaysia để cấp cho hai nhà máy nhiệt điện và một nhà máy đạm Hai nhà máy điện có công suất tổng cộng là 1500 MW và nhà máy đạm có công suất 800.000 tấn/năm Tổng vốn đầu tư là khoảng 1,4 tỷ USD (toàn bộ dự án Khí-Điện-Đạm)

Công trình đường ống dẫn khí PM3 – Cà Mau được hoàn thành và đưa vào sử dụng từ tháng 05 năm 2007 cụ thể:

Bảng 1.1: Các mốc sự kiện chính

Kể từ ngày đi vào hoạt động đến nay, Công ty Khí Cà Mau đã ban hành và đưa vào áp dụng gần 100 quy trình để kiểm soát các hoạt động liên quan đến vận hành, bảo dưỡng, sửa chữa và kiểm soát an ninh, an toàn

1.2 Quá trình phát triển

Việc xây dựng đường ống dẫn khí PM3 – Cà Mau để cung cấp cho Cụm Khí - Điện - Đạm Cà Mau Đây là một sự kiện có ý nghĩa vô cùng quan trọng đánh dấu ý nghĩa chiến lược phát triển kinh tế vùng cực Nam của Việt Nam Tạo ra một sức bật mạnh mẽ để thay đổi cơ cấu kinh tế tỉnh Cà Mau, phát triển công nghiệp, thúc đẩy phát triển kinh tế cả vùng Tây Nam Bộ Sau khi các công trình này đi vào hoạt động thì với những sản phẩm của Khí - Điện - Đạm sẽ làm thay đổi theo chiều hướng đi lên của kinh tế, đời sống nhân dân tỉnh Cà Mau và các tỉnh lân cận

Công ty Khí Cà Mau (tiền thân là Xí nghiệp Khí Cà Mau) là đơn vị chi nhánh trực thuộc Tổng Công ty Khí Việt Nam

Công ty được thành lập theo Quyết định số 1733/QĐ-DKVN ngày 03/07/2006 của Hội Đồng Quản trị Tổng Công ty Dầu Khí Việt Nam (nay là tập đoàn Dầu Khí Việt Nam) với tổng vốn đầu tư là 299,39 triệu USD

Chức năng: Quản lý vận hành và khai thác đường ống dẫn khí PM3 Cà Mau Nhiệm vụ: Tiếp nhận khí từ mỏ PM3 CAA và Lô 46 Cái Nước, cung cấp cho

2 Nhà máy Điện Cà Mau và Nhà Máy Đạm Cà Mau

Sơ đồ hệ thống tổ chức của công ty:

GIÁM ĐỐC

PHÓ GIÁM ĐỐC

PHÒNG TCKT PHÒNG TCHC

Sơ đồ 1.1: Hệ thống tổ chức công ty

Bằng nổ lực của toàn thể cán bộ công nhân viên đã đưa công ty phát triển theo từng năm và sự thể hiện rõ rệt nhất từ năm 2007 sản lượng khí bán cho khách hàng

là 178.9 triệu Sm3 năm 2008 là 647.2 triệu Sm3 và đến cuối năm 2012 sản lượng tổng là 1902,189 triệu Sm3, sơ đồ dưới đây thể hiện rõ sự phát triển qua từng năm của công ty

Bảng 1.2: Sản lượng cấp khí của công ty Khí Cà Mau từ 2007-2012

Hình 1.3: Hệ thống ống dẫn khí tại Công ty Khí Cà Mau

Trong 10 tháng đầu năm Công ty không để xảy ra bất kỳ sự cố nào, luôn giữ vững an ninh, an toàn trên các công trình khí, cung cấp khí cho 2 nhà máy nhiệt Điện vận hành liên tục và ổn định Đặc biệt Công ty đã thực hiện thành công đợt bảo dưỡng, sửa chữa lớn định kỳ 5 năm lần đầu tiên (Turn Around) và sớm hơn so với kế hoạch 3 ngày, góp phần giảm thời gian ngừng cung cấp khí cho khách hàng, đảm bảo an ninh năng lượng quốc gia Công ty Khí Cà Mau cũng không để xảy ra

sự cố, giữ vững an ninh, an toàn trên các công trình khí

Hình 1.4: Điều chỉnh hệ thống xử lý khí tại Công ty Khí Cà Mau

Biểu đồ 1.4 Sản lượng khí qua các tháng năm 2012 (đơn vị: Triệu Sm 3 )

Sắp tới Công ty khí Cà Mau có kế hoạch sẽ lắp thêm máy nén tại trạm tiếp bờ LFS để nâng công suất nhà máy lên 6.3 triệu m3/ngày

1.3 Hệ thống đường ống

Dự án đường ống dẫn khí PM3 - Cà Mau là một phần trong dự án tổng thể Khí – Điện – Đạm Cà Mau, nhằm cung cấp khí tự nhiên tới tổ hợp các Nhà máy điện và Nhà máy đạm của Tỉnh Cà Mau, Việt Nam

Đường ống dẫn khí bắt nguồn từ giàn Bunga Raya - B trên Block PM3 ở Vịnh Thái Lan

Tất cả các thiết bị thuộc dự án đường ống dẫn khí được thiết kế để vận chuyển tối đa 2 tỷ Sm3 khí tự nhiên một năm từ giàn BRB tới tổ hợp Khí – Điện – Đạm Cà Mau

Sơ đồ tổng quan của hệ thống đường ống dẫn khí PM3-Cà Mau:

Sơ đồ 1.2: Tổng quan hệ thống đường ống PM3 Cà Mau

Dự án đường ống PM3 – Cà Mau bao gồm các hạng mục sau đây :

- Đoạn ống đứng đầu giàn (Riser)

- 298 km đường ống biển với kích thước 18” OD và 17” ID

- Thiết bị phóng (Pig Launcher) và nhận thoi (Pig Receiver) :

 Thiết bị nhận thoi tại LFS PR-4001

 Thiết bị phóng thoi tại LFS PL-4003

- Hệ thống lọc FD 4004 / 4005 / 4006

- Cụm van điều áp

- Các van shutdown và blowdown

- Hệ thống điều khiển và nhiên liệu

Đầu vào của LFS gồm có một shutdown valve UV-4004 và một thiết bị nhận thoi Pig Receiver PR-4001 phục vụ cho quá trình nhận thoi từ giàn khi có yêu cầu phóng thoi Tiếp đến, khí sẽ đi vào hệ thống lọc Dry Gas Filter có chức năng loại bỏ 99.98% các hạt bụi có kích thước trên 0.5 m (chỉ lọc bụi)

Phía sau hệ thống lọc Dry Gas Filter là cụm van điều áp có nhiệm vụ giảm áp suất cho đường ống để phù hợp với thiết kế Class 600 ( #600) Cụm PCV này được đặt ngay sau các nhánh của hệ thống lọc bụi nhằm mục đích điều áp (điều áp cấp 1), mỗi nhánh gồm 2 van điều áp mắc song song thực hiện chức năng điều áp Mỗi nhánh đều được thiết kế một shutdown valve ngay sau các van điều áp

Sau khi điều áp, khí được dẫn đến khu vực thiết bị phóng thoi Pig Launcher PL-4003 Thiết bị này được dùng để phục vụ cho quá trình phóng thoi tuyến ống bờ

khi có nhu cầu Trong điều kiện vận hành bình thường, khí sẽ không đi vào

PL-4003 mà đi qua shutdown valve UV-4024 dẫn về LBV và GDC

Ngoài ra, trạm tiếp bờ còn có các blowdown vavle và vent xả nguội VS-4008 nhằm xả khí để đảm bảo an toàn khi có sự cố xảy ra

1.3.2 Trạm ngắt tuyến (LBV)

Các thiết bị

- Van ngắt tuyến UV – 5005

- Các thiết bị phụ trợ :

 Nguồn điện lưới (220VAC thông qua biến áp 15kVA)

 Nguồn điện máy phát Diesel (220VAC) với công suất định mức 5kVA

 Nguồn Pin năng lượng mặt trời (Solar) (36VDC)

 Nguồn dự trữ Battery (26VDC)

Nhiệm vụ

Đường ống bờ tính từ LFS đến GDC, có tổng chiều dài 27 km, và tại giữa đường ống này được thiết kế một trạm van ngắt tuyến LBV Trạm có một shutdown valve UV-5005 có chức năng cô lập đường ống khi có sự cố xảy ra tại LFS hoặc

GDC nhằm đảm bảo an toàn cho phần còn lại của đường ống

Hình 1.6: Trạm valve ngắt tuyến LBV

1.3.3 Trung tâm phân phối khí GDC

Các thiết bị

- Thiết bị nhận thoi PR – 6001

- Hệ thống tách lọc

- Hệ thống thiết bị gia nhiệt

- Hệ thống phân tích (GC) và đo đếm khí ( Metering )

 Hệ thống bơm chữa cháy

 Hệ thống nước cứu hỏa và các giàn phun sương

Nhiệm vụ

Khí từ LBV sẽ được dẫn về GDC nhằm điều phối khí cấp cho các nhà máy điện và nhà máy đạm Trạm GDC có chức năng tách lỏng/bụi, gia nhiệt (nếu cần),

đo đếm và điều áp cho dòng khí công nghệ trước khi cấp cho các hộ tiêu thụ

Hình 1.7: Tổng quan trạm phân phối khí GDC

Đầu vào trung tâm là thiết bị nhận thoi Pig Receiver PR-6001 có chức năng nhận thoi từ PL-4003 của trạm tiếp bờ trong quá trình phóng thoi khi có yêu cầu Trong điều kiện vận hành bình thường khí không đi vào PR-6001 mà đi qua shutdown valve UV-6005 và UV-6002, sau đó vào hệ thống tách lọc Filter Separator

Hệ thống tách lọc gồm 3 thiết bị là FS-6002A, FS-6002B và FS-6002C được thiết kế song song, có khả năng tách 99.98% các hạt lỏng và rắn có kích thước trên 0.5m Trong điều kiện vận hành bình thường, cung cấp khí đồng thời cho cả hai nhà máy điện và nhà máy đạm, tùy tổng lưu lượng cấp cho các hộ tiêu thụ sẽ có 1 hoặc 2 thiết bị ở trạng thái hoạt động, các thiết bị còn lại ở trạng thái dự phòng Sau đó khí sẽ đi vào hệ thống thiết bị gia nhiệt nhằm đảm bảo nhiệt độ khí cấp đúng theo yêu của các nhà máy (trên 20C so với nhiệt độ điểm sương) Hệ thống gia nhiệt gồm 2 thiết bị gia nhiệt HT-6003A và HT-6003B, mỗi thiết bị gồm có 3 buồng đốt Trong điều kiện vận hành bình thường, chỉ cần một thiết bị hoạt động là

đủ công suất gia nhiệt cung cấp cho các nhà máy, thiết bị còn lại sẽ ở trạng thái dự phòng

Để tính toán sản lượng cấp cho các hộ tiêu thụ, khí sẽ được đi vào hệ thống đo đếm Hệ thồng gồm các thiết bị đo vận tốc, nhiệt độ, áp suất, thành phần khí, tính toán điểm sương, máy tính,…Đầu ra là các giá trị lưu lượng, khối lượng, thể tích, nhiệt trị, nhiệt lượng,… theo giờ, theo ngày, theo tuần, theo tháng,… nhằm phục vụ cho quá trình thanh toán, giám sát sản lượng khí cấp cho các hộ tiêu thụ

Cuối cùng, khí được điều áp bởi hệ thống van điều áp PCV trước khi cấp cho các hộ tiêu thụ Hệ thống gồm các van điều áp (4 van cho nhà máy điện 1, 3 van cho nhà máy điện 2 và 4 van cho nhà máy đạm) có chức năng điều khiển áp suất đầu ra (bằng cách thay đổi độ mở của van) tương ứng với các giá trị cài đặt nhằm đáp ứng theo yêu của của các hộ tiêu thụ

Trạm GDC còn có các shutdown valve đầu vào/ra để cô lập Trạm khi cần thiết hoặc khi xảy ra các sự cố, các blowdown valve dùng để xả khí ra ngoài hệ thống Flare đốt khi có sự cố xảy (tùy theo mức độ ESD1 hay ESD2 mà BDV có xả khí hay không) ra hoặc trong trường hợp BDSC

Ngoài ra, Trạm GDC còn có hệ thống cung cấp khí điều khiển cho sự hoạt động của các shutdown valve, blowdown valve, van điều áp và khí nhiên liệu cho các thiết bị gia nhiệt, khí duy trì ngọn lửa cho Flare

Chương 2 – THIẾT BỊ CÔNG NGHỆ

2.1 Thiết bị lọc tách (Filter – Separator)

Khí từ giàn BRB cấp vào bờ sau khi qua LFS và LBV sẽ đi vào trạm phân phối khí GDC Đầu vào GDC là hai shtdown valve UV-6005 và UV-6002, tiếp đến

là hệ thống lọc tách Filter-Seperator FS-6002A/B/C được lắp đặt song song nhằm tách 100% các hạt lỏng và rắn có kích thước trên 10 m Trong điều kiện vận hành bình thường, khi hai nhà máy Điện và nhà máy Đạm cùng hoạt động (lưu lượng tối

đa khoảng 315kSm3) thì hai FS ở trạng thái hoạt động, FS còn lại ở trạng thái dự phòng Thực hiện việc chuyển đổi FS khi cần tiến hành BDSC hoặc khi cần thay lõi lọc cho FS

2.1.1 Cấu tạo

Bảng 2.1: Các thông số kỹ thuật của FS

Vỏ (Shell) : Vỏ có dạng hình trụ, được đặt nằm ngang, đường kính trong

812mm và chiều dài 5308mm, độ dày thành 35mm

Nắp đậy (End Closure) : Trong điều kiện vận hành bình thường nắp được

đóng kín và không cho phép bất kì sự rò rỉ nào qua nó Nắp chỉ được mở ra khi tiến hành BDSC, làm sạch lõi lọc (Filter element)

Các thiết bị đo :

- Các đồng hồ đo áp : PI-6007/6016/6242 tương ứng với FS-6002A/B/C dùng

để theo dõi áp suất thiết bị lọc ở ngoài site

- Các đồng hồ đo chênh áp : PDIT-6006/6017/6241 tương ứng với 6002A/B/C theo dõi chênh áp qua Filter, áp suất này có thể theo dõi được trên màn hình SCADA hoặc ngoài site

FS Các thiết bị đo mức lỏng : LGFS 6011/66012 của FSFS 6002A, LGFS 6018/6021 của FS-6002B, LG-6237/6239 của FS-6002C dùng để theo dõi mức lỏng của thiết

bị lọc ở ngoài site

Transmitter mức lỏng : LZT-6009/6014 của FS-6002A, LZT-6020/6023 của

FS-6002B, LZT-6238/6240 của FS-6002C

Các PSV : PSV-6008/6015/6043 tương ứng với FS-6002A/B/C được cài đặt ở

9800kPag dùng để bảo vệ các Filter khi áp suất vượt quá giá trị cài đặt

Lõi lọc (Filter element) : Lõi lọc được xếp trong khoang thứ nhất của thiết bị,

được làm bằng sợi thủy tinh tổng hợp, phía trong cùng được bọc bởi lõi thép cacbon dạng mắt lưới Mỗi thiết bị lọc gồm có 26 lõi lọc nằm song song Khoang thứ hai của thiết bị là một hệ thống các thanh kim loại hình chữ V đặt nằm ngang, sắp so le với nhau, miệng chữ V hướng đối diện với dòng khí đi vào nhằm loại bỏ các hạt lỏng trong dòng khí

Hình 2.1: Bản vẽ cơ khí Filter

2.1.2 Nguyên lý hoạt động

Dòng khí đi vào FS sẽ đi vào trong các lõi lọc ở khoang thứ nhất, tại đây các hạt lỏng, bụi, cặn bẩn có kích thước lớn hơn 5m sẽ bị giữ lại trên bề mặt bộ lọc Khí sẽ tiếp tục qua khoang thứ hai có chứa nhiều các tấm ngăn Còn hạt lỏng còn lại

sẽ va đập vào các tấm ngăn và bị tách xuống dưới đáy bồn dưới tác dụng của trọng lực

Chất lỏng có trong khoang dưới của FS-6002A/B/C sẽ được tháo ra bồn chứa TK-6012 bằng các van tay xả lỏng (drain valve), sau đó lượng lỏng này có thể được giải phóng ra khỏi bồn bằng xe bồn hoặc tháo thẳng ra ngoài hố chứa thông qua van tay phía dưới đáy TK-6012

Khi chênh áp FS lớn hơn 10 kPag trong trường hợp bình thường và 20 kPa trong trường hợp phóng pig thì tiến hành chuyển đổi FS và thay lỗi lọc cho FS bị cô lập

Đảm bảo các van an toàn PSV – 6008/6015/6243 phải luôn trong trạng thái hoạt động tốt và không bị cô lập để bảo vệ FS khỏi quá áp

2.2 Thiết bị gia nhiệt (Heater)

Khí thương phẩm từ giàn BRB sau khi di qua trạm tiếp bờ LFS và trạm van ngắt tuyến LBV sẽ vào đến trung tâm phân phối khí GDC Tại đây dòng khí sẽ được lọc tách bụi bẩn và lỏng (nếu có) bằng hệ thống Filter – Separator, sau đó sẽ qua hai thiết bị gia nhiệt Water Bath Heater HT-6003A/B để gia nhiệt trước khi qua cụm đo đếm và điều áp để cung cấp sang hai nhà máy điện và nhà máy đạm Cà Mau Việc gia nhiệt cho khí nhằm mục đích đảm bảo nhiệt độ khí cấp cho PP1, PP2 và FP luôn cao hơn 20o

C so với nhiệt độ điểm sương của Hydrocarbon tại áp suất khí cấp Cụm gia nhiệt gồm 2 Heater HT – 6003A/B truyền nhiệt theo dạng trao đổi nhiệt gián tiếp thông qua môi trường nước Mỗi Heater được thiết kế bao gồm 3 buồng đốt (Burner) (tổng công suất 19MMBTU/hr) với hệ thống cung cấp nhiên liệu (gas) và không khí (air) độc lập Ở chế độ hoạt động bình thường chỉ cần 1 Heater hoạt động (với 1 hoặc 2 buồng đốt) là đủ công suất cho toàn bộ GDC, WBH còn lại ở chế độ Standby

Các thông số kỹ thuật chính của WBH

Nhà sản xuất: OAKWELL ENGINEERING INTERNATIONAL PTE LTD Công suất thiết kế: 19MMBTU/hr (5555,6 KW)

Áp suất thiết kế: 10200 kPag, tại nhiệt độ: 370C

2.2.1 Cấu tạo

Vỏ Heater : Là bộ phận chứa nước và các bộ phận truyền nhiệt khác Vỏ làm

bằng thép tấm, một đầu liên kết với ống dẫn khí và đầu kia liên kết với buống đốt bằng các mặt bích Bên ngoài vỏ Heater được bọc lớp cách nhiệt với mục đích nhằm giảm thiểu sự mất mát nhiệt vào môi trường xung quanh, đồng thời đảm bảo

an toàn trong quá trình vận hành

Hệ thống ống dẫn khí ( Coil system ) : Được gắn vào nửa trên của vỏ Heater

có tác dụng nhận nhiệt từ môi trường nước và truyền nhiệt cho khí lưu thông trong ống

Đầu đốt chính : Được đặt bên trong buồng đốt, trên đầu đốt có ống dẫn khí

Fuel gas và có bộ phận điều chỉnh hỗn hợp khí, gồm có một van bướm để điều chỉnh lượng khí vào và một van bướm để điều chỉnh lượng Fuel gas vào buồng đốt,

các van bướm này được điều chỉnh độ đóng mở thông qua một motor Đầu đốt có nhiệm vụ cung cấp nguồn nhiệt cho Heater, nguồn nhiệt được tạo ra bởi sự đốt cháy nhiên liệu là Fuel gas

Đầu đốt Pilot : Đường Pilot để mồi lửa cho đầu đốt chính Đầu đốt đường

Pilot được mồi lửa bằng phương pháp đánh lửa của Bugi Trên đường Pilot sẽ lắp đặt các đầu dò lửa, đầu dò sẽ báo về PLC đặt trong LCP để on/off burner Trong trường hợp vận hành bình thường sau khi mồi lửa, đường pilot sẽ tắt và đường main

sẽ duy trì ngọn lửa

Flame detector : Là đầu dò lửa Pilot, khi Pilot cháy đầu dò sẽ gửi tín hiệu điện

áp về bộ điều khiển, điện áp hiển thị trên bộ điều khiển trong khoảng từ 1,25V tới 5V

Temperature switch : Mỗi Heater có hai Temprature switch gồm :

- Một temperature switch để bảo vệ khi quá nhiệt của ống khói Được set ở nhiệt độ 399oC

- Một temperature switch để bảo vệ quá nhiệt của bồn nước Water Bath Heater sẽ shutdown khi nhiệt độ bồn nước lớn hơn 65oC

Thiết bị điều khiển : Dùng bộ điều khiển Flame relay của HONEYWELL gồm

các chức năng như sau :

- Bộ điều khiển này nhận các tín hiệu từ đầu dò lửa (flame detector), Switch nhiệt độ của bồn nước và switch nhiệt độ của ống khói (temperature switch)

- Nếu bộ điều khiển nhận được tín hiệu báo mất lửa từ đầu dò lửa, bộ điều khiển sẽ xuất tín hiệu điều khiển đóng các shutdown valve để ngừng cấp khí cho đường main burner để đảm bảo an toàn cho hệ thống

- Tín hiệu từ Temperature Transmitter của nhiệt độ khí sau các valve điều áp được gửi về bộ điều khiển, bộ điều khiển sẽ điều chỉnh nhiệt độ dòng khí thông qua việc đóng mở valve TV (thermal valve) theo giá trị setpoint được thiết lập trên HMI

- Nếu nhiệt độ trên ống khói quá cao, temperature switch của ống khói gửi tín hiệu về bộ điều khiển trang thái alarm nhiệt độ ống khói

Hình 2.2 Thiết bị gia nhiệt Heater

2.3 Thiết bị đo đếm (Metering Skids)

Đường ống PM-3 dẫn khí đi vào trạm phân phối GDC Cà Mau sẽ được lọc bụi

và nước, sau đó gia nhiệt, và được đo lưu lượng - thể tích – nhiệt lượng trước khi giao cho hai Nhà máy Điện và Nhà máy Đạm Ngoài hệ thống đo đếm khí cấp cho khách hàng, trạm còn có một số thiết bị đo đếm lưu lượng khác Các thiết bị đo lưu lượng tại GDC Cà Mau gồm có:

- Hệ thống đo đếm khí cấp cho hai nhà máy điện và nhà máy đạm

- Thiết bị đo đếm tại cụm Instrument

- Thiết bị đo đếm tại đường ống Purge Gas và Pilot (duy trì ngọn lửa mồi cho Flare)

- Thiết bị đo đếm tại đường ống Fuel Gas, cung cấp khí đốt cho Heater

2.3.1 Hệ thống đo đếm khí cấp cho hai nhà máy điện và nhà máy đạm

Thành phần cấu tạo:

Hệ thống đo đếm khí cấp cho mỗi hộ tiêu thụ gồm có các thành phần như sau:

- Ultrasonic Flow Meters

- Transmitter nhiệt độ, Transmitter áp suất và đồng hồ đo nhiệt độ, áp suất

- Các Ball Valve ngõ vào và ra

- Máy phân tích sắc khí (hai nhà máy Điện và nhà máy Đạm có cùng một máy phân tích sắc ký)

- Đường khí lấy mẫu để phân tích

và cuối cùng tính được thể tích khí theo thời gian

Ngoài ra, hệ thống còn có thể tính toán được lượng nhiệt lượng và khối lượng cung cấp nhờ vào kết quả phân tích thành phần của máy sắc ký Máy phân tích sắc ký (GC) sẽ phân tích và tính toán %mol của các thành phần khí từ C1 đến

C6+ (C6,C7,C8) sau đó gửi về Flow Computer để tính ra nhiệt trị và khối lượng riêng của chúng Sau đó kết hợp với lưu lượng tại từng thời điểm để tính ra nhiệt lượng và khối lượng cấp cho hộ tiêu thụ

2.3.1.1 Ultrasonic Flow Meters

Đây là bộ phận quan trọng nhất trong hệ thống đo đếm, cung cấp giá trị vận tốc tức thời của dòng khí phục vụ cho việc tính toán thể tích

Hình 2.3: Ultrasonic Flow Meters Nguyên tắc hoạt động:

USM dùng để đo vận tốc dòng khí công nghệ sau đó được truyền về FC, căn

cứ vào vận tốc dòng khí, tiết diện đường ống FC sẽ tính được lưu lượng thực của dòng khí công nghệ USM hoạt động dựa trên nguyên lý thu phát của cặp cảm biến sóng siêu âm đặt 2 vị trí đối nhau với khoảng cách D trên chiều dài đoạn ống: khi sóng âm được phát theo cùng chiều di chuyển của dòng khí, vận tốc của sóng âm sẽ tăng lên, do đó thời gian di chuyển của sóng âm đến đầu thu cũng ngắn lại; khi sóng

âm được phát nghịch chiều di chuyển của dòng khí, vận tốc sóng âm sẽ giảm đi, do

đó thời gian di chuyển của sóng âm đến đầu thu cũng tăng lên Căn cứ vào độ lệch thời gian của sóng âm thuận-nghịch cùng truyền trong một môi trường vật chất, FC tính toán được vận tốc thực của dòng khí

Hình 2.4: Ví dụ minh họa 4 cặp Ultrasonic: A-A’, B-B’, C-C’, D-D’

Ta sẽ nói về 2 cặp Ultrasonic A-A‟ và B-B‟ (nhánh Pay), nhánh check có nguyên lý tương tự)

Các Ultrasonic đều có khả năng phát và nhận tín hiệu sóng siêu âm Trong một chu kỳ đã được định trước, A và B‟ sẽ phát tín hiệu đồng thời cho A‟ và B Như vậy cùng một lúc sẽ có hai tín hiệu được phát ra, một tín hiệu cùng chiều với dòng lưu chất và một tín hiệu đi ngược chiều dòng lưu chất

Tín hiệu đi cùng chiều dòng lưu chất (A-A‟) được lưu chất hỗ trợ thêm, ngược lại, tín hiệu đi ngược chiều (B-B‟) bị cản trở bởi dòng lưu chất, dẫn đến sẽ có

độ trễ khi nhận tín hiệu giữa hai cặp Ultrasonic này Vận tốc dòng càng lớn, độ trễ càng nhiều Lưu chất không chuyển động, độ trễ bằng 0 Và dựa vào độ trễ này, bộ

xử lý sẽ tính toán được vận tốc dòng khí, cung cấp cho quá trình tính toán lưu lượng

Ở chu kỳ tiếp theo, A‟ và B sẽ phát tín hiệu, A và B‟ sẽ nhận, quá trình diễn

Có chức năng đo nhiệt độ và áp suất, gửi các tín hiệu này về bộ xử lý để phục

vụ cho quá trình tính toán chuyển đổi về điều kiện tiêu chuẩn (T = 15°C, P = 101.325 Kpa)

2.3.1.3 Các Ball Valve ngõ vào và ra

Có tác dụng cô lập Metering khi cần thiết, đồng thời dùng để điều chỉnh các chế độ hoạt động của hai Metering (nối tiếp hay song song)

2.3.1.4 Máy phân tích sắc khí (GC)

Có nhiệm vụ phân tích và tính toán %mol của các thành phần khí từ C1 đến

C6+ (C6, C7, C8) sau đó gửi về Flow Computer để tính ra nhiệt trị của dòng khí trong từng thời điểm

2.3.1.5 Flow computer

Mỗi Metering sẽ có một Flow computer kèm theo, có nhiệm vụ nhận các giá trị vận tốc từ cả hai pay và check meter, cùng các thông số nhiệt độ và áp suất từ các transmitters và các thành phần khí từ hai máy phân tích sắc khí để tính ra sản lượng khí cung cấp cho nhà máy điện

Một Flow computer sẽ nhận một giá trị Pay từ một USM và nhận một giá trị Check từ USM còn lại để kiểm tra, dù hai USM có chạy nối tiếp hay song song thì vẫn giữ quy tắc như vậy Còn giá trị nhiệt độ và áp suất được sử dụng cho cả hai Pay meter và Check meter Pay meters dùng để đo lưu lượng tính tiền với khách hàng Check meters dùng để kiểm tra lại lưu lượng đã được đo từ Pay meters, phòng trường hợp tín hiệu nhánh Pay bị lỗi, hoặc Flow computer của nhánh Pay bị lỗi

2.3.1.6 Station computer

Station computer đóng vai trò như một cầu nối trung gian giữa người dùng với các thành phần khác của thiết bị đo đếm, bao gồm những chức năng sau đây:

- Chuyển dữ liệu tới Flow computer và nhận dữ liệu từ Flow computer

- Cung cấp cho người vận hành một giao diện thân thiết về hệ thống metering

- Tạo ra report tại thời điểm hiện tại, từng giờ, ngày, tuần, tháng, danh sách các sự kiện và các cảnh báo

- Cung cấp khả năng lưu trữ những file reports theo một thứ tự để có thể tìm lại một cách dễ dàng

- Hiển thị và in report

- Hiển thị dữ liệu phân tích của máy phân tích sắc khí (GC)

- Lấy các giá trị tính như: khối lượng, năng lượng,thể tích thô và thể tích ở điều kiện chuẩn,… từ Flow computer

2.3.1.7 Máy in

Hệ thống metering gồm hai máy in, có chức năng như sau:

- Một cái được nối tới Ethernet Switch để in report cho station computer

- Cái còn lại được nối tới GC controller bằng đường parallel printer để in kết quả phân tích, các cảnh báo, kết quả khi ta hiệu chuẩn, hiệu chỉnh GC

2.3.2 Thiết bị đo đếm tại cụm instrument

Cụm Instrument tại GDC sử dụng thiết bị đo đếm có tên gọi Coriolis Flowmeter

Hình 2.6: Thiết bị đo đếm Criolis Flowmeter

Coriolis Flowmeter gồm 2 bộ phận chính: Bộ phận đo: Cấu tạo gồm hai ống

nhựa hình chữ U dẫn hướng cho dòng chảy, một thiết bị kích thích (Impulse), tác động một xung thích hợp lên ống Plastic Hai sensor cảm biến đặt tại đầu vào và ra của ống, nhận các tín hiệu chuyển động của ống Bộ phận này có nhiệm vụ đo các giá trị lệch pha, tần số dao động và gửi tín hiệu về bộ xử lý

Hình 2.7: Minh họa hoạt đông của thiết bị đo đếm Criolis Flowmeter

Bộ phận xử lý và màn hình: Có chức năng tính toán các giá trị lưu lượng, thể

tích, khối lượng riêng của dòng chảy dựa vào các tín hiệu truyền về từ các sensor Nguyên lí hoạt động

Khi lưu chất đứng yên, thiết bị kích thích sẽ tác động một xung thích hợp khiến ống Plastic dao động đồng đều và ghi nhận lại tần số này Hai sensor cảm biến ở hai đầu cũng sẽ ghi nhận tín hiệu với độ lệch pha bằng 0 Ta sẽ dùng tần số này để tính toán khối lượng riêng của lưu chất

Khi lưu chất chuyển động, chuyển động tới của dòng lưu chất kết hợp với dao động tạo ra của thiết bị kích thích sẽ khiến ống dao dộng không đều ở hai đầu ống, dẫn đến hai sensor ghi nhận các tín hiệu với độ lệch pha α, vận tốc dòng càng lớn độ lệch pha càng lớn, và giá trị này sẽ được dùng để suy ra vận tốc của dòng lưu chất Các tín hiệu sẽ được gửi về bộ xử lý để suy ra độ lệch pha, tần số dao động và

từ đó tính được các giá trị lưu lượng, khối lượng riêng, thể tích,…

2.3.3 Thiết bị đo đếm purge gas và pilot cho flare

Từ cụm Instrument, một nhánh khí được đưa vào đường ống góp để đuổi Oxi, một nhánh khác có tác dụng đánh lửa và duy trì ngọn lửa mồi cho Flare Ở cả hai nhánh này đều sử dụng cùng một loại thiết bị đo đếm, đó là lưu lượng kế dạng phao (Variable Area Flowmeter), có tên Rotameter của hãng Yokogawa