Nội dung giáo trình đề cập một cách hệ thống các kiến thức cơ bản nhất về An toàn thiết bị áp lực trong thực tiễn sản xuất cũng như cuộc sống. Cụ thể bao gồm các bài sau: Định nghĩa, phân loại thiết bị áp lực; Nguyên nhân gây hư hỏng nổ vỡ thiết bị áp lực và biện pháp phòng tránh; Dụng cụ đo lường, kiểm tra, cơ cấu an toàn trên thiết bị áp lực; Quy định về biện pháp an toàn thiết bị chịu áp lực; Quy trình vận hành, xử lí và bảo quản một số loại bình chịu áp lực; Kỹ thuật vận hành nồi hơi. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung giáo trình dưới đây.
Trang 1TẬP ĐOÀN DẦU KHÍ VIỆT NAM TRƯỜNG CAO ĐẲNG DẦU KHÍ
(Ban hành kèm theo Quyết định số: 659/QĐ-CĐDK ngày 10 tháng 06 năm 2019
của Trường Cao Đẳng Dầu Khí)
Bà Rịa – Vũng Tàu, năm 2019
(Lưu hành nội bộ)
Trang 3LỜI GIỚI THIỆU
Để phục vụ cho công tác giảng dạy của giáo viên cũng như việc học tập của học sinh trong Trung tâm Đào tạo An toàn môi trường, chúng tôi đã tham khảo nhiều tài liệu của các tác giả trong và ngoài nước biên soạn nên giáo trình “Kỹ thuật an toàn thiết bị áp lực”
Giáo trình được dùng cho các giáo viên trong Trung tâm làm tài liệu chính thức giảng dạy cho học sinh nghề Bảo hộ lao động Nội dung giáo trình đề cập một cách hệ thống các kiến thức cơ bản nhất về An toàn thiết bị áp lực trong thực tiễn sản xuất cũng như cuộc sống
Cụ thể bao gồm các bài sau:
• Bài 1: Định nghĩa, phân loại thiết bị áp lực
• Bài 2: Nguyên nhân gây hư hỏng nổ vỡ thiết bị áp lực và biện pháp phòng tránh
• Bài 3: Dụng cụ đo lường, kiểm tra, cơ cấu an toàn trên thiết bị áp lực
• Bài 4: Quy định về biện pháp an toàn thiết bị chịu áp lực
• Bài 5: Quy trình vận hành, xử lí và bảo quản một số loại bình chịu áp lực
• Bài 6: Kỹ thuật vận hành nồi hơi
Trong quá trình biên soạn, chúng tôi đã tham khảo và trích dẫn từ nhiều nguồn tài liệu được liệt kê tại mục Danh mục tài liệu tham khảo Chúng tôi chân thành cảm ơn các tác giả của các tài liệu mà chúng tôi tham khảo
Bên cạnh đó, giáo trình cũng không thể tránh khỏi những sai sót nhất định Nhóm tác giả rất mong nhận được ý kiến đóng góp, phản hồi từ quý đồng nghiệp, các bạn và người đọc
Trân trọng cảm ơn./
Bà Rịa – Vũng Tàu, tháng 06 năm 2019
Tham gia biên soạn
1 Chủ biên Nguyễn Đình Chung
2 Phạm Lê Ngọc Tú
Trang 4MỤC LỤC
LỜI GIỚI THIỆU 1
MỤC LỤC 2
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT 5
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ 6
DANH MỤC CÁC BẢNG 8
CHƯƠNG TRÌNH MÔ ĐUN KỸ THUẬT AN TOÀN THIẾT BỊ ÁP LỰC 9
BÀI 1: ĐỊNH NGHĨA, PHÂN LOẠI THIẾT BỊ ÁP LỰC 15
1.1 ĐỊNH NGHĨA 16
1.2 PHÂN LOẠI 16
BÀI 2: NGUYÊN NHÂN GÂY HƯ HỎNG NỔ VỠ THIẾT BỊ ÁP LỰC VÀ BIỆN PHÁP PHÒNG TRÁNH 18
2.1 CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA THIẾT BỊ ÁP LỰC 19
2.2 CÁC YẾU TỐ NGUY HIỂM ĐẶC TRƯNG CỦA THIẾT BỊ ÁP LỰC 20
2.3 NGUYÊN NHÂN GÂY HƯ HỎNG NỔ VỠ THIẾT BỊ CHỊU ÁP LỰC 21
2.4 BIỆN PHÁP PHÒNG TRÁNH HƯ HỎNG NỔ VỠ THIẾT BỊ ÁP LỰC 23
BÀI 3: DỤNG CỤ ĐO LƯỜNG, KIỂM TRA, CƠ CẤU AN TOÀN TRÊN THIẾT BỊ ÁP LỰC 25
3.1 ÁP KẾ 26
3.1.1 Nguyên lý cấu tạo của đồng hồ đo áp suất 26
3.1.2 Các loại đồng hồ đo áp suất 28
3.2 NHIỆT KẾ 30
3.3 LƯU LƯỢNG KẾ 31
3.3.1 Flow meter water 31
3.3.2 Flow meter đo dòng xoáy 33
3.3.3 Flow meter ultrasonic 33
3.3.4 Flow meter Magnetic 34
3.4 ỐNG THUỶ 35
3.5 VAN AN TOÀN, MÀNG PHÒNG NỔ 37
3.5.1 Van an toàn 37
Trang 53.5.2 Màng phòng nổ (đĩa nổ/ ruptured disc) 39
3.6 RELAY ÁP SUẤT, RELAY NHIỆT ĐỘ 43
3.6.1 Relay áp suất 43
3.6.2 Relay nhiệt 45
3.7 VAN ĐIỆN TỪ, VAN MỘT CHIỀU 47
3.7.1 Van điện từ 47
3.7.2 Van 1 chiều 52
BÀI 4: QUY ĐỊNH VỀ BIỆN PHÁP AN TOÀN THIẾT BỊ CHỊU ÁP LỰC 57
4.1 CÁC YÊU CẦU VỀ QUẢN LÝ THIẾT BỊ ÁP LỰC 58
4.2 QUY ĐỊNH VỀ THIẾT KẾ, CHẾ TẠO NỒI HƠI, BÌNH CHỊU ÁP LỰC 61
4.2.1 Những quy định về thiết kế nồi hơi và bình chịu áp lực 61
4.2.2 Những quy định về chế tạo nồi hơi và bình chịu áp lực 61
4.2.3 Những quy định về kiểm tra trong quá trình chế tạo nồi hơi và bình chịu áp lực 62 4.3 QUY ĐỊNH VỀ XUẤT XƯỞNG NỒI HƠI VÀ BÌNH CHỊU ÁP LỰC 63
4.4 QUY ĐỊNH VỀ LẮP ĐẶT, SỬA CHỮA NỒI HƠI VÀ BÌNH CHỊU ÁP LỰC 65
4.4.1 Những quy định về lắp đặt nồi hơi , bình chịu áp lực 65
4.4.2 Những quy định về sửa chữa nồi hơi , bình chịu áp lực 66
4.5 QUY ĐỊNH VỀ QUẢN LÝ, SỬ DỤNG NỒI HƠI VÀ BÌNH CHỊU ÁP LỰC 67
4.5.1 Quy định chung 67
4.5.2 Đối với nồi hơi 69
4.5.3 Đối với bình chịu áp lực 70
4.6 YÊU CẦU ĐỐI VỚI DỤNG CỤ ĐO KIỂM, AN TOÀN 71
4.7 QUY ĐỊNH VỀ KIỂM ĐỊNH AN TOÀN VÀ ĐĂNG KÝ NỒI HƠI, BÌNH CHỊU ÁP LỰC 71
BÀI 5: QUY TRÌNH VẬN HÀNH, XỬ LÍ VÀ BẢO QUẢN MỘT SỐ LOẠI BÌNH CHỊU ÁP LỰC 73
5.1 MÁY NÉN KHÍ 74
5.2 CHAI CHỨA KHÍ 76
5.3 NỒI ĐUN ĐIỆN 82
5.4 NỒI HẤP 84
Trang 6BÀI 6 KỸ THUẬT VẬN HÀNH NỒI HƠI 90
6.1 NƯỚC CẠN QUÁ MỨC 93
6.2 NƯỚC ĐẦY QUÁ MỨC 95
6.3 VAN AN TOÀN BỊ KẸT 97
6.4 VAN AN TOÀN BỊ XÌ 97
6.5 ÁP KẾ HƯ HỎNG HAY KHÔNG NHẠY 97
6.6 ÁP KẾ TĂNG QUÁ MỨC CHO PHÉP 97
6.7 ÁP SUẤT NỒI HƠI TỤT NHANH CHÓNG 98
TÀI LIỆU THAM KHẢO 100
Trang 7DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT
Trang 8DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 2 1 Mối quan hệ giữa các giá trị áp suất khi hydro testing 19
Hình 2 2 Quang cảnh nổ chai chứa khí nén tại một cơ sở sản xuất 21
Hình 2 3 Đồng hồ đo áp suất của van giảm áp bị hư hỏng vẫn đem sử dụng 23
Hình 3 1 Đồng hồ đo áp lực inox mặt dầu 26
Hình 3 2 Cấu tạo của đồng hồ đo áp lực 27
Hình 3 3 Đồng hồ đo áp suất điện tử 28
Hình 3 4 Đồng hồ đo áp suất màng 29
Hình 3 5 Nhiệt kế điện tử dùng trong y khoa 30
Hình 3 6 Nhiệt kế hiện số 31
Hình 3 7 Flow meter cơ khí 32
Hình 3 8 Tube flow meter 32
Hình 3 9 Flow meter đo dòng xoáy 33
Hình 3 10 Flow meter ultrasonic 34
Hình 3 11 Flow meter magnetic 34
Hình 3 12 Ống thủy quan sát mực nước trong nồi hơi 36
Hình 3 13 Van an toàn 38
Hình 3 14 Cấu tạo van an toàn 38
Hình 3 15 Đĩa nổ 43
Hình 3 16 Công tắc áp suất kép 45
Hình 3 17 Cấu tạo của relay nhiệt 46
Hình 3 18 Van điện từ 47
Hình 3 19 Cấu tạo van điện từ 48
Hình 3 20 Van điện từ tác dụng trực tiếp 50
Hình 3 21 Van điện từ tác dụng gián tiếp 51
Hình 3 22 Cấu tạo của van một chiều 53
Trang 9Hình 3 23 Nguyên lý hoạt động của van một chiều 53
Hình 3 24 Van một chiều dạng đặt 54
Hình 3 25 Cấu tạo của van một chiều 54
Hình 3 26 Cấu tạo của van một chiều đặt thẳng đứng 55
Hình 3 27 Cấu tạo của van một chiều dạng bi 55
Hình 3 28 Cấu tạo của van một chiều dạng bi 56
Hình 5 1 Kiểm định anh toàn 77
Hình 5 2 Sơ đồ lắp đặt bình khí nén chuẩn nhất 78
Hình 5 3 Kiểm tra các dụng cụ đo lường máy nén khí 79
Hình 5 4 Sử dụng van an toàn 80
Hình 5 5.Cấm hàn bình khí nén khi còn áp suất 81
Hình 5 6 Cấm cắt bình khí nén khi còn áp suất 81
Hình 5 7 Đình chỉ bình khí nén 82
Hình 5 8 PPE 85
Hình 5 9 Cấm vật liệu đưa vào nồi hấp 86
Hình 5 10 Vận hành nồi hấp 87
Hình 5 11 Nồi hấp công nghiệp 88
Hình 6 1 Hiện tượng lò hơi cạn nước quá mức 94
Hình 6 2 Hiện tượng lò hơi bị đầy nước quá mức 96
Hình 6 3 Áp quá mức 98
Hình 6 4 Lò hơi bị mất áp suất 99
Trang 10DANH MỤC CÁC BẢNG
Trang 11CHƯƠNG TRÌNH MÔ ĐUN KỸ THUẬT AN TOÀN THIẾT BỊ ÁP LỰC
1 Tên mô đun: Kỹ thuật an toàn thiết bị áp lực
2 Mã mô đun: ATMT19MĐ19
3 Vị trí, tính chất của mô đun
3.1 Vị trí: Đây là mô đun chuyên ngành, được bố trí sau khi sinh viên học xong các môn học chung
3.2 Tính chất: Mô đun trang bị cho sinh viên những kiến thức và kỹ năng cơ bản về về
an toàn thiết bị áp lực tại nơi làm việc
4 Mục tiêu mô đun
4.1 Về kiến thức:
A1 Trình bày được những yếu tố nguy hiểm, có hại đặc trưng của thiết bị chịu áp lực
A2 Phân loại được thiết bị chịu áp lực
A3 Trình bày được các yêu cầu về quản lý thiết bị chịu áp lực
A4 Trình bày được nguyên nhân gây ra hư hỏng, nổ vỡ thiết bị chịu áp lực
A5 Trình bày được cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các dụng cụ đo lường, kiểm tra, cơ cấu an toàn trên thiết bị áp lực
A6 Trình bày được kỹ thuật vận hành nồi hơi
A7 Trình bày được các quy định về biện pháp an toàn thiết bị chịu áp lực
4.2 Về kỹ năng:
B1 Thực hiện quy trình vận hành, xử lí và bảo quản một số loại bình chịu áp lực 4.3 Về năng lực tự chủ và trách nhiệm:
C1 Xây dựng tác phong làm việc công nghiệp
C2 Tuân thủ các quy định an toàn lao động thiết bị áp lực
5 Nội dung mô đun
Trang 12Mã MH/MĐ Tên môn học, mô đun Số tín
ATMT19MĐ15 An toàn phòng chống cháy
Trang 13Mã MH/MĐ Tên môn học, mô đun Số tín
ATMT19MĐ23 An toàn làm việc không gian
ATMT19MĐ24 Ứng phó khẩn cấp và sơ tán
5.2 Chương trình chi tiết mô đun
Stt Tên các bài trong mô đun
Thời gian (giờ) Tổng
số
Lý thuyết
Thực hành, thí nghiệm, thảo luận, bài tập
Kiểm tra
1 Định nghĩa, phân loại thiết bị áp lực 3 2 1 0
Trang 142 Nguyên nhân gây hư hỏng nổ vỡ thiết bị
áp lực và biện pháp phòng tránh
3 Dụng cụ đo lường, kiểm tra, cơ cấu an
toàn trên thiết bị áp lực
6 Điều kiện thực hiện mô đun
6.1 Phòng học chuyên môn hóa/nhà xưởng: Phòng học lý thuyết, máy chiếu, bảng, loa,
bảng flipchart, giấy A1, bút lông, bút chỉ lazer, xưởng thực hành
6.2 Trang thiết bị máy móc: Trang thiết bị BHLĐ, các thiết bị áp lực liên quan đến bài
giảng để cho học sinh quan sát, thực hành
6.3 Học liệu, dụng cụ, nguyên vật liệu: Giáo trình, giáo án, tài liệu học viên, phiếu học
tập, ngân hàng câu hỏi trắc nghiệm, phiếu đánh giá tiêu chuẩn/tiêu chí thực hiện công việc
6.4 Các điều kiện khác: Thăm quan kiến tập các đơn vị sản xuất kinh doanh có sử dụng
thiết bị áp lực
7 Nội dung và phương pháp đánh giá:
7.1 Nội dung:
- Kiến thức: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kiến thức
- Kỹ năng: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kỹ năng
- Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Trong quá trình học tập, người học cần:
+ Nghiên cứu bài trước khi đến lớp
+ Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập
+ Tham gia đầy đủ thời lượng môn học
+ Nghiêm túc trong quá trình học tập
7.2 Phương pháp:
Người học được đánh giá tích lũy môn học như sau:
Trang 157.2.1 Cách đánh giá
- Áp dụng quy chế đào tạo Cao đẳng hệ chính quy ban hành kèm theo Thông tư số 09/2017/TT-LĐTBXH, ngày 13/3/2017 của Bộ trưởng Bộ Lao động – Thương binh và Xã hội
- Hướng dẫn thực hiện quy chế đào tạo áp dụng tại Trường Cao đẳng Dầu khí như sau:
+ Điểm kiểm tra thường xuyên (Hệ số 1) 40%
+ Điểm kiểm tra định kỳ (Hệ số 2)
+ Điểm thi kết thúc môn học 60%
Chuẩn đầu ra đánh giá
Số cột
Thời điểm kiểm tra
Thường xuyên Viết/
Trang 16sau đó được quy đổi sang điểm chữ và điểm số theo thang điểm 4 theo quy định của Bộ Lao động Thương binh và Xã hội về đào tạo theo tín chỉ
8 Hướng dẫn thực hiện môn học
8.1 Phạm vi, đối tượng áp dụng: Đối tượng Cao đẳng dầu khí
8.2 Phương pháp giảng dạy, học tập môn học
8.2.1 Đối với người dạy
* Lý thuyết: Áp dụng phương pháp dạy học tích cực bao gồm: thuyết trình ngắn, nêu vấn đề,
hướng dẫn đọc tài liệu, bài tập tình huống, câu hỏi thảo luận…
* Bài tập: Phân chia nhóm nhỏ thực hiện bài tập theo nội dung đề ra
* Thảo luận: Phân chia nhóm nhỏ thảo luận theo nội dung đề ra
* Hướng dẫn tự học theo nhóm: Nhóm trưởng phân công các thành viên trong nhóm tìm
hiểu, nghiên cứu theo yêu cầu nội dung trong bài học, cả nhóm thảo luận, trình bày nội dung, ghi chép và viết báo cáo nhóm
8.2.2 Đối với người học: Người học phải thực hiện các nhiệm vụ như sau:
- Nghiên cứu kỹ bài học tại nhà trước khi đến lớp Các tài liệu tham khảo sẽ được cung cấp
nguồn trước khi người học vào học môn học này (trang web, thư viện, tài liệu )
- Tham dự tối thiểu 70% các buổi giảng lý thuyết Nếu người học vắng >30% số tiết lý thuyết phải học lại môn học mới được tham dự kì thi lần sau
- Tự học và thảo luận nhóm: là một phương pháp học tập kết hợp giữa làm việc theo nhóm và làm việc cá nhân Một nhóm gồm 8-10 người học sẽ được cung cấp chủ đề thảo luận trước khi học lý thuyết, thực hành Mỗi người học sẽ chịu trách nhiệm về 1 hoặc một số nội dung trong chủ đề mà nhóm đã phân công để phát triển và hoàn thiện tốt nhất toàn bộ chủ đề thảo luận của nhóm
- Tham dự đủ các bài kiểm tra thường xuyên, định kỳ
- Tham dự thi kết thúc môn học
- Chủ động tổ chức thực hiện giờ tự học
9 Tài liệu tham khảo:
[1] Nguyễn Thế Đạt (2003) Giáo trình an toàn lao động Nhà xuất bản Giáo dục
Trang 17Bài 1: Định nghĩa, phân loại thiết bị áp lực Trang 15
BÀI 1: ĐỊNH NGHĨA, PHÂN LOẠI THIẾT BỊ ÁP LỰC Mục tiêu của bài này là:
Sau khi học xong bài này, người học có khả năng:
❖ PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY VÀ HỌC TẬP BÀI 1
- Đối với người dạy: sử dụng phương pháp giảng giảng dạy tích cực (diễn giảng, vấn đáp,
dạy học theo vấn đề); yêu cầu người học thực hiện câu hỏi thảo luận và bài tập bài 1
(cá nhân hoặc nhóm)
- Đối với người học: chủ động đọc trước giáo trình (bài 1) trước buổi học; hoàn thành
đầy đủ câu hỏi thảo luận và bài tập tình huống bài 1 theo cá nhân hoặc nhóm và nộp lại
cho người dạy đúng thời gian quy định
❖ ĐIỀU KIỆN THỰC HIỆN BÀI 1
- Phòng học chuyên môn hóa/nhà xưởng: Không
- Trang thiết bị máy móc: Máy chiếu và các thiết bị dạy học khác
- Học liệu, dụng cụ, nguyên vật liệu: Chương trình môn học, giáo trình, tài liệu tham
khảo, giáo án, phim ảnh, và các tài liệu liên quan
- Các điều kiện khác: Không có
❖ KIỂM TRA VÀ ĐÁNH GIÁ BÀI 1
- Nội dung:
✓ Kiến thức: Kiểm tra và đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kiến thức
✓ Kỹ năng: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kĩ năng
✓ Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Trong quá trình học tập, người học cần:
+ Nghiên cứu bài trước khi đến lớp
+ Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập
+ Tham gia đầy đủ thời lượng môn học
+ Nghiêm túc trong quá trình học tập
- Phương pháp:
Trang 18Bài 1: Định nghĩa, phân loại thiết bị áp lực Trang 16
✓ Điểm kiểm tra thường xuyên: không có (hình thức: hỏi miệng)
✓ Kiểm tra định kỳ lý thuyết: không có
❖ NỘI DUNG BÀI 1
Thiết bị chịu áp lực là thiết bị được giới hạn bằng một thể tích đóng kín bởi các van, khóa,
có áp suất làm việc cao hơn 0,7 bar dùng để tiến hành các quá trình nhiệt học (như nồi hơi, nồi hấp, nồi đun nước nóng, hệ thống lạnh ) hoặc quá trình hóa học (như các bình phản ứng) hoặc dùng để bảo quản, tồn trữ vận chuyển các chất khí nén, khí hóa lỏng, khí hòa tan ở trạng thái có áp suất (như bồn gas; bình gas; bình chứa khí hóa lỏng; bình chứa khí nén; xi téc ) hoặc dùng để chứa chất rắn ở dạng bột không có áp suất nhưng được tháo ra bằng chất khí có áp suất cao hơn 0,7 bar (theo quy định tại điểm 1.4.17 của Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về ATLĐ nồi hơi và bình chịu áp lực QCVN: 01-2008/BLĐTBXH thì: Đơn vị đo áp suất được qui đổi như sau: 1 KG/cm2 = 0,1 MPa = 0,98 bar
= 14,4 PSI)
Trong lĩnh vực thiết bị chịu áp lực, người ta thường sử dụng các đơn vị đo: áp suất tuyệt đối,
áp suất tương đối, áp suất khí quyển
Áp suất tuyệt đối = áp suất tương đối + áp suất khí quyển
Trong đó: áp suất tương đối (hay còn gọi là áp suất dư) là áp suất đo được bằng áp kế dùng
để chỉ trị số áp suất bên trong của thiết bị chịu áp lực; áp suất khí quyển (hay còn gọi là áp suất trọng trường) phụ thuộc vào sức hút của trái đất Khi tăng độ cao (so với mực nước biển) áp suất này sẽ giảm Ở mức nước biển, áp suất này có giá trị là 760mm Hg
Thông thường thiết bị chịu áp lực được phân ra 2 loại chính: Bình chịu áp lực và nồi hơi
Bình chịu áp lực là thiết bị dùng để tiến hành các quá trình nhiệt học, hoặc hóa học, cũng
như để chứa và chuyên chở môi chất có áp suất lớn hơn áp suất khí quyển hoặc để chứa chất rắn ở dạng bột không có áp suất nhưng được tháo ra bằng chất khí có áp suất cao hơn 0,7 bar
Nồi hơi là thiết bị dùng để sản xuất hơi nước (dùng cho sản xuất công nghiệp hoặc sinh hoạt)
mà nguồn nhiệt cung cấp cho nó là do sự đốt cháy nhiên liệu hữu cơ hoặc do các phản ứng hóa học,
kể cả năng lượng nguyên tử (nồi hơi sử dụng trong nhà máy điện nguyên tử)
❖ TÓM TẮT BÀI 1
Trong bài này, một số nội dung chính được giới thiệu:
- Khái niệm về thiết bị áp lực, và phân loại chúng
Trang 19Bài 1: Định nghĩa, phân loại thiết bị áp lực Trang 17
❖ CÂU HỎI VÀ TÌNH HUỐNG THẢO LUẬN BÀI 1
Câu 1 Nêu định nghĩa thiết bị chịu áp lực
Câu 2 Liệt kê được các loại thiết bị chịu áp lực
Trang 20Bài 2: Nguyên nhân gây hư hỏng nổ vỡ thiết bị áp lực và biện pháp phòng tránh Trang
18
BÀI 2: NGUYÊN NHÂN GÂY HƯ HỎNG NỔ VỠ THIẾT BỊ ÁP LỰC VÀ BIỆN
PHÁP PHÒNG TRÁNH Mục tiêu của bài này là:
Sau khi học xong bài này, người học có khả năng:
➢ Về kiến thức:
- Trình bày được các thông số cơ bản của thiết bị áp lực
- Trình bày được những yếu tố nguy hiểm, có hại đặc trưng của thiết bị chịu áp lực
- Trình bày được nguyên nhân gây ra hư hỏng, nổ vỡ thiết bị chịu áp lực và biện pháp phòng tránh
➢ Về kỹ năng
➢ Về năng lực tự chủ và trách nhiệm:
- Hình thành tác phong công nghiệp
❖ PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY VÀ HỌC TẬP BÀI 2
- Đối với người dạy: sử dụng phương pháp giảng giảng dạy tích cực (diễn giảng, vấn đáp, dạy học theo vấn đề); yêu cầu người học thực hiện câu hỏi thảo luận và bài tập bài 2 (cá nhân hoặc nhóm)
- Đối với người học: chủ động đọc trước giáo trình (bài 2) trước buổi học; hoàn thành đầy đủ câu hỏi thảo luận và bài tập tình huống bài 2theo cá nhân hoặc nhóm và nộp lại cho người dạy đúng thời gian quy định
❖ ĐIỀU KIỆN THỰC HIỆN BÀI 2
- Phòng học chuyên môn hóa/nhà xưởng: Không
- Trang thiết bị máy móc: Máy chiếu và các thiết bị dạy học khác
- Học liệu, dụng cụ, nguyên vật liệu: Chương trình môn học, giáo trình, tài liệu tham
khảo, giáo án, phim ảnh, và các tài liệu liên quan
- Các điều kiện khác: Không có
❖ KIỂM TRA VÀ ĐÁNH GIÁ BÀI 2
- Nội dung:
✓ Kiến thức: Kiểm tra và đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kiến thức
✓ Kỹ năng: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kĩ năng
✓ Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Trong quá trình học tập, người học cần:
Trang 21Bài 2: Nguyên nhân gây hư hỏng nổ vỡ thiết bị áp lực và biện pháp phòng tránh Trang
19
+ Nghiên cứu bài trước khi đến lớp
+ Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập
+ Tham gia đầy đủ thời lượng môn học
+ Nghiêm túc trong quá trình học tập
- Phương pháp:
✓ Điểm kiểm tra thường xuyên: 1 điểm kiểm tra (hình thức: hỏi miệng)
✓ Kiểm tra định kỳ lý thuyết: không có
❖ NỘI DUNG BÀI 2
- Thể tích (volume): m3, barrel, oz, litre
- Áp suất (pressure): atm, bar, psi, Pa
▪ Áp suất làm việc (normal working/operating pressure)
▪ Áp suất thiết kế (design pressure)
▪ Áp suất thử (Testing pressure)
Hình 2 1 Mối quan hệ giữa các giá trị áp suất khi hydro testing
- Lưu lượng (flow):
▪ Lưu lượng khối (mass flow) thường dùng cho khí condensate: ton/h
Trang 22Bài 2: Nguyên nhân gây hư hỏng nổ vỡ thiết bị áp lực và biện pháp phòng tránh Trang
20
▪ Lưu lượng thể tích (volume): m3/h, l/h
- Nhiệt độ (temperature): C, K, F
- Mức (level): %
Trong quá trình sử dụng thiết bị chịu áp lực, có rất nhiều nguy cơ có thể dẫn đến sự cố, tai nạn lao động, thậm chí đã xảy ra rất nhiều tai nạn lao động chết người, có những tai nạn lao động chết người rất nghiêm trọng Có hai nhóm nguy cơ:
a Nguy cơ nổ thiết bị
Do xu thế cân bằng áp suất của các thiết bị chịu áp lực kèm theo sự giải phóng năng lượng lớn, khi điều kiện độ bền của thiết bị không đảm bảo dẫn đến hiện tượng nổ Hiện tượng nổ thiết bị chịu áp lực có thể đơn thuần là nổ vật lý nhưng cũng có trường hợp kết hợp cả hai hiện tượng nổ là
nổ vật lý và nổ hóa học Trường hợp này năng lượng nổ rất lớn, tác hại công phá của nó cũng rất lớn Hình ảnh nổ chai khí nén tại một cơ sở sản xuất (hình 2.2)
Trang 23Bài 2: Nguyên nhân gây hư hỏng nổ vỡ thiết bị áp lực và biện pháp phòng tránh Trang
Có nhiều nguyên nhân dẫn đến các nguy cơ trong quá trình vận hành, sử dụng thiết bị chịu
áp lực, có thể phân ra thành các nhóm nguyên nhân sau:
a Do chế tạo, sửa chữa
Trang 24Bài 2: Nguyên nhân gây hư hỏng nổ vỡ thiết bị áp lực và biện pháp phòng tránh Trang
22
- Khi chế tạo không có thiết kế hoặc thiết kế không được phê duyệt của cơ quan có thẩm quyền, dẫn đến một số vi phạm sau đây:
+ Các bộ phận của thiết bị không bảo đảm yêu cầu kỹ thuật;
+ Kết cấu mối hàn không phù hợp nhất là các mối hàn góc;
+ Vật liệu chế tạo không phù hợp;
+ Các ống nối, ống cụt, đặc biệt là các ống xả đáy, ống cấp nước không bảo đảm điều kiện an toàn
- Việc sửa chữa thiết bị áp lực thường vi phạm các yêu cầu kỹ thuật sau đây:
+ Tự sửa chữa hoặc thuê các đơn vị, cá nhân sửa chữa mà không có chức năng hành nghề trong lĩnh vực sửa chữa thiết bị chịu áp lực
+ Không xây dựng phương án, qui trình sửa chữa đảm bảo an toàn; có phương án sửa chữa nhưng khi tiến hành sửa chữa không bảo đảm yêu cầu kỹ thuật; không kiểm tra, nghiệm thu theo qui định sau khi sửa chữa, do đó chất lượng thiết bị không đảm bảo
an toàn trong vận hành
b Do trang bị, lắp đặt
- Trang bị các thiết bị phụ trợ không đồng bộ, không phù hợp với thông số hoạt động của thiết
bị chịu áp lực (như hệ thống cấp nước, xử lý nước cho nồi hơi, các thiết bị đi kèm của hệ thống lạnh );
- Các thiết bị đo lường, bảo vệ, an toàn ít được chú ý đến, nhất là về chất lượng sử dụng Hình
2 cho ta thấy rõ đồng hồ đo áp suất bị hỏng nhưng vẫn còn đang sử dụng trong thực tế hiện nay
- Có trường hợp sử dụng các vật tư, thiết bị cũ đã qua sử dụng, chất lượng kém, thông số điều chỉnh không chính xác, thời gian bảo đảm hoạt động ngắn
- Việc lắp đặt thiết bị chịu áp lực có nhiều vi phạm như: vị trí lắp đặt nồi hơi, hệ thống lạnh hoặc các bồn chứa môi chất độc hại, cháy nổ không bảo đảm các khoảng cách an toàn; vị trí lắp đặt các thiết bị phụ, các thiết bị phục vụ khác không đảm bảo yêu cầu vận hành và xử
lý sự cố
Trang 25Bài 2: Nguyên nhân gây hư hỏng nổ vỡ thiết bị áp lực và biện pháp phòng tránh Trang
- Việc kiểm định định kỳ các thiết bị đo lường, bảo vệ, an toàn ít được thực hiện
- Người vận hành thiết bị không được đào tạo, huấn luyện về an toàn lao động; vi phạm các qui trình vận hành; việc huấn luyện cho người trực tiếp vận hành hiểu biết và xử lý sự cố đối với thiết bị ít được chú ý
- Bố trí người vận hành ở một số vị trí không đủ số lượng hoặc không đúng ngành nghề được đào tạo dẫn đến việc theo dõi, kiểm tra an toàn cũng như xử lý sự cố không đảm bảo yêu cầu
- Trang bị phương tiện bảo vệ cá nhân trong lao động không đầy đủ Người lao động chưa tự giác sử dụng các phương tiện bảo vệ cá nhân đã được cấp
Để ngăn ngừa sự cố, tai nạn lao động có thể xảy ra trong quá trình sử dụng các thiết bị chịu
áp lực, trên cơ sở phân tích các nguyên nhân ở trên, chúng ta cần thực hiện một số giải pháp sau đây:
a Đối với doanh nghiệp, người sử dụng thiết bị chịu áp lực
- Các đơn vị chế tạo, sửa chữa thiết bị chịu áp lực phải thực hiện đầy đủ các qui định của các tiêu chuẩn, quy chuẩn kỹ thuật an toàn; phải lập qui trình công nghệ chế tạo theo đúng yêu cầu của người thiết kế; chịu trách nhiệm về chất lượng chế tạo, sửa chữa; phải tổ chức kiểm tra các khâu trong quá trình chế tạo, sửa chữa
- Các đơn vị lắp đặt phải tuân thủ những qui định của người chế tạo khi lắp đặt Mọi thay đổi
về kết cấu phải được sự thỏa thuận của người chế tạo Khi không có điều kiện thỏa thuận này thì phải được cơ quan cho phép lắp đặt chấp thuận; mọi thỏa thuận về thay đổi kết cấu phải được thực hiện bằng văn bản (các văn bản này phải được lưu trong hồ sơ thiết bị)
- Người chủ sở hữu thiết bị chịu áp lực phải tăng cường trách nhiệm quản lý trong việc sử dụng thiết bị; phải ban hành các qui định trách nhiệm cho các đương sự liên quan đến việc sử dụng thiết bị chịu áp lực; phải kiểm định, đăng ký thiết bị tại cơ quan có thẩm quyền
b Đối với các cơ quan quản lý Nhà nước về an toàn lao động
- Hoàn chỉnh hệ thống văn bản pháp quy, các qui chuẩn, tiêu chuẩn quốc gia về kỹ thuật an toàn thiết bị chịu áp lực, đặc biệt chú ý hệ thống văn bản pháp qui qui định các chế tài quản
lý, an toàn lao động đối với các doanh nghiệp, người sử dụng lao động và người lao động
- Tăng cường công tác thanh tra, kiểm tra về các điều kiện sử dụng an toàn thiết bị chịu áp lực Cần tăng cường lực lượng thanh tra cả về số lượng và chất lượng thanh tra viên an toàn lao động Mặt khác trong công tác thanh tra cần cải tiến nội dung và phương pháp để nâng cao hiệu lực quản lý Nhà nước và tránh gây phiền hà cho cơ sở Trong điều kiện lực lượng thanh tra an toàn lao động còn mỏng như hiện nay, cần xác định và tập trung thanh tra, kiểm tra
Trang 26Bài 2: Nguyên nhân gây hư hỏng nổ vỡ thiết bị áp lực và biện pháp phòng tránh Trang
- Xử lý nghiêm minh trước pháp luật những trường hợp vi phạm các qui định của Nhà nước
về an toàn, vệ sinh lao động để xảy ra các sự cố, tai nạn lao động, gây thiệt hại nghiêm trọng
về người và tài sản của Nhà nước và nhân dân
❖ TÓM TẮT BÀI 2
Trong bài này, một số nội dung chính được giới thiệu:
- Thông số cơ bản của thiết bị chịu áp lực
- Các yếu tó nguy hiểm của thít bị áp lực
- Nguyên nhân hư hỏng nổ vỡ và biện pháp phòng tránh của thiết bị áp lực
❖ CÂU HỎI VÀ TÌNH HUỐNG THẢO LUẬN BÀI 2
Câu 1 Nêu các thông số cơ bản của thiết bị chịu áp lực
Câu 2 Nêu các yếu tó nguy hiểm của thít bị áp lực
Câu 3 Nguyên nhân nổ vỡ thiết bị áp lực và biện pháp phòng tránh
Trang 27Bài 3 Dụng cụ đo lường, kiểm tra, cơ cấu an toàn trên thiết bị áp lực Trang 25
BÀI 3: DỤNG CỤ ĐO LƯỜNG, KIỂM TRA, CƠ CẤU AN TOÀN TRÊN THIẾT BỊ
ÁP LỰC Mục tiêu của bài này là:
Sau khi học xong bài này, người học có khả năng:
- Hình thành tính cẩn thận, tôn trong các qui tắc an toàn
❖ PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY VÀ HỌC TẬP BÀI 3
- Đối với người dạy: sử dụng phương pháp giảng giảng dạy tích cực (diễn giảng, vấn đáp, dạy học theo vấn đề); yêu cầu người học thực hiện câu hỏi thảo luận và bài tập bài 3 (cá nhân hoặc nhóm)
- Đối với người học: chủ động đọc trước giáo trình (bài 3) trước buổi học; hoàn thành đầy đủ câu hỏi thảo luận và bài tập tình huống bài 3 theo cá nhân hoặc nhóm và nộp lại cho người dạy đúng thời gian quy định
❖ ĐIỀU KIỆN THỰC HIỆN BÀI 3
- Phòng học chuyên môn hóa/nhà xưởng: Xưởng thiết bị dầu khí
- Trang thiết bị máy móc: Máy chiếu và các thiết bị dạy học khác
- Học liệu, dụng cụ, nguyên vật liệu: Chương trình môn học, giáo trình, tài liệu tham
khảo, giáo án, phim ảnh, và các tài liệu liên quan
- Các điều kiện khác: Không có
❖ KIỂM TRA VÀ ĐÁNH GIÁ BÀI 3
- Nội dung:
✓ Kiến thức: Kiểm tra và đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kiến thức
✓ Kỹ năng: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kĩ năng
Trang 28Bài 3 Dụng cụ đo lường, kiểm tra, cơ cấu an toàn trên thiết bị áp lực Trang 26
✓ Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Trong quá trình học tập, người học cần:
+ Nghiên cứu bài trước khi đến lớp
+ Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập
+ Tham gia đầy đủ thời lượng môn học
+ Nghiêm túc trong quá trình học tập
- Phương pháp:
✓ Điểm kiểm tra thường xuyên: 1 điểm kiểm tra (hình thức: hỏi miệng)
✓ Kiểm tra định kỳ lý thuyết: không có
❖ NỘI DUNG BÀI 3
Với sự phát triển của kỹ thuật, chúng có thể đo được thông số áp suất và chân không một cách dễ dàng mà không cần đến những hệ thống máy móc cồng kềnh đồ sộ và bất tiện nữa,
mà chỉ cần sở hữu một thiết bị nhỏ gọn đến tiện lợi bỏ túi, và chúng được gọi bằng cái tên
đó chính là đồng hồ đo áp suất
Hình 3 1 Đồng hồ đo áp lực inox mặt dầu
3.1.1 Nguyên lý cấu tạo của đồng hồ đo áp suất
Trang 29Bài 3 Dụng cụ đo lường, kiểm tra, cơ cấu an toàn trên thiết bị áp lực Trang 27
Hầu hết khi tìm kiếm các thiết bị đo áp suất trên thị trường, chúng ta sẽ thấy có rất nhiều kiểu đồng hồ, đa dạng về cấu tạo và hình dạng cũng như tùy thuộc vào nhu cầu sử dụng mà
có rất nhiều loại khác nhau Tuy vậy, nhưng chúng cũng vẫn có những dạng chung mà chúng ta thường dùng như sau: dạng cơ khí và dạng điện tử Tùy thuộc vào muc đích sử dụng mà chúng ta có thể lựa chọn sao cho phù hợp nhất
a Đồng hồ áp suất kiểu cơ khí
Cấu tạo: Loại đồng hồ áp suất này có cấu tạo chính của nó là một ống đồng hình dẹt, đã được uốn cong tương tự hình dấu hỏi, trong đó có 1 đầu được bịt kín, và đầu kia được nối với môi trường lưu chất cần được đo áp suất( lưu chất có thể là chất lỏng hoặc khí) Đầu bịt kín được liên kết mềm với một đầu ca cặp bánh răng Trên trục của bánh răng còn lại có gắn lò xo đàn hồi và kim đồng hồ
Hình 3 2 Cấu tạo của đồng hồ đo áp lực
Nguyên lý hoạt động: Kim quay trên mặt đồng hồ có chia độ để hiển thị giá trị của áo suất Khi đồng hồ hoạt động, nhờ vào áp suất của lưu chất tác dụng lên ống đồng, làm cho ống đồng bị co, giãn Sự co giãn này sẽ tác động lên cơ cấu bánh răng trong đồng hồ, gián tiếp
Trang 30Bài 3 Dụng cụ đo lường, kiểm tra, cơ cấu an toàn trên thiết bị áp lực Trang 28
làm kim đồng hồ quay- chỉ giá trị áp suất tương ứng của lưu chất Khi áp suất của lưu thể không đủ để làm giãn ống đồng thì kim đồng hồ chỉ về vạch “0” nhờ lò xo đàn hồi
b Đồng hồ đo áp suất kiểu điện từ
Cấu tạo: Bộ phận cảm biến có tấm màng áp lực được gắn với con trượt trên biến trở, sự dịch chuyển của con trượt tuỳ thuộc vào áp suất tác dụng lên tấm màng
Nguyên lý hoạt động: Nhờ áp lực của lưu chất, tấm màng sẽ di chuyển phồng lên, xẹp xuống làm di chuyển con trượt trên Con trượt sẽ di chuyển làm thay đổi điện trở trong mạch do đó làm tăng, giảm cường độ dòng điện qua cuộn dây Nhờ vào sự thay đổi của cường độ dòng điện nên từ đó dẫn đến từ trường trong cuộn dây cũng sẽ dựa vào đó mà thay đổi theo Và tiếp tục, bởi vì kim đồng hồ được làm từ vật liệu sắt nhiễm từ nên nó sẽ quay dưới tác dụng của lực điện từ của từ trường sinh ra bởi cuộn dây Và cuối cùng kim đồng hồ quay, chúng ta sẽ đọc được giá trị của áp suất trên mặt hiển thị giá trị
Hình 3 3 Đồng hồ đo áp suất điện tử
3.1.2 Các loại đồng hồ đo áp suất
Mỗi thiết bị đo áp suất đều có những đặc thù riêng do vậy tùy vào ứng dụng cụ thể của ngường sử dụng mà chọn dòng sản phẩm thích hợp để đáp ứng công việc một cách tố nhất nhưng vẫn đảm bảo độ bền và giá thành sản phẩm tốt
a Đồng hồ đo áp suất có dầu
Là loại đồng hồ được thiết kế với đặc tính rung và chống sốc nên nó được ứng dụng ở những nơi có sự va đập, rung lắc vì nếu ở môi trường rung lắc mà ta sử dụng đồng hồ áp
Trang 31Bài 3 Dụng cụ đo lường, kiểm tra, cơ cấu an toàn trên thiết bị áp lực Trang 29
suất cơ học bình thường sẽ làm cho kim đồng hồ rung liên tục khi đấy độ chính xác thấp,
độ bền sản phẩm không cao, gây ảnh hưởng đến công việc
Đây là dòng sản phẩm thường được sử dụng để đo áp suất cao, trong các ngành hóa chất, nhà máy lọc dầu, hóa chất năng lượng, nơi có sự va đập và rung lắc xảy ra…
Đồng hồ đo áp suất mặt dầu
Đồng hồ đo áp suất mặt dầu
b Đồng hồ đo áp suất không dầu
Là loại đồng hồ cơ học bình thường, nó được dùng để đo áp suất khí, nước, chân không, áp suất cao… nơi có sự ăn mòn và những nơi bình thường và được ứng dụng phổ biến trong các nhà máy lọc nước, hóa chất, thủy điện, thực phẩm, dược phẩm, công nghệ sinh học,… Dòng sản phẩm này hiện nay trên thị trường rất đa dạng về mẫu mã, kiểu dáng, xuất xứ và tính ứng dụng, nó đáp ứng cho nhu cầu ngày càng lớn của người tiêu dùng và được cấu tạo bằng ống bourdon gắn với mặt đồng hồ, và thường có 2 kiểu kết nối chính là kiểu kết nối chân đứng và kiểu kết nối chân sau
c Đồng hồ đo áp suất màng
Hình 3 4 Đồng hồ đo áp suất màng
Là dòng đồng hồ được cấu tạo có một lớp màng ngăn ở giữa ống bourdon nhằm ngăn các tạp chất bám vào ống dẫn khí và làm nghẹt ống dẫn khí Đây là dòng thiết bị đo được ứng
Trang 32Bài 3 Dụng cụ đo lường, kiểm tra, cơ cấu an toàn trên thiết bị áp lực Trang 30
dụng trong các nhà máy đồ uống, thủy điện, hóa chất… Những nơi có nguồn nước dầu, nước có tạp chất…
Nhiệt kế là thiết bị dùng để đo nhiệt độ Hoạt động đơn giản là nóng nở ra, lạnh co vào, ví
dụ như nước nóng sẽ nở ra sẽ bay hơi, lạnh thì co vào đóng thành băng
Nhiệt kế điện tử, ví dụ như là 1 thanh kim loại mỏng, co dãn vì nhiệt khi có tín hiệu điện
nó sẽ cho ra tần số, bước sóng khác nhau mà biết nhiệt độ
Một nhiệt kế có hai thành phần quan trọng: phần cảm nhận nhiệt độ (Ví dụ: bầu đựng thủy ngân hoặc rượu trong nhiệt kế) và phần hiển thị kết quả (Ví dụ: thang chia vạch trên nhiệt kế)
❖ Các loại nhiệt kế
• Nhiệt kế chất lỏng: hoạt động trên cơ sở dãn nhiệt của các chất Các chất lỏng sử dụng
ở đây phổ biến là thủy ngân, rượu màu, rượu etylic (C2H5OH), pentan (C5H12), benzen toluen (C6H5CH3)
• Nhiệt kế điện: Dụng cụ đo nhiệt điện sử dụng các đặc tính điện hoặc từ phụ thuộc nhiệt
độ như hiệu ứng nhiệt điện trong một mạch có hai hoặc nhiều kim loại, hoặc sự thay đổi điện trở của một kim loại theo nhiệt độ
• Nhiệt kế điện trở: nhiệt kế đo nhiệt độ dựa trên hiệu ứng biến thiên điện trở của chất
bán dẫn, bán kim hoặc kim loại khi nhiệt độ thay đổi; đặc tính loại này có độ chính xác cao, số chỉ ổn định, có thể tự ghi và truyền kết quả đi xa Nhiệt kế điện trở bằng bạch kim đo được nhiệt độ từ 263 °C đến 1.064 °C; niken và sắt tới 300 °C; đồng 50 °C -
180 °C; bằng các chất bán dẫn để đo nhiệt độ thấp (0,1°K – 100°K) Để đo nhiệt độ thấp, người ta áp dụng loại nhiệt kế ngưng tụ, nhiệt kế khí, nhiệt kế từ
Hình 3 5 Nhiệt kế điện tử dùng trong y khoa
• Nhiệt kế bán dẫn: Dùng cảm biến nhiệt là một linh kiện bán dẫn nhóm Điốt Zener (ví
dụ Precision Temperature Sensor LM335[12] có hệ số 10 mV/°K, biến đổi tín hiệu tương tự sang số (ADC) và hiện số liệu Nó có mặt trong các máy đo nhanh của y tế[13] Trong đo nhiệt độ môi trường đất, nước, không khí, cũng đang dùng cảm biến
Trang 33Bài 3 Dụng cụ đo lường, kiểm tra, cơ cấu an toàn trên thiết bị áp lực Trang 31
nhiệt bán dẫn với vỏ thích hợp để dẫn nhiệt nhanh Dải nhiệt độ làm việc do mạch điện
tử xác định, tức là cao nhất vào cỡ 80 đến 120 °C
Hình 3 6 Nhiệt kế hiện số.
• Nhiệt kế hồng ngoại: Đây là dòng nhiệt kế điện tử hoạt động dựa trên hiệu ứng bức xạ
nhiệt dưới dạng hồng ngoại của các vật nóng
Đồng hồ đo lưu lượng flow meter là một thiết bị được sử dụng để đo thể tích hoặc khối lượng của chất khí hoặc chất lỏng Flow meter được gọi bằng nhiều tên, chẳng hạn như đồng hồ đo lưu lượng, chỉ báo lưu lượng, đồng hồ đo chất lỏng, cảm biến tốc độ dòng chảy,… tùy thuộc vào ngành công nghiệp cụ thể Tuy nhiên, tất cả đều đo lưu lượng Các kênh mở, như sông hoặc suối, có thể được đo bằng lưu lượng kế Hoặc thường xuyên hơn, tiện ích nhất từ máy đo lưu lượng flow meter tập trung vào việc đo khí và chất lỏng trong đường ống Cải thiện tính rõ ràng, độ chính xác và độ phân giải của phép đo chất lỏng là những lợi ích lớn nhất của máy đo flow meter
Trong thực tế, chúng ta chỉ thường gặp một số loại flow meter như:
3.3.1 Flow meter water
Trang 34Bài 3 Dụng cụ đo lường, kiểm tra, cơ cấu an toàn trên thiết bị áp lực Trang 32
Hình 3 7 Flow meter cơ khí
Hình 3 8 Tube flow meter
Chúng là loại flow meter đo nước phổ biến và kinh tế nhất Thực hiện đo lưu lượng thông qua vòng quay tuabin với 1 bên, chân vịt hoặc bánh quay Các loại flow meter đo nước cơ học hoạt động bằng cách đo tốc độ nước chảy qua đường ống làm cho pít-tông hoặc tua-bin quay Tốc độ dòng chảy của nước tỷ lệ thuận với tốc độ quay của cánh quay Nhược điểm của flow meter đo nước cơ học để đo nước là chúng có thể bị tắc khi nước bẩn hoặc chứa các hạt lớn hơn, dẫn đến tăng chi phí bảo trì Đồng hồ nước cơ học cũng không hoạt động tốt khi lưu lượng nước thấp
Trang 35Bài 3 Dụng cụ đo lường, kiểm tra, cơ cấu an toàn trên thiết bị áp lực Trang 33
3.3.2 Flow meter đo dòng xoáy
Flow meter đo dòng xoáy sử dụng các xoáy được đổ ra từ một cảm biến đặt trong dòng chảy Các dòng xoáy được tạo ra khi một chất lỏng di chuyển qua vật cản, giống như gió thổi qua cột cờ hoặc nước chảy quanh một tảng đá trong dòng suối
Hình 3 9 Flow meter đo dòng xoáy
Trong một flow meter đo dòng xoáy, một tab cảm biến uốn cong từ bên này sang bên kia khi mỗi dòng xoáy đi qua, tạo ra một đầu ra tần số tỷ lệ thuận với tốc độ dòng nước Flow meter đo dòng xoáy đa biến có thể đo tối đa năm biến quy trình với một kết nối quy trình: nhiệt độ, áp suất, mật độ, lưu lượng khối, tốc độ dòng chảy Đồng hồ đo dòng xoáy hoạt động tốt trên các ống rất lớn vì chúng có thể được đưa vào bên trong ống đo dòng chảy
3.3.3 Flow meter ultrasonic
Flow meter siêu âm đo tốc độ của chất lỏng đi qua đường ống bằng siêu âm để đo lưu lượng thể tích Trong flow meter siêu âm thời gian di chuyển, tín hiệu siêu âm được truyền theo hướng của dòng chất lỏng chảy xuôi, và sau đó một tín hiệu khác được truyền đi ngược dòng chất lỏng Ở dạng cơ bản nhất của nó, thời gian để xung âm thanh truyền xuống dòng được so sánh với thời gian để xung đi ngược dòng Sử dụng thời gian vi sai này, vận tốc của chất lỏng sau được tính toán Sau đó, đồng hồ tính toán tốc độ dòng trong đường ống bằng vận tốc chất lỏng này Ngoài ra, phép đo năng lượng BTU có thể được lấy từ tốc độ dòng và chênh lệch nhiệt độ giữa hai chân nóng và lạnh
Trang 36Bài 3 Dụng cụ đo lường, kiểm tra, cơ cấu an toàn trên thiết bị áp lực Trang 34
Hình 3 10 Flow meter ultrasonic
Flow meter siêu âm kẹp có thể đo nước từ bên ngoài đường ống bằng cách bắn các xung
âm thanh qua thành ống, do đó có tính linh hoạt ứng dụng và làm cho chúng phù hợp để đo lưu lượng nước trong các ống lớn
3.3.4 Flow meter Magnetic
Hình 3 11 Flow meter magnetic
Đồng hồ flow meter đo lưu lượng từ tính đo tốc độ của chất lỏng đi qua đường ống bằng từ trường để đo lưu lượng thể tích Chúng dựa trên nguyên lý Định luật cảm ứng điện từ Faraday, theo đó chất lỏng tạo ra điện áp khi nó chảy qua từ trường Dòng chất lỏng càng nhanh, điện áp được tạo ra càng nhiều Điện áp được tạo ra tỷ lệ thuận với chuyển động của nước; tín hiệu điện áp được xử lý thành tốc độ dòng thể tích bằng thiết bị điện tử Vì các đồng hồ đo lưu lượng từ cho thấy độ chính xác trung bình, chúng không phù hợp cho các ứng dụng sử dụng để đo nước tinh khiết vì không có ion để đo
Trang 37Bài 3 Dụng cụ đo lường, kiểm tra, cơ cấu an toàn trên thiết bị áp lực Trang 35
Mỗi nồi hơi được lắp đặt một bộ ống thuỷ có nhiều dạng khác nhau, nhằm mục đích cho người vận hành nồi hơi quan sát mực nước cho phép trong suốt quá trình vận hành Các van đều được mở, việc đóng van chỉ sử dụng khi bảo trì ống thuỷ, rửa ống thuỷ, chế độ nước hoặc chế độ hơi, các van này cũng đóng khi bị sự cố bể ống thuỷ, hoặc thao tác khi rửa ống thuỷ
Trang 38Bài 3 Dụng cụ đo lường, kiểm tra, cơ cấu an toàn trên thiết bị áp lực Trang 36
Hình 3 12 Ống thủy quan sát mực nước trong nồi hơi
Ống thủy tối: Ống thủy có hình trụ được kết nối với bao hơi bằng 1 hệ van Ở trên thân
của ống thủy tối thường để lắp kính thủy sáng lò hơi để quan sát mức nước, các bộ cảm biến mức nước để đưa thông tin về phòng điều khiển của hệ thống lò hơi
Trang 39Bài 3 Dụng cụ đo lường, kiểm tra, cơ cấu an toàn trên thiết bị áp lực Trang 37
Ống thủy sáng: là thiết bị mà người vận hành có thể quan sát được mức nước bao hơi trên
đó Thường được lắp vào lò hơi hoặc ống thủy tối
Thông thường, để lò hơi hoạt động bình thường thì mức nước hiển thị ở chính giữa trên kính thủy sáng, vị trí này sẽ được đánh dấu lại để người vận hành theo dõi Nếu là lò hơi có balong đường kính nhỏ, áp suất thấp thì vị trí đặt kính thủy sáng ở ngay trên thân balong lò hơi, nếu thân lò hơi lớn thì kính thủy sáng được lắp vào ống thủy tối, ống thủy tối cũng được kết nối với balong lò hơi theo quy tắc “2 bình thông nhau” và được lắp van Đóng/Ngắt khi cần thiết
Bình thường, người ta sẽ lắp đặt 2 kính thủy sáng trên thân của ống thủy tối để có thể quan sát được mức nước trong lò hơi từ hai hướng khác nhau
Ống thủy tối là ống thủy có hình trụ được kết nối với lò hơi bằng 1 hệ van Ở phần thân của ống thủy tối thường để lắp kính thủy sáng để quan sát mức nước Cụm van kết nối giúp người vận hành hệ thống lò hơi có thể Đóng/Mở ống thủy tối và lò hơi khi cần thiết Trên thân của ống thủy tối thường có 2 mặt bích để lắp với 2 kính thủy sáng lò hơi theo hai hướng khác nhau
Ngoài ra, trên thân của ống thủy tối nồi hơi còn được lắp đặt đường ống và cụm van xả đáy khi cần thiết
3.5.1 Van an toàn
Hiện nay có rất nhiều cách định nghĩa van an toàn, nhưng theo chúng tôi đội ngũ kỹ sư có nhiều năm kinh nghiệm cũng như đã tham khảo nhiều tài liệu thì có thể định nghĩa ngắn gọn như sau:
Trang 40Bài 3 Dụng cụ đo lường, kiểm tra, cơ cấu an toàn trên thiết bị áp lực Trang 38
Hình 3 14 Cấu tạo van an toàn
Qua bản vẽ trên ta thấy cấu tạo van an toàn gồm những bộ phận sau: