Tìm hiểu và Tính toán một vài thông số của thiết bị gia nhiệt E401–C tại trạm phân phối khí Phú Mỹ

Giới hạn cháy nổ %V hoặc % mol của một số khí ở 1 atm.STT Chất khí Hỗn hợp với không khí Hỗn hợp với oxy Giới hạn dưới Giới hạn trên Giới hạn dưới Giới hạn trên n N n N 1 = 100% Trong

LỜI NÓI ĐẦU

Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của công nghiệp dầu khí trên thế giới Nghànhcông nghiệp dầu khí Việt Nam được phát triển từ những năm 70 của thế kỷ trước,cho đến nay cũng đang trên đà phát triển và là nghành kinh tế mũi nhọn của cảnước Chúng ta đã tìm ra nhiều mỏ có trữ lượng lớn và đưa vào khai thác hiệu quả,như mỏ Đại Hùng, Bạch Hổ, mỏ Rồng ở vùng Nam Côn Sơn, các mỏ khí như LanTây, Lan Đỏ,…

Trong thời gian thực tập tại công ty Vận Chuyển Khí Đông Nam Bộ, tôi đã đượctìm hiểu về công nghệ vận chuyển khí Với vốn kiến thức học ở trường và thời gian

tìm hiểu công nghệ tại công ty nên tôi chọn đề tài “Tìm hiểu và tính toán một vài thông số của thiết bị gia nhiệt E401–C tại trạm phân phối khí Phú Mỹ”.

Với thời gian không nhiều, kiến thức còn hạn chế nên đồ án còn nhiều thiếu sót.Kính mong các thầy cô trong bộ môn Lọc – Hóa Dầu và các bạn giúp đỡ góp ýthêm để đề tài ngày càng hoàn thiện hơn

Tôi xin chân thành cảm ơn các anh, chị trong công ty Vận chuyển khí Đông Nam

Bộ đã tạo điều kiện thuận lợi trong thời gian thực tập tại công ty và chân thành cảm

ơn các thầy cô trong bộ môn Lọc – Hóa Dầu trường đại học Mỏ - Địa Chất

Phần I GIỚI THIỆU Chương 1 TỔNG QUAN VỀ KHÍ1.1 Khí tự nhiên

1.1.1 Khái niệm

1.1.1.1 Khí tự nhiên

Khí tự nhiên là tập hợp những hydrocacbon khí CH4, C2H6, C3H8, C4H10…cótrong lòng đất Chúng thường tồn tại thành nhữnh mỏ khí riêng lẻ hoặc tồn tại trêncác lớp dầu mỏ Khí tự nhiên còn được hiểu là khí trong các mỏ khí Ngoài nhữngkhí hydrocacbon, khí tự nhiên còn luôn chứa các khí vô cơ N2, H2S, CO2, khí trơ,hơi nước

Thành phần hóa học của khí tự nhiên kahs đơn giản Về mặt thành phần hóa học,mêtan là hợp phần chính của khí tự nhiên Ngoài ra còn các khí hydrocacbon nặnghơn như: etan, propan, butan… Các khí này ít hơn nhiều Khí càng nặng chứa mêtancàng ít

Khí tự nhiên là nguồn nguyên liệu, nhiên liệu vô cùng quý giá, gần như không táisinh, đóng vai trò cực kì quan trọng trong hoạt động kinh tế, trong chiến lược pháttriển của mỗi quốc gia trên thế giới

1.1.1.2 Khí đồng hành

Trong vỉa dầu, áp suất rất lớn một lượng khí dầu mỏ hòa tan trong dầu Khi khaithác dầu mỏ, áp suất giảm, lượng khí này tách ra khỏi dầu cùng đi lên theo quá trìnhkhai thác gọi là khí đồng hành

Khí đồng hành là phân đoạn nhẹ nhất của dầu mỏ nguyên khai, thu được ngay ởchính thiết bị tách khí tại miệng giếng khai thác dầu mỏ Thành phần hóa học củakhí đồng hành gần giống với khí tự nhiên Tuy nhiên về mặt định lượng khí đồnghành nghèo mêtan hơn khí tự nhiên nhưng giàu C3+ hơn

Thành phần của khí đồng hành phụ thuộc vào bản chất của dầu mỏ, vào nhiệt độ,

áp suất tại đó khí tách ra khỏi dầu Thành phần định tính và định lượng của dầu mỏ

là rất khác nhau Chúng khác nhau ở các tầng trong cùng một mỏ

Bảng 1.1 Thành phần khí tự nhiên và khí đồng hành khai thác từ một vài mỏ

của Việt Nam (% theo thể tích)

Tiền hải Rồng đôi Bạch Hổ Đại Hùng Ruby

1.1.1.3 Khí chế biến dầu mỏ

Khí chế biến dầu mỏ còn được gọi là khí nhà máy lọc dầu, là phân đoạn thu được(phân đoạn hơi) khi chế biến dầu thô và các phân đoạn của nó bằng phương phápkhác nhau Đó là phân đoạn hơi bay ra từ đỉnh tháp ổn định reformat, từ quá trìnhreforming, từ đỉnh tháp chưng cất, lò phản ứng cracking…

Khác với khí tự nhiên và khí đồng hành, khí chế biến dầu mỏ thường chứahydrocacbon đói, chứa ít khí vô cơ, có thể có hoặc không chứa hơi nước

1.1.2 Phân loại khí tự nhiên

1.1.2.1 Phân loại theo nguồn gốc khai thác

 Khí tự nhiên (khí không đồng hành) là khí khai thác từ các mỏ khí, có thànhphần chủ yếu là CH4

 Khí đồng hành là khí đi kèm với dầu mỏ trong quá trình khai thác So với khí

tự nhiên, thành phần CH4 trong khí đồng hành thấp hơn

1.1.2.2 Phân loại theo thành phần axit

 Khí chua là khí thiên nhiên chứa H2S với hàm lượng  5,8 mg/m3 và thểtích của CO2 > 2% thể tích của hỗn hợp khí ở điều kiện tiêu chuẩn (15,6oC, 1 atm)

 Khí ngọt là khí tự nhiên có hàm lượng CO2 Và H2S nhỏ hơn quy định trên

1.1.2.3 Phân loại theo hàm lượng hydrocacbon

 Khí béo (khí giàu) là khí có hàm lượng C3+  150 mg/m3 hỗn hợp khí ở điềukiện tiêu chuẩn (15,6oC,1 atm)

 Khí gầy (khí nghèo): Là khí có hàm lượng C2+> 10% hàm lượng khí.

 Khí ướt là khí có hàm lượng C2+ nhỏ hơn quy định trên

1.1.3 Một số tính chất hóa lý kĩ thuật điển hình của khí tự nhiên.

1.1.3.1 Nhiệt độ tới hạn – áp suất tới hạn

Một chất có thể biến từ trạng thái hơi sang trạng thái lỏng khi nhiệt độ giảm và

áp suất tăng trong điều kiện nhiệt độ thấp hơn một giá trị nào đó Trên nhiệt đókhông thể biến hơi thành lỏng ở bất kì áp suất nào Nhiệt độ đó được gọi là nhiệt độtới hạn

Tại điểm tới hạn, không phân biệt được trạng thái lỏng và hơi (khối lượng riêng,

độ nhớt và tính chất khác) Nhiệt độ tới hạn thường được kí hiệu là Tk, tương ứngvới Tk có khái niệm áp suất tới hạn Pk.

Các thông tin tới hạn đối với các hydrocacbon riêng biệt thu được trên cơ sở dữkiện thực tế và thực nghiệm

Bảng 1.2 Một số tính chất hóa lí của khí hydrocacbon.Nguyên

tố

Nhiệt độ sôi Nhiệt độ tới hạn Áp suất

tới hạn(Map)

Thể tíchriêng tớihạn

Hệ sốnén tớihạn

1.1.3.2 Áp suất hơi bão hòa

Áp suất hơi bão hòa của một chất lỏng là áp suất hơi riêng phần gây ra bởi các phân

tử đó tồn tại trên mặt thoáng khi chất lỏng bay hơi cực đại, hay nói cách khác khi

có cân bằng bay hơi – ngưng tụ

Áp suất hơi bão hòa phụ thuộc vào nhiệt độ Nhiệt độ tăng áp suất hơi bão hòa tăngnhanh

Mối quan hệ giữa áp suất hơi bão hòa và nhiệt độ được biểu diễn bằng phương trìnhClapupron – Clausius dạng tích phân:

LnP = A/T+ B

Với A, B là hằng số phụ thuộc vào bản chất pha lỏng.

Áp suất hơi bão hòa có giá trị càng lớn nếu chất lỏng có phân tử lượng càng bé.Chất có áp suất hơi bão hòa càng lớn là chất dễ bay hơi

1.2.3.3 Nhiệt độ sôi

Sự sôi là hiện tượng chất lỏng bay hơi ào ạt, mọi phân tử lỏng đều bay hơi Ở đó

áp suất hơi bão hòa của chất lỏng đang sôi bằng áp suất đè lên mặt thoáng Vậy ápsuất đè lên mặt thoáng càng lớn thì nhiệt độ sôi càng lớn

Nhiệt độ sôi của các hydrocacbon phụ thuộc vào áp suất đè lên mặt thoáng vànhiệt độ sôi được xác định bằng thực nghiệm

1.1.3.4 Khối lượng riêng và tỉ khối

 Khối lượng riêng của một chất khí hay hỗn hợp là tỉ lệ giữa một đơn vị khốilượng và một đơn vị thể tích chất khí đó chiếm chỗ được tính theo công thức:

 = m v (kg / m 3 ) Trong đó:

m: khối lượng của chất khí (kg)

Khối lượng riêng, tỉ khối là các đại lượng đặc trưng cho một chất và dùng đểđánh giá sơ bộ tính chất lý học của chất đó

Bảng 1.3 Khối lượng riêng của một số chất khíCấu tử CH4 C2H6 C3H8 i.C4H10 n.C4H10 C5H12 CO2 H2S N2

1.1.3.5 Điểm sương của khí

Điểm sương của khí hay hỗn hợp khí là nhiệt độ cao nhất mà ở đó giọt lỏng bắtđầu được tạo thành từ pha khí

 Nhiệt trị cao (Qc) là nhiệt trị nước tạo thành ở thể lỏng.

 Nhiệt trị thấp (Qt) là nhiệt trị nước tạo thành ở dạng hơi

Nhiệt trị phụ thuộc vào khối lượng riêng và tỉ lệ hydrocacbon ở thể hơi.Hydrocacbon càng nhẹ có nhiệt trị khối lớn nhưng nhiệt trị thể tích nhỏ

Nhiệt trị phụ thuộc vào áp suất, nhiệt độ

Bảng1.4 Nhiệt trị của một số hydrocacbon

Độ nhớt của khí tăng khi nhiệt độ tăng và giảm khi phân tử lượng tăng

Độ nhớt là một đại lượng phụ thuộc rất phức tạp vào bản chất, nhiệt độ, áp suất,nồng độ khí Không có phương trình toán học nào dù ở dạng rất phức tạp cho phéptính độ nhớt của tất cả các sản phẩm dầu mỏ mà chỉ có các đồ thị, những phươngtrình gần đúng để tính độ nhớt cho các phân đoạn hẹp

Tuy vậy, độ nhớt là đại lượng quan trọng để đánh giá phẩm chất cũng như đánhgiá độ truyền nhiệt, khả năng lưu chuyển, tính toán đường ống, bơm, hiệu suất cácđĩa trong tháp chưng cất…

1.1.3.8 Giới hạn cháy nổ

Hỗn hợp khí hydrocacbon với không khí có thể cháy nổ khi gặp lửa, hỗn hợp nàychỉ cháy nổ khi tỷ lệ hydrocacbon và không khí hoặc oxy nguyên chất nằm trongmột giới hạn nào đó, nó phụ thuộc vào bản chất khí và nhiệt độ của khí

Giới hạn cháy nổ dưới là hàm lượng tối thiểu của khí (tính theo phần trăm thểtích hay phần trăm mol) trong hỗn hợp với không khí hoặc oxy nguyên chất có thểcháy được khi gặp ngọn lửa

Giới hạn cháy nổ trên là hàm lượng tối đa của khí (tính theo phần trăm thể tíchhay phần trăm mol) trong hỗn hợp với không khí hoặc oxy nguyên chất có thể cháyđược khi gặp ngọn lửa

Vùng cháy nổ được giới hạn bởi giới hạn cháy nổ trên và giới hạn cháy nổ dưới

về nồng độ khí Ngoài vùng cháy nổ thì sự cháy nổ không diễn ra do sự thiếu hụtoxy hay do quá nghèo nguyên liệu

Bảng 1.5 Giới hạn cháy nổ (%V hoặc % mol) của một số khí ở 1 atm.STT Chất khí Hỗn hợp với không khí Hỗn hợp với oxy

Giới hạn dưới Giới hạn trên Giới hạn dưới Giới hạn trên

n N

n N

1

) = 100%

Trong đó:

y :Giới hạn cháy nổ của hỗn hợp

N: Giới hạn cháy nổ của từng cấu tử

n: Phần trăm thể tích hoặc phần trăm mol của từng cấu tử

Các đại lượng nhiệt độ cháy và giới hạn cháy nổ trên, dưới là các thông số kĩthuật áp dụng trong vận chuyển, chế biến khí và tồn trữ khí

1.1.4 Ứng dụng của khí tự nhiên

1.1.4.1 Khí đốt

1.1.4.2 Khái niệm

Khí tự nhiên hóa lỏng LNG ( Liquified Natural Gas) là khí tự nhiên được hóalỏng tại nhiệt độ âm 160oC, có thành phần chủ yếu là mêtan không màu, không mùi,không độc, ít gây ô nhiễm môi trường khi sử dụng

Khí tự nhiên nén CNG (Compressed Natural Gas) thành phần chủ yếu là mêtan,được nén ở áp suất 200 đến 250 atm, khi đó mêtan vẫn ở thể khí nhưng thể tíchgiảm đi 200 đến 250 lần, để tồn chứa và vận chuyển dễ dàng

1.1.4.3 Ứng dụng

Như tên gọi của nó, khí đốt là nguồn nguyên liệu đốt vô cùng lí tưởng Nó chủyếu được dùng làm nhiên liệu đốt cho các nhà máy điện, lò đốt công nghiệp, chấtđốt dân dụng và nguyên liệu đốt cho các động cơ, phương tiện giao thông vận tải…ngoài ra khí đốt còn có thể dùng làm nguyên liệu để sản xuất đạm, các loại hóa chấtkhác…

Dùng khí đốt, mức độ ô nhiễm giảm mạnh, lượng SOx, COx, NOx rất thấp, lượng

NO sinh ra thấp hơn 6-8 lần so với diesel, lượng condensat sinh ra ít hơn 30% sovới dùng xăng CNG không có chì và benzen (là các chất độc) Mặt khác khí đốt lànhiên liệu an toàn hơn các nhiên liệu truyền thống bởi vì khí nhẹ hơn không khí nêntrong trường hợp rò rỉ, khí sẽ bốc lên và khuếch tán không gây cháy lan tràn Mặtkhác khí đốt có trị số octan lớn hơn xăng nên khi chuyển đổi sử dụng nhiên liệu làCNG sẽ kéo dài tuổi thọ động cơ, giảm chí phí bảo dưỡng thiết bị Tuy nhiên nhượcđiểm của việc dùng khí đốt là bình chứa CNG chiếm nhiều diện tích xe

1.1.4.4 Khí dầu mỏ hóa lỏng (LPG – Liquefied Petroleum Gas)

LPG là hỗn hợp của propan C3H8 và butan C4H10, ngoài ra còn các thành phầnpropen, buten, mêtan, C5, N2, H2, chất tạo mùi…thu được trong quá trình sử lí khíđồng hành hay khí tự nhiên

LPG đươc tàng trữ và vận chuyển ở trạng thái lỏng Dưới điều kiện bình thường

ở áp suất khí quyển, sản phẩm này ở trạng thái hơi Tuy nhiên dưới áp suất thíchhợp hơi đó chuyển sang dạng lỏng thể tích giảm đi khoảng 250 lần

LPG ở thể lỏng và hơi đều không màu, không mùi Vì lí do an toàn chất tạo mùiđược pha vào để phát hiện rò rỉ Theo đa số các tiêu chuẩn chất tạo mùi được phavào có hàm lượng thích hợp sao cho phát hiện ra khi hơi gas rò ra đạt nồng độ bằng1/5 giới hạn cháy nổ dưới

LPG thương mại thường được pha thêm chất tạo mùi etyl mercaptan C2H5SH.Khí này có mùi đặc trưng và hòa tan tốt trong LPG, không độc, không ăn mòn kimloại và tốc độ bay hơi gần LPG nên nồng độ trong LPG không đổi khi bay hơi.

- Trong nông nghiệp: Sấy nông sản ngũ cốc, sấy chè, cà phê, lò ấp trứng, sưởi ấmnhà kính

- Trong giao thông vận tải: LPG là một nhiên liệu lí tưởng thay cho xăng trongđộng cơ đốt trong, vì LPG có trị số octan cao, ít ô nhiễm môi trường, đơn giản hóacấu tạo động cơ

- Trong công nghiệp dầu hóa LPG là nguyên liệu quý giá để điều chế, tổng hợpthành các chất làm nguyên liệu khác như: nhựa PE (polyetylen), PVC(polyvinylclorua), phân đạm, sợi tổng hợp, cao su tổng hợp, sơn tổng hợp, chất tẩyrửa…

1.1.4.6 Condensat

1.1.4.6.1 Khái niệm

Condensat còn gọi là khí ngưng tụ, là một hỗn hợp hydrocacbon đồng thể ở dạnglỏng trong điều kiện thường (1atm, 25oC) Chúng thực chất là một dạng trung giangiữa khí và dầu mỏ ( là phần đuôi khí và là phần đầu của dầu mỏ), có nhiệt độ sôicuối khoảng 200oC

Thành phần của condensat khá phức tạp, ngoài các khí hydrocacbon nặng cònchứa nhiều các khí hydrocacbon lỏng (C5 ) thuộc các loại hợp chất parafin, naphten,aromatic…nhưng với hàm lượng rất ít (các tạp chất này có ảnh hưởng rất lớn tới giátrị sử dụng của condensat do ảnh hưởng của chúng tới quy trình chế biến) Thôngthường condensat được kí hiệu là C5+

Để đảm bảo các đặc tính kinh tế, kĩ thuật trong vận chuyển tàng trữ và chế biến,condensat phải được ổn định theo các tiêu chuẩn thương mại, đặc biệt về áp suấttiêu chuẩn hơi bão hòa.

 Dung môi:

Thực hiện quá trình chưng cất condensat ta thu được các phân đoạn có thể làmdung môi hữu cơ Các dung môi này được sử dụng rộng rãi trong các ngành côngnghiệp: sản xuất sơn, mực in, chất tẩy rửa, chất kết dính, chất đánh bóng…

 Các sản phẩm hóa dầu:

Condensat trong quá trình cracking hơi có thể sản xuất ra các olefin như: etylen,propylen…dùng làm nguyên liệu trong quá trình hóa dầu Trong quá trìnhreforming xúc tác, condensat có thể thu được benzen, toluel, xylen dùng làmnguyên liệu hay dung môi cho ngành hóa dầu

1.2 Nguồn khí và tiềm năng khí tự nhiên ở Việt Nam

1.2.1 Trữ lượng khí ở Việt Nam

Việt Nam có nguồn tài nguyên đáng kể với tổng trữ lượng dầu và khí có thể thuhồi về mặt kĩ thuật:

870.106 m 3 (4,3.106 thùng) dầu và 160.109 m3 khí đồng hành

1130.109 m3 khí tự nhiên và 200.106 m3 (1,3.109 thùng) condensat Các bồn trũngchứa dầu khí chính (đến 90% trữ lượng có thể thu hồi về mặt kĩ thuật) của ViệtNam là Nam Côn Sơn, Cửu Long, Malay – Thổ Chu và Sông Hồng

1.2.1.1 Bồn trùng Nam Côn Sơn

Trữ lượng khí:

15.109 m3 khí đồng hành và 74.106 m3 dầu

Kích thước mỏ dầu lớn nhất: Thấp hơn 107 m3 dầu và 16.109m3 khí.

Khí bị nhiễm CO2 đáng kể (30% tại mỏ Bunga)

Sản lượng condensat không đáng kể

1.2.1.4 Bồn trũng sông Hồng

Trữ lượng khí:

208.106 m3 khí tự nhiên và 13.106 m3 dầu

Kích thước mỏ khí hydrocacbon lớn nhất 64 128.109 m3

Tỉ lệ nhiễm CO2 cao(75%), cũng tìm thấy N2 và H2S

Sản lượng condensat không đáng kể

Phân vùng trữ lượng và phát hiện nguồn khí bồn trũng theo bảng 1/6

Bảng 1.6 Phân vùng trữ lượng bồn trũng ( tỉ m 3)

Mỏ Khí đồng hành Khí tự nhiên Tổng trữ lượng Tỉ lệ (%)

Nam Côn Sơn 15 159 174 38

1.2.2 Tiềm năng và khả năng cung cấp khí ở Việt Nam

Khả năng cung cấp khí lớn nhất và hiệu quả nhất là nguồn khí từ Nam Côn Sơn

Từ cuối năm 2002, Lan Tây – Lan Đỏ bắt đầu cung cấp khí với lưu lượng 4 – 5 tỉ

m3/năm và có thể đạt hết công suất đường ống Nam Côn Sơn là 7 m3/năm sau năm

2010 Hy vọng với các phát hiện khí mới, bồn trũng Nam Côn Sơn sẽ đảm bảo cholượng khai thác này trên 30 năm Các nguồn khí đồng hành từ bồn trũng Cửu Long

có thể cung cấp một sản lượng khoảng 5 tỉ m3/năm vào 2005 nhưng cũng rất nhanhxuống 3 tỉ m3/năm vào năm 2010 Tuy nhiên một số mỏ dầu khí khác tại bồn trũngCửu Long sẽ được phát hiện và có thể làm tăng sản lượng này Nhưng nói chungcác mỏ đó là tương đối nhỏ và ít có khả năng khai thác kinh tế Hơn nữa, với côngsuất hạn chế của đường ống Bạch Hổ (4 tỉ m3/năm) phải tìm giải pháp khác cho sảnlượng khí đồng hành dư thừa không vận chuyển hết khí vào bờ

Bồn trũng sông Hồng nằm ngoài khơi phía Bắc và ngoài khơi Việt Nam, hi vọng

có khả năng khai thác đáng kể Tuy nhiên cũng có dự kiến rằng phần lớn khí ở đây

bị ô nhiễm khí CO2 nên khả năng khai thác có hiệu quả kinh tế bị giảm đi nhiều Với các số liệu sau đây cho chúng ta thấy các tiềm năng của các mỏ khí và khảnăng cung cấp khí ở nước ta đáp ứng được nhu cầu về sử dụng khí trong nước trongtình hình hiện nay

Nước ta đang trên con đường công nghiệp hóa hiện đại hóa, kinh tế đang trên conđường phát triển mạnh Nhu cầu về năng lượng cho sản xuất đang tăng nhanh và đòihỏi chất lượng của các loại năng lượng này ngày càng cao Đồng thời với sự pháttriển của nền kinh tế kèm theo sự khan hiếm về nguồn năng lượng không tái sinhcùng với sự ô nhiễm môi trường Do vậy, nhà nước ta và các nước trên thế giới cónhững chủ trương chiến lược lâu dài khuyến khích các nhà máy, xí nghiệp, doanhnghiệp và người dân sử dụng các loại nguyên liệu, nhiên liệu có hiệu quả cao, ít ảnhhưởng đến môi trường.

Hiểu biết về khí và LPG, về công dụng, về an toàn sử dụng chúng ngày càngđược nâng cao rõ rệt, phổ thông hóa Vì vậy, nhu cầu sử dụng khí bùng nổ với tốc

độ nhanh chóng

Đối với nước ta hiện nay, khí hóa lỏng đã trở thành một loại nhiên liệu thôngdụng, tiết kiệm, kinh tế và sạch sẽ nhất do hàm lượng lưu huỳnh không đáng kể, dođặc tính cháy hết không tạo muội than, khói không tạo CO

Chương 2

GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TY VẬN CHUYỂN KHÍ

ĐÔNG NAM BỘ

2.1 Chức năng chính của công ty

Khí thiên nhiên Nam Côn Sơn được lấy từ vùng trũng thuộc bể Nam Côn Sơngồm các mỏ Lan Tây, Lan Đỏ, Hải Thạch Mộc Tinh… và chuyển tới nhà máy GPPDinh Cố để xử lý công nghệ với chiều dài đường ống là 370 km Khí khô sau đó sẽđược vận chuyển tới GDC Phú Mỹ bằng đường ống 30 inch có chiều dài 28,8km.Trung tâm phân phối khí Phú Mỹ GDC (Gas Distriubation Center) là nơi tiếpnhận và phân phối chủ yếu khí Nam Côn Sơn (NCSP) và một phần khí Bạch Hổ(BH) để phân phối cho các hộ tiêu thụ với công suất đầu 10,48 (triệu m3/ngày) vàcông suất sẽ được tăng gấp đôi trong thời gian tiếp theo

Chức năng của trạm phân phối chính Phú Mỹ là:

Tiếp nhận khí từ NCSP và một phần khí BH từ GDS Phú Mỹ

Gia nhiệt khí tới nhiệt độ yêu cầu của hộ tiêu thụ

Giảm áp tới áp suất tiêu thụ của hộ tiêu thụ

Đo đếm lượng khí cung cấp bằng thiết bị đo đếm

Xả áp ra flare cho các thiết bị để đảm bảo an toàn trạm

Cung cấp khí cho nhà máy điện Bà Rịa và Nhơn Trạch

Ngoài ra giữa GDC và GDS Phú Mỹ được lắp đặt hai dây chuyền cấp bù quay lạilẫn nhau ”BH crossover” và “NCS crossover” với công suất tối đa cho mỗi kênh là

5 (triệu m3/ngày) Việc cấp bù thực hiện một cách linh hoạt tùy thuộc vào thực tếcủa các nguồn khí cũng như nhu cầu khách hàng

2.2.Nguồn khí đầu vào và điều kiện của lượng khí cung cấp tới khách hàng

2.2.1 Yêu cầu nguồn khí

2.2.1.1 Nhu cầu cung cấp khí

Khí Nam Côn Sơn

Lượng khí tối đa hàng ngày,Triệu m3 2,8 2,8 2,8

2.2.1.2 Điều kiện dòng khí vào tại GDC

Khí Nam Côn Sơn

Điều kiện đầu

2.2.1.3.1 Khí Nam Côn Sơn

Bảng 2.1 Thành phần khí Nam Côn Sơn

Bảng 2.2 Chất lượng khí Nam Côn Sơn

H2O Điểm sương của nước là 5oC tại 45 barg

Tổng lượng lưu huỳnh Tiêu chuẩn 11,5 ppmv, tối đa 21,6 ppmv

H2S Tiêu chuẩn 10,1ppmv, tối đa 20,2ppmv

GCV 41 MJ/m3 (1,100 Btu/ft3)

Nhiệt độ điểm sương (Pt) 5oC tại 42 barg

Nhiệt độ Tối thiểu 15oC; tiêu chuẩn = 25oC,

tối đa=60oC

Áp suất đầu vào Tiêu chuẩn=45 barg; tối thiểu=42 barg;

tối đa=60 barg

oC tại 40 barg -15 oC tại 40 barg -40 oC tại 40 barg

2.2.2 Điều kiện và nhu cầu của lượng khí cung cấp cho khách hàng

2.2.2.1 Điều kiện của lượng khí cung cấp tới khách hàng

Bảng 2.5 Nhu cầu cung cấp khí tới khách hàng

Khách hàng Lưu lượng tối đa

CO2 & N Không quy

định quy địnhKhông quy địnhKhông quy địnhKhông quy địnhKhôngNhiệt độ điểm

sương của nước Không quyđịnh quy địnhKhông quy địnhKhông quy địnhKhông quy địnhKhôngTổng S,ppmv <=24 <=36 <=36 <=36

H2S, ppmv <=20 <=24 <=24 <4

Muối kiềm

sunfat, ppm

Không quyđịnh

Khôngquy định

Khôngquy định

định Chưa xácđịnh Chưa xácđịnh 0.25Điểm sương của

hydrocacbon, oC Chưa xácđịnh Chưa xácđịnh Chưa xácđịnh Chưa xácđịnh xác địnhChưaNhiệt độ,oC Ts+25 Ts+15 Ts+15 Ts+25 18-38

Áp suất, barg 25-30 40-50 40-50 25-38 (*) 25-40

*) Áp suất làm việc tối đa cho PM-4 được nâng lên tới 38barg trong quá trình thiết kế phù hợp với yêu cầu của PVGas

T s - Nhiệt độ điểm sương

2.2.2.2 Lượng khí yêu cầu

Bảng 2.6 Lượng khí cung cấp tới khách hàng

Lượng khí tối đa hàng ngày, (triệu m3/ngày) 1,494 1,494

Lưu ý: Bình thường Phú Mỹ 2.1 và Phú Mỹ 2.1 mở rộng tiêu thụ lượng khí trộn

giữa khí Bạch Hổ và NCSP

2.3 Nguyên lý vận hành và hệ thống thiết bị

Nguyên lý vận hành sẽ được thực hiện trong suốt quá trình vận hành và bảodưỡng GDC

2.3.1 Khái quát

Toàn bộ hệ thống thiết bị được điều khiển 24 giờ/ngày từ phòng điều khiển GDC.Các dữ liệu về công nghệ và an toàn sẽ được truyền từ GDC Phú Mỹ đến Trung tâmSCADA tại Dinh Cố thông qua các thiết bị SCADA NCSP tại trạm Phú Mỹ, và do

đó các vận hành viên tại GPP Dinh Cố biết được thông tin về hiện trạng vận hànhchung tại Phú Mỹ GDC

Hệ thống điều khiển trung tâm Integrated Control System (ICS) tại GDC baogồm các thiết bị hỗ trợ sau:

Hệ thống cô lập trạm khẩn cấp (ESD)

Hệ thống phòng chống cháy (F&G)

Trạm GDC được thiết kế với yêu cầu đơn giản, an toàn và vận hành tự động.Cácvận hành bằng tay sẽ được giới hạn tới mức tối thiểu

Hình 2.1 Sơ đồ cung cấp khí cho Phú Mỹ FRP

2.3.2 Gia nhiệt khí

2.3.2.1 Khái quát

Từ Phú Mỹ GDC, khí NCSP được cung cấp tới các hộ tiêu thụ bằng đường ốngvới đường kính 30 inch, với nhiệt độ đầu vào cao hơn điểm sương (Điểm sươngHydrocarbon) là 10oC Nhiệt độ khí đầu ra cho các Nhà máy điện sẽ cao hơn nhiệt

độ điểm sương là 15oC cho PM-1/2.2/3 và 25oC cho PM-4/2.1&2.1 mở rộng Vì thếGDC cần có thiết bị gia nhiệt để sẵn sàng đảm bảo yêu cầu trên

Các thiết bị gia nhiệt cho khí NCS đó là E-401 A/B/C truyền nhiệt bằng hìnhthức trao đổi nhiệt gián tiếp thông qua nước Thiết bị E-401 A/B gia nhiệt khí vớinhiệt độ đầu ra là 25oC cung cấp cho các khách hàng yêu cầu áp suất cao Thiết bị bịE-401 C gia nhiệt với nhiệt độ đầu ra là 49oC cung cấp cho các khách hàng yêu cầu

áp suất thấp Thiết bị có công suất bằng E-401 A/B và thường ở trạng thái dựphòng

Tùy theo thực tế điều kiện vận hành mà 1 hoặc 2 trong 3 thiết bị gia nhiệt hoạtđộng, 1 hoặc 2 thiết bị gia nhiệt ở trạng thái dự phòng

TIC-1012 (Khí đầu ra của E-401A) được cài đặt ở nhiệt độ 25oC và TIC-1016(Khí đầu ra của E-401C) được cài đặt ở 49oC Trong trường hợp nhiệt độ khí cấpcho khách hàng có nguy cơ giảm do áp suất đầu vào cao hoặc nhiệt độ môi trườngthấp thì nhiệt độ cài đặt cho các thiết bị gia nhiệt có thể điều chỉnh bằng tay nhưngvẫn giới hạn công suất cho mỗi thiết bị gia nhiệt

Tùy thuộc vào thực tế vận hành mà thông thường E-401C gia nhiệt cho kháchhàng PM4, E-401A hoặc E-401B gia nhiệt cho tất cả các khách hàng còn lại

2.3.2.2 Các ống góp cho các thiết bị gia nhiệt

Khí NCS trước khi vào các Thiết bị gia nhiệt qua một ống góp đầu vào là 30 inch

và ra khỏi thiết bị gia nhiệt qua hai ống góp đầu ra có đường kính 30 inch cho 401A/B và 20 inch cho E-401C Các van xả áp (BDV-1012, BDV-1025, BDV-1027) được lắp đặt tại các ống góp của thiết bị nhằm xả áp trong trường hợp quá ápvới mục đích an toàn

E-Các van xả áp trên ống góp 30 inch của khí đầu vào từ NCSP, ống góp 30 inchcủa khí đầu ra E-401A/B và ống góp 20 inch (E-401B/C) của khí đầu ra được kínhhoạt bằng tay sau khi vận hành viên kiểm tra xác định báo cháy xảy ra trong vùngthiết bị công nghệ hoặc trong khu vực phát cháy tại nơi đặt các thiết bị gia nhiệt.Chú ý rằng các van xả áp trên sẽ không được mở đồng thời với các van BDV khác

vì nếu như vậy sẽ tạo ra một lượng khí xả quá lớn làm qua tải flare tắt đuốc rất nguyhiểm và có thể gây ra nổ

2.3.2.3 Ống đầu vào và đầu ra tại các thiết bị gia nhiệt

Các van cô lập đầu vào (XZV-1019/1020/1021) được lắp đặt tại các đường vàođến các thiết bị gia nhiệt E-401A/B/C và các van cô lập đầu ra (XZV-1022/1023/1024/1025) được lắp đặt tại các đường ra từ các thiết bịE-401A/B/C.Các van cô lập này sẽ được đóng tự động trong trường hợp xảy ra cháytrong khu vực quanh các thiết bị gia nhiệt hoặc xác định cháy tại hai dây chuyền cấpkhí cho khách hàng

Các van xả áp bằng tay (GA-1005, 1002/GA-1012, 1004/GA-1019, 1006) được lắp trên các thiết bị gia nhiệt để giảm áp các lò xo truyền nhiệt của cácthiết bị gia nhiệt này

GL-Hai van an toàn (PSV-1001A/B, PSV-1002A/B, PSV-1003A/B) được lắp đặttrên mỗi thiết bị gia nhiệt cũng để xả áp bảo vệ đường ống, thiết bị trong trường hợpquá áp

2.3.2.4 Khí nhiên liệu

Khí nhiên liệu được trích từ 2 dòng đầu vào của khí NCS, dòng trước và sau thiết

bị gia nhiệt trên đường ống 30 inch, 20 inch

Khí nhiên liệu được gia nhiệt từ 0oC đến 20oC trong bộ lò xo thứ hai của thiết bịgia nhiệt (E-401A/B/C) Sau khi gia nhiệt, 1 phần khí nhiên liệu được dùng như khíthổi ra đầu flare và phần còn lại vào làm nhiên liệu cho các đầu đốt chính, phụ.Đối với quy định khởi động đầu tiên, bồn nước vẫn chưa được đun nóng cho việcgia nhiệt khí nhiên liệu, đường cung cấp khí nhiên liệu trược tiếp (dòng thứ nhấttheo đường ống số 80-P-176-6C1) từ đầu vào của NCSP đến các van điều áp (PV-1008A/B) được lắp đặt

Van điều khiển áp suất (PV-1008A/B) sẽ giảm áp suất dòng khí nhiên liệu đến6,5 barg Tổng lượng khí nhiên liệu tiêu thụ được đo đếm bằng thiết bị FQI-1010.Các van an toàn (PSV-1011A/B) được lắp đặt nhằm bảo vệ đường ống nhiên liệutránh xảy ra trong trường hợp quá áp khi van PV-1088A/B bị hỏng

2.3.2.5 Thiết bị gia nhiệt

2.3.2.5.1 Thiết bị

Bảng 2.7 Các thông số chính của thiết bị gia nhiệt

Thiết bị E401A/B Thiết bị E-401C

Chênh áp cho phép 0,5 barg 0,5 barg

Nhiệt độ đầu vào/ra(oC) 15/25,2 15/48,7

Thiết bị gia nhiệt gián tiếp qua bồn nước, bao gồm:

Bồn chứa nước hình trụ nằm ngang

Các ống truyền nhiệt dạng lo xo xoắn

Ống khói và ống đốt

Hệ thống cung cấp khí nhiên liệu, buồng đốt, hệ thống điều khiển buồng đốt(BMS)

Dòng lưu chất được gia nhiệt (trong trường hợp này là khí thiên nhiên) sẽ đi qua

bộ gia nhiệt bằng lo xo đặt tại phí trên cùng của bồn nước Nhiệt sẽ được cấp nhờkhí nhiên liệu cháy trong các buồng đốt Nhiệt độ cao của quá trình cháy này sẽ điqua các ống tải nhiệt và sẽ làm nóng nhiệt độ của nước trong bình và nhiệt độ củanước nóng này sẽ làm nóng dòng khí công nghệ khi mà dòng khí này đi qua hệthống các ống lò xo xoắn

Nhiệt độ tại bồn nước được điều khiển bằng hệ thống khí nén cho phép dừng tựđộng thiết bị khi xảy ra sự cố

Thiết bị gia nhiệt tại GDC có dạng vỏ ống Các thiết bị gia nhiệt E-401A/B baogồm hai buồng đốt với 2 miệng đốt trong mỗi buồng đốt nhằm cung cấp lượng nhiệtcần thiết Thiết bị gia nhiệt E-401C với một buồng đốt và ba miệng đốt bên trong.Phía trên thiết bị là bình giãn nở nhiệt được thiết kế nhằm thu gom nước giãn nở donhiệt trong quá trình vận hành Bình giãn nở được trang bị ống tiếp nước và đượctiếp đầy nước đến khi đạt mức cho phép

Vỏ ống được bọc cách nhiệt, vận hành tại áp suất môi trường và bình giãn nởđược lắp đặt tại ống xả ra ngoài trời Trong điền kiện vận hành bình thường, nhiệt

độ bồn nước đạt 87oC và nhiệt độ ống khói lên đến 560oC

Dòng khí cần gia nhiệt sẽ đi qua các ống xoắn nằm ở nửa trên của thiết bị gianhiệt Các ống góp đầu vào, đầu ra và ống đốt có thể tháo rời khỏi vỏ cho mục đíchbảo dưỡng và kiểm tra Ống đốt và đầu đốt được thiết kế theo API 12k với áp suấtthiết kế là 71 barg

Nhiệt được truyền qua hai ống đốt chữ U đối với E-401A/B và một ống đốt đốivới E-401C nằm ở nửa trên của bồn nước

Khí nhiên liệu cung cấp đến đầu đốt chính (burner) trong các buồng đốt đượcđiều chỉnh bơi bộ điều khiển nhiệt (TIC-1032/1042/1052) sử dụng tín hiệu đầu vào

từ nhiệt độ bồn nước Tín hiệu điều khiển từ hệ thống điều khiển ICS

(TIC-1012/1014/1016) điều chỉnh giá trị cài đặt tại bộ điều khiển (TIC-1032/1042/1052)bằng cách đo nhiệt độ đầu ra của dòng khí công nghệ Áp suất hạ nguồn của vanđiều khiển được duy trì bằng van điều áp.

Không khí được đưa vào buồng đốt qua bộ điều chỉnh ngọn lửa Khí cháy sẽ quacác ống đốt (gia nhiệt nước) rồi đi ra các ống khói của thiết bị E-401A/B và E-401C

Các thiết bị gia nhiệt được cung cấp thêm các lò xo thứ 2 nhằm gia nhiệt khínhiên liệu từ 0oC đến 20oC

2.3.2.5.2 Nguyên lý điều khiển khí công cụ

Các thiết bị gia nhiệt sẽ tự động khi có báo động cháy xung quanh khu vực thiết

bị hoặc báo động cháy trên hai dây chuyền cấp khí cho khách hàng bằng cách đóngcác van cô lập đầu vào (XZV-1019/1020/1021) và các van cô lập đầu ra (XZV-1022/1024/1025), và đồng thời gửi các tín hiệu cô lập đến các bảng điều khiển tạicác thiết bị gia nhiệt (HS-0016/0017/0018)

Buồng đốt khí nhiên liệu bao gồm bộ phận đánh lửa và bộ phận đốt lửa chính.Bảng điều khiển buồng đốt (BMP) đặt tại các hệ thống điều khiển hệ thống

Hệ thống đánh lửa mồi bao gồm đường khí nhiên liệu với van cô lập tự động chophép khí được đưa đến buồng đốt Trong buồng đốt là trục đánh lửa Khi trục đánhlửa được mồi sẽ mồi lửa cho buồng đốt Lửa mồi sẽ cháy liên tục

Khi hệ thống đánh lửa hoạt động tốt thì van cho dòng khí chính sẽ tự động mở,

bộ phận dò lửa sẽ điều khiển ngọn lửa chính

Ngọn lửa chính được điều chỉnh bởi van điều khiển nhiệt độ 1032/1042/1052) nằm trên bảng điều khiển nhiệt độ

(TV-Bảng điều khiển nhiệt độ điều khiển trực tiếp bộ phận đánh lửa và đốt lửa, bộphận dò lửa chính và các van cô lập nguồn lửa chính và lửa mồi

Trong điều kiện vận hành bình thường của buồng đốt, van điều chỉnh nhiệt độ(TV-1032/1042/1052) được đặt tại chế độ điều khiển tự động và BMP sẽ điều chỉnh

vị trí của các van điều khiển (TV-1032/1042/1052) Bộ điều khiển ICS 1012/1014/1016) sẽ bỏ qua điều khiển bởi BMP nếu trong trường hợp nhiệt độ đầu

(TIC-ra của dòng khí công nghệ tăng hoặcgiảm so với nhiệt độ cài đặt

Tuy nhiên, nếu lượng khí qua thiết bị gia nhiệt quá thấp, buồng đốt sẽ điều khiển

ở chế độ đóng hoặc mở

2.3.2.5.3 Báo động và dừng hệ thống

Hệ thống ICS tiếp nhận tín hiệu từ chuông báo động chính (BA-1005/1006/1007)

cho trường hợp lỗi cháy lửa chính tại các thiết bị gia nhiệt, và cảnh báo thôngthường (UA-1005/1006/1007) cho các tín hiệu báo cháy khác tại vị trí của thiết bịgia nhiệt.

Trong trường hợp thiết bị gia nhiệt nào bị dừng thì trước tiên các van sau sẽ đượcđóng lại XV-1031/1041/1051, XV-1033/1043/1053 và TV-1032/1042/1052 Cácvan này sẽ duy trì ở trạng thái đóng cho đến khi sự cố dừng được xác định và đượcsữa chữa Khi khởi động thiết bị gia nhiệt, thời gian thổi sạch khí là 5 phút và đượcthực hiện tự động theo như quy trình khởi động

Quá trình khởi động, vận hành, dừng hệ thống an toàn và điều khiển được điềuchỉnh từ bảng hệ thống BMP

2.3.2.5.4 Buồng nước và chất chống ăn mòn

Vỏ thiết bị gia nhiệt chứa nước sạch đến mức làm lạnh trong bình giãn nở trênđầu thiết bị

Bảng 2.8 Các thông số mức nước khác nhau của bình giãn nở

Chú ý: +0mm là tâm điểm của bình giãn nở

Chất chống ăn mòn được hoàn tan lẫn vào bồn nước để tránh ăn mòn và chốngbám cặn bẩn trên bề mặt thép các bon

Sản phẩm: Nalco 9-108

Lưu lượng sử dụng: Tối thiểu 2.25 L/Tấn nước

Lưu lượng sử dụng hòa tan nên được duy trì Thành phần chính của chất chống

ăn mòn là Natri nitrat, và lượng tối thiểu 1000 ppm của Natri nitrat nên được duytrì

Khi lượng nước được thêm vào thì lượng chất ăn mòn cũng được thêm vào theophần trăm tương ứng

Dung lượng Natri nitrat nên được kiểm tra trong khoảng quy định

Bảng 2.9 Tổng lượng nước và lượng chất chống ăn mòn được thêm vào

Đơn vị E-401A/B E-401CThể tích nước của thiết bị gia nhiệt m3 39,47 16,96

Lượng chất chống ăn mòn trên mỗi thiết bị

Thể tích của một thùng chất chống ăn mòn L 25 25

Số lượng thùng chất chống ăn mòn cho mỗi

thiết bị gia nhiệt Can (tối thiểu)3,55 (tối thiểu)1,55

Bộ điều khiển mức lỏng(LIC-1603/1605) trong chế độ điều khiển đóng hoặc mở.Các van cô lập khẩn cấp (XZV-1611/1612) lắp đặt để tránh dòng khí thất thoátkhi các van điều khiển mức lỏng bị trục trặc (LV-1603/1605) và các van cô lậpkhẩn cấp này (XZV-1611/1612) luôn ở chế độ tự động Mức lỏng HH sẽ kích hoạtđóng van đầu vào(XZV-1601/1675) Van dừng khẩn đầu vào này (XZV-1601/1675)cũng sẽ được kích hoạt đóng khi xảy ra trường hợp khẩn cấp tại GDC Phú Mỹ.Bình lọc khí (F-401A/B) được trang bị hai van xả an toàn áp, công suất 100%(PSV-1617A/B, PSV-1618A/B)

Bộ phận thông báo chênh áp suất (PDI-1610ICS) tại bình lọc khí sẽ kích hoạt còibáo động thông báo đến nhân viên vận hành khi lõi lọc bị cặn bẩn Độ chênh áp đạt0.7 barg thì lõi lọc nên được thay mới

Số lượng các lõi lọc: 7 cái với đường kính 219 mm mỗi cái

Chênh áp cần thay lõi lọc: 0,7 barg

Chênh áp gây hỏng lõi lọc: 1,5 barg

Bình lọc được gắn với nắp mở nhanh (QOC) tại đỉnh nhằm thuận lợi cho việcthay các lõi lọc Nắp mở nhanh luôn ở vị trí đóng mọi lúc trừ trường hợp cần thaylõi lọc

Các lõi lọc nên thay khi chênh áp suất đạt tới 0.7 bar.

2.3.4 Các nhánh cấp khí:

Trạm GDC gồm 7 nhánh phân phối do các đệm khí , mỗi nhánh phân phối chomột khách hàng cố định :

Các van đóng đầu vào tại mỗi nhánh với các van điều khiển bằng tay

Các van đóng đầu ra tại mỗi nhánh

2.3.4.1Các van dừng đầu vào và ra tại mỗi nhánh :

Trên mỗi nhánh lắp đặt các van cô lập đầu vào và ra với tác dụng cô lập mỗinhánh trong trường hợp báo động ở nước độ HH hoặc LL tại điểm cuối của hệthống đo đếm

Bảng 2.10 Ký hiệu của các van cô lập

Nhánh Van cô lập đầu vào Van cô lập đầu ra

2.3.4.2 Các thiết bị điều khiển tại các nhánh

Bộ phận hiển thị nhiệt độ, áp suất trên mỗi nhánh được lắp đặt tại site và ICSTại đầu ra mỗi nhánh, bộ phận cảnh báo áp suất HH/ LL cũng được lắp đặt

Trong trường hợp các cảnh báo này nhận đúng giá trị áp suất đầu ra mỗi nhánh là

HH hoặc LL thì sẽ kích hoạt các van dừng đầu ra và vào tại mỗi nhánh đóng

2.3.4.3 Hệ thống van an toàn và van xả áp

Mỗi nhánh được lắp đặt van xả và 2 van an toàn công suất 100%

Bảng 2.11 Số hiệu của các van và giá trị cài đặt của van an toàn

Nhánh Van giảm áp Van an toàn Điểm cài đặt van an toàn

NCSP Crossover BDV-1505 PSV-1507A/B 60 barg

2.3.4.4 Các nhánh cấp bù

Các nhánh khi được vận hành phải được vận hành cẩn thận Các vận hành viên phảiđược đào tạo quen với việc vận hành cấp bù Quá trình vận hành phải linh hoạt tùytheo điều kiện thực tế vận hành

2.3.4.4.1Nam Côn Sơn Crossover

Nhiệt khí NCS trong khoảng 14oC đến 18oC tại nhánh cấp bù NCS Tùy thực tế

mà khí NCS có thể được cấp bù cho các hộ tiêu thụ khí chất lượng như Thấp áp,Đạm, nhà máy điện Bà Rịa

Thông thường sẽ được trộn với khí Bạch Hổ và được ra nhiệt tại đầu ra thiết bịgia nhiệt ở GDS đến nhiệt độ yêu cầu (nhiệt độ điểm sương +25oC) để cấp bù choPM-2.1/2.1 mở rộng

Trong các trường hợp chỉ có nguồn khí Nam Côn Sơn cung cấp cho PM-2.1/2.1

mở rộng, nhiệt độ đầu ra của thiết bị gia nhiệt tai GDS có thể giảm đến 30oC từnhiệt độ cài đặt ban đầu 45oC

2.3.4.4.2 Bạch Hổ Crossover

Khí Bạch Hổ có thể cấp bù tới GDS trong trường hợp lượng khí Nam Côn Sơnkhông đủ cung cấp cho các hộ tiêu thụ hoặc vì khí Bạc Hổ dư mà khách hàng nhậnkhí có thể chấp nhận khí trộn Khí Bạch Hổ nếu cấp bù chỉ cung cấp cho các nhàmáy điện Phú Mỹ 1, 2.2, 3, 4 và nhà máy Đạm qua các cụm đo đếm tại mỗi nhánh

Các cụm van điều áp (Z-411/421/431/441/451/461/471)

Các cụm van điều áp bao gồm hai nhánh mắc song song: van công suất và van ởtrạng thái dự phòng với công suất hoạt động 100% Mỗi nhánh có hai van điều

khiển và điều chỉnh, được mắc nối tiếp Van điều khiển được duy trì tại vị trí mởkhi áp suất cài đặt lớn hơn so với van điều chỉnh Và van điều khiển sẽ đảm nhậnvai trò vận hành chính khi van điều chỉnh bị lỗi và tự động mở hoàn toàn.

Khí van điều khiển bị lỗi sẽ tự động đóng làm áp suất hạ nguồn sẽ giảm lúc nàytrên nhánh dự phòng van điều chỉnh sẽ đảm nhận vai trò vận hành chính Bìnhthường van điều chỉnh tại nhánh dự phòng ở trạng thái đóng do áp suất cài đặt nhỏhơn so với hai van tại nhánh đang lam việc

Van điều khiển được điều khiển bằng tín hiệu điều khiển khí nén từ bộ điềukhiển áp suất khí nén, và van điều chỉnh được điều khiển bằng tín hiệu điện tại cụm

đo đếm hạ nguồn tại mỗi nhánh

Bảng 2.12 Áp suát cài đặt của các van giảm áp

Khách hàng tiêu thụ Công suất mỗi nhánh Các nhánh dự phòng

Điều chỉnh Điều khiển Điều chỉnh Điều khiểnPM-1 Số hiệu van PV-1101 PV-1100 PV-1103 PV-1102

PM-4 Số hiệu van PV-1401 PV-1400 PV-1403 PV-1402

Áp suất đặt(barg)

Hệ thống đo đếm khí tại Phú Mỹ-GDC bao gồm 7 cụm thiết bị đo đếmUltrasonic đặt trên 7 dây truyền cấp khí khác nhau nhằm mục đích đo đếm thươngmại cho các khách hàng tại khu công nghiệp Phú Mỹ.

Hệ thống đo đếm khí trên mỗi dây truyền cấp khí bao gồm 2 bộ: 1 làm việc và 1

ở trạng thái dự phòng Mỗi bộ đo đếm bao gồm 1 thiết bị đo Ultrasonic (USM), haivan chặn, ống nối và máy phân tích sắc ký khí

Nhánh đo đếm khí ở trạng thái chờ được dùng trong việc kiểm tra công suất củanhánh theo định kỳ Việc bảo dưỡng các cụm đo đếm khí có thể được thực hiện màkhông cần tháo dỡ thiết bị

Bảng 2.13 Thông số của cụm đo đếm

2.3.4.5.2 Tổng quát cho cụm đo đếm

Cụm đo đếm bao gồm hai thiết bị đo đếm Ultrasonic với công suất 100%, vừađược lắp đặt nối tiếp vừa được lắp đặt song song nhằm mục đích một trong hai

thiết bị được sử dụng như Pay Meter và thiết bị còn lại như Check Meter

Thông thường dòng khí sẽ qua thiết bị Pay Meter bà điều khiển bằng tay quaCheck Meter Trong suốt quá trình thử nghiệm công nghệ dòng khí được phép qua

cả hai thiết bị đo đếm này

Trong quá trình bảo dưỡng Pay Meter và Check Meter sẽ được sử dụng

Mỗi thiết bị được lắp đặt một máy tính lưu động theo dõi và tính toán dòng khícung cấp Mỗi hệ thống gồm có máy phân tích sắc ký khí cho dữ liệu thành phầnkhí đầu vào, cung cấp cho máy tính để đưa ra các thông số vận hành vè tỷ trọng, tỷtrọng chuẩn và nhiệt trị khí

Mỗi cụm gồm một máy lấy mẫu tự động cho việc theo dõi thời gian và thànhphần khí tương ứng dựa trên tổng dòng khí cung cấp

Mỗi cụm bao gồm hai máy tính phụ trợ cho việc tính toán dòng khí, báo cáo, vàthanh toán cũng như truyền dữ liệu đến ICS Các máy tính đây được lắp đặt thiết bịkiểm tra theo dõi dữ liệu, các báo cáo và tín hiệu báo động

2.3.4.5.3 Thiết kế hệ thống cho cụm đo đếm

Mỗi máy tính lưu lượng tiếp nhận dữ liệu từ Pay Meter và Check Meter, cũngnhư các giá trị áp suất, nhiệt độ và thành phần khí từ máy sắc ký khí Máy tính dòngtính toán dữ liệu dòng cho Pay Meter gọi là các giá trị thương phẩm và dữ liệuCheck Meter gọi là các dữ liệu kiểm tra Tương tự, máy tính kiểm tra lưu lượng tínhtoán dữ liệu cho dòng Pay Meter gọi là giá trị thương phẩm và dữ liệu cho CheckMeter gọi là các giá trị kiểm tra

Mỗi máy tính lưu lượng có gắn thêm bốn bộ đếm lưu lượng tổng và nhiệt lượngtổng tương ứng với các hệ thống đo và kiểm tra

Dữ liệu của dòng và thành phần khí từ máy GC được truyền tới cả hai máy tínhđiều khiển (station) chính và dự phòng thông qua máy tính lưu lượng thương phẩm

và máy tính kiểm tra lưu lượng Trên cơ sở dữ liệu nhận được từ FC Pay cả hai máytính điều khiển đều tính toán và tạo ta bản báo cáo, sau đó gửi các dữ liệu đã tínhđược cũng như các cảnh báo, các kết quả đến ICS thông qua các hệ thống đườngdẫn Thông thường máy tính điều khiển chính làm nhiệm vụ in báo cáo Trongtrường hợp máy tính lưu lượng thương phẩm bị lỗi thì các máy tính điều khiển thunhận dữ liệu từ máy kiểm tra lưu lượng

2.3.4.5.4 Hệ thống phần cứng dữ liệu

Hệ thống bao gồm có các phần cứng dữ liệu sau:

1) Máy tính theo dõi dòng FC

Các máy tính theo dõi dòng khí tại mỗi nhánh là loại Daniel Sentinel 500 vớibảng điều khiển chính và một bảng điều khiển mở rộng để tiếp nhận các tín hiệugửi từ USMS.

Cấu hình của bộ sử lý:16 Mhz, 32 bit, RAM 6Mb

2) Máy phân tích Sắc ký khí (GC)

Máy phân tích sắc ký khí là thiết bị phân tích dòng đơn Daniel Sentinel 500 vớibảng điều khiển loại 2350 Máy phân tích sắc ký khí đặt ngay tại cụm đo đếm đểphân tích thành phần khí và có chứng nhận vị trí đặt GC là thích hợp

Bộ phận điều khiển đặt trên các bảng đo đếm mỗi bộ phận phân tích được lắp đặtvới các bình khí mang và khí mẫu Công tắc áp suất dùng để phát hiện ra khí mangvới áp suất thấp và sẽ kích hoạt tín hiệu báo động tại bộ điều khiển.Các van xả khícủa hệ thống phân tích được điều khiển tại các vị trí

Việc cân chỉnh máy phân tích sắc ký khí được thực hiện tự động theo chươngtrình đã định sẵn Bảng báo cáo về cân chỉnh có thể được theo dõi tại phần mềmđang hoạt động trên máy tính Bảng báo cáo cân chỉnh riêng có thể được in để theodõi thành phần % các chất khí

3) Máy tính phòng điều khiển

Các máy tính tại trung tâm là loại Pentim III 1GHz với 256 MB SDRAM, ổ cứngvới dung lượng là 20GB IDE và đầu đọc CD và đĩa mềm Các máy tính chính và dựphòng hoạt động hỗ trợ nhau

Màn hình điều khiển 17inch với công tắc, bàn phím và chuột

Cho chức năng giao tiếp người, mỗi máy tính được cung cấp thêm phần mềmFIX Intellution-phiên bản 2.6

Mỗi tủ đo đếm được cung cấp với nguồn điện dự trữ là 24V DC cho việc cungcấp năng lượng đến các thiết bị sử dụng và máy tính theo dõi dòng

5) Máy in

Mỗi hệ thống đo đếm được cung cấp một máy in cho việc in các bảng báo cáo

số liệu Các máy in loại Deskjet và được đặt trên bàn trong phòng điều khiển xa các

Bảng 2.14 Hệ thống các van giảm ápKhu vực Van dừng

thượng nguồn

Van dừng hạnguồn

XZV-XZV-1108/1208 /1308/1508/1708

Các van xả áp trên ống góp 30inch đầu vào từ NCSP, ống góp 30 inch đầu rathiết bị gia nhiệt và ống góp 20 inch đầu ra thiết bị gia nhiệt được kích hoạt bằngtay sau khi vận hành viên kiểm tra trường hợp báo động cháy trong 2 khu vực trởlên trong nhánh công nghệ hoặc cháy trong khu vực thiết bị gia nhiệt.

Các van xả áp tại các ống góp nêu trên không được mở cùng lúc, việc ở các vancùng lúc sẽ dẫn đến việc thoát ra một lượng khí thừa quá lớn so với lưu lượng chophép của hệ thống đuốc, có thể xảy ra cháy tại đuốc hoặc gây tắc đuốc

Tất cả các van xả áp có thể được mở cùng lúc khi lượng khí tối đa vẫn trong giớihạn cho phép của hệ thống đuốc

Các van xả áp khác tại các nhánh được kích hoạt bởi hai cách:

Nút nhấn dừng khẩn cấp (local)

Ít nhất 2 đèn báo hiệu trở lên để nhận dạng sự cố xảy ra tại khu vực

2.3.5.2 Hệ thống khí thổi

Các đường ống nối với hệ thống đuốc sẽ được làm sạch bởi dòng khí thổi liên tục

để tránh không cho không khí tràn vào đuốc hoặc dò qua các khớp nối

Van điều áp (PV-1834) được lắp đặt trên ống nối của đường khí thổi cùng vớicác van điều khiển bằng tay và lỗ chặn ở miệng bình Áp suất của dòng khí thổiđược đặt ở 1 barg và được theo dõi tại ICS với còi báo động áp suất cao và thấp.Dòng khí thổi được cung cấp đến tẩt cả các ống duôi của các van giảm áp và van

an toàn

Bảng 2.15 Lưu lượng khí thổi qua các đường

Số hiệu Lưu lượng thông thường(Sm3/h)

Hệ thống đuốc với lưu lượng 2 (triệu m3/ngày) được lắp đặt cho quá trình giảm

áp và xả khí qua các van an toàn GDC và GDS

Lưu lượng : 2 triệu m3/ngày

Áp suất đầu vào : 82 kPa ứng với 2 triệu m3/ngày

Hai đường dẫn khí được gắn trên đầu đuốc, loại Jonk Zink model EEP-210-SM/

FF Mỗi loại đường dẫn khí có một đầu đánh lửa điện và một nhiệt kế loại K

Khí nhiên liệu phải là khí khô để tránh việc tắc nghẽn ống tại đường dẫn khí và

có thể gây ra hỏng ống dẫn khí

Bảng 2.16 Tiêu chuẩn dòng khí nhiên liệu

Nhiên liệu Áp suất cung cấp Lưu lượng khí Ghi chú

Khí thiên nhiên 10-15 psig 50-75 SCFH

Tủ điều khiển hệ thống đánh lửa

Hệ thống đánh lửa bằng tay – tự động ( AMFFG ) điều khiển quá trình đánh lửacủa các đường dẫn khí tại đuốc

Dạng tự động với năng lượng sử dụng thấp sẽ tự động mồi lửa đường dẫn khí.Đầu đánh lửa điện đặt tại đường dẫn khí sẽ mồi lửa hỗn hợp không khí – khí

Nguồn điện thế cao từ bộ phận đánh lửa đặt tại hộp điều khiển tại chân hệ thốngđuốc

Nút chỉnh nhiệt độ được cài đặt tại khoảng 4,5-5,0 mV (~ 1070C)

Chương 3 QUÁ TRÌNH TRUYỀN NHIỆT

3.1 Đại cương về quá trình truyền nhiệt.

Thực nghiệm cho thấy là hai vật thể có nhiệt độ khác nhau luôn truyền nhiệt chonhau dù chúng có tiếp xúc trực tiếp hay gián tiếp với nhau Nhiệt chỉ được truyền

3.2 Phân loại các thiết bị trao đổi nhiệt.

3.2.1 Phân loại theo nguyên lí làm việc của thiết bị trao đổi nhiệt.

1 Thiết bị trao đổi nhiệt tiếp xúc hay hỗn hợp, là loại TBTĐN trong đó chất gia

công và môi trường tiếp xúc nhau, thực hiên cả quá trình trao đổi nhiệt và trao đổichất, tạo ra một hỗn hợp Ví dụ bình gia nhiệt nước bằng cách sục một dòng hơi

2 Thiết bị trao đổi nhiệt hồi nhiệt, là loại thiết bị TĐN có mặt trao đổi nhiêt được

quay, khi tiếp xúc chất lỏng 1 mặt nhân nhiệt, khi tiếp xúc chất lỏng 2 mặt tỏa nhiệt.Quá trình TĐN là không ổn định và trong mặt trao đổi nhiệt có sự dao động nhiệt

Ví dụ: bộ sấy không khí quay trong lò hơi nhà máy nhiệt điện

3 Thiết bị trao đổi nhiệt vách ngăn, là loại trao đổi nhiệt có vách rắn ngăn cách

chất lỏng nóng và chất lỏng lạnh và 2 chất lỏng TĐN theo kiểu truyền nhiệt Loạithiết bị trao đổi nhiệt vách ngăn bảo đảm độ kín tuyệt đối giữa hai chất, làm chochất gia công được tinh khiết và vệ sinh, an toàn, do đó được sử dụng rộng rãi trongmọi công nghệ

4 Thiết bị trao đổi nhiệt kiểu ống nhiệt, là loại thiết bị trao đổi nhiệt dùng ống

nhiệt để truyền tải nhiệt từ chất lỏng nóng đến chất lỏng lạnh Môi chất trong cácống nhiệt nhận nhiệt từ chất lỏng 1, sôi và hóa hơi thành hơi bão hòa khô, truyềnđến vùng tiếp xúc chất lỏng 2, ngưng thành lỏng rồi quay về vùng nóng để lập lại

quy trình.Trong ống nhiệt, môi chẩt sôi, ngưng và chuyển động tuần hoàn, tải 1lượng nhiệt lớn từ chất lỏng 1 đến chất lỏng 2.

a Bình gia nhiệt hỗn hợp b Thùng gia nhiệt khí hồi nhiệt

c Bình ngưng ống nước d Lò hơi ống khói.

3.2.2 Phân loại thiết bị trao đổi nhiệt theo sơ đồ chuyển động chất lỏng, với loại thiết bị trao đổi nhiệt có vách ngăn.

a Sơ đồ song song cùng chiều

b Sơ đồ song song ngược chiều.

c Sơ đồ giao nhau 1 lần.

d Sơ đồ giao nhau nhiều lần.

3.2.3 Phân loại thiết bị trao đổi nhiệt theo thời gian.

Thường phân ra hai loại: Thiết bị liên tục (ví dụ bình ngưng, calorife) và thiết bịlàm việc theo chu kỳ ( nồi nấu, thiết bị sấy theo mẻ)

3.2.4 Phân loại thiết bị trao đổi nhiệt theo công dụng.

Thiết bị gia nhiệt dung để gia nhiệt cho sản phẩm (ví dụ nồi nấu, lò hơi)

Thiết bị làm mát để làm nguội sản phẩm đến nhiệt độ môi trường ( ví dụ tháp giảinhiệt nước, bình làm mát dầu)

Thiết bị lạnh để hạ nhiệt độ nhỏ hơn môi trường (ví dụ tủ cấp đông, tủ lạnh)

3.3 Các phương thức truyền nhiệt

3.3.1 Truyền nhiêt dẫn điện.

Mọi vật thể đều được tạo ra từ những tiểu phân.Tùy thuộc vào trạng thái tồn tạicủa vật thể mà những tiểu phân tạo ra nó liên kết với nhau, ở một mức độ nào đó, ởtrạng thái khí các tiểu phân tương đối tự do, các phân tử chuyển động hỗn loạn, xácxuất mà các phân tử chuyển động về mọi hướng luôn bằng nhau Do sự chuyểnđộng tự do của mỗi phân tử mà các phân tử khí phải va chạm vào nhau trên lộ trìnhcủa chúng Đó là những va chạm trực diện hoặc không trực diện, dưới một góc độnào đó, nên quỹ đạo của một phân tử là những đường dích dắc vô tận Quãng đườngtrung bình mà phân tử đi được giữa hai lần va chạm liên tiếp được gọi là quãngđường tự do trung bình Đó là hiện tượng chuyển động nhiệt Nhờ có sự va chạmgiữa các phân tử mà phân tử có thể trực tiếp trao đổi năng lượng với nhau, phân tử

có năng lượng lớn truyền một phần đến phân tử có năng lượng bé Nếu tồn tại mộtgradien nhiệt độ theo một hướng nào đó nghĩa là một hướng nào đó mà có sự khácbiệt giữa các phân tử, thì các phân tử ở phần có nhiệt độ lớn sẽ truyền một phần