Khảo sát thiết bị hóa chất và nồi hơi

Quá trình khảo sát thiết bị hóa chất và nồi hơi gồm: khái quát về thiết bị hóa chất và bình áp lực, tiêu chuẩn kiểm tra thiết bị hóa chất và bình áp lực, phương pháp kiểm tra an toàn, sự ăn mòn và kiểm tra không phá hủy, kiểm tra nồi hơi

Trang 2

Khái quát về thiết bị hóa chất & bình áp lực 4

Tiêu chuẩn kiểm tra thiết bị hóa chất & bình áp lực 68

Trang 3

01 Khái quát về thiết bị

hóa học & bình áp lực

Mục tiêu môn học

Có thể giải thích được về đối tượng và trình tự kiểm tra

Có thể hiểu được cấu tạo và nguyên lý hoạt động, cũng như đặc tính của thiết bị kiểm tra

Trang 4

Khảo sát thiết bị hóa chất và nồi hơi ● 7

6 ● Khảo sát thiết bị hóa chất và nồi hơi

1 Đối tượng kiểm tra

1) Bình áp lực

(1) Định nghĩa bình áp lực

Bình áp lực là dụng cụ được đóng chặt kín, nhận áp lực của lượng chất lưu nhất định từ

bên trong hoặc bên ngoài dụng cụ đó

① “Bình áp lực loại 1” dùng để chỉ loại bình chứa chất lưu trong quá trình hóa học có

áp suất sử dụng lớn hơn 0,2MPa(2kgf/㎠) đơn vị áp suất và loại bình chứa không

khí và Ni-tơ có áp suất thiết kế vượt quá 1MPa(10kgf/㎠) đơn vị áp suất, “bình áp lự

loại 2” dùng để chỉ các bình áp lực còn lại

② “Các bộ phận chủ yếu” của bình áp lực là phần thân, phần đầu và giá đỡ (saddle và

skirt…)

(2) Đối tượng kiểm tra và phạm vi áp dụng

Trường hợp các bình đựng chất lưu trong công đoạn hóa học hoặc các bình được sử dụng

trong công đoạn khác(bình chứa không khí hoặc Ni-tơ) có áp suất thiết kế vượt quá 0,2

megapascal(2kgf/㎠) đơn vị áp suất, ngoại trừ bình chứa thuộc một trong các trường hợp sau:

① Bình có độ dài đường kính trong, bề rộng, chiều cao, hoặc đường chéo một mặt dưới

150mm(đường kính danh nghĩa 150A trong trường hợp sử dụng bình hình ống) bất

kể chiều dài và áp suất bình

② Thùng lò phản ứng

③ Bình ngưng làm lạnh bằng nước hình ống (nhưng chỉ áp dụng trường hợp chất lỏng

làm nguội chảy ở phần thân và áp suất của phần ống thấp hơn áp suất của phần thân)

④ Bình chỉ chứa nước có nhiệt độ dưới 60 độ C(nhưng trong trường hợp điểm bốc cháy

của chất lỏng dưới áp suất không khí lớn hơn 85 độ C thì trong nước phải chứa một

lượng nhỏ chất phụ gia)

⑦ Bình tích (accumulator)

⑧ Xi lanh thủy lực - xi lanh khí nén

⑨ Bình áp lực có thể chứa được người bên trong

⑩ Xe bồn

⑪ Các đoạn ống dùng với mục đích đặt ống và đo lưu lượng hoặc điều chỉnh lưu lượng

⑫ Thiết bị giảm thanh, thiết bị lọc (kể cả filter) thuộc một trong các điều kiện sau:

● Không có vết hàn nối ngoại trừ mối hàn để gắn phần gờ mép

● Đường kính ngoài của phần thân bé hơn 320mm và đường kính danh nghĩa của phần nối ống lớn hơn ½ đường kính ngoài của thân

⑬ Một phần của máy móc, dụng cụ tạo thành bộ phận chịu áp lực từ phần thân hoặc phần đầu của bình áp lực

⑭ Bình có tích số giữa áp suất hoạt động(đơn vị: Mpa) và thể tích chứa bé hơn 0,1 đồng thời thỏa mãn một trong các điều kiện sau đây:

● Là một bộ phận tạo thành máy móc, dụng cụ

● Là thiết bị phụ tùng của các dụng cụ tạo áp suất như máy bơm, máy nén được sử dụng với mục đích che kín, bôi trơn hoặc trao đổi nhiệt (chỉ áp dụng cho trường hợp chất lưu được chứa không phải là chất lưu được dùng trong công đoạn tương ứng hoặc là chất nguy hiểm được liệt kê trong bảng 1 về nguyên tắc bảo đảm an toàn)

⑮ Bình vận chuyển chứa sản phẩm với mục đích đem bán hoặc cung cấp cho nơi khác

⑯ Lò gia nhiệt dạng ống đốt sử dụng trong công đoạn

⑰ Thùng mở rộng đóng kín sử dụng ngoài công nghiệp

⑱ Các bộ phận của máy móc, dụng cụ là đối tượng của kiểm tra an toàn

⑲ Các bộ phận cấu thành của máy nén khí loại nhỏ(kiểu dính cố dịnh thiết bị áp suất chuyển động qua lại ở phần trên của bình áp lực)

⑳ Bình áp lực có áp suất sử dụng dưới2kgf/㎠

※Bình chứa chất lưu trong công đoạn hóa học là dụng cụ được dùng để đựng, phân loại, vận chuyển, hỗn hơp các chất lưu cần thiết cho các công đoạn hóa học như làm bay hơi, hấp thu, chưng cất, làm khô, hấp thụ, có các loại tháp (tháp chưng cất, tháp hấp thụ, tháp chiết xuất, tháp giảm áp…), lò phản ứng và loại hỗn hợp, loại máy trao đổi nhiệt (lò suởi, máy làm lạnh, máy làm bay hơi, máy ngưng tụ ), các loại máy lọc và bình chứa khác, bao gồm các bình chứa chất nguy hiểm được liệt kê trong bảng 1 về quy định tiêu chuẩn

an toàn công nghiệp.

Trang 5

Chương 1

Khái quát về thiết bị hóa chất & bình áp lực

Khái quát về thiết bị hóa chất

【 Đối tượng kiểm tra ở Việt Nam 】

1 Bình áp lực, nồi hơi có thể tăng áp suất cao hơn mức 0,7bar Tuy nhiên không bao gồm

áp suất thủy tĩnh.

2 Nhiệt độ của dung môi làm sôi nước cao hơn 115℃

3 Các bình áp lực và nồi hơi sau đây không áp dụng tiêu chuẩn trên

① Lắp đặt nồi hơi cho tàu thuyền: Nồi hơi sử dụng năng lượng mặt trời, năng lượng hạt nhân

② Chỉ số dung tích (tính bằng L) của nồi hơi, bình áp lực không quá 25L và áp suất (tính bằng bar) không quá 200.

③ Phụ tùng máy móc không phải là các dụng cụ độc lập như thiết bị làm lạnh nước, thiết bị tách dầu, máy tạo áp lực để chống chất trung gian trộn lẫn vào, máy bơm hơi, máy chống rung, máy áp suất không khí, xi lanh…

④ Các bình đều không sử dụng kim loại

⑤ Đường kính của ống nối các bình không quá 150mm

⑥ Bình bảo quản không khí của bộ phận giảm tốc trong xe ô tô và các phương tiện vận chuyển khác, cũng như các bộ phận của phương tiện vận chuyển đường sắt.

⑦ Có thể gia tăng áp lực của bình chứa nước, tuy nhiên nhiệt độ của bình không quá 115℃ Hoặc với các bình chứa các dung môi khác thì nhiệt độ không được vượt quá điểm sôi của dung môi và áp suất không vượt quá 0,7bar.

⑧ Các dụng tổng hợp, vũ khí vận tải, đạn dược sử dụng trong các đơn vị chiến đấu của quân đội nhân dân Việt Nam

⑨ Bình hơi nước (khuôn) trong các bánh xe đạp, xe ô tô

Phạm vi kiểm tra của bình đuợc quy định như sau:

① Trường hợp nối với đường ống bên ngoài bằng mối hàn, kiểm tra theo hướng đường tròn đầu tiên cho đến mối hàn

② Trường hợp nối với đường ống bên ngoài bằng ốc vít, kiểm tra đến mối nối vít đầu tiên

③ Trường hợp nối với đường ống bên ngoài bằng khớp nối, kiểm tra đến khớp nối đầu tiên

④ Trường hợp hàn trực tiếp vật nối vào bộ phận áp suất, kiểm tra đến phần nối chỗ mối hàn đó

⑤ Bao gồm cả các tấm đậy chịu áp lực của các lỗ cống,lỗ kiểm tra và các mối hàn, lông, đai ốc, miếng đệm

bu-2) Thiết bị hóa chất và các thiết bị phụ tùng của nó

(1) Định nghĩa thiết bị hóa chất

Tại nhà máy hóa chất, các nguyên liệu sẽ trải qua các công đoạn xử lý hóa học và vật lý để tạo ra sản phẩm, trong đó cần rất nhiều thao tác và công đoạn phản ứng như vận chuyển, phân loại, nung nóng, pha trộn, tán bột, kết tủa, chiết xuất, hấp thụ…Để thực hiện các thao tác và phản ứng đó cần rất nhiều trang thiết bị khác nhau như thiết bị vận chuyển, thiết bị phân loại, thiết bị trao đổi nhiệt, thiết bị phản ứng thiết bị pha trộn và pha chế, thiết bị chiết xuất, hấp thu, kết dính, thiết bị sấy khô và thiết bị tán bột…Các trang thiết bị, máy móc, dụng cụ và các phụ kiện của chúng (ống dẫn, bộ điều khiển, thiết bị an toàn…) cần thiết cho việc xử lý vật chất theo phương pháp hóa học và vật lý được gọi là các thiết bị hóa chất

Định nghĩa “thiết bị hóa chất và các phụ kiện của nó” được quy định trong luật bảo vệ sức khỏe và an toàn công nghiệp của Hàn Quốc theo [bảng 1-1] dưới đây

[Bảng 1-1] dưới đây.

1 Thiết bị hóa chất

- Các trang thiết bị pha trộn hoặc phản ứng các chất hóa học như máy phản ứng, pha trộn

- Các thiết bị phân tách chất hóa học như tháp chưng cất, tháp hấp thụ, tháp chiết xuất, tháp giảm áp.

- Các loại thiết bị trao đổi nhiệt như máy hóa lỏng, máy làm lạnh, máy sưởi, máy bay hơi

- Các loại thiết bị trao đổi nhiệt sử dụng trực tiếp máy đánh lửa như lò cao

- Các thiết bị gia công sản phẩm hóa học như máy cán láng, máy trộn, máy tạo bọt, máy in, máy nén.

- Các thiết bị phân tách các chất hóa học dạng hạt như máy đông lạnh, tháp tầng sôi, máy hút

ẩm, máy sấy…

- Các thiết bị vận chuyển hoặc nén chất hóa học như các loại máy bơm, máy nén, máy bơm phụt(ejector)

2 Các phụ kiện của thiết bị hóa chất

- Các thiết bị liên quan đến việc vận chuyển chất hóa học như đường ống, van, ống dẫn và các phụ kiện khác

- Các thiết bị liên quan đến điều khiển tự động như chỉ thị, ghi chép nhiệt độ, áp suất, lưu lượng…

- Các thiết bị liên quan đến xử lý sự cố như van an toàn, khóa an toàn, khóa ngắt khẩn cấp, van giảm.

- Thiết bị nhận biết và cảnh báo rò rỉ khí gas

- Thiết bị xử lý khí ga thải như máy rửa sạch, máy hóa lỏng, ống khói, ống phun lửa…

- Thiết bị xử lý bụi bẩn như cyclone, túi lọc, máy ngưng tụ bằng điện.

- Các thiết bị điện để vận hành các thiết bị ở phần a đến f.

Trang 6

① Thiết bị xảy ra phản ứng tỏa nhiệt

② Thiết bị thực hiện các quá trình phân tách như chưng cất, ngưng tụ, bay hơi, chiết xuất

③ Thiết bị vận hành ở trạng thái khi nhiệt độ của chất nung lớn hơn nhiệt độ phân giải hoặc điểm cháy của chất độc hại được đun nóng

④ Thiết bị có nguy cơ phát sinh chất độc hại do các phản ứng hóa học bất thường như hiện tượng tràn phản ứng

⑤ Thiết bị vận hành ở trạng thái nhiệt độ trên 350℃ hoặc áp suất trên 10kg/cm2

⑥ Lò gia nhiệt hoặc máy sấy

(3) Phương pháp tính lượng tiêu chuẩn dành cho chất độc hại

① Việc quyết định sản xuất, cung cấp, sử dụng hoặc lưu trữ chất độc hại [bảng 1-2] trên lượng tiêu chuẩn phụ thuộc vào lượng sản xuất hoặc sức chứa tối đa trong một ngày của thiết bị chứa, tuy nhiên phải đảm bảo độ tinh khiết 100%

② Trường hợp thiết bị sản xuất, cung cấp, sử dụng hoặc chứa từ 2 chất độc hại trở lên với lượng sử dụng của mỗi chất độc hại có chỉ số R trong công thức dưới đây lớn hơn

1 thì được coi là thiết bị hóa chất đặc thù

Chú thích) Ci: Lượng sử dụng của mỗi chất độc hại Ti: Lượng tiêu chuẩn của mỗi chất độc hại

③ Ngược lại, trong trường hợp chất độc hại có thể phân loại được thành 2 chất trở lên thì lượng tiêu chuẩn sẽ áp dụng cho chất ít hơn, độ tinh khiết là 100% và lượng khí đốt sử dụng là lượng dùng trong điều kiện nhiệt độ và áp suất vận hành

[Bảng 1-2] Lượng tiêu chuẩn của chất độc hại

Phân loại các chất độc hại Lượng tiêu

chuẩn

1 Là chất có tính gây nổ và các peroxide hữu cơ

- Các loại ester của axit Ni-trích

- Nitroglycol, nitroglycerin, nitrocellulose…

- Các peroxide hữu cơ

- Per exetic axid, Metylethyketone peroxide, benzoyl peroxide…

2 Chất phản ứng với nước và phốt-phua rắn

- Bột kim loại (trừ bột ma-giê)

- Kim loại kiềm(trừ lithium, Kali và natri)

- Hợp chất hữu cơ kim loại(trừ alkyl aluminum và alkyl lithium)

- Hy-drua kim loại

- Phốt phua kim loại

- Cac-bua canxi hoặc nhôm

3 Dung dịch và chất rắn có tính oxy hóa

- Hypochlorous acid và các muối của nó (1) Hypocholorous acid

(2) Calcium hypochlorite, các muối hypochlorite khác

- Chlorous acid và các muối của nó (1) Chlorous acid

(2) Calcium chlorite, các muối chlorite khác

10kg 200kg

200kg 200kg 200kg 200kg 50kg

5kg 10kg 100kg 20kg 50kg 150kg 10kg 500kg 1,000kg 50kg 50kg 300kg 300kg 300kg

300kg 50kg 300kg 50kg

Trang 7

Chương 1

Phân loại các chất độc hại Lượng tiêu chuẩn

- Chloric acid và các muối của nó (1) Chloric acid

(2) Potassium Chlorate, sodium chlorate, ammonium chlorate, các muối chlorate khác

- Perchloric acid và các muối của nó (1) Perchloric acid

(2) Potassium perchlorate, sodium perchlorate, ammonium perchlorate

- Permanganic acid và các muối của nó

- Dichromic acid và các muối của nó

23 o C và nhiệt độ sôi dưới 35 o C

- Xylene, amyl axetate, dầu hỏa, xăng, dầu thông, isoamyl alcohol, axetic, hydrazine, và các chất khác có điểm chớp cháy trên 23 o C và dưới 60 o C

300kg 50kg

100kg 300kg

300kg 50kg 1,000kg

1,000kg 3,000kg 200ℓ 400ℓ

(2) axit phosphoric, axit acetic, axit flohydric có nồng độ trên 60% và các chất có tính ăn mòn tương ứng.

- Các muối ăn mòn Natri hydroxide, kali hydroxide có nồng độ trên 40% và các muối tương ứng có tính chất ăn mòn

7 Các chất có độc tính

- Các chất độc như hydoroxianua, fluorine acetate và các muối natri,dioxin có hàm lượng LD50 (uống, chuột) dưới 5mg/1kg

- Chất độc có hàm lượng LD50 (tiêm, chuột hoặc thỏ) dưới 10mg/1kg

- Decaborane, diborane, phosphine, nito dioxit, methyl isocyanate, dichloro acetylene, fluoro acetamide, ketene, 1,4, dichloro-2-butene, methyl vinylketone, benzotrichloride, cadmium oxide, methel cilicate, diphenyl methane diisocyanate, diphenyl sulfate…các chất độc có hàm lượng LC50 gas (uống, 4 tiếng dành cho chuột) dưới 100ppm, LC50 hơi (chuột,

4 tiếng, uống) dưới 0.5mg/L, dạng bụi hoặc sương dưới 0.05mg/L.

- Oxit thủy ngân, Natri cianua, Kali cianua, polyinyl alcohol, 2-chloroacetic aldehyde, thủy ngân (II) clorua… các chất độc có lượng LD50 (đường miệng, chuột) trên 5mg (khối lượng) dưới 50mg(khối lượng) trên 1kg.

- Các chất độc tính có hàm lượng LD50 (tiêm, chuột hoặc thỏ) ở mức trên 50mg/1kg và dưới 200mg/1kg.

- hydro sulfit, axit sulfuric, axit nitric, tetramethyllead, diethylenetriamine, cabonyl fluorate, hexafluoroacetone, muối trifluorate, furfuryl alcohol, aniline, fluoride, carbonyl florit, oleum, methylethylketone peroxide,dimethyl este, penol, benzyl chloride, phosphorus pentoxide, benzyl dimethylamine, pyrrolidine… các chất độc có hàm lượng LC50 gas (uống, 4 tiếng dành cho chuột) trên 100ppm dưới 500ppm, LC50 hơi (chuột, 4 tiếng, uống) trên 0.5mg/L dưới 2.0mg/L, dạng bụi hoặc sương trên 0.05mg/L dưới 0.5mg/L.

- isopropylamine, cadmium chloride, CO, cyclohexylamine, 2-aminopyridine, azobisisobutyronitrile… các chất độc có hàm lượng LD50 (đường miệng, chuột) trên 50mg/ 1kg, dưới 300mg/ 1Kg.

- Các chất độc như ethylenediamine có hàm lượng LD50 (tiêm, thỏ

300kg

5kg

5kg 5kg

20kg

20kg 20kg

100kg

300kg

Trang 8

Phân loại các chất độc hại Lượng tiêu chuẩn

- Hydrogen fluoride, ethylen oxide, tri-ethylenamine, ethyl acryalte, hydrogen bromide, acetic anhydride, sulfuryl fluoride, methyl propyl ketone, cyclohexylamine… các chất độc có hàm lượng LC50 gas (uống, 4 tiếng dành cho chuột) trên 500ppm dưới 2,500ppm, LC50 hơi (chuột, 4 tiếng, uống) trên 2.0mg/L dưới 10mg/L, dạng bụi hoặc sương trên 0.5mg/L dưới 10mg/L.

100kg

Ghi chú

1 Lượng tiêu chuẩn là số lượng tối đa mà thiết bị sản xuất hoặc sử dụng có thể sản xuất hoặc

sử dụng trong một ngày

2 Chỉ số hạng mục lượng tiêu chuẩn được tính theo phần trăm mức độ tinh khiết

3 Trường hợp sản xuất hoặc sử dụng từ 2 loại chất nguy hiểm trở lên, sau khi lấy lượng sản xuất hoặc sử dụng của mỗi chất thì nếu giá trị R được tính theo công thức sau đây lớn hơn

1 thì có thể xem đã vượt quá lượng tiêu chuẩn.

R = C1T1 + C1T1 + + CnTn

Cn : lượng sản xuất hoặc sử dụng của mỗi chất nguy hiểm

Tn : Lượng tiêu chuẩn của mỗi chất nguy hiểm

4 Trường hợp chất nguy hiểm được chia làm 2 loại trở lên với lượng tiêu chuẩn khác nhau thì lấy lượng tiêu chuẩn nhỏ nhất để làm lượng tiêu chuẩn chung cho chất nguy hiểm đó.

5 Lượng tiêu chuẩn của khí gas dễ cháy thì lấy giá trị ở trạng thái nhiệt độ và áp suất vận hành.

2 Trình tự kiểm tra

1) Thiết bị hóa chất và bình áp lực

(1) Cơ quan kiểm tra an toàn và miễn kiểm tra

Phải được kiểm tra bởi cơ quan kiểm tra được pháp luật chỉ định Ngoại trừ các trường hợp được kiểm tra hoặc chứng nhận theo các điều khoản pháp luật khác được quy định dưới đây

① Trường hợp được kiểm tra theo khoản 2 điều 17 của「Luật quản lý an toàn ga áp suất cao」

② Trường hợp được kiểm tra theo khoản 4 điều 39 của「Luật hợp lý hóa sử dụng nãng lượng」

③ Trường hợp được kiểm tra theo điều 65 của『Luật doanh nghiệp điện』

④ Trường hợp được kiểm tra theo mục 3,4 của khoản 1 điều 26 của「Luật cảng vịnh」

⑤ Trường hợp được kiểm tra sau mỗi một thời gian nhất định kể từ khi việc xây dựng lắp đặt, thay đổi các cơ sở thiết bị khai khoáng được hoàn thành, thuộc các hạng mục kiểm tra theo điều 9 của「Luật an ninh khoáng sản」

⑥ Trường hợp được kiểm tra theo mục 1, 2 và mục 4, khoản 1 điều 13 của「Luật quản

lý máy móc xây dựng」(áp dụng cho các kiểm tra vào thời điểm thích hợp trong chu

kỳ kiểm tra an toàn)

⑦ Trường hợp được kiểm tra theo nội dung các điều 8 đến điều 12 của「Luật an toàn tàu biển」

⑧ Trường hợp được kiểm tra theo mục 1, khoản 2, điều 23 của「Luật năng lượng nguyên tử」

⑨ Trường hợp được kiểm tra theo khoản 1 điều 25 của「Luật quản lý an toàn và bảo trì trang thiết bị phòng chữa cháy」

⑩ 「Trường hợp được kiểm tra định kỳ theo điều 18 của Luật quản lý an toàn chất độc hại」

(2) Chu kỳ kiểm tra an toàn

Quy định chu kỳ kiểm tra an toàn là 3 nãm đối với thiết bị mới và 2 nãm đối với thiết

bị có sẵn, đối với bình áp lực trong vực thực hiện PSM (4 năm) thì áp dụng theo chu kỳ riêng theo quy định

Trang 9

Chương 1

Khái quát về thiết bị hóa chất (3) Ðiều kiện tư cách của kiểm tra viên

Người có thể thực hiện việc kiểm tra an toàn đối với các máy móc, dụng cụ và thiết bị tại công xưởng phải thỏa mãn các điều kiện sau đây:

① Là người có bằng chứng nhận kỹ sư trở lên trong các lĩnh vực cơ khí, điện, điện tử, hóa công nghiệp hoặc an toàn công nghiệp theo quy định của luật tư cách kỹ thuật quốc gia, đồng thời có ít nhất 3 năm kinh nghiệm thực tế trong lĩnh vực tương ứng

② Là người có bằng chứng nhận kỹ sư công nghiệp trở lên trong các lĩnh vực cơ khí, điện, điện tử, hóa công nghiệp hoặc an toàn công nghiệp theo quy định của luật tư cách kỹ thuật quốc gia, đồng thời có ít nhất 5 năm kinh nghiệm thực tế trong lĩnh vực tương ứng

③ Là người có bằng chứng nhận kỹ thuật viên trở lên trong các lĩnh vực cơ khí, điện, điện

tử, hóa công nghiệp hoặc an toàn công nghiệp theo quy định của luật tư cách kỹ thuật quốc gia, đồng thời có ít nhất 7 nãm kinh nghiệm thực tế trong lĩnh vực tương ứng

④ Là người đã tốt nghiệp các khoa có liên quan đến lĩnh vực cơ khí, điện, điện tử, hóa công nghiệp hoặc an toàn công nghiệp tại các trường học có niên hạn 4 năm theo quy định của「Luật giáo dục cao đẳng」(bao gồm các trường công nhận học lực tương đương theo quy định của luật này hoặc các pháp lệnh khác), đồng thời có ít nhất 3 năm kinh nghiệm trong lĩnh vực tương ứng

⑤ Là người đã tốt nghiệp các khoa có liên quan đến lĩnh vực cơ khí, điện, điện tử, hóa công nghiệp hoặc an toàn công nghiệp tại các trường nằm ngoài danh mục được quy định ở điều 4 của「Luật giáo dục cao đẳng」(bao gồm các trường công nhận học lực tương đương theo quy định của luật này hoặc các pháp lệnh khác), đồng thời có

ít nhất 5 năm kinh nghiệm trong lĩnh vực tương ứng

⑥ Là người đã tốt nghiệp các khoa liên quan đến lĩnh vực cơ khí, điện hoặc điện tử, hóa công nghiệp tại các trường cấp 3, trường cấp 3 chuyên về công nghệ theo quy định của「Luật giáo dục phổ thông」, đồng thời có ít nhất 7 nãm kinh nghiệm trong lĩnh vực tương ứng

⑦ Là người đã hoàn thành chương trình giáo dục đào tạo kiểm tra viên theo quy định ở điều 43 của luật y tế, an toàn công nghiệp và có ít nhất 1 nãm kinh nghiệm thực tế

(4) Giáo dục đào tạo

Những người đã hoàn thành đủ ít nhất 28 giờ học của chương trình giáo dục đào tạo nhân viên kiểm tra theo quy định như mục ⑦của phần “(3)” sẽ được cấp chứng nhận kiểm tra viên Nội dung giáo dục của phần thiết bị hóa chất và bình áp lực được ghi ở [bảng 1-3] Các kiểm tra viên phải được đào tạo tại cơ quan giáo dục đào tạo kiểm tra viên do bộ trưởng Bộ lao động thương binh và xã hội chỉ định

[Bảng 1-3] Nội dung giáo dục đào tạo kiểm tra viên

Tên thiết bị Chương trình giáo dục Nội dung giáo dục

Thiết bị hóa chất, bình áp lực và các thiết bị phụ trợ

Giáo dục đào tạo

- Các điều luật liên quan

- Khái quát về thiết bị hóa chất, bình áp lực

- Phân loại, cấu tạo và đặc điểm của các thiết bị hóa chất

- Tiêu chuẩn kiểm tra thiết bị hóa chất, bình

áp lực và các phụ kiện của chúng

- Thiết bị phòng hộ

- Mục đích và cách sử dụng của các trang thiết bị kiểm tra

- Thực hành kiểm tra và cách lập biên bản check list

- Xử lý trong trường hợp khẩn cấp

(5) Chương trình tự kiểm tra

① Trường hợp chủ doanh nghiệp và đại diện người lao động thống nhất thực hiện việc kiểm tra theo chương trình tự kiểm tra được bộ trưởng Bộ lao động thương binh và

xã hội chứng nhận thì coi như đã thực hiện kiểm tra an toàn

② Thời hạn của chương trình tự kiểm tra là 2 năm

③ Để kiểm tra theo chương trình tự kiểm tra, phải được kiểm tra bởi những người thuộc các điều dưới đây hoặc có thể ủy thác cho cơ quan kiểm tra được Bộ lao động thương binh và xã hội quy định

● Người có tư cách và có kinh nghiệm được bổ nhiệm theo quyết định của Bộ lao động thương binh và xã hội

● Người đã hoàn thành xong khóa đào tạo theo quyết định của Bộ lao động thương

Trang 10

⑤ Trang thiết bị phải có để được công nhận chương trình tự kiểm traTrang thiết bị phải có để được công nhận chương trình tự kiểm traChủ doanh nghiệp phải có các trang thiết bị ở [bản 1-4], tuy nhiên trường hợp có từ 2 loại thiết bị kiểm tra an toàn trở lên và thiết bị kiểm tra hiện có theo từng loại tương ứng trùng nhau thì chỉ cần 1 thiết bị là được

[Bảng 1-4] Tiêu chuẩn sở hữu thiết bị theo từng loại máy móc nguy hiểm

Tên máy móc nguy hiểm, độc hại Tiêu chuẩn sở hữu thiết bị

Áp dụng chung 1 Máy đo điện trở tiếp địa

2 Máy đo điện trở cách điện

Bình áp lực, thiết bị hóa chất và các phụ kiện

1 Thiết bị kiểm tra không phá hủy

2 Máy đo nồng độ gas

3 Máy dò gas

4 Máy đo độ dày bằng sóng siêu âm

⑥ Nguyên tắc quản lý trang thiết bị kiểm tra

● Lập bảng lý lịch theo dõi các thiết bị kiểm tra và ghi chép tình hình kiểm tra, sửa chữa của các thiết bị

● Thiết lập và quản lý chu kỳ và phương pháp sửa chữa đối với các thiết bị kiểm tra

● Thực hiện kiểm tra thường xuyên hoặc theo định kỳ đối với các thiết bị kiểm tra

● Kiểm tra viên phải nắm rõ phương pháp lắp ghép và sử dụng các thiết bị kiểm tra

2) 2 Quy trình kiểm tra ở Việt Nam

(1) Phương pháp thực hiện kiểm tra

① Kiểm tra lần đầu

● Lý lịch của thiết bị (bao gồm: tiêu chuẩn hàn kim loại và chế tạo kim loại; tính toán các yếu tố bên trong liên quan đến chịu lực; ghi chép các chỉ số quan trọng trên bản vẽ cấu tạo; hướng dẫn sửa chữa, bảo trì và vận hành)

● Tài liệu xuất kho của thiết bị (bao gồm: giấy chứng nhận hàn kim loại, chế tạo kim loại; kết quả kiểm tra chất lượng hàn; tài liệu kiểm tra xuất kho)

● Báo cáo kiểm tra máy đo lượng; trang thiết bị an toàn, phòng ngừa sét đánh, báo cáo kiểm tra tiếp địa (nếu có)

● Hồ sơ lắp ráp: Chỉ áp dụng cho các dụng cụ cố định

② Kiểm tra định kỳ

● Lý lịch, báo cáo kiểm tra, bảng kết quả kiểm tra trước đó

● Hồ sơ quản lý sử dụng, vận hành, bảo trì; hồ sơ kiểm tra (nếu có)

③ Kiểm tra ngoài định kỳ

● Trường hợp sữa chữa: Hồ sơ sửa chữa thiết bị, biên bản báo cáo kiểm tra sau khi sửa chữa thay thế và kiểm tra mối hàn các phụ kiện chịu áp lực

● Trường hợp thay đổi vị trí lắp đặt: Cần kiểm tra bổ sung tài liệu lắp đặt

● Ðối với các thiết bị không hoạt động trong thời gian 12 tháng trở lên thì phải kiểm tra hồ sơ kiểm tra định kỳ

(2) Chu kỳ kiểm tra

① Kiểm tra bên trong và bên ngoài: thực hiện 3 năm 1 lần

② Kiểm tra thủy lực, bên trong, bên ngoài: thực hiện 6 năm 1 lần

③ Kiểm tra vận hành: thực hiện 1 năm 1 lần

④ Các thùng bằng kim loại dùng bảo quản chất ăn mòn(clo, sulfide, hydro) không có thời hạn kiểm tra định kỳ nhưng phải kiểm tra trước thời hạn 2 năm 1 lần

⑤ Các thùng chứa dung môi thông thường, thùng chứa propan, butan không có thời hạn kiểm tra định kỳ nhưng phải kiểm tra trước thời hạn 4 năm 1 lần

⑥ Trường hợp thời hạn kiểm tra do công ty sản xuất quy định ngắn hơn thời hạn quy định ở đây thì áp dụng quy định của công ty sản xuất

⑦ Trường hợp chu kỳ kiểm tra ngắn thì kiểm tra viên phải ghi rõ lý do vào trong biên bản báo cáo kiểm tra

⑧ Ðối với các trường hợp khác, phải thực hiện kiểm tra ngoài định kỳ

● Trường hợp tái sử dụng dụng cụ đã ngừng hoạt động ít nhất 12 tháng

● Trường hợp dụng cụ được cải tiến hoặc được lắp đặt ở một vị trí khác

● Trường hợp phải chỉnh nắn lại phần bị biến dạng, phình ra hoặc phải hàn lại một

số bộ phận của dụng cụ

● Trường hợp có nghi vấn về tình trạng kỹ thuật của dụng cụ

Trang 11

1 Thiết bị phản ứng

Thiết bị phản ứng là dụng cụ được sản xuất ra nhằm chuyển các chất (nguyên liệu) phản ứng

thành hợp chất hóa học tùy theo mục đích thông qua các hoạt động bên trong nó

1) Phân loại theo phương thức làm việc

(1) Thiết bị phản ứng dạng mẻ

Cho nguyên liệu vào lò phản ứng và bắt đầu phản ứng, khi phản ứng kết thúc hoàn toàn,

ngừng thao tác và đưa các chất hình thành ra ngoài Trong quá trình phản ứng, các chất

không bị ra ngoài hoặc thêm vào, chất tham gia phản ứng thay đổi bất thường (unsteady)

theo thời gian, do đó phản ứng bị kiềm chế bởi nồng độ [Hình 1-1(a)]

(2) Thiết bị phản ứng dạng bán mẻ

Là thiết bị có thể thực hiện phản ứng bằng cách cho một chất phản ứng vào trước tiên,

sau đó thêm các chất khác vào trong quá trình phản ứng, hoặc liên tục lấy chất sản phẩm

ra liên tục trong quá trình phản ứng sau khi cho nguyên liệu vào Các chất tham gia phản

ứng thay đổi theo thời gian nên thường được dùng trong hệ thống phản ứng tổng hợp

[Hình 1-1(c)]

(3) Thiết bị phản ứng liên tục

Là thiết bị mà trong đó các chất tham gia phản ứng được đưa liên tục vào thiết bị và sản

phẩm cũng được lấy ra liên tục Bên trong thiết bị, các chất tham gia phản ứng không

thay đổi theo thời gian Phần lớn các quá trình trong nghành công nghiệp hóa dầu, lọc

dầu được thực hiện liên tục Thao tác liên tục giúp giảm chi phí lao động, thao tác đơn

giản, chất lượng sản phẩm ổn định [Hình 1-1(b)]

02 Thiết bị phản ứng và hỗn hợp

nguyên liệu

mực chất lỏng dâng lên

(a) dạng mẻ (b) dạng liên lục (c) dạng bán mẻ

[Hình 1-1] Phân loại theo phương thức làm việc

2) Phân loại theo hình thức cấu tạo

(1) Thiết bị phản ứng dạng tổ (dạng téc)

Thiết bị phản ứng dạng tổ là thiết bị được sử dụng nhiều trong các phản ứng chất lỏng, khí – lỏng, lỏng - lỏng, lỏng – rắn, trong các thiết bị có gắn thêm máy trộn thì hỗn hợp hoàn toàn được tạo ra và nồng độ chất phản ứng và nồng độ sản phẩm là cố định dù được chứa ở bất kỳ đâu Ví dụ minh họa cấu tạo ở [Hình 2-2]

cửa thoát hơi nước

cửa để hơi nước vào

cánh trộn

thiết bị quan sát

cửa cho nước vào

cửa thoát nước

nhiệt kế

manhole bearing

bộ phận giảm áp

thân Jacket

Trang 12

(3) Thiết bị phản ứng dạng tháp

Là thiết bị phản ứng hình trụ tròn có các dạng tháp bọt khí, tháp đã nạp, tháp khay, tháp

có vách thấm ướt, dạng lớp cố định, dạng lớp lỏng tầng sôi…

3) Các phụ kiện và thiết bị an toàn của thiết bị phản ứng

Tùy thuộc vào loại thiết bị phản ứng và hình thức phản ứng mà thiết bị phản ứng được gắn

thêm nhiều thiết bị bổ trợ khác Sau đây là bảng liệt kê các phụ kiện cần thiết cho thiết bị

phản ứng có gắn máy trộn

① Thiết bị trộn (bao gồm mô tơ giảm tốc)

② Thiết bị điều khiển đo đạc (đo nhiệt độ, lưu lượng, áp suất, mức chất lỏng, chất tham gia

phản ứng)

③ Thiết bị ngừng khẩn cấp

④ Cửa ra vào cho nguyên liệu và sản phẩm

⑤ Manhole

⑥ Cửa để đưa chất xúc tác và các chất khác vào

⑦ Thiết bị giải phóng áp suất (van an toàn, đĩa chặn sức nổ)

⑧ Thiết bị bơm khí trơ

(2) Dạng chân vịt (properller type)

Là loại cánh trộn dạng chân vịt của tàu thủy giúp dòng chảy đi theo phương của trục trộn

Tốc độ vòng quay từ 5~15m/sec

(3) Dạng tuốc-bin (Turbine type)

Là cánh trộn dậng tuốc bin mà khi nó quay, chất lỏng sẽ theo hướng trục quay đi vào cánh, sau đó sẽ đi ra theo chiều quay của cánh Tốc độ quay vào khoảng giữa dạng cánh

và dạng chân vịt

2) Màng ngăn (Baffle)

Ðể nâng cao hiệu quả hòa trộn thì cánh trộn đóng vai trò quan trọng, tuy nhiên để ngăn việc tạo dòng chảy chất lỏng và tạo ra xoáy nước, thì phải lắp đặt thêm màng ngăn (baffle) Ðặc biệt, trong polime hóa huyền phủ PVC thì việc hòa trộn là rất quan trọng, trong đó thường

sử dụng các thiết bị có gắn thêm màng ngăn

Trang 13

1 Thiết bị chưng cất

Chưng cất là quá trình phân tách các thành phần hoặc một số sản phẩm chưng cất bằng việc đun nóng

và làm bay hơi hỗn hợp chất lỏng nhất định mà nhiệt độ sôi của các chất tham gia khác nhau.Ví dụ điển

hình của việc chưng cất là quá trình phân tách dầu thô thành gasoline, dầu hỏa, dầu nhiên liệu, dầu nhờn

1) Cấu tạo và phân loại các thiết bị chưng cất

Để gia độ tiếp xúc giữa chất khí và chất lỏng, qua đó nâng cao hiệu suất phân tách, bên trong

các tháp chưng cất có các tấm kim loại đục lỗ (perforated plate hoặc tray) hoặc cho các chất làm

đầy vào Loại cũ được gọi là tháp tiếp xúc (plate tower), loại mới được gọi là tháp chưng cất hấp

thụ (packed tower)

(1) Tháp tiếp xúc

Trong tháp tiếp xúc, tùy thuộc vào hình dạng của plate khi hơi bay lên mà chia ra các

loại tháp mũ sủi bọt, tháp đĩa có đục lỗ, tháp ballast (ballast tray), khay sang (sieve tray),

khay s-section…

① Hình ảnh bên trong khay (tray)

03 Thiết bị chưng cất và bay hơi ② Cấu tạo của khay và các từ ngữ chuyên dụng

● Khu vực tự do ( khu vực cột- khu vực xả ở trên)-Free Area (Column Area - Top Downcomer Area)

- Khu vực dành cho Dòng hơi (Vapor Flow)

- Nơi chất lỏng tới (Entrained Liquid) được phân tách

● Khu vực bong bóng (khu vực hoạt động)- Bubbling Area (Active Area) => Quyết định dung tích (capacity)

- Khu vực tiếp xúc của hơi/ chất lỏng (Vapor/Liquid) làm phát sinh sự chuyển khối/truyền nhiệt (Mass / Heat transfer)

● Khu vực xả (Downcomer Area)

- Khu vực để chất lỏng (Liquid) đi xuống khay (Tray) ở bên dưới

- Phân tách hơi (Vapor) trong chất lỏng (Liquid), phân phối (Distribution) đến khu vực bong bóng (Bubbling Area)

● Đập tràn ra ngoài (Outlet Weir)

- Duy trì mức (Head) cần thiết cho khu vực bong bóng (Bubbling area) và sự chuyển khối (Mass transfer)

● Khoảng cách xả (Downcomer Clearance)

- Phân phối chất lỏng (Distribution Liquid) từ khu vực xả (Downcomer) đến khu vực bong bóng (bubbling area)

● Khu vực lỗ (Hole Area)

- Vùng mở (Open area) tối thiểu để hơi (Vapor) đi qua từ khu vực bong bóng (Bubbling Area)

Trang 14

③ Nguyên lý chưng cất của từng loại Tray

● Tháp mũ sủi bọt (Bubble cap tower)Tháp mũ sủi bọt là loại tháp chưng cất được minh họa như trong [Hình 1-3] với những riser dựng trên các lỗ và úp các mũ sủi bọt [Hình 1-4] lên, làm cho dòng chảy của bọt tạo thành dòng ngược với dòng chảy của chất lỏng nhằm nâng cao hiệu quả tiếp xúc

Mũ sủi bọt (bubble cap) có loại Rãnh (slot) và loại Răng cưa (teeth)

Dạng teeth Dạng slot

[Hình 1-3] Hình dạng của mũ sủi bọt (bubble cap)

● Tháp khay sàng (Sieve tray)

Là loại tháp chưng cất được lắp đặt tấm kim loại nhẹ có đục nhiều lỗ nhỏ (đường kính

¼~1/2 inch) giống như [hình 1-5], hơi nước sẽ bốc lên thông qua các lỗ này và tiếp xúc với chất lỏng đang chảy qua tấm kim loại Đập tràn chìm (overflow weir) quyết định độ sâu của mực chất lỏng trên khay (tray) ([Tham khảo 1-6])

phần tinh cất

bể chứa

cung cấp nguyên liệu

nước nguội máy làm lạnh

dòng ngược

sản phẩm 99% PENTANE

PENTANE 50% HEXANE

1% PENTANE 99% HEXANE

(Reboiler)

WATER

phần trên tháp

phần thu hồi

phần dưới tháp

[hình 1-4] Cấu tạo tháp chưng cất (tháp bọt)

ống xả (downcomer)

đập tràn chìm (overflow weir)

[hình 1-5] Cấu tạo tháp sàng [hình 1-6] Ðập tràn chìm và ống xả (downcomer)

Trang 15

Chương 1

Hỗn hợp chất lỏng và hơi nước

khoảng cách có thể điều chỉnh hơi nước

[hình 1-7] Tháp đệm và các hình dạng

[hình 1-8] Cấu tạo của Khay chữ S (s-section tray)

(2) Tháp chưng hấp thụ (Packed tower)

Tháp chưng hấp thụ là thiết bị tiếp xúc chất khí – lỏng mà khi nạp các chất [hình 1-9]

vào bên trong, nó sẽ làm cho chất lỏng đi từ trên xuống, đồng thời hơi sẽ bay từ dưới lên khiến cho diện tích tiếp xúc chất khí – lỏng được tăng lên Có hai phương pháp nạp các chất vào trong tháp hấp thụ là phương pháp nạp hỗn độn và phương pháp chia các tầng

để nạp một cách có nguyên tắc

[hình 1-9] Hình minh họa các chất được nạp

[hình 1-10] Hình thức nạp của tháp hấp thụ

① Hấp thụ ngẫu nhiên (Random Packing)

Vòng Raschig [Raschig Ring]

Vòng Hy-pak [Hy-Pak Ring] Vòng Pall [Pall Ring]

Trang 16

② Hấp thụ có cấu trúc (Structured Packing)

Lưới dây [Wire Mesh] Lưới kim loại [Metal Mesh] Lưới kim loại mịn

[Wire Gauze]

2) Các thiết bị đi kèm tháp chưng cất

Các thiết bị được sử dụng kèm với tháp chưng cất bao gồm Nồi hơi đun lại (reboiler), máy

làm lạnh, Bộ lọc (strainer), bộ phân phối dòng ngược (reflux distributor), Thiết bị ngăn

sương đọng (demister)

Ðây là các thiết bị có những chức năng riêng góp phần làm cho quá trình chưng cất diễn ra

hiệu quả Mô hình khung của tháp chưng có gắn các thiết bị nêu trên được minh họa như

E mũ sủi bọt (bubble cap)

F đập tràn phân phối (distributor weir)

G bộ phân phối dòng ngược (reflux distributor)

H thiết bị ngăn sương đọng (demister)

[hình 1-11] Các thiết bị bổ trợ của tháp chưng cất

2 Thiết bị bay hơi

Quá trình đun nóng dung dịch chứa nước của đường, soda hay glycerin để làm bay hơi nước

và tinh chế các chất gọi là quá trình bay hơi Nói cách khác, khi áp suất hơi của chất tan rất nhỏ, chất lỏng đạt đến nhiệt độ sôi cũng chỉ có nước bay hơi; chỉ cần cung cấp một lượng nhiệt làm bay hơi, sau đó khử phần hơi nước phát sinh là có thể cho ra sản phẩm cần thiết

Tất nhiên, phải tính đến nhiều vấn đề cũng như đưa ra các phương án giải quyết các vấn đề phát sinh trong quá trình bay hơi như tốc độ truyền nhiệt giảm do độ đậm đặc của chất lỏng tăng hoặc các tinh thể tách ra bám vào bề mặt đun nóng và biến chất trong quá trình đun nóng, hay xảy ra hiện tượng phân hủy các chất

1) Cấu tạo và phân loại thiết bị bay hơi

(1) Thiết bị bay hơi dạng bọc (Jacket)

Là thiết bị đơn giản nhất, hoạt động theo mẻ nên chỉ được sử dụng khi bay hơi các dung dịch lượng nhỏ Hơi nước được cho vào trong jacket quấn xung quanh nồi và đun nóng lên

[Hình 1-12] Thiết bị bay hơi có gắn bọc (Jacket) hơi nước

(2) Thiết bị bay hơi ống nằm ngang

Ống gia nhiệt được đặt nằm ngang nên hơi nước sẽ dịch chuyển bên trong ống Hình thức này không thuận lợi cho việc tuần hoàn chất lỏng, không thích hợp đối với các dung dịch có độ đậm đặc cao Việc lau chùi các vảy tách ra bám bên ngoài ống cũng khó khăn nên không thích hợp để dùng bay hơi các dung dịch dễ sinh ra các vảy này Do đó, hiện nay có rất ít thiết bị này được làm mới

Trang 17

Chương 1

Khái quát về thiết bị hóa chất (3) Thiết bị bay hơi ống đứng

Thiết bị bay hơi ống đứng là thiết bị được dùng nhiều nhất từ trước tới nay Dung dịch tăng lên trong ống và hiện tượng bay hơi diễn ra, dung dịch sẽ hạ xuống qua ống thoát (down take) ở giữa Có nghĩa là dung dịch tuần hoàn được là do hơi nước phát sinh tác động vào bơm phía bên trong ống (xem [hình 1-14]) Ðây là thiết bị bay hơi ống đứng tiêu chuẩn Ngoài ra, thiết bị ống đứng còn có các loại như loại basket, loại ống đứng dài, loại tuần hoàn cưỡng bức

hơi nước

dung dịch ban đầu

hơi nước WA

chất cô đặc

A Tấm ống (tube sheet)

B down take

C cửa ra của chất ngưng tụ

D lỗ thoát khí không ngưng tụ

E cửa vào của dung dịch ban đầu

F cửa ra của dung dịch

cô đặc

B lỗ thoát khí không ngưng tụ

C cửa ra của chất ngưng tụ

D cửa vào của dung dịch ban đầu

(4) Thiết bị bay hơi đa tác dụng

Thiết bị sử dụng một ống bay hơi gọi là thiết bị bay hơi đơn tác dụng Trong thiết bị bay hơi đơn tác dụng, hơi nước bay lên được đưa thẳng đến nơi ngưng tụ và thông thường hơi nóng

âm ỉ bị bỏ đi Thiết bị bay hơi đa tác dụng có mục đích tận dụng phần hơi phát sinh trong ống bay hơi, vì vậy người ra xếp những ống bay hơi thành một hàng và hơi nước bay lên sẽ được sử dụng để đun nóng ống tiếp theo hoặc chỉ đặt 1 ống bay hơi nhưng sẽ tăng áp suất lên phần hơi nước bay lên để tăng nhiệt độ và làm liên tục như vậy theo kiểu tự đun nóng mình Phương pháp đầu tiên gọi là bay hơi bằng ống bay hơi đa tác dụng, phương pháp sau

1 Thiết bị trao đổi nhiệt

Là thiết bị giúp cho nhiệt dịch chuyển giữa các chất có nhiệt độ cao và chất có nhiệt độ thấp Quá trình này được minh họa tại [hình 1-15] dưới đây Có nghĩa là trong 2 bình riêng biệt nhau, một bên là chất lưu có nhiệt độ cao và một bên chứa chất lưu nhiệt độ thấp, nhiệt độ sẽ được truyền

từ chất lưu nhiệt độ cao qua chất lưu nhiệt độ thấp thông qua một bức tường chất rắn, khi đó quá trình trao đổi nhiệt diễn ra và dụng cụ giúp cho quá trình này diễn ra một cách hiệu quả gọi là thiết bị trao đổi nhiệt

20℃ hơn khí thải không khí đun nóng

20℃

cửa không khí đi vào

cửa thoát hơi nước 150℃ dưới mức

hơi nước nung nóng

[hình 1-15] Nguyên lý hoạt động của thiết bị trao đổi nhiệt

lò gia nhiệt

Trang 18

(1) Phân loại thiết bị trao đội nhiệt bằng TEMA

Các kiểu đầu cố định (phía

Nắp phẳng và có thể tháo được

Tấm ống cố định như đầu cố định kiểu B

Tấm ống cố định như đầu cố định kiểu C

Đầu di đồng với thiết bị phụ trợ

Tấm ống di động với vòng có khe hở Đầu bọc áp suất cao Nồi đun lại kiểu Kettle

Chia dòng Tách dòng đôi Tách dòng Đầu di động ngoài

Đầu di động kéo thẳng

Bó ống dạng chữ U

Vỏ một đường dẫn Các kiểu vỏ

Nắp cong (có kèm vỏ bọc)

Chỉ dùng cho loại bó ống có thể tháo được

Chỉ dùng cho tấm ống

cố định

[Hình 1-16] Nguyên lý của thiết bị trao đổi nhiệt

1) Thiết bị trao đổi nhiệt hình ống tròn (Shell & Tube)

① Là loại được sử dụng rộng rãi nhất, khi cần diện tích truyền nhiệt rộng, thì các thiết bị

trao đổi nhiệt hình ống tròn với nhiều hình dạng sẽ được sử dụng

② Ống hình trụ tròn bên ngoài được gọi là Shell, các ống ở bên trong Shell gọi là Tube,

chất lưu chảy bên trong các Tube gọi là chất lưu ống, chất lưu chảy bên ngoài Tube và bên trong Shell gọi là chất lưu phần thân

③ Ở hình thức này, bên trong phần thân hình trụ tròn (Shell), có nhiều ống được lắp đặt

thành một bó nhằm tăng diện tích truyền nhiệt Tại đây, chất lưu ống đi vào phần thân theo hướng bên trái, sau đó đi qua ống một lần rồi đi ra ngoài theo hướng bên phải

Trường hợp chất lưu ống đi qua bó ống một lần gọi lầ thiết bị trạo đổi nhiệt dạng hình trụ nhiều ống, và để tăng hiệu suất truyền nhiệt, người ta cho đi qua ít nhất một lần trở lên

④ Chất lưu phần thân đi vào thân từ phía trên bên phải, chảy qua kẽ giữa bó ống rồi đi ra

phía trên bên trái Lúc này, để nâng cao hiệu quả tiếp xúc giữa chất lưu phần thân với các ống, người ta lắp đặt thêm màng ngăn Như vậy,cùng một diện tích truyền nhiệt giống nhau, để tăng hiệu suất truyền nhiệt, phải cho chất lưu ống đi qua nhiều lần và lắp đặt thêm màng ngăn ở bên ngoài ống

⑤ Ưu điểm

● Sử dụng được ở mọi điều kiện nhiệt độ và áp suất

● Có thể cho Lưu lượng thể tích cao (High Volumetric Flow Rate)

● Có khả nãng sử dụng cho dù có chênh lệch lớn về lưu lượng giữa 2 dòng chảy

● Có cấu tạo chắc chắn và an toàn, có độ tin cậy cao về mặt máy móc khi vận hành

⑥ Nhược điểm

Giá cả cao hơn các thiết bị trao đổi nhiệt ở cùng một điều kiện

Trang 19

Chương 1

Khái quát về thiết bị hóa chất (2) Loại tấm ống cố định (Fixed Tube Sheet Type)

① Được cấu tạo bằng cách hàn cố định tấm ống (Tube Sheet) vào hai bên thân

② Trường hợp sự chênh lệch nhiệt độ giữa chất lưu Phần vỏ ( Shell Side) và chất lưu Phần ống (Tube Side) dẫn đến Ống (Tube) và Vỏ (Shell) có sự chênh lệch về độ giãn nhiệt, khi đó ứng suất nhiệt phát sinh khiến cho sự chênh lệch nhiệt độ của 2 chất lưu lớn thì không thể sử dụng được

③ Tuy nhiên, trường hợp bất đắc dĩ phải sử dụng ngay cả khi chênh lệch nhiệt độ lớn thì

có thể lắp đặt thêm mối nối giãn nở vào Phần vỏ ( Shell Side) để khắc phục độ giãn

do nhiệt, khi đó có thể hạn chế phần nào vấn đề phát sinh do ứng suất nhiệt, nhưng về nguyên tắc thì không nên sử dụng khi có sự chênh lệch nhiệt độ lớn

④ Hạn chế của thiết bị này là khó lau chùi, kiểm tra và sửa chữa Phần vỏ ( Shell Side) nên với các chất có tính làm tắc nghẽn (fouling) và các chất có tính ăn mòn thì phải cho chảy trong Phần ống (Tube Side)

⑤ Đây là loại có cấu tạo đơn giản và chi phí sản xuất rẻ nhất trong số cấc thiết bị trao đổi nhiệt hình trụ nhiều ống

AEP

[Hình 1-17] Thiết bị trao đổi nhiệt tấm ống cố định

(3) Loại đầu di động (Floating Head Type)

① Có cấu tạo là một bên Tấm ống ( đầu cố định) của bó ống (Tube bundle) được gắn cố định vào mặt bích (Flange) một bên của Vỏ (Shell) và một bên Tấm ống (Tube sheet) còn lại không phải phụ thuộc gì vào Shell

② Do vậy, đây là cấu tạo có thể đáp ứng được sự giãn nở của Vỏ (Shell)và Ống (Tube) theo nhiệt độ của chất lưu, đồng thời có thể tháo Bó ống (Tube Bundle) ra từ Vỏ (Shell) để kiểm tra và lau chùi

③ Có thể lau chùi được cả phần trong và ngoài Ống (Tube) nên có khả năng chứa các chất dễ gây bẩn, do đó phạm vi sử dụng của thiết bị này rất rộng

④ Có thể sử dụng ngay cả khi có sự chênh lệch nhiệt độ lớn bởi vì cả Tube và Shell đều

có thể tự giản nở vì nhiệt riêng biệt

⑤ Nhược điểm của thiết bị này là chi phí sản xuất cao do có cấu tạo phức tạp

AES

[Hình 1-18] Thiết bị trao đổi nhiệt loại đầu di động

(4) Loại U-Tube (U-Tube Type)

① Loại này có thể khắc phục được vấn đề giãn nở và điểm hạn chế về việc lau chùi Phần vỏ ( Shell Side) của loại tấm ống cố định, nhưng Ống (Tube) lại uốn cong nên rất khó để lau chùi U-tube Vì thế, chất lưu trong Phần ống (Tube Side) phải là các chất ít gây bám bẩn

② Có thể tháo bó ống (Tube bundle) ra để lau chùi, tuy nhiên điểm hạn chế là không thếthay thế các ống (Tube) riêng rẽ khi bị hỏng hóc

CFU

[Hình 1-19] Thiết bị trao đổi nhiệt ống chữ U

Trang 20

① Sử dụng trong trường hợp xảy ra hiện tượng Sôi màng (Pool boiling) trong Shell side

② Có cấu tạo đơn giản và dễ dàng lấy hơi nên nồi đun lại (Reboiler) được sử dụng rộng rãi

③ Bó (bundle) sử dụng tất các các loại như Loại Ống chữ U, loại di động hoặc cố định (U-tube, Floating, Fixed Type), dễ dàng xảy ra bay hơi trong Phần vỏ ( Shell Side), đồng thời có hộp hơi giúp tách riêng chất lỏng và chất khí

9

s n o

7 h g

o

@ n 0 8 3 n 5

@

AKT

[Hình 1-20] Thiết bị bay hơi loại Kettle

(6) Tên gọi các bộ phận của Kiểu TEMA

8 Vỏ

9 Bọc vỏ

10 Mặt bích (của vỏ)cuối đầu cố định

11 Mặt bích (của vỏ) đầu phía sau

(7) Các từ ngữ chuyên nghành liên quan đến thiết bị trao đổi nhiệt Shell

& Tube Type

① Tube Pattern: Có thể biết được Flow đang chảy theo góc nào

② Tube Pitch: Khoảng cách với điểm giữa của Tube gần nhất

vuông

Tam giác

[Hình 1-21] Cách sắp xếp Ống (Tube) trong thiết bị trao đổi nhiệt

Trang 21

Chương 1

③ Baffle (màng ngăn)

● Làm giá đỡ cho Bó ống (Tube Bundle) và chống rung

● Làm tăng tốc độ dòng chảy và hình thành dòng chảy ấm, qua đó tăng hiệu quả truyền nhiệt

Nhịp ống không được đỡ tối đa

Phân đoạn đơn

FULL TUBEFIELD

Vùng ống một phần

Phân đoạn đôi

Vùng ống đầy đủ

Tubefield Baffles

Full

Nhịp ống không được đỡ tối đa

[Hình 1-22] Dòng chảy của từng loại Baffle

(8) Bảo vệ va đập (Impingement Protection)

① Ngăn chặn xung đột trực tiếp của chất lưu chảy vào Phần vỏ ( Shell Side) với Ống (Tube)

② Ngăn chặn sự ăn mòn nhanh, giảm ma sát và chống rung trong Ống (Tube)

③ Loại Tấm (Plate) và loại Thanh (Rod) được sử dụng nhiều

Tấm ngăn va đập

Thanh liên kết Hàn

Miếng đệm

Spacer Vỏ

2) Thiết bị trao đổi nhiệt ống kép (Double Pipe Type)

① Là thiết bị trao đổi nhiệt đơn giản nhất với ống kép đặt song song, bên trong ống có một lưu chất chảy qua và trong phần ống nối giữa hai ống cũng có một lưu chất chảy trong

đó Lúc đó, cả hai chất lưu sẽ có thể chảy cùng chiều hoặc ngược chiều nhau Trường hợp chảy cùng chiều gọi là dòng đồng lưu, trường hợp kia gọi là dòng ngược

② Diện tích bề mặt truyền nhiệt của loại này không lớn nên không thể dùng trong các trường hợp cần diện tích truyền nhiệt lớn Chủ yếu được dùng trong quá trình trao đổi nhiệt giữa các chất lỏng đơn giản (trao đổi nhiệt chất lỏng – chất lỏng), ít khi được dùng trong trao đổi nhiệt giữa chất khí và chất lỏng

③ Có cấu tạo đơn giản và sử dụng loại ống bình thường nên giá thành rẻ

④ Còn được gọi là Hair Fin Type do có hình dạng giống với chiếc trâm cài tóc

⑤ Kiểu ống (Tube Type) có hai loại là Ống trần (Bare Tube Type) không có cánh (Fin) và loại Ống có cánh ngắn (Low Fin Tube Type)

Trang 22

cửa đưa chất lưu vào ống nối

cửa đưa chất lưu ra khỏi ống chính

cửa đưa chất lưu vào ống chính

cửa đưa chất lưu ra khỏi ống nối

[Hình 1-24] Thiết bị trao đổi nhiệt ống kép

3) Thiết bị trao đổi nhiệt kiểu tấm (Plate Type)

① Trong 2 tấm chữ nhật ở hai đầu (Head Plate) thì một tấm được gắn cố định còn một tấm

có thể di chuyển

② Ở giữa là nhiều tấm truyền nhiệt mỏng được xếp gấp khúc, đồng thời ở giữa các tấm

truyền nhiệt này, các dòng chất lưu nóng và dòng chất lưu lạnh sẽ thay nhau chảy qua

[Hình 1-25] Thiết bị trao đổi nhiệt kiểu tấm

4) Thiết bị trao đổi nhiệt làm mát bằng không khí (Air Cooled)

① Là thiết bị trao đổi nhiệt dùng không khí để làm lạnh thay cho nước lạnh, làm lạnh ing) chất lưu bên trong bằng cách cho thông gió cưỡng bức

(cool-② Do không khí có hệ số truyền nhiệt rất thấp nên phải gắn cánh tản nhiệt (Fin) vào bên ngoài ống (Tube) để tăng diện tích truyền nhiệt, đồng thời phải dùng quạt (Fan) để cho không khí đi qua các Fin Tube

Trang 23

Chương 1

2 Lò gia nhiệt

Lò gia nhiệt hình chữ nhật được minh họa ở [hình 1-28] là thiết bị dùng để đun nóng chất lưu

chảy trong các ống(tube) được lắp bên trong lò bằng cách đốt cháy nhiên liệu để tạo ra nhiệt

Lò gia nhiệt có buồng đốt (burner) để đốt nguyên liệu và ống (tube) truyền nhiệt được lắp đặt bên

trong, bộ phận truyền nhiệt được chia thành bộ phận bức xạ và bộ phận truyền nhiệt

Tùy theo phương pháp dẫn luồng khí (draft), lò gia nhiệt còn được phân loại thành lò gia nhiệt

theo kiểu dẫn luồng khí (draft) tự nhiên và lò gia nhiệt theo kiểu dẫn luồng khí (draft) cưỡng bức,

hình thức thông gió của lò nung theo kiểu dẫn luồng khí (draft) tự nhiên được minh họa trong

[hình 1-27] Trong [hình 1-27], không khí và nguyên liệu đi vào

1 Không khí và nhiên liệu vào (Air and fuel in)

[Hình 1-27] Hình thức draft của lò nung theo kiểu draft tự nhiên

ống khói

đường dẫn khói (breeching)

Buồng đốt (burner)

ống ở bộ phận truyền nhiệt

ống ở bộ phận bức xạ

lớp lót vật liệu chịu lửa Buồng lửa (fire box) Shock bank

[Hình 1-28] Cấu tạo của lò

Trang 24

1) Phân loại theo hình dạng

① Loại hộp ống nằm ngang kiểu đốt dưới đáy (Bottom fired horizontal tube-box)

② Loại hộp ống nằm ngang kiểu đốt bên hông (Wall fired horizontal tube-box)

③ Loại hộp ống đứng kiểu đốt dưới đáy(Bottom fired vertical tube-box)

④ Loại hộp ống đứng kiểu đốt bên hông (Wall fired vertical tube-box)

⑤ Loại hộp hình trụ ống đứng kiểu đốt dưới đáy( Bottom fired vertical tube-cylndrical)

⑥ Loại hộp hình trụ ống đứng kiểu đốt trên mái (Down fired vertical tube-cylindrical)

⑦ Loại hộp hình trụ ống xoắn ốc kiểu đốt dưới đáy (Bottom fired spiral tube - cylindrical)

⑧ Loại hộp hình trụ ống xoắn ốc kiểu đốt trên mái (Down fired spiral tube-cylindrical)

2) Hiệu suất lò gia nhiệt

(1) Hiệu suất

Hiệu suất của lò nung thông thường theo nhiệt độ của chất lưu đầu vào được thể hiện ở [Bảng 1-5]

[Bảng 1-5] Hiệu suất của lò gia nhiệt

Nhiệt độ (T) (℃) Hiệu suất (%)

T<205 205≤T<260 260≤T<315 315≤T<345 345≤T<370 370≤T<400 400≤T<425 425≤T

72 70 68 65 62 60 55 50

(2) Phương pháp nâng cao hiệu suất

① Có các phương pháp sau để nâng cao hiệu suất của lò gia nhiệt

● Phương pháp cho chất lưu công đoạn đi qua vùng đối lưu (convection section) và hấp thụ nhiệt thải ra

● Phương pháp tạo hơi ở vùng đối lưu để hấp thụ nhiệt thải ra

● Phương pháp thực hiện trao đổi nhiệt giữa gas nguyên liệu đốt và không khí dùng

để đốt để hấp thụ nhiệt thải ra

② Khi thiết kế lò gia nhiệt, cần sử dụng tổng hợp các phương pháp nêu trên để nâng cao tối đa hiệu suất

Trang 25

1 MÁY BƠM (PUMP)

Máy bơm (Pump) là một loại máy động lực, sử dụng động lực để làm thay đổi áp suất của nước

hoặc chất lỏng (lưu chất không nén được), loại máy làm tăng áp suất bằng cách tác động động lực

học với cánh bơm (impeller) gọi là chuyển hóa năng lượng (turbo machinery) hay bơm động lực

(dynamic pump), loại máy làm tăng áp suất bằng chuyển động lặp lại của bánh răng (gear) hoặc

piston gọi là loại máy bơm kiểu dung tích (displacement pump)

1) Phân loại máy bơm và tiêu chuẩn xác định

(1) Phân loại máy bơm

Máy bơm được phân loại như trong [Hình 1-29]

(2) Tiêu chuẩn xác định

Thông thường, người ta sử dụng bơm li tâm ngoại trừ các trường hợp sau

① Trường hợp áp suất cao dung lượng nhỏ: bơm chuyển động qua lại

② Trường hợp lưu lượng dưới 1m3 /hr: piston trụ trơn hoặc bơm màng ngăn

③ Trường hợp lưu chất có độ đậm đặc lớn hơn 1,000cP: Bơm bánh răng (gear) hoặc

bơm vít

④ Trường hợp lưu chất có chứa hạt rắn: Bơm kiểu piston quay

⑤ Trường hợp lưu chất có chứa trên 5%(v) chất khí: bơm quay

⑥ Trường hợp sử dụng chất lỏng mà áp suất hữu hiệu cho phép không đủ để đạt điểm

sôi: Máy bơm li tâm loại bình đứng (can hoặc Barrel)

Máy bơm(Pumps)

Loại dùng động năng (Kinetic, Dynamic)

Bơm vít (Volute) Bơm khuếch tán (Diffuser) Bơm tuốc bin tái sinh (Regenerative Turbine) Bơm tuốc bin đứng (Vertical Turbine)

Bơm tia (Eductor/Ejector) Piston Piston trụ trơn (Plunger)

Bơm xi-phông (Bellows) Cánh bơm (Vane)

Bơm một trục (Single Screw)

Bơm vòng chất lỏng (Liquid Ring)

Bơm nhiều trục

Bơm bánh răng (Gear) Bơm kiểu piston quay (Lobe)

Piston

Màng ngăn (Diaphram )

Bơm cánh đàn hồi (Flexible impeller)

Bơm piston tròn (Circumferential Piston)

Dòng chảy hướng tâm(Radial Flow) Dòng chảy hỗn hợp (Mixed Flow) Bơm chiều trục(Axial Flow)

Bơm roto đơn (Single Rotor)

Bơm đa roto (Multiple Rotor)

Loại bơm li tâm (Centrifugal)

Loại bơm chuyển động qua lại (Reciprocating)

Loại bơm quay (Rotary) vân vân

vân vân

Loại bơm dung tích (Positive Displacement)

05 Vận chuyển chất lưu và thiết bị nén

Trang 26

2) Cấu tạo và ưu – nhược điểm của từng loại máy bơm

(1) Máy bơm dung tích (Positive – displacement pump)

Máy bơm dung tích đuợc chia làm loại máy bơm chuyển động qua lại và loại máy bơm quay Loại máy bơm chuyển động tịnh tiến (reciprocating pump) là thiết bị có buồng (chamber) cố định, còn piston hoặc trụ trơn (plunger) có thể chuyển động qua lại để khiến chất lưu dịch chuyển, máy bơm quay (rotary pump) là thiết bị mà buồng (chamber)

sẽ chuyển động thay cho piston, giúp quay và tống đẩy chất lưu từ cửa vào đến cửa ra

① Máy bơm chuyển động qua lại1-30(a)] Trong [Hình 1-30(a)], khi piston dịch chuyển ra phía sau thì van điều khiển cửa vào (inlet check valve) sẽ mở, khi đó dung dịch sẽ được hấp thụ vào bên trong xylanh, khi piston dịch chuyển ra trước, van điều khiển cửa vào sẽ đóng và van điều khiển cửa ra (discharge check valve) mở, dung dịch sẽ được đẩy ra ngoài

Phần lớn máy bơm pit tông là các máy bơm hai chiều (double – acting pump), dung dịch được hút vào bởi pít tông đầu này và được đẩy ra bởi piston đầu kia Thỉnh thoảng có từ 2 xylanh trở lên được sử dụng đồng thời ở cửa hút vào và cửa đẩy ra, việc bố trí các piston phải hợp lý để giảm thiểu sự thay đổi về tỷ lệ thải ra

Piston vận hành bởi motor có bánh răng (gear) giảm tốc hoặc xy lanh hơi nước trực tiếp làm dịch chuyển thanh đẩy piston (piston rod) Áp suất đẩy tối đa của máy bơm piston thương mại là 50atm Máy bơm pít tông (plunger pump) được sử dụng ở điều kiện áp suất cao, đồng thời bao gồm cả plunger chuyển động qua lại khép kín (close- fitting reciprocating plunger) với thành xylanh dày bao bọc đường kính mỏng, và nó liên kết đến thanh đẩy pít tông

Hạn chế của chuyển động qua lại trong trụ trơn (plunger) là có thể sử dụng tất cả mọi không gian bên trong xy-lanh, khi đó máy bơm pit-tong sẽ hoạt động bởi mô tơ(motor) như một chuyển động đơn (single acting)

Van điều khiển hơi dạng D-slide Kênh vào Kênh ra

Van một chiều

Xy lanh chất lỏng

Xy lanh hơi

(a) Bơm pít tông

Van bi một chiều đầu ra

Van bi một chiều đầu vào Đầu vào Trụ trơn

Đầu xả Động cơ

Chỉnh lệch tâm (b) Plunger pump

[Hình 1-30] Positive-displacement reciprocating pumps

② Mục đích sử dụng

● Trường hợp dung dịch có độ đậm đặc cao

● Trường hợp cần áp suất cao

● Trường hợp cần lưu lượng hoặc định lượng (metering) nhất định

Trang 27

Chương 1

③ Ưu – nhược điểm

Ưu điểm Nhược điểm

Hiệu suất cao - Không thể sử dụng trong trường hợp chất lưu có tính mài mòn

- Chi phí đầu tư ban đầu cao

- Chi phí sửa chữa, bảo trì cao

- giới hạn về dung lượng

- Có sự dao động trong dòng chảy.

● Bơm quayBơm quay là máy bơm được sử dụng rất nhiều trong số các loại máy bơm dung tích

Trong máy bơm này, cánh quay sẽ thay thế cho piston để dịch chuyển chất lưu, các kiểu máy bơm như bánh răng (gear pump), bơm pit-tong quay (lobe pump), bơm vít (screw pump), bơm cánh cam (cam pump), bơm cánh dẹt (vane pump) là các kiểu máy bơm thuộc loại bơm quay

Hai ví dụ về máy bơm bánh răng được minh họa ở [hình 1-31] Khác với máy bơm chuyển động qua lại, máy bơm quay không có van điều khiển (check valve), dung sai (tolerance) giữa bộ phận chuyển động và bộ phận đứng yên sẽ làm giảm tối đa luợng rò rỉ

từ khu vực xả ra đến khu vực thu vào, và điều tiết tốc độ Bơm quay được sử dụng trong việc vận chuyển các chất lỏng trong và có tính dính như dầu nhờn, có thể tạo áp suất đẩy khoảng 200 atm hoặc hơn

[Hình 1-31(a)] là ví dụ về máy bơm bánh răng truyền động trục thẳng (spur – gear pump) với các bánh răng khớp nhau ở giữa, gắn với phần bên trong của lớp vỏ(casing) và quay

Chất lỏng được hút vào phần giữa bánh răng (gear teeth) và phần vỏ, quay theo viền lớp

vỏ và đi ra ngoài qua ống thải Đồng thời, do chất lỏng bám vào bánh răng ở giữa máy bơm và quay theo nên không thể chảy trở lại ở đoản mạch Máy bơm bánh răng trong (internal – gear pump) được minh họa ở [Hình 1-31] có các bánh răng bên trong được tạo thành bởi bánh răng trục hoặc các bánh răng cưa nhỏ như các cây kim, quay khớp với vòng bánh răng (ring-gear) ở xung quanh Hai bánh răng này ở bên trong của lớp vỏ, một cái ở cùng phía với phần trong của vỏ, còn một bánh răng nhỏ được điều khiển ở bên ngoài thì được gắn vào một khung lệch tâm(eccentrically) tính từ tâm của vỏ Có một tấm kim loại hình bán nguyệt cố định ở giữa hai bánh răng, chất lỏng sẽ bám vào giữa các bánh răng (gear teeth) và tấm kim loại cố định để được vận chuyển từ cửa vào đến cửa thoát ra ngoài Những loại máy bơm này có thể sử dụng được cho tất cả các loại chất lỏng

có độ đậm đặc cao hoặc các chất lỏng không lẫn chất rắn có tính mài mòn

Đầu xả

Bánh rang chủ động Vỏ

Vòng răng Lưỡi liềm tĩnh

[Hình 1-32] Máy bơm pit-tông quay

Động cơ

Cánh trượt

[Hình 1-33] Bơm cánh trượt (Sliding vane pump)

Trang 28

② Ưu – Nhược điểm

Ưu điểm Nhuợc điểm

Đạt hiệu suất cao khi chất lỏng có độ đậm đặc cao

- Không thể sử dụng trong trường hợp chất lưu có tính mài mòn (ngoại trừ máy bơm pit-tông quay – lobe pump)

(2) Máy bơm li tâm

Máy bơm li tâm là thiết bị vận chuyển với cánh quạt (impeller) quay trong một thùng chứa đầy chất lỏng, làm tăng lực li tâm, chuyển năng lượng vào chất lỏng Mô hình đơn giản của nó được minh họa ở [Hình 1-34(a)] Chất lỏng ði vào từ cửa nhập sẽ được đẩy

ra ngoài nhờ cánh quạt quay với tốc ðộ cao Lúc này, tốc độcủa chất lỏng tãng lên và sẽ

đi ra phía ðầu cánh, tốc độ quay của chất lỏng được chuyển hóa thành áp suất

Các loại máy bơm li tâm được sử dụng nhiều là loại bơm vít (volute type) và bơm khuếch tán (diffuser type) Chất lỏng tách khỏi cánh quạt đi vào trong vít xoắn (volute)

và tốc độ được giảm xuống

Lực của máy bơm là lực tác dụng lên chất lỏng bằng cánh quạt quay và lực truyền vào cánh quạt do lực quay của trục chính, thông thường được truyền lực từ một mô tơ có vận tốc quay cố định khoảng 1,750rpm Ở điều kiện lí tưởng không có ma sát, hiệu suất máy của máy bơm li tâm đạt 100% [Hình 1-34(b)] giới thiệu về hình dạng thông thường của bơm vít hút kép (double – suction volute)

① Mục đích sử dụngThích hợp với đa số các trường hợp, ngoại trừ các trường hợp quy định ở phần (1)

② Ưu – nhược điểm

- Phạm vi sử dụng rộng rãi

- Chi phí đầu tư ban đầu thấp

- Chi phí sửa chữa, bảo trì thấp

- Có nhiều giới hạn về áp suất hữu hiệu cho phép

- Hiệu suất không cao

Discharge Xoắn ốc

Đầu vào

Cánh bơm Vòng bù độ mòn Vòng chắn dầu

(a) Hút đơn

Xả xoắn ốc

Kênh hút cánh bơm (impeller)

(b) Hút đôi

[Hình 1-34] Bơm xoắn ốc

Trang 29

Chương 1

2 Máy quạt, máy thông gió, máy nén

Máy vận chuyển và nén chất khí thuộc phạm trù chênh lệch áp suất, trong đó có các thiết bị như

máy quạt (fan), máy thông gió (blower), máy nén (compressor)

Máy quạt (fan) thường là máy quạt li tâm (centrifugal fan) với nguyên lí hoạt động giống với

nguyên lí của máy bơm li tâm Cánh quạt (impeller) được làm từ tấm kim loại nhẹ ở bên trong lớp

vỏ, phạm vi áp suất xử lý của đầu ra là hữu hiệu đến mức 5~60 in H2O Tuy nhiên, đôi khi trong

trường hợp quạt sử dụng quạt hút gió thì năng lượng được tăng cường hầu như được chuyển hóa

thành năng lượng vận tốc và không chuyển thành năng lượng áp suất Công suất đầu ra khi tính

bằng năng lượng vận tốc và năng lượng áp suất thì hiệu suất tổng là khoảng 70%

1) Phân loại máy nén và tiêu chuẩn xác định

Máy nén được phân loại như trong [Hình 1-35]

Máy nén (Compressors)

Cao tốc (High Speed)

Vỏ tháo rời đứng(Vertically Split Casing)

Vỏ tháo rời nằm (Horizontally Split Casing)

Bôi trơn (Lube)

Xoắn ốc (Helical)

Xoắn quanh trục (Spiral Axial)

Không bôi trơn (Non-Lube)

Loại cánh trục (Axial Bladed Type)

Màng ngăn (Diaphragm)

Piston trục (Plunger)

Piston

Trục vít (Screw)

Vòng chất lỏng (Liquid Ring)

Cam (Lobe)

Cánh trượt (Sliding Vane)

Loại chân vịt(Propeller Type)

Dạng dòng trục(Axial)

Loại dòng hỗn hợp (Mixed Flow) Loại li tâm (Centrifugal, Radial Flow)

Hai rotor (Two Roto)

Rotor đơn (Single Rotor)

Loại chuyển động qua lại (Reciprocating)

Loại động năng (Dynamic)

Loại xoay (Rotary) Loại dung tích

(Positive Displacement)

Trang 30

2) Cấu tạo và ưu – nhược điểm của các loại máy nén

(1) Máy nén dung tích

Máy nén dung tích quay được sử dụng ở mức áp suất của ra là khoảng 6atm và phần lớn các máy nén được sử dụng nhiều là loại máy nén dung tích chuyển động qua lại có áp suất đầu ra khoảng 3atm

☞Máy nén dạng chuyển động qua lại

[Hình 1-37] minh họa một ví dụ đơn giản về máy nén một tầng (single – stage compressor)

Phương pháp hoạt động của máy nén loại này giống với máy bơm chuyển động qua lại, điểm quan trọng là đương lượng nhiệt của sự tổn thất do ma sát nhỏ và mật độ chất lỏng lớn nên không có sự tăng nhiệt độ lớn Thành xy-lanh và đầu xy-lanh (cylinder head) phải làm lạnh bằng túi lạnh (cooling jacket) sự dụng nước hoặc chất làm lạnh, máy nén chuyển động qua lại thường được điều khiển bởi một mô –tơ và hoạt động bởi tác động kép (double-acting)

Bánh đà

Vòng chắn dầu

Đầu xả

Đầu vào Vòng pít tông

Cooling water jackets

Van một chiều

[Hình 1-36] Máy nén khí dạng chuyển động tịnh tiến

Khi cần tỉ lệ nén lớn, người ta sử dụng máy nén nhiều tầng xy – lanh đơn Việc làm lạnh

ở giữa các tầng do thiết bị trao đổi nhiệt dạng nhiều ống (tubular heat exchanger) với nước hoặc chất làm lạnh Đôi khi, ở tầng cuối cùng, máy làm lạnh sau (after-cooler) sẽ được sử dụng khi làm lạnh chất khí cao áp

① Phạm vi sử dụng

● Áp suất: từ chân không đến khoảng 7000kgf/cm2

● Lưu lượng: 8.5m3~12,000m3/hr

● Hiệu suất: 80~90%

- Áp suất tạo ra rất lớn

- Hiệu suất cao

- Có sự dao động (pulsation) trong dòng chảy

- Cần máy nén dự trữ để vận hành liên tục

- Kích thước lớn và giá thành cao

- Chi phí duy tu, sửa chữa lớn

☞Máy nén quay

Máy nén quay là loại máy nén hoạt động bởi sự quay của cánh (impeller), cánh trượt (sliding-vane), trục vít (screw), cam (lobe)… có cấu tạo máy móc giống với máy bơm quay Tham khảo [Hình 1-37, 1-38]

① Máy nén cánh trượt

Cuộn xả

Vỏ

Động cơ Đầu hút

Cánh trượt

[Hình 1-37] Sliding-vane Compressor (Máy nén quay)

Trang 31

Chương 1

● Phạm vi sử dụng

- Áp suất: áp suất tiêu chuẩn đến 10kgf/cm2

- Lưu lượng: 85m3/hr~10,000m3/hr

- Hiệu suất: 60~75%

● Ưu – nhược điểm

- giá thành tương đối rẻ

- Chi phí sửa chữa, bảo trì rẻ

● Ưu – nhược điểm

- Có thể sử dụng với các chất lưu lẫn hắc ín và polymer

- Giá thành tương đối rẻ

- Áp suất tạo ra thấp

- Tiếng ồn lớn

- Phạm vi biến động lưu lượng nhỏ

- Tỉ lệ nén hạn chế

(2) Máy nén li tâm (Centrifugal Compressor)

Máy nén li tâm là máy nén được thiết kế với các thông số như tốc độ hút 150,000ft3/min, dung lượng thải 200ft3/min và áp suất 800psig, cấu tạo máy móc và hình dạng impeller giống với trường hợp máy bơm li tâm

① Phạm vi sử dụng

● Áp suất: Đến 350kgf/cm2

● Lưu lượng: 1,700m3/hr~255,000m3/hr

● Hiệu suất: 68~76%

- Khả năng chất lưu bị lẫn dầu nhờn thấp

- giá thành rẻ hơn so với máy nén chuyển động qua lại

- Không thể sử dụng với các chất lưu có phân tử lượng ít

- Không thể sử dụng ở lưu lượng thấp

Trang 32

Tóm tắt nội dung chính

3) Máy thông gió

(1) Máy thông gió kiểu dung tích

Máy thông gió loại này được minh họa ở [Hình 1-39] Máy thông gió thao tác giống với máy bơm bánh răng, vị trí của cánh bơm (impeller) được duy trì tương đối do một bánh rãng nặng (heavy gear) đặt bên ngoài

Máy thông gió một tầng (single – stage blower) có thể tạo áp suất từ 0,4atm ~ 1atm, máy thông gió 2 tầng có thể tạo ra luồng khí có áp suất khoảng 2atm

[Hình 1-39] minh họa máy thông gió 2 cánh (two-lobe - blower), thông thường, người ta còn sử dụng máy thông gió 3 cánh (three – lobe-blower)

(2) Máy thông gió tua-bin

Máy thông gió hút tua-bin đơn (single-suction turbo blower) như trong [hình 1-40] với

bề ngoài trông giống máy bơm li tâm, tuy nhiên có lớp vỏ bên trong chật, đồng thời đường kính vỏ và cuộn (scroll) thoát ra lớn hơn máy bơm li tâm Vận tốc hoạt động lớn, khoảng từ 3,600rpm hoặc hơn

Đầu xả

Cuộn xả Động cơ

Đầu vào

[Hình 1-39] Máy thông gió 2 cánh [Hình 1-40] Máy thông gió hút tua-bin đơn

Máy nén tua-bin (turbo compressor) là một dạng nhiều tầng với impeller liên tục bám vào trục đơn và quay ở bên trong với tốc độ cao Những máy móc này có thể ép được lượng không khí hoặc chất khí khác với dung tích cực lớn khoảng 300,000ft3/min ở cửa vào, và áp suất ở cửa ra là 2atm

1 Đối tượng kiểm tra bình áp lực

Là bình đựng chất lưu trong công đoạn hóa học hoặc bình được sử dụng trong các công đoạn khác (bình chứa không khí hoặc khí ni-tơ) có áp suất thiết kế là

áp suất gau-xơ vượt quá 0.2 mega pascal (2kg/cm2), ngoại trừ các bình chứa thuộc các trường hợp sau đây

① Bình có đường kính trong, chiều rộng, chiều cao hoặc đường chéo một mặt dưới 150mm (trường hợp sử dụng ống thì đường kính định danh 150A) bất

kể chiều dài bình hoặc áp lực

② Bình năng lượng hạt nhân

③ Máy hóa lỏng dạng ống loại làm lạnh bằng nước (tuy nhiên chỉ giới hạn cho loại có nước làm lạnh chảy trong thân và áp suất sử dụng trong ống thấp hơn áp suất sử dụng trong phần thân)

④ Bình chỉ chứa nước có nhiệt độ dưới 60oC (tuy nhiên, trường hợp nhiệt độ chớp cháy của chất lỏng bên trong ở điều kiện áp suất khí quyển là 85oC thì trong nước phải bao gồm một lượng nhỏ chất phụ gia)

⑤ Máy trao đổi nhiệt dạng ống (plate type)

⑥ Máy làm lạnh không khí dạng fin type

● Không có mối hàn ngoại trừ mối hàn để đắp mép

● Đường kính ngoài của thân dưới 320mm và đường kính định đanh của phần nối đường ống lớn hơn ½ đường kính ngoài của thân

⑬ Một phần máy móc, dụng cụ tạo thành phần chịu áp lực như phần thân hoặc phần đầu bình áp lực

Trang 33

Tóm tắt nội dung chính

⑭ Bình có tích số giữa áp lực sử dụng (đơn vị: MPa) và dung tích trong (đơn vị

m2) bé hơn 0.1 và thỏa mãn một trong các điều kiện dưới đây

● Là bộ phận cấu thành máy móc, thiết bị

● Là phụ tùng của các thiết bị gia áp như máy bơm, máy nén được sử dụng với mục đích bịt kín, bôi trơn hoặc trao đổi nhiệt (chỉ áp dụng đối với trường hợp chất lưu được sử dụng là chất lưu thuộc công đoạn, hoặc chất không nằm trong bảng chất nguy hiểm theo quy tắc an toàn)

⑮ Bình dùng để chứa và vận chuyển sản phẩm với mục đích bán hoặc cung cấp

⑯ Thiết bị gia nhiệt dạng ống (tube) loại đốt trực tiếp dùng trong công đoạn

⑰ Bình giãn nở đóng kín dùng ngoài mục đích công nghiệp

⑱ Bộ phận cấu thành máy móc, dụng cụ thuộc đối tượng kiểm tra an toàn

⑲ Bộ phận cấu thành của máy nén khí loại nhỏ (có dạng gắn cố định bộ phận nén chuyển động qua lại vào phần trên của bình áp lực)

⑳ Bình áp lực có áp lực sử dụng dưới 2kgf/cm2

2 Đối tượng kiểm tra thiết bị hóa chất

Là thiết bị thỏa mãn một trong các mục dưới đây, đồng thời, lượng có thể sản xuất hoặc cung cấp tối đa, bao gồm lượng chứa trong các công đoạn nhỏ lớn hơn lượng tiêu chuẩn Tuy nhiên các thiết bị hóa chất thuộc diện nộp báo cáo

an toàn công đoạn theo luật an toàn công nghiệp thì được miễn kiểm tra, đối với bình áp lực thì có quy định kiểm tra riêng

① Thiết bị phản ứng có phản ứng tỏa nhiệt

② Thiết bị thực hiện quá trình phân tách như chưng cất, ngưng tụ, bay hơi, chiết xuất…

③ Thiết bị vận hành ở trạng thái khi nhiệt độ của chất gia nhiệt lớn hơn nhiệt độ phân hủy hoặc điểm chớp cháy của chất nguy hiểm được nung nóng

④ Thiết bị có nguy cơ phát sinh chất nguy hiểm do các phản ứng bất thường như phản ứng ồ ạt

⑤ Thiết bị vận hành ở trạng thái nhiệt độ trên 350oC hoặc áp suất trên 10kg/cm2

⑥ Lò gia nhiệt hoặc máy gia nhiệt

Trang 34

02 Tiêu chuẩn kiểm tra

thiết bị hóa chất & 0bình áp lực

Mục tiêu nghiên cứu

Có thể giải thích được về tiêu chuẩn quy định của thiết bị đối tượng kiểm tra

Có thể hiểu về thiết kế, quy cách kiểm tra thiết bị và trang bị phòng hộ

Trang 35

Khi lắp đặt các thiết bi hóa học như máy phản ứng, tháp chưng cất hay thiết bị chiết xuất vào bên

trong một tòa nhà thì các bộ phận của kiến trúc đó có sự tiếp xúc với các thiết bị hóa chất như sàn,

tường, cột trụ, cầu thang và mái phải được làm bằng các nguyên liệu không cháy do các chất nguy

hiểm và nhiệt phóng xạ có thể rò rỉ từ các thiết bị hóa chất khiến cho nhiệt độ tăng lên và gây ra

cháy nổ Trong luật xây dựng có chia ra vật liệu không cháy và vật liệu khó cháy, tuy nhiên trong

luật an toàn công nghiệp thì chỉ áp dụng với vật liệu không cháy

2 Chống ăn mòn

Ðối với các bộ phận của thiết bị hóa chất hoặc các ống dẫn của nó (ngoại trừ bộ phận van hoặc

khóa vòi của thiết bị hóa chất hoặc của ống dẫn) tiếp xúc với các chất nguy hiểm hoặc các chất có

điểm cháy dưới 650c (gọi chung là “chất nguy hiểm”) thì phải sử dụng các vật liệu ít bị ăn mòn

hoặc phải được xử lý sơn bảo vệ theo từng loại cũng như nhiêt độ, nồng độ chất nguy hiểm tương

ứng để phòng chống cháy nổ và rò rỉ do sự ăn mòn bởi các chất nguy hiểm

Có nhiều phương pháp biểu thị hình thức ăn mòn của các máy móc sử dụng trong thiết bị hóa

chất [Bảng 2-1] dưới đây là hệ thống phân loại mặt bằng của các hình thức ăn mòn dựa trên

tiêu chuẩn của hội học thuật dầu mỏ Phương thức phân loại theo mặt bằng này với tiêu chuẩn

100cm2 theo tiêu chuẩn quan sát 10cm x 10cm và phân loại hình thức ăn mòn theo trạng thái ăn

mòn, mức độ và hình thức ăn mòn trên bề mặt

① Ăn mòn toàn diện: là trạng thái bị ăn mòn liên tục trên 95% diện tích quan sát, dùng chỉ trường hợp mức độ của một chỗ ăn mòn từ 95cm2 trở lên

② Ăn mòn bộ phận: Dùng để chỉ trường hợp tuy không thể gọi là toàn diện nhung có khoảng

từ 40~94% bề mặt quan sát tiêu chuẩn bị ăn mòn liên tục

③ Ăn mòn cục bộ: Là loại ăn mòn theo dạng cục bộ hơn so với ăn mòn bộ phận với một hoặc nhiều điểm bị ăn mòn với tỉ lệ dưới 40% mặt bằng quan sát tiêu chuẩn, đồng thời bề rộng của một điểm ăn mòn lớn hơn khoảng từ 6 lần trở lên so với độ sâu ăn mòn

④ Ăn mòn rỗ: Dùng để chỉ trường hợp có một hoặc hàng trăm lỗ ăn mòn nhỏ với bề rộng của

1 chỗ ăn mòn lớn gấp 6 lần trở xuống so với độ sâu của lỗ ăn mòn

⑤ Ăn mòn nứt: Phần mở trên bề mặt chất liệu rất nhỏ và được gọi là các vết nứt , dùng để chỉ

sự ăn mòn lan rộng theo đường vạch

⑥ Ăn mòn tróc mảng: Là dạng ăn mòn do o xy hóa khiến cho bề mặt kim loại bị bong ra

[Bảng 2-1] Bảng hệ thống phân loại mặt bằng các hình thức ăn mòn

Phân loại bề mặt ăn mòn Đặc trưng điểm ăn mòn

Ăn mòn toàn diện

Ăn mòn bộ phận

Ăn mòn cục bộ

Ăn mòn cân bằng Bào mòn cân bằng

Ăn mòn凹凸không ðều

Đường nứt đa chiều

Ăn mòn tróc mảng Tróc mảng trên diện rộng

Tróc mảng cục bộ

01 Tiêu chuẩn an toàn thiết bị

Trang 36

3 Các bộ phận nối như vỏ

Để phòng ngừa việc rò rỉ các chất nguy hiểm hoặc tai nạn cháy nổ do việc rò rỉ các chất nguy

hiểm từ các bộ phận kết nối của thiết bị hóa chất hoặc đường ống của nó như phẩn vỏ, mép cạnh,

van, vòi…phải có sự xử lý thích hợp như sử dụng miếng đệm (gasket) và gắn chặt mặt tiếp xúc

4 Đánh dấu chiều đóng mở của van

Để phòng ngừa việc rò rỉ các chất nguy hiểm hoặc tai nạn cháy nổ do việc thao tác sai các công

tắc và nút điều khiển hoặc bộ phận van, vòi của thiết bị hóa chất hoặc các đường ống của nó,

cần phải đánh dấu phân biệt rõ ràng chiều đóng mở bằng cách tô màu như [Bảng 1-2] dưới đây

[Bảng 2-2] Phân loại các chất và màu sắc tương ứng (ví dụ)

Phân loại các chất Màu sắc

Nước Hơi nước Không khí Gas Axit hoặc Alkali Dầu Điện

Xanh lục

Đỏ sẫm Trắng Vàng nhạt Tím Màu cam đậm Màu cam nhạt

5 Chất liệu của các bộ phận như van

Các bộ phận của thiết bị hóa chất hoặc đường ống dẫn của nó như van, vòi… phải được sử dụng

các chất liệu có độ bền cao tùy thuộc vào tần độ đóng mở và chủng loại, nhiệt độ, nồng độ, của

các chất nguy hiểm

6 Đánh dấu phân loại các nguyên liệu đầu vào

Phải đánh dấu rõ ràng để phân loại các chất nguyên liệu, cũng như các thiết bị là đối tượng cung cấp vào nơi công nhân có thể nhìn rõ nhất để tránh việc công nhân thao tác sai trong quá trình cung cấp nguyên liệu vào thiết bị hóa chất, dẫn đến việc rò rỉ chất nguy hiểm hoặc gây ra tai nạn cháy nổ

7 Van an toàn

1) Lắp đặt van an toàn

① Đối với các thiết bị dưới đây, để phòng ngừa tai nạn nổ do áp suất quá cao, phải lắp đặt van an toàn hoặc đĩa phá vỡ (dưới đây gọi là “các loại van an toàn”) có tính năng và tiêu chuẩn phòng nổ Tuy nhiên, không cần thiết trong trường hợp đã lắp đặt các thiết bị phòng hộ tương đương van an toàn

● Bình áp lực (ngoại trừ bình áp lực có đường kính trong dưới 150mm, trường hợp máy trao đổi nhiệt hình ống trong số các bình áp lực thì chỉ hạn định đối với trường hợp

lo ngại áp suất tăng lên do vỡ đường ống vượt quá áp suất sử dụng tối đa của bình

áp lực)

● Máy nén dung tích

● Máy bơm dung tích (giới hạn với việc lắp đặt van chặn ở trục ra)

● Đường ống (hạn định đối với trường hợp lo ngại bị vỡ do độ giãn nhiệt của chất lỏng

ở điều kiện nhiệt độ không khí khi bị chặn bởi 2 van trở lên)

● Ngoài ra, các thiết bị hóa chất và các thiết bị phụ kiện có lo ngại áp suất vượt quá áp suất sử dụng tối đa

② Theo mục ①, trong trường hợp lắp đặt các loại van an toàn thì đối với máy nén nhiều tầng hoặc máy nén không khí tiếp xúc theo đường thẳng, phải lắp đặt các loại van an toàn

ở mỗi tầng hoặc theo từng máy nén không khí

③ Theo mục ①, các loại van an toàn được lắp đặt phải được cài đặt để hoạt động trước mức

áp suất sử dụng tối đa của thiết bị tương ứng với 1 trong thiết bị quy định ở mục ①

Trang 37

Chương 2

Tiêu chuẩn kiểm tra thiết bị hóa học & bình áp suất

④ Ðối với van an toàn lắp đặt theo mục ①, phải dùng áp suất kế được quy định bởi cơ quan

kiểm định quốc gia để kiểm tra theo chu kỳ kiểm tra được phân loại dưới đây để xem van

an toàn có hoạt động bình thường dưới áp suất đã cài đặt hay không Tuy nhiên trường hợp

có thể kiểm tra được thường xuyên hoạt động của van an toàn thông qua đòn bẩy hoặc móc gắn vào van (trong số các van lắp đặt trong các bình chứa không khí hoặc bình chứa ni-tơ) thì có thể không kiểm tra van an toàn hoạt động bình thường ở điều kiện áp suất cài đặt và cũng có thể không niêm phong bằng chì

● Trường hợp phần đĩa hoặc đệm của chất lưu và van an toàn trong công đoạn hóa học được lắp đặt để có thể tiếp xúc trực tiếp: ít nhất mỗi năm một lần

● Trýờng hợp lắp đặt đĩa phá vỡ trên mọi tầng của van an toàn: ít nhất 2 nãm 1 lần

● Trường hợp van an toàn của đối tuợng trình báo cáo an toàn công đoạn, và là đơn vị xuất sắc trong kết quả đánh giá tình trạng thực hiện:ít nhất 4 năm 1 lần

⑤ Phải xử lí để van an toàn được niêm phong bằng chì theo mục ④ không bị tháo ra hoặc

điều chỉnh

2) Lắp đặt đĩa phá vỡ

Các thiết bị trong mục (1) phải lắp đặt đĩa phá vỡ trong trường hợp có một trong những điều

sau đây:

① Trường hợp lo ngại tăng áp suất lên nhanh đột ngột như phản ứng nhanh

② Trường hợp lo ngại môi trường tác nghiệp bị ô nhiễm do sự rò rỉ chất độc hại

③ Trường hợp lo ngại van an toàn không hoạt động do có chất lạ đi vào trong quá trình

vận chuyển

3) Lắp đặt đĩa phá vỡ và van an toàn theo đường thẳng

Với các thiết bị hóa chất và thiết bị phụ kiện có thể rò rỉ liên tục các chất độc hại với lượng

lớn ra ngoài thì phải lắp đặt các đĩa phá vỡ và van an toàn theo một đường thẳng, đồng thời,

lắp đặt thêm máy báo áp suất hoặc thiết bị cảnh báo tự động vào giữa

4) Ðiều kiện hoạt động của các loại van an toàn

Các loại van an toàn phải hoạt động dưới mức áp suất sử dụng tối đa của các thiết bị hóa chất

và các thiết bị phụ kiện được bảo vệ bởi các loại van an toàn đó Tuy nhiên, trong trường hợp có lắp đặt từ 2 van an toàn trở lên, có thể lắp ðặt 1 cái dưới mức 1,05 lần (trường hợp ứng phó với tai nạn bên ngoài là 1,1 lần) so với áp suất sử dụng tối đa

5) Dung lượng xả của các loại van an toàn

Dung lượng xả của các loại van an toàn phải tính lượng xả của mỗi trường hợp dựa trên nguyên nhân hoạt động và lấy chỉ số lớn nhất làm dung lượng xả cho các loại van an toàn tương ứng

② Van tự động điều chỉnh áp suất (giới hạn cho các van có cấu tạo mở khi chặn cung cấp động lực quay) có dung lượng bằng ½ dung lượng xả của các loại van an toàn và các loại van an toàn được nối với nhau theo hàng ngang

③ Trường hợp các loại van an toàn được lắp đặt nhiều trong thiết bị hóa chất và các thiết

Trang 38

7) Xử lý chất xả ra

Chất nguy hiểm xả ra từ các van an toàn phải được xử lý bằng các phương pháp như đốt

cháy, hấp thụ, tẩy rửa, phân lượng Tuy nhiên với một trong các trường hợp sau đây, có thể

dẫn chất nguy hiểm xả ra đến nơi an toàn và thải ra ngoài

① Trường hợp nếu xử lý bằng phương pháp đốt cháy, hấp thụ, tẩy rửa, phân lượng hoặc thu

hồi có thể gây hại đến chức năng của đĩa phá vỡ

② Trường hợp lo ngại làm phát sinh khí độc hại khi xử lí đốt chất xả ra

③ Trường hợp không thể xử lý hoàn toàn bằng phương pháp đốt, hấp thụ, tẩy rửa, phân

lượng hoặc thu hồi do chất nguy hiểm trong trại thái áp suất cao được xả ra với khối lượng lớn

④ Trường hợp có lắp đặt các loại van an toàn ở thùng chứa khí gas dễ cháy hoặc chất dẫn

lửa cách xa khu vực có thiết bị công nghệ, đồng thời trên các thùng chứa này đã được xử

lý an toàn như lắp đặt các thiết bị làm lạnh hoặc thiết bị chữa cháy tự động

⑤ Các trường hợp khác nhý lượng xả ra ít hoặc phân tán nhanh sau khi xả ra và không gây

hại, hoặc trường hợp đã được xử lý an toàn bằng thiết bị làm lạnh hoặc thiết bị chữa cháy tự động

Công đoạn xử lý chất thải xả ra từ van an toàn, đĩa phá vỡ có áp suất vận chuyển tối đa khoảng 0,2kgf/cm2, trong công đoạn hình thành áp lực ngược do tổn thất áp suất trong đường ống dẫn của công đoạn xử lý, nếu sử dụng van dạng lò xo thì giá trị cài đặt van

an toàn sẽ tãng lên bằng áp lực ngược sau van an toàn, trong bình áp lực thấp có thể tăng áp suất vận chuyển tối đa cho phép, do vậy phải lắp đặt van cân bằng dạng ống thổi (Balanced Bellows Valve) hoạt động ở mức áp suất cài đặt của van an toàn bất kể áp lực ngược của thiết bị thu hồi Hình thức của van an toàn được minh họa ở [Hình 2-1]

Ngoài ra, đường ống liên kết với công đoạn thu hồi có áp lực vận chuyển thấp, để giảm

áp lực ngược thì chỉ vận chuyển chất khí thải ra sau khi đã loại bỏ các chất lỏng và rắn, các ống dẫn phải đuợc lắp đặt với một độ nghiêng nhất định hoặc phải được xử lý chống ngưng tụ, cô đặc bằng cách giữ nhiệt, nung nóng để đảm bảo chất lỏng được cô đọng trong ống dẫn có thể chảy đến thiết bị phân tách khí một cách liên tục

bàn đệm (seat)

đinh vít áp lực

van cân bằng dạng ống thổi (Balanced Bellows Valve)

van hoạt động dạng lò xò thông thường

Bộ tải đĩa phá vỡ và phụ kiện

[Hình 2-1] Hình dạng chủ yếu của thiết bị relief

8) Thiết bị thông khí

① Chủ doanh nghiệp phải lắp đặt ống thông khí hoặc van thông khí (dưới đây gọi là “thiết

bị thông khí”) ở thùng áp suất khí quyển dùng để chứa chất dẫn lửa

② Thiết bị thông khí theo quy định ở mục ① khi hoạt động bình thường, phải sử dụng một dung lượng vừa đủ không để bên trong thùng áp suất khí quyển có chân không hoặc gia

áp, đồng thời phải thực hiện nghiêm túc công tác duy tu, bảo dưỡng

Trang 39

① Khi giải phóng chất khí hơi nước hoặc gas từ thiết bị hóa học chứa chất lỏng dẫn lửa và chất

khí dễ cháy, phải lắp đặt thiết bị phòng cháy ở trên thiết bị đó để phòng nguy cơ cháy từ bên

ngoài.Tuy nhiên, trường hợp chứa chất lỏng có điểm cháy trong khoảng từ 38℃ ðến 65℃ và

có lắp màng chống cháy có tính năng phòng cháy thì không cần thiết phải lắp thêm

② Thiết bị phòng cháy ở mục ① phải là thiết bị phù hợp với tiêu chuẩn thiết bị phòng cháy của

「Luật tiêu chuẩn hóa công nghiệp」, đồng thời phải thực hiện thường xuyên công tác duy

tu, bảo dưỡng

9 Tiêu chuẩn chịu lửa

① Tại các tòa nhà được xây dựng trong khu vực có nguy cơ nổ bụi hoặc gas, các bộ phận tương

ứng với các mục sau đây phải có kết cấu chịu lửa, đồng thời phải thường xuyên kiểm tra, tu

sửa để đảm bảo duy trì tính năng đó Tuy nhiên, trường hợp khu vực xung quanh tòa nhà có lắp

đặt các thiết bị chữa cháy tự động như thiết bị phun nước hoặc thiết bị phun bọt (foam head)

để đối phó với hỏa hoạn, khi xảy ra cháy có thể duy trì tình trạng ổn định ít nhất 2 tiếng trở lên

thì không cần cấu tạo chịu lửa

● Cột nhà và tầng 1 của tòa nhà (trường hợp tầng 1 cao quá 6m thì tính đến 6m)

● Giá đỡ của bình chứa chất nguy hiểm (ngoại trừ các giá đỡ thấp dưới 30cm) tính từ mặt

đất đến đỉnh của giá đỡ

● Giá đỡ đường ống, ống dây điện tính từ mặt đất đến tầng đầu tiên (trường hợp tầng 1 cao

quá 6m thì tính đến 6m)

② Vật liệu chịu lửa phải phù hợp với tiêu chuẩn KS F 2257-1~9 trong tiêu chuẩn công nghiệp

Hàn Quốc, thuộc luật tiêu chuẩn hóa công nghiệp hoặc các vật liệu có tính năng cao hơn

10 Khoảng cách an toàn

1) Khoảng cách an toàn

Khi lắp đặt thiết bị hóa chất và thiết bị phụ kiện chứa các chất có tính nổ, tính phát lửa hoặc chất có tính ô-xy hóa, cũng như các chất lỏng và khí có tính dẫn lửa, phải duy trì một khoảng cách đủ an toàn giữa các thiết bị để giảm thiểu thiệt hại trong trường hợp có cháy, nổ Tuy nhiên, trường hợp duy trì khoảng cách an toàn hay khoảng trống theo quy định của điều luật khác hoặc được công nhận tính an toàn sau khi trình báo cáo an toàn công đoạn và thực hiện kiểm tra đánh giá tính nguy hiểm để giảm thiểu hóa thiệt hại thì không cần nữa

2) Thiết lập đê bảo vệ

Khi lắp đặt thùng chứa các chất lỏng, khí có tính dẫn lửa, chất lỏng có độc tính và tính ăn mòn thì phải thiết lập đê bảo vệ để ngãn các chất nguy hiểm rò rỉ và phát tán ra ngoài

11 Lắp đặt thiết bị đo lường

Khi lắp đặt các thiết bị hóa chất (thiết bị hóa chất đặc thù) thuộc 1 trong các mục dưới đây dùng

để sản xuất hoặc chứa hơn lượng tiêu chuẩn các chất nguy hiểm , phải lắp đặt các thiết bị đo lường cần thiết như nhiệt kế, lưu lượng kế, áp suất kế để phát hiện sớm các trạng thái bất thường

ở bên trong

① Thiết bị phản ứng có phản ứng tỏa nhiệt

② Thiết bị thực hiện phân tách như chưng cất, tinh chế, bay hơi, chiết xuất

③ Thiết bị vận hành ở trạng thái nhiệt độ của chất gia nhiệt cao hơn nhiệt ðộ phân giải hoặc điểm cháy của chất nguy hiểm được nung nóng

④ Thiết bị có lo ngại phát sinh chất nguy hiểm do các phản ứng hóa học bất thường

⑤ Thiết bị vận hành ở trạng thái nhiệt độ trên 350℃ hoặc áp suất trên 10kg/cm2

⑥ Lò nung hoặc máy gia nhiệt

Trang 40

12 Lắp đặt thiết bị cảnh báo tự động

Khi lắp đặt các thiết bị hóa chất đặc biệt, phải lắp đặt thiết bị cảnh báo tự động cần thiết để phát

hiện sớm hiện tượng bất thường bên trong Tuy nhiên, trường hợp khó lắp đặt thiết bị cảnh báo tự

động, thì phải có biện pháp thay thế như cử người giám sát để giám sát các thiết bị hóa chất đặc

biệt trong quá trình vận chuyển

13 Lắp đặt thiết bị ngắt khẩn cấp

① Khi lắp đặt các thiết bị hóa chất đặc thù, chủ doanh nghiệp phải lắp đặt các trang thiết bị cần

thiết để có thể ngắt khẩn cấp việc cung cấp nguyên liệu, giải phóng sản phẩm, bơm khí trơ

hoặc cung cấp nước làm lạnh nhằm phòng ngừa các tai nạn cháy nổ hoặc rò rỉ chất nguy hiểm

trong trường hợp bất thường

② Các thiết bị ở mục ① phải được bảo trì, sửa chữa để đảm bảo hoạt động an toàn và chính xác

③ Thiết bị rót vào

Bình thường, khí ni–tơ được chứa trong điều kiện áp suất cao nên cần điều chỉnh theo điều

kiện nhiệt độ và áp suất Việc điều chỉnh áp suất được chia từ 1 đến 2 lần và việc điều chỉnh

áp suất cuối cùng được thực hiện gần nơi sử dụng Ngoài ra còn có phương pháp rót tự động

bằng cách liên kết với cảm biến áp suất, nhiệt độ của máy móc, thiết bị

④ Cung cấp nước làm lạnh

⑤ Nhiệt phát sinh trong phản ứng bình thường được loại bỏ bằng vỏ bọc (jacket) hoặc máy trao

đổi nhiệt Tuy nhiên, khi phát sinh tình huống khẩn cấp như phản ứng bất thường hoặc cháy

thì cần có một lượng nước làm lạnh lớn nên cần phải lắp đặt thiết bị làm ngập (deludge) hoặc

thiết bị phun nước

14 Nguồn năng lượng dự trữ

Nguồn năng lượng sử dụng cho thiết bị hóa chất đặc thù và các phụ kiện của nó phải tuân thủ các điều khoản sau đây

① Bố trí nguồn năng lượng dự phòng có thể sử dụng ngay để phòng ngừa cháy nổ nguồn năng lượng khi gặp sự cố

② Phải trang bị khóa và đánh dấu bằng màu để tránh thao tác sai đối với các thiết bị van, vòi, công tắc

Định dạng
Số trang	159
Dung lượng	29,28 MB
File đính kèm	KS thiết bị hóa chất và nồi hơi.zip (19 MB)