Công nghệ hóa dầu:Thiết bị tách, lọc khí, sấy khô khí

Đây là phiên bản tài liệu đơn giản

Xem phiên bản đầy đủ của tài liệu Công nghệ hóa dầu:Thiết bị tách, lọc khí, sấy khô khí

Bảo dưỡng, sửa chữa thiết bị tách, lọc khí, sấy khô khí
MỤC LỤC MODULE
BẢO DƯỠNG, SỬA CHỮA
THIẾT BỊ TÁCH, LỌC KHÍ, SẤY KHÔ KHÍ.
I. Thiết bị tách……………………………………………………………………………………………. 2
1. Cấu tạo nguyên lý làm việc của các loại bình tách…………………… 3
1.1. Bình tách 2 pha nằm ngang…………………………………………………. 3
1.2. Bình tách 2 pha thẳng đứng………………………………………………… 8
1.3. Bình tách 3 pha nằm ngang………………………………………………… 18
1.4. Bình tách 3 pha thẳng đứng…………………………………………………. 21
1.5. Bình tách hình cầu………………………………………………………………… 23
2. Các dạng hư hỏng thường gặp của bình tách……………………………… 25
3. Phương pháp kiểm tra…………………………………………………………………… 25
II. Thiết bị lọc khí: …………………………………………………………………………………… 29
1. Giới thiệu chung…………………………………………………………………………… 29
2. Phân loại thiết bị lọc khí……………………………………………………………… 30
3. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các thiết bị lọc khí…………… 32
4. Các nguyên nhân hư hỏng và biện pháp khắc phục…………………… 38
5. Kiểm tra sửa chữa bình lọc khí…………………………………………………… 39
III. Thiết bị sấy khô khí: …………………………………………………………………………. 42
1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy sấy khô khí……………… 45
2. Các nguyên nhân hư hỏng và biện pháp khắc phục…………………….66
3. Kiểm tra sửa chữa…………………………………………………………………………… 73
Trang 1
Bảo dưỡng, sửa chữa thiết bị tách, lọc khí, sấy khô khí
NỘI DUNG CHI TIẾT:
I. Thiết bị tách:
a. Nguyên lý cơ bản:
Thông thường một bình tách phải đảm bảo hai chức năng:
+ Quá trình tách giữa các pha được đảm bảo.
+ Bảo đảm thời gian lưu của các pha lỏng.
b. Quá trình tách các pha:
Bình tách cho phép tách những giọt lỏng ra khỏi pha liên tục có thể là hơi
hoặc lỏng.
Các chất lưu được khai thác từ các giếng dầu thông thường là các hỗn hợp
phức tạp của hàng trăm thành phần khác nhau. Một dòng dầu đặc trưng từ giếng có
tốc độ cao, chảy rối là sự giãn nở liên tục của hỗn hợp khí và hidrocacbon lỏng,
thường đi kèm cả hơi nước, nước tự do và thỉnh thoảng có cả các chất rắn. Dòng
dầu thô cần được xử lí càng sớm càng tốt sau khi nó lên tới bề mặt, các thiết bị tách
được sử dụng cho mục đích này.
Trong nhà máy nhiệt điện:
* Đối với lò hơi:
Nguyên nhân chủ yếu gây ra sự ăn mòn kim loại các bề mặt đốt của lò hơi là
do sự ăn mòn về hóa học và sự ăn mòn về điện hóa học, nguyên nhân gây ra hiện
tượng ăn mòn về điện hóa học chủ yếu là do sự không đồng đều điện hóa trên bề
mặt kim loại. Khi đó nếu kim loại tiếp xúc với môi chất làm việc sẽ tạo nên vô vàn
pin điện hóa và hậu quả là gây nên hiện tượng ăn mòn điện hóa. Biện pháp ngăn
ngừa ăn mòn điện hóa và bảo vệ là loại trừ tất cả các điều kiện tạo nên các pin điện
hóa. Các phương pháp loại trừ chính là tạo ra một lớp màng bảo vệ lên bề mặt kim
loại. Sử dụng kim loại chính xác và có kết cấu bề mặt thiết bị được thiết kế hợp lí,
Xử lí các chất ăn mòn trong nước.
Trong nước luôn tồn tại các chất khí như O
2
, N
2
, CO
2
trong đó O
2
là chất
khí dễ gây ra hiện tương ăn mòn kim loại nghiêm trọng nhất.
Như chúng ta đều biết các chất kí có hảm lượng bão hòa trong nước phụ
thuộc vào áp suất và nhiệt độ,
Biện pháp tách Oxy trong nước được tiến hành bằng các biện pháp sau:
+ Gia nhiệt nước để giảm độ hòa tan Oxy
+ Tách các phân tử khí Oxy trong không gian trên bề mặt nước hoặc chuyển
hóa nó thành khí CO
2
.
+ Làm cho Oxy hòa tan trong nước trược khi đi vào lò đã kết hợp với kim
loại hoặc hóa chất khác tạo thành hợp chất ổn định và được tách sạch.
Công nghệ và thiết bị xử lí môi chất ăn mòn trong nước cấp, dùng các thiết bị
tách được sử dụng cho mục đích này.
* Trong hệ thống dầu bôi trơn, dầu làm mát:
Sau thời gian làm việc và những thời gian dừng dự phòng hoặc dừng duy tu
bảo dưỡng. Một lượng không khí ẩm theo dòng chảy bị ngưng tụ lại thành nước. Để
thiết bị làm việc an toàn, hiệu quả và tăng tuổi thọ. Ta phải tách bỏ lượng nước này
đi. Công nghệ và thiết bị xử lí tách bỏ lượng nước trong dầu dùng các thiết bị tách
cũng được sử dụng cho mục đích này.
Ba loại thiết bị tách thông thường có thể có ngày nay từ các nhà sản xuất
gồm có:
- Bình tách nằm ngang. Được phân ra làm 2 loại bình đơn và bình kép.
Trang 2
Bảo dưỡng, sửa chữa thiết bị tách, lọc khí, sấy khô khí
- Bình tách đứng.
- Bình tách hình cầu.
Mỗi loại thiết bị tách có những ưu điểm và hạn chế riêng. Lựa chọn loại thiết
bị tách dựa trên các yếu tố bao gồm: đặc tính dòng khai thác cần được xử lí, khoảng
không của mặt sàn làm việc (các trang thiết bị ở vị trí thuận lợi), vân chuyển và giá
thành.
1. Cấu tạo, nguyên lý làm việc của các loại bình tách:
1.1. Bình tách 2 pha nằm ngang:
1.1.1. Cấu tạo:
a. Bình tách ẩm dầu:
Sơ đồ hệ thống bình tách dầu
b. Bình tách khí không ngưng:
Được sử dụng để tách khí không ngưng ra khỏi các hệ thống, nhằm nâng cao
hiệu quả làm việc của hệ thống.
Đặc điểm kỹ thuật:
- Phù hợp với TCVN 6153-6156:1996; TCVN 6104:1996 và ISO 5149:1993
- Kích thước: theo yêu cầu sử dụng.
- Vật liệu chế tạo: thân và đáy bình sử dụng thép carbon.
- Các ống nối vào bình: ống thép đúc chịu áp lực.
- Ống trao đổi nhiệt: ống thép đúc chịu áp lực
Trang 3
Bảo dưỡng, sửa chữa thiết bị tách, lọc khí, sấy khô khí
Cấu tạo bình tách khí không ngưng
c. Bình tách khí nhiệt lực kểu máng tràn:
Bình tách khí nhiệt lực kiểu máng tràn dùng để tách khí bồn nước cấp cho lò
hơi trong nhà máy nhiệt điện.
Hình: Trình bày cấu tạo của bình tách khí nhiệt lực
áp suất khí quyển kiểu máng tràn
1. Vỏ ngòai. 2. Đầu vào nước ngưng DN80,
3. Đầu vào nước mềm DN80, 4. Máng nước tràn,
5. Khay nước tràn, 6. Đầu vào hơi nước DN200,
7. Thiết bị phân phối hơi, 8. van chắn hình côn,
9. Đầu xả khí thoát DN50, 10. ống nối với nước vào.
1.1.2. Nguyên lý làm việc:
Bình tách ngang thường là sự lựa chọn số 1 bởi vì giá thành của nó thấp. Các
bình tách nằm ngang được sử dụng rộng rãi ở hầu hết các giếng có tỉ số khí-dầu cao,
các dòng dầu có nhiều bọt khí hoặc tách chất lỏng từ chất lỏng.
Bình tách ngang chúng có bề mặt tương tác khí-lỏng rất lớn bởi vì bề mặt
(tiết diện) tách khí của nó rất rộng và dài.
Các bình tách nằm ngang dễ dang dịch chuyển và tiến hành các thao tác bảo
dưỡng, đòi hỏi các đoạn ống nối ít khi mà nối nó ngoài thực tế. Bình tách đơn có thể
được xếp chồng theo tầng thành một hệ thống để làm tối giản khoảng không yêu
cầu.
Trang 4
Bảo dưỡng, sửa chữa thiết bị tách, lọc khí, sấy khô khí
Trong các bình tách ngang, dòng khí chuyển động ngang trong khi chất lỏng
nhỏ giọt rơi xuống bề mặt chất lỏng phía dưới. Dòng khí ẩm chảy trong bề mặt của
tấm chắn và tạo nên màng chất lỏng và sau đó được sấy khô trên đường lấy chất
lỏng ra khỏi thiết bị tách. Các tấm va đập cần dài hơn khoảng cách chất lỏng di
chuyển được.
Việc điều khiển mực chất lỏng bị hạn chế hơn trong các thiết bị ngang so với
thiết bị thẳng đứng bởi vì không gian hạn chế:
a. Bình tách khí nhiệt lực kiểu máng tràn:
Bình tách khí nhiệt lực kiểu máng tràn dùng để tách khí bồn nước cấp cho lò
hơi trong nhà máy nhiệt điện.
Nước bổ sung và nước ngưng được đưa vào hai phía ở đỉnh của bình tách khí
10, thông qua đường ống đi vào máng nước hình vành khăn sau đó thông qua các lỗ
nhỏ chảy tràn thành các màng nước tù khay thứ nhất xuống các khay phía dưới.
Tổng số tầng là 3 khỏang cách mỗi tầng là 385 mm, đường kính trong mỗi vành là
700mm.
Cửa thoát hơi tầng 1 ở tâm bình có đường kính là 200mm còn của thoát hơi
trung tâm ở máng 2 và máng 3 là 490mm và sau khi đã tách khí nước được chảy
vào bình chứa nước.
Hơi nước dùng để gia nhiêt tách khí đi từ phía dưới lên phía trên thông qua
đầu nối 6 thông qua các tầng tách khí và cuối cùng được thải qua của xả 9.
b. Nguyên lý làm việc của bộ tách ẩm dầu bôi trơn:
b.1. Thao tác khởi động bộ tách ẩm bồn nhớt bôi trơn:
A. Kiểm tra trước khi khởi động:
A.1. Phần điện:
1. Kiểm tra máy cắt cấp nguồn cho tủ điều khiển:
- Máy cắt cấp nguồn : 2LO-OP-001
- Vị trí máy cắt : Vị trí vận hành
- Switch nguồn động lực cấp cho tủ điều khiển : ON
2. Kiểm tra tủ điều khiển tại chỗ bộ tách ẩm bồn nhớt:
- CB nguồn PURIFIER “NF B1”: OFF
- CB nguồn Heater “NF B2”: OFF
- CB nguồn PURIFIER “NF B3”: OFF
3. Kiểm tra tủ điều khiển nhiệt độ bộ sấy:
Switch điều chỉnh nhiệt độ bộ sấy
+ Vận hành bình thường : Set 54
0
C
+ Quá sấy : Set 80
0
C
A.2. Phần Cơ:
- Van nhớt đầu vào hệ thống tách ẩm V8 : Đóng.
- Van nhớt đầu ra bộ tách ẩm RV4 : Đóng.
- Van nhớt đầu vào bộ tách ẩm V1 : Đóng.
- Van điều chỉnh nhớt đầu vào bộ tách ẩm V2 : Đóng.
- Van châm nước vào bầu chứa nước bộ tách ẩm V11 : Đóng.
- Van Bypass bộ tách ẩm V3 : Đóng.
- Van xả gió bộ sấy : Đóng
- Van xả đáy bộ sấy : Đóng.
- Van cầu đo lường:
+ Van đường tín hiệu vào công tắc áp suất đầu ra PS: Mở
Trang 5
Bảo dưỡng, sửa chữa thiết bị tách, lọc khí, sấy khô khí
+ Van đường tín hiệu vào đồng hố áp suất đầu ra P1: Mở
B. Thao tác khởi động:
1. Khởi động bộ tách ẩm:
- Mở 02 chốt khoá trên bầu chứa.
- Chuyển nước vào phễu nước trên bầu chứa.
- ON CB nguồn PURIFIER “NF B1”
- ON CB nguồn Heater “NF B2”
- CB nguồn PURIFIER “NF B3”
- Nhấn nút “Start” để khởi động bộ tách ẩm. (Thao tác tại bảng ĐK tại chỗ)
- Kiểm tra, theo dõi tốc độ bộ tách ẩm tăng từ từ (Khoảng 2÷3 phút).
- Khi bộ tách ẩm đủ tốc độ thì mở van cấp nước từ phễu nước trên bầu
chứa vào bầu chứa (Van V11).
- Châm nước vào bầu chứa
(Lưu ý: Châm đến khi thấy nước tràn ra ở đường xả thì đóng van V11 lại).
2. Khởi động bộ sấy:
- Mở van nhớt vào hệ thống tách ẩm (Van V8).
- Chờ áp suất bộ sấy đạt khoảng >2bar. (Đồng hồ P2)
- Nhấn nút “ON” để khởi động bộ sấy. (Thao tác trên bảng ĐK tại chỗ)
3. Chuyển chế độ hoạt động của bộ tách ẩm bồn nhớt:
- Chuyển Switch ĐK trên bảng ĐK tại chỗ sang chế độ số 1-OIL FEED.
Trên bảng điều khiển tại chỗ có 03 chế độ để chọn lựa là:
0- OFF;
1- OIL FEED;
2- OIL FEED&ALARM.
- Chờ nhiệt độ nhớt đạt ((Đồng hồ T đạt khoảng >54
0
C)
- Mở van V5.
- Mở van V2.
- Điều chỉnh van V2 sao cho lượng nhớt qua kiếng xem luôn duy trì ở mức
½ kiếng.
- Mở van đầu ra bộ tách ẩm VR4 và điều chỉnh độ mở van VR4 để duy trí
áp suất đầu ra bộ tách ẩm khoảng 1÷2 bar (Đồng hồ P1)
- Kiểm tra sự rò rỉ nhớt ở đường xả 463.
- Chuyển Switch điều khiển trên bảng điều khiển tại chỗ sang chế độ số 2-
OIL FEED&ALARM.
Trên bảng điều khiển tại chỗ có 03 chế độ để chọn lựa là:
0- OFF;
1- OIL FEED;
2- OIL FEED&ALARM.
4. Kiểm tra, theo dõi trong quá trình vận hành:
- Thường xuyên kiểm tra, theo dõi sự rò rỉ nhớt ở đường xả 463.
- Thường xuyên kiểm tra, theo dõi lượng nhớt qua kiếng xem và điều
chỉnh van để luôn duy trì mức nhớt ở mức ½ kiếng.
- Duy trí áp suất đầu ra bộ tách ẩm khoảng 1÷2 bar (Đồng hồ P1)
- Thường xuyên kiểm tra máy.
- Châm thêm nước vào bầu chứa nếu thiếu.
Lưu ý:
Châm đến khi thấy nước tràn ra ở đường xả thì đóng van V11 lại.
Trang 6
Bảo dưỡng, sửa chữa thiết bị tách, lọc khí, sấy khô khí
2.2. Thao tác dừng bộ tách ẩm bồn nhớt bôi trơn.
- Đóng van nhớt vào V2.
- Nhấn nút “OFF” để dừng bộ sấy. (Thao tác bảng điều khiển tại chỗ)
- Đóng V8 van nhớt vào hệ thống tách ẩm.
- Nhấn nút “OFF” để dừng bộ sấy. (Thao tác bảng điều khiển tại chỗ)
- OFF CB nguồn PURIFIER “NF B1”
- OFF CB nguồn Heater “NF B2”
- OFF CB nguồn PURIFIER “NF B3”
Sơ đồ nguyên lý làm việc
Bảng điều khiển
Trang 7
Bảo dưỡng, sửa chữa thiết bị tách, lọc khí, sấy khô khí
1.2. Bình tách 2 pha thẳng đứng:
1.2. 1. Cấu tạo:
Các thiết bị tách thẳng đứng luôn được sử dụng để xử lí dòng dầu có tỉ số khí-
dầu từ thấp đến trung bình,với lượng dầu khai thác lên lớn hơn lương nước. Chúng
cho phép điều chỉnh lượng lớn hơn của chất lỏng mà không có thiết bị mang đi.
Ở đầu ra và các hoạt động điều khiển mực chất lỏng không bị hạn chế. Các
thiết bị tách thẳng đứng chiếm khoảng không trên giàn nhỏ. Việc này quan trọng
với các vị trí thuận tiện đặc biệt với các giàn cố định ngoài biển nơi mà khoảng
không gian bị hạn chế.
Bởi vì 1 khoảng cách thẳng đứng rất lớn giữa mực chất lỏng và đầu ra của khí
cho nên cơ hội để chất lỏng hoá hơi trở lại vào trong pha khí sẽ bị hạn chế. Tuy
nhiên do dòng đi lên tự nhiên của khí trong các thiết bị tách thẳng đứng lại có xu
hướng cản trở các giọt lỏng rơi xuống, vì vậy đòi hỏi đường kính tách thích hợp.
Các bình tách thẳng đứng có giá thành đắt hơn để sản xuất và di chuyển cũng như
hệ thống dịch chuyển trong lắp ráp.
a. Pha liên tục là pha hơi:
Vận tốc pha hơi phải đảm bảo chủ yếu để tránh hiện tượng cuốn theo những
giọt lỏng không mong muốn. Trừ những trường hợp đặc biệt, quá trình thiết kế bình
tách dựa vào những giả thiết sau:
+ Những giọt lỏng được xem như hình cầu và cứng.
+ Đường kính của giọt lỏng này là 80μm.
+ Có thể áp dụng định luật Newton khi: 1000 < Re < 200.000.
Người ta định nghĩa, đối với pha hơi, vận tốc tới hạn Vc để lôi cuốn những
giọt lỏng chính bằng vận tốc tối đa của giọt lỏng tách khỏi pha hơi.
1048.0 −=
v
l
Vc
ρ
ρ
Vận tốc lớn nhất của pha hơi Va là một hàm của Vc và hệ số k. Hệ số k này
phụ thuộc vào từng loại bình tách và đệm lọc để loại bỏ lỏng: Va ≤ kVc.
Giá trị k được chấp nhận như sau:
+ Bình tách đứng không thiết bị đệm lọc: k = 0,8 ;
+ Bình tách đứng có thiết bị đêm lọc:
Áp suất bé: k = 1,7;
Áp suất chân không: k = 1,2;
+ Bình tách nằm: k = 1,7.
b. Pha liên tục là pha lỏng:
Thông thường đây là hỗn hợp hydrocacbon và nước, và có thể là:
+ Hidrocacbon phân tán trong nước, trường hợp này nước là pha liên tục.
+ Nước phân tán trong hydrocac bon, trường hợp này hydrocacbon là pha liên
tục.
Ngoại trừ những trường hợp đặc biệt, khi tính toán thiết kế bình tách người ta
chấp nhận giả thiết sau:
+ Những giọt lỏng là những hạt hình cầu cứng;
+ Đường kính bình thường của những hạt hình cầu này là 100μm;
Trong trường hợp tách khó khăn do độ nhớt của hai pha liên tục cao hoặc khối
lượng riêng của hai pha tương đương nhau, ngưòi ta chấp nhận hiệu suất gạn thấp
để tránh trường hợp bình tách quá dài.
Cơ sở tính toán:
Trang 8
Bảo dưỡng, sửa chữa thiết bị tách, lọc khí, sấy khô khí
+ Trên cơ sở đường kính giọt lỏng là 100μm.
+ Có khả năng đường kính giọt lỏng tăng lên đến 500μm để đạt đến chiều dài
tối đa của bình tách là 10m.
+ Trong trường hợp sự gạn quá khó khăn hoặc lưu lượng quá lớn nguời ta
chấp nhận bình tách dài quá 10m.
c. Bình tách khí kiểu phun nước:
c.1. Cấu tạo bộ tách khí:
Hình: Trình bày cấu tạo của bình tách khí kiểu phun
1. Bình đựng nước dã tách khí, 2. Phần dưới bản thể bình tách khí,
3. Phần trên bản thể bình tách khí, 4. Ống nước vào,
5. Ông đỡ, 6. Miệng phun nước,
7. Lớp vật liệu đệm, 8. Ông hơi vào
9. Thiết bị phân phối hơi, 10. Van chắn hình côn,
11. Ông xả khí, 12. Ông thủy
Ở đây nước cần tách khí được đưa vào phía trên thông qua ống dẫn 4 kích
thước khỏang 76mm. Sau đó thông vành ống có lỗ phun thành dòng bụi nước với
các hạt rất mịn. Hơi nước từ dưới đi lên phía trên thông qua đường ống 8 đi qua
thiết bị phân phối hơi và lớp đệm 7 sau đó gia nhiệt dòng nước đã phun thành bụi và
cuối cùng đi ra ở phía trên thông qua van chắn hình côn 10 và cửa xả khí 11.
c.2. Bồn nước cấp kể cả bộ tách khí:
Bộ tách khí thiết kế thuộc kiểu phun, Bộ làm nóng bao gồm vỏ, ống phun đầu
vào hình nón, ngưng hơi xả tiếp xúc trực tiếp và bộ lọc hơi.
Để tách khí, nước ngưng được phun vào vùng hơi. Nước ngưng va chạm vào
vách ngăn, được tán nhỏ thành hạt và nung nóng lên khoảng vài độ của nhiệt độ bão
hòa. Nước ngưng được nung nóng một cách hiệu quả để phóng thích phần lớn khí
không ngưng tụ và khí này được làm sạch bằng cách thông xả ra khỏi hệ thống.
Trang 9
Bảo dưỡng, sửa chữa thiết bị tách, lọc khí, sấy khô khí
Bình tách khí được đặt ở vị trí cao và bảo đảm giảm hàm lượng Oxy của nước
cấp không lớn hơn 0.007 ppm khi đo bằng phương pháp HEI ở điểm ra bồn nước
cấp. Bộ phận tách khí bao gồm một bộ gia nhiệt tách khí, vòi phun chùm và/hoặc
các khay chồng vào nhau, lỗ thoát nước ngưng, thiết bị điều khiển và toàn bộ ống
cần thiết, các van an toàn, các van và thiết bị phụ trợ. Thiết bị được cung cấp để duy
trì cân bằng áp suất bình tách khí/bồn chứa nước cấp khi Turbine hơi vận hành ở tải
thấp. Sự kết hợp cho hơi, các ống hút nước cấp, van và bồn chứa, ống dẫn sẽ được
cung cấp.
Bình tách khí/ bồn chứa nước cấp hoạt động ở áp suất cố định khi vận hành
với khí tự nhiên thì áp suất thấp hơn áp suất khí quyển và khi vận hành với dầu DO
áp suất sẽ cao hơn áp suất khí quyển. Hơi nước cho duy trì áp suất được cấp từ hệ
thống hơi hạ áp hoặc trích ra từ tầng hạ áp Turbine và hơi áp lực phải được cung cấp
từ hệ thống hạ nhiệt.
The steam path in the deaerator and other components of the deaerator
which are subjected to the flow of undeaerated or partially deaerated water shall be
made of stainless steel of adequate quality to withstand corrosion. Proper deflectors
of stainless steel of adequate quality and robust construction shall be provided inside
the tank at the inlet point of condensate drains in order to avoid corrosion and water
level disturbance.
Đường dẫn hơi và những thành phần khác trong bộ tách khí với mục đích là
không tách được lượng nước hoặc tách nước không hoàn hảo phải được làm từ thép
không gỉ có chất lượng thích hợp để chịu được sự ăn mòn, phải được cung cấp vào
bên trong bộ phận ở điểm đầu vào cô đọng nước ngưng để mà chống lại sự ăn mòn
và làm xáo trộn mực nước.
Bồn chứa nước cấp phải có khả năng, ở mực nước bình thường, khả năng để
cung cấp ít nhất 12 phút khả năng chảy ra ngoài là lớn nhất và phải thiết kế để chống
lại bất kỳ sự ứ đọng trong việc cô đọng khí.
Thiết bị phải được cung cấp để cấp cho bộ tách khí/bồn chứa nước cấp có
hơi từ hơi chính hạ áp, trong quá trình khởi động và vận hành ở chế độ tải thấp. Một
đường cân bằng áp suất phải được cố định cùng một van kiểm tra để ngăn ngừa
dòng ngược của nước cấp đi vào trong đường cấp hơi trong trường hợp sụt áp. Bồn
chứa chảy tràn phải được cung cấp. Bồn chứa nước cấp phải được trang bị kèm theo
1 van an toàn cho việc bão vệ để chống lại cao áp.
Chức năng điều khiển bao hàm bởi các dụng cụ đo đạc và van phải bao gồm:
+ Điều khiển áp suất làm việc của bộ phận tách khí.
+ Điều khiển mức lỏng của bồn chứa.
Cách ly toàn bộ hệ thống cấp nước tới bồn chứa trong trường hợp mức lỏng
cao. Ngắt toàn bộ bơm cấp nước nước lò trong trường hợp mức nước quá thấp.
Insulation clips for welding at site shall be within the scope of supply. There
shall be at least two spare stub pipes each on the steam and on the water side of the
tank.
Bồn chứa phải được trang bị với những cửa ra vào và lỗ người chui có
đuờng kính 450 mm. Lối đi trên các sàn thao tác và cầu thang để cho vận hành và
bão dưỡng bộ phận tách khí và các phụ tùng phải được nhà thầu trang bị. Giá đỡ cầu
thang và chân đế sàn phải được cung cấp vào bộ tách khí và có thể áp dụng cho các
bồn chứa.
Trang 10
Bảo dưỡng, sửa chữa thiết bị tách, lọc khí, sấy khô khí
Hình. Bình tách khí
1- Thùng chứa; 2- Nước cấp; 3- Ống thủy;
4- Đồng hồ áp suất; 5- Khí thoát; 6- Đĩa phân phối nước;
7- Nước ngưng từ hơi thoát; 8- Van tín hiệu; 9- Bình ngưng tụ hơi;
10- Khí thoát; 12- Phân phối nước; 13- Cột tách khí;
14- Phân phối hơi; 15- Hơi vào
d. Bình tách khí kiểu nhiệt lực chân không:
Kết cấu bình ngưng kiểu chân không cũng giống như kiểu áp suất khí quyển,
tuy nhiên sử dụng kiểu phun nước nhiều hơn. Điều cần lưu ý trong hệ thống tách
khí kiểu chân không là đòi hỏi hệ thống phải kín để tránh lọt khí vào trong.
Kết cấu bình ngưng kiểu chân không như sau:
1.Cửa xả khí, 2. Van chắn, 3. Ống dẫn hơi thừa,
4. Tám chăn hình vành khăn 5. Đường ống nước vào,
6. Máng phân phối trên, 7.8. Máng nước tràn, 9. Máng nước sôi,
10. Thiết bị chèn bằng nước, 11. Tấm tràn nước hình quạt,
12. Đường cung cấp hơi; 13. Ống nối.
Hình: Kết cấu bình tách khí kiểu chân không
Trang 11
Bảo dưỡng, sửa chữa thiết bị tách, lọc khí, sấy khô khí
e. Hệ thống tách khí kiểu phun nước chân không:
Kết cấu hệ thống tách khí kiểu phun nước chân không như sau:
1. Bình nước mềm; 2. Bơm tăng áp nước tách khí;
3. Tháp thóat khí, 4. Bình nước đã tách khí;
5. Bơm cấp nước lò hơi, 6. Thiết bị là lạnh mẫu nước tách khí,
7. Bình nước tuần hòan, 8. Bơm chân không phun nước cấp dưới,
9. Bơm nước tuần hòan, 10.Thiết bị khuếch tán,
11. Lưới lọc.
f. Hệ thống thiết bị tách khí nhiệt lực đặt ở vị trí thấp:
Trong hệ thống này Bình tách khí kiểu áp suất khí quyển cần phải đặt tại vị
trí cao cách bơm nước cấp khỏang 5-7m, còn đối với bình tách khí kiểu chân không
thì bắt buốc phải đặt ở vị trí cao hơn khỏang 11m để đảm bảo có cột áp của nước
đàu vào đủ lớn, không gây nên hiện tượng hóa hơi ở đầu vào bơm cấp.
Kết cấu hệ thống thiết bị tách khí nhiệt lực đặt ở vị trí thấp như sau:
Trang 12
Bảo dưỡng, sửa chữa thiết bị tách, lọc khí, sấy khô khí
g. Bình tách đứng thông thường (bình tách vertical classique):
Cấu tạo và sự bố trí các mức như hình dưới.
Gọi D là đường kính của bình tách. Đường kính D này phải thỏa mãn những
yêu cầu:
+ Vv ≤ KVc.
+ Bảo đảm thời gian lưu.
+ Tỷ lệ L/D phải đảm bảo.
Trong đó: Vv: vận tốc pha hơi [m/s];
Vc: vận tốc tới hạn [m/s];
K: hệ số phụ thuộc vào từng loại thiết bị, có thiết bị đệm lọc hay không.
Đường kính bé nhất cần thiết được xác định trong trường hợp lưu lượng pha
hơi đi qua lớn nhất. Lưu lượng lớn nhất của pha hơi xác định theo giá trị sau
Vl
V
V
Q
ρρ
ρ

=
. Nếu không có pha lỏng (bình tách trước máy nén) thì tỷ trọng của
pha lỏng người ta cố định là 600kg/m
3
.
Nếu pha hơi quá bé thì đường kính được xác định bởi thể tích lỏng có trong
bình tách và tỷ lệ L/D. Trong trường hợp này ngoài các điều kiện trên thì ta xác
định vận tốc của pha hơi theo các giá trị sau:
+ 0,8Vc: nếu không có thiết bị đệm lọc.
+ 1,7Vc: nếu có thiết bị đệm lọc.
Nếu không có pha hơi thì sẽ không có thiết bị đệm lọc (matelas éliminateur)
và bình tách được thiết kế dựa vào lượng lỏng có trong bình tách và tỷ lệ L/D.
Quá trình thiết kế được thực hiện như sau:
+ H1 = 0 nếu không có thiết bị đệm.
+H1 = 0 với đáy hình cầu ngay cả khi có thiết bị đệm lọc.
+H2: thường được cố định bởi giá trị 150mm (đây là bề dày của thiết bị đệm
lọc).
+H2=0 nếu không có thiết bị đệm lọc.
+H3=2d: nếu có thiết bị đệm lọc. Với d là đường kính ống nạp liệu;
+H3=max (150+
;
2
DIAM
2d) : nếu không có thiết bị đệm lọc.
Giá trị DIAM của một ống được xác định theo bảng 1. Giá trị này chính là
giá trị của đường kính ống cộng thêm giá trị để hàn ống này vào thiết bị.
+H4=






++
2
300
2
3.0
dd
D
Khoảng cách này được xác định để đảm bảo sự đi qua của pha hơi từ bộ lệch
dòng (défecteur) đến mức cao nhất của lỏng.
+H4 ≥ d+200
* H5: được cố định bằng 0.2H6.
Trong trường hợp tổng quát để dừng hoạt động của máy nén thì tồn tại mức
LSHH để tránh trường hợp chất lỏng dâng quá cao làm cho pha hơi lẫn nhiều lỏng
có thể làm hư hại máy nén. Người vận hành phần lớn sẽ được cảnh báo bởi một cái
đèn nối với thiết bị điều khiển, đèn này được đặt dưới mức HLL.
Nếu mức chất lỏng lớn hơn LSHH thì sẽ làm dừng máy nén. Để tránh tình
trạng dừng máy đột ngột này, khi thiết kế cần phải bố trí một thời gian gọi là thời
Trang 13
Bảo dưỡng, sửa chữa thiết bị tách, lọc khí, sấy khô khí
gian can thiệp (temps d’intervention) giữa hai mức HAL và LDHH để người vận
hành có thể có thời gian để xử lý không cho mực chất lỏng vượt qua mức LSHH.
Nếu không có mức LSHH thì H5=0.
* H6: được tính chính là thời gian lưu của chất lỏng trong bình tách. Trong
trường hợp bình tách không có pha lỏng (ví dụ như bình tách trên đường hút của
máy nén) thì chúng ta lấy giá trị là 300mm. H6 được xác dịnh theo công thức sau:
2
6
4
D
TQ
H
SL
π
=
Với: Q
L
: lưu lượng pha lỏng;
T
s
: thời gian lưu của lỏng trong bình tách, [s];
D: đường kính của bình tách [m];
Phải bảo đảm tỷ số L/D sao cho phù hợp với áp suất, bằng cách thay đổi D
và H6 trong khi cố định T
s
.
* H7 cố định bằng 0,2 H6. Tương tự như H5, nếu mức lỏng thấp hơn LSLL
có thể làm dừng hoạt động của bơm sản phẩm. Cần phải bố trí một mức cảnh báo,
mà thời gian từ mức cảnh báo đến mức LSLL lớn hơn hay bằng thời gian can thiệp
của người vận hành. Mức cắt LSLL này sử dụng trong các trường hợp sau:
+ Lỏng được đưa ra khỏi bơm: LSLL sẽ dừng bơm;
+ Tuần hoàn lỏng từ bình tách: LSLL sẽ dừng bơm tuần hoàn.
* H8: Khoảng cách từ mức thấp nhất LSLL (hoặc LLL) đến mép dưới của
thiết bị thường được cố định và bằng 300mm. Đây chỉ là giá trị trung bình, tuỳ cấu
trúc từng bình tách mà giá trị này có thể thay đổi.
* H9 và H10: đây là khoảng cách giữa mức đèn cảnh báo và các mức HLL
và LLL.
Chúng được xác định như sau:
Nếu không có các mức cắt (LSLL và LSHH) thì h9 và h10 được tính tương
ứng với 10% thời gian lưu.
Nếu có các mức cắt (LSLL và LSHH): H9 và H10 được tính tương ứng với
thời gian 30% thời gian lưu.
Hình: Bình tách đứng thông thường
Trang 14
Bảo dưỡng, sửa chữa thiết bị tách, lọc khí, sấy khô khí
+ LSHH (Level Swich High High): mức cắt cao nhất, dùng để cắt hoạt động
của máy nén.
+ HLL (High Liquid Level): mức cao của lỏng;
+ LAH (Level Alarm High): mức cảnh báo cao, cảnh báo chất lỏng có thể
dâng cao.
+ LAL (Level Alarm Low): mức cảnh báo thấp, cảnh báo chất lỏng có thể
xuống thấp.
+ LLL (Low Liquid Level): mức thấp của chất lỏng.
+ LSLL (Level Swich Low Low): mức cắt thấp nhất, dùng để cắt hoạt động
của bơm chất lỏng.
+ LT (Lign Tangence): mép của bình tách
Chú ý: Mực chất lỏng bình tách hoạt động bình thường NLL (Normal Liquid
Level) không phải nằm cố định tại một vị trí mà nó có thể dịch chuyển giữa hai vị
trí HLL và LLL, nhưng khi xem xét thì mức NLL này nằm tại vị trí 50% giữa mức
cao nhất và thấp nhất.
1.2. 2. Nguyên lý làm việc:
1. Nguyên lí làm việc bình tách khí bằng phương pháp phun nước:
a. Sự tách khí nước cấp:
Khí hòa tan trong nước thường là nguyên nhân của những vấn đề rỉ sét. Thí
dụ, Ôxy trong nước tạo nên những sự rỗ mặt, đặc biệt dữ dội bởi bản chất cục bộ
của nó. Rỉ sét Diôxít Cacbon thường bắt gặp trong hệ thống ngưng tụ và thường ít
thấy ở hệ thống phân phối nước. Nước chứa đựng Ammoniac, đặc biệt lúc có sự
hiện diện của Ôxy, ăn mòn đồng và hợp kim đồng. Sự rỉ sét dẫn đến lắng đọng trên
bề mặt trao đổi nhiệt của Lò và làm giảm hiệu suất và độ tin cậy.
Để đạt những tiêu chuẩn công nghiệp cho cả hàm lượng ôxy và mức Oxít kim
loại cho phép trong nước cấp, gần như toàn bộ Oxy phải được tách. Điều đó chỉ
được thực hiện bởi sự tách khí cơ học hiệu quả có bổ sung bởi bộ lọc Oxy có điều
khiển chắc chắn và hiệu quả.
Một vài nguyên tắc áp dụng cho sự tách khí cơ học nước cấp:
1. Tính hòa tan của khí trong chất lỏng tỷ lệ thuận với áp suất riêng phần của
khí tại bề mặt chất lỏng.
2. Tính hòa tan của khí trong chất lỏng giảm khi nhiệt độ của dung dịch tăng
lên.
3. Hiệu quả tách khí tăng khi chất lỏng và khí trộn xuyên qua nhau.
Tính hòa tan của khí trong chất lỏng được thể hiện qua Định luật HENRY:
C total = kP
Trong đó:
C total = Tổng nồng độ khí trong dung dịch.
P = Áp suất riêng Phầncủa khí trong dung dịch.
K = Hằng số theo hằng số của Định luật HENRY.
Thí dụ:
8 ppm Oxy có thể được hòa tan trong nước khi áp suất của Oxy là 0.2 atm; chỉ
4 ppm Oxy có thể được hòa tan trong nước nếu áp suất riêng phần của Oxy được
giảm đến 0.1 atm.
Căn cứ định luật HENRY, khí hòa tan có thể được tách ra khỏi nước bằng
cách giảm áp suất riêng Phầncủa khí trong khoảng không tiếp xúc với chất lỏng.
Điều này có thể thực hiện bằng hai cách:
Trang 15
Bảo dưỡng, sửa chữa thiết bị tách, lọc khí, sấy khô khí
1. Tạo chân không trong hệ thống và xả khí không cần thiết.
2. Khí mới được đưa vào hệ thống, trong khi đó khí không cần được xả ra.
Tách khí bằng chân không được dùng có hiệu quả trong hệ thống phân phối
nước. Tuy nhiên, tách khí áp lực (với hơi dùng như khí làm sạch) thường được dùng
để chuẩn bị nước cấp lò. Hơi chọn như khí làm sạch bởi vài nguyên nhân như sau:
1. Nó có sẵn.
2. Nó làm nóng nước và giảm tính hòa tan của Oxy.
3. Nó không tạo lắng đọng trong nước.
4. Chỉ một số lượng nhỏ hơi cần phải xả, vì hầu hết hơi dùng để làm sạch nước
được ngưng tụ và trở thành nước đã tách khí
b. Đặc tính theo dõi:
Bồn tách khí áp lực, dùng chuẩn bị nước cấp lò, tạo ra nước đã tách khí với
Oxy hòa tan rất thấp và không chứa Diôxyt carbon . Nhà cung cấp thường bảo
đảm lượng Oxy thấp hơn 0.005 cm3 /l (7ppm).
Để bão đảm tách tối đa Oxy, theo dõi liên tục hoặc tại chỗ Oxy hòa tan trong
bộ tách khí là cần thiết. Nên theo dõi liên tục thiết bị đo lường Oxy trong hệ thống .
Lúc thử đặc tính của Bộ tách khí, người ta ngừng bộ tách Oxy trong một thời gian
ngắn.
Thật là tốt, nếu chúng ta phải kiểm tra sự vận hành của cụm một cách đều đặn.
Cần thận trọng để chắc chắn rằng cụm không vận hành vượt quá công suất. Hệ
thống phải được kiểm tra để tránh thủy kích và quá tải nhiệt, điều đó có thể xảy ra
bởi việc đưa nước ngưng lạnh vào. Giám sát trên hệ thống nên thực hiện càng
thường xuyên càng tốt và phải bao gồm các mục sau:
1. Van điều chỉnh nước vào và kiểm tra bộ điều khiển mực nước bồn nước cấp
2. Báo động cao và thấp mực nước bồn chứa.
3. Van nước tràn và bộ điều khiển tách trừ mực nước cao.
4. Van giảm áp hơi để giữ áp suất bộ tách khí tối thiểu theo yêu cầu.
5. Van xả an toàn.
6. Đồng hồ áp suất và nhiệt độ dành cho theo dõi nước cấp, bộ tách khí và bồn
chứa.
7. Van xả hơi để tách khí và xả nước ngưng để bảo đảm tính nguyên vẹn
8. Vách ngăn hơi vào.
9. Ống phun đầu vào hình nón dành lắng cặn và vận hành
10.Các khay ở đúng vị trí
11.Hỏng hóc ở vùng có mối hàn (Đặc biệt là vết nứt )
c. Nguyên lý làm việc:
Mục đích của tách khí là loại trừ O
2
hòa tan trong nước ra khỏi nước.
Nếu áp suất riêng phần p
02
của Oxy trong nước nhỏ hơn p
02
trong không gian
trên bề mặt thoáng thì O
2
không thể thoát ra khỏi nước được mà ngược lại còn hòa
tan thêm vào trong nước.
Nếu p
02
trong nước và ở ngoài bằng nhau thì nước đã bão hòa oxy và không
thể hòa tan thêm được nữa.
Nếu p
02
ở không gian trên bề mặt thoáng nhỏ hơn ở p
02
trong nước thì O
2
sẽ
thoát ra khỏi nước cho tới khi đạt tới trạng thái thăng bằng mới. Do đó, để cho O
2
dễ dàng ra khỏi nước phải làm cho áp suất p
02
trên mặt nước thật nhỏ bằng cách
nâng cao áp suất riêng phần ph của hơi nước trong không gian trên bề mặt thoáng
Trang 16
Bảo dưỡng, sửa chữa thiết bị tách, lọc khí, sấy khô khí
lên thật lớn, sao cho p
h
≈ p. Muốn vậy, cần đun nước đến sôi để tăng lượng hơi trên
bề mặt thoáng.
Bình tách khí gồm cột tách khí và thùng chứa.
Trong bình tách khí, nước được đưa vào phía trên cột tách khí đi qua các đĩa
phân phối sẽ rơi xuống như mưa. Hơi đi từ phía dưới cột lên chui qua các dòng
nước, trong quá trình chuyển động ngược chiều nhau hơi sẽ truyền nhiệt cho nước
làm tăng nhiệt độ nước đến nhiệt độ bão hoà tương ứng với áp suất trong bình tách
khí. Khi đó áp suất riêng phần của H2O tăng lên, còn áp suất riêng phần của các
chất khí khác sẽ giảm xuống và chúng dễ dàng thoát ra khỏi nước và đi lên phía
trên và được thải ra khỏi bình cùng với một lượng hơi nước.
Nước đã được tách khí tập trung xuống thùng chứa ở phía dưới đáy cột tách
khí. Thể tích thùng chứa bằng khoảng 1/3 năng suất bình tách khí.
Trong các nhà máy điện thông số cao và siêu cao người ta thường dùng bình
tách khí loại 6 ata. Nhà máy điện thông số trung bình và thấp thường dùng loại tách
khí 1,2 ata, gọi là bình tách khí khí quyển.
Bình tách khí phải đặt cao hơn bơm nước cấp để tránh hiện tượng xâm thực
trong bơm. Độ cao từ bơm nước cấp đến bình tách khí là 7 - 8m đối với bình tách
khí 1, 2 ata và 17 - 18m đối với bình tách khí 6 ata.
2. Nguyên lí làm việc bình tách khí bằng phương pháp nhiệt:
Tách khí bằng phương pháp nhiệt là nâng cao nhiệt độ nước tới trạng thái
sôi, từ đó Oxy hòa tan sẽ bay ra và đi vào khoảng không gian trên mặt nước và xả ra
ngoài.
Các bộ tách khí thông dùng trong công nghiệp lò hơi là bộ tách khí có áp
suất cao hơn áp suất khí quyển, áp suất trong bình tách khí vào khỏang 0,02-
0,025Mpa, lúc đó nhiệt độ bảo hòa vào kh0ảng 104
0
c ~105
0
c, ng0ài ra còn có bình
tách khí kiểu chân không, áp suất tách khí là 0,0075-0,05Mpa, cũng có kiểu tách
khí áp suất cao, áp suất tách khí lên tới 0,5-1,5 Mpa.
Đặc điểm quan trọng cần phải lưu ý là: Trong qúa trình tách khí ngoài Oxy
được tách ra còn các chất khí khác như: CO
2
, N
2
hoặc NH
3
sinh ra khi dùng xử lí
nước bằng trao Cation sinh ra cũng được tách luôn. Phương pháp này làm việc ổn
định tin cậy, không làm tăng hàm lượng muối trong quá trình xử lí, dễ điều khiển,
tuy nhiên tiêu hao hơi nước lớn .
Để đảm bảo cho bình tách khí bằng nhiệt làm việc có hiệu quả đòi hỏi cấu
tạo của bình thỏa mãn các yêu cầu sau:
+ Nước được đun nóng tới nhiệt độ sôi, nếu không thỏa mãn thì hiệu quả
tách sẽ thấp. Thực tế chứng minh rằng nêu nhiệt độ gia nhiệt nước thấp hơn nhiệt
độ sôi 1
0
c thì hàm lượng Oxy trong nước sau xử lí vượt qúa tiêu chuẩn chất lượng
nước 0,1mg/L.
+ Nước phải được hình thành một màng mỏng hoặc được phun thành các hạt
nhỏ và phân bố đồng đều trong không gian.
+ Bộ tách khí cần có tiết diện ngang bình đủ lớn, để đảm bảo cho luồng hơi
nước lưu thông tự do, không gây nên hiện tượng thủy kích ở đầu ra.
+ Bảo đảm cho khí không ngưng kết có thể thoát ra ở đầu ra tự do, nếu
không sẽ tăng phân áp suất Oxy trong hơi nước do vậy sẽ tăng hàm lượng dư Oxy
trong nước xử lí. Thông thường lượng hơi nước xả ra ở đầu ra vào khỏang 5~10%
luợng hơi sử dụng để tách khí.
Trang 17
Bảo dưỡng, sửa chữa thiết bị tách, lọc khí, sấy khô khí
1.3. Bình tách 3 pha nằm ngang:
1.3. 1. Cấu tạo và nguyên lý làm việc:
a. Bình tách nằm có botte hoặc không có botte (bình tách horizontal avec
ousans botte):
Cấu tạo và sự bố trí các mức như hình dưới.
Trong trường hợp có sự lắng nước thì bình tách có thêm một botte để lắng
nước nhằm mục đích tránh cho chiều dài của bình tách trở nên quá dài bởi sự lắng
nước của pha thứ ba.
Gọi D: đường kính trong của bình tách.
Quá trình tính toán phải thoả mản các yêu cầu sau:
+ Có một vùng cho pha hơi đi qua giữa mức trên cùng (LSLL hoặc HLL nếu
không có mức LSHH) và mép trên của bình tách (LT), với vận tốc của pha hơi là:
Vv=KVc.
+ Bảo đảm thời gian lưu của lỏng.
+ Bảo đảm tỷ lệ L/D thoả mãn
Việc tính toán được thực hiện bằng phương pháp gần đúng liên tục với sự giả
thiết của đường kính hoặc thể tích tổng. Tức là ta chọn một đường kính hoặc thể
tích tổng bất kỳ, sau đó tính các kích thước khác, lấy kết quả so sánh vớI yêu cầu
đặt ra, sau đó có thể tăng hoặc giảm giá trị ban đầu cho kết quả phù hợp thì thôi.
Đây là phương pháp tính lặp. Quan hệ giữa độ cao và diện tích một hình tròn (hình).
Gọi Ad: phần diện tích hình quạt chiếm bởi dây cung AB;
At: diện tích của hình tròn;
H: CD;
D: đường kính của hình tròn;
a: góc (OA,OC);
Ta có: H = OC-OE; Suy ra: H=
)cos(
22
a
DD

;
Vậy ta có:
)1(
2
)cos(
2
1 a
D
H
−=
;
Ta có:
8
)sin(
4
22
aDaD
SSAd
OABOACB
−=−=
;
Mà ta có: At =
4
2
D
π
;
Vậy ta có:
)2(
2
)2sin(2
π
aa
At
Ad −
=
Vậy ta có thể chuyển dễ dàng từ quan hệ
D
H

At
Ad
thông qua a.
Trang 18
Bảo dưỡng, sửa chữa thiết bị tách, lọc khí, sấy khô khí
Tính toán các mức:
+ H1: được tính toán theo vận tốc pha hơi Vv và lưu lượng hơi Qv, ta sẽ tính
được tiết diện pha hơi đi qua, ta sẽ suy ra được H1qua quan hệ
D
H

At
Ad
. Nhưng
giá trị H1 nay không nhỏ hơn 300mm và 0,2D. Như vậy ta lấy giá trị nhỏ nhất của
ba giá trị: H1 tính theo pha hơi, 300mm và 0,2D.
+ H2 nếu có mức LDHH thì H2 tương ứng với thời gian lưu là 20% thời gian
lưu của mức HLL-LLL. Nó được ứng dụng khi dừng máy nén. Nếu không có mức
LSHH thì: H2=0.
+H3: được tính dựa vào thời gian lưu Ts của hydrocacbon.
+ H4: giống như hình Bình tách đứng thông thường
+ Nếu có mức LSHH thì h4 tương ứng với thời gian lưu là 20%Tsoutirage.
Nó được sử dụng để dừng hoạt động của bơm sản phẩm.
+ H5: được tính toán như sau:
+ Nếu không có sự lắng nước thì:H5=150mm.
+ Nếu có sự lắng nước thì chiều cao H4+H5 có thể tăng lên để bảo đảm quá
trình lắng nước. H4+H5 sẽ lấy một trong hai giá trị sau: 0,2D hoặc 4 phút thời gian
lưu, và lấy giá trị lớn nhất. Đồng thời phải bảo đảm chiều cao H5 phải lớn hơn
chiều cao của thiết bị chống xoáy.
Chiều cao của thiết bị chống xoáy: d+125mm, với d là đường kính ống tháo
sản phẩm.
+ H6, H7 là khoảng cách giữa mức đèn và các mức HLL và LLL, chúng
cũng được tính tương tự như bình tách đứng, nghĩa là:
- Nếu không có các mức cắt (LSHH và LSLL): ứng với thời gian lưu là 10%
thời gian lưu hydrocacbon.
- Nếu có các mức cắt: ứng với thời gian lưu 30% Ts.
Hình: Quan hệ độ cao và diện tích
Bảng quan hệ giữa đường kính ống và DIAMX (bảng 1):
STT
Đường kính ống
(inch)
DIAMX
(mm)
STT
Đường kính ống
(inch)
DIAMX
(mm)
1
1
1/2
170 9 14” 620
2 2” 180 10 16” 690
3 3” 210 11 18” 780
4 4” 250 12 20” 870
5 6” 310 13 24” 948
6 8” 380 14 26” 1050
7 10” 470 15 28” 1105
8 12” 560 16 30” 1263
Trang 19
Bảo dưỡng, sửa chữa thiết bị tách, lọc khí, sấy khô khí
b. Bình tách có vách ngăn (baffle):
D, H1: đường kính bình tách và độ cao mà pha hơi đi qua, được các định
giống như bình tách nằm không có vách ngăn. Có H1 xác định được độ cao của
vách ngăn.
Cấu tạo và định nghĩa các mức của pha hydrocacbon và pha nước như hình
10. Bình tách được chia thành hai phòng, một phòng để lắng nước và một phòng để
lắng hydrocacbon.
H1: được xác định dựa vào lưu lượng hơi và vận tốc hơi. Cách xác định hoàn
toàn giống với bình tách nằm không có vách ngăn.
Gọi L1, L2 là chiều dài của phòng nước và hydrocacbon. Ta chia phòng này
theo tỷ lệ với thể tích chất lỏng chứa trong hai phòng. Tức là:
;
.
.
2
1
HCHC
nuocnuoc
TQ
TQ
L
L
K ==
Với:
+ Q
nuoc
: lưu lượng thể của tích nước, [m
3
/h];
+ Q
HC
: lưu lượng thể tích của hydrocacbon, [m
3
/h];
+ T
nuoc
: thời gian lưu của nước, [phút];
+ T
HC
: thời gian lưu của hydrocacbon, [phút]
Hình: Bình tách có vách ngăn
Xác định các mức trong phòng lăng như sau:
+ H’1: nếu có mức cắt cao LSHH, H’1=150mm; nếu không có mức cắt cao
LSHH, H’1=0;
+ H’2: là giá trị lớn nhất của hai giá trị sau: độ cao ứng với thời gian lưu 4
phút của pha nước hoặc 0.2D. Với D là đường kính bình tách.
+ H’3: chúng ta tính độ cao này ứng với thời gian lưu của nước, thường thì
thời gian lưu này là 2 phút, tuy nhiên nếu quá trình tách nước khó do hiệu số khối
lượng riêng của hai pha nhỏ thì thời gian lưu này phải lớn hơn 2 phút. Tuy nhiên độ
cao này phải lớn hơn giá trị là 300mm.
+ H’4: lấy giá trị bằng H’2.
+ H’5: được các định như sau:
- Nếu có mức cắt dưới LSLL, H’5 lấy giá trị lớn nhất của hai giá trị sau:
150mm và d, với d là đường kính ống tháo nước ra.
Và H’4 phải lớn hơi H’5.
- Nếu không có mức LSLL, H’5=0 và phảI chứng tỏ được: H’4>d.
+ H’6, H’7: được xác định như sau.
Trang 20
Bảo dưỡng, sửa chữa thiết bị tách, lọc khí, sấy khô khí
- Nếu không có các mức cắt (LSHH và LSLL): độ cao này tính tương đương
với 0.1T
nuoc
.
- Nếu có các mức cắt (LSHH và LSLL): độ cao này được tính tương ứng với
0.3 T
nuoc
.
Xác định các mức lỏng trong phòng lắng hydrocacbon:
+ H2: nếu có mức LSHH thì H2 tương ứng với thời gian lưu là 20% thời gian
lưu của mức HLL-LLL. Nó được ứng dụng khi dừng máy nén. Nếu không có mức
LSHH thì H2=0.
+ H3: được tính dựa vào thời gian lưu của hydrocacbon.
+ H4: giống như H2:
- Nếu có mức LSLL thì H4 tương ứng với thời gian lưu là 20% thời gian lưu
của hydrocacbon. Nó được sử dụng để dừng bơm sản phẩm.
+ H5: được tính toán như sau:
- Nếu không có sự lắng nước thì: H5=150mm.
- Nếu có sự lắng nước thì ta có chiều cao H4+H5 co thể tăng lên để đảm bảo
quá trình lắng nước. H4+H5 sẽ lấy giá trị lớn nhất trong hai giá trị sau: 0.2D hoặc 4
phút thời gian lưu. Đồng thời phải đảm bảo chiều cao H5 phải lớn hơn chiều cao
của thiết bị chống xoáy.
Chiều cao thiết bị chống xoáy: d +125 mm, với d là đường kính ống tháo sản
phẩm.
+ H6, H7: là khoảng cách giữa mức đèn và các mức HLL và LLL. Cũng
tương tự như bình tách đứng nghĩa là: nếu không có mức cắt (LSLL và LSLL), tính
tương ứng với 10% thời gian lưu hydrocacbon; nếu có các mức cắt: tính tương ứng
với 30% thời gian lưu hydrocacbon
1.4. Bình tách 3 pha thẳng đứng:
1.4.1. Cấu tạo:
Cấu tạo và định nghĩa các mức theo hình dưới.
Hình: Bình tách đứng ba pha.
Trang 21
Bảo dưỡng, sửa chữa thiết bị tách, lọc khí, sấy khô khí
1.4. 2. Nguyên lý làm việc:
Loại bình tách này được dùng cho quá trình tách 3 pha: pha hơi, pha
hydrocacbon lỏng và nước. Nguyên liệu của bình tách này thường là các sản phẩm
đi ra từ các thiết bị phản ứng có áp suất cao ví dụ quá trình hydocracking. Loại bình
tách đứng này thường dùng để giảm giá thành thiết bị do sử dụng ở áp suất cao,
khoảng 150 bar. Với áp suất này thì khả năng lắng với thiết bị bình tách đứng tốt
hơn bình tách nằm.
+ Đường kính của đệm lọc được xác định dựa vào vận tốc pha hơi
V
V
= 1.7V
C
= 1.7 × 0.048
1−
V
L
ρ
ρ
, [m/s] và lưu lượng pha hơi Qv [m3/s]. Ta
tính được diện tích của đệm lọc theo công thức sau:
S =
V
V
V
Q
, [m
2
]
Từ diện tích này ta tính dược đường kính đệm lọc theo công thức sau:
)(;
4
m
S
D
D
D
π
=
Các mức hydrocacbon lỏng được xác định như sau:
Để tính đường kính trong của bình tách, người ta dựa trên cơ sở là: cố định
thời gian lưu Ts và cố định chiều cao hữu ích giữa hai mức HLL – LLL = H6 = 2D.
Ta có công thức sau:
L
SL
TQ
DX
D
ρ
π
=2
4
2
Vậy ta xác định đường kính bình tách:
)(;
2
3
m
TQ
D
L
SL
πρ
=
Với: Q
L
: lưu lượng lỏng, [kg/m
3
];
T
s
: thời gian lưu lỏng,[s];
ρ
L
: khối lượng riêng của hidrocacbon, [kg/m
3
].
Sau đó đem so sánh D
đệm lọc
và D
bình tách
. Nếu D
đệm lọc
> D
bình tách
thì ta chọn đường
kính bình tách chính là đường kính đệm lọc.
+ H
2
: bề dày của đệm lọc, được cố định bởi giá trị 150mm.
+ H
3
: khoảng cách từ đệm lọc đến tâm ống tiếp liệu. H
3
=2d; với d là đường
kính ống tiếp liệu. Tuỳ theo lưu lượng của nguyên liệu mà ta chọn đường kính thích
hợp.
+ H
4
: khoảng cách từ tâm ống tiếp liệu đến mức cao nhất của pha hydrocacbon
lỏng (LSHH (HC)). Khoảng cách này phải bảo đảm được đường đi của pha hơi từ
bộ lệch dòng (defecteur) đến mức cao nhất LSHH. H4=0,3D+






+
2
300
2
dd
, [mm].
H
6
: đây là chiều cao hữu ích giữa hai mức HLL và LLL của pha hydrocacbon
lỏng và được tính theo hai cách sau:
H6=2D;
L
SL
D
TQ
H
ρπ
2
4
6 =
+ H5: - Nếu có mức cắt LSHH thì H5=0,6×H6;
Trang 22
Bảo dưỡng, sửa chữa thiết bị tách, lọc khí, sấy khô khí
- Nếu không có LSHH thì H5=0.
+ H7: - Nếu có mức cắt LSHH thì H7=0,6×H6;
- Nếu không có mức cắt LSHH thì H7=0.
+ H9 và H10: đây là khoảng cách giữa mức đèn cảnh báo và các mức HLL và
LLL. Được xác định như sau:
Nếu không có các mức cắt (LSLL và LSHH): H9 và H10 được tính tương ứng
với thời gian 10% thời gian lưu.
Nếu có các mức cắt (LSLL và LSHH): H9 và H10 được tính tương ứng với
thời gian 30% thời gian lưu.
+ H8: khoảng cách giữa mức thấp nhất của pha hydrocacbon lỏng (LSLL của
HC) và pha nước (LSHH của nước). Được tính tương ứng với thời gian lưu là 2
phút, vậy H8 được xác định như sau:

L
L
D
Q
H
ρπ
2
2.4
8 =
+ H11: bằng 0,2 thời gian lưu của nước. Vì đây là bình tách đứng nên độ cao
tỷ lệ thuận với thời gian lưu khi lưu lượng cố định, vì vậy: H11=0,2H12.
+ H12: đây là chiều cao hữu ích giữa hai mức HLL và LLL của nước. Thời
gian lưu của nước trong thiết bị này là: 5 phút.
+ H13: khoảng cách giữa mức LLL (cũng là LT) và mức LSLL của pha nước.
H13 thường được cố định bởi giá trị D/4.
- Nếu tồn tại ở mức thấp nhất (LSLL của pha nước), thì ta chứng minh được
rằng thời gian lưu trong vùng này lớn hơn 20% thời gian lưu của nước trong vùng
HLL-LLL (nước).
- Thể tích trong khoảng H13 với chiều cao (LSHH của nước) với chiều cao
D/4 được tính theo công thức sau:
+ H14: đây là khoảng cách giữa mức lưu HLL và mức đèn HAL của pha nước.
Khoảng cách này được tính như sau:
Nếu không có mức cắt cao (LSHH của nước): H15 tương ứng với thời gian
lưu là 10% thời gian lưu của nước.
- H15: đây là khoảng cách giữa đèn LAL và mức thấp LLL. Khoảng cách
được xác định giống H15.
- Nếu không có mức cắt cao (LSLL của nước): H16 tương ứng với thời gian
lưu là 30% thời gian lưu của nước.
+ Đệm hợp dính (Matelas coalesceur): được ngăn dọc trong bình tách từ mức
LSLL của pha hydrocacbon lỏng đến mức LL lượng của nước
1.5. Bình tách hình cầu:
1.5. 1. Cấu tạo:
Các thiết bị tách hình cầu đưa ra phương pháp tách kết hợp và không tốn kém,
do có sự sắp xếp cân đối mà các thiết bị tách kiểu này có khoảng không dự trữ và
đoạn chất lỏng rơi xuống bị hạn chế. Cũng như vậy việc lắp đặt và điểu khiển mực
chất lỏng trong thiết bị tách loại này bị hạn chế hơn.
Bình tách thường được đặt trên đường sản phẩm ra của một lò đốt hoặc của
một thiết bị tái sinh xúc tác bằng cách đốt cốc (ví dụ thiết bị tái sinh xúc tác của
phân xưởng FCC).
Vai trò của nó làm lạnh dòng lưu thể khí và bẩy các hạt rắn bằng nước, đồng
thời nó có những mục đích phụ là sản xuất hơi nước và thu hồi cốc. Cấu tạo bình
tách de decockage như hình.
Trang 23
Bảo dưỡng, sửa chữa thiết bị tách, lọc khí, sấy khô khí
Hình: Bình tách hình cốc
1.5. 2. Nguyên lý làm việc:
Người ta chấp nhận rằng nguyên liệu vào bình tách này chỉ ở trạng thái khí
và xem khí này có lưu lượng ổn định. Vì một lý do là nguyên liệu vào bình tách
tách cốc chính là đường ra của sản phẩm của lò đốt hoặc thiết bị tái sinh xúc tác
bằng cách đốt cốc. Bình tách này hoạt động dưới áp suất khí quyển được cố định
bởi hai điều kiện sau:
- Khối lượng phân tử của nguyên liệu: MW=18g/mole.
- Áp suất: P=1atm.
Các điều kiện của đầu vào:
+ Lưu lượng khối lượng pha hơi: Qvap, [kg/h];
+ Nhiệt độ pha hơi: 500
0
C;
+ Lưu lượng nước làm lạnh: Qw, [kg/h];
+ Nhiệt độ nước làm lạnh: Tw, [
0
C]
Các điều kiện đầu ra:
+ Lưu lượng pha hơi bằng lưu lượng pha hơi vào cộng với 40% lưu lượng
nước bị bốc hơi ở nhiệt độ 160
0
C: Qvap+0.4Qw, [kg/h];
+ Pha lỏng bao gồm 60% lưu lượng nước làm lạnh chưa bị bốc hơi ở nhiệt độ
80
0
C. Entanpi của hơi nước ở các nhiệt độ đó như sau:
H (hơi nước, 500
0
C, 1atm) = 835kcal/kg;
H (hơi nước, 160
0
C, 1atm) = 671kcal/kg.
Phương trình cân bằng nhiệt lượng:
Qvap×835+Qw× Tw = Qvap× 671+0.4×Qw × 671+ 0.6 × Qw × 80
Xem nước lỏng có entanphi=1kcal/kg;
Biết được Qvap và Tw ta sẽ tính được Qw.
+ Pha hơi: Qvap + 0.4 × Qw ;
+ Pha lỏng: 0.6Qw;
Khối lượng riêng của pha hơi được tính như hơi nước:
3
/28,0
500273
273
4.22
18
mkgx
hoivào
=
+
=
ρ
(Hơi nước ở 500
0
C, 1at);
3
/51,0
160273
273
4.22
18
mkgx
hoivào
=
+
=
ρ
(Hơi nước ở 160
0
C, 1at)
Trang 24
Bảo dưỡng, sửa chữa thiết bị tách, lọc khí, sấy khô khí
2. Các dạng hư hỏng thường gặp của bình tách:
2.1. Các bất thường (Trouble shootting):
a. Triệu chứng:
1. Việc gia nhiệt bị thiếu (sai biệt 3
o
F trở lên so với nhiệt nhiệt độ bảo hoà,
đáp ứng với áp suất hơi trong unit và nhiệt độ nước ra). Do ảnh hưởng của lượng
ôxy quá cao.
2. Mực nước cao và mực nước thấp.
3. Áp suất cao.
4. Áp suất thấp.
5. Hơi bị tổn thất quá nhiều qua bộ tách khí
b. Nguyên nhân và biện pháp xử lý:
1. Xả thông gió ít. Mở thêm độ mở của van xả gió
2. Van giảm áp suất hơi vận hành không đúng hoặc bị kẹt. Kiểm tra việc vận
hành và control line.
3. Các vòi phun không đúng hoặc gảy lò xo. Kiểm tra, vệ sinh vòi phun, xử
lý lò xo.
4. Hệ thống cung cấp hơi vận hành sai. Điều chỉnh nếu cần thiết.
5. Kiểm tra lỗi của việc vận hành van giảm áp suất hơi. Kiểm tra relief
valves trên bộ tách khí trên hệ thống cấp hơi chính phải vận hành đúng.
6. Kiểm tra việc vận hành sai của van giảm áp suất hơi.
7. Kiểm tra các khay xem có bị đóng cặn bẩn. Vệ sing nếu cần thiết.
2. Nứt.
- Phần có khuyết tật: mối hàn, phần hàn…
- Hình dạng khuyết tật: Nứt đường tinh thể, nứt giữa tinh thể bao gồm nứt do
ứng suất, ăn mòn, mỏi nhiệt….
* Khuyết tật do hàn:
- Phần bị khuyết tật
- Dạng khuyết tật do cắt, Giáp mối, chỗ rò, tạp chất mảnh kim loại, nứt
đường hàn, dạng hố, chưa ngấu…
* Sự dát mỏng:
* Ăn mòn
* Lổ hổng:
2.1. Đánh giá khuyết tật:
- Ghi nhận khuyết tật kiểu kích thước, độ sâu, độ rộng hướng và hình dạng…
- Khuyết tật do mở rông vết nứt.
- Phải cẩn thận quyết địng cách khắc phục để tránh làm hư hỏng vùng, lân
cận.
- Đo độ sâu bàng dụng cu đo, siêu âm…
- Phân loại các kiểu vết nứt, để đánh giá nguyên nhân và xửa lý.
2.2. Cách khắc phục:
- Khắc phục vết nứt
- Khắc phục khuyết tật hàn
- Khắc phục sự tách lớp, ăn mòn, lỗ hổng.
3. Phương pháp kiểm tra:
A. Vận hành ban đầu:
Sau khi thiết bị đã được lắp đặt và thử nghiệm hoàn chỉnh, phải theo đúng
quy trình vận hành khi bắt đầu vận hành hệ thống.
Trang 25

Đây là phiên bản tài liệu đơn giản

Xem phiên bản đầy đủ của tài liệu Công nghệ hóa dầu:Thiết bị tách, lọc khí, sấy khô khí