Overview about process engineer (Vietnamese)

BÁO CÁO THỬ  THỬ  VIỆ  VIỆC MỤC LỤ LỤC CHƯƠNG 1. 1.1

TỔ NG QUAN VỀ CÔNG TY VÀ PHÒNG THI ẾT K Ế .................................1

TỔ NG QUAN VỀ TỔ NG CÔNG TY PTSC: ............................................ ............................................................ ................ 1

1.1.1

Giớ i thiệu: ............................................ ................................................................... ............................................. ......................................... ...................1

1.1.2

Cơ cấu tổ chức: ............................................ .................................................................. ............................................ .................................. ............ 1

1.2

CÔNG TY PTSC  – M&C: ......................................... ............................................................... ............................................. ........................... .... 2

1.2.1

Tổng quan về công ty:................................................. ty:........................................................................ ......................................... ..................2

1.2.2

Lĩnh vực hoạt động: ............................................ .................................................................. ............................................ ........................... ..... 4

1.2.3

Cơ cấu tổ chức: ............................................ .................................................................. ............................................ .................................. ............ 4

1.2.4

Các phòng ban: ............................................ .................................................................. ............................................ .................................. ............ 5

1.3

PHÒNG THIẾT K Ế - PTSC M&C: .......................................... ................................................................. .................................. ........... 7

1.3.1

Chức năng, nhiệm vụ: ......................................... ............................................................... ............................................. ........................... .... 7

1.3.2

Cơ cấu tổ chức: ............................................ .................................................................. ............................................ .................................. ............ 7

1.3.3

Chức năng, nhiệm vụ của tổ công ngh ệ: ........................................... .............................................................. ...................9

CHƯƠNG 2. CÔNG NGHỆ TRÊN GIÀN KHAI THÁC D ẦU KHÍ ................................. ................................. 10 2.1

TỔ NG QUAN VỀ HỆ THỐ NG KHAI THÁC DẦU KHÍ NGOÀI KHƠI:  ............. 10

2.2

GIÀN KHAI THÁC DẦU KHÍ: ........................................... .................................................................. .................................... ............. 10

2.3

HỆ THỐ NG CÔNG NGHỆ TRÊN GIÀN KHAI THÁC:........................................ ........................................11

2.3.1

Giếng khoan khai thác: ........................................... .................................................................. ........................................... ....................12

2.3.2

Hệ thống ống góp (manifold/header): ......................... ............................................... ....................................... .................15

2.3.3

Test separator:......................................................... ............................................................................... ........................................... .....................15

2.3.4

Hệ thống báo cháy và rò r ỉ khí: ...................................... ............................................................ .................................... .............. 15

2.3.5

ợ (utilities): ........................................... Hệ thống phụ tr ợ  .................................................................. .................................... ............. 16

2.3.6

Hệ thống xử lý nướ c thải: ........................................... .................................................................. ....................................... ................16

2.3.7

Hệ thống vent/flare: ............................................ .................................................................. ............................................ ......................... ... 17

2.3.8

Khu vực hóa ch ất và phụ gia: ............................................ ................................................................... ................................ ......... 18

2.4

TỔ NG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂ N TRÊN GIÀN( BPCS, SIS) ............ 19 i

CHƯƠNG 3. CÁC THIẾT BỊ TRÊN GIÀN KHAI THÁC D ẦU KHÍ ............................... ............................... 20 P

a

g

e

Nhân viên Thiế Thiết k ế Công nghệ ngh ệ 

Nguyễn Việ Nguyễ Việt Anh

BÁO CÁO THỬ  THỬ  VIỆ  VIỆC 3.1

VAN: ............................................. ................................................................... ............................................ ............................................ ................................ .......... 20

3.1.1

Van an toàn: ............................................................ .................................................................................. ........................................... .....................21

3.1.2

Van cách ly: ......................................... ............................................................... ............................................. ........................................ .................22

3.1.3

Van điều khiển: ............................................ .................................................................. ............................................ ................................ .......... 24

3.1.4

Các loại van khác: ........................................ .............................................................. ............................................ ................................ .......... 25

3.1.5

Hệ thống và nguyên lý làm vi ệc của các van SDV, BDV, SCSSV, RO: .......... 24

3.2

CÁC THIẾT BỊ INSTRUMENT: ............................................................ ............................................................................. ................. 28

3.2.1

Pressure Gauge: ........................................... ................................................. ...... Error! Bookmark not defined.

3.2.2

Level Gauge: ............................................ ...................................................... .......... Error! Bookmark not defined.

3.2.3

Cảm biến nhiệt độ: ........................................... ............................................... Error! Bookmark not defined.

3.2.4

Transmitter: .......................................... ................................................................. ............................................. ....................................... .................29

3.3

ĐƯỜ NG Ố NG CÔNG NGHỆ: .......................................... ................................................................. ....................................... ................30

3.3.1

Các thành ph ần đườ ng ng ống: ........................................... .................................................................. .................................... .............30

3.3.2

Các dạng tổn thất qua piping, pi ping, fittings, fitti ngs, valve: .................................................... .................................................... 33

3.3.3

Các hệ thống ống sơ bộ  trên giàn:...................... giàn:...................... Error! Bookmark not defined.

3.4

PUMP: ........................................... ................................................................. ............................................ ............................................. ................................ ......... 33

3.4.1

Giớ i thiệu chung: ............................................. ................................................................... ............................................ ............................ ...... 33

3.4.2

Bơm thể tích:................................................ ...................................................................... ............................................ ................................ ..........33

3.4.3

Bơm ly tâm: ......................................... ............................................................... ............................................. ........................................ .................35

3.5

VESSEL, TANK: ............................................ .................................................................. ............................................ .................................... ..............39

3.5.1

Tank: ............................................. ................................................................... ............................................ ............................................. ........................... 39

3.5.2

Vessel:........................................... ................................................................. ............................................ ............................................. ........................... 40

3.6

SEPARATOR: ............................................ ................................................................... ............................................. ....................................... .................41

CHƯƠNG 4. CÁC VẤN ĐỀ CÔNG NGHỆ ........................................... .................................................................. ............................ .....45 4.1

CÁC TIÊU CHUẨN LIÊN QUAN ĐẾ N THIẾT K Ế CÔNG NGHỆ: ..................... ..................... 45

4.1.1

API: ........................................... .................................................................. ............................................. ............................................. ............................ ..... 45

4.1.2

Petronas:............................................ .................................................................. ............................................ ........................................... .....................46

4.1.3

Perry’s Handbook: ........................................... ................................................................. ............................................ ............................ ...... 47

4.1.4

GPSA Databook:...................................... ............................................................ ............................................ .................................... ..............47

Nhân viên Thiế Thiết k ế Công nghệ ngh ệ 

Nguyễn Việ Nguyễ Việt Anh

P

a

g

e

i

i

BÁO CÁO THỬ  THỬ  VIỆ  VIỆC 4.1.5

CHƯƠNG 5. 5.1

ASME: .......................................... ................................................................ ............................................ ............................................. ........................... 48 THIẾT K Ế CÔNG NGHỆ.......................................... ................................................................. .................................... ............. 48

PHẦ N MỀM HYSYS: ............................................ .................................................................. ............................................ ............................ ...... 48

5.1.1

Giớ i thiệu về phần mềm HYSYS:...................................... HYSYS:............................................................ ................................ .......... 48

5.1.2

Các bướ c tiến hành mô ph ỏng trong HYSYS: ....................... .............................................. ............................ ..... 49

5.1.3

Thực hành tính depressuring cho đườ ng ng ống production header:...................... header:...................... 50

5.2

TÍNH RO, FE: ..................................................... ........................................................................... ............................................. ................................ ......... 54

5.2.1

Tìm hiểu chung: ........................................... ................................................................. ............................................ ................................ .......... 54

5.2.2

Sizing cho RO và FE: ......................................... ............................................................... ............................................. ........................... 57

5.3

LINE SIZING:.......................................... SIZING:................................................................ ............................................ ........................................... .....................57

5.3.1

Sizing cho đườ ng ng ống công ngh ệ chung: ...................................... ........................................................... ..................... 57

5.3.2

Sizing cho đườ ng ng ống inlet, outlet của PSV, flare header: .......................... ................................ ...... 60

5.3.3

Sizing cho các đườ ng ng ống utility: .......................................... ................................................................. ............................ ..... 60

5.4

PSV: .......................................... ................................................................ ............................................ ............................................ .................................... .............. 60

5.4.1

Giớ i thiệu chung: ............................................. ................................................................... ............................................ ............................ ...... 60

5.4.2

Các bướ c sizing cho PSV: .......................................... ................................................................. ....................................... ................60

5.4.3

Sizing cho đườ ng ng ống inlet và oulet của PSV: ............................................. .................................................. ..... 61

5.5

CONTROL VALVE: .......................................... ................................................................ ............................................ ................................ .......... 62

5.5.1

Tìm hiểu chung: ........................................... ................................................................. ............................................ ................................ .......... 62

5.5.2

Các bướ c sizing cho control valve: ........................................... .................................................................. ........................... 62

5.6

PUMP: ........................................... ................................................................. ............................................ ............................................. ................................ ......... 63

5.6.1

Tìm hiểu chung v ề hệ thống bơm: ............................................ ................................................................... ...........................63

5.6.2

Tính toán thiết k ế bơm: ........................................... .................................................................. ........................................... ....................65

CHƯƠNG 6. CÁC CÔNG VIỆC ĐƯỢC GIAO TRONG QUÁ TRÌNH TH Ử  VI  VIỆC ........ 66 6.1

Làm line list, calculation và datasheet cho CFU và Hydrocyclone cho h ệ thống

Produced Water Treatment, thu ộc dự án FPSO Topside Module & CPP detail design development project.............................................................. ................................................................................... ............................................. ........................... 66 6.2

Line sizing cho bidding bidding dự án FPSO Hess.......................................... .............................................................. .....................66

i

i

i g

e a P

Nhân viên Thiế Thiết k ế Công nghệ ngh ệ 

Nguyễn Việ Nguyễ Việt Anh

BÁO CÁO THỬ  VIỆC

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY VÀ PHÒNG THIẾT K Ế 1.1 TỔNG QUAN VỀ TỔNG CÔNG TY PTSC 1.1.1 Giớ i thiệu 

Tên tiếng Việt: Tổng công ty Cổ phần Dịch vũ Kỹ thuật Dầu khí Việt Nam (Tổng công

ty DVKT) 

Là thành viên thuộc Tập đoàn Dầu khí Quốc gia Việt Nam .



Thời gian thành lập : tháng 2/1993



Bối cảnh thành lập: PTSC ra đời trên cơ sở sáp nhập 2 đơn vị là Công ty Dịch vụ Dầu

khí (PSC) và Công ty Địa vật lý và Dịch vụ Dầu khí (GPTS). 

Tính đến nay, PTSC đã có những bước phát triển vượt bậc. Hiện tại, công ty được xem

là một thương hiệu hàng đầu trong việc cung cấp các dịch vụ kỹ thuật dầu khí, công nghiệp tại

Việt Nam. 

Lĩnh vực hoạt động chính của PTSC là cung cấp các dịch vụ kỹ thuật cho dầu khí, công

nghiệp. Trong đó, có nhiều loại hình dịch vụ chiến lược, mang tính mũi nhọn, đã phát triển và được chuyên nghiệp hóa đạt trình độ quốc tế như: EPCI công trình biển, EPC công trình công nghiệp, Kho nổi xử lý và xuất dầu thô FSO/FPSO, Tàu dịch vụ, Khảo sát địa chấn, địa chất và công trình ngầm, Lắp đặt, vận hành và bảo dưỡng công trình biển, Cảng dịch vụ và Dịch vụ cung cấp nhân lực kỹ thuật, bảo vệ và vật tư thiết bị dầu khí, Dịch vụ khách sạn và văn phòng ….

1 e g a P

Nhân viên Thiết k ế Công nghệ 

Nguyễn Việt Anh

BÁO CÁO THỬ  VIỆC 1.1.2 Cơ cấu tổ chứ c ĐẠI H I Đ  NG C Đ NG BAN KI M SO T

H I Đ  NG QU N TR Ị

BAN T  NG GI M Đ C

V N

BAN T I

BAN K

BAN

BAN

BAN

BAN AN

CHỨ C

CHÍNH

HOẠCH-

THƯƠNG

CÔNG

KĨ

TOÀN

 NHÂN

K Ế TOÁN

ĐẦU TƯ 

MẠI

 NGHIỆP

THUẬT

CHẤT

SẢ N

LƯỢ NG

BAN T

PHÒNG

SỰ 

XUẤT

ĐƠN VỊ TR ỰC   T HU C

C NG TY C ON

C NG TY LI N DO AN H

H ình 1-1 Cơ cấ u t ổ chứ c c ủa T ổ ng công ty PTSC

Tr ụ sở  chính: 

Địa chỉ:

Lầu 5, Toà nhà PetroVietnamTower, s ố 1  –   5 Lê Duẩn, Phườ ng Bến

 Nghé, Quận 1, TP. H ồ Chí Minh 

Điện thoại:



Email: [email protected]



Website:

08.3910 2828

Fax: 08.3910 2929

http://www.ptsc.com.vn

1.2 CÔNG TY PTSC M&C 1.2.1 Tổng quan về công ty 

Tên công ty: Công ty TNHH MTV Dịch vụ Cơ khí Hàng hải PTSC.



Tên giao dịch quốc t ế: PTSC Machenical & Construction Limited Company (PTSC M&C Co., Ltd).



Tr ụ sở   chính: số 31, đường 30/4, phường 9, TP Vũng Tàu, Việ t nam.



Tr ụ sở  cảng PTSC: 65A, đường 30/4, phường 9, TP Vũng Tàu.

e

2 g a P

Nhân viên Thiết k ế Công nghệ 

Nguyễn Việt Anh

BÁO CÁO THỬ  VIỆC

o

o



H ình 1-2 Tòa nhà k   ỹ thuật công ty PTSC M& C

PTSC M&C là công ty con c ủa PTSC. Công ty đượ c thành lậ p theo Quyết định số

731/QĐ-HĐQT ngày 15/05/2001 vớ i tên giao dịch ban đầu là Xí nghi ệ p Dịch vụ Cơ khí Hàng hải. Từ đó đến nay, công ty đã trả i qua nhiều lần đổi tên; các tên g ọi cụ thể như sau: o

Tháng 03/2007 –  tháng 03/2012: Công ty TNHH Dịch vụ Cơ khí Hàng hải.

o

Tháng 04/2012 –  tháng 3/2013: Công ty C ổ phần Dịch vụ Cơ khí Hàng hải

o

Tháng 04/2013 đến nay: Công ty TNHH MTV Dịch vụ Cơ khí Hàng hải.



Hệ thống quản lý: ISO 9001-2008, ISO 14001-2004 và OHSAS 18001-2007.



Là một trong 500 doanh nghi ệ p lớ n nhất Việt Nam (vị trí 67 năm 2012).





 Năng lực sản xuất tới 50,000 MT/năm. Là đơn vị hàng đầu trong việc cung cấ p các dịch vụ chuyên ngành d ầu khí ở  Việt Nam

và trong khu vực. Cụ thể, công ty o

đã thực hiện thành công hơn 6 0 dự án xây l ắ p dầu khí trong và ngoài nướ c, vớ i

các khách hàng như: Talisman, Premier Oil Vietnam, Petronas, BP, Cử u Long JOC, Hoàng Long JOC, Bi ển Đông POC, Thăng Long JOC, Lam Sơn JOC… Các dự án đảm b ảo an toàn, chất lượ ng, tiến độ, và hiệu quả o

đượ c tạ p chí World Finance của Anh qu ốc bình ch ọn là Best EPC Service and

Solution Company (Asia) o

vào năm 2013

đượ c tỉnh Bà R ịa – Vũng Tàu trao giải thưở ng Ng ọn H ải Đăng  cho doanh nghi ệ p e

3

thực hiện tốt quy định của Luật Lao động. g a P

Nhân viên Thiết k ế Công nghệ 

Nguyễn Việt Anh

BÁO CÁO THỬ  VIỆC o

đạt Giải vàng Chất lượ ng Quố c gia năm 2013 do Thủ tướ ng Chính phủ trao

o

sở  hữu hệ thống kho, bãi, c ảng biển, và trang thi ết bị hiện đại phục vụ cho các

tặng hoạt động quản lý dự án, thi công, và ch ế tạo công trình dầu khí

1.2.2 Lĩnh vự c hoạt động PTSC M&C có đầy đủ  kh ả năng, kinh nghiệ m và ngu ồn l ực để đảm đương vai trò tổ ng thầu EPC, EPCIC cho các công trình d ầu khí trên bờ  lẫn ngoài khơi. Cụ thể: 

Lĩnh vực ngoài khơi : các giàn đầu giếng (wellhead platform), giàn x ử lý trung tâm

(central processing pla tform), giàn chân căng (tension -leg platform), nhà ở   trên biển (living quarters), công trình ngầm dướ i biển (subsea modules), và các mô- đun công nghệ  khác ... 

Lĩnh vực trên bờ : tham gia vào công tác tiền chế tạo, lắ p dựng, thi công cho các công

trình nhà máy trên b ờ  và mô-đun côn nghệ cao cho các nhà máy điệ n, nhà máy x ử lý khí, nhà máy lọc hóa d ầu, nhà máy LNG ...

1.2.3 Cơ cấu tổ chứ c 

Chủ tịch/Giám đốc:



Các phó giám đốc:

Ông Đồng Xuân Th ắng



Ông Lê Quang Hi ếu



Ông Bùi Hoàng Điệ p



Ông Tr ần Thiện Lê



Ông Tr ần Minh Mạnh



Ông Nguyễn Dương Lâm

4 e g a P

Nhân viên Thiết k ế Công nghệ 

Nguyễn Việt Anh

BÁO CÁO THỬ  VIỆC CH S H U TỔNG CÔNG TY PTSC BAN KI M SO T

BAN GI M Đ C CH TỊCH / GIÁM ĐỐC CÔNG TY

PHÓ GIÁM

PH NG

PHÓ GIÁM

PH NG

PHÓ GIÁM ĐỐC

PH NG

PHÓ GIÁM ĐỐC

PH NG

PHÓ GIÁM

PH NG

PHÒNG

TỔ

HÀNH

TÀI

PHÒNG

K Ỹ

PHÁT

PHÒNG

K Ế

CHỨ C

CHÍNH

CHÌNH -

THƯƠNG

THUẬT -

TRIỂN

THIẾT

HOẠCH

NHÂN

TỔNG

K Ế

MẠI

SẢN

KINH

K Ế

SỰ 

HỢ P

TOÁN

XUẤT

DOANH

AN TOÀN SỨC KHỎE MÔI TRƯỜNG

PH NG QUẢN LÝ CHẤT LƯỢ NG

XƯ  NG

XƯ  NG

XƯ  NG

XƯ  NG

XƯ  NG

ĐỘI

K ẾT

DỊCH

ĐIỆN – 

CƠ KHÍ

THIẾT

BẢO VỆ

CẤU

VỤ

TỰ 

 –  LẮP

BỊ

THÉP 1

TỔNG

MÁY

TỔNG

ĐỘNG

H ình 1-3 Sơ đồ t ổ chứ c công ty PTSC M & C

1.2.4 Các phòng ban 

Phòng k ế hoạch: Gồm 3 tổ: tổ k ế hoạch, tổ vật tư và tổ hậu cần. Nhiệm vụ chính của

 phòng k ế hoạch là: dựng k ế hoạch sản xu ất kinh doanh ng ắn hạn, trung h ạn và dài h ạn; kiểm tra, quyết toán vật tư, thiết bị tiêu hao trong su ốt quá trình sản xuất; theo dõi và thúc đẩy quá trình mua bán v ật tư /thiết bị 

Phòng tổ chứ c nhân sự : Gồm 3 t ổ là t ổ lao động tiền lương, tổ tuyển dụng điều phối

lao động và tổ đào tạo phát triển nhân lực vớ i chức năng điều hành, quản lý nhân s ự và các ch ế độ tiền lương trong toàn Công ty, phát triể n và b ảo đảm nguồn nhân lực cho mọi hoạt động của Công ty và lên k ế hoạch tuyển dụng và đào tạo nhân s ự 

Phòng tài chính k ế toán: Gồm t ổ thanh toán và t ổ t ổng h ợ  p có nhiệm vụ thanh toán

các hợp đồng thương mạ i, thanh toán tiền lương, thưởng… theo dõi tình hình quỹ, tài sản, vốn của Công ty và các kho ản thanh toán khác 

Phòng hành chính tổng hợ p: Gồm 4 tổ là tổ hành chính, t ổ công ngh ệ thông tin, t ổ lái

xe, tổ tổng hợ  p có nhiệm vụ mua sắm và quản lý trang thi ết bị và dụng cụ văn phòng củ a Công 5

ty; thực hiện công tác t ạ p vụ, hậu cần, t ổ chức qu ản lý bếp ăn của Công ty; tổ chức hệ th ống a

g

e P

Nhân viên Thiết k ế Công nghệ 

Nguyễn Việt Anh

BÁO CÁO THỬ  VIỆC thông tin liên lạc trong nội bộ Công ty cũng như với các đối tác để đảm bảo cho hoạt động sản xuất kinh doanh của Công ty; qu ản lý và điền hành xe ô tô; th ực hiện các công tác đối nội, đối ngoại; quản lý và tiến hành công tác văn thư, lễ  tân, quản lý tài liệu của Công ty và các d ự án; thực hiện các quy định về bảo mật, thanh toán chi phí văn phòng phẩ m 

Phòng phát triển kinh doanh: gồm tổ tiế p thị và đấu thầu và tổ pháp chế có nhiệm vụ

tổ chức thực hiện tham mưu và thự c hiện chỉ đạo của BGĐ. Tổ  chức tiế p thị cho các công tác  bán, cho thuê hàng hóa, d ịch vụ... Tổ chức và thực hiện quản lý các h ợp đồng kinh tế liên quan

đến việc bán và cho thuê hàng hóa/d ịch vụ, cho thuê tài s ản. Phối hợ  p các b ộ phận khác th ực hiện các công tác liên quan 

Phòng thương mại: Gồm tổ kinh tế hợ  p đồng và tổ dịch vụ hậu cần có nhiệm vụ phối

hợp tham gia đấu thầu, thực hiện công tác marketing, ph ối hợ  p xây d ựng hệ thống đơn giá, các chi phí thực hiện dự án; mua s ắm vật tư, trang thiết bị cho dự án; thu xế p các th ủ tục pháp lý

liên quan đến nhậ p khẩu vật tư thiết bị 

Phòng k ỹ thuật sản xuất: Gồm 6 tổ là: tổ xây dựng trang trí, tổ cơ khí đườ ng ống, tổ

k ết cấu, tổ điện tự - động, tổ chạy thử và hoàn thi ện, tổ lắp đặt và vận chuyển. Vớ i hoạt động chính là tham gia tr ực tiế p vào các ho ạt động sản xuất. 

Phòng thiết k ế: Gồm tổ công nghệ, tổ điện, tổ điều khiển tự động, tổ cơ khí, tổ đườ ng

ống, tổ k ết cấu xây d ựng, tổ hệ th ống và quản lý thiết k ế, tổ đườ ng ống ngầm. Tham gia tr ực tiế p vào các hoạt động sản xuất 

Phòng an toàn –  sứ c khỏe – môi trườ ng: Thực hiện công tác qu ản lý An toàn - Sức

khoẻ - Môi trườ ng (xây d ựng và hoàn thi ện chính sách phù h ợ  p; tổ chức triển khai, điều hành, giám sát và qu ản lý việc th ực hi ện; làm đầu m ối tổ chức các khoá hu ấn luyện, phối h ợ  p v ớ i

Công đoàn Công ty xây dự ng mạng lướ i an toàn v ệ sinh…) 

Phòng quản lý chất lượ ng: quản lý chất lượng (làm đầu mối và chịu trách nhiệm chính

trong công tác xây d ựng, tổ chức triển khai, ki ểm soát, bảo qu ản, c ậ p nh ật, chỉnh lý các phát sinh trong các quy trình qu ản lý chất lượng theo ISO 9001: 2000…) 

Các xưởng đội: o

Xưở ng k ết cấu thép: tr ực tiế p thi công các ph ần liên quan đến k ết cấu thép tại

các công trình. Gồm có: tổ lắ p ráp 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 và t ổ hàn 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 o

Xưở ng dịch vụ tổng hợ  p: tr ực tiế p thực hiện các ch ức năng chung như sơn,

chống ăn mòn, vậ n chuyển thiết bị o

Xưởng Điện tự động: tr ực tiế p thi công các phần liên quan đế n các thiết bị điện

và tự động hoá. Gồm có tổ điện và tổ tự động hoá.

6 e g a P

Nhân viên Thiết k ế Công nghệ 

Nguyễn Việt Anh

BÁO CÁO THỬ  VIỆC o

Xưởng Cơ khí lắ p máy: tr ực tiế p thi công các phần liên quan đến phần ống, lắ p

máy gồm: tổ lắ p ráp ống I, II; tổ hàn ống I, II; tổ lắ p máy I, II o

Xưở ng Thiết bị tổng hợ  p: xưởng đượ c thành l ậ p có nhiệm vụ quản lý các thi ết

 bị của Công ty về cẩu lắ p, h ạ thủy… Vận hành và t ổ chức các công vi ệc liên quan đến trang thiết bị Công ty o

Đội bảo vệ: có nhiệm vụ bảo vệ và cố vấn cho ban giám đố c trong việc duy trì

an ninh tr ật tự trong phạm vi Công ty

1.3 PHÒNG THIẾT K Ế - PTSC M&C 1.3.1 Chức năng, nhiệm vụ 1.3.1.1 Chức năng, nhiệ m v ụ chính -

Triển khai thiết k ế thi công phục v ụ cho công tác ch ế tạo, h ạ thủy, hoán cải, sửa chữa và bảo dưỡ ng các công trình bi ển và dầu khí, phương tiệ n n ổi, dân dụng và công nghi ệ p.

-

Triển khai thi ết k ế chi tiết cho các c ụm thiết bị công nghệ, các d ự án phục vụ công việc chế tạo, sản xuất khác của Công ty.

-

Thiết k ế công trình biển và dầu khí, dân d ụng và công nghi ệ p.

-

Thực hiện các công tác chu ẩn bị, thiết k ế đầu bài k ỹ thuật phục vụ đầu tư.

-

Đào tạo và tự đào tạo, phát triển năng lực thiết k ế của Công ty.

1.3.1.2 Các chức năng khác -

Khai thác, sử dụng hiệu quả thiết bị, phần mềm, tài sản đượ c Công ty giao, ph ục vụ tốt nhất công tác s ản xuất, dịch vụ của Công ty.

-

Thực hiện công tác chu ẩn bị hồ sơ thầu, đấu thầu.

-

Phối hợ  p vớ i các ban d ự án, bộ phận khác của Công ty trong vi ệc thực hiện các chức trách đượ c phân công, các công vi ệc khác liên quan đế n thiết k ế, k ỹ thuật.

-

Thực hiện các công vi ệc khác do Giám đốc phân công.

1.3.2 Cơ cấu tổ chứ c 

Phòng thiết k ế hiện có trên 150 nhân viên, sơ đồ  tổ chức như Hình 1-4: 7 e g a P

Nhân viên Thiết k ế Công nghệ 

Nguyễn Việt Anh

BÁO CÁO THỬ  VIỆC

H ình 1-4 Cơ cấ u t ổ chứ c c ủa Phòng thi ết  k ế  



Ban lãnh đạo phòng Thiết k ế: o

Trưở ng phòng:

o

Các phó phòng:

Ông Tr ần Hữu Sơn



Ông Nguyễn Đăng Khoa



Ông Bùi Xuân Lộc



Ông Lê Hoàng Ng ọc Báu



Ông Đỗ Nam Long

8 tổ chuyên môn 

Tổ Công ngh ệ



Tổ Điện



Tổ Điều khiển Tự động



Tổ Cơ khí



Tổ Đườ ng ống

8 e g a P

Nhân viên Thiết k ế Công nghệ 

Nguyễn Việt Anh

BÁO CÁO THỬ  VIỆC 

Tổ K ết cấu xây dựng



Tổ Hệ thống và qu ản lý thiết k ế



Tổ Đườ ng ống ngầm

1.3.3 Chức năng, nhiệm vụ của tổ Công nghệ 1.3.3.1 Đố i v ớ i d ự  án thi công: -

Phối hợ  p vớ i các tổ khác (piping, k ết cấu, điện…) thực hiện thiết k ế công nghệ trên giàn.

-

Kiểm tra cách đi đườ ng ống trên giàn và cách k ết nối.

-  Nắm bắt sơ đồ công nghệ trên giàn, th ực hiện comment, ch ỉnh sửa cho phù h ợ  p vớ i công ngh ệ và thiết bị. -  Nắm bắt hệ thống điều khiển, an toàn… để phối hợ  p tốt nhất vớ i các bộ phận khác  phục vụ tốt nhất cho công tác thi công. 1.3.3.2 Đố i v ớ i d ự  án thi ế t k ế:  -

Sử dụng các ph ần mềm để phục vụ công vi ệc.

-

Đưa ra các report liên quan đế n công nghệ.

-

Đưa ra các process datasheet .

-

Sử dụng các bảng tính công ngh ệ cho: piping, vessel, pump, PSV…

-

Đưa ra các bản vẽ công nghệ: PFD, P&ID, UFD, SFD…

-

Phân tích những an toàn h ệ thống và nhận diện r ủi ro trong quá trình vận hành: HAZOP (HAZard and OPerability study), HAZID (HAZard IDentification). o

HAZOP là nghiên cứu đánh giá những r ủi ro trong quá trình vận hành hệ thống, Hazop đượ c tổ chức trong giai đoạn thiết k ế và vận hành để thảo luận và thiết lậ p các vấn đề về an toàn, các ho ạt động liên quan đế n việc bảo trì, thiết k ế và hoạt động của hệ thống.

o

HAZID: nhận diện r ủi ro khi vận hành và b ảo dưỡ ng.

9 e g a P

Nhân viên Thiết k ế Công nghệ 

Nguyễn Việt Anh

BÁO CÁO THỬ  VIỆC

CHƯƠNG 2. CÔNG NGHỆ TRÊN GIÀN KHAI THÁC DẦU KHÍ 2.1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG KHAI THÁC DẦU KHÍ NGOÀI KHƠI 

Dầu khí đượ c khai thác t ừ các gi ếng khoan bằng các phương pháp khác nhau, sau đó sẽ

đượ c vận chuyển tớ i giàn xử lý hay tàu n ổi xử lý FPSO để phân tách thành d ầu/khí/nướ c. Sau khi đượ c xử lý (phân tách, dehydrate, nén…), dầ u sẽ đượ c vận chuyển vào các cơ sở  trong bờ  nhờ  h ệ th ống đườ ng ống dướ i biển hay tàu ch ở  d ầu. Khí có thể đượ c s ử d ụng trong gas-lift.

 Nước đượ c xả ra môi trườ ng hoặc bơm ép lại mỏ để duy trì áp suất vỉa dầu khí.

H ình 2-1 T ổ ng quan hệ thố ng khai thác d ầu khí ngoài khơi  

Các thành ph ần chính c ủa một hệ thống khai thác d ầu khí ngoài khơi: o

Giếng khoan (dướ i biển/giàn khoan) (subsea well/platform well)

o

Giàn khoan khai thác/giàn d ịch vụ (well platform/well servicing rig)

o

Đườ ng ống dẫn dướ i biển (subsea pipeline)

o

Giàn xử lý trung tâm (Central processing platform)

o

Đườ ng ống xuất dầu/khí (export pipeline for oil/gas)

o

Tàu chứa dầu

2.2 GIÀN KHAI THÁC DẦU KHÍ: 

Là một c ấu trúc lớn đượ c s ử d ụng làm nơi ở cho ngườ i và chứa các thi ết bị c ần thiết 0

cho việc khoan/khai thác d ầu khí từ các gi ếng khoan dưới đáy biể n. e a

g

1 P

Nhân viên Thiết k ế Công nghệ 

Nguyễn Việt Anh

BÁO CÁO THỬ  VIỆC -

Tùy điều kiện (tr ữ lượng, độ sâu mỏ…) mà giàn khoan có th ể đượ c thiết k ế cố định với đáy biển, hay liên k ết bằng dây cáp hay là h ệ thống nổi.

H ình 2-2 Một số loại giàn khoan và độ sâu khai thác

2.3 HỆ THỐNG CÔNG NGHỆ TRÊN GIÀN KHAI THÁC:

Topside Jacket

H ình 2-3 T ổ ng quan các khu v ực  trên giàn khai thác d ầu khí loại Jacket

-

Các khu vực công ngh ệ chính trên giàn khai thác (wellhead platform): o

Đầu giếng khai thác.

o

Hệ thống thu gom: production header.

1 1 e g a P

Nhân viên Thiết k ế Công nghệ 

Nguyễn Việt Anh

BÁO CÁO THỬ  VIỆC o

Hệ thống bơm ép: lift gas manifold, water injection manifold, lift gas well, and water injection well.

o

Hệ thống đo và điề u khiển: test manifold và test separator.

o

Hệ thống fuel gas skid.

o

Hệ thống điều khiển van đầu giếng: well control panel.

o

Đườ ng ống d ẫn dầu, khí từ giàn khai thác đến giàn x ử lý trung tâm và d ẫn lift gas, nướ c ép t ừ giàn trung tâm đến giàn đầu giếng.

-

Các hệ thống công ngh ệ này còn bao g ồm: o

Hệ thống báo cháy và ch ữa cháy.

o

Khu vực sản xuất nướ c, xử lý nướ c thải, chất phụ tr ợ (utility).

o

Khu vực sinh hoạt (living quarters) –  có thể có hoặc không

o

Hệ thống vent/flare.

o

Khu vực hóa ch ất và các phụ gia.

2.3.1 Giếng khoan khai thác: 2.3.1.1 Phương pháp tự  phun: -

Là phương pháp khai thác sơ cấ p: dòng lưu chất từ vỉa ch ảy vào gi ếng khoan do chênh lệch áp suất, phương pháp khai thác này thườ ng sử d ụng v ớ i các gi ếng sâu hoặc trong giai đoạn đầu khi áp suất giếng vẫn còn l ớ n.

-

Ưu điểm: o

Chi phí khai thác nh ỏ nhất, hiệu quả kinh tế cao

o

Thiết bị đơn giản, dễ vận hành, bảo dưỡ ng

  2.3.1.2 Phương pháp khai thác thứ  c ấ p: -

Là phương pháp sử  dụng các biện pháp cơ học để  duy trì hoặc tăng lưu lượ ng khai thác, đượ c sử dụng khi mỏ có áp suất thấ p.

-

Các phương pháp kh ai thác thứ cấ p: o

Phương pháp gas lift

o

Phương pháp bơm điệ n chìm (ESP)

o

Phương pháp bơm cầ n hút (rod pump)

2 1 e g a P

Nhân viên Thiết k ế Công nghệ 

Nguyễn Việt Anh

BÁO CÁO THỬ  VIỆC o

-

Phương pháp bơm piston (plunger lift)

Phương pháp dùng gas lift: k hí nén (lift gas) được đưa vào  thân giếng (ống tubing của giếng khai thác) qua các van gaslift. Lift gas có ch ức năng trộn lẫn với dòng lưu chất đi lên trong ống tubing, làm giảm t ỷ tr ọng lưu chất và cột áp thủy tĩnh trong

ống, từ đó giảm áp lực lên đáy giếng và làm tăng lưu lượ ng khai thác. Phương pháp này thườ ng sử dụng vớ i các mỏ dầu. -

Phương pháp dùng bơm điệ n chìm (ESP): một bơm điện chìm (ESP  –   Electrical Submersible Pump) lo ại ly tâm đượ c lắp đặt tại đáy giếng để bơm liên tục lưu chất lên bề mặt, một đườ ng dây d ẫn bám dọc theo ống tubing dẫn điện từ trên giàn xuống

 bơm.

3

H ình 2-4 Gi ến   g khai thác sử d ụng gas lift 1 e g a P

Nhân viên Thiết k ế Công nghệ 

Nguyễn Việt Anh

BÁO CÁO THỬ  VIỆC

H ình 2-5 Phương pháp sử d ụng bơm điện chìm

-

Phương pháp sử  d ụng bơm cần hút (rod pump): sử d ụng m ột bơm cần để hút lưu chất từ vỉa lên bề mặt, bơm hoạt động theo nguyên lý c ủa bơm thể  tích

(reciprocating), phương pháp này thườ ng chỉ sử dụng vớ i các mỏ trên đất liền.

H ình 2-6 Phương pháp sử d ụng bơm cần hút

-

Phương pháp sử  dụng bơm pi ston (plunger lift): loại này thường đượ c sử dụng trong các giếng khai thác khí áp th ấ p vớ i ít condensate/oil/water hoặc các gi ếng có GLR (gas liquid ratio) l ớ n.

4 1 e g a P

Nhân viên Thiết k ế Công nghệ 

Nguyễn Việt Anh

BÁO CÁO THỬ  VIỆC

H ình 2-7 Phương pháp sử d ụng bơm piston

2.3.2 Hệ thống ống góp (manifold/header): -

Lưu chất khai thác từ nhiều giếng khoan đượ c tậ p trung lại trong ống góp (production header) r ồi đượ c vận chuyển đến khu vực xử lý trên giàn đầu giếng hoặc chuyển về giàn trung tâm.

-

Lift gas, nướ c ép mỏ… được đưa từ giàn trung tâm đến giàn đầu giếng qua đườ ng ống dướ i biển tớ i hệ thống manifold, sau đó nó đượ c chia nhỏ ra để vào các gi ếng (gas lift well/water injection well).

2.3.3 Separator: -

Separator là thi ết bị dùng để tách dầu, khí, nướ c tùy theo mục đích sử dụng đượ c chia ra theo hình dáng và tên goi khác nhau ( tách cao áp, th ấ p áp, tách kiểm tra, 2  pha, 3 pha, b ậc 1, bậc 2 …)

2.3.4 Hệ thống báo cháy và rò rỉ khí: -

Hệ thống báo cháy và rò r ỉ khí thông thường không đượ c phân chia theo quy trình công ngh ệ mà đượ c chia theo vị trí địa lý. Mỗi vùng cháy (fire zone) c ần phải đượ c thiết k ế để có thể tự phát hiện và có đầy đủ các phương tiện cần thiết để chống 5

cháy/chữa cháy trong vùng đó. 1 e

-

g

Hệ thống báo cháy:

Nhân viên Thiết k ế Công nghệ 

a P

Nguyễn Việt Anh

BÁO CÁO THỬ  VIỆC

-

-

o

Hệ thống phát hiện rò r ỉ khí

o

Fusible plug

o

Hệ thống phát hiện cháy

o

Hệ thống phát hiện khói

o

Hệ thống cảm biến nhiệt

Hệ thống chữa cháy: o

Bơm nướ c chữa cháy (fire water pump)

o

Hệ thống phun nướ c làm mát tự động (water sprinkler)

o

Hóa chất dậ p lửa (dry chemical)

o

Bình chữa cháy CO2

Hệ thống thoát nạn: o

Thang thoát hi ểm

o

Lướ i

o

Phao/bè cứu sinh

o

Dây cứu hộ

2.3.5 Hệ thống phụ trợ  (utilities): -

Hệ thống sinh năng lượ ng –  thiết bị phát điện tuabin khí

-

Hệ thống xử lý nướ c sinh hoạt –  hệ thống lọc nướ c RO (thẩm thấu ngượ c)

-

Khu vực sinh hoạt con ngườ i và các yêu c ầu kèm theo (gi ặt ủi, bếp ăn…)

-

Thiết bị phát điện diesel khẩn cấ p

-

Hệ thống thông tin liên l ạc

-

Các chất phụ tr ợ: instrument air, fuel gas, potable water, nitrogen…

2.3.6 Hệ thống xử lý nướ c thải: -  Nướ c thải sinh hoạt (ăn uống, giặt ủi…) đượ c thu gom và x ử lý với clo, sau đó xả xuống biển.

6 1 e g a P

Nhân viên Thiết k ế Công nghệ 

Nguyễn Việt Anh

BÁO CÁO THỬ  VIỆC

H ình 2-8 H ệ thố ng x ử lý nướ c thải

2.3.7 Hệ thống vent/flare: -

Hệ thống vent/flare bao g ồm: các đườ ng vent/flare, các đườ ng blowdown.

-

Mục đích của hệ thống vent/flare là loại bỏ một cách an toàn khí và l ỏng sinh ra t ừ các ho ạt động như: o

Khí xả từ hệ thống ổn định sản phẩm (stabilization).

o

Quá trình chạy thử.

o

Xả áp từ các thi ết bị trong trườ ng hợ  p khẩn cấp hay thông thườ ng.

o

Quá trình xả áp theo k ế hoạch từ các đườ ng ống khai thác và ống xuất sản  phẩm dướ i biển.

o

-

Các thiết bị hoạt động bằng khí/gas nén.

Hệ thống vent/flare đượ c phân chia thành: vent/flare áp cao và vent/flare áp th ấ p. o

Vent/flare áp cao là khí x ả từ các thiết bị hoạt động ở  áp suất cao.

o

Vent/flare áp suất thấ p là khí xả từ các bình ch ứa hoạt động ở  áp gần áp khí quyển.

-

Hệ thống vent/flare thườ ng có flare tip và pilot ho ặc thiết bị đánh lửa để duy trì ngọn lửa đốt cháy khí b ở i vì dòng khí ra vent/flare có th ể là liên tục hay gián đoạ n.

7 1 e g a P

Nhân viên Thiết k ế Công nghệ 

Nguyễn Việt Anh

BÁO CÁO THỬ  VIỆC

H ình 2-9 H ệ thố ng flare trên giàn khoan

2.3.8 Khu vự c hóa chất và phụ gia:  Nhiều hóa ch ất đượ c sử dụng trên giàn v ớ i các mục đích khác nhau: -

Chất ức chế tạo cặn (scale inhibitor): hạn chế sự k ết tụ của các muối ít tan khi nhiệt

độ, áp su ất thay đổi. Chất ức chế k ết tủa thường được đưa vào wellhead và các thiế t  bị khai thác. -

Chất phá nhũ (emulsion breaker): phá vỡ  nhũ tương dầ u  – nước, tăng cườ ng khả

năng phân tách và làm giảm độ  nh ớ t c ủa h ỗn h ợp, thường đưa vào lưu chất trướ c thiết bị tách. -

Chất chống tạo bọt (antifoam): tăng cườ ng sự phân tách pha l ỏng –  khí, hạn chế các giọt lỏng kéo theo trong pha khí. Thường được đưa vào dòng lưu chất trước khi đi vào thiết bị tách.

-

Chất điện ly (polyelectrolyte): được đưa vào trướ c cyclone, giúp gi ảm sức căng bề mặt và độ phân cực của nướ c, làm các gi ọt dầu k ết tụ lại vớ i nhau.

-

Methanol hoặc MEG  –  Monoethylene Glycol: h ấ p th ụ và làm giảm n ồng độ nướ c trong dầu/khí, ngăn ngừ a sự hình thành hydrate và gi ảm thiểu ăn mòn.

-

TEG – Triethylene Glycol: Làm khô khí, ngăn ngừ a hydrate.

-

Hypochlor ite: được đưa vào nướ c biển để ngăn ngừa sự phát triển của vi khuẩn và tảo trong các thi ết bị trao đổi nhiệt.

-

Chất diệt khuẩn (Biocide): ức chế hoạt động của các vi sinh v ật trong hệ thống khai thác dầu như vi khuẩ n, n ấm hoặc t ảo. Thườ ng sử d ụng trong các b ồn ch ứa diesel, 1

8

nướ c (ép mỏ, dằn tàu), … e g a P

Nhân viên Thiết k ế Công nghệ 

Nguyễn Việt Anh

BÁO CÁO THỬ  VIỆC -

Chất ức chế ăn mòn (Corrosion Inhibitor): tạ o một lớ  p màng mỏng trên bề mặt thiết  bị/đườ ng ống cần bảo vệ để tránh tiế p xúc vớ i các chất ăn mòn.

-

Chất tăng cườ ng dòng ch ảy (Drag Reducer): gi ảm s ự khác biệt gi ữa vận t ốc dòng chảy sát thành ống và giữa ống, giúp dòng ch ảy mượt hơn, giảm sự xáo tr ộn.

2.4 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TRÊN GIÀN( BPCS, SIS) Các mối nguy hiểm: Các tiêu chu ẩn thiết k ế được đưa ra để phòng ngừa và gi ảm thiểu tác hại của các mối nguy hi ểm tác động lên hệ thống. Theo cấp độ, các mối nguy hại đượ c phân chia

thành: không đáng kể , mức độ vừa phải, và mức độ nghiêm tr ọng. Mối nguy hiểm đượ c phòng ngừa theo các m ức độ: các thi ết k ế an toàn, hệ thống BPCS và cuối cùng là hệ thống shutdown.

Hệ thống BPCS (basic process control system): th ực hiện chức năng kiểm soát và kiểm tra hoạt động của giàn. BPCS nh ận thông tin từ hệ thống cảm biến (sensor) và đưa ra các thông  báo dựa theo các ch ức năng an toàn được đị nh sẵn.

Thông thườ ng BPCS thực hiện các ch ức năng sau: o

Kiểm soát quy trình trong điề u kiện vận hành đã được đặt trướ c, tối ưu hóa hoạt độ ng của giàn và giữ tất cả các bi ến quy trình trong gi ớ i hạn an toàn.

o

Cung cấ p giao diện người điều khiển để theo dõi và điều khiển thông qua b ảng điều khiển ngườ i vận hành (Human Machine Interface)

o

Cảnh báo

o

Tạo dữ liệu hoạt động

Hệ thống SIS Hệ thống SIS có tác d ụng đưa hệ thống tr ở về tr ạng thái an toàn, khi các giá tr ị cài đặt trướ c  bị vi phạm. Hệ thống SIS bao gồm các chức năng an toàn (safety functions), cùng vớ i các c ảm biến (sensor), hệ thống xử lí logic (logic solver) và hệ thống thực hiện (actuator).

9 1 e g a P

Nhân viên Thiết k ế Công nghệ 

Nguyễn Việt Anh

BÁO CÁO THỬ  VIỆC

Sơ đồ phân biệt hệ thống SIS (đỏ) và BPCS (xanh) Các thành ph ần chính c ủa hệ thống: o

Các cảm biến, truyền tín hiệu PT (pressure transmitter), TT (temperature transmitter), LT, FT

o

Đườ ng Imput dữ liệu từ các cảm biến

o

Hệ thống xử lí logic CPU

o

Actuator (valve, switching devices)

CHƯƠNG 3. CÁC THIẾT BỊ TRÊN GIÀN KHAI THÁC DẦU KHÍ 3.1 VAN 

Van đượ c sử dụng r ất nhiều trên giàn khai thác d ầu khí nói riêng và trong công nghi ệ p đườ ng ống nói chung để điều chỉnh dòng chảy của vật chất. Cơ bản, van đượ c dùng vào 3 mục đích chính:



o

An toàn (PSV, PRV…)

o

Cách ly (DBB, Interlock, Isolate …)

o

Điều khiển (FCV, LCV, PCV…)

Có thể đượ c vận hành bằng tay (sử d ụng c ần gạt hay tay quay) ho ặc t ự động nhờ   các

cơ cấu chấ p hành sử dụng điện, áp suất, điện - áp su ất, điện - thủy lực… 

Tuy thiết k ế của van r ất phong phú (phù h ợ  p vớ i ứng dụng), nhìn chung các van có 0

những thành ph ần cơ bản sau: phần thân (body), ph ần nắ p van (bonnet), ph ần bên trong e

2 g a P

Nhân viên Thiết k ế Công nghệ 

Nguyễn Việt Anh

BÁO CÁO THỬ  VIỆC van (trim), phần truyền động (actuator), và ph ần chèn (packing). Hình (?) là ví d ụ cấu tạo điển hình của một van. o

Thân van (body): là đườ ng biên chịu áp chính c ủa van. Phần này k ết n ối van với đườ ng ống thông qua m ối nối (joint), then chốt, hoặc hàn gối đầu.

o

 Nắ p van (bonnet): là ph ần n ắp đậy cho mi ệng của thân van và cũng là đườ ng  biên chịu áp thứ cấ p sau thân van.

o

Phần bên trong (trim): bao gồm đĩa (disk),  phần tựa vào (seat), và c ần van

(stem). Đĩa van chính là phần tr ực tiế p can thiệ p vào (tiế p xúc v ớ i) dòng chảy để điều khiển dòng ch ảy theo ý mu ốn (ngăn chặn/cho lưu thông,  giảm/tăng lưu lượ ng…). Phần t ựa vào là b ề mặt để đĩa van dựa lên. Cần van là b ộ phận k ết nối giữa bộ phận truyền động và đĩa, giúp thay đổ i vị trí của đĩa. o

Phần truyền động (actuator): là phần vận hành cấu trúc stem-disk. Phần truyền

động có thể đượ c vận hành bằng bánh lái (handwheel), c ần g ạt (lever), motor,  bộ vận hành solenoid (solenoid actuator), ho ặc bộ vận hành b ằng khí (pneumatic

actuator) … o

Phần chèn (packing): là phần có nhiệm v ụ chèn và bít kín các b ộ phận trong van nhằm ngăn chặn rò r ỉ lưu chất và bảo vệ cần van.

3.1.1 Van an toàn   chung: 3.1.1.1 Tìm hi ểu 

PSV (Pressure Safety Valve) và PRV (Pressure Relief Valve) là lo ại van đượ c thiết k ế

để m ở  xả áp khi áp su ất quá cao (vượ t quá một giá tr ị định sẵn –  set point) trong thiết  bị hoặc đườ ng ống. 

 Nguyên lý ho ạt động: khi áp suất bên trong vượ t quá giá tr ị định s ẵn (set point ho ặc set pressure), nó s ẽ tạo m ột l ực đẩy ngượ c chiều và mạnh hơn lực đẩ y của lò xo. Khi

ấy, PRV sẽ mở  dần dần và xả áp từ từ, trong khi PSV s ẽ bật ra nhanh chóng ở  tr ạng thái mở   hoàn toàn. PSV sẽ duy trì tr ạng thái mở hoàn toàn cho đế n khi áp su ất bên trong giảm xu ống dướ i m ột m ức định trướ c (reset pressure) thì s ẽ đóng lại. Chênh lệch áp suất (đơn vị: %) giữa reset pressure và set pressure c ủa PSV đượ c gọi là giá tr ị  blowdown. Hình (?) minh họa các khái ni ệm set pressure, over-pressure, và blowdown.

1 2 e g a P

Nhân viên Thiết k ế Công nghệ 

Nguyễn Việt Anh

BÁO CÁO THỬ  VIỆC

Hình (?). Mối liên hệ giữa độ mở  của đĩa van trong PRV và áp suấ t trong bình, trích từ  API Standard 520, Part I  –  Sizing and Selection 

 Nhìn chung, PRV thường đượ c sử dụng khi chất lưu trong thiết bị, đườ ng ống chủ yếu ở  dạng lỏng còn PSV là d ạng khí hoặc hơi.



Thường đượ c sử dụng để bảo vệ cho: o

Đườ ng ống k ết nối vớ i thiết bị hoạt động ở  áp cao

o

Trườ ng hợ  p cháy (external fire)

o

Shell side, tube side c ủa thiết bị trao đổi nhiệt

o

Bơm, máy nén

o

Đườ ng ống dẫn lưu chất có độ bay hơi lớn (oil, LPG…)

3.1.1.2 Phân loại PRV

2 2 e g a P

Nhân viên Thiết k ế Công nghệ 

Nguyễn Việt Anh

BÁO CÁO THỬ  VIỆC Conventional PRV: - Đượ c sử dụng khi back pressure < 10% set pressure ở   10% overpressure - Ưu điểm: Đơn giản, dễ lắp đặt sửa chữa, đượ c sử dụng nhiều trong thermal relief valve -  Nhược điểm: blowdown và reset  pressure bị ảnh hưở ng bở i  backpressure, do đó không sử dụng được trong điều kiện backpressure > 10% set pressure Balanced bellows PRV: - Đượ c sử dụng khi backpressure t ừ 10-50% set pressure - Ưu điểm: cấu t ạo này giúp h ạn chế tác dụng của backpressure nên lo ại PRV này có ưu điểm hơn conventional PRV như cho phép set  pressure cao hơn, dùng đượ c khi  back pressure lớn hơn -  Nhược điểm: vì bellows là cao su nên dễ bị hư hại, mất tính đàn hồi, gây rò r ỉ đặc biệt là ở  nhiệt độ cao.

Pilot operated PRV: - Đượ c sử dụng khi back pressure trên 50% set pressure - Ưu điểm: nhờ  tác dụng của pilot-line và piston của pilot valve h ạn chế tác động của back pressure nên dùng đượ c khi back pressure l ớ n -  Nhược điểm: pilot line dễ bị tắc nếu dòng chất lưu có chứa tạ p chất 3 2 e g a P

Nhân viên Thiết k ế Công nghệ 

Nguyễn Việt Anh

BÁO CÁO THỬ  VIỆC 3.1.2 Van cách ly 

Hay còn gọi on/off van, thườ ng chỉ có 2 v ị trí là đóng hoàn toàn ( fully closed) hay mở  hoàn toàn (fully open).



Đượ c thiết k ế để đảm bảo đóng kín trong quá trình shut -off và ít cản tr ở dòng chảy nhất khi ở  tr ạng thái fully open.



Các loại van thuộc nhóm này: van bi (ball valve), plug valve, van c ửa (gate valve), van

 piston … 3.1.3 Van điều khiển 

Van điều khiển đượ c s ử dụng để thay đổi lưu lượ ng dòng chảy thông qua độ  m ở  c ủa van. Bên cạnh lưu lượ ng, các thông s ố công ngh ệ khác của hệ cũng có thể được điều chỉnh như: nhiệt độ, áp su ất, mực chất lỏng…



Có nhiều loại van điều khiển khác nhau tùy theo ứng dụng: van c ầu (globe valve), van

 bướ m (butterfly valve), van màng (diaphragm valve) … 3.1.4 Các van SDV, BDV, SCSSV, RO: 

SDV –  Shutdown Valve: là van cách ly, bình thườ ng ở  tr ạng thái mở  (normally open).

Trong trườ ng hợ  p kh ẩn cấp, van này đóng lại để  cách ly thi ết bị hay hệ th ống vớ i các khu vực công ngh ệ khác. 

BDV  –   Blowdown Valve: là van bình thườ ng ở  tr ạng thái đóng (no rmally closed).

Trong trườ ng hợ  p khẩn cấ p, van này m ở ra để xả áp ra kh ỏi hệ thống. 

SCSSV  –   Surface-Controlled Subsurface Safety Valve: là van an toàn đặt cách đầ u giếng khoảng 150m (downhole) và đượ c vận hành từ hệ thống trên giàn thông qua dây

điều khiển bám dọc theo bề m ặt ngoài của production tubing. Van đượ c s ử d ụng để cách ly lỗ khoan v ới các cơ sở  bề mặt khi có sự cố xảy ra. 

RO  –   Restriction Orifice: là công cụ dùng để h ạn ch ế dòng lưu chất trên đườ ng ống  bằng cách t ạo ra tr ở lực lớ n, có cấu tạo là các ống venturi hay orifice p late có kích thướ c lỗ th ắt nh ỏ nh ằm t ạo t ổn thất áp suất l ớ n. Trong hệ th ống depressuring, RO được đặ t

sau van BDV để  giảm áp suất của dòng lưu chất ra flare. Hình (?) mô phỏng một hệ th ống giảm áp (depressuring) trong đó có  k ết hợ  p SDV, BDV và RO. 4 2 e g a P

Nhân viên Thiết k ế Công nghệ 

Nguyễn Việt Anh

BÁO CÁO THỬ  VIỆC





H ình 3-1 H ệ thố ng depressuri ng k ết  hợ   p SDV và BDV  – RO

3.1.5 Các loại van khác 

Tùy thuộc vào các ứng d ụng khác nhau mà có các lo ại van phù hợ  p: van 1 chiều ch ỉ cho chất lưu chảy theo một chiều nhất định (check valve), van solenoid, van kim (needle

valve), van điều hướng (switching/multiport valve) … 

Bảng tổng k ết các loại van và ứng dụng: Loại van

Ưu/nhược điểm

Ứ ng dụng

- Dễ  vận hành do tr ở  l ự c thấ  p - Dùng được trong điề u kiện lưu

lượ ng l ớ n, áp su ấ t cao, và nhi ệt Van bi (ball valve)

độ cao - Không cần bôi trơn - Bề n vớ i thờ i gian

Ứ ng dụng on/off, tr ở lực thấ p

- Giá thành th ấ  p - Dễ bị mài mòn khi dùng để tiết

lưu (throttling) - Có thể bị tắc do t ạ p chất trong 5 2

chất lưu bám vào e g a P

Nhân viên Thiết k ế Công nghệ 

Nguyễn Việt Anh

BÁO CÁO THỬ  VIỆC Van plug (plug valve)

- Có thể đượ c sử  d ụng như van 3

hướ ng  - Bề n vớ i thờ i gian - Giá thành đắt hơn van bi

Ứ ng dụng on/off, tr ở lực vừa phải.

- Yêu cầu nhiều momen xo ắn hơn

để quay do ma sát cao - Dễ  vận hành, đóng/mở   nhanh

Van bướ m (butterfly valve)

chóng

- H ệ số  C v l ớn  - T ổ n thấ t áp suấ t nhỏ

Van điều khiển, điều

- Kích cỡ  to nhỏ đề u có

chỉnh dòng chảy trong

- Chi phí th ấ  p, khối lượ ng nhỏ (yêu

ống có đườ ng kính l ớ n.

cầu ít thi ế t bị đỡ  - support)

- Có thể  gây hiện tượ ng bọt khí (cavitation) hoặc choke flow - C ấ u t ạo giúp đóng khít (tight  shut-off) ,

Van màng (diaphragm valve)

ngăn cản rò r ỉ   gây ô

nhiễm môi trườ ng

- Bề n v ớ i hóa chất nên đượ c dùng với

các lưu chất ăn mòn, cặ n

hoặc chấ t bẩn, lưu chấ t nhớ t

Van điều khiển

- Không sử dụng đượ c ở  nhiệt độ hoặc áp suất cao, tùy vào v ật liệu cấu tạo của màng - Kích cỡ  giớ i hạn

Van phao

Điều khiển mực chất - C ấ u t ạo đơn giả n

(floating valve)

6

lỏng trong bình, tránh hiện tượ ng overfilling.

e

2 P

a

g

Nhân viên Thiết k ế Công nghệ 

Nguyễn Việt Anh

BÁO CÁO THỬ  VIỆC

Van cửa

- Có thể  sử  d ụng vớ i các dòng

(gate valve)

 slurry hoặc dòng ch ấ t l ỏng bẩ n

- Giá thành r ẻ - Nhiều kích thướ c

Chủ yếu ứng dụng on/off, tr ở lực thấ p.

- Cồng k ềnh, vận hành ch ậm - Đĩa (disk) và phần tựa (seat) dễ bị

ăn mòn - Khả năng điề u khiể n dòng ch ả y chính xác

Van cầu (globe valve)

- Chịu đượ c áp suấ t và nhiệt độ cao

- Cồng k ềnh, hệ số Cv nhỏ hơn so với van bướm có cùng kích thướ c - Tr ở lực lớ n

Van điều khiển, sử dụng tốt trong các van điều khiển lưu lượ ng/tiết lưu.

- Không sử dụng đượ c vớ i các ch ất lỏng bẩn - Tổn thất áp suất lớ n Van solenoid

Van điều khiển, sử dụng

(solenoid valve)

r ộng rãi trong các thi ết bị - V ận hành b ằng điện

điều khiển dòng lưu chấ t instrument (hydraulic,

 pneumatic…) 7 2 e g a P

Nhân viên Thiết k ế Công nghệ 

Nguyễn Việt Anh

BÁO CÁO THỬ  VIỆC - C ấ u t ạo đơn giả n, nhỏ , giá thành Van 1 chiều (check valve)

không đắ t - Tr ở  lực qua orifice valve l ớn để

Van an toàn (flow safety

có thể mở cho lưu chất chảy qua,

valve): chỉ cho phép lưu

do đó đòi hỏi lưu lượ ng lớ n,

chất di chuyển theo 1

đườ ng kính ống lớ n

chiều cho trướ c

- Cấu t ạo làm kín của check valve  phức tạ p cho bảo trì, bảo dưỡ ng Van kim (needle valve)

- Van kim là m ột mô hình thu nhỏ của van c ầu, nó có m ột cổng nhỏ cùng vớ i thanh quay có ren hình kim.

Điều chỉnh chính xác m ột lượ ng nhỏ lưu chất hoặc sử dụng trong các ứng dụng xả áp cao m ột cách từ từ.

Van piston (piston valve)

- C ấ u t ạo đơn giả n. - S ử  d ụng đượ c vớ i các dòng có

hàm lượ ng r ắ n cao.

Ứ ng dụng on/off, điề u chỉnh dòng chảy có chứa các h ạt r ắn lơ lửng.

B ảng 3-1 Các loại van và ứ ng d ụng

3.2 CÁC THIẾT BỊ INSTRUMENT 

Các instrument đượ c đặt trên các thi ết bị hoặc đườ ng ống công ngh ệ để đo đạc các đại lượ ng quan tr ọng (áp suất, nhiệt độ, mực chất lỏng …), qua đó theo dõi và  giám sát quá trình vận hành.

3.2.1 Thiết bị đo áp suất (Pressure Gauge) 

Các thiết bị đo áp suất hoạt động theo nguyên lý cân b ằng sự thay đổi áp suất và chuyển

đổi sự thay đổi này thành sự dịch chuyển cơ học trên một thang đo đã đượ c hiệu chuẩn. 2

8

Các phương pháp thông dụng cho vi ệc đo áp suất: o

e g

Đo trực tiế p:

Nhân viên Thiết k ế Công nghệ 

a P

Nguyễn Việt Anh

BÁO CÁO THỬ  VIỆC 

Sử dụng cột chất lỏng: bằng cách so sánh áp su ất cần đo vớ i chiều cao của c ột chất lỏng. Ví dụ: áp k ế ống chữ U (U-tube manometer), ống nghiêng (inclined tube manometer) …



Sử dụng piston: so sánh l ực F1 (do áp su ất cần đo tác động lên tiết diện của piston) vớ i phản lực F2 (do lò xo tác động lên piston), từ đó tính ra

đượ c áp suất. o

Đo gián tiế p: vận dụng hiệu ứng do áp su ất gây ra cho các nguyên v ật liệu hoặc cấu trúc vớ i hình dạng nhất định để xác định áp suất. Các hiệu ứng tiêu biểu: 1/ biến dạng linh hoạt của cấu trúc r ỗng, đĩa, hoặc màng, 2/ sự thay đổi tính chất

điện từ của vật liệu. 

Đo bằng cấu trúc biến dạng linh hoạt: áp suất được đưa vào buồng đo , trong đó có một vách ngăn biế n dạng linh hoạt theo một chiều nhất định. Độ biến dạng sẽ được dùng để xác định áp su ất cần đo.



Đo bằng hiệu ứng áp điện: hiệu ứng áp điện (piezoresistive effect) là hiện tượng thay đổi điệ n tr ở c ủa v ật liệu bán dẫn hay kim lo ại khi vật liệu này chịu tác động c ủa l ực. Xác định được độ thay đổi điện tr ở s ẽ

giúp tính toán đượ c lực tác động và áp su ất gây ra l ực đó. 3.2.2 Thiết bị đo mự c chất lỏng (Level Gauge) 

Đượ c sử dụng để đo mực chất lỏng trong bình, bể chứa. Thiết bị đo mực chất lỏng thông thườ ng có 2 lo ại: o

Loại thông thường: xác đị nh mức chất lỏng theo nguyên lý bình thông nhau.

o

Loại radar: xác định m ức ch ất lỏng b ằng phương pháp xác đị nh thờ i gian

sóng đi từ transmitter đến bề mặt chất lỏng và ph ản xạ lại. 3.2.3 Thiết bị đo nhiệt độ (Thermometer) 

Phép đo nhiệt điện: o

Cặ p nhiệt điện (Thermocouple): dựa trên tính chất nhiệt điện của kim loại. Hai dây kim loại đượ c k ết nối ở  một đầu; đầu này nằm trong môi trườ ng có nhiệt độ cần đo T2. Đầu còn l ại của mỗi dây sẽ đượ c giữ ở  nhiệt độ cố định T1 (nhiệt độ quy chiếu). Sự chênh lệch giữa T1 và T2 s ẽ t ạo ra một chênh lệch hiệu điện thế. Đo đượ c hiệu điện thế này thì hoàn toàn có th ể xác định

đượ c T2. 9 2 e g a P

Nhân viên Thiết k ế Công nghệ 

Nguyễn Việt Anh

BÁO CÁO THỬ  VIỆC o

 Nhiệt tr ở  (RTD  –   Resistance Temperature Detector): d ựa trên nguyên t ắc

điện tr ở của các ch ất là một đại lượ ng phụ thuộc vào nhiệt độ.

H ình 3-2 Nguyên lý hoạt động c ủa c ặ p nhi ệt điện 

Phép đo nhiệt cơ: dự a vào sự co giãn của chất r ắn, hoặc chất lỏng theo nhiệt độ (ví dụ: nhiệt k ế thủy ngân).

3.2.4 Transmitter 

Transmitter chuyển đổi tín hiệu từ các ph ần tử cảm biến thành tín hiệu điện hay tín hiệu khí nén r ồi từ đó truyền về DCS hoặc các bộ tính toán.



Transmitter khí nén: tín hi ệu áp suất ngõ ra t ỉ lệ vớ i biến quá trình cần đo. Khí đượ c sử dụng cho tín hi ệu ngõ ra của Transmitter thông thường đượ c cung cấ p bở i hệ thống cung cấ p khí (instrument air), dãi áp suất ra tiêu chuẩn là 3 ÷ 15 psi.



Transmitter điện tử: tín hiệu ngõ ra tiêu chu ẩn là 4 ÷ 20 mA.



Pressure Transmitter: s ử dụng theo dõi, giám sát áp su ất trên đườ ng ống công ngh ệ, đặc tính k ỹ thuật của quá trình.



Level Transmitter: thườ ng sử dụng theo dõi/giám sát m ức chất lỏng trong bình, b ồn.



Temperature Transmitter: là thi ết bị cảm biến nhiệt độ và truyền về DCS để theo dõi.

3.3 ĐƯỜ NG ỐNG CÔNG NGHỆ 3.3.1 Các thành phần đườ ng ống 

Hệ thống đườ ng ống là m ột tậ p hợ  p các thành ph ần khác nhau đượ c liên k ết lại vớ i nhau

 bằng các phương pháp, phương tiệ n thích hợ  p, và có nhiệm vụ vận chuyển lưu chất (lỏng, khí, hỗn hợp…) từ nơi này đến nơi khác. 

0

Các thành ph ần thườ ng gặ p: ống dẫn, fittings, bích nối, van, mối hàn… e

3 g a P

Nhân viên Thiết k ế Công nghệ 

Nguyễn Việt Anh

BÁO CÁO THỬ  VIỆC   (pipe) 3.3.1.1 Ống d ẫn 

Là ống hình tr ụ đượ c làm từ các loại vật liệu khác nhau tùy theo yêu c ầu sử dụng, kích

thướ c và bề dày đượ c quy chu ẩn (DN, NPS, Schedule No). 

Các loại vật liệu thườ ng dùng: o

Carbon steel (CS): vật liệu thườ ng dùng ở  dòng chảy bình thường, đườ ng ống từ giếng khai thác lên… CS -PIPELINE (B31.3) cho đườ ng ống trên giàn, CS-

PIPELINE (B31.8) cho đườ ng ống ngầm. o

316LSS (Stainless Steel 316 Low Carbon).

o

Stainless steel (SS): v ật li ệu ch ống ăn mòn: ăn mòn chua (H2S), ăn mòn ngọ t (CO2). SS chịu đượ c áp l ực lớ n.



o

Duplex stainless steel: khi lưu chấ t trong ống ăn mòn rấ t mạnh.

o

CPVC: dùng cho đườ ng ống nướ c.

o

GRE: dùng cho đườ ng ống nướ c.

o

Cu/Ni (90/10)

Ống dẫn có thể là ống liền khối (seamless) hoặc ống hàn (welded), ống liền khối thườ ng

đượ c dùng trong các ứng d ụng ở   áp suất cao. Ống có thể đượ c hàn theo nhi ều phương pháp như: EFW, ERW, forged and bored… 3.3.1.2 Các mố i nố i (pipe fittings) 

Dùng để n ối hai hay nhiều ống có hướng khác nhau (bend, tee…) hay nố i các ống có

kích cỡ  khác nhau (reducer, expander…). 

Các loại fittings thườ ng gặ p:

elbows/bends, tees/branches, reducers/expanders,

couplings, olets… 

Pipe fittings đượ c phân thành: reducing fittings, full bore fittings o

Full bore fittings: kích thước đầu vào và đầu ra bằng nhau, đượ c sử dụng trong các ứng dụng cần tr ở lực thấp như đườ ng suction của bơm hoặc trong các đườ ng

ống cần pigging o

Reducing fittings: kích thước đầu vào và đầu ra khác nhau, dùng để  nối các ống có kích thướ c khác nhau. Reducing fittings có th ể đượ c bố trí theo ki ểu đồng tâm (concentric) hay l ệch tâm (eccentric) v ớ i ống: 

Kiểu đồng tâm: thường đượ c sử dụng vớ i các dòng slurry, duy trì chiều của dòng ch ảy, tránh sự tích tụ chất r ắn. Các đườ ng ống thẳng đứng cũng 3

1

thườ ng sử dụng kiểu đồng tâm e g a P

Nhân viên Thiết k ế Công nghệ 

Nguyễn Việt Anh

BÁO CÁO THỬ  VIỆC 

Kiểu lệch tâm: thườ ng sử dụng trên đườ ng ống suction c ủa bơm để tránh sự tích tụ khí. Các đườ ng ống dẫn khí thườ ng

H ình 3-3 Reducer đồng tâm (trái) và lệch tâm (phải)

3.3.1.3 Bích nố i (flange joint): 

Bích nối (flange):



Lông đền (gasket):



Bulông (bolting):



Ốc nối (nut):



Có nhiều loại flange face (hình d ạng của mặt tiế p xúc giúp khóa k ết nối giữa 2 flange)

Là các bộ ph ận c ủa flange joint, dùng để  k ết n ối các bộ  phận khác nhau c ủa đườ ng ống hoặc thiết bị, đồng thờ i cho phép chúng có th ể dễ dàng đượ c tháo r ời để sửa chữa và bảo trì.

khác nhau tùy theo ứng dụng: o

FF (flat face) flange: thườ ng sử dụng để nối các thiết bị làm bằng gang ho ặc van. Dùng cho class 150# ASME.

o

RF (raised face) flange: dùng cho class từ 150# ASME  600# ASME.

o

RTJ (ring type joint) flange: sử dụng vớ i class > 600# ASME ho ặc nhiệt độ > 800 oF (427 oC).

o

T&G (Tounge & Groove) flange: gồm hai phần là phần “lưỡi” và phần

“rãnh” khớ  p hoàn chỉnh vớ i nhau. o

M&F (Male & Female) flange : tương tự như T&G, cũng gồ m hai phần

“đực” và “cái” khớ  p vớ i nhau.

Hình 3. . Các loại flange face ph ổ biến 2 3 e g a P

Nhân viên Thiết k ế Công nghệ 

Nguyễn Việt Anh

BÁO CÁO THỬ  VIỆC 

RTJ, T&G, và M&F không đượ c dùng chung v ớ i nhau vì mặt tiế p xúc của những

flange này s ẽ không khớ  p, dẫn đến việc rò r ỉ ở  bích nối.

3.3.2 Các dạng tổn thất qua piping, fittings, và valve 

Đườ ng ống (piping) có hai d ạng tổn thất chính: 1/ ma sát của dòng chảy trong ống, và

2/ cột áp suất thủy tĩnh do chênh l ệch cao độ. Tổn thất do gia tốc của dòng chảy thườ ng không

đáng kể và do đó, đượ c lượ c bỏ qua trong tính toán. 

Fittings: tổn thất áp chủ yếu gây ra do s ự đổi hướ ng và ti ết diện ngang của dòng ch ảy,

sự thay đổi này làm tăng tố c dòng ch ảy và làm t ổn th ất năng lượ ng. Tổn th ất do ma sát ch ỉ chiếm phần nhỏ. 

Vớ i van, tổn thất áp chủ yếu do sự thay đổi tiết diện ngang của ống do sự đóng/mở  van.



Ba mô hình thông d ụng dùng để tính tổn thất áp trong quá trình thi ết k ế đườ ng ống:

chiều dài tương đương (equivalent length –  Le/D), hệ số tổn thất (resistance/loss factor K), và hệ số van (Cv). Mô hình hệ số van chỉ sử dụng để tính tổn thất áp suất qua van.

3.4 PUMP 3.4.1 Giớ i thiệu chung 

Bơm sử d ụng để cung cấp năng lượ ng t ạo nên sự chênh l ệch áp lực để đẩy chất l ỏng

thành dòng chuy ển động từ thấ p lên cao ho ặc chảy dọc theo ống. Trong ngành d ầu khí, bơm

đượ c sử dụng r ất phổ biến và đa dạng. Bơm đượ c chia thành nhi ều loại, tùy đặc trưng cấu tạo, tính năng và phạ m vi áp dụng. Cụ thể: o

Bơm thể tích (positive displacement pump - PCP): do bộ phận tịnh tiến hay quay của bơm làm thay đổ i thể tích bên trong t ạo nên áp su ất âm ở đầu hút và áp suất dương ở đầu đẩy, do đó thế năng và áp suất của chất lỏng khi qua bơm

tăng lên. o

Bơm ly tâm (centrifugal pump ): nhờ  lực ly tâm đượ c tạo ra trong ch ất lỏng khi guồng quay (chuyển hóa động nay xoay c ủa motor sang th ủy động lực học của chất lưu) mà chất lưu được hút vào và đẩ y ra khỏi bơm.

o

Bơm đặc biệt: bao gồm các loại bơm không có bộ  phận dẫn động như động cơ điện, máy hơi nướ c, mà dùng lu ồng khí hay hơi làm nguồn độ ng lực để đẩy chất lỏng. Ví dụ:  bơm tia, bơm sục khí, thùng nén, xiphông…

3.4.2 Bơm thể tích 3

3.4.2.1 Bơm piston 3 e 

g

Bơm gồm 2 phần chính:

Nhân viên Thiết k ế Công nghệ 

a P

Nguyễn Việt Anh

BÁO CÁO THỬ  VIỆC o

Phần cơ cấu thủy lực: là phần tr ực tiế p vận chuyển chất lỏng.

o

Phần d ẫn động: là phần truyền năng lượ ng t ừ động cơ đến bơm, làm cho chấ t lỏng chuyển động.

Hình 3-4 Bơm piston 

Bơm piston làm chất lưu di chuyển bằng cách hút và nh ốt 1 lượ ng nhất định chất lưu

từ đầu ống hút (suction) vào xilanh sau đó đẩy chúng vào đườ ng ống đẩy (discharge). 



Ưu điểm: o

Có hiệu suất cao hơn bơm ly tâm .

o

Bơm piston thườ ng dùng khi lưu lượ ng nhỏ nhưng cần áp su ất lớ n.

 Nhược điểm: o

Có số vòng quay nh ỏ, cấu tạo phức tạp hơn bơm ly tâm.

o

Chất lỏng cung c ấp không đề u.

o

Không bơm đượ c các ch ất lỏng bẩn.

3.4.2.2 Bơm màng (diaphragm pump): 

Bơm màng làm việc theo nguyên lý hút đẩ y giống bơm piston, trong đó ngườ i ta thay

 piston bằng màng (diaphragm). 

Ưu điểm: o

Có thể s ử d ụng cho hầu h ết các loại ch ất lưu, kể c ả nh ững loại có độ nh ớ t r ất cao và/hoặc độ ăn mòn lớ n



 Nhược điểm: o

Độ tăng áp tối đa cho dung dị ch không cao.

4 3 e g a P

Nhân viên Thiết k ế Công nghệ 

Nguyễn Việt Anh

BÁO CÁO THỬ  VIỆC

H ình 3-5 Bơm màng 

3.4.3 Bơm ly tâm 3.4.3.1 Gi ớ i thi ệu chung 

 Nguyên lý ho ạt động: khi bơm làm việc, cánh bơm (impeller) quay. Chất lưu trong

cánh bơm sẽ chịu sự ảnh hưở ng của lực ly tâm và bị văng từ trong ra ngoài, chuy ển động theo máng dẫn và đi vào ống đẩ y vớ i áp suất cao hơn. Đồng thờ i, ở  lối vào của bánh công tác t ạo nên vùng chân không. D ướ i tác dụng của áp su ất bể chứa lớn hơn áp suấ t ở  lối vào của bơm, chất lỏng ở  bể hút liên tục bị đẩy vào bơm theo ố ng hút, đó là quá trình hút của bơm.  Quá trình

hút và đẩ y của bơm ly tâm diễn ra liên tục cùng vớ i b ộ phận d ẫn hướ ng ra cho ch ất lưu giúp tạo dòng ch ảy đều và ổn định qua bơm. 

Các bộ phận chính: o

Vỏ (casing): là bộ phận chứa hầu hết các chi tiết khác của bơm. Nó thườ ng

đượ c làm từ gang, thép, nh ựa hoặc các loại vật liệu đặc biệt. o

Cánh bơm (impeller): là bộ phận quay và làm tăng áp cho lưu chất, đượ c gắn chặt vào tr ục quay.

o

Tr ục quay (shaft): đượ c gắn với cánh bơm thông qua mố i ghép thêm, quay vớ i tốc độ của mô tơ .

o

Ổ đỡ  (bearings): có 2 ch ức năng chính  

Giữ vững tr ục quay. 5

 Ngăn ngừa sự dao động của tr ục quay (theo phương ngang) làm các e

3

 bộ phận di động va chạm vớ i vỏ bơm. g a P

Nhân viên Thiết k ế Công nghệ 

Nguyễn Việt Anh

BÁO CÁO THỬ  VIỆC o

Seal or packing: là b ộ phận ngăn ngừa sự rò r ỉ lưu chất ở  áp suất cao trong

 bơm ra ngoài theo trục quay. 

Ưu điểm: o

Cung cấ p ch ất l ỏng đều đặn, không gián đoạn, đáp ứ ng yêu c ầu của nhiều ngành sản xuất yêu cầu lưu lượ ng phải thật đều.

o

Số vòng quay l ớ n, có thể truyền động tr ực tiế p từ động cơ điện.

o

Cấu tạo đơn giản, chiếm ít diện tích và không đòi hỏ i k ết cấu nền móng vững chắc một cách đặc biệt, do đó chí phí đầu tư và vậ n hành r ẻ.

o

Có thể bơm đượ c nh ững chất lỏng b ẩn, vì khe h ở  giữa cánh và thân bơm

tương đối l ớ n, không có van  –  là b ộ phận dễ bị hư hỏng và t ắc do b ẩn gây ra. o



Có năng suấ t lớ n và áp suất tương đối nhỏ

 Nhược điểm: o

Hiệu suất nhỏ hơn bơm piston tớ i 10 ÷ 15 %

o

Trước khi bơm phả i mồi đầy chất lỏng vào bơm và ố ng hút nếu bơm đặt cao hơn bể chứa chất lỏng cần bơm.

o

Khi tăng á p suất thì năng suấ t bị giảm.

3.4.3.2 Phân loại bơm ly tâm: 

Bơm ly tâm có thể theo hướ ng nằm ngang hay th ẳng đứng: o

Bơm theo hướ ng nằm ngang: dễ lắp đặt và bảo trì do các ph ần của bơm đều có thể được ngườ i dùng dễ dàng ti ế p cận. Tuy nhiên, kích cỡ  của bơm sẽ bị giớ i hạn ở  không gian nh ỏ hẹ p.

o

Bơm thẳng đứng: tiết kiệm không gian trên m ặt đất nhưng có thể  cần nhiều không gian trên cao , do đó việc lắp đặt và bảo trì sẽ gây khó khăn hơn. Ngoài ra, dạng bơm này cũng dễ  bị hư hại do rung ch ấn trong quá trình ho ạt động.

6 3 e g a P

Nhân viên Thiết k ế Công nghệ 

Nguyễn Việt Anh

BÁO CÁO THỬ  VIỆC

H ình 3-6 Bơm ngang và bơm đứ ng 

Bơm đa cấ p: một bơm ly tâm có thể  có 2 hay nhi ều cánh bơm để nâng áp c ủa lưu chất

lên một giá tr ị cho trước. Bơm có nhiều hơn 1 cánh bơm gọi là bơm đa cấ p, m ỗi cánh bơm

đượ c xem là một cấ p. Có 3 loại bơm đa cấ p thông dụng: o

Bơm điện chìm (submersible pump): là bơm tích hợ  p cả bơm - môtơ trong cùng một vỏ. Trong giếng khoan, bơm loại này được chèn vào casing để đẩy

nướ c/dầu từ giếng khoan lên b ề mặt. Một dây cáp điện dẫn điện từ trên giàn xuống môtơ. o

Bơm hộ p (can type pump): dùng để nâng chất lỏng từ bể chứa hoặc các h ầm chứa dưới đất. Mô tơ được đặt ngay tại b ề m ặt ch ất l ỏng, tr ục quay n ối t ừ

mô tơ đến bơm có thể  chìm một phần xuống nướ c. o

Bơm đa cấ p ngang (horizontal multistage pump): thườ ng sử dụng trong các nhà máy hoặc đườ ng ống nơi yêu cầu chất lỏng phải được tăng áp cao.

7 3 e g a P

Nhân viên Thiết k ế Công nghệ 

Nguyễn Việt Anh

BÁO CÁO THỬ  VIỆC

H ình 3-7 Bơm hộp (trái) và bơm điện chìm (phải)

H ình 3-8 Bơm đa cấ   p ngang

3.4.3.3 Đường đặc tính làm vi ệc c ủa bơm ly tâm (performance curve): 

Do nhà s ản xuất cung c ấ p, cho biết mối quan hệ giữa lưu lượng bơm, tốc độ  quay, kích

thước cánh bơm vớ i áp suất, công su ất, hiệu suất bơm… Nhà sản xuất sử dụng đường đặc tính làm việc của bơm để chọn vỏ bơm, kích thước cánh bơm và tốc độ quay để thỏa mãn các yêu cầu công ngh ệ và giảm thiểu tiêu thụ năng lượ ng của động cơ. 8 3 e g a P

Nhân viên Thiết k ế Công nghệ 

Nguyễn Việt Anh

BÁO CÁO THỬ  VIỆC

H ình 3-9 Đường đặc tính làm vi ệc c ủa bơm ly tâm

3.5 VESSEL, TANK 3.5.1 Tank -

Chứa lưu chất (dầu, nước…) ở điều kiện áp suất bình thườ ng (gần áp khí quyển)

-

Cấu tạo:

H ình 3-10 C ấ u t ạo c ủa bể chứ a o

Bể chứa có dạng hình tr ụ vớ i nắp đậy ở  trên.

o

Manway: lối đi của người, dùng trong trườ ng hợ  p cần kiểm tra hoặc bảo

dưỡ ng bể. 9 3 e g a P

Nhân viên Thiết k ế Công nghệ 

Nguyễn Việt Anh

BÁO CÁO THỬ  VIỆC o

Các thiết b ị instrument: đo mức, nhiệt độ, áp su ất, transmitter, thiết b ị báo

động (alarm) trong trườ ng hợ  p mức chất lỏng hoặc áp su ất trong bể quá cao/quá thấp… o

Thiết bị điều khiển mức, điều khiển áp suất, van điều khiển…

o

Các lỗ (nozzle) để k ết nối với đườ ng ống công ngh ệ

o

Đườ ng ống tháo (drain): chất lỏng đượ c tháo bớ t ra khi mức chất lỏng trong  bể quá cao hay khi c ần bảo dưỡ ng, kiểm tra bể.

o

Thiết b ị b ảo v ệ (PSV): khi áp su ất trong bể quá cao, vượ t quá áp suất đặt, van an toàn s ẽ mở  và xả áp ra môi trườ ng hoặc ra đườ ng ống flare.

o

Đườ ng ống utility: nitơ hay hơi nước đượ c s ử dụng trong trườ ng h ợ  p c ần làm sạch bể (purging).

o

Vortex breaker: thiết bị chống xoáy, đặ t tại lỗ k ết nối với đườ ng ống lỏng đi ra nhằm ngăn ngừa s ự xu ất hi ện b ọt khí trong đườ ng ống hút của bơm hạ nguồn.

3.5.2 Vessel 

Đượ c thiết k ế để chứa lưu chất (dầu, LPG, CNG, nước…) ở   áp su ất lớn hơn áp khí

quyển, có cấu tạo hình tr ụ dài hoặc hình cầu để chịu áp suất. 

Cấu tạo của bồn chịu áp: o

Có các l ỗ (nozzle) để k ết nối với đườ ng ống, các thi ết bị đo nhiệt độ, áp suất, mức, transmitters, thiết bị báo động (alarm)…

o

Lỗ người đi (manway), đườ ng ống tháo (drain), thi ết bị bảo vệ  (PSV),

utility…

0 4

H ình 3-11 C ấ u t ạo bồn chị u áp e g a P

Nhân viên Thiết k ế Công nghệ 

Nguyễn Việt Anh

BÁO CÁO THỬ  VIỆC 3.6 SEPARATOR 

Phân loại: o

Dựa trên số pha: gồm bình tách hai pha ( thườ ng dùng ở giai đoạn phân tách

đầu, dùng để  tách khí khỏi chất lỏng) và ba pha ( thườ ng dùng ở giai đoạn phân tách cuối, để tách riêng cả 3 pha khí, d ầu, và nướ c) o

Dựa trên kiểu chế tạo: ngang, thẳng đứng, hình cầu, tạo xoáy (cyclonic), và ngang hai thùng (horizontal double barrel).



Các nguyên lý phân tách: khác bi ệt tỷ tr ọng, va đậ p ở đầu vào gây nên s ự thay đổi đột

ngột của vận tốc và hướ ng dòng ch ảy, lực ly tâm, và s ự gắn k ết (coalescence) c ủa các gi ọt dung dịch nhỏ. 

Cấu tạo chính: o

Inlet section: vách chuyển hướ ng đầu vào (inlet deflector) giúp tách ph ần nào hai pha khí/lỏng trong dòng nguyên li ệu đồng thời đảm bảo s ự phân bố dòng chảy dọc theo thi ết bị.

o

Khu vực tách: khí/dầu/nước đượ c tách ra kh ỏi nhau nhờ  tr ọng l ực. Hiệu su ất tách phụ thuộc vào nhi ều yếu tố, trong đó có vậ n tốc ban đầu của chất lưu, thành  phần hợ  p chất trong chất lưu, và thời gian lưu lại trong bình... Vách ngăn (weir) là một tấm chắn nằm vuông góc v ớ i mặt phân cách gi ữa dầu và khí. Dầu có t ỷ tr ọng nhẹ hơn nổi lên trên, và tràn qua vách ngăn chảy vào phần chứa dầu. Còn

nướ c n ặng hơn sẽ n ằm ở dướ i. Van dẫn d ầu ra khỏi bình tách thườ ng n ằm ở   phần chứa dầu. Van dẫn nước đi thườ ng nằm ở đáy bình chứ a. o

Demister pad: loại bỏ các gi ọt lỏng lẫn trong pha khí.

o

Vortex breaker: thi ết bị chống xoáy, ngăn ngừ a sự tạo b ọt (foam) trong dòng chất lỏng đi ra.

o

 Ngoài ra, bình tách còn có các thi ết bị khác cũng như trong bồ n/bể chứa: nozzle, instrument, drain, PSV…

3.6.1 Sơ bộ chung về hoạt động của bình 

Chất lưu đi vào trong bình tách sẽ đậ p vào vách đảo hướ ng (inlet diverter) khiến cho

dòng chảy bị thay đổi đột ngột, đồng thờ i tạo ra sự phân tách một phần giữa chất khí và lỏng. Chất l ỏng sẽ rơi xuống phần đáy bình và đượ c tích tụ l ại đây trong một th ờ i gian. Một phần khí sẽ tích tụ ở  phía trên bình. Chất lỏng tích tụ ở đáy bình sau mộ t thờ i gian sẽ cho phép bong

4

1

 bóng khí thoát ra và bay lên không gian bên trên. Tương tự, các gi ọt chất lỏng dính trong khí

Nhân viên Thiết k ế Công nghệ 

Nguyễn Việt Anh

P

a

g

e

BÁO CÁO THỬ  VIỆC sẽ thoát ra và rơi xuố ng mặt tiế p xúc giữa khí và l ỏng. Ngoài ra, trong bình còn có thêm thi ết  bị tách hơi để tăng lượ ng giọt lỏng thu đượ c từ khí.

3.6.2 Bình tách ba pha khí, dầu, và nướ c 

Thiết bị tách 3 pha khí/d ầu/nước thường đượ c s ử dụng: boot type separator và weir

type separator. Boot type separator đượ c sử dụng khi hàm lượ ng của heavy liquid trong dòng nguyên liệu khá nh ỏ, trong khi weir type separator đượ c s ử dụng trong các ứng dụng có hàm

lượ ng heavy liquid lớ n.

H ình 3-12 Thi ết  bị  tách 3 pha nằm ngang weir type

Water boot

H ình 3-13 Thi ết  bị  tách 3 pha boot type

-

Các mức chất lỏng trong bình tách: th ời gian lưu của chất lỏng giữa các m ức phải

đảm b ảo các yêu c ầu v ề ch ất lượ ng tách gi ữa pha khí/lỏng hoặc l ỏng/lỏng và đáp ứng khả năng vận hành: o

2 4

LSHH (Level Switch High High): m ức cao nhất. e g a P

Nhân viên Thiết k ế Công nghệ 

Nguyễn Việt Anh

BÁO CÁO THỬ  VIỆC

-

o

HLL (High Liquid Level): M ức cao của chất lỏng

o

HAL (High Alarm Level): M ức cảnh báo cao

o

LAL (Low Alarm Level): M ức cảnh báo th ấ p

o

LLL (Low Liquid Level): M ức thấ p của chất lỏng

o

LSLL (Level Switch Low Low): m ức thấ p nhất.

o

LT (Line Tangent): mép bình tách

Trong công nghi ệ p dầu khí, thiết bị tách có th ể đượ c phân thành nhi ều loại tùy thuộc vào ứng dụng của nó như: test separator, production separator, low -temp separator …

3.8 HỆ THỐNG LÀM KHÔ KHÍ BẰNG GLYCOL Khí thiên nhiên m ớ i đượ c khai thác từ vỉa lên luôn có đi kèm hơi nước. Lượng hơi nướ c này cần phải bị loại bỏ trước khi khí đượ c giao dịch. Do đó, khí mới đượ c khai thác t ừ vỉa lên sẽ  phải tr ải qua quá trình kh ử nước. Phương pháp khử nướ c thông dụng nhất là sử dụng glycol,

trong đó TEG (triethylene glycol) đượ c sử dụng r ộng rãi nhất. Các ưu điểm của TEG so v ớ i các loại glycol khác: -

Dễ tái tạo với độ tinh khiết cao

-

Độ thất thoát do hóa hơi thấ p (nhiệt độ hóa hơi của TEG cao, nhưng không quá cao như tetraethylene glycol đến mức gây khó cho quá trình tái t ạo độ tinh khiết)

-

Phí vận hành th ấ p

Tổng quan về quá trình khử nướ c (làm khô khí) b ằng TEG: Hình . và Hình . . theo thứ tự là sơ đồ làm khô khí bằng TEG nói chung và trên giàn SV nói riêng. Quá trình ở Hình . như sau: Khí đượ c dẫn qua một separator để loại bỏ bớ t dung dịch và chất r ắn bị tr ộn lẫn. Sau

đó, khí sẽ  bốc lên trên, qua khay h ứng (chimney tray), và đi vào phầ n hấ p thụ của bình tiế p xúc (contactor). V ề phía TEG, TEG khô (lean) s ẽ đượ c bơm vào từ trên đỉnh của bình tiế p

xúc nhưng thấp hơn bộ  phận tách sương. TEG di chuyển xuống các khay có mũ sủi bọt (bubble-cap tray) hoặc các lướ i chắn, tùy vào thi ết k ế của từng contactor, và ti ế p xúc vớ i khí

đang bốc lên. Sự tiế p xúc này tạo điều kiện cho TEG, v ốn r ất háo nướ c, hấ p thụ lượng nướ c trong khí và do đó, làm khô (khử nướ c) khí. Khí sau khi tiế p xúc vớ i TEG sẽ bốc tiế p qua bộ  phận tách sương ở  gần đỉnh contactor và theo ống dẫn đi ra [].  Nhìn chung, lúc này khí đã 3

đạt được độ khô đáp ứng tiêu chuẩn cho giao d ịch. TEG bây giờ  là TEG ướ t (rich –  có lẫn nướ c) sẽ theo đườ ng-ống-ở -dướ i-contactor-và-phía-trên-khay-hứng (chimney trays) đi vào

e

4 P

a

g

Nhân viên Thiết k ế Công nghệ 

Nguyễn Việt Anh

BÁO CÁO THỬ  VIỆC cuộn trao đổi nhiệt (heat exchange coil) ở  phần đỉnh của TEG still column/reflux condenser.

Quá trình trao đổi nhiệt này giúp t ạo nên

Hình . Sơ đồ làm khô khí bằng TEG nói chung

4 4 e g a P

Nhân viên Thiết k ế Công nghệ 

Nguyễn Việt Anh

BÁO CÁO THỬ  VIỆC

\ Hình . .

CHƯƠNG 4. CÁC VẤN ĐỀ CÔNG NGHỆ 4.1 CÁC TIÊU CHUẨN LIÊN QUAN ĐẾN THIẾT K Ế CÔNG NGHỆ 4.1.1 API 

API là bộ tiêu chuẩn đượ c phát triển bở i viện dầu khí Mỹ (American Petroleum Institute

 – API) và đượ c sử dụng phổ biến trên thế giớ i. 

 Những lĩnh vực cơ bả n của công nghi ệ p dầu khí được đề cậ p trong các tiêu chu ẩn của

API bao gồm: khai thác và s ản xu ất, l ọc dầu, an toàn và phòng cháy, phân tích đo lườ ng dầu mỏ, vận chuyển hàng h ải. Tiêu chu ẩn API còn liên quan đến các lĩnh vự c: khoan khai thác

ngoài khơi, kết cấu, đườ ng ống, các v ấn đề sức khỏe và môi trườ ng, van và thi ết bị chứa… 

Một tiêu chuẩn API bao gồm: manuals, standards, specifications, recommended

 practices, bulletins, guidelines, technical reports. 

Các publication sau đây thường xuyên đượ c sử dụng trong thiết k ế công ngh ệ: o

5

API RP 14E Recommended Practice for Design and Installation of Offshore Production Platform Piping System. RP này hướ ng dẫn chi tiết về 1/ các yếu tố

e

4 P

a

g

Nhân viên Thiết k ế Công nghệ 

Nguyễn Việt Anh

BÁO CÁO THỬ  VIỆC cần biết khi thiết k ế ống (mục đích ống, cách l ựa chọn kích cỡ  và v ật li ệu phù hợ  p…), van (loại van, cơ chế hoạt động, cách l ựa chọn kích cỡ  và vật liệu phù hợ  p…), và các loại fittings và flanges, 2/ các hi ện tượ ng v ật lý cần chú ý khi thiết k ế (flashing, cavitation…), 3/ lưu ý về vi ệc thiết k ế các d ịch vụ thi ết y ếu

(điện, nướ c, khí, xả thải), và 4/ cách l ắp đặt và kiểm tra chất lượ ng thiết k ế qua records và tests. API RP 14C Recommended Practice for Analysis, Design, Installation, and

o

Testing of Basic Surface Safety Systems for Offshore Production Platforms. RP này chỉ dẫn về 1/ cấu tạo, chức năng, và ký hiệu của các thi ết bị an toàn, 2/ cách  phân tích và thi ết k ế hệ thống an toàn, và 3/ khái ni ệm và phương pháp bả o hộ. API Standard 520 Sizing, Selection, and Installation of Pressure-relieving

o

Devices in Refineries. Tài li ệu này đi sâu vào thảo luận 1/ các lo ại Pressure Relief Devices (PRV, Rupture Disk Devices, Pin- actuated Devices…), 2/ quy trình tính toán và sizing cho các PRD, 3/ quy trình tính toán và thi ết k ế các

đườ ng ống đi vào/ra PRD và các loại van đườ ng ống, và 4/ v ị trí, phương thức lắp đặt, và cách ki ểm tra các PRD. API Standard 521 Pressure-relieving and Depressuring Systems. Tài li ệu này

o

chủ yếu tậ p trung vào 1/ hi ện tượ ng overpressure (nguyên nhân, cách phòng tránh, và các yếu tố và thiết bị cần cân nhắc để đề x ử lý tình hu ống), 2/ nguồn

căn của overpressure (các hi ện tượ ng dẫn đến việc nhiệt lượ ng và áp su ất đi vào  bình chứa vượt quá ngưỡ ng), và cách tính toán t ốc độ x ả áp theo t ừng nguồn, và 3/ hệ th ống x ả th ải và cách l ựa ch ọn, thiết k ế piping, drums và seals, flare, vent stacks, và ti ếng ồn. o

API 12J Specification for Oil and Gas Separators. API 12J bao g ồm các thông tin chi tiết về đặc điểm k ỹ thuật của bình tách hai pha, t ừ nguyên v ật liệu, chủng loại, kích cỡ, đáng giá áp suất và nhiệt độ, cách đánh dấu bình, cho đế n việc kiểm tra và tr ả lại sản phẩm nếu không đạ t yêu cầu.

4.1.2 Petronas 

Là tiêu chu ẩn k ỹ thuật của tập đoàn dầu khí Petronas  –  Malaysia – và đượ c sử dụng để

hướ ng dẫn k ỹ thu ật tham khảo cho các k ỹ sư và nhân viên kỹ  thu ật c ủa t ập đoàn. Trong các dự án, nhìn chung Petronas yêu c ầu vendor và các nhà th ầu phải tuân theo tiêu chu ẩn Petronas 6

 bên cạnh các tiêu chu ẩn quốc tế khác (API, ASME…) . 

4 e

Một số tài liệu về tiêu chuẩn Petronas dùng trong thi ết k ế công ngh ệ: P

a

g

Nhân viên Thiết k ế Công nghệ 

Nguyễn Việt Anh

BÁO CÁO THỬ  VIỆC o

PTS 31.22.05.11 Gas/Liquid Separators  –   Type, Selection and Design Rules. Tài liệu này đi sâu thả o luận về tiêu chuẩn và các điều cần cân tính khi l ựa chọn  bình tách hai pha dầu và khí như chức năng, hướ ng, thành phần cấu tạo, sizing,

độ chênh áp, chi ến lượ c và quy t ắc khi thiết k ế… o

PTS 31.22.05.12 Liquid/Liquid Separators and Gas/Liquid/Liquid Separators  –  Type Selection and Design Rules. Văn bản này đề  cập đến việc lựa chọn và các quy tắc thiết k ế bình tách 2 pha d ầu/nướ c và 3 pha khí/d ầu/nướ c bên c ạnh các yêu cầu k ỹ thuật của đườ ng ống.

o

PTS 20.04.10.10 Glycol-Type Gas Dehydration Systems. Văn bản này hướ ng dẫn tỉ mỉ 1/ quy trình khử nướ c (dehydration) cho khí b ằng glycol, 2/ các thi ết  bị và v ật li ệu cần thiết cho việc thiết k ế và điều khiển chu k ỳ của glycol trong quy trình, và 3/ các v ấn đề và yếu t ố c ần cân nhắc khi nâng c ấ p, v ận hành, và  bảo trì hệ thống khử nướ c bằng glycol.

4.1.3 Perry’s Handbook  

Đượ c xuất bản lần đầu năm 1934 và phiên bả n mớ i nhất bản tái bản lần thứ 8 –  11/2007.



Là m ột cuốn sách t ổng h ợ  p chi ti ết các kiến thức về k ỹ thuật hóa học cho các k ỹ sư

công ngh ệ hóa cũng như nhiề u k ỹ sư và nhà khoa họ c làm việc trong lĩnh vực khác. 

Bao hàm các ch ủ đề t ừ tính chất v ật lý của hóa ch ất/vật liệu đến các cơ sở   toán học,

nhiệt động học, quá trình truyền nhiệt, truyền chất, các thi ết bị phản ứng hóa h ọc đến các chủ

đề về kinh tế, ước lượ ng chi phí, an toàn công ngh ệ, và các ch ủ đề khác. 4.1.4 GPSA Databook 

Tậ p hợ  p các tiêu chuẩn và ki ến thức của Hiệ p hội các nhà Cung c ấ p Thiết bị Xử lý Khí

(Gas Processors Suppliers Association). 

Một số chương điển hình trong sách: o

Chương 7: Separators and Filters. Chương này chú trọ ng 1/ giải thích những hiện tượ ng vật lý tr ọng yếu (lắng đọng do tr ọng trườ ng, sự hợ  p nhất của các gi ọt dung dịch), và 2/ công th ức căn bản dùng để thiết k ế các loại bình tách và l ọc.

o

Chương 17: Fluid Flow and Piping. Chương này tậ p trung vào 1/ các định lý và thông s ố cơ bản của dòng ch ảy trong ống, và 2/ cách tính toán ch ế độ dòng chảy và độ giảm áp do ma sát của dòng chảy trong ống (một pha và hai pha).

o

Chương 20: Dehydration. Chương này xoáy vào  1/ quá trình kh ử nướ c của khí và dầu, 2/ hiện tượ ng hydrate và cách d ự báo hiện tượ ng bằng phương pháp

4

7

Katz hoặc Baille & Witchert, 3/ cách tính toán lưu lượ ng glycol cần thiết để

Nhân viên Thiết k ế Công nghệ 

Nguyễn Việt Anh

P

a

g

e

BÁO CÁO THỬ  VIỆC đảm bảo quá trình kh ử nướ c đạt yêu cầu và tránh hydrate, 4/ các nguyên t ắc và quá trình để đạt đượ c n ồng độ glycol thuần khiết tối đa, và 5/ nguyên lý hoạ t động đi kèm cách tính toán lượ ng của các loại chất r ắn hút ẩm, và nhiệt lượ ng cần thiết để khử nướ c khỏi các ch ất r ắn đó.

4.1.5 ASME 

ASME (American Society of Mechanical Engineering – Liên đoàn kỹ sư cơ khí Hoa

K ỳ ) là nhà phát tri ển các quy t ắc và tiêu chu ẩn đầu ngành k ết hợ  p k ỹ thuật khoa học và ứng dụng k ỹ thuật cơ khí. Tiêu chu ẩn về thiết k ế các đườ ng ống thép liên quan t ớ i các tiêu chu ẩn ASME B31 và ASME B16.

CHƯƠNG 5. THIẾT K Ế CÔNG NGHỆ 5.1 PHẦN MỀM HYSYS: 5.1.1 Giớ i thiệu về phần mềm HYSYS: -

Hysys là sản phẩm của công ty Hyprotech  –   Canada thuộc công ty AEA Technologie Engineering Software - Hyprotech Ltd. Hi ện nay là một ph ần trong gói phần mềm Aspen One.

-

Hysys là ph ần mềm chuyên d ụng dùng để  tính toán và mô ph ỏng công ngh ệ đượ c dùng cho ch ế biến dầu và khí, trong đó các quá trình xử  lý và ch ế biến khí đượ c sử dụng nhiều nhất.

8 4

H ình 5-1 Giao di ện làm vi ệc c ủa phần mềm HYSYS a

g

e P

Nhân viên Thiết k ế Công nghệ 

Nguyễn Việt Anh

BÁO CÁO THỬ  VIỆC -

Ưu điểm của phần mềm Hysys: o

Khả năng tính toán đa dạ ng, cho k ết quả có độ chính xác cao, cung c ấ p nhiều thuật toán sử dụng.

o

Tr ợ giúp cho quá trình tính toán công ngh ệ, khảo sát các thông s ố trong quá trình thiết k ế nhà máy.

o

-

Tự động tính toán các thông s ố còn l ại nếu thiết lập đủ thông tin.

Hysys có 2 ch ế độ làm việc: o

o

 Steady Mode:  Mô phỏng quá trình ở  tr ạng thái tĩnh để: 

Thiết k ế (designing) công ngh ệ cho quá trình m ớ i



Thử lại, kiểm tra lại (retrofitting) các quá trình đang tồn tại.



Hiệu chỉnh (troubleshooting)



Tối ưu hóa (optimizing) các quá trình đang vậ n hành.

Dynamic Mode:  Mô phỏng thiết bị hay quá trình đang ở  tr ạng thái vận hành

liên tục: 

Khảo sát sự thay đổi đáp ứng của hệ thống theo sự thay đổi của một vài thông số.



Phương phá p xử lý tình huống giả lậ p trong quá trình thiết k ế và vận hành quá trình một cách hiệu quả và an toàn nh ất.

5.1.2 Các bướ c tiến hành mô phỏng trong HYSYS: -

Chọn hoặc tạo hệ đơn vị mớ i

-

Chọn thành ph ần các cấu tử (hoặc nhậ p assay dầu thô)

-

Chọn mô hình nhi ệt động

-

Thiết lập sơ đồ công ngh ệ: các dòng công ngh ệ, thiết bị…

-

Thiết l ậ p thông s ố cho sơ đồ công ngh ệ: lưu lượ ng, thành phần dòng, nhi ệt độ áp suất, các thông s ố làm việc của thiết bị…

-

Chạy mô phỏng

-

Phân tích k ết quả 9 4 e g a P

Nhân viên Thiết k ế Công nghệ 

Nguyễn Việt Anh

BÁO CÁO THỬ  VIỆC 5.1.3 Thực hành tính depressuring cho đườ ng ống production header: 5.1.3.1 Gi ớ i thi ệu chung: -

Quá trình depressuring là quá trình x ả áp khỏi hệ thống sau khi đã cách ly, vớ i các khu vực công ngh ệ khác. Quá trình có th ể là tự động hoặc vận hành b ằng tay.

-

Depressuring đượ c th ực hiện khi các bi ện pháp bảo vệ an toàn áp khác như PSV không đảm bảo yêu c ầu xả áp trong một khoảng thờ i gian nhất định như:

-

o

Fire case: áp su ất trong hệ tăng cao do nhiệt truyền từ ngọn lửa bên ngoài.

o

Xả áp từ thiết bị vận hành ở  áp cao khi c ần kiểm tra, bảo dưỡng…

Hệ thống depressuring bao g ồm một blowdown valve full bore và m ột RO nhằm giảm áp của dòng lưu chấ t ra flare (xem thêm 3.1.4).

-

Mục đích của việc tính toán depressuring: o

Xác định lưu lượ ng lớ n nhất của dòng lưu chất trong quá trình depressuring để tính toán thiết k ế cho RO, đườ ng ống dẫn và các thi ết bị hạ nguồn.

o

Xác định nhiệt độ thấ p nhất trong quá trình depressuring làm cơ sở  lựa chọn vật liệu phù hợ  p.

5.1.3.2 Quá trình tính toán mô phỏng: -

Mục đích: tính toán xả áp cho h ệ thống production header và đườ ng ống export line

trong trườ ng hợp fire case để tìm ra lưu lượ ng lớ n nhất của dòng lưu chấ t xả ra closed drain vessel (CDV) nh ằm kiểm tra thiết k ế của CDV. -

-

Mô hình của hệ thống:

Mô tả: trong trườ ng hợ  p có sự cố hoặc cháy, hệ thống production header và export

5

0

line đượ c cách ly nh ờ  các shutdown valve (SDV), van blowdown (BDV) m ở  xả lưu Nhân viên Thiết k ế Công nghệ 

Nguyễn Việt Anh

P

a

g

e

BÁO CÁO THỬ  VIỆC chất ra closed drain vessel (CDV), RO có tác d ụng giảm áp của lưu chất sau con BDV. -

Do chưa có các thôn g số về bản vẽ isometric nên chiều dài của các đườ ng ống đượ c ước lượng như trên hình:

-

o

FWS Gas Flowline U/S choke valve (HPW/MPW): 5m

o

FWS Gas Flowline D/S choke valve (HPW/MPW): 10m

o

FWS Production Header: 35m

o

FWG Export Line: 25 m

o

Pig Launcher: 0.5 m 3

Tính lượ ng gas và liquid inventory c ủa hệ: Line No

1

3

4

5

FWS Gas Flowline FWS Gas Flowline FWS Gas Flowline FWS Gas Flowline FWS Production U/S choke valve D/S choke valve U/S choke valve D/S choke valve Header  (HPW) (HPW) (MPW) (MPW)

Description Service DN, mm Piping Spec Pipe Schedule OD, mm ID, mm Thickness, mm Liquid Fraction Pipe Length, m Quantity 3

Pipe Volume, m Volume margin

3

Total pipe volume, m

 

Total Pipe Volume

 

Pig launcher Volume

FWG Export Line

PG 150 153470X 80S 168 146.33 0.0000 10 2

PG 150 153470X 80S 168 146.33 0.0000 5 16

PG 150 153470X 80S 168 146.33 0.0000 10 16

PG 300 153470X 100 324 280.97 0.0000 35 1

PG 600 15WWWW 610 541.14 34.23 0.0000 25 1

0.14

0.34

1.35

2.69

2.17

5.75

0%

0%

0%

0%

0%

0%

0.14

0.34

1.35

2.69

2.17

5.75

3

12.43

m

0.50

m

3 3

 

12.93

m

Gas Inventory

 

12.93

m

0.00

m

 

6

PG 150 253470X 160 168 131.75 0.0000 5 2

Total Volume Liquid Inventory

-

2

3 3

Yêu cầu của quá trình depressuring: x ả áp hệ thống từ 71 barg xuống 6.9 barg trong 15 phút.

-

Bướ c 1: Tạo hệ đơn vị mớ i

1 5 e g a P

Nhân viên Thiết k ế Công nghệ 

Nguyễn Việt Anh

BÁO CÁO THỬ  VIỆC

-

Bướ c 2: Chọn thành ph ần các cấu tử có trong h ệ

-

Bướ c 3: Chọn hệ nhiệt động

-

Bướ c 4: Nhậ p dữ liệu của dòng nguyên li ệu và tạo một utility Depressuring  –  Dynamic

-

Bướ c 5: Nhậ p các dữ liệu cho Depressuring –  Dynamic 2 5 e g a P

Nhân viên Thiết k ế Công nghệ 

Nguyễn Việt Anh

BÁO CÁO THỬ  VIỆC

o

o

o

-

Tab Connection: 

Thành phần lưu chất trong hệ (Inlets): dòng 1 (dòng nguyên li ệu)



Thể tích thiết bị (Flat End Vessel): 12.93 m 3



Đườ ng kính (Diameter): 0.54 m



Lượ ng liquid holdup (Initial Liquid Volume): 0 m 3

Các tùy chọn về truyền nhiệt (Heat Flux): 

Operating mode: Fire API521



C3 = 1: bare vessel

Tab Valve Parameters : 

Back Pressure: 0 kPag



Valve Flow Equation: Subsonic



Discharge coefficient: C d = 0.875



Area = 100 (ước lượ ng)

o

Option: PV Work Term Contribution = 0%

o

Operating conditions : Chọn calculate area 

Final pressure = 690 kPag



Time step = 0.5s



Các thông số khác mặc định

3 5 e g a

Bướ c 6: Chạy mô phỏng

Nhân viên Thiết k ế Công nghệ 

P

Nguyễn Việt Anh

BÁO CÁO THỬ  VIỆC 5.1.3.3 K ết  quả: -

Tiết diện của RO: 125.4 mm 2

-

Dòng lưu chất lớ n nhất trong quá trình depressuring là:

-

Strip chat của quá trình depressuring:

-

K ết quả của quá trình depressuring đượ c s ử dụng để kiểm tra thiết k ế cho closed drain vessel.

5.2 TÍNH RO, FE: 5.2.1 Tìm hiểu chung: -

RO (Restriction Orifice) hay FE (Flow Element) đều có c ấu tạo là các ống venturi

hay Orifice Plate có kích thướ c lỗ thắt nhỏ nhằm tạo tổn thất áp suất lớ n.

4 5 e g a P

Nhân viên Thiết k ế Công nghệ 

Nguyễn Việt Anh

BÁO CÁO THỬ  THỬ  VIỆ  VIỆC

H ì nh 5-2 T ấ  ấm   or i fi ce

-

Tuy nhiên, RO và FE l ại có những ứng dụng khác nhau: o

FE dùng để cảm biến lưu lượ ng, ng, tổn th t hất áp suất qua orifice t ỷ lệ với lưu lượ ng ng dòng ch ảy.

o

RO ứng dụng để giảm áp sâu trên đườ ng ng ống, thường đặ t sau BDV trên

đườ ng ng ống xả ra flare. o

-

Tổn thất áp suất qua RO l ớn hơn nhiều so vớ i FE.

Có nhiều loại orifice khác nhau tùy theo yêu c ầu sử dụng: o

ở l lực, hạn chế dòng chảy Tấm orifice đơn bậc: để  tạo tr ở 

o

Tấm orifice đơn bậc –  nhi  nhiều lỗ: giảm tiếng ồn do dòng lưu chấ t tốc độ cao

gây ra khi đi qua orifice. o

Orifice đa bậc: sử dụng khi cần gi giảm áp sâu trong các ứng dụng blowndown.

H ì nh 5-3 5-3 Các loại ori fifice ce

-

Các loại tấm Orifice theo v ị trí của lỗ Orifice: o

Square Edge Bore: l ỗ nằm ở  v  vị trí đồng tâm, lỗ và góc xiên theo tiêu chu ẩn

để hạn chế bề dày của tấm orifice. 5 5 e g a P

Nhân viên Thiế Thiết k ế Công nghệ ngh ệ 

Nguyễn Việ Nguyễ Việt Anh

BÁO CÁO THỬ  THỬ  VIỆ  VIỆC o

Quadrant Edge Bore: Đầ u vào của l ỗ đượ c ch ế t ạo tròn, bán kính t ại h ọng orifice bằng b ề dày. Loại này thường đượ c thiết k ế cho các ch ất l ỏng nhớ t

như dầu nặng, syrup, cặn… và có hệ số Reynolds nh ỏ hơn 105. o

Eccentric Bore: là lo ại orifice có l ỗ lệch tâm được đặt trong một vòng tròn nằm ở  v  v ị trí 98% đườ ng ng kính ống, vì thế các chất r ắn hay cặn có th ể ch ạy

qua orifice đượ c. c. o

Segmental Bore: đượ c s ử d ụng cho mục đích đo lưu lượ ng ng khi trong dòng khí hay lỏng cần đo có pha rắ n kéo theo.

H ì nh 5-4 5-4 Các v ị ị trí  trí lỗ  ori  ori fifice ce

-

Upstream và downstream c ủa tấm orifice có các tapping để k ết nối vớ i thiết bị cảm  biến ∆P, tapping có nhiề u vị trí khác nhau, ph ổ biến là: o

Corner taps: tapping đặt ngay tại vị trí upstream và downstream c ủa tấm orifice.

o

Flange taps: tapping đặt cách 1 inch (25.4mm) upstream và downstream c ủa tấm orifice  đượ c dùng phổ biến.

o

D and D/2 taps: tapping đặ t tại vị trí cách tấm orifice 1D upstream và D/2 ở  downstream.

tapping

6 5 e g

H ì nh 5-5 Các cá cách bố  trí  trí ta tap ppi ng

Nhân viên Thiế Thiết k ế Công nghệ ngh ệ 

a P

Nguyễn Việ Nguyễ Việt Anh

BÁO CÁO THỬ  THỬ  VIỆ  VIỆC 5.2.2 Sizing cho RO và FE: -

RO đượ c thiết k ế dựa theo sách “Flow Measurement Engineering Handbook –  Third  Third Edition” của Richard W. Miller.

-

FE đượ c thiết k ế theo tiêu chu ẩn ISO 5167 - Measurement of fluid flow by means of pressure differential devices inserted in circular cross-section conduits running full.

-

o

Part 1: General principles and requirements

o

Part 2: Orifice plates

Trình tự tiến hành như sau: o

Các thông s ố cần thiết để tính toán: 

Xác định các điều kiện vận hành: lưu lượ ng, ng, pha, thành ph ần lưu chất, nhiệt độ, áp suất…



Xác định thông số của đườ ng ng ống: đườ ng ng kính, v ật li ệu, hệ số giãn nở  nhi  nhiệt…

 o

Xác định loại Orifice (tapping, plate type), v ật liệu…

Bước 1: Xác định tr ạng thái của dòng ch ảy (critical, sub-critical, choked). Tùy theo tr ạng thái dòng ch ảy mà ta sẽ có các cách tính và công th ức khác

nhau. Thông thường RO đượ c sizing cho tr ạng thái critical/sub-critical (gas service) hoặc choked (liquid service), FE đượ c sizing cho tr ạng thái subcritical. o

Bước 2: Xác định công thức và tiêu chu ẩn thiết k ế phù hợ  p.

o

Bướ c 3: Lậ p bảng tính, tính lặp đến khi k ết quả thỏa mãn.

o

Bướ c 4: K ết luận.

5.3 LINE SIZING: Phương pháp tính toán line size là phương pháp thử  sai, tính v ận tốc dòng chảy và tổn thất áp suất vớ i một kích thướ c giả định sau đó so sánh vớ i tiêu chuẩn để chọn

kích thướ c ống phù hợ  p. 5.3.1 Sizing cho đườ ng ng ống công nghệ ngh ệ chung: -

7

Các dữ liệu cần thiết cho quá trình sizing: 5 e g a P

Nhân viên Thiế Thiết k ế Công nghệ ngh ệ 

Nguyễn Việ Nguyễ Việt Anh

BÁO CÁO THỬ  VIỆC o

Dữ li ệu công ngh ệ: lưu lượ ng, nhiệt độ, áp su ất, t ỷ tr ọng, độ nh ớt…lấy t ừ HMB (Heat and Material Balance) hoặc file mô phỏng.

-

o

Dữ liệu về đườ ng ống: đường kính trong, độ nhám… theo piping specs.

o

Các tiêu chu ẩn thiết k ế : Process Design Basis, Technical Standard…

Lưu lượ ng thiết k ế là lưu lượ ng trong quá trình ho ạt động bình thườ ng cộng thêm một giá tr ị margin tùy theo ứng dụng của đườ ng ống, Bảng 5-1 Giá tr ị margin lưu

lượ ng cho một số trườ ng hợ  p theo API 14E -

Tiêu chuẩn thiết k ế đườ ng ống: o

Vớ i dòng 2 pha, v ận t ốc lưu chất không đượ c l ớn hơn vận tốc mài mòn và không nhỏ hơn 3 m/s.

o

Vớ i dòng 1 pha, v ận tốc lưu chất phải nằm trong khoảng sau (giá tr ị khuyên dùng theo API 14E): 

Pha lỏng: 0.5 ÷ 5 m/s (0.5 ÷ 1m/s n ếu là suction line và 1.5 ÷ 5 m/s nếu là discharge line c ủa bơm).

 o

Pha khí: 10 ÷ 20 m/s (n ếu vận tốc quá cao s ẽ gây ồn)

Tr ở  lực tính toán phải phù hợ  p vớ i yêu cầu công nghệ (ví dụ tr ở  lực trên

đườ ng suction line của bơm phải nhỏ để tăng NPSHa…) -

Công thức tính vận tốc mài mòn theo API 14E: V erosional 

C  

  m

Vớ i:

Verosional: vận tốc mài mòn, [ft/s]

ρm: khối lượ ng riêng của lưu chất, [lb/ft3] C: hằng số thực nghiệm Vớ i dòng chảy không có pha r ắn: o

C = 100: dòng liên t ục (122 vớ i hệ SI)

o

C = 125: dòng gián đoạ n (152.5 vớ i hệ SI)

Vớ i dòng chảy không có pha r ắn và ăn mòn không đáng kể  (vật liệu chống ăn mòn,  bổ sung ch ất ức chế ăn mòn vào dòng chảy…) o

8 5

C = 150 ÷ 200: dòng liên t ục e g a P

Nhân viên Thiết k ế Công nghệ 

Nguyễn Việt Anh

BÁO CÁO THỬ  VIỆC o

-

C = 250: dòng gián đoạ n

Công thức tính tr ở lực với đườ ng ống chất lỏng: 2

 P  

Vớ i:

0.00115 f  .Ql  .S l 

d l 5

(Eq. 2.2 –  API 14E)

∆P: tổn thất áp trên 100 ft chiều dài ống, [psi/100ft] f: h ệ s ố ma sát Moody, ph ụ thu ộc vào hệ s ố Reynolds và độ  nhám của

ống, tra theo gi ản đồ Moody (Figure 2.3 –  API 14E). Ql: lưu lượ ng lỏng, [barrel/day] Sl: tỷ tr ọng riêng của chất lỏng dl: đườ ng kính trong c ủa ống, [inch] -

Công thức tính tr ở lực trên đườ ng ống khí:  P   12.6

Vớ i:

S .Qg 2 . ZT 1 fL  P 1d 5

(Eq. 2.9 –  API 14E)

∆P: tổn thất áp, [psi] P1:áp suất đầu vào ống, [psia] S: tỷ tr ọng riêng tiêu chu ẩn của khí Qg: lưu lượ ng khí, MMscfd (14.7 psia và 60 oF) Z: hệ số nén T1: nhiệt độ khí, [oR] f: hệ số ma sát Moody

d: đườ ng kính trong của ống, [inch] L: chiều dài ống, [ft] -

Trình tự của quá trình line sizing như hình dướ i:

9 5 e g a P

Nhân viên Thiết k ế Công nghệ 

Nguyễn Việt Anh

BÁO CÁO THỬ  VIỆC

H ình 5-6 Trình t ự c ủa quá trình line sizing theo API 14E

5.3.2 Sizing cho đườ ng ống inlet, outlet của PSV, flare header: -

Xem phần 5.4.3

5.3.3 Sizing cho các đườ ng ống utility: -

Dòng utility: nitrogen, hydrogen, fuel gas, potable water…

-

Phương pháp tính toán tương tự như khi sizing cho đườ ng ống công ngh ệ chung ở   phần 5.3.1. Tuy nhiên, đườ ng ống utility có một s ố yêu cầu riêng về vận t ốc cũng

như loại vật liệu đượ c sử dụng và thay đổ i tùy theo specs c ủa từng dự án. 5.4 PSV: 5.4.1 Giớ i thiệu chung: -

Xem phần 3.1.1

-

Các tiêu chu ẩn liên quan t ớ i thiết k ế PSV: API 520 (Part I/II), API 521, API 14C, API 2000, ASME VIII Div.1

5.4.2 Các bướ c sizing cho PSV: -

PSV đượ c tính toán thi ết k ế theo API 520.

-

Xác định loại lưu chất chứa trong hệ: khí (critical/subcritical), l ỏng hay 2 pha (khí/lỏng).

-  Nếu lưu chất trong hệ là lỏng hoặc 2 pha (khí/l ỏng), xác định tr ạng thái của lưu chất khi xả: khí (critical/subcritical), lỏng hay 2 pha. -

0 6

Chọn các công th ức tính cho phù h ợ  p. e g a P

Nhân viên Thiết k ế Công nghệ 

Nguyễn Việt Anh

BÁO CÁO THỬ  VIỆC 5.4.2.1 Tí nh toán PSV cho hệ chứ a lỏng/2 pha: -

Tính tốc độ xả của PSV (relieving rate), xác định tr ạng thái và các tính ch ất của lưu chất khi xả.

-

PSV xả khí (gas or vapor relief) (critical/subcritical): Section 3.6 –  API 520 Part I

-

PSV xả lỏng (liquid relief): Section 3.8 và 3.9  –  API 520 Part I

-

PSV xả ra 2 pha (2-phase PSV): Section 3.10 và APPENDIX D  –  API 520 Part I

5.4.2.2 Tính toán t ốc độ x ả cho PSV (relieving rate) cho hệ chứ a lỏng/2 pha: -

Tốc độ xả của PSV được tính cho trườ ng hợ  p fire case theo API 521.

-

Xác định diện tích thấm ướ t (wetted area): o

Diện tích thấm ướ t là phần diện tích có ch ứa lỏng của hệ, tiế p xúc tr ực tiế p và nhận nhiệt từ ngọn lửa qua thành ống/thiết bị.

o

Diện tích thấm ướt đượ c tính toán dựa trên giả thuyết chiều cao của ng ọn lửa là 25 feet (7.6m).

-

Tính lượ ng nhiệt truyền từ ngọn lửa vào hệ (heat flux/heat absorption).

-

Xác định tốc độ bay hơi do nhiệt của lửa.

5.4.2.3 Tí nh toán PSV cho hệ chứ a khí (critical/subcritical): -

PSV đượ c tính toán theo API 521  –  Section 5.15.2.2.2

5.4.3 Sizing cho đườ ng ống inlet và oulet của PSV: 5.4.3.1 PSV inlet line sizing: -

PSV nên được đặt gần nguồn gây quá áp nh ất có thể và tổn thất áp suất trên đườ ng inlet cần phải đượ c giảm thiểu (giảm fittings, valve…).

-

Đườ ng ống inlet đượ c thiết k ế dựa trên rated relieving load.

-

Kích thước đườ ng ống phù hợp để tổn thất áp suất trên đường inlet không vượ t quá 3% set pressure.

-

Một tiêu chuẩn khác là giá tr ị ρV2 không được quá cao để  gi ảm thiểu ti ếng ồn và rung lắc trên đườ ng PSV inlet.

5.4.3.2 PSV outlet line sizing: -

Kích thước đườ ng ống discharge không đượ c nhỏ hơn kích thướ c outlet flange c ủa 1

PSV và nhỏ nhất là 2”. e g

6 a P

Nhân viên Thiết k ế Công nghệ 

Nguyễn Việt Anh

BÁO CÁO THỬ  VIỆC -

Đường outlet đượ c thiết k ế dựa trên rated relieving load.

-

Back pressure tính toán đượ c phải phù hợ  p vớ i loại PSV sử dụng: o

Conventional PSV: đườ ng ống outlet được sizing để  back pressure < 10% set pressure.

o

Balanced-bellows PSV: back pressure không quá 50% set pressure.

o

Pilot operated PSV: back pressure trên 50% set pressure.

5.4.3.3 F lare header and sub-header sizing: -

Flare header và sub- header đượ c sizing dựa trên relieving load tính toán đượ c.

-

Các tiêu chu ẩn thiết k ế được đề cậ p trong Basis of Design bao g ồm: Mach number và giá tr ị ρV2. Các giá tr ị này có th ể thay đổi tùy theo yêu c ầu của dự án.

5.4.3.4 Depressurization line sizing: -

Kích thướ c nhỏ nhất là 2”.

-

Tiêu chuẩn về ρV2 như PSV.

5.5 CONTROL VALVE: 5.5.1 Tìm hiểu chung: -

Xem phần 3.1.3.

-

Quan hệ giữa lưu lượ ng và tổn thất áp suất qua control valve: khi lưu lượng tăng thì

độ mở  của van tăng, tổn thất áp qua van gi ảm và ngượ c lại.

H ình 5-7 Quan hệ gi ữa lưu lượ ng và t ổ n thấ t áp qua control valve 6

2

5.5.2 Các bướ c sizing cho control valve: -

e g a

Xác định hệ thống của control valve, các điểm fixed áp.

Nhân viên Thiết k ế Công nghệ 

P

Nguyễn Việt Anh

BÁO CÁO THỬ  VIỆC -

Xác định các case v ận hành để từ đó tính tổn thất áp suất qua van: lưu lượ ng, tính chất dòng, áp su ất tại các thiết bị upstream và downstream c ủa van…

-

Xác định tổn thất áp suất qua control valve: tính cho 3 trườ ng hợp: min. ∆P, normal ∆P và max. ∆P.

P1 Elevation of start-point

Inlet

Outlet

Elevation of end-point

P1 FE loss Equip. loss

Line loss

Inlet = P1 -

P

Misc. loss

FE loss Equip. loss

P1

Line loss

Outlet = P2 -

P

P2

P2 Misc. loss

P2

= Inlet - Outlet

H ình 5-8 Hình minh họa tính t ổ n thấ t áp suấ t qua van

-

Tính toán các tính ch ất của van: hệ số Cv C v

Vớ i:



Q

SG  P 

Cv: hệ số van

Q: lưu lượ ng thiết k ế, [gpm] SG: tỷ tr ọng riêng của lưu chất

∆P: tổn thất áp qua van ở  tr ạng thái wide open, [psi] 5.6 PUMP: 5.6.1 Tìm hiểu chung về hệ thống bơm: -

Bơm đượ c sử dụng r ộng rãi trong các ngành công nghi ệ p hóa chất nói chung và công nghi ệ p dầu khí nói riêng, nó được dùng để :

-

o

Đưa chất lỏng từ nơi này đến nơi khác, từ nơi có áp thấp đến nơi  áp cao.

o

Tuần hoàn ch ất lỏng trong hệ thống…

Các thành ph ần c ủa m ột hệ thống bơm: bơm, đườ ng ống d ẫn, van điều khiển lưu

lượ ng, các fittings, thi ết bị instrument (FE…), các thiết bị công nghệ (HX, tank,

6

3 g

separator…) Nhân viên Thiết k ế Công nghệ 

e a P

Nguyễn Việt Anh

BÁO CÁO THỬ  VIỆC

H ình 5-9 Hình minh họa hệ thống bơm ly tâm

-

Điểm làm việc của hệ thống bơm (operating point) là giao điể m của đường đặc tính của bơm và đườ ng làm việc của hệ thống. o

∆Pstatic: chênh lệch áp su ất do cao độ điểm đến và điểm đi ∆Pstatic = ∆h.ρg

o

P2, P1: áp suất tại điểm đến và điểm đi

o

Pump head: độ tăng áp suất của lưu chất khi qua bơm Pump Head = P discharge –  Psuction

o

Friction loss: tổng tổn thất áp suất do ma sát qua đườ ng ống, fittings, filters, thiết bị công nghệ…

o

∆PCV: tổn thất áp suất qua control valve.

4 6 e g a P

Nhân viên Thiết k ế Công nghệ 

Nguyễn Việt Anh

BÁO CÁO THỬ  VIỆC

H ình 5-10 Xác định điể m làm vi ệc c ủa hệ thống bơm ly tâm

5.6.2 Tính toán thiết k ế bơm: -

Trướ c khi tính toán ph ải tậ p hợp đầy đủ các d ữ liệu liên quan đến hệ thống bơm: o

Loại bơm, tính chất, điều kiện làm việc.

o

Plot plant, cách b ố trí thiết bị và đườ ng ống, PFD, P&ID, Isometric Drawing, các thông s ố về kích thướ c ống d ẫn  tính toán chi ều dài đườ ng ống, số

lượng fittings…  chiều dài tương đương (Le), pipe ID. o

Các tính ch ất của dòng, Heat and Material Balance: lưu lượng, độ  nhớ t, nhiệt

độ, áp su ất hơi bão hòa… o

Datasheet của các thiết bị liên quan: filters, vessel, tank, HX…

o

Datasheet của control valve, các thi ết bị instrument trên đườ ng ống…

-

Xác định các yêu c ầu thiết k ế: design margin, rated flow rate …

-

Tính toán áp su ất tại đầu suction của bơm: Psuction

-

Tính toán NPSHa (Net Positive Suction Head Available):  NPSHa = Psuction –  Pv Vớ i: Pv: áp suất hơi bão hòa của chất lỏng tại nhiệt độ bơm

-

Tính toán áp su ất discharge của bơm: Pdischarge

-

Tính độ chênh áp c ủa bơm (Differential Pressure hay Pump Head): e

∆P pump = Pdischarge - Psuction Nhân viên Thiết k ế Công nghệ 

6

5 g a P

Nguyễn Việt Anh