TẬP ĐOÀN DẦU KHÍ VIỆT NAM TRƯỜNG CAO ĐẲNG DẦU KHÍ GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN : VẬN HÀNH LÒ GIA NHIỆT, THIẾT BỊ NHIỆT NGHỀ : VẬN HÀNH THIẾT BỊ CHẾ BIẾN DẦU KHÍ TRÌNH ĐỘ : CAO ĐẲNG (Ban hành kèm theo Quyết định số: 191/QĐ-CĐDK ngày 25 tháng 3 năm 2020 của Trường Cao Đẳng Dầu Khí) Bà Rịa-Vũng Tàu, năm 2020 (Lưu hành nội bộ) TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm. Trang 1 LỜI GIỚI THIỆU Thiết bị nhiệt có ý nghĩa quan trọng trong công nghiệp chế biến dầu khí vì nó chiếm một tỷ trọng tương đối lớn trong tổng đầu tư thiết bị Nhà máy. Về mặt kỹ thuật và công nghệ, các thiết bị nhiệt có vai trò vô cùng quan trọng trọng việc duy trì nhiệt độ của các dòng công nghệ, lò phản ứng ở các giá trị thích hợp nhằm đáp ứng các yêu cầu về chất lượng sản phẩm và an toàn vận hành.
Các thiết bị đổi nhiệt còn đóng vai trò đặc biệt trong việc giảm chi phí vận hành của Nhà máy và vấn đề bảo vệ môi trường nhờ khả năng tận dụng các nguồn nhiệt thải, do đó giảm được lượng nhiên liệu tiêu thụ và nguồn thải vào môi trường. Do những đặc thù riêng, trong công nghiệp chế biến dầu khí sử dụng nhiều loại thiết bị nhiệt, một số thiết bị thậm chí được thiết kế, chế tạo chỉ cho một số mục đích sử dụng duy nhất. Thiết bị nhiệt có vai trò quan trọng đối với hoạt động của Nhà máy chế biến dầu khí. Thiết bị nhiệt góp phần điều chỉnh chế độ công nghệ của các quá trình nhằm đảm bảo chất lượng sản phẩm và an toàn vận hành.
Ngoài ra, thiết bị nhiệt còn góp phần trực tiếp hoặc gián tiếp giảm chi phí vận hành của Nhà máy nhờ khả năng tận dụng nhiệt thừa từ các quá trình công nghệ. Cũng nhờ khả năng tận dụng nhiệt mà giảm được lượng tiêu hao năng lượng chung toàn Nhà máy và qua đó không chỉ giảm chi phí vận hành mà còn góp phần tích cực vào hoạt động bảo vệ môi trường. Như đã đề cập, hiện nay trong các ngành công nghiệp sử dụng nhiều loại thiết bị nhiệt khác nhau nhưng trong giáo trình này đề cập đến hai thiết bị chính: thiết bị trao đổi nhiệt và tháp làm nguội. Thiết bị nhiệt là một thiết bị quan trọng trong ngành lọc hóa dầu và chế biến dầu khí.
Chính vì vậy đòi hỏi người thợ phải nắm được cấu tạo, vận hành và tháo lắp bảo dưỡng thành thạo. Giáo trình này trình bày một cách có hệ thống các kiến thức về nguyên lý hoạt động và cấu tạo của thiết bị trao đổi nhiệt và các loại tháp làm nguội thường dùng trong công nghiệp dầu khí. Trân trọng cảm ơn. Bà rịa - Vũng Tàu, tháng 03 năm 2020 Tham gia biên soạn 1.
Chủ biên: GV Phạm Thị Hải Yến 2. Hồ Quang Phổ 3.S Chu Thị Ngọc Anh 4. Nguyễn Huỳnh Đông 5. Phạm Công Quang Trang 2 MỤC LỤC MỤC LỤC.
3 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT. 6 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ. 7 DANH MỤC CÁC BẢNG. THÁP LÀM NGUỘI.
CƠ BẢN VỀ THÁP LÀM NGUỘI .1 Giới thiệu chung .2 Phân loại tháp làm nguội nước .3 Thuật ngữ chuyên môn .4 Các thông số ảnh hưởng đến tính năng vận hành của tháp làm nguội .6 Vật liệu chế tạo tháp làm nguội .7 Duy trì chất lượng nước trong hệ thống làm nguội. CẤU TRÚC CỦA THÁP LÀM NGUỘI. Giới thiệu chung. Bể chứa nước làm mát.
Hệ thống phân phối nước. Quạt làm mát nước. Thiết bị phân phối nước (Fill). Thiết bị tách sương (drift eliminator).
Vỏ bọc tháp làm nguội (Casing). THỰC TẬP VẬN HÀNH THÁP LÀM NGUỘI. Giới thiệu chung. Tuần hoàn nước làm mát.
Các điều kiện vận hành không bình thường. THIẾT BỊ TRAO ĐỒI NHIỆT. CƠ BẢN VỀ THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT.1 Các hình thức trao đổi nhiệt .2 Cách bố trí dòng chảy .3 Cấu tạo của thiết bị trao đổi nhiệt .56 Thiết bị ngưng tụ - condensers. QUI TRÌNH VẬN HÀNH THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT .1 Giới thiệu chung về vận hành .2 Vận hành thiết bị trao đổi nhiệt .3 Khởi động hệ thống thiết bị trao đổi nhiệt .4 Ngừng hoạt động hệ thống thiết bị trao đổi nhiệt .5 Các sự cố thường xảy ra trong thiết bị trao đổi nhiệt.
THỰC TẬP VẬN HÀNH, BẢO DƯỠNG THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT .1 Tháo lắp, kiểm tra thiết bị trao đổi nhiệt có hai đầu cố định .2 Tháo lắp, kiểm tra thiết bị trao đổi nhiệt có đầu không cố định .3 Tháo lắp, kiểm tra thiết bị trao đổi nhiệt bằng gió có sử dụng quạt .4 Thực tập vận hành thiết bị trao đổi nhiệt trên mô hình. KHÁI NIỆM VỀ SỰ CHÁY. Khái niệm và ứng dụng của lò gia nhiệt. Phản ứng hóa học cơ bản.
Các yếu tố cần cho sự cháy. Sự cháy của nhiên liệu. Giới hạn cháy. Nhiệt của quá trình cháy.
CẤU TẠO LÒ GIA NHIỆT. Các bộ phận của lò đốt. Cách bố trí dòng chảy đi trong lò. Ống và ống nối.
Hệ thống cung cấp không khí. Làm nóng không khí vào lò. Hệ thống cung cấp nhiên liệu. MỘT SỐ VẤN ĐỀ VỀ LÒ GIA NHIỆT.
Áp suất âm trong lò. Nhiệt độ đầu ra của sản phẩm. Lưu lượng dòng nguyên liệu. Lưu lượng dòng nhiên liệu.
Hộp đầu ống. VẬN HÀNH LÒ GIA NHIỆT TRÊN MÔ HÌNH. Các kiến thức cơ bản về vận hành thiết bị trên mô hình. Mô tả công nghệ.
Quy trình khởi động lò gia nhiệt. Quy trình ngừng hoạt động lò gia nhiệt. Các tình huống sự cố trong lúc vận hành: .129 TÀI LIỆU THAM KHẢO. 132 Trang 5 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT vận tốc trung bình d đường kính ống độ nhớt của chất lỏng Re hệ số Reynolds Q nhiệt lượng truyền của thiết bị trao đổi nhiệt , W G 1 , G2 lưu lượng khối lượng của chất lỏng nóng và lạnh , kg/s Cp1, Cp2 nhiệt dung riêng của chất lỏng nóng và lạnh, kJ/kg.oC t'1, t’2 nhiệt độ chất lỏng nóng và lạnh ở đầu vào, oC t’’1, t’’2 nhiệt độ chất lỏng nóng và lạnh ở đầu ra, oC Δt1 độ giảm nhiệt độ của chất lỏng nóng Δt2 độ tăng nhiệt độ của chất lỏng lạnh Trang 6 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Nguyên lý làm mát bằng quá trình .2 Cấu hình thiết bị làm mát nước có công suất nhỏ .3 Tháp làm nguội nước loại đối lưu tự nhiên, kiểu ống khói (làm mát ngược dòng – hình trái) và (làm mát chéo dòng – hình phải).4 (a)Tháp làm nguội loại cưỡng bức, chéo dòng .5 Quạt ly tâm (trái) và quạt hướng trục (phải).
Bố trí quạt cấp không khí cưỡng bức hỗ trợ cho tháp làm nguội nước đối lưu tự nhiên. Bố trí quạt hỗ trợ bên trong tháp làm nguội đối lưu tự nhiên. Cấu hình tháp làm nguội đối lưu cưỡng bức loại cảm ứng, chéo dòng. Cấu hình tháp làm nguội đối lưu cưỡng bức loại cảm ứng, dòng đôi, chéo dòng.
Cấu hình tháp làm nguội đối lưu cưỡng bức loại cảm ứng, dòng đơn, chéo dòng. Tháp làm nguội được chế tạo và lắp đặt theo kiện không tháo rời. Tháp làm nguội nhiều cell, được chế tạo riêng và ghép tại nơi sử dụng. Kết cấu tháp làm nguội công suất lớn được kết ghép từ các mô đun nhỏ.
Cấu hình tháp làm nguội hình tròn, chéo dòng. Cấu hình tháp làm nguội 8 cạnh, chéo dòng. Tháp làm nguội không có tiết diện trao đổi nhiệt (spray-fill), chéo dòng. Ví dụ cấu tạo của tiết diện trao đổi nhiệt bên trong tháp làm nguội.
Cấu tạo thiết bị đo nhiệt độ bầu ướt của không khí. Thiết bị đo đồng thời nhiệt độ bầu ướt và nhiệt độ bầu khô. Định nghĩa cooling range và approach. Tuần hoàn dòng không khí nóng, bảo hoà quay trở lại vào tháp làm nguội.
Ảnh hưởng của vận tốc gió đến sự phân bổ của không khí đi ra khỏi tháp 34 Hình 1. Nguy cơ hồi lưu dòng không khí nóng vào lại tháp trong cấu hình tháp làm nguội đối lưu cưỡng bức. Cấu tạo bể chứa nước của tháp làm nguội. Giá đỡ tháp làm nguội.
Cấu tạo mặt đáy bể bê tông. Cấu tạo thân tháp làm nguội bằng thép không rỉ. Cấu tạo thân tháp làm nguội bằng bê tông. Hoạt động của bộ phân phối nước.
Tháp làm nguội 4 cells, sử dụng ống phân phối nước. Tháp làm nguội nước sử dụng ống đôi để phân phối nước theo kiểu chéo dòng. Cấu tạo hệ thống phân phối nước sử dụng ống. Hệ thống phân phối nước (ngược chiều).
Các đầu phân phối nước bằng nhựa cỡ lớn. Cấu tạo van cấp nước mới vận hành theo kiểu cơ học. Cấu tạo thiết bị đo và báo động các thông số. Cấu tạo quạt làm mát chế tạo bằng nhựa tăng cường sợi cacbo.
Tiết diện dạng thanh: bằng gỗ (hình trái) và kim loại (hình phải). Tiết diện dạng tấm. Cấu tạo thiết bị giảm thất thoát nước bằng gỗ. Cấu tạo thiết bị giảm thất thoát nước bằng nhựa PVC, loại 3 pass.
Vỏ bọc của tháp làm nguội. Độ bảo hoà của không khí khi đi qua tháp làm nguội. “Ống khói” của tháp làm nguội. Chu trình tuần hoàn nước làm mát.
Cấu hình tuần hoàn nước làm nguội để điều tiết nhiệt độ nước làm mát (không quá cao) trước khi vào tháp làm nguội. Cấu hình tuần hoàn nước để điều tiết nhiệt độ nước làm mát trước khi vào tháp làm nguội. Cấu hình tháp làm nguội cho phép xử lý nước bẩn. Truyền nhiệt dẫn nhiệt.
Truyền nhiệt đối lưu xảy ra trong quá trình gia nhiệt không khí. Nhiệt bức xạ truyền đi theo tất cả các hướng. Màng chất lỏng tạo nên bởi các lưu chất khi trao đổi nhiệt giữa 2 lưu chất. Cách bố trí lưu chất bên trong thiết bị trao đổi nhiệt: cùng chiều (co-curent) và ngược chiều (countercurrent).
Thiết bị trao đổi nhiệt 1-2-shell-tube exchanger. Thiết bị trao đổi nhiệt ống chum. Cấu tạo thiết bị trao đổi nhiệt ống chùm. Các loại cấu tạo của đầu, thân và đuôi của thiết bị trao đổi nhiệt ống chùm.
Thiết bị đun sôi lại (Kettle). Thiết bị trao đổi nhiệt kiểu ống lồng ống. Thiết bị trao đổi nhiệt kiểu ống chùm .