CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ GIÀN NÉN KHÍ VÀ CÔNG TÁC KIỂM ĐỊNH KỸ THUẬT Chương này trình bày tổng quan về: 1) Tiềm năng khí Việt Nam 2) Giàn nén khí 3) Công tác kiểm định 4) Chức năng giàn nén khí CGCS 1.1 Tiềm năng khí Việt Nam Tiềm năng khí Việt Nam rất lớn, có khả năng cung cấp khí trong vài thập kỷ tới và tập trung ở 4 vùng chính là Bể Cửu Long, Bể Nam Côn Sơn, Bể Malay Thổ Chu và Bể Sông Hồng. Theo quy hoạch tổng thể phát triển ngành công nghiệp khí Việt Nam giai đoạn đến năm 2015, định hướng đến năm 2025 thì sản lượng khai thác khí thiên nhiên trong nước dự tính đạt trên 14 tỷ m3/năm vào năm 2015 và đạt 15 – 19 tỷ m3/năm vào giai đoạn năm 2016 – 2025. Danh mục các dự án khí đầu tư giai đoạn đến năm 2015, định hướng đến năm 2025 và tiềm năng khí tại các Bể dầu khí được thể hiện trong Bảng 1.1: Các dự án đầu tư và tiềm năng khí tại Việt Nam Thời điểm Công suất dự Chiều TT Công trình bắt đầu vận kiến dài hành (Tỷ m3/năm) (Km) I Các đường ống thu gom khí A Bể Cửu Long 1 Hệ thống thu gom khí cụm mỏ Rồng, Nam Rồng, 2010 0,4 47 Đồi Mồi – Bạch Hổ 2 Hệ thống thu gom khí từ mỏ Hải Sư Trắng, Hải Sư 2011 0,8 20 Đen, Tê Giác Trắng về Bạch Hổ 3 Đường ống thu gom khí Sư Tử Trắng về Sư Tử 2012 2 20 Vàng -12- 4 Hệ thống thu gom khí cụm mỏ Lô 01&02 (Ruby, 2014 1,3 54 Pearl, Topaz, Diamond, Jade, Emerald) Rạng Đông 5 Đường ống thu gom khí mỏ Thăng Long, Đông Đô 2014 0,1 30 về Emerald B Bể Nam Côn Sơn 1 Đường ống thu gom khí mỏ Lan Đỏ - Lan Tây 2012 2 25 2 Đường ống thu gom khí mỏ Chim Sáo – Nam Côn 2012 1 68 Sơn 1 3 Đường ống thu gom khí mỏ Hải Thạch, Mộc Tinh 2013 4,5 56 về Nam Côn Sơn 1 (KP-75) 4 Đường ống thu gom khí mỏ Rồng Vĩ Đại – Rồng 2017 0,3 20 Đôi/Rồng Đôi Tây 5 Đường ống thu gom khí Hải Âu, Thiên Nga về mỏ 2019 0,8 20 Chim Sáo 6 Đường ống thu gom khí mỏ Kim Cương Tây, 2017-2018 0,5 20 Nguyệt Thạch về Hải Thạch 7 Đường ống thu gom khí Đại Hùng – Nam Côn Sơn 2 2013-2015 0,1 30 8 Đường ống thu gom khí các mỏ Lô 04 – 3 & 04 – 1 2018 2-4 20 về Thiên Ưng 9 Hệ thống thu gom khí từ bể Tư Chính – Vũng Mây 2019 2 200 về Hải Thạch C Bể Ma Lay – Thổ Chu 1 Đường ống thu gom khí mỏ Hoa Mai – PM3_CAA 2013 0,4 20 2 Đường ống thu gom khí Ác Quỷ/Kim Long – Cá 2014 - - Voi (Lô B, 48/95&52/97) 3 Đường ống thu gom khí từ cụm mỏ Lô 46 – 2 2019 0,6 50 (Khánh Mỹ - Phú Tân – Rạch Tàu …) D Bể Sông Hồng 1 Đường ống thu gom khí mỏ Bạch Long – Hồng 2017 0,3 20 Long 2 Đường ống thu gom khí mỏ A/Cá Voi Xanh/Cá Heo 2019 1 115 – Sư Tử Biển (Lô 117) -13- 1.2 Tổng quan về giàn nén khí Hầu hết các giàn nén khí đều có đặc điểm cấu tạo tương tự nhau và gồm các thiết bị chính là máy nén khí, bình tách và thiết bị làm mát. Sơ đồ công nghệ tổng quát của một giàn nén khí được thể hiện trong Hình 1.1: Sơ đồ công nghệ tổng quát của một giàn nén khí Dòng khí vào trước tiên được dẫn qua bình tách 1 để tách lỏng và các tạp chất cơ học.
Khí sau khi được tách lỏng và tạp chất cơ học đi vào máy nén cấp 1, tại đây áp suất khí tăng, nhiệt độ khí tăng. Khí sau khi nén ở cấp 1 được làm mát trong thiết bị làm mát 1 để đảm bảo nhiệt độ giới hạn cho phép đi vào cấp nén tiếp theo. Khí ra khỏi thiết bị làm mát, một số chất lỏng sẽ ngưng tụ, các chất lỏng này được phân tách trong thiết bị tách thứ 2. Khí sau khi được phân tách đi vào cấp nén 2, quá trình này tiếp tục cho đến khi thông số ra (thường là áp suất) đáp ứng yêu cầu.3 Tổng quan về công tác kiểm định kỹ thuật 1) Các tổ chức thực hiện kiểm định Tùy thuộc vào quy mô, chức năng của từng công trình, yêu cầu của các đơn vị chủ quản, việc kiểm định hiện nay tại nước ta thường được thực hiện bởi các tổ chức sau: Đơn vị trực tiếp quản lý công trình; Các tổ chức kiểm định trong nước; Các cơ quan đăng kiểm quốc tế.
-14- a/ Đơn vị trực tiếp quản lý công trình Các đơn vị trực tiếp quản lý công trình có trách nhiệm bảo dưỡng, sửa chữa, lập kế hoạch kiểm tra, kiểm định định kỳ hệ thống trang thiết bị theo tháng, quý hoặc năm nhằm đảm bảo cho công trình hoạt động ổn định, tránh các trường hợp phải dừng công trình đột xuất. Tuy nhiên với quy mô kiểm tra nhỏ, trang thiết bị, nhân lực hạn chế, hệ thống tiêu chuẩn kiểm tra không thống nhất nên công việc thường mang tính chất đối phó, sơ sài, hồ sơ tài liệu không đầy đủ. Do đó không đánh giá được tình trạng, điều kiện vận hành, tốc độ xuống cấp và tuổi thọ còn lại của công trình, không phát hiện trước các nguy cơ nguy hiểm tiềm tàng của công trình, không lên được kế hoạch thay thế, kiểm định cho lần sau. b/ Các tổ chức kiểm định trong nước Một số trang thiết bị theo yêu cầu của hệ thống pháp luật Việt Nam phải được cấp phép sử dụng, hoạt động như bồn bể chịu áp lực, các thiết bị nâng, v.
thông qua các cơ quan chức năng được quy định như Bộ Lao động Thương binh Xã hội, Đăng kiểm Việt Nam. Công việc chính của các cơ quan này là kiểm tra tình trạng, điều kiện, khả năng làm việc của thiết bị để trên cơ sở đó cấp giấp phép hoạt động cho thiết bị. Tuy nhiên, do chỉ giới hạn kiểm định cho một số thiết bị nên không thể đánh giá được tình trạng hoạt động của toàn bộ hệ thống cũng như không đánh giá được tình trạng xuống cấp của thiết bị. c/ Các cơ quan đăng kiểm quốc tế Các cơ quan đăng kiểm quốc tế hiện đang hoạt động tại Việt Nam tuân thủ hoàn toàn theo các quy định của các tổ chức quốc tế về kiểm định như API, CSWIP, ASNT, PCN, v.
Tùy thuộc vào phạm vi công việc nhưng nhìn chung việc kiểm định công trình do các cơ quan đăng kiểm quốc tế thực hiện rất đầy đủ với các báo cáo chi tiết về tình trạng, mức độ hư hỏng, tuổi thọ còn lại của toàn bộ trang thiết bị, hệ thống đường ống của công trình. Đứng về góc độ kỹ thuật thì hình thức này chiếm được nhiều ưu điểm hơn cả và đã được áp dụng rộng rãi cho các công trình dầu khí tại Việt Nam. -15- 2) Tình hình thực hiện công tác kiểm định hiện nay tại các công trình dầu khí Điểm qua thực trạng của công tác kiểm định và các tổ chức thực hiện công tác kiểm định hiện nay, có các nhận xét như sau: Các đơn vị đã thực hiện đầy đủ việc kiểm định, bảo dưỡng cho công trình, trong đó việc thực hiện chủ yếu tiến hành theo các quy định của nhà nước hay nhà chế chế tạo; Do mục đích khác nhau nên phương pháp kiểm tra, kiểm định của từng tổ chức là khác nhau. Các cơ quan thanh tra và kiểm định trong nước chỉ dựa theo các TCVN, và đơn giản là kiểm tra khả năng có thể vận hành an toàn trong các điều kiện đặt trước nào đó (điều kiện vận hành bình thường của thiết bị), với mục đích xem xét cấp giấy phép hoạt động cho thiết bị.
Công tác kiểm định có vai trò rất quan trọng trong việc đảm bảo duy trì chất lượng và mức độ an toàn của công trình vì nó giúp đánh giá đúng tình trạng trang thiết bị và lên kế hoạch duy tu bảo trì một cách hợp lý, điều này ảnh hưởng rất lớn đến sự xuống cấp của trang thiết bị, mức độ an toàn của con người và tài sản. Do đó, việc tìm ra và áp dụng một phương pháp kiểm định phù hợp, hiệu quả là vấn đề cấp thiết hiện nay.4 Chức năng giàn nén khí CGCS Giàn nén khí CGCS được thiết kế nhằm: Thu gom lượng khí đồng hành từ 3 giàn W1, W2 và W3 hiện đang phải đốt bỏ một cách lãng phí. Cung cấp khí cho hệ thống khai thác dầu bằng gaslift. Khí nhiên liệu cung cấp cho nhu cầu nội bộ.
Đưa về các trạm điện trên bờ. Sơ đồ thu gom khí của giàn CGCS được trình bày trong Hình 1.2: Sơ đồ thu gom khí của giàn CGCS Các thông số dòng khí của 3 giàn W1, W2 và W3 như trong Bảng 1.2: Thông số dòng khí của các giếng thu gom Thông số W1 W2 W3 Áp suất (bar) 7 7.3: Thành phần khí của các giếng thu gom Tỉ lệ mol Thành phần W1 W2 W3 CH4 0.0003 Tổng 1 1 1 -17- CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ TÍNH TOÁN THIẾT BỊ VÀ LẬP KẾ HOẠCH TRÊN CƠ SỞ PHÂN TÍCH RỦI RO Chương này trình bày các nội dung sau: 1) Cơ sở lý thuyết về tính toán các thiết bị trên giàn nén khí bao gồm: máy nén khí, bình tách và quạt làm mát; 2) Cơ sở lý thuyết về phân tích rủi ro; 3) Cơ sở khoa học và phương pháp luận kiểm định trên cơ sở phân tích rủi ro; 4) Kế hoạch kiểm định 2.1 Cơ sở lý thuyết tính toán các thiết bị 2.1 Tính toán máy nén khí Các thông số tính toán: 1) Công suất máy nén: W 2) Tỉ số nén: m 3) Số bánh công tác: s 4) Nhiệt độ ra khỏi cấp nén: T2 5) Đường kính bánh công tác: d 6) Tốc độ quay của máy nén: N 1) Tính công suất máy nén, W Công suất lý thuyết: Wo = m.1) Trong đó: Wo: công suất lý thuyết m: lưu lượng của khí h1: entapy đầu vào trên đơn vị khối lượng h2isen: entapy đầu ra trên đơn vị khối lượng ∆ℎ =ℎ −ℎ (2.2) -18- Phương trình tổng quát: ( ố ượ í ê ộ đơ ị ờ ).( ệ ố ă ượ ) Các đơn vị của công suất máy nén khí được cho trong Bảng 2.
