BÁO CÁO THIẾT KẾ P&ID TRONG CÔNG NGHIỆP DỊCH THUẬT CHƯƠNG 7 PIPING AND INSTRUMENTATION DIAGRAM DEVELOPMENT WILEY AICHE & ĐỌC HIỂU BẢN VẼ 8474L-011-PID-0021-103-0

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (3.13 MB, 73 trang )

Trang 1<div class="page_container" data-page="1">

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA KỸ THUẬT HĨA HỌC

BÁO CÁO

THIẾT KẾ P&ID TRONG CƠNG NGHIỆP

DỊCH THUẬT CHƯƠNG 7 PIPING AND INSTRUMENTATION DIAGRAM DEVELOPMENT WILEY AICHE

& ĐỌC HIỂU BẢN VẼ 8474L-011-PID-0021-103-0

Giảng viên hướng dẫn: Thầy Trần Hải Ưng Nhóm thực hiện: Lớp L02 - Nhóm 4 Họ tên sinh viên Mã số sinh viên

Thành phố Hồ Chí Minh, 5/2022

</div>Trang 2<div class="page_container" data-page="2">

7.4. Phân loại van ... 5

7.4.1. Nút van: van tiết lưu so với van chặn ... 7

7.4.2. Lựa chọn van ... 11

7.4.3. Van nhiều cổng ... 13

7.4.4. Van bệ đôi ... 16

7.5. Vận hành van ... 17

7.6. Các loại bộ truyền động đóng mở, khác nhau ... 19

7.7. Vận hành cơ bản cho van tự động ... 20

7.8. Gắn thẻ các van tự động ... 22

7.9. Gắn thẻ các van tay ... 22

7.10. Vị trí van ... 23

7.10.1. Vị trí thơng thường của van chặn và phương pháp quyết định ... 24

7.10.2. Vị trí lỗi của van tự động và phương pháp quyết định ... 25

7.10.3. Các khái niệm khác về vị trí lỗi của Van tự động ... 28

7.11. Bố trí van ... 33

7.11.1. Van lắp nối tiếp ... 34

7.11.2. Van lắp song song ... 35

</div>Trang 3<div class="page_container" data-page="3">

7.12. Van điều khiển và kết hợp RO ... 36

7.13. Q trình vận hành khi khơng có van ... 37

7.13.1. Q trình vận hành khi khơng có van điều khiển ... 37

7.13.2. Vận hành trong điều kiện khơng có van điều khiển ... 40

7.13.3. Vận hành trong điều khiển khơng có van chuyển nhánh ... 44

7.14. Các van trong vai trò của vận hành đơn vị ... 45

</div>Trang 4<div class="page_container" data-page="4">

2.2. Hệ thống dịng dầu thơ đi trong ống thiết bị trao đổi nhiệt E-1102 và E-1104

... 66

2.3. Hệ thống dòng Heavy Gasoil (HGO) đi qua vỏ của thiết bị trao đổi nhiệt E-1104 ... 70

</div>Trang 5<div class="page_container" data-page="5">

A. PHẦN DỊCH THUẬT 7. Van tay và van tự động

Van là một loại phụ kiện đường ống. Các loại phụ kiện khác, ống nối, các dụng cụ đặc biệt đã được thảo luận ở chương 6.

7.1. Tên van

Van được đặt trên dựa trên sự tác động của nó đối với dịng chảy (van tiết lưu, van chặn, van chuyển hướng) hoặc dựa trên cơ chế vận hành của chúng (van hoạt động bằng motor, van điện từ, van tay).

Van cũng có được gọi tên dựa vào loại ống; chúng có thể là van cổng, van cầu hoặc van bướm. Van cũng có thể được gọi tên dựa vào vị trí đặt của van trong đường ống (van chân, van gốc) hoặc nhiệm vụ của nó trong quy trình (van tắt máy, van xả đáy, van điều khiển dòng).

7.2. Chức năng của van

Van là những phụ kiện của đường ống mà khi van hoạt động sẽ ảnh hướng tới dòng chảy. Hoạt động ở đây có nghĩ là van có một phần di chuyển. Ví dụ, van cổng có phần thân chuyển động hay van một chiều có phần nắp chuyển động.

Bất kỳ loại van nào với cơ chế chuyển động mà khơng nhận mệnh lệnh từ bên ngồi có thể được phân loại là van đặc biệt. Van một chiều, van xả khí hay dịng dư là những ví dụ của van đặc biệt. Van đặc biệt là một nhóm lớn của những van mà có chức năng đặc biệt. Một vài nhóm của van đặc biệt sẽ được thảo luận ở cuối chương này. Van đặc biệt rất đa dạng, điều này có thể làm nó trở nên khó khăn trong việc phân loại chúng, nhưng một vài van khác thì dễ dàng phân loại.

7.3. Cấu trúc van

Van có cấu trúc gồm hai phần chính: phần vận hành và phần nút van (Hình 7.1). Phần vận hành van là phần nhận nguồn tác động bên ngồi để điều khiển dịng chảy chất lỏng. Các tác động bên ngồi này có thể được thực hiện bằng tay hoặc do bộ phận truyền động. Nút van là một phần của van mà phần bên trong tiếp xúc với chất lỏng. Nút van có thể được thiết kế sao cho như một van tiết lưu, van cô lập, van điều hướng.

</div>Trang 6<div class="page_container" data-page="6">

Phần vận hành van được nối với nút van bởi thân. Phần thân có thể di chuyển và xuống hoặc có thể quay phụ thuộc vào loại van.

Một phần quan trọng là không nhầm lẫn với nút: nút là một phần quan trọng trong tất cả các van và van nút cũng là một loại đặc biệt của van.

7.4. Phân loại van

Có ít nhất ba cách để phân loại van: dựa vào hoạt động của dòng chất lỏng và chức năng của chúng, dựa vào số cổng, số bệ của van.

Chức năng của các loại van không đặc biệt trong quy trình cơng nghiệp có thể được chia ra như sau:

1) Van điều chỉnh lưu lượng dòng 2) Van ngăn dòng

Van điều chỉnh dòng là những van mà thay đổi độ lớn của dòng chảy trong ống. Những loại van này được gọi là van tiết lưu. Trong những van này, phần nút van sẽ có nhiệm vụ thay đổi độ lớn của dịng chảy. Trên lý thuyết, nút van có thể có vơ số vị trí giữ lúc mở hồn tồn và lúc đóng hồn tồn, vì thế van có thể được phân loại thành: van đóng một phần và van mở một phần. Sự di chuyển của thân van có thể thay đổi vị trí nút van được thực hiện bằng tay hoặc thông qua sự điều khiển từ xa từ người vận hành. Những người vận hành van sẽ được thảo luận trong chương sau.

Mặt khác, van ngăn dòng chảy là van mà nút van chỉ có thể duy trì ở vị trí đóng hồn tồn và vị trí mở hồn tồn. Ở cả hai vị trí này van cho phép dịng chảy theo một lưu lượng. Vì thế những van này cịn được gọi là van chặn.

Hình 7.1. Cấu trúc của một loại van thông thường

</div>Trang 7<div class="page_container" data-page="7">

Một van được coi là van tiết lưu hoặc van chặn dựa vào cấu trúc và hình dạng của nút van. Những nút này được thảo luận ở phần sau của chương này.

Khi đặt một van không đặc biệt trong một hệ thống, câu hỏi đầu tiên là nếu một van tiết lưu hoặc một van chặn nên được dùng như thế nào. Bởi vì yêu cầu với mỗi loại van là khác nhau, nên chỉ cần một quyết định sai lầm có thể gây ra rò rỉ van hoặc giảm tuổi thọ van. Kỹ sư thiết kế quy trình cần quyết định liệu rằng nhiệm vụ của van là tiết lưu hay chặn đối với một tình huống cụ thể.

Hơn nữa, van có thể được phân loại dựa trên số cổng: van hai cổng và van nhiều cổng. Hầu hết các loại van đều có hai cổng bao gồm: một cổng vào và một cổng ra. Tuy nhiên, van cũng có thể có nhiều hơn hai cổng chẳng hạn như ba hoặc bốn cổng. Chúng cũng có nhiều hơn một cổng vào hoặc một cổng ra. Chúng cũng được gọi với đa dạng các tên tùy thuộc vào chức năng của van.

Bảng 7.1 cho thấy 4 loại van và chức năng đặc biệt của chúng.

Bảng 7.1. Hoạt động của van và chức năng

Thông thường (2 cổng)

Nhiều cổng

Điều chỉnh dòng Van điều chỉnh Van điều chỉnh chuyển hướng

Bảng 7.1 cho thấy 4 loại van và chức năng đặc biệt của chúng. Dựa trên bảng, van chặn hai cổng được gọi là van cô lập. Một van điều chỉnh hai cổng được gọi là van điều chỉnh. Van nhiều cổng ngăn dòng được gọi là van chuyển hướng. Van nhiều cổng điều chỉnh được gọi là van điều chỉnh chuyển hướng. Van hai cổng thường là mặc định khi nhắc tới van, mặc dù khái niệm hai cổng không được đề cập.

Van chuyển hướng là loại van được dùng để chuyển dòng lưu chất từ dòng này sang dòng khác. Mỗi van chuyển hướng có thể thay thế cho một hay nhiều van chặn trong một sự sắp xếp cụ thể. Van chuyển hướng điều chỉnh là van có thể điều chỉnh một phần dòng chảy từ dòng này sang dòng khác. Mỗi loại van điều chỉnh chuyển hướng có thể thay thế cho hai hoặc nhiều van tiết lưu trong một sự sắp xếp cụ thể.

</div>Trang 8<div class="page_container" data-page="8">

Van nhiều cổng khơng có ưu điểm nào hơn van hai cổng ngoại trừ tiết kiệm không gian và tiền. Chúng thì khơng cứng cáp như van hai cổng. Thông qua việc dùng van nhiều cổng, tiết kiệm một lượng lớn chi phí dành cho việc nâng cấp nếu dùng hệ thống điều khiển vận hành van từ xa (ROT). Điều khiển vận hành van có thể được thảo luận ở chương sau, nhưng tóm lại những van này thực sự là những bộ truyền động. Khi sử dụng van điều khiển từ xa, hợp nhất một vài trong số chúng lại cùng nhau và sử dụng van nhiều cổng tạo ra sự tiết kiệm chi phí lớn.

7.4.1. Nút van: van tiết lưu so với van chặn

Van tiết lưu có thể điều chỉnh lưu lượng dòng bất kỳ nơi nào từ 0% (van đóng hồn tồn và khơng có dịng chảy) đến 100% (van mở hồn tồn và dịng chảy đầy). Tuy nhiên, hiệu suất van là tốt nhất khi nó vận hành với lưu lượng từ 20% đến 80%.

Ngược lại, van chặn cho phép dòng chảy tối đa hoặc không chảy. Mặc dù, dù một van chặn trong tiết lưu là có thể, tuy nhiên về lâu dài có thể gây bất lợi cho bên trong van. Van tiết lưu có thể được dùng cho mục đích cơ lập, và mặc dù nó khơng gây hư hỏng cho bên trong van. Nhưng nó khơng đưa về trạng thái ngắt dịng hồn tồn được (TSO). Van chặn có thể được dùng như là một loại TSO. Khái niệm được trình bày ở bảng 7.2.

Bảng 7.2. Đặc trưng của van tiết lưu và van chặn

Vị trí di chuyển của thân van

Độ rộng (0%-100%) (thường 20%-80%)

Độ rộng 0% hoặc 100%

Rò rỉ Thường khơng đóng chặt Có thể được đóng chặt

thể cho phép lưu lượng 45 m3/h, khi đóng một phần có thể cho lưu lượng 30 m3/h

Khi van mở hồn tồn có thể cho phép lưu lượng 45 m3/h, khi đóng hồn tồn cho lưu lượng về 0

</div>Trang 9<div class="page_container" data-page="9">

Khả năng thay thế Có thể được sử dụng với ứng dụng khóa như van chặn

Không thể sử dụng được với ứng dụng tiết lưu

Một van có thể là loại van tiết lưu hay van ngắt phụ thuộc vào cấu trúc của nút. Một van có thể được gọi tên như van cổng, van cầu hoặc van bướm nhưng mỗi trong số chúng thuộc về van tiết lưu hoặc van ngắn.

Trong công nghiệp, van cổng hoạt động như một van chặn. Chúng có một cổng đi lên hoặc xuống và cung cấp chức năng chặn. Những loại van chặn khác như van bi hoặc van nút. Van bi vốn dĩ là van chặn. Nó gồm một viên bi và một lỗ hình trụ, viên bị xoay trong lỗ hình trụ. Van nút có thể được xem xét là van đời trước của van bi. Chúng tương tự như van bi, nhưng chúng có mọt hình nón cụt ở bên trong thay vì một viên bi.

Van cầu là loại van dùng trong công nghiệp cho ứng dụng tiết lưu. Trong van cầu có một đĩa điều chỉnh dịng chảy mà vng góc với nó. Những loại van tiết lưu khác như: van bi cổng V và van nút đặc trưng.

Bằng cách thay đổi hình dạng từ lỗ hình trụ thành lỗ cổng V, một van bi có thể biến đổi thành van tiết lưu. Cũng với cách biến đổi này, một van chặn vốn có thể chuyển đổi thành van tiết lưu. Thông qua việc cắt đi một lỗ với hình dạng đặc trưng hoặc phân đoạn. Một van tiết lưu mới có thể được tạo thành. Điều này có thể thấy ở hình 7.2.

Tương tự, đó là cắt một lỗ đặc trưng trên nút của một van nút, có thể chuyển đổi van nút chặn thành van nút tiết lưu.

Nếu ống dẫn xun qua thân bi có cùng kích thước danh nghĩa với van, van này được gọi là van bi đầy cổng. Nếu ống dẫn xuyên qua là ống có kích thước nhỏ hơn kích thước danh nghĩa của van, thì ta có một cổng van bi tiêu chuẩn.

Van bướm có những đặc trưng của cả van tiết lưu và van chặn, và chúng có thể được dùng cho cả hai mục đích trên, tuy nhiên bởi vì chúng có khả năng rị rỉ trong cao, nên chúng khơng được ưa dùng cho mục đích chặn, đặc biệt trong trường hợp dòng hơi áp suất cao hoặc những dòng nguy hiểm (dễ cháy, độc hại,..). Van bướm hoạt động tốt hơn như là một van điều khiển khi bề mặt đĩa không phẳng và bám sát một cách cẩn thận. Hiển nhiên, những van bướm bám sát thì cực kỳ thích hợp như một van tiết lưu.

</div>Trang 10<div class="page_container" data-page="10">

Bảng 7.3 liệt kê không đầy đủ danh sách của những van có hai ứng dụng trong quy trình nhà máy: chặn và tiết lưu.

Trên bảng vẽ P&ID mỗi van có một ký hiệu mà được xác định trên bảng chú vẽ bảng vẽ P&ID.

Hình 7.2. Hai loại nút khác nhau trong van bi mà tạo thành

van chặn và van tiết lưu.

Bảng 7.3. Danh sách không đầy đủ của các van

Bảng 7.4. Các ký hiệu van trên bảng vẽ P&ID

</div>Trang 11<div class="page_container" data-page="11">

Van nút

Van bi cổng V

Van màng

Van bi ( đầy cổng)

Van xiên

Tuy nhiên, mỗi ký hiệu này khác nhau đối với những công ty khác nhau. Một danh sách cơ bản của những van được biểu diễn ở bảng 7.4.

Được dùng như một ký hiệu van thông thường

Điều quan trọng cần biết về chức năng van, chặn hay tiết lưu, nó khơng phải là một đặc tính duy nhất, sự phân loại tính năng khá khơng rõ ràng, nghĩa là một van cổng không đơn thuần chỉ là một van chặn và một van cầu không chỉ đơn thuần là van tiết lưu. Điều này có nghĩa là một van cổng có đặc tính chặn nhiều hơn so với đặc tính tiết lưu và một van cầu có đặc tính tiết lưu nhiều hơn so với van chặn. Với suy luận này, chúng ta có thể nói rằng van bướm thơng thường có sự cân bằng giữa đặc tính chặn và tiết lưu. Khái niệm này được chỉ ra ở hình 7.3.

</div>Trang 12<div class="page_container" data-page="12">

Hình 7.3. Dãy các loại van dựa theo chức năng của chúng

Trong phần lớn các trường hợp, một van chặn có thể được xem xét như một van tiết lưu chỉ cần giới hạn khoảng hoạt động của chúng. Người ta thường nói rằng van bướm hoạt động tốt như van trong khoảng 30% – 70% giới hạn hoạt động của chúng.

7.4.2. Lựa chọn van

Có rất nhiều nguồn tài liệu để giúp các nhà thiết kế chọn ra được loại van thích hợp. Sau đây là cách phát thảo nhanh, ngắn gọn để tìm ra loại van phù hợp nhất cho một ứng dụng cụ thể.

Bước đầu tiên là xác định nếu van được dùng sẽ là van chặn hay van tiết lưu. Người thiết kế quy trình quyết định loại van (chặn hay tiết lưu) dựa trên những chức năng mong đợi của van. Thông thường, đa số các van tay trong quy trình nhà máy là loại van chặn. Nếu có loại van tay tiết lưu, chúng chủ yếu ở các đường ống phụ. Van tự động (hoặc van điều khiển từ xa) có thể là van chặn hoặc van tiết lưu phụ thuộc vào những chức năng mong đợi của van.

Hình 7.4 và 7.5 cho thấy những quy tắc kinh nghiệm trong việc xác định loại nút của van dựa trên yêu cầu về kích thước và điều kiện mơi trường. Nói chung, van cổng được dùng như lựa chọn mặc định đối với van chặn, nếu kích cỡ nó khơng quá nhỏ (ví dụ 3”), lúc này van bi sẽ được sử dụng bởi van cổng loại nhỏ khá đắt tiền. Van nút sử dụng được trong tất cả phạm vi, nhưng chúng không phổ biến như van cổng và van bi.

</div>Trang 13<div class="page_container" data-page="13">

Hình 7.4. Quy tắc kinh nghiệm cho sự lựa chọn van dựa trên chức năng và kích cỡ

Hình 7.5. Quy tắc kinh nghiệm cho sự lựa chọn van dựa vào môi trường

Một van cổng được dùng cho chức năng tiết lưu, nếu nó khơng có kích cỡ q lớn (ví dụ 4” hoặc 6”), lúc này thì van bướm được dùng bởi vì van cầu kích thước lớn đắt. Trong trường hợp kích cỡ nhỏ hơn van cầu thơng thường, thì van kim sẽ được lựa chọn. Khi cần độ giảm áp suất cao (ví dụ hơn 1000kPa) thì van góc sẽ được sử dụng.

Các loại van nút, van bi, van ép và van màng có thể được sử dụng trong hầu hết các trường hợp tùy thuộc vào nhiệm vụ và tính khả dụng.

Hình 7.5 cho thấy quy tắc kinh nghiệm để quyết định nút của van dựa vào dịng mơi chất. Có nhiều sự lựa chọn đa dạng khi dịng lỏng của chúng ta không khắc nghiệt hoặc nguy hiểm. Van bướm thường được sử dụng phổ biến trong trường hợp nước, và van nút được sử dụng phổ biến cho khí hidrocacbon. Có hai trường hợp trong việc xác định loại van được sử dụng: chất lỏng nguy hại (acid, bùn) và chất lỏng không nhiễm bẩn (ví dụ dịng hơi dành cho con người tiêu thụ).

</div>Trang 14<div class="page_container" data-page="14">

Điều quan trọng nhất khi xử lý các dòng chất lỏng nguy hại hoặc khơng nhiễm bẩn là khơng có sự tiếp xúc giữa van bên trong và chất lỏng công nghệ được dùng. Van ép và van màng là hai loại van thích hợp nhất cho dịng lỏng độc hại và nguy hiểm. Trong van ép, dòng chất lỏng được cách ly hoàn toàn so với van bên trong bằng cách dẫn nó qua một ống đàn hồi bên trong van. Van màng tương tự như van ép, nhưng nó chỉ cơ lập một phần dịng lỏng so với van bên trong.

Nhiệt độ và áp suất là những yếu tố khác để xác định loại nút của van. Nếu van được làm từ vật liệu polymer (ví dụ: van màng, van ép, van nút áo), nó có một khoảng nhiệt độ giới hạn trong những ứng dụng. Quyết định loại van sử dụng sẽ phụ thuộc vào người vận hành. Điều này sẽ được thảo luận ở chương sau.

7.4.3. Van nhiều cổng

Van nhiều cổng có thể là van chặn hoặc van tiết lưu. Van chặn nhiều cổng được biết đến nhiều hơn với tên gọi là van chuyển hướng. Van nhiều cổng loại tiết lưu cũng có sẵn, tuy nhiên chúng ít phổ biến hơn so với van nhiều cổng chặn.

Van nhiều cổng thường không được liệt kê trong tài liệu thông số kỹ thuật đường ống của cơng ty. Trong trường hợp này, nó nên được gắn thẻ tên trên bản vẽ P&ID. Van ba cổng và bốn cổng là những loại van thường được sử dụng nhiều nhất và thơng thường kích cỡ của chúng nhỏ hơn 6” để có mức giá hợp lý nhất.

Bảng 7.5 Ký hiệu P&ID cho van ba cổng và van bốn cổng

Van ba cổng

Van bốn cổng

Van nhiều cổng có xu hướng được sử dụng cho việc làm sạch. Ký hiệu cho van ba cổng và van bốn cổng được thể hiện ở bảng 7.5.

</div>Trang 15<div class="page_container" data-page="15">

Các loại van chặn nhiều cổng thường là van nút, van bi hay van cầu. Hướng dòng của các van nhiều cổng là khác nhau, điều này cho phép chúng cung cấp khả năng điều hướng khác nhau. Hướng di chuyển của dòng được xác định bởi nút chuyển hướng dòng. Van ba cổng được thiết kế độc đáo với nút cổng L. Nút cổng L này cung cấp khả năng chuyển hướng dịng theo hình khối chữ L (bảng 7.6).

Van bốn cổng có các loại nút hành trình khác nhau: cổng thẳng, cổng chữ L, cổng chữ T, cổng hai chữ L (bảng 7.7).

Bảng 7.5 Các loại van ba cổng khác nhau

Cổng L

Bảng 7.6 Các loại van bốn cổng khác nhau

Tên Bên trong Vị trí 1 Vị trí 2 Vị trí 3 Vị trí 4

</div>Trang 16<div class="page_container" data-page="16">

Cổng hai chữ

Nói chung, lộ trình của nút van nhiều cổng thường không được thể hiện; tuy nhiên, nếu van nhiều cổng được sử dụng cho các ứng dụng quan trọng, nó nên được đề cập ở một chú thích bên cạnh ký hiệu van hoặc chú thích trên khu vực bản vẽ P&ID. Một ví dụ trình bày van bốn cổng chuyển hướng ở hình 7.6.

Hình 7.6 cho thấy sự sắp xếp có thể đảo ngược chiều của dòng nước làm lạnh đi vào thiết bị trao đổi nhiệt. Người vận hành có thể đảo ngược dòng chảy sau vài tuần để làm đảo ngược dịng chảy bên trong ống từ đó loại bỏ cặn bẩn bên trong ống. Việc sử dụng van nhiều cổng trong trường hợp này có lẽ là tốt nhất bởi:

- Dịng lỏng (nước làm lạnh) khơng chứa cặn bẩn nên khơng làm tắt van.

- Quy trình đảo ngược dòng được thực hiện một vài tuần một lần sẽ khó thường xuyên và điều chỉnh nếu sử dụng nhiều van một cổng thay vì ta sử dụng một van nhiều cổng.

Van nhiều cổng cũng có thể dùng cho mục đích tiết lưu. Van nhiều cổng tiết lưu thường là van cầu. Van nhiều cổng tiết lưu có thể sử dụng cho mục đích trộn hoặc mục đích điều hướng. Một ví dụ sử dụng van nhiều cổng tiết lưu được thể hiện ở hình 7.8. Ở ứng dụng này van được dùng để điều chỉnh trộn hai dịng lại với nhau. Van này có thể được thay thế bởi hai van thơng thường mà nó là việc trong một hệ thống điều khiển song song. Hệ thống điều khiển song song này sẽ được thảo luận ở chương 13. Một số nhà thiết kế có thể quyết định việc sử dụng chỉ một van điều khiển thơng thường trên dịng rẽ tắt. Điều này được chấp nhận, bởi dịng rẻ tắt có trở lực thấp hơn và có lưu lượng dịng chảy qua nó lớn hơn. Vì vậy, một van điều khiển trên dịng này có thể thỏa mục tiêu điều khiển.

</div>Trang 17<div class="page_container" data-page="17">

Hình 7.6. Ứng dụng của van chặn bốn chiều khi làm mát thiết bị

trao đổi nhiệt bằng nước

Hình 7.7. Van ba cổng tiết lưu

Hình 7.8. Ứng dụng của van ba cổng tiết lưu cho điều khiển thiết bị trao đổi nhiệt

7.4.4. Van bệ đôi

Trên bảng vẽ P&ID, van bệ đơi có thể được thể hiện như một phụ kiện đặc biệt và có thể dùng một ký hiệu đặc biệt.

Trong thực tế, van bệ đôi được phân biệt với van bệ đơn tương ứng với nó bởi vì kích thước của chúng to hơn. Van hai bệ chia dòng hơi thành hai dòng và sau đó đi qua bệ riêng

</div>Trang 18<div class="page_container" data-page="18">

biệt cho mỗi dịng. Ngun nhân chính của việc sử dụng van hai bệ là giảm moment xoắn cần thiết khi mở và đóng van. Van bệ đơi hoạt động như một van điều khiển cần động cơ đóng mở van khí nén nhỏ hơn so với van điều khiển tương ứng.

Tuy nhiên, van bệ đơi thường có vấn đề thường gặp đó là rị rỉ. Bởi vì sự phức tạp trong việc sản xuất van bệ đơi, chúng hầu như thường bị rị rỉ bên trong. Vì thế van bệ đơi ít khi tạo được trạng thái kín hồn tồn.

Van hai bệ chủ yếu có thể được dùng điều khiển van trên dịng áp suất cao khi không đủ không gian cho việc lắp đặt màng khí nén lớn, miễn là vấn đề rị rỉ khơng q quan trọng.

7.5. Vận hành van

Có hai nhóm chính của phần vận hành van: bằng tay và tự động. Van vận hành bằng tay là những van có thể được điều chỉnh bởi người vận hành, Trong khi van vận hành tự động được cài đặt sẵn trên ROT là những van có thể được điều khiển từ xa từ phòng điều khiển. Van vận hành tự dộng cũng được biết như là động cơ đóng mở van.

Tùy theo loại vận hành van, bằng tay hay tự động, sẽ làm thay đổi hồn tồn cách nó được xử lý trong quy trình nhà máy. Một van tay nằm trong miền của nhóm đường ống, và trong suốt giai đoạn thiết kế của một dự án, nó được gắn thẻ và sẽ được nhóm làm đường ống đảm nhận.

Một van vận hành từ xa được liệt kê và gắn thẻ bởi nhóm I&C. Vận hành bằng tay có thể thơng qua tay quay, bánh răng hoặc xích. Khi một van tay được chọn, tay quay sẽ là lựa chọn mặc định. Bánh răng và xích được dùng trong những trường hợp đặc biệt.

Khi kích thước mặt bích của van lớn, nó sẽ khó khăn trong việc vận hành đóng và mở chúng. Vì vậy van vận hành bằng bánh răng sẽ được sử dụng trong trường hợp van có kích thước lớn. Thơng thường, một van có thể chuyển từ trạng thái mở hồn tồn sang đóng hồn tồn (và ngược lại) sau ba lần kích thước danh nghĩa vịng xoay của thân. Nghĩa là một van cổng có kích thước 4” thì cần 12 vịng xoay để chuyển từ vị trí đóng hồn tồn sang vị trí mở hồn tồn. Khi một van có kích thước mặt bích bằng hoặc lớn hơn 8”, bánh răng sẽ được dùng để vận hành van, trong khi một van có kích thước mặt bích bằng 6” hoặc nhỏ hơn, van tay quay thơng thường có thể được sử dụng.

</div>Trang 19<div class="page_container" data-page="19">

Van được vận hành bằng xích nếu nó khơng thể tiếp cận bởi người vận hành. Khi một van được đặt cao trên 2m thì nó được gọi là không thể tiếp cận. Giải pháp là chúng ta sẽ lắp đặt một bậc thềm hoặc cầu thang hoặc dùng một cái van chuỗi xích van hành. Lắp đặt một bậc thềm hoặc cầu thang (chúng không được thể hiện trên bản vẽ P&ID) là giải pháp đắt tiền và chỉ phù hợp khi có nhiều linh kiện đặt trên cao (bao gồm van và các loại thiết bị khác) mà có thể dùng cầu thang tiếp cận. Trong những trường hợp khác, chỉ có van vận hành bằng xích có thể giải quyết vấn đề của các van nằm trên cao.

Điều quan trọng để biết liệu rằng một van bánh rang hoạt động hay một van xích hoạt động đó là phải gắn thẻ nó như là một ký hiệu đặc biệt trên bản vẽ P&ID. Bởi vì, số đông trong danh sách thông số kỹ thuật đường ống chỉ có van vận hành bằng tay thơng qua tay quay.

Việc chọn lựa giữa van vận hành bằng tay (rẻ) so với van tự động (đắt hơn nhiều) phụ thuộc vào loại của nút van (chặn hay tiết lưu) và cũng phụ thuộc vào vị trí. Đối với van tiết lưu dùng để điều chỉnh dòng chảy chỉ một lần trong vòng đời của dự án, thì thật sự khơng cần sử dụng tới van tiết lưu. Trong trường hợp này chỉ cần một tấm chặn hạn chế dòng chảy (RO). Tấm chặn này rẻ hơn nhiều so với van , về cơ bản nó có hình dạng như cái bánh rán dẹp thường đường gắn trong đường ống để hạn chế dòng chảy. RO hoạt động như một van tiết lưu duy trì ở trạng thái mở. RO được gắn thẻ như là một phụ kiện đặc biệt trên bảng vẽ P&ID. Nếu một van tiết lưu dùng để vận hàn một vài lần trong tháng, thì sử dụng van tiết lưu bằng tay là lựa chọn tốt nhất. Tuy nhiên, nếu một van tiết lưu cần để thay đổi các trạng thái đóng mở khác nhau một vài lần trong ngày hoặc thậm chí một vài lần trong giờ thì van tiết lưu tự động hoặc van điều khiển sẽ được dùng. Điều này được thể hiện ở hình 7.9.

Hình 7.9. Quy tắc kinh nghiệm cho việc lựa chọn các thức

vận hành cho van tiết lưu

</div>Trang 20<div class="page_container" data-page="20">

Cũng có nhiều trường hợp mà quy trình nhà máy ở điều kiện khắc nghiệm và nguy hiểm, việc người vận hành đến xử lý và thay đổi vị trí van một vài lần trong tháng cũng không thực sự khả thi, van tiết lưu sẽ được sử dụng trong trường hợp này. Khi xử lý với những vật liệu độc hại, nhà thiết kế có thể lựa chọn sử dụng phần lớn các van vận hành tự động để giảm thiểu ảnh hưởng tới cơ sở nhà máy.

Đối với van chặn, một van với sự thay đổi trạng thái chỉ một lần trong vòng đời của nhà máy. Điều này có thể là hai trường hợp: khơng có ngăn cản dịng chảy (nếu van giả sử luôn luôn mở) hoặc điểm mù cùa đường ống (nếu van giả sử ln ln đóng). Vì vậy, trong trường hợp khơng có sự thay đổi, van chặn sẽ không được sử dụng. Nếu van chặn cần để mở hoặc đóng một vài lần trong một tháng hoặc năm, thì van vận hành bằng tay sẽ đủ dùng. Tuy nhiên, nếu một van chặn còn để thay đổi vị trí của nút nhiều lần trong ngày, thì van vận hành tự động sẽ được sử dụng. Điều này được thấy ở hình 7.10.

Hình 7.10. Quy tắc kinh nghiệm để xác định hình thức vận hành cho van chặn

Nói chung, có nhiều van chặn bằng tay trong quy trình sản xuất hơn van chặn tự động. Có ít van tiết lưu bằng tay bởi vì người vận hành sẽ phải thay đổi lưu lượng bằng tay và điều này đôi khi sẽ gây sai sót, khơng phải là sự lựa chọn tốt nhất cho quy trình. Có nhiều van chặn bằng tay bởi vì chúng có thể đóng vai trị xử lý hoặc vai trị cơ lập (vấn đề cơ lập sẽ được xử lý ở phần sau trong chương 8). Van tay được sử dụng phổ biến trong quy trình nhỏ hơn trong quy trình vừa và lớn.

7.6. Các loại bộ truyền động đóng mở, khác nhau

</div>Trang 21<div class="page_container" data-page="21">

Để xây dựng một hệ thống van tiết lưu tự động (hoặc van điều khiển), van tiết lưu bằng tay sẽ kết hợp với bộ chuyển đổi truyền động. Để xây dựng một hệ thống van cô lập, tự động, một van cô lập sẽ được nối với một bộ truyền động đóng, mở.

Hình 7.11. Van điều khiển và van điều khiển đóng mở

Van tiết lưu tự động được gọi là van điều khiển, van chặn tự động được gọi là van chuyển dịng. Trên thị trường, có nhiều bộ truyền động tự động khác nhau được bán. Bảng 7.8 tóm tắt những đặc tính của chúng. Bảng 7.8 cho thấy phần lớn các bộ truyền động là thuộc loại chuyển đổi. Chỉ có mỗi loại bộ truyền động đóng mở là một loại bộ truyền động điện từ. Tuy nhiên, loại bộ chuyển đổi truyền động điện từ cũng có mặt nhưng khơng phổ biến. Hầu hết bộ truyền động trong quy trình nhà máy là bộ truyền động dạng màng.

7.7. Vận hành cơ bản cho van tự động

Một van tự động của thể được cài đặt bởi thời gian, sự kiện hoặc tác động của con người. Thời gian là cách để vận hành đơn giản nhất của van tự động, nhưng điều này thì khơng đúng cho van tiết lưu. Một van cơ lập tự động có thể được điều khiển với thời gian, nó có nghĩa là van này sẽ được đặt hẹn để đóng-mở tại thời điểm cụ thể và cho độ bền cụ thể.

Ứng dụng phổ biến của van điều khiển đóng mở là dùng trong hoạt động bán liên tục hoặc gián đoạn. Ví dụ, một hệ thống lọc được vận hành trong 23 giờ, kế tiếp nó cần được tháo ra để rửa trong vịng nửa giờ. Ở ví dụ này, nhiều van điều khiển đóng mở sẽ được đặt xung quanh bể lọc để cài đặt thời gian để làm việc này.

Van tự động hoạt động dựa trên việc nhận tín hiệu từ cảm biến. Đây là loại phổ biến dùng cho cả van tiết lưu và van cô lập. Tất cả các van điều khiển trong vòng điều khiển đều dựa trên sự kiện cài đặt trước. Phần lớn các van điều khiển đóng mở trong trường hợp hệ thống dừng khẩn cấp dựa trên điều kiện cài đặt trước; điều này có nghĩa là nếu áp suất trong ống vượt qua một con số cụ thể, van này sẽ mở ra để giảm áp suất.

</div>Trang 22<div class="page_container" data-page="22">

Nguyên tắc vận hành cơ bản là tác động của con người, nghĩa là người vận hành sẽ ở phòng điều khiển, không trực tiếp xử lý; van sẽ được điều khiển thông qua điều khiển từ xa. Đối với van tiết lưu, điều khiển từ van thường được sử dụng hơn so với vận hành bằng tay. Đối với van chặn, điều khiển từ xa vận hành van cô lập thường được gọi là tắt hệ thống.

Bảng 7.8. Các loại truyền động đóng mở khác nhau

Loại Điều khiển Tên viết tắt Loại truyền

</div>Trang 23<div class="page_container" data-page="23">

Bảng 7.9. Hai loại chính của van và cách gắn thẻ của chúng

Tất cả ROT nên được gắn thẻ trong các bản vẽ P&ID. Phương pháp gắn thẻ cho van chặn tự động và van tiết lưu được tóm tắt trong Bảng 7.9.

7.9. Gắn thẻ các van tay

Việc gắn thẻ các van tay không phổ biến như việc gắn thẻ van tự động. Một số công ty không gắn thẻ van tay bởi vì van tay ít quan trọng hơn van tự động. Tuy nhiên, trong các nhà máy sản xuất chẳng hạn như nhà máy điện hạt nhân, nhà máy vật liệu nổ, và nhà máy sản xuất thuốc diệt cỏ, thường được thấy gắn thẻ trên các van tay.

</div>Trang 24<div class="page_container" data-page="24">

Thẻ van tay được tạo ra dựa trên cơ sở công ty, nhưng thường được viết tắt chữ cái đầu và đánh số theo thứ tự.

7.10. Vị trí van

Khi nói về các vị trí van, có hai vị trí khác nhau: thơng thường và khơng hoạt động. Vị trí thơng thường là vị trí vận hành bình thường trong q trình của nhà máy và vị trí khơng hoạt động là vị trí mà van bị mất kiểm sốt trình điều khiển của máy chủ.

Vị trí thơng thường của van là một đặc tính của van chặn, bằng tay hoặc tự động. Tại đây, van được mở hồn tồn trong q trình vận hành của nhà máy. Để hiển thị vị trí này, một chữ viết tắt được đặt dưới van trên bản vẽ P&ID. Ví dụ, “KHƠNG” có nghĩa là mở bình thường. Khi một van được đánh dấu “KHÔNG”, nghĩa là trong quá trình vận hành của nhà máy, van này phải được mở hồn tồn, chỉ đóng trong q trình bảo dưỡng, tắt máy, v.v.

Vị trí lỗi của van là một đặc tính của các van tự động (tiết lưu hoặc chặn). Đây là vị trí khi "trình điều khiển" của van mất kiểm sốt (tình trạng lỗi). Ví dụ, một van điều khiển (van tiết lưu tự động) có thể được gọi là mở khơng thành cơng (FO); Điều này có nghĩa là nếu khí cụ đưa đến van này bị mất kiểm sốt, thì van sẽ đi đến vị trí mở và dừng lại ở vị trí đó. Bảng 7.10 chú thích vị trí thơng thường và vị trí lỗi cho các van tương ứng như sau:

Bảng 7.10. Vị trí thơng thường và vị trí lỗi của van

Van tay

Van tự động

</div>Trang 25<div class="page_container" data-page="25">

Trong hai phần tiếp theo, vị trí thường xuyên và vị trí lỗi sẽ được trình bày chi tiết hơn.

7.10.1. Vị trí thơng thường của van chặn và phương pháp quyết định

Các vị trí thơng thường của van chặn được phân thành ba cặp: thường mở / thường đóng, khóa mở / khóa đóng, và mở niêm phong / khóa niêm phong. Mỗi cặp có thể được sử dụng trong một điều kiện, nhưng tất cả các cặp đại diện cho một van ở vị trí thơng thường là mở hoặc đóng.

Quyết định vị trí của van chặn bằng cách đánh giá ba tiêu chí sau: an tồn, bảo vệ thiết bị và sự trơn tru trong quá trình vận hành (Bảng 7.11). Nếu một van cần được mở hoặc đóng để hỗ trợ q trình vận hành, nó có thể được chỉ định là thường mở (NO) hoặc thường đóng (NC). Nếu quyết định cho vị trí thơng thường của van dựa trên bảo vệ thiết bị, thì van sẽ được khóa mở (LO) hoặc khóa đóng (LC). Nếu cần đóng van chặn để bảo vệ nhà máy khỏi nguy hiểm, thì van chặn đó được chỉ định là đóng niêm phong (CSC). Nếu van cần được mở vì lý do an tồn, thì van này được chỉ định là mở niêm phong (CSO). Lưu ý, không phải tất cả công ty, nhà máy đều sử dụng ba tiêu chí trên để đánh giá.

Bảng 7.11. Vị trí thơng thường của van chặn

Khái niệm Vị trí hoạt động thường xuyên của nhà máy

Ví dụ

</div>Trang 26<div class="page_container" data-page="26">

Từ viết tắt

Để hiển thị vị trí thơng thường của các van chặn, từ viết tắt tương ứng được ghi chú dưới biểu tượng van. Khi van ký hiệu là NO, điều này có nghĩa là trong q trình hoạt động bình thường của nhà máy, van phải được mở hoàn toàn, chỉ đóng trong q trình bảo dưỡng, tắt máy, v.v.

NO hoặc NC chỉ được sử dụng nếu có thể có sự nhầm lẫn xung quanh việc van có nên mở hay đóng trong q trình vận hành bình thường của nhà máy. Tất cả các van chặn thường được coi là van NO, trừ khi NO được ký hiệu dưới biểu tượng van. Thay vì đặt từ viết tắt NC hoặc NO dưới biểu tượng van trong các bản vẽ P&ID, một số công ty sử dụng ký hiệu đầy đủ của van để thể hiện đó là van NC (thay vì được ký hiệu viền ngồi). Một ví dụ điển hình về việc sử dụng van NC cho tất cả các van xả và van thông hơi là khi van xả và van thơng hơi bị đóng lại trong q trình vận hành bình thường của nhà máy và chỉ được sử dụng để khởi động thiết bị.

Ví dụ về việc sử dụng LO / LC và CSO / CSC sẽ được hiển thị trong các chương tiếp theo.

7.10.2. Vị trí lỗi của van tự động và phương pháp quyết định

Vị trí lỗi đối với van tự động có thể là khơng mở được (FO), khơng đóng được (FC), khơng thành cơng lần cuối (FL) và khơng thành cơng bộ định hướng (FI) (Hình 7.12).

An toàn

Bảo vệ thiết bị

Vận hành trơn tru

</div>Trang 27<div class="page_container" data-page="27">

Hình 7.12. Vị trí lỗi của các van tự động

Từ viết tắt FL (fail last) có thể gây nhầm lẫn vì một số giải thích là khóa thất bại ở vị trí cuối hoặc khóa khơng thành cơng. Khóa thất bại ở vị trí cuối cùng của van có nghĩa là sau khi mất điện, van tự động sẽ dẫn đến van duy trì ở vị trí cuối cùng. Nếu đây là khái niệm của FL, tốt hơn nên đặt tên cho nó là FI vì trong thực tế, một van nằm ở vị trí cuối cùng của nó sẽ chuyển sang trạng thái mở trơi hoặc đóng trơi vì áp suất dịng. Nếu ý nghĩa của FL là khóa thất bại ở vị trí cuối cùng, thì mở trơi hoặc đóng trơi cũng phải được chỉ định: FL / DO hoặc FL / DC; nếu khơng, nó sẽ được hiểu là khóa thất bại. Các kỹ sư nên chú ý điều này và làm rõ khái niệm FL để tránh nhầm lẫn trong quá trình sử dụng thiết bị hoặc thiết kế nhà máy.

Ba yếu tố tương tự dùng để quyết định vị trí của van chặn được sử dụng để quyết định vị trí lỗi của van tự động: an toàn, bảo vệ thiết bị và độ trơn tru của quá trình. Dựa trên các yếu tố này, sẽ quyết định xem một van tự động nên mở (FO), đóng (FC), khóa ở vị trí cuối cùng (FL), hoặc dừng nhưng khơng khóa ở vị trí cuối cùng (hoặc “cuối cùng,” FL ). Đối với van tự động, không giống như van chặn, từ viết tắt đã chọn (FO, FC và FL) không cho thấy liệu quyết định điều chỉnh có dựa trên sự an toàn, bảo vệ thiết bị hoặc sự trơn tru của quy trình vận hành hay khơng.

Có nghĩa là nếu một van tự động phải mở, FO sẽ được đặt bên dưới biểu tượng của van, bất kể lý do tại sao quyết định mở van được đưa ra.

</div>Trang 28<div class="page_container" data-page="28">

Để quyết định vị trí thất bại (lỗi) của van vì các lý do an toàn, yêu cầu giảm thiểu nguy hiểm trong nhà máy là quan trọng nhất. Tất cả các van nằm trên dòng năng lượng cao thường phải là FC. Ví dụ về các dịng này là dịng khí nhiên liệu đi vào buồng đốt, dịng glycol nóng và dịng hơi nước. Tất cả các van nằm trên dòng năng lượng thấp thường phải là FO. Ví dụ về các dịng này là nước làm mát và khí nitơ. Mục đích khi xác định vị trí lỗi được dựa trên sự an toàn là làm giảm năng lượng của nhà máy bằng cách giảm nhiệt độ, giảm áp suất, v.v.

Đơi khi sự an tồn khơng quyết định vị trí lỗi của van, và trong những trường hợp như vậy, người thiết kế có thể tùy ý quyết định chọn vị trí lỗi, chẳng hạn như lựa chọn van FC hoặc FO (rẻ hơn FL) và gán nó cho van tự động. Tuy nhiên, một số khách hàng yêu cầu sử dụng phương pháp quyết định thứ hai nếu an tồn khơng bắt buộc ở vị trí lỗi. Trong những trường hợp như vậy, tiêu chí thứ hai (bảo vệ thiết bị) có thể được sử dụng và sau đó là độ trơn tru của quy trình vận hành nếu cần. Điều này có nghĩa là nếu an tồn khơng quy định vị trí lỗi của van, thì nhà thiết kế nên kiểm tra vị trí lỗi tối ưu mà có thể bảo vệ thiết bị một cách tốt nhất.

Một ví dụ điển hình về việc quyết định nơi xác định vị trí lỗi dựa trên tiêu chí bảo vệ thiết bị là tạo một van điều khiển trên đường lưu lượng tối thiểu trên một bộ máy bơm ly tâm, tất cả đều là FO. Trong trường hợp này, quyết định được đưa ra không dựa trên sự an toàn, mà là để bảo vệ máy bơm. Cho dù van này là FO hay FC không ảnh hưởng đến sự an toàn của nhà máy; tuy nhiên, nếu nó là FC, nó sẽ ảnh hưởng đến hiệu suất của thiết bị hoặc máy bơm. Điều này có nghĩa là nếu van FC và khí nén bị mất, dòng chảy tối thiểu của máy bơm sẽ bị chặn và máy bơm sẽ không được bảo vệ trước các trường hợp với lưu lượng thấp và có thể bị hỏng.

Độ trơn tru của quy trình là yếu tố quyết định cuối cùng nếu hai yếu tố đầu tiên (an toàn và bảo vệ thiết bị) khơng thể xác định vị trí lỗi của van. Q trình trơn tru về cơ bản đó là đề xuất vị trí lỗi tốt nhất cho quy trình và điều đó làm giảm thiểu mức độ dao động của quá trình khi xảy ra lỗi.

</div>Trang 29<div class="page_container" data-page="29">

Khái niệm về vị trí van được tóm tắt trong Bảng 7.12. Khi khơng có bất kỳ ràng buộc nào gây ra bởi sự an toàn, bảo vệ thiết bị, hoặc sự trơn tru của quy trình, vị trí lỗi được quyết định dựa trên các yếu tố kinh tế; nếu van FO và van FC là các loại van tự động ít tốn kém nhất, thì một trong số chúng sẽ được chọn. Và đơi khi vị trí lỗi sẽ khơng được đề cập trong bản vẽ P&ID.

Bảng 7.12. Vị trí lỗi của van tự động

Khái niệm Vị trí hoạt động thường xuyên của nhà máy

Ví dụ

Từ viết tắt

7.10.3. Các khái niệm khác về vị trí lỗi của Van tự động Lỗi trong vị trí lỗi là gì?

Như đã đề cập ở trên, lỗi nghĩa là sự mất kiểm sốt của trình điều khiển, cịn được gọi

là driver. Trình điều khiểu là sự kết hợp của tất cả các dòng năng lượng điều khiển trực tiếp

bộ truyền động van (thân van) đến một vị trí cụ thể. Vì vậy, lỗi khơng đề cập đến hư hỏng cơ học hoặc bất kỳ loại gây nhiễu.

Bảng 7.13 cho thấy các cơ cấu khác nhau trong quá trình truyền động và trình điều khiển của chúng.

An toàn

Bảo vệ thiết bị

Vận hành trơn tru

</div>Trang 30<div class="page_container" data-page="30">

Bảng 7.13. Nguyên nhân lỗi trong các thiết bị truyền động

Trong một số loại bộ truyền động (ví dụ bộ truyền động màng và pít-tơng), có hai dịng năng lượng đóng vai trị trình điều khiển truyền động: khí nén và điện một chiều. Trong các bộ truyền động này, khí nén di chuyển phần truyền động chính để đẩy thân van. Nhưng trước hết, khí nén phải được truyền qua thiết bị truyền động thông qua một van điện từ (solenoid valve) hoặc một hệ thống bố trí các van điện từ hoạt động thơng qua dịng điện một chiều. Nếu khơng có một trong hai yếu tố trên, thiết bị truyền động sẽ không hoạt động. Mất khí nén nghĩa là mất điện và mất điện (DC) nghĩa là mất tín hiệu [1]. Vị trí lỗi của van tự động đề cập đến loại lỗi nào? Mất khí nén hoặc mất điện một chiều?

Nếu vị trí lỗi của van tự động được đề cập mà không rõ nguyên nhân cụ thể, thường là do mất điện. Tuy nhiên, để tránh các trường hợp gây nhầm lẫn, tốt hơn nên ký hiệu rõ nếu vị trí lỗi đó là mất nguồn điện hay chỉ là mất tín hiệu.

</div>Trang 31<div class="page_container" data-page="31">

Bảng 7.14. Các từ viết tắt của trường hợp lỗi liên quan đến các loại trình điều khiển

(driver loss) khác nhau

Loại trình điều khiển Lỗi của trình điều khiển Từ viết tắt

Dịng điện một chiều Mất tín hiệu SFC, SFO, SFL, SFI

Chữ P ở đầu từ viết tắt của vị trí lỗi nghĩa là mất điện và chữ S là mất tín hiệu (Bảng 7.14).

Một kỹ sư quá trình thường muốn bố trí một van tự động với cùng một vị trí lỗi cho mất điện và mất tín hiệu. Các vấn đề khác có thể phát sinh nếu kỹ sư q trình thiết kế u cầu các vị trí thất bại trong lỗi mất tín hiệu khác đi so với mất nguồn. Các van tự động thường báo vị trí thất bại trong các trường hợp mất điện trừ khi có sự lựa chọn khác.

 Hệ thống truyền động trình điều khiển

Việc trình bày hệ thống truyền động của bộ truyền động van trên các bản vẽ P&ID là khác nhau đối với mỗi công ty. Một số quyết định hiển thị tất cả các chi tiết của cơ chế truyền động, một số khác chỉ yêu cầu trình bày một sơ đồ ngắn gọn của hệ thống và giới thiệu người xem các tài liệu khác để biết chi tiết của hệ thống. Bảng 7.15 cho thấy các cách khác nhau để trình bày van tự động trên bản vẽ P&ID liên quan đến hệ thống điều khiển của chúng. Chương 13 thảo luận chi tiết hơn về hệ thống truyền động trình điều khiển.

</div>Trang 32<div class="page_container" data-page="32">

Bảng 7.15. Các từ viết tắt của trường hợp lỗi liên quan đến các loại trình điều khiển

(driver loss) khác nhau

Van điều khiển

Van đảo chiều

Ký hiệu chi tiết của trình điều khiển van nhiều cổng khơng được đề cập đến trong q trình của các van nhiều cổng. Những loại van này phổ biến trong ngành thủy lực và được gọi là van đĩa (poppet valve). Trong ngành thủy lực, chúng có các ký hiệu cụ thể, nhưng trên bản vẽ P&ID, người ta thường sử dụng các ký hiệu của van nhiều cổng (quá trình) cho van đĩa, điều này có thể gây nhầm lẫn. Bảng 7.16 giải thích hai van đĩa. Các van đĩa này được cung cấp năng lượng bởi các truyền động điện từ (solenoids), vì vậy chúng là một loại van điện từ.

</div>Trang 33<div class="page_container" data-page="33">

Bảng 7.16. Các từ viết tắt của trường hợp lỗi liên quan đến các loại trình điều khiển

(driver loss) khác nhau

Van 3/2

Van 4/3

Hệ thống truyền động của van đảo chiều có thể phức tạp tùy thuộc vào vị trí lỗi của van. Các công ty sản xuất làm việc với các cách bố trí khác nhau của các van điện từ trên đường đi của các thiết bị thoát khí và các loại thiết bị truyền động khác nhau làm cho van tự động FO, FC, khóa lỗi hoặc khóa lỗi ở vị trí cuối cùng.

Về mặt này, truyền động màng và pít tơng là các tác động đơn lên lò xo trên cùng, tác động đơn bên dưới lò xo và tác động kép màng ngăn/pít tơng. Thiết bị truyền động tác động đơn là những thiết bị có màng ngăn hoặc pít-tơng có một kết nối với dịng khí nén và đi kèm với lò xo. Bộ truyền động tác động kép có hai kết nối thiết bị và có thể khơng có lị xo, một số ví dụ trong hình 7.13.

</div>Trang 34<div class="page_container" data-page="34">

Hình 7.13. Một vài ví dụ cho thấy van đảo chiều với trình điều khiển chi tiết

7.11. Bố trí van

Van có thể được được lắp đặt đơn, song song hoặc nối tiếp.

Một van đơn có thể được lắp đặt trong hệ thống đường ống với các mặt bích của nó được gắn với đai ốc và bu lông hoặc bằng cách hàn hoặc vặn các cổng của nó bằng cách lắp nó vào giữa các mặt bích của hai bên đường ống (Bảng 7.17).

</div>Trang 35<div class="page_container" data-page="35">

Bảng 7.17. Ký hiệu P&ID cho các van kết nối

Đinh ốc

Nói chung van được lắp đặt giữa các bên đường ống mà không cần bất kỳ phụ kiện nào khác. Tuy nhiên, một ngoại lệ quan trọng là khi lắp van điều khiển. Đôi khi, van điều khiển được chọn có kích thước cơ thể nhỏ hơn để có thể lắp được với kích thước đường ống. Trong những trường hợp như vậy, có thể cần một bộ giảm tốc trên đầu vào của van điều khiển và một bộ giảm tốc trên đầu ra của van điều khiển.

7.11.1. Van lắp nối tiếp

Một van tay có thể được lắp đặt nối tiếp, một loại chặn và một loại tiết lưu. Nếu một dịng cần được điều chỉnh bằng tay và đơi khi dịng phải dừng hồn tồn và việc ngắt chặn là cần thiết, thì tốt hơn hết là gắn van chặn bằng tay và van tiết lưu bằng tay nối tiếp nhau (Hình 7.14). Sự sắp xếp này có thể được sử dụng trong các dòngchất lỏng độc hại hoặc dòng áp suất cao.

Hình 7.14. Van tay nối tiếp: van chặn và van tiết lưu

Việc lắp đặt hai (hoặc nhiều) van tiết lưu bằng tay hoặc hai (hoặc nhiều) van chặn bằng tay là rất hiếm, đôi khi được coi là một ứng dụng khơng phù hợp trong q trình phát triển P&ID. Tuy nhiên, đơi khi có trường hợp hai hoặc nhiều van chặn thủ công nối tiếp nhau xảy ra. Mỗi phần của thiết bị cần có van cách ly xung quanh nó để dễ bảo trì. Tuy nhiên,

</div>Trang 36<div class="page_container" data-page="36">

khi có hai phần của thiết bị, một phía thượng lưu và một phần hạ lưu, và chúng ở gần nhau, hai van cách ly của chúng đặt gần nhau theo vị trí nối tiếp. Trong những trường hợp như vậy, có thể loại bỏ một van cách ly (Hình 7.15).

Hình 7.15. Hai van chặn thủ cơng nối tiếp và tiết kiệm được chi phí

Các quy tắc chung giúp quyết định khi nào nên lắp hai van nối tiếp:

 Khi cần giảm áp suất hơn 100psig (hoặc tối đa 150psig).

 Khi áp suất phải giảm xuống giá trị nhỏ hơn 1/10 áp suất thượng nguồn.

 Khi áp suất ở hạ lưu phải được điều chỉnh chính xác (ví dụ: nhỏ hơn vài psig).

7.11.2. Van lắp song song

Có thể sử dụng cách bố trí song song hai van bằng tay. Có một số trường hợp cần đặt van chặn thủ công trên dịng có áp suất cao. Trong những trường hợp cần đặt một van chặn duy nhất, ví dụ như van cổng, sẽ gây khó khăn cho người vận hành, người sẽ phải mở van bằng tay từ vị trí đóng hồn tồn ở áp suất cao (ví dụ: hơn 3000KPa). Để giải quyết vấn đề này, một van chặn bằng tay khác có kích thước nhỏ hơn được lắp song song với van chính. Khi người vận hành muốn mở van chính, cần mở van nhánh nhỏ trước để cân bằng áp suất ở cả hai phía của van chính, sau đó van chính có thể được mở dễ dàng (Hình 7.16).

Hình 7.16. Hai van chặn thủ công lắp đặt song song

</div>

BÁO CÁO THIẾT KẾ P&ID TRONG CÔNG NGHIỆP DỊCH THUẬT CHƯƠNG 7 PIPING AND INSTRUMENTATION DIAGRAM DEVELOPMENT WILEY AICHE & ĐỌC HIỂU BẢN VẼ 8474L-011-PID-0021-103-0

<b>THIẾT KẾ P&ID TRONG CƠNG NGHIỆP </b>

Tài liệu liên quan

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về