đồ án phân tích hệ thống điều khiển

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA VŨNG TÀU
KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

BÁO CÁO THỰC TẬP
PHÂN TÍCH HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN
CAO ÁP CỦA NHÀ MÁY
Giảng viên hướng dẫn : ThS Nguyễn Văn Toàn
Sinh viên thực hiện : Nguyễn Hoàng Anh
Đơn vị thực tập : CTCP chế biến và sản xuất dầu khí phú mỹ
Khóa học : 2010-2014
Bà Rịa Vũng Tàu, tháng 06 năm 2014
LỜI CẢM ƠN
Tôi xin chân thành cảm ơn đến ban lãnh đạo, ban quản lý nhà máy đã
tạo điều kiện cho tôi được tìm hiểu hệ thống công nghệ và dây chuyền sản
xuất của nhà máy, cám ơn các anh bên phòng kỹ thuật đã tận tình giải đáp
thắc mắc cho tôi trong quá trình làm việc với các anh, giúp cho tôi hiểu hơn
về công việc thực tế và kinh nghiệm trong môi trường làm việc trong công ty
cũng như trong cuộc sống.
Bên cạnh đó, tôi xin chân thành cảm ơn đến quý giảng viên trường đại
học Bà Rịa–Vũng Tàu, những người đã tạo cho tôi lối đi vào cuộc sống, giúp
tôi vững vàng hơn khi bước vào đời, đó là những hành trang vô cùng quý giá,
là bước đầu tiên cho tôi bước vào sự nghiệp sau này trong tương lai. Xin cảm
ơn thầy Nguyễn Văn Toàn, người đã giúp đỡ tôi rất nhiều trong quá trình học
tập và tận tình giải đáp cho tôi những thắc mắc trong quá trình thực tập.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Ngày tháng năm 2014
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Hoàng Anh
MỤC LỤC
NHẬN XÉT CỦA ĐƠN VỊ THỰC TẬP
…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………
Ngày tháng năm 2014
Xác nhận của đơn vị
(Ký tên,đóng dấu)
ĐÁNH GIÁ CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN
1. Thái độ tác phong khi tham gia thực tập
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
2. Kiến thức chuyên môn
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
3. Nhận thức thực tế
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
4. Đánh giá khác
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………

5. Đánh giá kết quả học tập
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
……
Giảng viên hướng dẫn
(ký ghi rõ họ tên)
MỞ ĐẦU
Thực tập là một trong những bước đầu tiên để cho sinh viên tiếp xúc với
môi trường làm việc thực tế, sinh viên năm cuối cần phải đi thực tập ít nhất là
ba tháng nhằm tìm hiểu và áp dụng những kiến thức trên sách vỡ vào công
việc. Thực tập cũng là một bước quan trọng để hoàn thiện bản thân chuẩn bị
bước vào cuộc sống, cũng như đáp ứng nhu cầu cho công việc bản thân sau
này.
Trong nhà máy có rất nhiều các phân xưởng, kho, bãi…. Hệ thống khí
điều khiển cũng là một phần không thể thiếu trong nhà máy, hệ thống cung
cấp một lượng lớn khí để phục vụ nhu cầu vận hành, sữa chữa, bảo dưỡng….
và cũng là nguồn khí cao áp dự phòng khi cần thiết.
Hệ thống khí điều khiển đóng vai trò là một nguồn cung cấp khí cao áp
dùng để điều khiển các thiết bị, cũng như cung cấp một lượng lớn khí cho quá
trình vệ sinh, bảo dưỡng nhà máy. Để có một lượng lớn khí cung cấp cho quá
trình, ở đây công ty sử dụng hai máy nén trục vít không dầu hiệu
INGERSOLL-RAND xuất sứ từ Mỹ, hai máy nén hoạt động liên tục để cung
cấp khí khi cần thiết cho nhà máy, nhằm để cho các thiết bị hoạt động bằng
khí nén hoạt động bình thường bảo đảm an toàn trong quá trình vận hành
cũng như trong quá trình bảo dưỡng.
Việc tìm hiểu và phân tích hệ thống cao áp nhà máy được đề cập đến
trong bài báo cáo này, nhằm nâng cao hiểu biết, cách điều khiển, vận hành,
bảo dưỡng, tối ưu hóa hệ thống, nâng cấp tính năng và đảm bảo tiết kiệm chi
phí vận hành trong hệ thống nhà máy, nâng cao chất lượng cho thiết bị cũng
như giảm hư tổn trong quá trình làm việc.

Báo cáo thực tập tốt nghiệp
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY
1.1. Lịch sử hình thành.
Ngày 31/12/1999. Hội đồng quán trị Tổng công ty dầu khí Việt Nam ra
quyết định số 5058/QĐ-HĐQT về việc phê duyệt đầu tư xây dựng Nhà máy chế
biến Condensate tại xã Phước Hoà – tân Thành – Bà Rịa vũng Tàu.
Ngày 01/12/2010 nhà máy đổi tên thành Công ty cổ phần sản xuất và chế
biến dầu khí Phú Mỹ gọi tắt là PV Oil Phú Mỹ.
Nhà máy được triển khai xây dựng từ tháng 03 năm 2000 theo hình thức
hợp đồng trọn gói EPCC bằng phương thức đấu thầu quốc tế. Nhà thầu chịu
trách nhiệm toàn bộ từ khâu thiết kế, mua sắm, xây dựng, lắp đặt và chạy thử.
Sau 3 năm xây dựng nhà máy bắt đầu đi vào hoạt động từ tháng 07/2004.
1.2. Vị trí địa lí.
Nhà máy chế biến Condensate – CPP được xây dựng cạnh kho cảng Thị
Vải (TVT), cách 6km về phía tây xã Phước Hoà, huyện Tân Thành, tỉnh Bà Rịa-
Vũng Tàu, cách Tp Hồ Chí Minh khoảng 2 giờ đi xe theo quốc lộ 51, nằm giữa
TP Hồ Chí Minh và Vũng Tàu.
1.3. Nguồn vốn chủ sở hữu.
Nhà máy được đầu tư xây dựng với tổng nguồn vốn đầu tư là 16700 triệu
USD, trong đó Tổng công ty dâu khí Việt Nam nay là Tập đoàn dầu khí Việt
Nam đầu tư 20% còn lại 80% đầu tư là vốn vay ngân hàng. Nhà máy sẽ đưa lại
lợi ích cho nhà nước khoảng 40 triệu USD/năm, làm tăng thêm doanh thu cho
nghành dầu khí khoảng 120 triệu USD/năm, lợi nhuận bình quân hàng năm
khoảng 1,2 triệu USD.
1.4. Lĩnh vực hoạt động sản xuất kinh doanh.
Lĩnh vực hoạt động kinh doanh chính của nhà máy là chế biến Condensate
nặng thành xăng có chỉ số RON 83, dầu DO. Theo kế hoạch,sản lượng tối đa
hàng năm của nhà máy khoảng 340.000 tấn xăng A83 và 28.600 tấn dầu DO.
đây là điều kiện tốt để giúp cho nhà máy có thể xâm nhập và phân phối cá sản

phẩm xăng dầu trong nước và tạo điều kiện chủ động cho việc tiêu thụ các sản
phẩm khai thác của nghành dầu khí như: Condensate Bạch Hổ, Condensate Nam
GVHD: ThS Nguyễn Văn Toàn Trang 7
Báo cáo thực tập tốt nghiệp
Côn Sơn, Condensate Rồng Đôi và các sản phẩm của nhà máy lọc dầu Dung
Quất (Quãng Ngãi).
1.5. Nhiệm vụ.
Nhà máy có nhiệm vụ chính sau:
- Quán lý, vận hành, bảo dưỡng nhà máy chế biến condensate.
- Tổ chức và thực hiện các hoạt động trong lĩnh vực chế biến và kinh doanh các
sản phẩm dầu mỏ.
- Thực hiện các nhiệm vụ khác do tổng công ty dầu khí Việt Nam uỷ quyền.
1.6. Các hệ thống chính.
Nhà máy CPP gồm những khu vực hoạt động, hệ thống chính sau đây:
- Hệ thống chưng cất Condensate.
- Hệ thống trộn.
- Khu bồn bể.
- Hệ thống phân phối sản phẩm.
- Hệ thống điện.
- Hệ thống phụ trợ.
Nhà máy CPP có một số thiết bị hiện có của Kho Cảng Thị Vải (TVT) như:
đường cáp điện nguồn trung thế, nguồn nước thành phố, cảng số 1 cùng với một
số tuyến ống dành cho việc nhập nguyên liệu. Ngoài ra hệ thống điều khiển CPP
và TVT được kết nối để trao đổi, giám sát những dữ liệu cần thiết.
1.6.1. Hệ thống chưng cất.
Tháp chưng cất đóng vai trò rất quan trọng trong nhà máy CPP. Tại đây
nguồn condensate nặng sẽ được xử lý để cắt đi các thành phần nhẹ có nhiệt độ
sôi dưới 40
0
C và các thành phần nặng có nhiệt độ sôi trên 210

0
C. Tháp được
thiết kế để chế biến condensate ổn định với đặc tính phù hợp để có thể trộn với
Reformate tạo ra xăng có chỉ số RON 83 theo TCVN 5690-98. Tháp C-01
bao gồm 35 khay kiểu van (khay đỉnh là khay số 1, khay đáy là khay số 35),
nguồn condensate thô được đưa vào khay 18, 21 hoặc 24 của tháp. Condensate
ổn định (xăng thô) được lấy ra từ khay số 12.
1.6.2. Hệ thống trộn.
Hệ thống trộn sẽ thực hiện các chức năng chính sau:
GVHD: ThS Nguyễn Văn Toàn Trang 8
Báo cáo thực tập tốt nghiệp
- Điều khiển một cách liên tục tỷ lệ giữa các thành phần đầu vào để sản phẩm đạt
các đặc tính kỹ thuật, với độ lệch (sai số) nhỏ nhất so với công thức trộn chuẩn.
- Tối ưu hóa (gián tiếp) việc điều khiển đầu vào và công thức trộn mong muốn
dựa trên các mô hình trộn điều hòa và các kết quả trộn tích hợp để đạt được chất
lượng trộn tối ưu.
1.6.3. Hệ thống bồn bể.
Ký hiệu, chất lỏng chứa trong bồn Dung tích (m
3
) Số lượng
TK-12 A/B: Reformate/MTBE 5700 < 2
TK-13 A/B: xăng thành phẩm 5700 < 2
TK-11 A/B: xăng thô 600 2
TK-15: dầu nặng (FO) 1000 1
V-51: Nước cứu hỏa 1600 1
V-31: Nước uống 35 1
V-52: Dầu diesel (DO) (*1) 1
1.6.4. Hệ thống phân phối sản phẩm.
 Bằng tàu:
Việc xuất xăng từ bồn ra tàu đậu tại cảng số 1 sẽ được thực hiện bằng các

thiết bị của KC Thị Vải gồm trạm bơm và đồng hồ đo dòng loại coriolis. Trạm
bơm gồm 3 bơm mắc song song với công suất 250 m
3
/ mỗi bơm. Trên đường
hút của bơm sẽ lắp 3 bơm xuất xăng để đáp ứng yêu cầu
Trước khi việc xuất sản phẩm ra tàu được bắt đầu, tất cả các khâu kiểm tra,
thống nhất qui trình xuất hàng phải được thực hiện để bảo đảm việc kết nối giữa
tàu và cảng được an toàn. Công việc này bao gồm việc kiểm tra các thiết bị liên
quan, tình trạng của thiết bị, hai bên cùng kiểm tra phần kiểm định của hệ thống
đo đếm, hệ thống phòng cháy chữa cháy.
Tiếp theo: mặt bích của cần xuất được điều khiển đến vị trí để kết nối với
đường nạp của tàu. Việc xuất xăng được tiến hành với việc duy trì thường xuyên
liên lạc bằng bộ đàm, điện thoại giữa các vận hành viên.
Việc chuẩn bị đường hút, đường hồi lưu của bơm phải được chuẩn bị trước
khi tàu cập cảng để tránh lãng phí thời gian.
GVHD: ThS Nguyễn Văn Toàn Trang 9
Báo cáo thực tập tốt nghiệp
Một số ống mềm phù hợp nên được chuẩn bị sẵn sàng để dự phòng thay
cần xuất chính.
 Bằng xe bồn:
50% lượng sản phẩm sẽ được phân phối bằng xe bồn.
Bơm sẽ bơm sản phẩm tới trạm xuất cho xe bồn. Thiết bị xuất tại trạm này
được thiết kế để hoạt động 10 giờ mỗi ngày.
Xe bồn có dung tích 16.000 lít. Trạm xuất xe bồn gồm 3 cần xuất. Cần xuất
hoạt động bằng khí nén, thủy lực. Mỗi cần xuất có khả năng xuất 1/3 lượng sản
phẩm (400 m
3
/ngày). Một trong 3 cần xuất sẽ làm việc ở chế độ dự phòng và có
thể dùng cho việc xuất dầu FO.
Dầu nặng FO được bơm tới trạm xuất xe bồn.

1.6.5. Hệ thống điện.
- Nguồn điện chính và biện pháp bảo vệ
- Cầu dao cao áp
- Máy phát điện dự phòng và biện pháp bảo vệ
- Cầu giao hạ thế
- Hệ thống phân phối, MCC – trung tâm điều khiển môtơ
- Nguồn cung cấp 1 chiều DC (125 VDC)
- Hệ thống nối đất.
- UPS – Hệ thống cấp nguồn liên tục
1.6.6. Hệ thống phụ trợ.
 Hệ thống LPG
Xe bồn LPG, với các bộ hóa hơi sẽ cung cấp khí cho lò gia nhiệt khi khởi
động vì chưa có dầu FO hay khí fuel gas từ tháp chưng cất. LPG thông qua bộ
hóa hơi sẽ được bơm ra để cung cấp nhiên liệu cho các đầu đốt.
 Hệ thống dầu DO
Dầu diesel sẽ cung cấp nhiên liệu cho máy phát điện dự phòng và bơm cứu
hỏa động cơ diesel.
 Hệ thống khí điều khiển và khí nhà máy
Hệ thống khí điều khiển (AI) gồm những thiết bị cung cấp khí cho tất cả
các thiết bị điều khiển. Hai máy nén khí chạy điện với thiết bị sấy khô khí sẽ
đảm nhiệm việc cung cấp khí điều khiển. Áp suất đầu ra của bình khí điều khiển
GVHD: ThS Nguyễn Văn Toàn Trang 10
Báo cáo thực tập tốt nghiệp
(AI) có là 980 KPa với điểm sương tối đa là 3
0
C. Lượng khí điều khiển tiêu thụ
khoảng 180Nm
3
/h
Khí nhà máy - AP cũng nhận từ đầu ra của máy nén khí (không qua bộ lọc

tinh như AI) dùng cho việc lau chùi và thổi được dẫn đến tất cả các khu vực của
nhà máy (gồm cả xưởng bảo dưỡng) nơi các công cụ khí được dùng cho việc
bảo dưỡng thiết bị. Bộ tự động phân bố khí bằng van điều khiển sẽ ưu tiên cho
việc cung cấp AI bằng cách cách ly đầu hút AP trong bất kỳ trường hợp thiếu khí
nào (áp suất đầu ra của AI bé hơn 800kPa).
 Hệ thống mương máng xả chất thải khép kín
Các chất lỏng từ các bơm hydro cacbon, bồn bể, tháp sẽ thoát xuống hệ
thống mương máng chất thải khép kín và bể API sẽ tách dầu ra khỏi nước.

 Hệ thống nước sinh hoạt
Hệ thống nước sinh hoạt được cung cấp từ nguồn nước của địa phương.
Bồn nước sinh hoạt được thiết kế có thể dùng liên tục 7 ngày. Bồn được thiết kế
đạt tiêu chuẩn bình nước uống của tổ chức sức khỏe thế giới (WHO).
 Hệ thống khí Nitơ
Khí Nitơ được dùng cho việc thổi ra đuốc, làm sạch các thiết bị, khi chuẩn
bị khởi động hoặc ngắt các thiết bị điều khiển.
Lượng nitơ yêu cầu cho CPP khi vận hành bình thường là 20Nm3/h. Nitơ
sử dụng cho CPP sẽ được cung cấp từ TVT. Áp suất tối thiểu của nitơ là 350kPa.
GVHD: ThS Nguyễn Văn Toàn Trang 11
Báo cáo thực tập tốt nghiệp
CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CAO ÁP
CỦA NHÀ MÁY
2.1. Hệ thống điều khiển cao áp.
2.1.1. Giới thiệu.
Hệ thống khí điều khiển (AI) gồm những thiết bị cung cấp khí cho tất cả
các thiết bị điều khiển. Hai máy nén khí chạy điện với thiết bị sấy khô khí sẽ
đảm nhiệm việc cung cấp khí điều khiển. cũng như dùng trong việc lao chùi và
thổi được dẫn đến tất cả các khu vực của nhà máy, nơi các công cụ khí được
dùng cho việc bảo dưỡng thiết bị.
Hệ thống khí nén bao gồm các phần: bộ lọc khí vào, thiết bị làm mát giữa

các
cấp (làm mát trung gian), thiết bị làm mát sau( làm mát sau nén), thiết bị
làm khô
khí,
bẫy lọc ẩm, bình chứa, hệ thống đường ống, bộ lọc, thiết bị điều
tiết và bôi
trơn.
- Bộ lọc khí vào: ngăn không cho bụi vào máy nén: bụi vào gây tắc
ghẽn
van,
làm mòn xy lanh và các bộ phận
khác.
- Thiết bị làm mát giữa các cấp: Giảm nhiệt độ khí trước khi vào cấp
kế tiếp
để
giảm tải nén và tăng hiệu suất. Khí thường được làm mát bằng
nước.
- Thiết bị làm mát sau: Để loại bỏ hơi nước trong không khí bằng
GVHD: ThS Nguyễn Văn Toàn Trang 12
Báo cáo thực tập tốt nghiệp
cách
giảm
nhiệt độ trong bộ trao đổi nhiệt dùng nước làm
mát.
- Bộ làm khô khí: Lượng hơi ẩm còn sót lại sau khi qua thiết bị
làm mát
sau
được loại bỏ nhờ bộ làm khô khí, vì khí sử dụng cho các thiết bị
khí nén phải gần
như

khô hoàn toàn. Hơi ẩm bị loại bỏ nhờ sửu dụng các chất
hấp thụ như sillic oxit,
than
hoạt tính hoặc giàn làm khô được làm lạnh hay
nhiệt độ từ các bộ sấy của máy nén
khí.
- Bẫy lọc ẩm: các bẫy lọc ẩm được sử dụng để loại bỏ độ ẩm
trong khí
nén.
Những bẫy này tương tự như bẫy hơi. Các loại bẫy được sử
dụng gồm: van xả
bằng
tay, các van xả tự động hoặc van xả theo thời gian
v.v.
- Bình tích chứa: Các bình tích dùng để tích chứa khí nén và giảm
các xung
khi
nén- giảm sự thay đổi áp suât từ máy
nén.
2.1.2. Nguyên lý hoạt động.
Không khí đầu tiên đi qua bộ lọc (Air Filter) của máy nén khí, tại đây
không khí được lọc loại bỏ sơ cấp Condensate và bụi tới cấp nén thứ nhất của
máy nén khí, sau khi được nén cấp thứ nhất áp suất khí được nén sơ bộ tới áp
suất từ 1,7 đến 2,4 barg.
GVHD: ThS Nguyễn Văn Toàn Trang 13
Báo cáo thực tập tốt nghiệp
Sau đó không khí được làm mát trước khi được nén ở cấp thứ hai tại van
đầu ra của của máy nén khí thu được khí với áp suất mong muốn. Không khí sau
khi được nén thì được đưa qua bộ lọc/tách, tại đây không khí nén được tách hơi
nước và loại bỏ Condensate một lần nữa.

Không khí nén tiếp tục được đưa vào bình lưu tạm thời để chống lại sự trào
lên đột ngột của khí nén, tiếp
tục khí nén được đưa qua các van lọc tách
hơi nước, qua máy
lạnh tách ẩm
(giảm
nhiệt
độ khí nén)
và
dầu để đạt
được khí
nén lý tưởng. Sau đó được đưa
vào bình chứa, bình chứa khí nhà máy
dùng cho việc điều khiển thiết
bị nhà máy.
Một phần chứa trong bình chứa phụ để sử cho các công việc lau chùi, làm
sạch đường ống, van…
2.1.3. Thiết bị xử lý khí
nén.
2.1.3.1. Yêu cầu về khí
nén.
Khí nén được tạo ra từ những máy nén khí chứa đựng nhiều chất bẩn, độ
bẩn
có thể ở những mức độ khác nhau. Chất bẩn bao gồm bụi, độ ẩm của
không khí
được
hút vào, những phần tử nhỏ chất cặn bã của dầu bôi trơn và
truyền động cơ khí.
Hơn
nữa, trong quá trình nén, nhiệt độ của khí tăng lên,

có thể gây nên quá trình ôxi
hóa
một số phần tử trên. Như vậy, khí nén bao
gồm những chất bẩn đó được tải đi
trong
những ống dẫn khí, sẽ gây nên sự
GVHD: ThS Nguyễn Văn Toàn Trang 14
Báo cáo thực tập tốt nghiệp
ăn mòn, gỉ trong ống đãn và các phần tử của
hệ
thống điều khiển. Vì vậy,
khí nén được sử dụng trong hệ thống điều khiển phải
được
xử lý. Tùy thuộc
váo phạm vi sử dụng mà xá định yêu cầu chất lượng của khí
nén
tương ứng
cho từng trường hợp cụ
thể.
Khí nén được tải từ từ máy nén khí gồm những chất bẩn thô: những hạt
bụi,
chất cặn bã trong dầu bôi trơn và truyền động cơ khí, phần lớn những
chất bẩn
này
được xử lý trong thiết bị gọi là thiết bị làm lạnh tạm thời. Sau đó
khí nén được dẫn
vào
bình nhưng tụ hơi nước, ở đó độ ẩm của khí nén ( lượng
hơi nước) phần lớn sẽ
được

ngưng tụ tại đây – giai đoạn náy gọi là giai đoạn
xử lý thô. Nếu thiết bị xử lý ở
giai
đoạn này tốt thì khí nén có thể được xử
dụng cho những dụng cụ dùng khí nén
bằng
tay, những thiết bị đồ gá chi tiết
đơn giản … Tuy nhiên có những yêu cầu trong
hệ
thống điều khiển và một
số thiết bị đặc biệt thì chất lượng của khí nén phải cao
hơn.
Để đánh giá chất
lượng của khí nén Hội đồng các xí nghiệp châu Âu phân ra làm
5
loại, trong
đó tiêu chuẩn về độ lớn của chất bẩn, áp suất hóa sương, lượng dầu
trong
khí nén. cách phân loại này nhằm định hướng cho các nhà máy, xí nghiệp
chọn
đúng

chất lượng khí nén tương ứng với thiết bị sử
dụng.
GVHD: ThS Nguyễn Văn Toàn Trang 15
Báo cáo thực tập tốt nghiệp
Hệ thống xử lý khí nén được phân thành 3 giai
đoạn:
- Lọc thô: Làm mát tạm thời khí nén từ máy nén khí ra, để tách
chất bẩn

bụi.
Sau đó được đưa vào bình ngưng tụ để tách hơi nước. Giai
đoạn lọc thô là giai
đoạn
cần thiết nhất cho vấn đề xử lý khí
nén.
- Phương pháp sấy khô: Giai đoạn này xử lý tùy theo chất lượng của
khí
nén.
- Lọc tinh: Xứ lý khí nén trong giai đoạn này, trước khi đưa vào sử
dụng.
Giai
đoạn này rất cần thiết cho hệ thống điều
khiển.
2.1.3.2. Các phương pháp xử lý khí
nén.
a) Bình ngưng tụ- làm lạnh bằng không khí (bằng
nước)
Khí nén sau khi ra khỏi máy nén khí sẽ được dẫn vào bình ngưng tụ. Tại
đây
áp
suất khí nén sẽ được làm lạnh và phần lớn lượng hơi nước chứa trong
không khó
sẽ
được ngưng tụ và tác
ra
Làm lạnh bằng không khí, nhiệt độ khí nén trong bình ngưng tụ sẽ đạt
được
trong khoảng từ 30
o

C đến 35
o
C. Làm lạnh bằng nước (nước làm
lạnh có nhiệt
độ
10
o
C) thì nhiệt độ trong bình ngưng tụ sẽ đạt được là
20
o
C
H
ìn
h
2.
1
5:
N
g
u
yê
n
lý
h
oạt động của bình ngưng tụ bằng
nước
b) Thiết bị sấy khô bằng chất làm
lạnh
GVHD: ThS Nguyễn Văn Toàn Trang 16
Báo cáo thực tập tốt nghiệp

Nguyên lý của phương pháp sấy khô bằng chất làm lạnh là: khí nén đi qua
bộ
phận trao đổi nhiệt khí- khí. Tại đây, dòng khí nén vào sẽ được làm lạnh sơ
bộ
bằng
dòng khí nén đã được sấy khô và xử lý từ bộ ngưng tụ đi
lên
Sau khi được làm lạnh sơ bộ, dòng khí nén vào bộ phận trao đổi nhiệt khí-
chất
làm lạnh. Quá trình làm lạnh sẽ được thực hiện bằng cách cho dòng khí
nén
chuyển
động đảo chiều trong những ống đẫ. Nhiệt độ hóa sương ở đây là
2
0
C. Như vậy
lượng
hơi nước trong dòng khí nén vào sẽ được ngưng
tụ.
Dầu, nước, chất bẩn sau khi được tách ra khỏi dòng khí nén sẽ được đưa
ra
ngoài qua van thoát nước ngưng tụ tự động(4). Dòng khí nén được làm sạch
và
còn
lạnh sẽ được đưa đén bộ phận trao đổi nhiệt (1) để nâng nhiệt độ lên
khoảng từ
6
0
C
đến 8

0
C trước khi đưa vào sử
dụng.
Chu kỳ hoạt động của chất làm lạnh được thực hiện bằng máy nén để phát
chất
làm lạnh (5). Sua khi chất làm lạnh được nén qua máy nén, nhiệt độ sẽ
tăng lên,
bình
ngưng tụ(6) sẽ có tác dụng làm nguội chất làm lạnh đó bằng quạt
gió. Van điều
chỉnh
lưu lượng (8) và rơle nhiệt độ(7) có nhiệm vụ điều chỉnh
dòng lưu lượng chất làm
lạnh
hoạt động trong khi có tải, không tải và hơi quá
nhiệt.
Hì
nh
2.
16
:
Sấ
y
kh
ô bằng chất làm
lạnh
c) Thiết bị sấy khô bằng chất hấp
thụ
GVHD: ThS Nguyễn Văn Toàn Trang 17
Báo cáo thực tập tốt nghiệp

Sấy khô bằng chất hấp thụ có thể là quá trình vật lý hay quá trình hóa
học
- Quá trình vật lý: Chất sấy khô hay gọi là chất háo nước sẽ hấp thụ lượng
hơi
nước ở trong không khí ẩm. Thiết bị gồm 2 bình. Bình thứ nhất chứa chất sấy
khô
và
thực hiện quá trình hút ẩm. Bình thứ hai tái tạo lại khả năng hấp thụ
của chất sấy
khô.
Chất sấy khô thường được sử dụng: silicagen SiO
2
, nhiệt độ
điểm sương -50
o
C, tái
tạo
từ 120
o
C đến
180
o
C
- Quá trình hóa học: Thiết bị gồm 1 bình chứa chất hấp thụ (thường dùng là
NaCl).
Không khí ẩm được đưa vào cửa (1) đi qua chất hấp thụ (2). Lượng
hơi nước
trong
không khí kết hợp với chất hấp thụ tạo thành giọt nước lắng
xuống đáy bình.

Phần
nước ngưng tụ được dẫn ra ngoài bằng van (5). Phần
không khí khô sẽ theo cửa
(4)
vào hệ
thống.
GVHD: ThS Nguyễn Văn Toàn Trang 18
Báo cáo thực tập tốt nghiệp
2.1.3.3. Bộ lọc.
Trong một số lĩnh vực, ví dụ như: những dụng
cụ cầm tay sử dụng truyền
động
khí
nén, những thiết bị, đồ gá đơn giản
hoặc hệ thống điều
khiển đơn giản dùng
khí
nén … thì chỉ cần sử dụng một bộ
lọc không khí. Bộ lọc
không khí là một tổ hợp
gồm
3 phần
tử: van lọc, van điều chỉnh áp suất, van
tra
dầu.
a) Van
lọc:
Van lọc có nhiệm vụ tách các thành phần chất bẩn và hơi nước ra
khỏi
khí

nén. Có hai nguyên lý thực
hiện:
-
Chuyển
động xoáy
của dòng áp
suất khí nén
trong van
lọc
- Phần tử lọc xốp làm bằng các chất như: vải dây kim loại, giấy
thấm ướt,
kim
loại thêu kết hay là vật liệu tổng
hợp.
Khí nén sẽ tạo chuyển động xoáy khi qua lá xoắn kim loại, sau đó phần
tử
lọc,
tùy theo yêu cầu chất lượng của khí nén mà chọn loại phần tử lọc có
những loại
từ
5µm đến 7µm. trong trường hợp yêu cầu chất lượng của khí
nén rất cao, vật liệu
phần
tử lọc được chọn là sợi thủy tinh có khả năng tách
nước đến 99%. Những phần tử
lọc
như vậy thì dòng khí nén sẽ chuyển động từ
GVHD: ThS Nguyễn Văn Toàn Trang 19
Báo cáo thực tập tốt nghiệp
trong ra

ngoài
Hình 2.19: Nguyên lý làm việc của van lọc và ký
hiệu
Hình 2.20 Phần tử lọc
b) Van điều chỉnh áp
suất
Van điều chỉnh áp suất có công dụng giữ cho áp suất không đổi ngay cả
khi
có
sự thay đổi bất thường của tải trọng làm việc phía đầu ra hoặc sự dao
động của áp
suất
đường vào. Nguyên tắc hoạt động của van điều chỉnh áp
suất: khi điều chỉnh trục
vít,
tức là điều chỉnh vị trí của đĩa van, trong trường
hợp áp suất của đường ra tăng lên
so
với áp suất được điều chỉnh, khí nén sẽ
qua lỗ thông tác dụng lên màng , vị trí của
kim
van thay đổi, khí nén qua lỗ xả
khí ra ngoài. Đến khi áp suất ở đường ra giảm
xuống

bằng với áp suất được
điều chỉnh, kim van trở về vị trí ban
đầu
Hình 2.21:
Van điều

chỉnh áp
suất và ký
hiệu
c)
van tra
dầu
GVHD: ThS Nguyễn Văn Toàn Trang 20
Báo cáo thực tập tốt nghiệp
Để giảm lực ma sát, sự ăn mòn và rỉ sét của các phần tử trong hệ
thống
điều
khiển bằng khí nén, trong thiết bị van lọc có thêm van tra dầu.
Nguyên tắc tra
dầu
được thục hiện theo nguyên lý
Ventury.
Điều kiện để dầu có thể qua ống Ventury là độ sụt áp ∆p phải lớn hơn
áp
suất
cột dầu
H
Hình 2.22: Nguyên lý
Ventury
2.1.4. Hệ thống thiết bị phân phối khí
nén.
2.1.4.1. Yêu
cầu.
Hệ thống phân phối khí nén có nhiệm vụ chuyển không khí từ máy nén
khí
đến

khâu cuối cùng để sử dụng, ví dụ như động cơ khí nén, máy ép
dùng khí nén,
máy
nâng hạ dùng khí nén, dụng cụ cầm tay dùng khí né và hệ
thống điều khiển bằng
khí
nén (cơ cấu chấp hành, phần tử điều
khiển…)
Truyền tải không khí nén được thực hiện bằng hệ thống ống dẫn khí
nén,
cần
phân biệt mạng đường ống được lắp ráp cố định (như trong các
nhà máy) và
mạng

đường ống lắp ráp trong từng thiết bị, trong từng máy (như
hình
vẽ)
GVHD: ThS Nguyễn Văn Toàn Trang 21
Báo cáo thực tập tốt nghiệp
Yêu cầu đối với hệ thống thiết bị phân phối khí nén là đảm bảo cho áp
suất
p,
lưu lượng Q và chất lượng của khí nén cho nơi tiêu thụ, cụ thể là
các thiết bị,
máy
mác. Ngoài tiêu chuẩn chọn hợp lý máy nén khí, tiêu chuẩn
chọn đúng thông số của
hệ
thống ống dẫn (ví dụ: đường kính ống dẫn, vật liệu

ống dẫn), cách lắp đặ hệ thống
ống
dẫn, bảo hành hệ thống thiết bị phân phối
khí nén cũng đống vai trò quan trọng
về
phương diện kinh tế cũng như yêu
cầu kỹ thuật cho hệ thống điều khiển bằng khí
nén.
Yêu cầu về tổn thất áp
suất đối với hệ thống thiết bị phân phối khí nén (từ bình
trích
chứa cho đến
nơi tiêu thụ, cụ thể là thiết bị máy móc) không vượt qua 1.0bar cụ
thể
như
sau:
- Tổn thất áp suất trong ống dẫn chính :
0.1bar
- Tổn thất áp suất trong ống nối :
0.1bar
- Tổn thất áp suất trong thiết bị xử lý, bình ngưng tụ :
0.2bar
- tổn thất áp suất trong thiết bị lọc tinh :
0.6bar
2.1.4.2. Bình trích chứa khí
nén.
Bình trích chứa khí nén có nhiệm vụ là cân bằng áp suất khí nén từ máy
GVHD: ThS Nguyễn Văn Toàn Trang 22
Báo cáo thực tập tốt nghiệp
nén

khí
chuyển đến, trích chứa và ngưng tụ, tách
nước.
Kích thước bình chứa phụ thuộc vào công suất tiêu thụ của máy nén
khí
và
công suất tiêu thụ của thiết bị máy móc sử dụng, ngoài ra còn phụ
thuộc vào
phương
pháp sử dụng khí nén: ví dụ như sử dụng liên tục hay gián
đoạn
Bình trích chứa khí nén nên lắp ráp trong không gian thoáng để thực hiện
được
nhiệm vụ như ngưng tụ và tách nước trong khí
nén.
Hình 3.2: Các loại bình trích chứa khí
nén
a. Loại bình trích chứa thẳng
đứng
b. Loại bình trích chứa nằm
ngang
c. Loại bình trích chứa nhỏ gắn trực tiếp vào ống dẫn
khí.
2.1.4.3. Mạng đường ống dẫn khí
nén.
Mạng đường ống dẫn khí nén có thể phân chia làm 2
loại:
+ Mạng đường ống được lắp ráp cố định(trong nhà máy, xí
nghiệp)
+ mạng đường ống được lắp ráp di động(ví dụ như đường ống trong

dây
chuyền
hoặc trong máy móc thiết
bị)
a) Mạng đường ống lắp cố
định
Thông số cơ bản cho mạng đường ống lắp ráp cố định là ngoài lưu lượng
GVHD: ThS Nguyễn Văn Toàn Trang 23
Báo cáo thực tập tốt nghiệp
khí
nén còn có vận tốc dòng chảy, tổn thất áp suất trong đường ống dẫn khí, áp
suất
yêu
cầu, chiều dài ống dẫn và các phụ tùng nối
ống
- Lưu lượng: phụ thuộc vào vận tôc dòng chảy. Vận tốc dòng chảy
càng lớn,
tổn
thất áp suất trong ống dẫn càng
lớn
- Vận tốc dòng chảy: được chọn trong khoảng từ 6m/s đến 10m/s.
vận tốc
dòng
chảy khi qua các phụ tùng nối ống sẽ tăng lên hay vận tốc dòng
chảy sẽ tăng lên
nhất
thời khi dây chuyền, máy móc đang vận
hành
- Tổn thất áp suất: trong các đường ống dẫn chính là 0.1bar. Tuy
nhiên

trong
thực tế sai số cho phép tính đến bằng 5% áp suất yêu cầu. Nếu
trong ống dẫn chính
có
lắp thêm các phụ tùng ống nối, các van thì tổn thất áp
suất của hệ thống ống dẫn
tăng

lên
Khi lắp ráp hệ thống ống dẫn khí nén thường nghiêng góc từ 1% - 2% so
với
mặt phẳng nằn ngang (hình 3.1). Vị trí thấp nhất của hệ thống ống dẫn so
với
mặt
phẳng nằm ngang, lắp ráp bình ngưng tụ nước, để nước trong ống chứa
đụng ở
đó.

b) Mạng đường ống lắp ráp di
động:
Mạng đường ống lắp ráp di động đa dạng hơn mạng đường ống lắp ráp cố
định.
Ngoài những đường ống bằng kim loại có thành ống mỏng như ống dẫn
bằng
đồng,
người ta còn sử dụng thêm các loại ống dẫn bằng nhựa, vật liệu
tổng hợp, các
đường
ống dẫn bằng cao su. Đường kính ống dẫn được lựa chọn
phải tương ứng với

đường
kính mối nối của phần tử điều
khiển.
Ngoài những mối lắp ghép bằng ren, mạng đường ống di động còn sử
dụng
các
mối nối cắm với các đầu
kẹp
Tùy theo áp suất của khí nén cho từng loại máy mà chọn những loại ống
dẫn
có
nhứng tiêu chuẩn khác
nhau.
2.2. Hoạt động của hệ thống máy nén khí nhà máy.
2.2.1. Cấu tạo chung và nguyên tắc hoạt động của máy nén khí.
2.2.1.1. Cấu tạo chung.
GVHD: ThS Nguyễn Văn Toàn Trang 24
Báo cáo thực tập tốt nghiệp
Máy nén khí sử dụng trong Nhà máy chế biến Condensate là loại máy nén
khí kiểu trục vít 2 cấp.
Không khí được nén bằng cách tăng tốc trong các rãnh hình xoắn ốc dưới
tốc độ quay rất cao của trục vít.
2.2.1.2. Nguyên lý hoạt động của hệ thống khí nén.
Không khí đi qua bộ lọc khí (Hình 2.7), tại đây không khí được làm sách sơ
cấp trước khi vào máy nén. Sau khi đi qua một van điều tiết không khí được nén
ở cấp thứ nhất tới áp suất 26 – 40 PSGI (1.8 – 2.5 Kg).
Không khí sau khi được nén cấp thứ nhất thì được cho đi qua mộtống
Venturi để tăng tốc và đươc làm mát nhờ bộ làm mát trung gian (Intercooler) sau
đó được tách một phần hơi nước và Condensate nặng trước khi được nén ở cấp
thứ hai.

Ở cấp thứ hai không khí sẽ được nén tới áp suất mong muốn. Khí nén tiếp
tục cho qua một ống Venturi và sau đó được làm mát bằng bộ làm mát thứ hai
(Aftercooler), qua mỗi bộ làm mát khí nén được loại bỏ hơi nước ngưng tụ nhờ
một van xả dược lắp đặt ngay sau mỗi bộ làm mát.
Sau khi được làm mát lần thứ hai khí nén tiếp tục được tách hơi nước và
Condensate một lần nữa, khí này thu được đảm bảo yêu cầu về áp suất và sẽ tiếp
tục được đưa đi xử lý để sản suất khí nhà máy và khí điều khiển.
GVHD: ThS Nguyễn Văn Toàn Trang 25