Nhóm Mơ phỏng Cơng nghệ Hố học và Dầu khí
Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
CNG
3
Trạm Hiệp Phước 50 triệu m /năm
Sử dụng Pipe Segment
CNG Hiệp Phước
Tính tốn kích thước đường ống phù hợp cho mỗi cụm
Lựa chọn:
Máy nén
Valve
Sử dụng Pipe Segment để mô phỏng hệ thống:
Cum đo đếm khí đầu vào
Cụm máy nén khí CNG
Cụm dẫn CNG ra họng nạp
2
Tính kích thước đường ống
Theo tiêu chuẩn ASME B31.8 vận tốc lưu chất đi trong ống lớn nhất là 30.5 m/s
Theo tiêu chuẩn NORSOK, tổn thất áp suất cho phép qua 100m ống:
Đối với lưu chất có P < 35 barg → Delta P = 0.11 bar
Đối với lưu chất có P> 138 barg → Delta P = P/500
3
Tính kích thước đường ống
• Tính vận tốc khí
Vận tốc trung bình lớn nhất qua ống phụ thuộc lưu lượng lớn nhất và khối lượng riêng lớn nhất của khí:
Trong đó:
V - Vận tốc khí trung bình, m/s
ρ - Tỷ trọng, kg/ m3
d - Đường kính trong ống, m
Q - Lưu lượng, kg/s
4
Tính kích thước đường ống
• Tính tốn độ giảm áp
Độ giảm áp lớn nhất qua ống gây ra bởi lưu lượng lớn nhất và tại khối lượng riêng lớn nhất của
khí.
Cơng thức Darcy để tính độ giảm trên 1 đơn vị chiều dài đường ống như sau:
Trong đó:
f - Hệ số ma sát
W - Lưu lượng khối lượng, kg/h
d - Đường kính trong, mm
ρ - Tỷ trọng, kg/m3
5
Lựa chọn máy nén
Loại máy nén: Pittiong đa cấp (3 cấp)
Công suất: 1800 Sm3/h/1 máy
Số lượng máy nén: 4 máy ( 3làm việc, 1 dự phòng)
Áp suất đầu vào: 14 20 barg
Áp suất đầu ra: 250 barg
Nhiệt độ đầu vào: -10 65°C
Công suất điện: 250 KW
6
Lựa chọn van
Lựa chọn van an toàn theo các tiêu chuẩn:
APIRP 520: sizing, selection, and Installation of Pressure- Relieving Devices in Refineries
APIRP 521: Guide for Pressure – Relieving Depressuring Systems
API Std 526: Flanged Steel Pressure Relief Vales
Lựa chọn van điều áp theo các tiêu chuẩn:
ISA-S75.01: Flow Equation for Sizing Control Valve
Gas Conditioning & Processing Book
Engineering Data Book
7
PFD Công nghệ CNG
FP: Peng-Robinson
Components: CO2, N2, C1- C6, Benzen, Cyclohexan,
C7, Toluen, S-Rhombic, H2S
8
Hệ nhiệt động PR
9
Nguyên liệu
Tên dòng
Gas In
Nhiệt độ (C)
25
Áp suất (bar)
23
Molar Flow
(m3/h)
7200
10
Nguyên liệu
Component
Molefraction
Component
Molefraction
CO2
0.0188
n-C5
0.0012
Nitơ
0.0034
n-C6
0.0023
C1
0.8943
Benzen
0.0001
C2
0.0426
Cyclohexan
0.0001
C3
0.0238
n-C7
0.0001
i-C4
0.0058
Toluen
0.0001
n-C4
0.0054
S-Rhombic
0
i-C5
0.002
H2S
0
11
Nguyên liệu
12
Cụm dẫn khí đầu vào
2 đường ống 6 inch
Sử dụng Pipe Segment để mô phỏng
Chọn Pipe Segment từ Object Palette
13
Cụm dẫn khí đầu vào
14
Cụm dẫn khí đầu vào
Rating tab Append Segment View Segment
Pipe Schedule chọn Schedule 40
Available Nominal Diameter: 152.4 mm (6”)
Bấm phím Specify để kết thúc
15
Cụm dẫn khí đầu vào
Rating tab
Append Segment
View Segment
Schedule 40
Nominal Diameter:
152.4 mm (6”)
Specify
16
Cụm dẫn khí đầu vào
Rating tab → Sizing → Nhập chiều dài ống 20m
17
Cụm dẫn khí đầu vào
Rating tab → Heat Tranfer
Check Include Insulation
Ambient temperature (C)
30
Insulation Type
User Specified
Thermal Conductivity (w/m-K)
0.1
Thickness (mm)
0.1
Ambient Medium
Air
Velocity (m/s)
2.134
18
Cụm dẫn khí đầu vào
Rating tab → Heat Tranfer
19
Add Valve VLV-100
Delta P = 50 KPa
20
Cụm dẫn khí đầu vào
Đường ống 6 inch sau đó nhập tương tự
Chiều dài của đoạn ống: 50m
21
Add Valve VLV-101
P
P out
out == 20
20 bar
bar
22
Add TEE-100
23
Add TEE-100
4 dịng có tỷ lệ như nhau: 0.25
24
Cụm nén khí CNG
25