Tiểu luận Hệ thống gia nhiệt cho đường ống và bể chứa

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHIỆP TUY HÒA KHOA CÔNG NGHỆ HÓA ----------@&?---------- TIỂU LUẬN MÔN KỸ THUẬT ĐƯỜNG ỐNG VÀ BỂ CHỨA Chủ đề: Hệ thống gia nhiệt cho đường ống và bể chứa Giáo viên hướng dẫn: Lê Thị Minh Huyền Sinh viên thực hiện : Dương Văn Dũng Đặng Quang Hùng Nguyễn Hồng Quang Phan Thanh Tĩnh Lớp : CĐ HN32B TP. Tuy Hòa, Tháng 11 năm 2010 LỜI MỞ ĐẦU Môn kỹ thuật Đường ống và bể chứa là một môn nghiên cứu về các thiết bị phụ trợ cho ngành công nghiệp Hóa Dầu, mà đặc biệt hơn nữa là trong các nhà máy lọc dầu. Trong các thiết bị phụ trợ cho vận chuyển và tồn trũ xăng dầu thì hệ thống gia nhiệt là không thể thiếu. Mục đích của bài tham luận này nhằm làm rõ hơn về hệ thống gia nhiệt cho đường ống trong việc vận chuyển và tồn trữ dầu thô. Nội dung được trình bày gồm những phần sau: 1. Sơ lược về phương pháp gia nhiệt cho đường ống (khái niệm về hệ thống gia nhiệt). 2. Các phương pháp gia nhiệt (gia nhiệt bằng hơi, gia nhiệt bằng điện, gia nhiệt bằng điện truyền thống; nguyên lý hoạt động, cấu tạo và nguyên tắc vận hành hệ thống gia nhiệt đường ống dẫn dầu) 3. Ứng dụng của hệ thống gia nhiệt. MỤC LỤC Lời nói đầu .......................................................................................................................... 2 1. Sơ lược về phương pháp gia nhiệt cho đường ống ......................................................... 4 1.1 Phương pháp gia nhiệt đường ống ................................................................................ 4 2.1 Gia nhiệt bằng hơi ........................................................................................................ 4 2. Các phương pháp gia nhiệt …………………………………………………………… 4 2.2 Gia nhiệt bằng điện ………………………………………………………………….. 4 2.2.1 Nguyên lý hoạt động ………………………………………………………………. 4 2.2.2 Cấu tạo và nguyên tắc vận hành hệ thống gia nhiệt đường ống dẫn dầu …………. 4 2.3 Phương pháp gia nhiệt bằng điện truyền thống ……………………………………… 5 3. Ứng dụng của hệ thống gia nhiệt ……………………………………………………… 6 Kết luận …………………………………………………………………………………....7 1. Sơ lược về phương pháp gia nhiệt cho đường ống 1.1 Phương pháp gia nhiệt đường ống Phương án sử dụng dầu thay thế có nhiều ưu điểm, tuy nhiên có nhược điểm là đầu tư ban đầu cao. Vì vậy, trong những năm người ta phát triển hệ thống gia nhiệt đường ống bằng điện dựa trên tiến bộ công nghệ mới về hiện tượng dòmg điện bề mặt ở điện áp cao. Gia nhiệt đường ống có nhiều giải pháp khác như dung hơi, dung dây điện trở. 2. Các phương pháp gia nhiệt 2.1 Gia nhiệt bằng hơi Phương pháp gia nhiệt bằng hơi gặp trở ngại đường ống chiều dài ống thường lớn đòi hỏi áp suất hơi cao và rất khó khăn trong việc thu hồi nước ngưng. Phương pháp này chỉ áp dụng cho gia nhiệt đường ống trên bờ có chiều dài không lớn. 2.2 Gia nhiệt bằng điện Phương pháp này có ưu điểm là đầu tư ban đầu thấp hơn so với phương pháp dung dầu rửa thay thế đường ống chỉ đầu tư một đường ống mà không cần thêm đường ống dẫn dầu rửa. Tuy nhiên chi phí vận hành của phương pháp này cao hơn so vói phương pháp dùng dầu rửa thay thế. Chính vì vậy các nhà đầu tư thường cân nhắc giữa phương pháp gia nhiệt bằng điện và phương pháp gia nhiệt dùng dầu thay thế quyết định lựa chọn giải pháp thích hợp cho hệ thống dàu thô của nhà máy lọc dầu. Để lựa chọn đúng phương pháp thích hợp phải tiến hành đánh giá, so sánh đầy đủ tính khả thi cả khía cạnh kinh tế và kỹ thuật. 2.2.1 Nguyên lý hoạt động Gia nhiệt bằng dòng điện bề mặt dựa trên nguyên lý khi có dòng điện cao áp (khoảng 4000 vôn) đi qua một dây dấn thì bề mặt kim loại xuất hiện dòng điện gọi là dòng điện bề mặt (tương tự như hiện tượng dòng điện cao tần). Dưới tác dụng của dòng điện, bề mặt kim loại sẽ bị đốt nóng lên. Dựa vào hiện tượng này, người ta áp dụng vào gia nhiệt đường ống. Sơ đồ nguyên lý quá trình gia nhiệt đường ống sử dụng dòng điện bề mặt cao áp được mô tả trong Hình 2 heo sơ đồ nguyên lý này, để thực hiện được quá trình gia nhiệt, trên bề mặt đường ống cần gia nhiệt người ta hàn ống gia nhiệt, bên trong các ống gia nhiệt này có đặt các dây điện cho dòng điện cao áp đi qua. Khi có dòng điện cao áp đi qua dây dẫn, trên bề mặt của ống gia nhiệt xuất hiện dòng điện trên bề mặt, dưới tác dụng của dòng điện, ống gia nhiệt bị đốt nóng lên và truyền nhiệt sang đường ống cần gia nhiệt. 2.2.2 Cấu tạo và nguyên tắc vận hành hệ thống gia nhiệt đường ống dẫn dầu Hệ thống gia nhiệt đường ống dầu thô bao gồm các bộ phận chính: máy biến áp tạo nguồn điện cao áp, hệ thống giây cáp, các ống gia nhiệt, đường ống và vá cách nhiệt. Sơ đồ tổng thể lắp đặt và cấu tạo hệ thống gia nhiệt bằng phương pháp dòng điện bề mặt cao áp được minh họa trong Hình 3 Theo sơ đồ này, dọc theo đường ống dẫn dầu thô người ta hàn các ống nhá (gọi là đường ống gia nhiệt), phía trong lòng các ống gia nhiệt người ta lắp dây dẫn cho dòng điện cao áp chạy qua . Để thuận lợi cho quá trình lắp đặt bảo trì, mỗi một đoạn ống nhất định người ta lắp một hộp nối dây cáp điện. Số lượng ống gia nhiệt được lắp đặt phù hợp công suất gia nhiệt và được bố trí sao cho sự phân phối nhiệt đồng đều trên tiết diện ống cần gia nhiệt. Nhằm tăng độ tin cậy của hệ thống, một cáp điện và một ống gia nhiệt dự phòng được lắp đặt bổ sung. Phương pháp gia nhiệt đường ống có nhiều ưu điểm vận hành. Theo phương pháp này, dầu thô có nhiệt độ đông đặc cao sau khi nhập từ tàu dầu phần còn lại trong đường ống không cần phải đẩy ra khỏi đường ống mà vấn giữ nguyên trong ống. Khi chuẩn bị nhập chuyến dầu thô tiếp theo, thì hệ thống gia nhiệt được khởi động (thường trước khi nhập 24 giờ) đểđưa phần dầu trong ống về trạng thái lỏng có thể chuyển động được trong đường ống bằng bơm. Khi kết thúc quá trình nhập dầu thô, hệ thống gia nhiệt ngừng hoạt động để tiết kiệm chi phí vận hành. Phương pháp gia nhiệt chỉ cần một đường ống dẫn mà không cần hai đường ống để tuần hoàn dầu rửa. phương pháp này có độ tin cậy vận hành cao, khi có sự có xảy ra (dầu bị đông đặc trong ống) có thể khôi phục được tuyến về trạng thái hoàn toàn như ban đầu khi hệ thống gia nhiệt được khôi phục. 2.3 Phương pháp gia nhiệt bằng điện truyền thống Là phương pháp người ta sử dụng dây điện trở để gia nhiệt trực tiếp cho đường ống dẫn dầu. tuy nhiên, phương pháp này chỉ phù hợp cho gia nhiệt phần đường ống trên bờ. Theo phương pháp này, các dây điện trở đặc biệt sẽ được quấn dọc theo đường ống dẫn dầu. khi dòng điện chảy qua các dây điện trở này sẽ làm nóng thành đường ống và sau đó nhiệt được truyền vào dầu trong đường ống để nâng nhiệt độ của dầu tới giá trị thích hợp cho chế độ vận hành. Sơ đồ minh họa cho phương pháp gia nhiệt đường ống bằng dây điện trở và cấu tạo dây điện trở được trình bày trong các Hình 3 và Hình 4. Hệ thống đường ống nhập dầu thô, cho dù có sử dụng phương pháp dầu thay thế thì một số phần tuyến ống dầu thô trên bờ vẫn phải gia nhiệt bằng điện , đường ống một số đoạn ống không thể thực hiện bằng phương pháp gia nhiệt khác. 3. Ứng dụng của hệ thống gia nhiệt Hệ thống gia nhiệt được ứng dụng trong các nhà máy, kho chứa dầu thô nhằm mục đích phục vụ quá trình xuất nhập dầu thô một cách nhanh chóng và thuận tiện. Góp phần làm cho nền công nghiệp dầu mỏ phát triển cùng thời đại. KẾT LUẬN Việc xem xét lựa chọn phương pháp nào thích hợp để giải quyết vấn đề đông đặc dầu thô trên đường ống nhập được xem xét trên nhiều yếu tố: đầu tư ban đầu, chi phí vận hành, điều kiện cụ thể của từng dự án. Mọi phương án lự chọn đều cần phải đảm bảo độ tin cậy của hệ thống, hiệu quả kinh tế mang lại hợp lý.