Các thiết bị đo đếm lưu lượng tại cà mau GDC

17 679 0
Các thiết bị đo đếm lưu lượng tại cà mau GDC

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

Các thiết bị đo đếm lưu lượng tại cà mau GDC

CÁC THIẾT BỊ ĐO ĐẾM LƯU LƯỢNG TẠI CÀ MAU GDC Thực hiện: Nguyễn Hoàng Phương Kỹ sư vận hành PetroVietnam Gas Cà Mau MỤC LỤC Đường ống PM-3 dẫn khí vào trạm phân phối GDC Cà Mau lọc bụi nước, sau gia nhiệt, đo lưu lượng - thể tích – nhiệt lượng trước giao cho hai nhà máy điện Ngoài hệ thống đo đếm khí cấp cho nhà máy điện, trạm có số thiết bị đo đếm lưu lượng khác Bài viết sau tổng hợp tất thiết bị đo lưu lượng GDC Cà Mau Gồm có: I II III Hệ thống đo đếm khí cấp cho hai nhà máy điện Thiết bị đo đếm cụm Instrument Thiết bị đo đếm đường ống Purge Gas Pilot (duy trì lửa mồi IV cho Flare) Thiết bị đo đếm đường ống Fuel Gas, cung cấp khí đốt cho Heater I HỆ THỐNG ĐO ĐẾM KHÍ CẤP CHO HAI NHÀ MÁY ĐIỆN I.1 Thành phần cấu tạo: Hệ thống đo đếm khí cấp cho nhà máy điện gồm có thành phần sau: - Hai Ultrasonic Flow Meters Transmitter nhiệt độ, Transmitter áp suất đồng hồ đo nhiệt độ, áp suất Các Ball Valve ngõ vào Một máy phân tích sắc khí máy phân tích nhiệt độ điểm sương - Hydrocacbon Một đường khí lấy mẫu để phân tích Hai Flow computers Một Station computer Hai máy in I.2 Nguyên tắc tính toán Hệ thống đo đếm lưu lượng dựa theo nguyên tắc: tính vận tốc dòng khí nhờ vào Ultrasonic Flow Meters, quy đổi chúng điều kiện tiêu chuẩn (T = 15°C, P = 101.325 Kpa) dựa vào giá trị nhiệt độ, áp suất nhận từ Transmitter, từ kết hợp với tiết diện ngang biết trước để tính lưu lượng, cuối tính thể tích khí theo thời gian V=F.t =v.S.t Trong đó: V: thể tích khí (tính theo tiêu chuẩn) F: lưu lượng dòng khí qua USM v: vận tốc dòng khí quy đổi điều kiện chuẩn S: tiết diện (trong) đường ống t: thời gian Ngoài , hệ thống tính toán lượng nhiệt lượng khối lượng cung cấp nhờ vào kết phân tích thành phần máy sắc ký Máy phân tích sắc ký (GC) phân tích tính toán %mol thành phần khí từ C1 đến C6+ (C6,C7,C8) sau gửi Flow Computer để tính nhiệt trị khối lượng riêng chúng Sau kết hợp với lưu lượng thời điểm để tính nhiệt lượng khối lượng cấp cho nhà máy điện I.3 Ultrasonic Flow Meters Đây phận quan trong hệ thống đo đếm, cung cấp giá trị vận tốc tức thời dòng khí phục vụ cho việc tính toán thể tích nhiệt lượng cung cấp Trạm GDC sử dụng Ultrasonic Flowmeter hãng Daniel, Model 3400 Mỗi USM bao gồm cặp phát-nhận tín hiệu siêu âm (Ultrasonic), chia thành nhánh: Pay Check Một đầu phát tín hiệu siêu âm Nguyên tắc hoạt động A’ B’ Flow A B Ví dụ minh họa cặp Ultrasonic: A-A’, B-B’, C-C’, D-D’ Ta nói cặp Ultrasonic A-A’ B-B’ (nhánh Pay), nhánh check có nguyên lý tương tự) tín hiệu ngược chiều dòng lưu chất Tín hiệu chiều dòng lưu chất (A-A’) lưu chất hỗ trợ thêm, ngược lại, tín hiệu ngược chiều (B-B’) bị cản trở dòng lưu chất, dẫn đến có độ trễ nhận tín hiệu hai cặp Ultrasonic Vận tốc dòng lớn, độ trễ nhiều Lưu chất không chuyển động, độ trễ Và dựa vào độ trễ này, xử lý tính toán vận tốc dòng khí, cung cấp cho trình tính toán lưu lượng Ở chu kỳ tiếp theo, A’ B phát tín hiệu, A B’ nhận, trình diễn tương tự Nguyên lý hoạt động thiết bị đo đếm USM tham khảo Video Clip đây: (bấm Ctrl + Click để xem) http://www.youtube.com/watch?v=Bx2RnrfLkQg&feature=related http://www.youtube.com/watch?v=uvOW-7G_yG8&feature=related I.4 Transmitter nhiệt độ, Transmitter áp suất: có chức đo nhiệt độ áp suất, gửi tín hiệu xử lý để phục vụ cho trình tính toán chuyển đổi điều kiện tiêu chuẩn (T = 15°C, P = I.5 101.325 Kpa) Các Ball Valve ngõ vào ra: Có tác dụng cô lập Metering cần thiết, đồng thời dùng để điều chỉnh chế độ hoạt động hai Metering (nối tiếp hay song song) I.6 Máy phân tích sắc khí (GC): Có nhiệm vụ phân tích tính toán %mol thành phần khí từ C1 đến C6+ (C6, C7, C8) sau gửi Flow Computer để tính nhiệt trị dòng khí thời điểm I.7 Flow computer: Mỗi Metering có Flow computer kèm theo, có nhiệm vụ nhận giá trị vận tốc từ hai pay check meter, thông số nhiệt độ áp suất từ transmitters thành phần khí từ hai máy phân tích sắc khí để tính sản lượng khí cung cấp cho nhà máy điện Một Flow computer nhận giá trị Pay từ USM nhận giá trị Check từ USM lại để kiểm tra, dù hai USM có chạy nối tiếp hay song song giữ quy tắc Còn giá trị nhiệt độ áp suất sử dụng cho hai Pay meter Check meter Pay meters dùng để đo lưu lượng tính tiền với khách hàng Check meters dùng để kiểm tra lại lưu lượng đo từ Pay meters, phòng trường hợp tín hiệu nhánh Pay bị lỗi, Flow computer nhánh Pay bị lỗi Các giá trị flow computers tính gồm có: - - I.8 Tổng tích lũy (cumulative totals) o Thể tích thô (gross volume) m3/h o Thể tích điều kiện chuẩn (standard volume) kSm3/h (15oC, 1amt) o Khối lượng lượng (mass & energy) Ton/h, GJ/h Tổng (hourly totals) Tổng ngày (daily totals) Tổng tuần (weekly totals) Tổng tháng (monthly totals Station computer Station computer đóng vai trò cầu nối trung gian người dùng với thành phần khác thiết bị đo đếm, bao gồm chức sau đây: - Chuyển liệu tới Flow computer nhận liệu từ Flow computer Cung cấp cho người vận hành giao diện thân thiết hệ thống - metering Tạo report thời điểm tại, giờ, ngày, tuần, tháng, danh - sách kiện cảnh báo Cung cấp khả lưu trữ file reports theo thứ tự để - tìm lại cách dễ dàng Hiển thị in report Hiển thị liệu phân tích máy phân tích sắc khí (GC) Lấy giá trị tính như: khối lượng, lượng,thể tích thô thể tích điều kiện chuẩn,… từ Flow computer I.9 Máy in: Hệ thống metering gồm hai máy in, có chức sau: - Một nối tới Ethernet Switch để in report cho station computer - Cái lại nối tới GC controller đường parallel printer để in kết phân tích, cảnh báo, kết ta hiệu chuẩn, hiệu chỉnh GC II THIẾT BỊ ĐO ĐẾM TẠI CỤM INSTRUMENT Cụm Instrument GDC sử dụng thiết bị đo đếm có tên gọi Coriolis Flowmeter, thuộc The ROTAMASS hãng Yokogawa Coriolis Flowmeter gồm phận chính: - Bộ phận đo: cấu tạo gồm hai ống nhựa hình chữ U dẫn hướng cho dòng chảy, hai sensor cảm biến, phận kích thích Bộ phận có nhiệm - vụ đo giá trị lệch pha, tần số dao động gửi tín hiệu xử lý Bộ phận xử lý hình: có chức tính toán giá trị lưu lượng, thể tích, khối lượng riêng dòng chảy dựa vào tín hiệu truyền từ sensor II.1 Nguyên lý Coriolis Coriolis Flowmeter hoạt động dựa nguyên lý Coriolis nhà bác học tên, phát cách 200 năm Vậy nguyên lý Coriolis gì? Đối với số người, nguyên lý Coriolis nghiên cứu khoa học chuẩn xác, xa lạ với hầu hết Thử tưởng tượng, có dòng chảy (với vận tốc V) chảy ống nhựa dẻo quay quanh trục (với vận tốc góc W) hình vẽ bên Kết dòng chảy uốn cong đoạn ống Bây giờ, ta xét vật có khối lượng M di chuyển từ tâm rìa đĩa quay, vật M vẽ lên đường B hình vẽ Nhưng ta định hướng vật M rãnh A, vật M thẳng, sinh lực tác dụng vào rảnh A, ta gọi lực Coriolis Lực Coriolis tính sau: FC = -2.M.V.W 10 Với: FC : Lực Coriolis M : Khối lượng vật M V : Vận tốc chất lỏng W : Vận tốc góc chuyển động quay Dựa vào nguyên lý người ta thiết kế thiết bị đo lưu lượng với tên gọi Coriolis Flowmeter II.2 Coriolis Flowmeter Đi sâu vào cấu tạo phận đo, có: - Hai ống Plastic dẫn hướng - dòng chảy Một thiết bị kích thích (Impulse), tác động xung - thích hợp lên ống Plastic Hai sensor đặt đầu vào ống, nhận tín hiệu chuyển động ống 11 Sensor Thiết bị kích thích Khi lưu chất đứng yên, thiết bị kích thích tác động xung thích hợp khiến ống Plastic dao động đồng ghi nhận lại tần số (đường màu hồng bên dưới) Hai sensor cảm biến hai đầu ghi nhận tín hiệu (đường màu xanh xanh dương) với độ lệch pha Lúc ba đồ thị bên trùng vị trí đường màu hồng Ta dùng tần số để tính toán khối lượng riêng lưu chất 12 Khi lưu chất chuyển động, chuyển động tới dòng lưu chất kết hợp với dao động tạo thiết bị kích thích khiến ống dao dộng không hai đầu ống, dẫn đến hai sensor ghi nhận tín hiệu với độ lệch pha α (của đường màu xanh xanh dương), vận tốc dòng lớn, độ lệch pha lớn, giá trị dùng để suy vận tốc dòng lưu chất Các tín hiệu gửi xử lý để suy độ lệch pha, tần số dao động từ tính giá trị lưu lượng, khối lượng riêng, thể tích,… Nguyên lý hoạt động thiết bị đo đếm Cloriolis tham khảo Video Clip đây: (bấm Ctrl + Click để xem) http://www.youtube.com/watch?v=XIIViaNITIw 13 III THIẾT BỊ ĐO ĐẾM PURGE GAS VÀ PILOT CHO FLARE Từ cụm Instrument, nhánh khí đưa vào đường ống góp để đuổi Oxi, nhánh khác có tác dụng đánh lửa trì lửa mồi cho Flare Ở hai nhánh sử dụng loại thiết bị đo đếm, lưu lượng kế dạng phao (Variable Area Flowmeter), có tên Rotameter hãng Yokogawa Nguyên tắc hoạt động: Cấu tạo thiết bị phao nằm bên ống dẫn lưu chất, chuyển động lên xuống trục đặt tâm ống Phao đủ nhỏ để có lưu chất qua khoảng trống thành ống phao Khi lưu chất chuyển động từ lên đồng thời nâng phao lên Vận tốc dòng lớn phao nâng cao Khi lưu chất không chuyển động, phao nằm sát phía 14 Phao kết nối với cấu truyền động bên (dùng từ trường), chuyển thành chuyển động quay kích hoạt lên kim lưu lượng dòng chảy Nguyên lý hoạt động thiết bị đo đếm lưu lượng dạng phao tham khảo Video Clip đây: (bấm Ctrl + Click để xem) http://www.youtube.com/watch?v=dQ5KQEdwM4U&feature=related 15 IV THIẾT BỊ ĐO ĐẾM FUEL GAS, CUNG CẤP KHÍ ĐỐT CHO HEATER Từ cụm Instrument, nhánh khí dẫn tới Heater, nhằm cung cấp khí đốt cho trình làm nóng Trước đốt, khí đo lưu lượng lưu lượng kế dạng Turbine, có tên MC-II Plus EXP Flow Analyzer hãng NuFlo Nguyên tắc hoạt động Bộ phận thiết bị turbine cánh quạt đặt lòng ống, chuyển động tròn xoay quanh trục ống Ở hai đầu đệm hãm có tác dụng ổn định dòng 16 Khi có lưu chất chuyển động qua ống, turbine quay Với vận tốc tính chất dòng khác nhau, turbine quay với tốc độ khác Một phận ghi nhận số vòng quay turbine gửi đến xử lý để tính toán lưu lượng dòng chảy nhờ vào hệ số turbine, tiết diện,… cài đặt theo khuyến cáo nhà sản xuất Nguyên lý hoạt động thiết bị đo đếm lưu lượng dạng turbine tham khảo Video Clip đây: (bấm Ctrl + Click để xem) http://www.youtube.com/watch?v=quKveqsgbek 17 [...]... sẽ được gửi về bộ xử lý để suy ra độ lệch pha, tần số dao động và từ đó tính được các giá trị lưu lượng, khối lượng riêng, thể tích,… Nguyên lý hoạt động của thiết bị đo đếm Cloriolis có thể được tham khảo trong Video Clip dưới đây: (bấm Ctrl + Click để xem) http://www.youtube.com/watch?v=XIIViaNITIw 13 III THIẾT BỊ ĐO ĐẾM PURGE GAS VÀ PILOT CHO FLARE Từ cụm Instrument, một nhánh khí được đưa vào đường... sử dụng cùng một loại thiết bị đo đếm, đó là lưu lượng kế dạng phao (Variable Area Flowmeter), có tên Rotameter của hãng Yokogawa Nguyên tắc hoạt động: Cấu tạo chính của thiết bị là một chiếc phao nằm bên trong ống dẫn lưu chất, có thể chuyển động lên xuống trên một trục được đặt ngay tại tâm ống Phao đủ nhỏ để có lưu chất có thể đi qua khoảng trống giữa thành ống và phao Khi lưu chất chuyển động từ... M : Khối lượng vật M V : Vận tốc của chất lỏng W : Vận tốc góc của chuyển động quay Dựa vào nguyên lý trên người ta đã thiết kế một thiết bị đo lưu lượng với tên gọi Coriolis Flowmeter II.2 Coriolis Flowmeter Đi sâu vào cấu tạo của bộ phận đo, chúng ta có: - Hai ống Plastic dẫn hướng - dòng chảy Một thiết bị kích thích (Impulse), tác động một xung - thích hợp lên ống Plastic Hai sensor đặt tại đầu vào... khối lượng riêng của lưu chất 12 Khi lưu chất chuyển động, chuyển động tới của dòng lưu chất kết hợp với dao động tạo ra của thiết bị kích thích sẽ khiến ống dao dộng không đều ở hai đầu ống, dẫn đến hai sensor ghi nhận các tín hiệu với độ lệch pha α (của đường màu xanh lá và xanh dương), vận tốc dòng càng lớn, độ lệch pha càng lớn, và giá trị này sẽ được dùng để suy ra vận tốc của dòng lưu chất Các. .. từ dưới lên cũng đồng thời sẽ nâng phao lên Vận tốc dòng càng lớn thì phao càng được nâng cao Khi lưu chất không chuyển động, phao nằm sát phía dưới 14 Phao được kết nối với một cơ cấu truyền động ra bên ngoài (dùng từ trường), chuyển thành chuyển động quay và kích hoạt lên kim chỉ lưu lượng dòng chảy Nguyên lý hoạt động của thiết bị đo đếm lưu lượng dạng phao có thể được tham khảo trong Video Clip dưới... http://www.youtube.com/watch?v=dQ5KQEdwM4U&feature=related 15 IV THIẾT BỊ ĐO ĐẾM FUEL GAS, CUNG CẤP KHÍ ĐỐT CHO HEATER Từ cụm Instrument, một nhánh khí nữa được dẫn tới Heater, nhằm cung cấp khí đốt cho quá trình làm nóng Trước khi đốt, khí sẽ được đo lưu lượng bởi một lưu lượng kế dạng Turbine, có tên MC-II Plus EXP Flow Analyzer của hãng NuFlo Nguyên tắc hoạt động Bộ phận chính của thiết bị là một turbine cánh quạt được đặt... ống, nhận các tín hiệu chuyển động của ống 11 Sensor Thiết bị kích thích Khi lưu chất đứng yên, thiết bị kích thích sẽ tác động một xung thích hợp khiến ống Plastic dao động đồng đều và ghi nhận lại tần số này (đường màu hồng bên dưới) Hai sensor cảm biến ở hai đầu cũng sẽ ghi nhận tín hiệu (đường màu xanh lá và xanh dương) với độ lệch pha bằng 0 Lúc này cả ba đồ thị bên dưới sẽ trùng nhau tại vị trí... xoay quanh trục ống Ở hai đầu là các bộ đệm hãm có tác dụng ổn định dòng 16 Khi có lưu chất chuyển động qua ống, turbine sẽ quay Với vận tốc và tính chất của dòng khác nhau, turbine sẽ quay với các tốc độ khác nhau Một bộ phận sẽ ghi nhận số vòng quay của turbine và gửi đến bộ xử lý để tính toán ra lưu lượng của dòng chảy nhờ vào các hệ số turbine, tiết diện,… đã được cài đặt theo khuyến cáo của nhà... vòng quay của turbine và gửi đến bộ xử lý để tính toán ra lưu lượng của dòng chảy nhờ vào các hệ số turbine, tiết diện,… đã được cài đặt theo khuyến cáo của nhà sản xuất Nguyên lý hoạt động của thiết bị đo đếm lưu lượng dạng turbine có thể được tham khảo trong Video Clip dưới đây: (bấm Ctrl + Click để xem) http://www.youtube.com/watch?v=quKveqsgbek 17 ... Bài viết sau tổng hợp tất thiết bị đo lưu lượng GDC Cà Mau Gồm có: I II III Hệ thống đo đếm khí cấp cho hai nhà máy điện Thiết bị đo đếm cụm Instrument Thiết bị đo đếm đường ống Purge Gas Pilot... phối GDC Cà Mau lọc bụi nước, sau gia nhiệt, đo lưu lượng - thể tích – nhiệt lượng trước giao cho hai nhà máy điện Ngoài hệ thống đo đếm khí cấp cho nhà máy điện, trạm có số thiết bị đo đếm lưu lượng. .. II THIẾT BỊ ĐO ĐẾM TẠI CỤM INSTRUMENT Cụm Instrument GDC sử dụng thiết bị đo đếm có tên gọi Coriolis Flowmeter, thuộc The ROTAMASS hãng Yokogawa Coriolis Flowmeter gồm phận chính: - Bộ phận đo:

Ngày đăng: 01/11/2015, 11:09

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

Tài liệu liên quan