Giáo trình Lò gia nhiệt và thiết bị trao đổi nhiệt (Nghề Sửa chữa thiết bị chế biến dầu khí Trình độ Cao đẳng)

TẬP ĐỒN DẦU KHÍ VIỆT NAM TRƯỜNG CAO ĐẲNG DẦU KHÍ  GIÁO TRÌNH MƠN HỌC: LỊ GIA NHIỆT VÀ THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT NGHỀ: SỬA CHỮA THIẾT BỊ CHẾ BIẾN DẦU KHÍ TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG (Ban hành kèm theo Quyết định số: 194/QĐ-CĐDK ngày 25 tháng 03 năm 2020 Trường Cao Đẳng Dầu Khí) Bà Rịa - Vũng Tàu, năm 2020 (Lưu hành nội bộ) TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin phép dùng nguyên trích dùng cho mục đích đào tạo tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh bị nghiêm cấm Trang LỜI GIỚI THIỆU Giáo trình Lị Gia Nhiệt Và Thiết Bị Trao Đổi Nhiệt biên soạn dành cho sinh viên trình độ cao đẳng nghề Sửa chữa thiết bị chế biến dầu khí (SCTBCBDK) Trường Cao đẳng Dầu khí thuộc mơn chun ngành SCTBCBDK Để lĩnh hội có hiệu kiến thức mơn học này, sinh viên cần trang bị đầy đủ kiến thức khoa học tự nhiên bậc học phổ thông, kiến thức môn học sở ngành khí trước đó, bao gồm vẽ kĩ thuật, vật liệu khí cơng nghệ kim loại, học lý thuyết, sức bền vật liệu, dung sai Nội dung giáo trình gồm : Phần 1: Lị Gia Nhiệt Chương : Tổng quan lò gia nhiệt Chương 2: Nhiên liệu trình cháy Chương 3: Cấu tạo nguyên lý hoạt động lò gia nhiệt Chương 4: Đầu đốt lò gia nhiệt Chương 5: Hệ thống cung cấp nhiên liệu hệ thống xả thải lò gia nhiệt Chương 6: Vận hành bảo dưỡng lò gia nhiệt Phần 2: Thiết Bị Trao Đổi Nhiệt Chương 7: Tổng quan truyền nhiệt thiết bị trao đổi nhiệt Chương 8: Thiết bị trao đổi nhiệt qua bề mặt Chương 9: Thiết bị trao đổi nhiệt trực tiếp Chương 10: Vận hành thiết bị trao đổi nhiệt Trong q trình biên soạn, chúng tơi tham khảo trích dẫn từ nhiều tài liệu liệt kê mục Danh mục tài liệu tham khảo Chúng chân thành cảm ơn tác giả tài liệu mà tham khảo Bên cạnh đó, giáo trình khơng thể tránh khỏi sai sót định Nhóm tác giả mong nhận ý kiến đóng góp, phản hồi từ quý đồng nghiệp, bạn người học bạn đọc Xin trân trọng cảm ơn ! BRVT, ngày 25 tháng 03 năm 2020 Tham gia biên soạn Chủ biên: Trần Kim Khánh Lê Anh Dũng Đào Thị Phương Hoa Trang MỤC LỤC LỜI GIỚI THIỆU MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ GIÁO TRÌNH MƠN HỌC: LỊ GIA NHIỆT VÀ THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT PHẦN 1: LÒ GIA NHIỆT 14 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ LÒ GIA NHIỆT 14 CHƯƠNG 2: NHIÊN LIỆU VÀ QUÁ TRÌNH CHÁY 19 CHƯƠNG 3: CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA LÒ GIA NHIỆT 23 CHƯƠNG 4: ĐẦU ĐỐT TRONG LÒ GIA NHIỆT 37 CHƯƠNG 5: HỆ THỐNG CUNG CẤP NHIÊN LIỆU VÀ HỆ THỐNG XẢ THẢI TRÊN LÒ GIA NHIỆT 45 CHƯƠNG 6: VẬN HÀNH VÀ BẢO DƯỠNG LÒ GIA NHIỆT 61 PHẦN 2: THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT 71 CHƯƠNG 7: TỔNG QUAN VỀ TRUYỀN NHIỆT VÀ THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT 71 CHƯƠNG 8: THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT QUA BỀ MẶT 90 CHƯƠNG 9: THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT TRỰC TIẾP 111 CHƯƠNG 10: VẬN HÀNH THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT 119 TÀI LIỆU THAM KHẢO 126 Trang DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 0.1 Lị gia nhiệt cơng nghiệp luyện thép .16 Hình 0.2 Lị gia nhiệt cơng nghiệp dầu khí 16 Hình 0.3 Lò gia nhiệt nhà máy lọc dầu 17 Hình 0.4 Lị gia nhiệt dạng chân không 17 Hình 0.5 Lị gia nhiệt nhà máy lọc dầu 17 Hình 0.1 Phân loại kiểu lị theo dạng ống .24 Hình 0.2 kiểu lị ghép song song 24 Hình 0.3 kiểu lị theo dạng bố trí quạt hút thổi 25 Hình 0.4 kiểu lị theo dạng bố trí ống lị 26 Hình 0.5 kiểu lò ngang 26 Hình 0.6 kiểu lò đứng 27 Hình 0.7 lị gia nhiệt 27 Hình 0.8 Cấu tạo lị gia nhiệt 28 Hình 0.9 Cấu tạo chi tiết lị gia nhiệt .28 Hình 0.10 Cấu tạo theo mặt cắt lị gia nhiệt 29 Hình 0.11 Cấu tạo vịi đốt 29 Hình 0.12 Cấu tạo lị đốt theo hình dáng .29 Hình 0.13 Cấu tạo lị đốt theo hình dáng .30 Hình 0.14 Cấu tạo lị đốt theo hình dáng .30 Hình 0.15 Cấu tạo lị đốt theo hình dáng .31 Hình 0.16 Cấu tạo chi tiết lị đốt 32 Hình 0.17 Lò đốt gián tiếp .33 Hình 0.18 Lị đốt gián tiếp .34 Hình 0.19 Lị đốt trực tiếp .34 Hình 0.20 Lị đốt trực tiếp .35 Hình 4.1 Cấu tạo đầu đốt khí 38 Hình 4.2 Cấu tạo đầu đốt khí 39 Hình 4.3 Cấu tạo đầu đốt dầu 40 Hình 4.4 Cấu tạo đầu đốt kết hợp dầu khí 40 Hình 4.5 Cấu tạo đầu đốt hai giai đoạn 41 Hình 4.6 Cấu tạo đầu đốt khí 43 Hình 4.7 Bố trí đầu đốt khí lị 44 Hình 4.8 Vị trí đầu đốt lò .44 Hình 5.1 Hệ thống nhiên liệu khí (gas ) 46 Hình 5.2 Sơ đồ nguyên lý hệ thống cung cấp nhiên liệu 47 Hình 5.3 Sơ đồ hệ thống nhiên liệu dầu D.O 48 Hình 5.4 Sơ đồ hệ thống nhiên liệu dầu F.O 48 Hình 5.5 Hệ thống đốt F.O tán sương bơm dầu áp lực cao có độ chỉnh dầu gió tự động .49 Hình 5.6 Hệ thống F.O tán xương khí nén 49 Hình 5.7 Hệ thống F.O tán sương lực ly tâm ( đầu đốt SAACKE ) .51 Hình 5.1 Thiết bị sưởi nóng khơng khí nạp lị gia nhiệt 55 Hình 5.2 Cấu tạo thiết bị sưởi nóng khơng khí nạp .55 Hình 5.1 Sơ đồ điều khiển dịng nhiên liệu 56 Hình 5.2 Sơ đồ hệ thống điều khiển nhiên liệu đốt cảm biến nhiệt độ .57 Trang Hình 5.3 Đồ thị lượng dư Ôxy .58 Hình 5.4 Áp suất lò gia nhiệt .58 Hình 6.1 Bảo dưỡng đầu đốt khí 66 Hình 6.2 Kiểu quạt hút thổi 69 Hình 1.1 Sự truyền nhiệt 73 Hình 1.2 Sơ đồ chênh lệch độ hiệu dụng .75 Hình 1.3 Độ chênh nhiệt độ 76 Hình 1.4 đồ thị Q/A .77 Hình 1.5 phân bố tam giác .78 Hình 1.6 phân bố tam giác .78 Hình 1.7 Dòng chảy thiết bị trao đổi nhiệt 80 Hình 1.8 Dịng chảy tầng .80 Hình 1.9 Dịng chảy rối 81 Hình 1.10 Dịng chảy chiều 81 Hình 1.11 Đồ thị trao đổi dòng chảy .82 Hình 1.12 Thiết bị trao đổi nhiệt có dịng chảy ngược chiều 82 Hình 1.13 Đồ thị dịng chảy ngược chiều .83 Hình 1.14 thiết bị trao đổi nhiệt loại vỏ bọc ống 83 Hình 1.15 thiết bị trao đổi nhiệt có dịng lưu chất ngồi vỏ 84 Hình 1.16 màng ngăn thiết bị trao đổi nhiệt 84 Hình 1.17 So sánh loại thiết bị có hành trình hành trình .85 Hình 1.18 thiết bị trao đổi nhiệt có màng ngăn .86 Hình 1.19 đường ống có màng ngăn 86 Hình 1.20 thiết bị có màng ngăn 87 Hình 1.21 Thiết bị ngưng tụ thành lỏng 87 Hình 1.22 Vỏ bọc ống có đầu cố định 88 Hình 1.23 Thiết bị ngưng tụ thành lỏng 88 Hình 2.1 Bảng chú thích chi tiết thiết bị trao đổi nhiệt theo TEMA .91 Hình 2.2 Thiết bị trao đổi nhiệt loại ống xoắn ruột gà 94 Hình 2.3 Cấu tạo thiết bị trao đổi nhiệt dạng cánh mỏng .95 Hình 2.4 thiết bị trao đổi nhiệt loại ống lồng 98 Hình 2.5 Thiết bị trao đởi nhiệt có đầu cố định 99 Hình 2.6 vỏ thiết bị trao đổi nhiệt 99 Hình 2.7 Cấu tạo thiết bị trao đổi nhiệt có đầu di động 101 Hình 2.8 Cấu tạo nắp chụp 102 Hình 2.9 tháo thiết bị trao đổi nhiệt .102 Hình 2.10 Tháo nắp chụp đầu đầu cố định 103 Hình 2.11 Thiết bị trao đổi nhiệt loại ống chùm 104 Hình 2.12 thiết bị trao đổi nhiệt có hai màng ngăn (Double tubesheet ) 104 Hình 2.13 Thiết bị trao đổi nhiệt có hình chữ U 105 Hình 2.14 dịng chảy mẫu loại thiết bị 105 Hình 2.15 Thiết bị trao đổi nhiệt dạng PHE 106 Hình 2.16 Bao gồm kim loại dập sóng ghép lại với 107 Hình 2.17 Các thơng tin đĩa 107 Hình 2.18 Cấu tạo hai mặt đĩa .108 Hình 2.19 Nếu lấy đĩa A xoay góc 1800 ta có đĩa B .108 Hình 2.20 Cấu tạo vịng làm kín bề mặt đĩa 109 Trang Hình 2.21 Khi vịng làm kín có cố thiết bị loại khơng cho hai dịng lưu chất hịa trọn vào 109 Hình 2.22 Mơ tả ngun lý làm việc thiết bị 109 Hình 3.1 đồ thị Q/A .112 Hình 3.2 lớp bọt khí 113 Hình 3.3 phân bố vuông 113 Hình 3.4 ngưng tụ dịng lưu chất có nhiệt độ cao 115 Hình 3.5 vỏ bọc ống có đầu cố định 116 Hình 3.6 Thiết bị ngưng tụ thành lỏng 117 Hình 4.1 Tháo bó ống khỏi vỏ thiết bị 122 Hình 4.2 Bề mặt thành ống vỏ thiết bị trao đổi nhiệt bị bám bẩn 123 Hình 4.3 Đầu đầu thiết bị trao đổi nhiệt .123 Hình 4.4 Đầu cuối thiết bị trao đổi nhiệt hình chữ U 124 Hình 4.5 Đầu tubesheet chữ U làm 124 Hình 4.6 Tiến hành kiểm tra sửa chữa 124 Trang GIÁO TRÌNH MƠN HỌC: LÒ GIA NHIỆT VÀ THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT Tên mơn học: Lị Gia Nhiệt Thiết Bị Trao Đổi Nhiệt Mã mơn học: CK19MH07 Vị trí, tính chất mơn học: 3.1.Vị trí: Là mơn học thuộc chuyên môn nghề “ Sửa chữa thiết bị chế biến dầu khí ” chương trình đào tạo Mơn dạy trước mô đun: Tiểu luận chuyên mơn nghề, thực tập sản xuất 3.2 Tính chất: môn học chuyên nghành bắt buộc 3.3 Ý nghĩa vai trị mơ đun: Mơn học trang bị kiến thức cấu tạo, nguyên lý hoạt động, kỹ nhận biết dạng hư hỏng, nguyên tắc phán đoán hư hỏng đưa biện pháp khắc phục sửa chữa, bảo dưỡng lò gia nhiệt thiết bị trao đổi nhiệt công nghiệp, hệ thống công nghệ chế biến dầu khí Mục tiêu mơn học: 4.1.Về kiến thức: A1.Trình bày khái niệm, cấu tạo nguyên lý hoạt động loại thiết bị lò gia A2.nhiệt; trao đổi nhiệt A3.Trình bày dạng hư hỏng mỗi loại thiết bị A4.Nêu so sánh ưu nhược điểm mỡi loại thiết bị A5.Trình bày tầm quan trọng lò gia nhiệt; thiết bị trao đổi nhiệt cơng nghiệp A6.Trình bày sơ đồ hệ thống lị gia nhiệt A7 Trình bày loại đầu đốt dùng lò gia nhiệt 4.2 Về kỹ năng: B1.Nhận diện loại thiết bị trao đổi nhiệt B2.Phán đoán hỏng hóc thơng thường B3.Đưa phương pháp sửa chữa tối ưu cho thiết bị có yêu cầu sửa chữa, bảo dưỡng B4.Đề xuất bước bảo dưỡng loại đầu đốt B5.Trình bày phương pháp Tháo lắp thiết bị lò gia nhiệt; thiết bị trao đổi nhiệt B6.Trình bày phương pháp kiểm tra tình trạng hoạt động thiết bị, phán đốn hỏng hóc thơng thường 4.3.Về lực tự chủ trách nhiệm: C1 Rèn luyện tính cần cù, chăm công việc Trang C2 Có tính kỷ luật lao động cao, ý thức chấp hành nội qui an toàn lao động Chương trình mơn học: 5.1 Chương trình khung: Số TT Mã MH/MĐ /HP I Thời gian học tập (giờ) Trong Thực hành/ Kiểm thực tập/ tra Lý thí nghiệm/ thuyết tập/ LT TH thảo luận Tên môn học, mơ đun Số tín Tổng số Các mơn học chung/đại cương 21 435 157 255 15 MHCB19MH02 Chính trị 75 41 29 MHCB19MH08 Pháp luật MHCB19MH06 Giáo dục thể chất Giáo dục quốc phòng MHCB19MH04 An ninh MHCB19MH10 Tin học TA19MH02 Tiếng anh Các môn học, mô đun II chuyên môn ngành, nghề II.1 Môn học, mô đun sở CK19MH01 Vẽ kỹ thuật CK19MH02 Vẽ kỹ thuật CK19MH03 Cơ kỹ thuật CK19MH04 Vật liệu khí CK19MH05 Dung sai ATMT19MH01 An toàn – vệ sinh lao động Môn học, mô đun chuyên môn ngành, II.2 nghề CK19MH06 Lò tua bin Lò gia nhiệt thiết bị trao CK19MH07 đổi nhiệt CK19MH08 Thiết bị tách CK19MH09 Kỹ thuật sửa chữa khí CK19MĐ01 Gia công cắt gọt kim loại CK19MĐ02 Gia công cắt gọt kim loại Sửa chữa bảo dưỡng van CK19MĐ03 công nghiệp Sửa chữa bảo dưỡng van CK19MĐ04 công nghiệp CK19MĐ05 Sửa chữa bảo dưỡng bơm CK19MĐ06 Sửa chữa bảo dưỡng bơm 2 30 60 18 10 51 4 75 36 35 2 75 120 15 42 58 72 76 1755 599 1079 47 33 17 3 300 45 75 60 45 45 30 193 15 15 56 42 42 23 90 28 57 0 17 3 0 1 59 1455 406 989 30 30 75 70 5 75 70 30 60 165 75 28 56 14 14 0 145 58 1 0 165 14 145 75 14 58 75 45 14 14 58 29 1 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 Trang Số TT Mã MH/MĐ /HP 23 CK19MĐ07 24 CK19MĐ08 25 26 27 28 HCB19MĐ01 KTĐ19MĐ22 CK19MĐ09 CK19MĐ10 Tên môn học, mô đun Sửa chữa bảo dưỡng máy nén khí Sửa chữa bảo dưỡng động đốt Hàn Thực tập điện Thực tập sản xuất Tiểu luận tốt nghiệp Tổng cộng Thời gian học tập (giờ) Trong Thực hành/ Kiểm thực tập/ tra Lý thí nghiệm/ thuyết tập/ LT TH thảo luận Số tín Tổng số 90 28 58 2 120 28 87 3 2 97 75 45 105 180 2190 14 14 14 756 58 29 88 176 1334 0 62 41 5.2 Chương trình chi tiết mơn học: Thời gian (giờ) Số TT Nội dung tổng quát Tổng số Thực hành, Lý thí nghiệm, thuyết thảo luận, tập Kiểm tra LT TH PHẦN 1- LÒ GIA NHIỆT Chương : Tổng quan lò gia nhiệt Chương 2: Nhiên liệu trình cháy Chương 3: Cấu tạo nguyên lý hoạt động lò gia nhiệt Chương 4: Đầu đốt lò gia nhiệt Chương 5: Hệ thống cung cấp nhiên liệu hệ thống xả thải lò gia nhiệt Chương 6: Vận hành bảo dưỡng lò gia nhiệt 3 0 3 0 6 0 6 0 Trang 10 + Tham gia đầy đủ thời lượng mơn học + Nghiêm túc q trình học tập - Phương pháp: ✓ Điểm kiểm tra thường xuyên: 00 ✓ Kiểm tra định kỳ: 01 ❖ NỘI DUNG CHƯƠNG 9.1 THIẾT BỊ ĐỐT NÓNG TRỰC TIẾP Một điểm đặc biệt cần quan tâm việc hóa dịng lỏng thiết bị trao đổi nhiệt Điều xảy thiết bị làm lạnh thiết bị gia nhiệt Chúng ta xem xét tới hai ví dụ sau Theo biểu thức ta mong muốn đồ thị Q/A với ∆T đường biểu diễn nét đứt hình Điều có nghĩa loại bỏ tượng sôi chất lỏng Đường biểu diễn nét liền điều thực xảy xét đến tượng sôi chất lỏng Với giá trị ∆T đồ thị thay đổi hướng tỷ số Q/A giảm nhanh chóng đạt tới giá trị cức tiểu sau lại tăng lên trở lại Hình 3.1 đồ thị Q/A Như minh họa lớp bọt khí phát sinh xung quanh thành ống Nếu trình hố xung quanh thành ống diễn nhanh lượng tách lên lịng chất lỏng Lớp bọt khí tạo tạo nên phản kháng nối tiếp lớn Đó dạng hệ số nghẽn Khi độ chênh nhiệt độ qua thành ống đạt tới giá trị tới hạn bọt khí giảm tỷ số Q/A giảm Nếu độ chênh nhiệt độ tiếp tục tăng lên lớp phản kháng ổn định tỷ số Q/A bắt đầu tăng lên Giá trị tới hạn ∆T phụ thuộc vào loại chất lỏng đặc tính bề mặt ống Giá trị tới hạn mức thấp khoảng 20-35oC [36-63oF] Các bề mặt ống đặc biệt thương mại hoá với thiết kế cho giảm thiểu việc tạo lớp bọt khí Có hai yếu tố khí ảnh hưởng tới độ bọt khí Đó khoảng cách, đặt thiết bị trao đổi nhiệt diện tích tiếp xúc có lớp pha lỏng/pha Chương 9: Thiết bị trao đổi nhiệt trực tiếp Trang 112 khí Bởi lớp bọt khí cần phải khỏi bề mặt sớm Do phải có diện tích bề mặt tiếp xúc đủ lớn pha lỏng/pha khí để khơng hạn chế lớp bọt khí Hình 3.2 lớp bọt khí Như hình vẽ minh họa thể cách phân bố hai dạng ống vỏ nhiều phương pháp khác Đó gọi cách phân bố tam giác, hàng hàng nằm lệch Để tăng lượng bọt khí khỏi bề mặt ống khoảng cách ống tăng vào khoảng 1.5 đến lần đường kính ống thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống vỏ sử dụng làm lò Một dạng phân bố khác phân bố vng hàng kề cận có ống nằm hướng trực tiếp lên Mặc dù phân bố không phổ biến phân bố tam giác nhiên phân bố vuông sử dụng mơi trường ăn mịn cao tái sinh amine Hình 3.3 phân bố vng Chương 9: Thiết bị trao đởi nhiệt trực tiếp Trang 113 Hình có hẳn khoảng trống bọt khí thoát Dạng phân bố phổ biến cho thiết bị làm lạnh gia nhiệt mà chất lỏng vây quanh ống Diện tích bề mặt chất lỏng phải đủ lớn phép lượng bọt khí mà khơng tạo thành dịng lớn Do phần nửa thiết bị trao đổi nhiệt hoạt động thiết bị tách Điều có nghĩa thiết bị trao đổi nhiệt có vỏ phải lớn khơng để chứa ống bên Bởi ống cách xa có khoảng rộng bọt khí thí làm cho giá thiết bị tăng lên Cũng cần đảm bảo cần khoảng rộng đủ cho lượng thiết bị làm lạnh gia nhiệt có giá hợp lý Độ dẫn nhiệt chất rắn: Bảng độ dẫn nhiệt chất rắn thường gặp nhiệt độ vào khoảng oC oF 93 [200 ] Vật liệu Hệ số dẫn nhiệt k W/m.K Btu/(hr-ft-oF) Đồng 386 223 Nhôm 173 100 Đồng thau 121 70 Thép bon 43 25 Đồng thiếc pha si líc 26 15 Thép khơng gỉ (18%Cr-8%Ni) 14 Inconel 14 90%Cu-10%Ni 52 30 70%Cu-30%Ni 31 18 Monel 26 15 Ti tan 17 10 Việc lựa chọn lim loại phụ thuộc vào độ dẫn nhiệt nó, giá vật liệu, nhiệt độ làm việc, khả chống ăn mòn/mài mịn Với trường hợp làm mát nước biển việc sử dụng ti tan làm giảm thiểu nguy nứt gãy hợp chất clo có hệ số truyền nhiệt thấp, giá đắt, khó chế tạo 9.2 THIẾT BỊ NGƯNG TỤ TRỰC TIẾP Thiết bị ngưng tụ thành lỏng: Chương 9: Thiết bị trao đổi nhiệt trực tiếp Trang 114 Ở mục ta biết thiết bị trao đổi nhiệt hình chữ U làm việc chịu dịng lưu chất có nhiệt độ cao ì đầu tự do, phép giản nở Trong thực tế ứng dụng ngưng tụ dịng lưu chất có nhiệt độ cao ( trạng thái ) thành trạng thái lỏng Hình 3.4 ngưng tụ dịng lưu chất có nhiệt độ cao Chương 9: Thiết bị trao đổi nhiệt trực tiếp Trang 115 Thiết bị trao đổi nhiệt hình chữ u dùng làm ngưng tụ thành lỏng ngược lại Một dòng lưu chất bơi nhiệt độ tháp, muốn ngưng tụ thành lỏng có thể sử dụng loại vỏ bọc ống có đầu cố định Hình 3.5 vỏ bọc ống có đầu cố định Chương 9: Thiết bị trao đổi nhiệt trực tiếp Trang 116 Ngồi cơng nghiệp nhà sản xuất thường dùng dịng gió để ngưng tụ dịng lưu chất nhiệt độ cao thành lỏng phương pháp ứng dụng rộng rãi loại vỏ bọc ống ta phải tiến hành làm nguội dịng lưu chất trao đổi với dịng nóng, để thực trình làm hao tốn lượng để làm nguội dòng lưu chất thiết bị trình làm nguội Một phương pháp ngưng tụ thành lỏng ứng dụng rộng rải cơng nghiệp là: cho dịng có nhiệt độ ca bên đường ống sử dụng quạt thổi gió thổi gió qua khe hở đường ống Trên đường ống ( khoảng khe hở hai đường ống gần ) có gắn cánh tản nhiệt nhằm làm tăng diện tích bề mặt trao đổi nhiệt, khơng khí có nhiệt độ thấp thổi xuyên qua đường ống hút nhiệt từ dòng bên đường ống, làm cho nhiệt độ dòng giảm xuống ngưng tụ thành lỏng Hình 3.6 Thiết bị ngưng tụ thành lỏng Chương 9: Thiết bị trao đổi nhiệt trực tiếp Trang 117 ❖ TÓM TẮT NỘI DUNG CHƯƠNG 9: 9.1 Thiết bị đốt nóng trực tiếp 9.2 Thiết bị ngưng tụ trực tiếp ❖ CÂU HỎI TÌNH HUỐNG THẢO LUẬN CHƯƠNG 9: Nêu đặc điểm thiết bị đốt nóng trực tiếp? Nêu đặc điểm thiết bị ngưng tụ trực tiếp? Chương 9: Thiết bị trao đổi nhiệt trực tiếp Trang 118 CHƯƠNG 10: VẬN HÀNH THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT ❖ GIỚI THIỆU CHƯƠNG 10 Chương 10 giới thiệu cách vận hành lò gia nhiệt Sau học xong chương này, người học có khả năng: ➢ Về kiến thức: - Trình bày cách khởi động thiết bị, đồng thời đưa phương pháp sửa chữa, khắc phục cho thiết bị ➢ Về kỹ năng: Hiểu trình bày tầm quan trọng lị gia nhiệt cơng nghiệp chế biến dầu khí ➢ Về lực tự chủ trách nhiệm: - Rèn luyện tính cẩn thận, tỉ mỷ, xác, trung thực sinh viên Có ý thức tự giác, có tính kỷ luật cao, có tinh thần tập thể, có tránh nhiệm với cơng việc ❖ PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY VÀ HỌC TẬP CHƯƠNG 10 - - Đối với người dạy: sử dụng phương pháp giảng giảng dạy tích cực (diễn giảng, làm mẫu, hướng dẫn thường xuyên, theo dõi, rút kinh nghiệm cho người học); yêu cầu người học thực hiện theo giáo viên hướng dẫn (cá nhân nhóm) - Đối với người học: chủ động đọc trước giáo trình (chương 10) trước b̉i học; theo dõi giáo viên làm mẫu, làm theo, rút kinh nghiệm đề thực tập lần sau đạt kỹ tay nghề theo yêu cầu kỹ thuật chương 10 đúng thời gian quy định ❖ ĐIỀU KIỆN THỰC HIỆN CHƯƠNG 10 - Phịng học chun mơn hóa/nhà xưởng: phịng LT tiêu chuẩn - Trang thiết bị máy móc: Projetor, máy vi tính, bảng, phấn - Học liệu, dụng cụ, nguyên vật liệu: Chương trình mơn học, giáo trình, tài liệu tham khảo, giáo án, - Các điều kiện khác: Ánh sáng, thơng thống ❖ KIỂM TRA VÀ ĐÁNH GIÁ CHƯƠNG 10 - Nội dung: ✓ Kiến thức: Kiểm tra đánh giá tất cả nội dung nêu mục tiêu kiến thức ✓ Kỹ năng: Đánh giá tất cả nội dung nêu mục tiêu kĩ Chương 10:Vận hành thiết bị trao đổi nhiệt Trang 119 ✓ Năng lực tự chủ trách nhiệm: Trong trình học tập, người học cần: + Nghiên cứu trước đến lớp + Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập + Tham gia đầy đủ thời lượng môn học + Nghiêm túc trình học tập - Phương pháp: ✓ Điểm kiểm tra thường xuyên: 00 ✓ Kiểm tra định kỳ: 01 ❖ NỘI DUNG CHƯƠNG 10 10.1 KHỞI ĐỘNG THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT ➢ Vận hành: Mỗi thiết bị trao đổi nhiêt thiết kế làm việc nhiệt độ áp suất, thường tiêu chuẩn thường gắn vỏ thiết bị trao đổi nhiệt thiết bị trao đổn nhiệt làm việc lớn nhiệt độ riêng nhà chế tạo làm tăng trình hư hỏng thiết bị Khi thiết bị tra đổi nhiệt làm việc lớn nhiệt độ riêng cho phép gây số vấn đề như: - Trong hệ thống vòng tuần hồn nước gây tượng ăn mịn - Nhiệt độ gây tượng kết tủa chất bẩn bám lên thành đường ống - Nếu chất bẩn ngày gia tăng tạo cảng trở dịng lưu chất Ở q trình xử lý khác nơi nhiệt dùng để tách nước hydrocarbon nhiệt độ thấp làm giảm hiệu suất thiết bị trao đổi nhiệt - Điều khiển nhiệt độ thiết bị trao đổi nhiệt việc điều khiển tốc độ dịng lưu chất Ví dụ: giảm tốc độ dịng lưu chất lượng nhiệt rời khỏi thiết bị trao đổi nhiệt giảm làm cho nhiệt độ bên thiết bị trao đổi nhiệt tăng lên Tuy nhiệt nhiệt độ dịng mơi chất lạnh khơng thể cho xuống thấp nhiệt độ không cao chất rắn bên thiết bị kết tủa làm tắc nghẽn thiết bị trao đổi nhiệt Khởi động thhiết bị trao đổi nhiệt phải cẩn thận tuân thủ theo nguyên tắc: Đảm bảo đường ống điều làm hoàn toàn, chất cặn bả mảnh bên đường ống gây cản trở dòng lưu chất làm thiết bị trao Chương 10:Vận hành thiết bị trao đổi nhiệt Trang 120 đổi nhiệt quan trọng làm chậm trình hịa trộn khí đảm bảo khơng có hịa trộn hydrocarbon với khơng khí Đó tiềm gây cháy nổ Vỏ đường ống làm vật liệu kim loại khác để chịu thay đổi nhiệt độ khác Khi có thay đổi đột nhiệt độ làm cho phần thiết bị trao đổi nhiệt bị biến dạng làm cho đường ống bị phá hỏng Vì trình khởi động dừng làm việc ta phải thay đổi nhệt độ từ từ dịng mơi chất lạnh khơng đưa vào thiết bị nóng cách đột ngược lại dịng nóng khơng đưa vào thiết bi có nhiệt thấp cách đột Khi khởi động thiết bị trao đổi nhiệt dịng lưu chất có nhiệt độ thấp đưa vào trước, sau đưa dịng lưu chất có nhiệt độ cao vào Tương tự dịng lưu chất có nhiệt độ cao dừng trước dừng làm việc thiết bị trao đổi nhiệt dịng lưu chất có nhiệt độ thấp dừng sau Sau dòng lạnh dừng hoạt động thiết bị trao đổi nhiệt, niệt độ xác dừng cho dòng lạnh ghi vỏ cung cấp nhà chế tạo Nếu thiết bị trao đổi nhiệt nóng gây nguy hiểm cho đường ống bên Nhiệt độ cao thấp nhiệt độ riêng cho phép gây chất cặn bả rơi vào bên đường ống làm nghẽn thiết bị trao đổi nhiệt Cách tốt để nhận thay đổi nhiệt độ bạn phải ghi nhận kết quan sát bạn giữ ghi nhận cho phép bạn nhận vấn đề Điều đảm bảo tốc độ truyền nhiệt ln trì 10.2 DỪNG THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT ➢ Xử lý cố: Các vấn đề xử lý thiết bị trao đổi nhiệt thường ghi nhận thay đổi nhiệt độ, áp xuất tốc độ dịng lưu chất Một vấn đề thơng thường bám chất cặn bả thiết bị trao đổi nhiệt gây giảm hiệu suất truyền nhiệt, chất bám ngăn cản chuyển động dòng lưu chất làm cho áp suất đường ống thiết bị trao đổi nhiệt tăng lên gây tốc độ dòng giảm tăng áp suất, tốc độ dịng thấp b hiệu bám chất bẩn lên thành ống Sự rị rỉ khó ghi nhận chất bẩn bám thành ống thay đổi nhỏ nhiệt độ áp suất tốc độ dòng phụ thuộc vào kích cở rị rỉ kiểu vấn đề làm thay đổi nhỏ hiệu suất truyền nhiệt gây áp suất bị giảm xuống bên đường ống, bước kiểm tra không cần tháo gỡ chi tiết Nếu có hai dịng lưu chất thiết bị trao đổi nhiệt có tính chất vật lý khác dầu nước dễ dàng cho nhận biết Cách dễ dàng nhận rò rỉ lấy mẫu dòng lưu chất có áp suất thấp Nếu dịng lưu chất nước dầu ta dễ dàng nhận lấy rị rỉ cách nhìn vào mẫu Chương 10:Vận hành thiết bị trao đởi nhiệt Trang 121 Nếu dịng lưu chất q giống tiến hành kiểm tra hóa học cần thiết Nếu mắt quan sát or kiểm tra tính chất hóa học khơng ghi nhận rị rỉ thiết bị trao đổi nhiệt cần đưa dịch vụ để kiểm tra lại phương pháp kiểm tra áp suất nước phương pháp kiểm tra thủy tĩnh Trong suốt trình vận hành dừng làm việc, khí nitơ loại khí khác sử dụng làm thiết bị trao đổi nhiệt 10.3 BẢO DƯỠNG THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT 10.4 THÁO BÓ ỐNG RA KHỎI VỎ CỦA THIẾT BỊ: Nếu thiết bị loại có đầu cố định khơng thể tháo rời bó ống khỏi vỏ để vệ sinh bảo dưỡng mà ta phải dùng phương pháp học hóa học hóa chất, nhiệt độ phát đường ống bó ống bị hỏng tiết hành thay mà khơng phải tháo rời bó ống vỏ thiết bị Nhưng với thiết bị trao đổi nhiệt có đầu di động, thiết bị trao đổi nhiệt dạng hình chữ U cơng việc tháo rời bó ống khỏi vỏ thực Hình 4.1 Tháo bó ống khỏi vỏ thiết bị Chương 10:Vận hành thiết bị trao đổi nhiệt Trang 122 Sau tháo bulon đai ốc ghép tubesheet với vỏ nắp chụp đầu đầu tiến hành kéo bó ống khỏi vỏ Hình 4.2 Bề mặt thành ống vỏ thiết bị trao đổi nhiệt bị bám bẩn Hình 4.3 Đầu đầu thiết bị trao đổi nhiệt Chương 10: Vận hành thiết bị trao đởi nhiệt Trang 123 Hình 4.4 Đầu cuối thiết bị trao đổi nhiệt hình chữ U Để làm bề mặt thành ống thông thường sử dụng nước có nhiệt độ cao áp suất cao phun lên bề mặt bó ống Sau phun ta tiến hành kiểm tra ống bó ống Các bó ống sau làm bề mặt Hình 4.5 Đầu tubesheet chữ U làm Hình 4.6 Tiến hành kiểm tra sửa chữa Chương 10: Vận hành thiết bị trao đổi nhiệt Trang 124 ❖ TÓM TẮT NỘI DUNG CHƯƠNG 10: 10.1 10.2 10.3 10.4 Khởi động thiết bị trao đổi nhiệt Dừng thiết bị trao đổi nhiệt Bảo dưỡng thiết bị trao đổi nhiệt Tháo bỏ ống khỏi vỏ thiết bị ❖ CÂU HỎI TÌNH HUỐNG THẢO LUẬN CHƯƠNG 10: Nêu bước Khởi động thiết bị trao đổi nhiệt ? Nêu bước Dừng thiết bị trao đổi nhiệt? Chương 10: Vận hành thiết bị trao đổi nhiệt Trang 125 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Bùi Hải, Dương Đức Hồng, Hàn Mạnh Thư, 2001, Thiết bị trao đổi nhiệt, Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội [2] Nguyễn Văn May, Thiết bị truyền nhiệt truyền khối, Nhà xuất khoa học kỹ thuật [3] Heat exchanger of API ( American Petroleum Institute ) [4] Trang web tham khảo: https://www.energyefficiencyasia.org Tài liệu tham khảo Trang 126 ... GIỚI THIỆU Giáo trình Lị Gia Nhiệt Và Thiết Bị Trao Đổi Nhiệt biên soạn dành cho sinh viên trình độ cao đẳng nghề Sửa chữa thiết bị chế biến dầu khí (SCTBCBDK) Trường Cao đẳng Dầu khí thuộc mơn... dầu khí loại: thiết bị gia nhiệt đáy chưng cất nhà máy lọc dầu nhẹ, thiết bị gia nhiệt khí tái sinh hệ thống hút ẩm, thiết bị gia nhiệt dầu nóng, thiết bị gia nhiệt dầu thơ khai thác thiết bị. .. thống xả thải lò gia nhiệt Chương 6: Vận hành bảo dưỡng lò gia nhiệt Phần 2: Thiết Bị Trao Đổi Nhiệt Chương 7: Tổng quan truyền nhiệt thiết bị trao đổi nhiệt Chương 8: Thiết bị trao đổi nhiệt qua