- Không thể sử dụng công nhân để vệ sinh trực tiếp đảm bảo an toàn lao động.- Bồn bể quá lớn khiến cho việc lắp đặt giàn giáo rất nguy hiểm và không thể tiến hành tẩy rửa thủ công.- Đườn
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - NGUYỄN XUÂN BẮC NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG MƠ HÌNH HỆ THỐNG LÀM SẠCH BỒN CHỨA DẦU TRONG CÔNG NGHIỆP Chuyên ngành: Kỹ thuật điều khiển tự động hóa LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: TS Bùi Đăng Thảnh Hà Nội – 04/2017 170832999469172a3c3f9-580e-4719-bd10-20f877667862 1708329994691b2c661e7-ff33-41c2-87e4-84de45942c26 17083299946914f33b3a9-f0aa-49d2-9b18-7f4d6af6c774 LỜI CAM ĐOAN Tơi cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu luận văn trung thực có nguồn gốc rõ ràng Hà Nội, tháng 04 năm 2017 Tác giả luận văn Nguyễn Xuân Bắc LỜI CẢM ƠN Trong suốt thời gian từ bắt đầu học tập giảng đường đến nay, em nhận nhiều quan tâm, giúp đỡ q thầy cơ, gia đình bạn bè Với lịng biết ơn sâu sắc nhất, em xin gửi đến quý thầy cô giáo Viện Điện – Trường Đại học Bách khoa Hà Nội với tri thức tâm huyết để truyền đạt vốn kiến thức quý báu cho em suốt thời gian học tập trường Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo TS Bùi Đăng Thảnh người trực tiếp hướng dẫn em suốt thời gian thực đề tài Nhờ giúp đỡ hướng dẫn nhiệt tình thầy em có kiến thức quý báu cách thức nghiên cứu vấn đề nội dung đề tài, từ em hồn thành tốt khố luận tốt nghiệp Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, tháng 04 năm 2017 Học viên thực Nguyễn Xuân Bắc MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN LỜI NÓI ĐẦU Chương 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ LÀM SẠCH BỒN CHỨA DẦU Giới thiệu hệ thống làm bể chứa Quá trình làm 2.1 Công nghệ làm 2.2 Phần cứng làm 11 2.3 Chất làm 14 Tổng kết chương 15 Chương 2: QUY TRÌNH LÀM SẠCH 16 Quy trình làm 16 Hệ thống thiết bị 20 2.1 Các Module hệ thống làm 20 2.2 Mô đun tách dầu nước (Oil/Water Separations Skid) 20 2.3 Mô dun máy phát điện (Generator Skid) 22 2.4 Mô đun nồi (Boiler skid) 22 2.5 Mơ đun khí trơ (Inert Gas Skid) 23 2.6 Mô đun bơm (CIP pump skid) 24 2.7 Tank Skid 27 2.8 Tank Skid 28 2.9 Mô đun tách chất rắn Solids Separation Skid 29 2.10 Một số module thiết bị phụ trợ khác 30 Tổng kết chương 39 Chương 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG 40 Yêu cầu thiết kế hệ thống 40 Thiết kế phần cứng 41 Thiết kế phần mềm 54 Giao diện mô hình hiển thị 64 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 68 TÀI LIỆU THAM KHẢO 69 LỜI NÓI ĐẦU Trong cơng nghiệp hóa dầu, tất hoạt động sản xuất, buôn bán, tồn trữ liên quan đến khâu bồn bể chứa Bồn bể chứa tiếp nhận nguyên liệu trước đưa vào sản xuất tồn trữ sau sản xuất Bồn chứa có vai trị quan trọng, có nhiệm vụ: tồn trữ nguyên liệu sản phẩm, giúp ta nhận biết số lượng tồn trữ Tại hoạt động kiểm tra chất lượng, số lượng, phân tích tiêu trước xuất hàng thực Ngồi cịn hỗ trợ hệ thống thiết bị phụ trợ: van thở, móng, thiết bị chống tĩnh điện, mái che, … Công việc làm bồn bể chứa dầu quan trọng Việc vệ sinh ảnh hưởng đến chất lượng dầu lưu trữ ảnh hưởng lớn đến môi trường Nếu vệ sinh không tốt,sẽ gây tác động nặng nề tới môi trường dầu tràn biển gây ô nhiễm môi trường biển,dầu loang khó kiểm sốt làm chết sinh vật Bên cạnh việc làm cho phép thu hồi dầu cặn, làm tăng thể tích chứa dầu mục tiêu quan trọng cho hệ thống làm bồn chứa Luận văn trình bày nghiên cứu, thiết kế hệ thống làm bồn chứa dầu có tham khảo hệ thống làm bồn chứa dầu hãng lớn Scanjet Chƣơng 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ LÀM SẠCH BỒN CHỨA DẦU Giới thiệu hệ thống làm bể chứa Các hệ thống làm bồn chứa tự động,lưu động,không cần người điều khiển hệ thống làm sạch,thiết kế đặc biệt để làm khối lượng lớn,bể chứa dầu khó lau chùi Hệ thống thay đổi để đáp ứng nhu cầu cá nhân cho dù cần làm bể hiệu yêu cầu làm bồn chứa,tách bùn thu hồi dầu q trình tích hợp Nó sử dụng để làm bồn chứa cạn khơi,cả bồn mái cố định Hệ thống cần có tính đặc biệt làm hệ thống vịng khép kín,làm giảm tác động đến mơi trường cung cấp gần 100% Hydrocacbon Với tính linh động lưu trữ giải pháp hóa học, hệ thống làm bồn chứa sử dụng để làm dầu thô,nhiên liệu nặng bể khác với tất loại hàng hóa Q trình làm 2.1 Công nghệ làm 2.1.1 Rửa dầu thô (COW-Crude oil washing) Sự đời vận tải góp phần lớn vào việc chống nhiễm biển,nhưng khơng hồn tồn loại bỏ ô nhiễm từ hoạt động làm bể chứa.Mặc dù đầu tư nhiều chi phí vào việc xử lý bồn chứa dầu trình gây số ô nhiễm Vào cuối năm 1970,một cải tiến giới thiệu Thay sử dụng nước, máy làm bồn chứa sử dụng dầu thô sử dụng Khi phun dầu lên trầm tích bám vào thành bể,dầu đơn giản hịa tan chúng,biến chúng thành dầu sử dụng bơm tách dùng lại dầu từ cặn Quá trình gọi rửa dầu thơ Rửa dầu thơ có nghĩa pha trộn dầu nước, hoạt động dẫn đến tình trạng nhiễm mơi trường nặng khứ,cách dùng nhiều kết thúc Rửa dầu thô phương tiện để giảm bớt tiếp xúc dầu nước, làm giảm lượng nước rửa cần thiết cho bể cần làm Đồng thời, sử dụng nước nóng làm phát sinh chi phí nhiên liệu tiêu thụ - Nước phương tiện tốt để làm bồn vì: + Nước góp phần làm ăn mòn cấu trúc bồn + Sau rửa nước để lại cặn bùn bồn + Nó đưa nước muối không mong muốn vào nhà máy lọc dầu + Nước bẩn sau tẩy rửa xả thằng biển làm nhiễm mơi trường + Nó khơng tương thích với dầu - Lý COW hiệu làm nước: Làm nước có tác dụng tốt tia nước với lực tác động đủ mạnh để trực tiếp đánh bay vết bẩn bề mặt bên bể chứa Tác dụng làm gần khơng có với thiết bị xa máy bay hệ thống có liên quan Dầu thơ có khả tiềm ẩn “dọn dẹp mớ hỗn độn mình”,nghĩa phải hịa tan lắng cặn Q trình hỗ trợ tính chất Thixotropic dầu thơ,nghĩa độ nhớt dầu giảm đáng kể bị áp lực bơm,đường dây vòi phun máy rửa bể Sự vượt trội dầu thô so với nước việc vệ sinh bể đặc trưng phụ thuộc vào tính chất hịa tan dầu thơ - Ưu điểm COW + Giảm khả ô nhiễm môi trường từ dầu dư máy + Giảm thời gian chi phí cho việc vệ sinh bể + Nạo vét đường ống + Tăng sản lượng hàng hóa + Giảm ăn mịn bồn rửa nước + Thêm thời gian cho cơng việc bảo trì biển - Nhược điểm COW + Tăng khối lượng cơng việc q trình xả + Kéo dài thời gian xả + Phải trả thêm chí phí nhân cơng + Chi phí cho thiết bị COW + Rủi ro an tồn nhiễm tiềm ẩn + Cần nhiều thiết bị yêu cầu cao để bảo trì - Nhược điểm nước + Tốn thêm thời gian để rửa bể chứa -> tăng chi phí nhiên liệu + Tốn kém,gia tăng ô nhiễm biển từ nước bị nhiễm dầu + Tăng ăn mịn + Giảm dung lượng hàng hóa ko làm hết cặn Hình 1.1: Bồn dầu cơng nghiệp thực tế Sau thời gian sử dụng (03~05 năm), lớp cặn đáy bồn dầu lên đến hàng mét Nếu không làm lớp cặn ảnh hưởng đến việc chứa dầu Hình 1.2: Bồn chứa dầu mơ 2.1.2 Làm áp lực: Để làm bồn chứa, cần thiết phải lựa chọn vòi phun cho bể cho phù hợp, yêu cầu vòi phun thể sau: + Yêu cầu chiều dài vòi phun + Cường độ làm ướt cần thiết (tốc độ dịng chảy liên quan đến diện tích bề mặt) + Cường độ mẫu + Thời gian làm thực tế cần thiết + Lập trình khơng thể lập trình vịi phun làm bể + Nhiệt độ làm + Khả tương thích với phương tiện vận chuyển - Mức độ cần thiết cho bồn + Kiểm soát cặn + Nước trắng + Sinh học + Trực quan - Bố trí vịi phun bên thùng Việc bố trí vịi phun bể khác với cấu trúc hình học bể cần làm Đối với bể có cấu trúc bên phức tạp,cần hệ thống vòi phun cầu kì Sơ đồ bố trí vịi phun mơ theo hình 1.3 đây: Hình 1.3: Ma trận bố trí vịi phun bể cần làm 10