Nguyên lý điều khiển chung của hệ thống công nghệ ( dầu khí )

Tài liệu trình bày về nguyên lý điều khiển chung của hệ thống công nghệ như : nhóm tín hiều Digital, cấu trúc IO của tín hiệu Digital, nhóm tín hiệu Analog, cấu trúc IO của tín hiệu Analog... Và các hệ thống công nghệ chính trên giàn CPP3. Tài liệu này dành riêng cho các bạn kỹ sư dầu khí, kỹ sư tự động hóa làm việc trên giàn biển.

LỜI CẢM ƠN

Trong một năm công tác trên giàn cpp-3, tôi đã được sự giúp đỡ nhiệt tình của các anh, các chú trên giàn Tuy nhiên do mới ra trường, kiến thức về thức về thực tế còn hạn hẹp nên đôi lúc chưa thể hoàn thành tốt các công việc được giao Bản thân tôi ý thức được điều đó nên không ngừng phấn đấu trau dồi chuyên môn, tiếp xúc công việc thực tế để phục vụ công việc trên giàn ngày một tốt hơn

Tôi xin chân thành gởi lời cảm ơn tới các anh, các chú trong bộ phận KIP trên giàn cpp-3, những người đã trực tiếp hướng dẫn tôi trong công việc cũng như trong việc chuẩn bị kiến thức cho bài báo cáo này, đặc biệt là chú Nghĩa, anh Thái, anh Hoàng anh Cường, anh Trí, anhVinh, anh Thành, và các bạn Tú, Huy

Tôi xin hứa sẽ cố gắng hơn nữa để hoàn thành tốt công việc trên giàn

Tôi xin chân thành cám ơn

Hồ Minh Tùng

LỜI NÓI ĐẦU

Sau một thời gian làm việc trên giàn CPP3, tôi có điều kiện để tìm hiểu quy trình công nghệ trên giàn Đó là cơ sở để thực hiện việc vận hành các thiết bị điều kiển tự động hoá điều khiển, cũng như việc bảo trì các thiết bị

Vì thời gian tiếp xúc chưa nhiều nên tôi mới tìm hiểu những gì tổng quát nhất Sau đây là một số đề tài mà tôi đã được tìm hiểu

Phần I

Nguyên lý điều khiển chung của các tín hiệu Digital và Analog

Phần II

Các hệ thống công nghệ xử lý trên giàn CPP3

Hai hệ thống Utilities : Máy nén khí nguồn nuôi và hệ thống máy điều hoà

HỆ THỐNG CÔNG NGHỆ TRÊN GIÀN XỬ LÝ CÔNG

NGHỆ TRUNG TÂM SỐ 3 (CPP3)

MỤC LỤC

PHẦN I: NGUYÊN LÝ ĐIỀU KHIỂN CHUNG CỦA HỆ THỐNG CÔNG NGHỆ

1 Nhóm tín hiệu Digital

1.1 Giới thiệu tổng quát

1.2 Cấu trúc I/O của tín hiệu Digital

2 Nhóm tín hiệu Analog

2.1 Giới thiệu tổng quát

2.2 Cấu trúc I/O của tín hiệu Analog

Phần II: CÁC HỆ THỐNG CÔNG NGHỆ CHÍNH:

0 Gới thiệu tổng quát về giàn CPP3

1 Hệ thống xử lý dầu và nước

2 Hệ thống xử lý khí

3 Hệ thống đuốc cao áp và thấp áp (HP & LP Flare)

4 Hệ thống xử lý chất thải và Condensate

5 Hệ thống hoá phẩm

6 Một số hệ thống Utilities

6.1 Hệ thống máy nén khí nguồn nuôi Air Compressor

6.2 Hệ thống máy điều hoà Air Conditioning

PHẦN I

NGUYÊN LÝ ĐIỀU KHIỂN CHUNG CỦA HỆ THỐNG

CÔNG NGHỆ

Hệ thống công nghệ được điều khiển bởi 2 nhóm tín hiệu chính Digital và Analog

1.NHÓM A (GROUP A) - NHÓM TÍN HIỆU DIGITAL:

1.1 Giới thiệu tổng quát:

Các thiết bị thuộc nhóm này hoạt động dựa trên nguồn áp +24 VDC, chỉ có 2 trạng thái là 0 (0 VDC) và 1 ( +24 VDC)

Nhóm này bao gồm các phần tử điều khiển (các Switch) và các phần tử chấp hành (các SDV, BDV, XV) Các phần tử điều khiển sẽ cung cấp các tín hiệu Digital Input cho PLC, các phần tử chấp hành nhận tín hiệu Digital output từ PLC Khi các phần tử điều khiển bị tác động ( ví dụ : tiếp điểm của PSHH hở ra khi áp suất vượt quá giá trị đặt, hoặc tiếp điểm của PSLL hở ra khi áp suất xuống dưới mức đặt) thì tín hiệu này sẽ đưa về PLC PLC sẽ xuất ra các tín hiệu báo sự cố (bao gồm USD, PSD, ESD) từ đó điều khiển các phần tử chấp hành (ví dụ ngắt nguồn cuộn Solenoid của SDV để đóng SDV)

Các phần tử điều khiển thuộc nhóm này thường có tác dụng bảo vệ thiết bị ở điểm giới hạn ngưỡng dưới và ngưỡng trên được mô tả như hình dưới đây

100%

0 %

Vùng an toàn

Các loại Switch (INPUT):

LSHH/LSLL Level Switch High High/Low Low

( Switch bảo vệ ngưỡng trên/dưới của mức chất lỏng) PSHH/PSLL Pressure Swich High High/Low Low

( Switch bảo vệ ngưỡng trên/dưới của áp suất) TSHH/TSLL Temperature Switch High High/Low Low

( Switch bảo vệ ngưỡng trên/dưới của nhiệt độ) FSHH/FSLL Flow Swich High High/Low Low

(Switch bảo vệ ngưỡng trên/dưới của lưu lượng) ZSH/L Limit Switch High/Low ( báo trạng thái mở/ đóng của SDV, BDV, XV)

MZSH/L Manual Limit Switch High/Low (báo trạng thái đóng/mở của Valve tay)

Các phần tử chấp hành (OUTPUT) : là các Valve được điều khiển bởi các cuộn Solenoid, hoặc có thể là các máy bơm dầu, bơm chất lỏng, máy nén khí…

SDV Shutdown Valve (Valve đóng khi có sự cố )

BDV Blown Down Valve (Valve mở khi có sự cố ESD1 & ESD2 để giải phóng áp suất trong bình và đường ống)

XV Unclassified Valve (Valve không được phân lớp, nó dùng để điều khiển việc chọn đường đi của quá trình xử lý).Ví dụ đường ống xử lý đi từ vị trí 1 đến vị trí 2 mà không qua vị trí 3 thì phải điều khiển đóng XV2 và mở XV1, được mô tả trong hình dưới đây

ZSH/L

Để an toàn các XV & SDV được điều khiển cả từ hệ thống Fire&Gas System, có nghĩa là có

2 SOV mắc nối tiếp và hoạt động độc lập SOVA là Solenoid do hệ thống FGECS (Fire/Gas & ESD Conctrol System) cấp nguồn, khi có sự cố về khí và cháy thì FGECS sẽ cắt nguồn SOVA làm đóng các Valve SDV( FC – Failure Close, ESD1 & ESD2 & ESD3) hoặc mở các Valve BDV(FO Failure Open, chỉ có ở ESD1 & ESD2), đồng thời cũng gởi tín hiệu sự cố về hệ thống PCS để hệ thống này Ghi chú:

SOVA1 SOVB1

XV1

SOVA2 SOVB2

XV2 ZSH/L

PLC

IA

IA

Tín hiệu điệnĐường khí nuôi (IA – Instrument Air)

2

1 3

Đường ống thiết bị

ra lệnh đóng các SOVB SOVB là do hệ thống PCS (Process Control System) cấp nguồn điều khiển, khi có sự cố USD hoặc PSD thì chỉ có SOVB bị ngắt điện làm đóng các Valve SDV, XV.

BDV chỉ có 1 solenoid và được điều khiển bởi hệ thống FGECS khi có sự cố ESD1 & ESD2 Trạng thái đóng mở của các Valve SDV, BDV, XV, Manual Valves được báo về thông qua các Limit Switch ZSL/H

Ví dụ 1: Cách lấy tín hiệu từ các Switch và điều khiển như sau:

ZSH/L

Giải thích: khi có áp suất thấp (PSLL thường hở sẽ hở ra) hoặc áp suất cao (PSHH thường

đóng sẽ hở ra)… tín hiệu đưa về PLC là 0 VDC, báo hiệu có sự cố PLC sẽ ngắt nguồn cung cấp cho Solenoid B của các SDV hoặc BDV làm đóng SDV hoặc mở BDV Đồng thời các Limit Switch (ZSH/L) trên các Valve cũng thay đổi theo trạng thái đóng mở của Valve và đưa tín hiệu 0 hoặc +24 VDC về PLC để báo Valve đang đóng hay mở

Trạng thái của

Valve

ZSH (Chân 1 &2) ZSL (Chân 4&5)

CLOSE OPEN CLOSE

Đường khí nuôi (IA – Instrument Air)

INPUT

OUTPUT

Đường ống thiết bị

Các tín hiệu báo sự cố : ESD1, ESD2, ESD3

ESD3: Tín hiệu dừng giàn khẩn cấp cấp 3, sẽ gây ra các hệ quả sau

-Đóng tất cả các SDV, PV, TV, LV, FV

-Dừng tất cả máy bơm, máy nén Gas, nồi hơi ( trừ P1, P2)

-Khởi động bơm cứu hoả và phun mưa (Nếu các nút ESD3 được tác động)

ESD2: Tín hiệu dừng giàn khẩn cấp cấp 2, sẽ gây ra các hệ quả sau

-Đóng tất cả các SDV, PV, TV, LV, FV

-Dừng tất cả các máy bơm, máy nén Gas, nồi hơi

-Mở tất cả các BDV để xả áp suất trong tất cả các bình, đường ống

-Khởi động bơm cứu hoả

ESD1: Tín hiệu dừng giàn khẩn cấp cấp 1, sẽ gây ra các hệ quả sau

-Đóng tất cả các SDV, PV, TV LV, FV

-Mở tất cả các BDV để xả áp suất trong các bình và đường ống

-Dừng tất cả các bơm, máy nén Gas, nồi hơi

-Cắt nguồn điện chính từ WIP-30000 cấp sang CPP3

-Sau 15 phút, cắt toàn bộ nguồn điện của hệ thống UPS, hệ thống điều điều khiển Giàn ngừng hoàn toàn Chỉ còn hệ thống đèn hàng hải, còi sương mù hoạt động trong 72 giờ

Những điều cần lưu ý khi làm việc với các thiết bị thuộc nhóm này: vì các tín hiệu Input (các

Switch) thường gây ra các tín hiệu sự cố như USD, PSD, ESD gây shutdown thiết bị, cụm thiết bị hoặc toàn hệ thống nên trước khi bảo dưỡng hoặc thao tác cần phải Overide các tín hiệu này để loại trừ sự cố Khi Start up hệ thống cũng cần Overide các tín hiệu PSLL, LSLL,TSLL,FSLL vì lúc đầu các giá trị áp suất, mức, nhiệt độ, lưu lượng còn thấp Khi hệ thống đi vào hoạt động bình thường thì cần phải bỏ các Overide

1.2 Cấu trúc I/O của tín hiệu Digital:

a.Digital Input:

Tín hiệu Digital từ Field đưa về qua Field Terminal rồi đến Cabinet Terminal Tại đây tín hiệu được chia thành 3 đường song song đi vào 3 Rack Input để đến Input của PLC – A (Critical), PLC – B(Critical) và Backup PLC Cả 3 PLC đều nhận tín hiệu này, nhưng tại một thời điểm chỉ một PLC xử lý tín hiệu này để điều khiển các quá trình Việc thiết kế như trên là do yêu cầu an toàn của hệ thống Bình thường thì ưu tiên PLC-A nhận tín hiệu và xử lý, khi cần bảo dưỡng hay có sự cố trên PLC-A thì tín hiệu sẽ do PLC-B xử lý Khi cả 2 PLC-A va PLC-B gặp sự cố thì Backup PLC xử lý

Bảng trạng thái của Key Switch (KS):

Chân Auto Off Manual

1 &2 CLOSE OPEN OPEN

5&6 CLOSE OPEN OPEN

Các Mode Hoạt Động:

Khi đặt ở chế độ MANUAL thì solenoid Valve luôn được cấp nguồn +24 VDC để điều khiển cưỡng bức

Khi đặt ở chế độ OFF thì chỉ có PCS PLC điều khiển, Backup PLC không tham gia vào quá trình điều khiển

Khi đặt ở chế độ AUTO, thì PLC Backup cùng tham gia điều khiển với PLC A và PLC B

Do yêu cầu an toàn của hệ thống, để điều khiển một phần tử chấp hành (SOV) thì có 3 PLC (Critical PLC A, Critical PLC B, Backup PLC) tham gia Tuy nhiên tại mỗi thời điểm thì chỉ duy nhất 1 PLC tham gia điều khiển Ngoài ra, tín hiệu điều khiển do PLC-A và PLC-B đưa đến SOV được lấy làm tín hiệu Digital Input hồi tiếp về PLC để khẳng định SOV đã nhận được tín hiệu điều khiển hay chưa

2 Group B: Nhóm tín hiệu Analog

2.1 Giới thiệu tổng quát:

Các thiết bị thuộc nhóm này dùng nguồn dòng 4 – 20 mA để truyền tín hiệu và xử lý, và được quy đổi tương ứng 0% - 100% tầm hoạt động của thiết bị

Nhóm này bao gồm các phần tử điều khiển hoặc hiển thị biến các tín hiệu cần đo ( ví dụ : áp suất, nhiệt độ,…) sang dạng dòng điện từ 4 – 20 mA tương ứng với mức 0 – 100% tầm hoạt động của thiết bị, tín hiệu này được đưa về PLC để hiển thị trên SCADA hoặc điều khiển các thiết bị chấp hành là các Valve MIM Tín hiệu 4 – 20 mA do PLC xuất ra sẽ đưa đến bộ I/P (Bộ biến đổi tín hiệu điện / khí) của Valve MIM để điều khiển Valve mở 0% – 100%

Các thiết bị điều khiển và hiển thị (INPUT):

Các vòng điều khiển và hiển thị:

PIC (Pressure Indicator and Control)

PDIC (Different Pressure Indicator and Control)

LTC (Level Indicator and Control)

TIC (Temperature Indicator and Control)

FIQR (Flow Indicator and Quantity Recorder)

Các thiết bị chấp hành(OUTPUT):

PV (Pressure Control Valve)

PDV (Different Pressure Control Valve)

TV (Temperature Control Valve)

Ví dụ về việc lấy tín hiệu từ Pressure Transmitter PT để điều khiển độ đóng mở các Valve MIM PV1 và PV2

0 – 30 psi

Tín hiệu áp suất được PT đo dưới dạng dòng điện 4 – 20 mA, tín hiệu này được đưa về PLC để xử lý.PLC sẽ đổi tín hiệu này sang dạng 0 – 100% và hiển thị áp suất lên màn hình Scada, ngoài ra PLC còn xuất tín hiệu dòng 4 – 20 mA để điều khiển độ đóng mở các Valve MIM PV1 và PV2 thông qua các bộ biến đổi điện/khí (I/P)

PLC & SCADA

Đường khí nuôiĐường ống thiết bị

2.2 Cấu trúc I/O của tín hiệu Analog

a Analog Input:

Tín hiệu Analog 4 – 20 mA từ Transmitter được đưa qua thiết bị bảo vệ Barrier cách ly tín hiệu ng

áp:khi dòng điện đi qua 3 nhánh song

oài Field và tín hiệu về PLC Tín hiệu Analog qua Barrier sẽ được đưa vào điện trở 250Ω sẽ biến thành tín hiệu áp từ 1 – 5 VDC Tín hiệu này sẽ đưa đến 3 PLC (Critical PLC A, Critical PLC

B và Backup PLC) Do yêu cầu an toàn của hệ thống, cả 3 PLC đều nhận tín hiệu này, tuy nhiên tại mỗi thời điểm thì chỉ có một PLC xử lý tín hiệu Analog này

Chú ý: Giải thích việc chuyển từ tín hiệu dòng sang tín hiệu

song thì điện qua mỗi nhánh sẽ giảm Ỉ không thể đọc đúng giá trị đưa về Điện áp trên các mạch nhánh đấu song song thì không đổi Ỉ giá trị đọc được trên mỗi kênh là giống nhau

b Analog Output:

Trạng thái của các cặp tiếp điểm:

Các mo

PCS PLC tham gia điều khiển vì PID Relay luôn được cấp nguồn +24VDC

Output Việc này được thực hiện bằng c

lệnh ngừng cấp điện cho PID Relay, lúc này BU PLC sẽ điều khiển Analog output

5 & 9 Normal Open

6 & 10 Normal Open

3 & 11 Normal Close

4 & 12 Normal Close

de hoạt động:

- MANUAL : Chỉ có

- OFF : Chỉ có BU PLC tham gia điều khiển vì PID Relay không được cấp nguồn

- AUTO : Cả PCS PLC và BU PLC đều tham gia điều khiển

Khi hoạt động bình thường, PCS PLC sẽ điều khiển Analogách PLC xuất tín hiệu +24 VDC (từ Q xx.x) cấp nguồn cho PID Relay và đồng thời lấy tín hiệu hồi tiếp về I xx.x để khẳng định xem đã đưa PCS PLC vào quá trình điều khiển hay chưa

Khi PCS PLC phát hiện có lỗi từ các Analog module cả (Input và output) thì sẽ ra

PHẦN II CHỨC NĂNG CHÍNH CỦA GIÀN CPP3 (CENTRAL

0 Gới thiệu tổng quát về giàn CP

PROCCESSING PLATFORM 3

P3

Giàn CPP3 là giàn xử lý trung tâm số 3, nó làm nhiệm vụ xử lý dầu, khí từ các giàn khác đưa

iàn BK4, BK5,BK6, BK8, BK9, CPP2 đưa tới, sẽ được tách thàn

tới Hỗn hợp dầu khí nước từ các g

h 3 chất riêng: dầu, khí và nước Dầu thô sau khi được tách xong sẽ được bơm đến các tàu chứa, khí sẽ được đưa đến giàn nén Gas trung tâm hoặc dùng làm khí nhiên liệu, nước được xử lý rồi thải xuống biển

Hệ thống xử lý dầu v :

1.1 Mô tả quá trình xử lý dầu và nước:

l Mixutre) từ các giàn BK-4, BK-5, BK-6, BK-8, BK-9, CPP2 được

thành 3 đường thu gom chính đưa đến hệ thống lọc A/

F-1-cấp 2 V-2-A1/B1/C1, đây là hệ thống bình tách 2 pha, sẽ tách khí ra kh

A2/B2/C2 sẽ được đưa qua hệ thống tách váng dầu theo nguyên lý xoáy ly tâm HC-1-A/B/C/D và

Hỗn hợp dầu-khí-nước (Oi

đưa đến cụm phân dòng M-1 và chia

B/C/D ( F-1-D dự phòng) Oil Mixture từ đây sẽ đi đến hệ thống bình tách cấp 1 V-1-A/B/C, tại đây Oil Mixture sẽ tách thành 3 pha: dầu, khí, nước Lúc này dầu vẫn còn chứa một hàm lượng nước từ 7 – 20%

Dầu tiếp tục được đưa đến hệ thống gia nhiệt T-1-A/B/C/D ( T-1-D dự phòng) trước khi đi vào hệ thống bình tách

ỏi dầu trước khi đi vào hệ thống bình tách tĩnh điện V-2-A2/B2/C2 Tại đây, chất lỏng sẽ được tách thành dầu và nước, nếu dầu thu được có nồng độ nước bé hơn 0.5% thì sẽ đi qua cụm phân dòng đến hệ thống bình chứa V-3-A/B và được bơm đi các tàu chứa bằng hệ thống bơm cao áp (P-1-A/B/C/D/E) hoặc hệ thống bơm thấp áp (P-2-A/B/C/D/E) Nếu nồng độ nước trong dầu lớn hơn 0.5% thì dầu sẽ được đưa đến bình chứa dầu chưa thành phẩm V-3-C Từ đây dầu được bơm trở lại hệ thống bình tách dầu cấp 2, hoặc F-1 bằng hệ thống bơm P-3-A/B để xử lý lại

Nước tách ra từ hệ thống bình tách cấp 1 V-1-A/B/C, hoặc hệ thống bình tách cấp 2

V-2-HC-2-A/B/C/D (HC-1-D, HC-2-D dự phòng) Nước thu được tiếp tục qua hệ thống bình tách V-10-A/B, tại đây váng dầu sẽ được tách ra, nước thu được được đưa qua bộ phân tích nồng độ dầu trong nước( AT-1501A/B) trước khi được đưa xuống hệ hệ thống xả KS-1 để tách váng dầu lần cuối, và sau đó xả xuống biển

Sơ đồ khối quá trình xử lý dầu va :

Sơ đồ khối hệ thống xử lý dầu

Sơ đồ khối hệ thống xử lý nước

V-2-A2/B2/C2

KS-1

1.3 Các đặc điểm kỹ thuật và điều khiển quá trình xử lý dầu và nước:

1.3.1 Hệ thống bình tách cấp 1 (cao áp 3 pha) V-1-A/B/C: gồm có các thiết bị điều khiển sau

đường hỗn hợp dầu vào line

USD

SDV-0201A/B/C

SDV-0303A/B/C SDV-0301A/B/C SDV-0302A/B/C SDV-0401A/B/C SDV-0502A/B/C SDV-0501A/B/C SDV-0503A/B/C

đường hỗn hợp dầu vào line

USD

SDV-0201A/B/C

SDV-0303A/B/C SDV-0301A/B/C SDV-0302A/B/C SDV-0401A/B/C SDV-0502A/B/C SDV-0501A/B/C SDV-0503A/B/C

đường hỗn hợp dầu vào line

USD

Group B

Phần tử điều khiển Vòng điều khiển Phần tử chấp hành Vị trí phần tử chấp

hành

1.3.2 Hệ thống gia nhiệt T-1:

Hệ thống này có tác dụng duy trì nhiệt độ dầu ở khoảng 700C – 800C để chống đông và giảm độ kết dính của dầu hỗ trợ quá trình tách tĩnh điện Hệ thống gồm các thiết bị điều khiển sau

Group A

Phần tử điều khiển Phần tử chấp hành Vị trí phần tử chấp hành ESD/USD/PSD

1.3.3 Hệ thống tách cấp 2 ( tách tĩnh điện):

Hệ thống bình tách cấp 2 được thiết kế nhằm mục đích tách một lượng nước lớn ra khỏi dầu để giảm chi phí vận hành các thiết bị và chi phí vận chuyển

Nguyên lý của quá trình tách tĩnh điện: dầu sau khi qua hệ thống lọc cấp 1 vẫn còn một lượng lớn nước ( 7 – 20%), tuy nhiên lượng nước này tồn tại trong dầu dưới dạng các hạt nhỏ và phân bố đều khắp trong dầu, dưới tác dụng của trọng lực chúng không thể thắng được lực kết dính với dầu để chìm xuống dưới Khi đi qua điện trường, các hạt nước nhỏ ấy sẽ bị phân cực thành 2 cực (- ) và ( + ) trái ngược nhau ở 2 đầu Lúc này đầu dương của hạt nước này sẽ hút đầu âm của hạt nước kia và làm 2 hạt nước kết dính với nhau để hình thành 1 hạt nước mới to lớn hơn, quá trình này cứ tiếp diễn cho đến khi hạt nước đủ lớn để trọng lượng của chúng thắng được lực kết dính với dầu và rơi xuống phía dưới Quá trình cứ tiếp diễn và nước sẽ được tách ra khỏi dầu Quá trình trên được mô tả bằng hình dưới đây:

vùng có điện trường

các hạt nước bị

phân cực kết hợp

lại với nhau

các hạt nước nhỏ

hạt nước lớn

Yêu cầu thứ nhất của hệ thống tách tĩnh điện là phải không có Gas trong quá trình tách, vì khi có Gas thì sẽ hình thành một vùng điện trường cong giữa 2 bản cực làm chậm quá trình kết dính giữa các hạt nước V-2-A1/B1/C1 được thiết kế để tách hết khí Hydrocacbon trước khi đi vào hệ thống tách tĩnh điện V-2-A2/B2/C2

Yêu cầu thứ hai của hệ thống tách tĩnh điện là phải duy trì nhiệt độ dầu ở khoảng 70 0C – 800C nhằm giảm độ kết dính của dầu để thúc đẩy quá trình kết dính giữa các hạt nước diễn ra nhanh hơn T-1-A/B/C/D được thiết kế để đáp ứng yêu cầu này

Mức tiếp xúc nước và dầu cũng phải duy trì ở mức độ hợp lý để quá trình tách tối ưu, thường duy trì khoảng 2/3 mức bình Nếu mức này thấp quá thì sẽ làm chậm quá trình kết dính các hạt nước, nếu mức này cao quá thì có thể gây ngắn mạch giữa 2 cực, gây hỏng thiết bị

Hệ thống gồm các thiết bị điều khiển sau

đường hỗn hợp dầu vào line

USD

SDV-0201A/B/C

SDV-0303A/B/C SDV-0301A/B/C SDV-0302A/B/C SDV-0401A/B/C SDV-0502A/B/C SDV-0501A/B/C SDV-0503A/B/C

đường hỗn hợp dầu vào line

USD

SDV-0201A/B/C

SDV-0303A/B/C SDV-0301A/B/C SDV-0302A/B/C SDV-0401A/B/C SDV-0502A/B/C SDV-0501A/B/C SDV-0503A/B/C

đường hỗn hợp dầu vào line

Group B

Phần tử điều khiển Vòng điều khiển Phần tử chấp hành Vị trí phần tử chấp

hành LT-0501A/B/C

(V-2-A1/B1/C1)

của hệ thống khử nước trong dầu

PT-0501A/B/C

(V-2-A2/B2/C2) PIC PV-0501A/B/C đường đi vào hệ thống quạt làm mát AC-1-B

1.3.4 Hệ thống bình chứa dầu thành phẩm V-3-A/B và hệ thống bơm vận chuyển cao áp và thấp áp:

Hệ thống bình chứa dầu thành phẩm V-3-A/B được thiết kế để chứa dầu sau khi tách nước xong Dầu từ bình V-3-A được đưa đến hệ thống bơm áp suất cao P-1-A/B/C/D/E để đi các tàu chứa Dầu từ bình chứa V-3-B được đưa đến hệ thống bơm thấp áp P-2-A/B/C/D/E để đến các tàu chứa

Hệ thống gồm các thiết bị điều khiển sau

Group A Phần tử điều khiển Phần tử chấp hành Vị trí phần tử chấp hành ESD/USD/PSDLSLL-0701A/B SDV-0701A/B

P-1-A/B/C/D/E P-2-A/B/C/D/E

Đường dầu từ V-3A/B đi raBơm cao áp Bơm thấp áp

Group B

Phần tử điều khiển Vòng điều khiển Phần tử chấp hành Vị trí phần tử chấp

hành

bơm cao áp và thấp áp

Gas

1.3.5 Hệ thống bình chứa dầu kém chất lượng V-3-C:

Bình chứa này được thiết kế để chứa dầu không đạt chất lượng sau khi tách từ hệ thống tách cấp

2 Đối tượng quan trọng nhất cần điều khiển trong bình này là mức chất lỏng trong bình

Hệ thống gồm các thiết bị điều khiển sau

Group A Phần tử điều khiển Phần tử chấp hành Vị trí phần tử chấp hành ESD/USD/PSD LSLL-0801 SDV-0801

Motor P-3-A/B

Đườn dầu từ V-3-C đi ra Bơm P-3-A/B

USD

Group B

Phần tử điều khiển Vòng điều khiển Phần tử chấp hành Vị trí phần tử chấp

hành

Gas

1.3.6 Hệ thống tách dầu trong nước bằng xoáy ly tâm HC-1-A/B/C/D, HC-2-A/B/C/D:

Nước tách ra từ các hệ thống tách dầu cấp 1 và cấp 2 vẫn còn chứa một hàm lượng lớn dầu, không thể xả ngay xuống biển được vì sẽ vi phạm quy định an toàn vệ sinh môi trường Ngoài ra hệ thống này được thiết kế để tách lượng dầu còn lại trong nước để tái sử dụng Việc tách dầu sẽ được thực hiện theo nguyên lý xoáy ly tâm

Nước đi vào hệ thống theo đường xoắn ốc sẽ tạo thành xoáy ly tâm, do tỷ trọng nước lớn hơn nên sẽ đi ra phía thành ống còn dầu có tỉ trọng nhỏ hơn sẽ nằm ở lõi tâm của ống Như vậy dầu và nước sẽ được tách ra ở 2 vùng riêng biệt và được đưa ra ngoài theo 2 đường riêng

DPIT-1301A: đo chênh áp giữa đầu vào HC-1 và đường nước ra (vào V-10) dưới dạng dòng

4 – 20mA DPT-1301E đo chênh áp giữa đầu vào HC-1 và đường ra dầu (vào V-14) dưới dạng dòng 4 – 20mA Hai tín hiệu này sẽ được truyền về hệ thống Scada điều khiển độ đóng mở của PDV-1301A sao cho tỉ số giữa DPIT-1301A và DPT-1301E là hằng số để việc tách dầu trong nước tối ưu Tỉ số này thay đổi được từ SCADA để đạt kết quả tối ưu, giá trị nằm trong khoảng (1.3-1.7)

Hệ thống gồm các thiết bị điều khiển sau

Group B Phần tử điều khiển Vòng điều khiển Phần tử chấp hành Vị trí phần tử chấp

hành

HC-1 và đường nước ra (vào V-10)

DPT-1301E DPIC

PDV-1301A

chênh áp giữa đầu vào HC-1 và đường ra dầu (vào V-14)

1.3.7 Hệ thống tách váng dầu V-10-A/B và KS-1:

Hệ thống này thực hiện việc tách váng dầu còn lại trong nước sau khi đi qua hệ thống xoáy ly tâm Váng dầu tách ra sẽ được đưa vào các khoang chứa và đưa trở lại bình xả kín để tái sử dụng Nước tách được sẽ đươc kiểm soát bởi hệ thống phân tích nồng độ dầu trong nước ( AT TD-4100XD), nồng độ dầu đo được không được vượt quá 30 ppm

Giới thiệu sơ lược về hệ thống phân tích dầu trong nước:

Đây là bộ phân tích nồng độ dầu trong nước, nồng độ đo được có đơn vị ppm (Part Per Million) Nước sau khi qua bình V-10-A/B phải có nồng độ dầu trong nước không vượt quá 30 ppm

Nồng độ dầu đo được sẽ được chuyển sang tín hiệu dòng 4 – 20 mA (tương ứng với mức 0 – 100 ppm) và truyền về Scada để quan sát

Nguyên lý hoạt động của bộ AT: Đầu tiên đèn sẽ phát ra ánh sáng, ánh sáng này sẽ đi qua một bộ lọc, bộ lọc này chỉ cho ánh sáng có bước sóng kích thích được khí Hydrocacbon phát sáng đi qua, bộ lọc này được gọi là bộ lọc kích thích (exciting filter), ánh sáng đi qua nó được gọi là ánh sáng kích thích (exciting light) Khi nhận được ánh sáng kích thích, khí Hydrocacbon sẽ phát ra ánh sáng có bước sóng lớn hơn (ánh sáng huỳnh quang – fluorescence light) Aùnh này sẽ được đưa qua một bộ lọc khác, bộ lọc này chỉ cho một dãy ánh sáng có bước sóng mong muốn đi qua (bộ lọc quỳnh quang – fluorescence filter) Aùnh sáng này sẽ tác động lên bộ nhân quang (Photomultiplier Tube) Mỗi lượng tử ánh sáng (photon) đập và bộ nhân quang (photomultiplier tube) sẽ tạo ra một xung điện đầu ra, xung điện này được đưa về bộ xử lý Bộ xử lý của AT TD-4100XD sẽ đếm số xung và xác định được nồng độ của dầu trong nước Giá trị này sẽ được hiển thị lên màn hình tinh thể lỏng (LCD) của tủ điều khiển , mặt khác nó sẽ được truyền về Scada dưới dạng tín hiệu dòng 4 – 20 mA để theo dõi

Nước đưa vào phân tích được làm tơi bằng cách đi qua vòi phun tạo thành những hạt bụi nước để

quá trình phân tích đạt độ chính xác cao

Photomultiplier Tube

Aùnh sáng đến bộ lọc khích thích Aùnh sáng đến bộ nhân quang

Aùnh sáng huỳnh quang

Hình vẽ bộ phận phân tích nồng độ dầu trong nước

Các bộ phận chính của bộ phân tích nồng độ dầu trong nước:

-Bộ phân tích: bao gồm đèn UV , bộ lọc kích thích, bộ lọc huỳnh quang, bộ nhân quang -Bộ xử lý: xử lý tín hiệu xung điện đưa về từ bộ phân tích, từ đó tính ra nồng độ dầu trong nước và đưa ra màn hình hiển thị, truyền tín hiệu 4 – 20 mA về Scada

-Bộ hiển thị và nhập thông số ( màn hình LCD và keypad): LCD dùng để hiển thị các thông số như giá trị nồng độ dầu trong nước, ngày calibrate gần nhất Keypad là hệ thống phím nhấn dùng

để xem các thông số, hoặc nhập các thông số trong quá trình calibrate… (xem trong Appendix D-3

để tra các phím chức năng, và phần 3 Operation quyển Operation & Maintenance Manual For

Formation Water DeGasser Skid Packages V-10-A/B Book 3 Of 3)

-Hệ thống phụ trợ: hệ thống đường ống lấy mẫu, hệ thống khí làm sạch tủ điều khiển, Switch bảo vệ mức áp suất thấp trong tủ điều khiển, đồng hồ hiển thị, các Regulator

Cách đấu dây vào Terminal của tủ AT:

-Nguồn 220 VAC, 50 Hz : 7 (hot), 8 (neutral), 9 (ground)

-Tín hiệu 4 – 20 mA : 16 (+), 17 (-)

Hệ thống gồm các thiết bị điều khiển sau

Group B Phần tử điều khiển Vòng điều khiển Phần tử chấp hành Vị trí phần tử chấp

hành

Đèn Mẫu chất lỏng cần phân tích

Aùnh sáng khích thích Bộ lọc khích thích Bộ lọc huỳnh quang

LT-1506 LIC P-17 Start Pump P-17 ở mức

70% và Stop P-17 ở mức 40%

PV-1502

Đường ra Flare Đường cấp khí Nitơ cho bình V-10

nước lớn hon 40ppm

xuống KS-1

AT-1501 đo nồng độ dầu trong nước, khi nồng độ vượt quá 30 ppm thì AAH sẽ cảnh báo

2 Hệ thống xử lý khí:

Hệ thống xử lý khí bao gồm khí cao áp, khí thấp áp và khí nhiên liệu

2.1 Mô tả quá trình xử lý:

Hệ thống khí thấp áp:

Khí buffer từ V-3-A/B/C được làm mát bằng quạt AC-1-A rồi đi vào bình V-6 để tách Condensate, sau đó được nén lên đến áp suất 3.5 Bar bằng hệ thống máy nén khí buffer K-1A-A/B/C/D, được làm mát bằng quạt AC-2-A/B/C rồi hoà chung với khí tách ra từ V-2-A1/B1/C1 (được làm mát bằng quạt AC-1-B) Sau đó khí được đưa vào bình V-8 để tách Condensate Tiếp đó, khí được nén lên áp suất 14 bar bằng hệ thống máy nén khí áp suất thấp K-1B-A/B/C/D rồi làm mát bằng hệ thống quạt AC-3-A/B/C và đi vào bình tách Condensate V-9 Khí này được hoà chung với hệ thống khí cao áp

Hệ thống khí cao áp:

Khí từ BK-4 đi qua bình tách Condensate V-4 và hoà chung với khí tách ra từ hệ thống bình tách cấp 1 V-1-A/B/C Sau đó, khí này được đưa đến cụm đo khí trước khi đi đến giàn nén và hệ thống khí nhiên liệu

Hệ thống khí nhiên liệu:

Khí cao áp sau khi đi qua cụm đo khí, một phần được trích ra để đưa đến V-11, sau đó được gia nhiệt bởi hệ thống gia nhiệt T-3-A/B rồi cung cấp cho hệ thống nồi hơi Boiler A/B/C

Một phần khí tách ra từ cụm đo khí được đưa vào bình V-22, tới hệ thống máy nén khí nhiên liệu K-2-A/B/C nén lên áp suất 21.5 bar, qua bộ trao đổi nhiệt T-2-A/B/C rồi được làm mát bằng hệ thống quạt AC-4-A/B/C trước khi đi vào bình tách Condensate V-23-A/B/C Khí này lại quay trở lại bộ trao đổi nhiệt T-2-A/B/C rồi đi vào bình V-24 để đưa đến giàn ép vỉa WIP-30000

2.2 Sơ đồ khối quá trình xử lý khí:

K-1A-A/B/C/D V-6

Sơ đồ khối quá trình xử lý khí thấp áp

Sơ đồ khối quá trình xử lý khí cao áp

V-2-A1/B1/C1

V

M

V-8 AC-2-A/B/C