Quy trình tổng hợp Amoniac tại nhà máy đạm Phú Mỹ

Bơm ly tâm centrifugal pumpđầu hút suction có lưới lọc để ngăn rác và vật rắn theo chất lỏng vào bơm;  van một chiều trên ống đẩy discharge để ngăn chất lỏng đổ dồn về bơm gây ra va

CHƯƠNG IV: CÁC THIẾT BỊ PHỤ TRỢ

4.1 Hệ thống bơm (pumps) 4.2 Hệ thống van (valves) 4.3 Dụng cụ đo

4.1 Hệ thống bơm (pumps)

4.1.1 Bơm pittông (piston pump)

4.1.2 Bơm ly tâm (centrifugal pump)

4.1.3 Bơm trục vít (screw pump)

Bơm (pumps)

Bơm dùng để :

- vận chuyển chất lỏng từ nơi thấp đến

nơi cao.

(pumps are used to move liquids from

lower elevations to higher elevations)

- vận chuyển chất lỏng từ nơi áp suất

thấp đến nơi áp suất cao

(pumps are used to move liquids from

lower pressure to higher pressure)

- tăng vận tốc dòng chảy

(pumps are used to increase the flow rate

Bơm (pumps)

Các thông số đặc trưng của bơm

1. Chiều cao cột áp H (m) : là chiều cao lớn nhất mà chất lỏng có thể dâng lên khi bơm hoạt động so với mặt thoáng đầu hút

2. Năng suất của bơm Q (m3/s) : là thể tích chất lỏng được bơm cung cấp trong một đơn vị thời gian.

3. Hiệu suất của bơm ƞ: là đại lượng đăc trưng cho độ sử dụng hữu ích của năng lượng được truyền từ động cơ đến bơm

4.1.1 Bơm pittông (piston pump)

Cấu tạo: bao gồm

1. Xilanh

2. Pittông

3. Supáp hút (đầu hút)

4. Supáp đẩy (đầu đẩy)

5. Cơ cấu truyền động –

tay quay thanh truyền

4.1.1 Bơm pittông (piston pump)

Hoạt động:

Khi pittông chuyển động từ trái qua phải, áp suất trong xilanh

sẽ giảm xuống nhỏ hơn áp suất khí quyển Dưới tác dụng của

áp suất khí quyển, xupáp hút sẽ mở ra để chất lỏng tràn vào xilanh và đồng thời xupáp đẩy bị đóng lại

Khi pittông chuyển động ngược lại từ phải sang trái, áp suất xilanh tăng lên, khi đó xupáp hút sẽ đóng lại và xupáp đẩy sẽ

mở ra và chất lỏng được đẩy ra ngoài.

4.1.1.Bơm pittông (piston pump)

Ưu điểm :

Có khả năng tự hút tốt, tạo được cột áp cao.

Có hiệu suất cao vì tổn thất lưu lượng nhỏ.

Có thể thay đổi thể tích làm việc, với cùng một tốc độ quay có thể thay đổi lưu lượng khác nhau.

Phù hợp khi cần có áp suất cao.

Nhược điểm :

Kết cấu khá phức tạp, trọng lượng và kích thước lớn

Lưu lượng và áp suất không đều, để hạn chế nhược điểm này người

ta thường trang bị thêm bình điều áp trên đường đẩy.

4.1.2 Bơm ly tâm (centrifugal pump)

4.1.2 Bơm

ly tâm

(centrifugal

pump)

4.1.2 Bơm ly tâm (centrifugal pump)

Cấu tạo: bao gồm các bộ phận chính

4.1.1 Bơm ly tâm (centrifugal pump)

đầu hút (suction) có lưới lọc để ngăn rác và vật rắn theo chất

lỏng vào bơm;

 van một chiều trên ống đẩy (discharge) để ngăn chất lỏng đổ dồn

về bơm gây ra va đập thủy lực khi guồng quay ngược do bơm ngừng hoạt động đột ngột;

 van chắn trên ống đẩy (discharge) để điều chỉnh lưu lượng;

4.1.2 Bơm ly tâm (centrifugal pump)

Nguyên tắc hoạt động:

 chất lỏng được hút vào tâm guồng theo phương thẳng góc, rồi vào rãnh giữa các guồng và chuyển động cùng guồng

dưới tác dụng của lực ly tâm, chất lỏng được nhận thêm năng

lượng, tăng áp suất và văng ra khỏi guồng theo thân bơm (phần

rỗng giữa vỏ và cánh guồng) rồi vào ống đẩy theo phương tiếp tuyến

 khi đó ở tâm guồng sẽ tạo nên vùng áp suất thấp và chất lỏng theo đường hút sẽ vào tâm guồng.

4.1.2 Bơm ly tâm (centrifugal pump)

Khởi động bơm: do không đuổi hết được không khí ra khỏi bơm và đường hút để tạo độ chân không cần thiết nên chất lỏng không thể cuốn vào bơm được

 trước khi mở bơm phải :

mồi chất lỏng vào đầy bơm và ống hút hoặc

đặt bơm thấp hơn mực chất lỏng trong bể hút

4.1.2 Bơm ly tâm (centrifugal pump)

Hoạt động của bơm ly tâm:

Áp suất của chất lỏng do lực ly tâm gây ra (chiều cao đẩy của bơm) phụ thuộc vào vận tốc quay của guồng – vận tốc càng lớn thì áp suất (hay chiều cao đẩy) càng lớn.

Tuy nhiên, khi tăng số vòng quay (hay vận tốc quay) thì ứng suất trong vật liệu làm guồng và trở lực cũng tăng

 giới hạn áp suất tối đa truyền cho chất lỏng (40-50 m)

 tăng áp suất sẽ dùng bơm đa cấp.

4.1.1 Bơm ly tâm (centrifugal pump )

Ưu điểm của bơm ly tâm:

 tạo được lưu lượng đều, đáp ứng yêu cầu kỹ thuật;

 số vòng quay lớn, có thể truyền động trực tiếp từ động cơ điện;

 cấu tạo đơn giản, gọn, chiếm ít diện tích xây dựng mà không cần kết cấu nền móng vững chắc  giá thành chế tạo, lắp đặt và vận hành thấp;

 có thể dùng để bơm chất lỏng bẩn (khe hở giữa cánh guồng và thân bơm tương đối lớn và không có van – bộ phận dễ bị hỏng và tắc do bẩn gây ra);

 có năng suất lớn và áp suất tương đối nhỏ nên phù hợp với phần lớn các quá trình;

4.1.2 Bơm ly tâm (centrifugal pump )

Nhược điểm của bơm ly tâm:

 hiệu suất thấp hơn bơm pittông từ 10 đến 15%;

 khả năng tự hút kém nên trước khi bơm phải mồi đầy chất lỏng cho bơm hay ống hút khi bơm đặt cao hơn bể chứa;

 khi tăng áp suất thì năng suất giảm mạnh so với thiết kế

 hiệu suất giảm

4.1.2 Bơm trục vít (screw pump)

Bơm trục vít thông thường gồm có hai,

ba,…trục: trong đó có một trục chính (trục

dẫn) và các trục phụ (trục bị dẫn).

Các răng của trục vít ăn khớp với nhau

Các trục vít phải quay đồng bộ với nhau,

4.1.3 Bơm trục vít (screw pump)

Khi các trục vít quay nhanh, chất lỏng được hút vào

bên trong vỏ thông qua cửa nạp và đi vào buồng ở giữa

các trục vít và ở đó chất lỏng được nén giữa các răng

khi buồn nhỏ lại, sao đó chất lỏng đi tới cửa thoát Cả

cửa nạp và cửa thoát sẽ được đóng hoặc được mở tự

động khi các trục vít quay hoặc không che các cửa, Ở

cửa thoát của bơm có lắp một van một chiều để ngăn

các trục vít tự quay khi quá trình bơm đã dừng.

4.1.3 Bơm trục vít (screw pump)

Ưu điểm:

Bơm trục vít (screw pump) được sử dụng khi bơm các sản

phẩm vào bồn có áp lực lớn và tránh tạo ra tia lửa điện.

4.2.Hệ thống van (valves)

4.2.1 Van chặn

4.2.2 Van điều chỉnh

4.2.3 Van xả áp

4.2.1 Van chặn

Van chặn dùng để ngăn dòng chảy hoặc một phần dòng

chảy để đạt được một dòng chảy mới sau van.

Yêu cầu của van chặn:

trở lực dòng tối thiểu ở vị trí hoàn toàn mở

đóng kín ở vị trí hoàn toàn đóng

Xem xét 2 loại van chặn:

1. Van cổng (cửa) (gate valve)

2. Van cầu (globe valve)

4.2.1 Van cổng (cửa) (gate

4.2.1 Van cổng (cửa) (gate

valve)

Thân van:

•Van cổng liên kết với đường ống bằng mặt

bích ở cả hai đầu Van và đường ống được

nối với nhau bằng các bulông Gioăng đệm

được chèn vào giữa hai mặt bích của van

và đường ống để sự nối có được độ kín

cao.

•Ngoài ra còn có các dạng nối khác giữa

đường ống và thân van (nối lắp ghép ren,

nối bằng then chốt, nối bằng phương pháp

hàn gối đầu )

4.2.1 Van cổng (cửa) (gate

valve)

Nắp van: Trong nắp van ở phía trên có khoảng không để có

thể kéo tấm cửa của van lên khi mở van Có rất nhiều dạng nối

giữa nắp van và thân van để hình thành nên một mối lắp ghép

kín Chúng có thể là dạng lắp ghép bằng mặt bích, bằng cách

lắp ghép ren, hay bằng mối lắp ghép ren có hàn ở đường mép.

4.2.1 Van cổng (cửa) (gate

4.2.1 Van cổng (cửa) (gate

kín được nhồi vật liệu bít kín Đầu

phía trên của cần van được nối với

tay

Khi vặn tay quay thì cần van sẽ

chuyển động lên xuống để đóng

hay mở van Nên chúng ta cũng có

thể gọi đây là loại van có cần

4.2.1.Van cổng (cửa) (gate valve )

Khi hoạt động, van cửa thường là đóng hoàn toàn hay mở hoàn toàn

dòng chảy của vật chất Lúc này độ cản trở

dòng chảy của van là rất nhỏ có nghĩa là sự sụt áp hay mất năng lượng khi vật chất đi qua van được hạn chế ở mức nhỏ nhất

4.2.1 Van cổng (cửa) (gate

Vì van cửa bị mài mòn không đồng đều khi ở vị trí điều tiết nên

thông thường không sử dụng loại van này vào mục đích điều tiết dòng chảy.

4.2.1.Van cầu (globe valve)

Cấu tạo: tương tự van cổng (cửa van – hình cầu).

4.2.1.Van cầu (globe valve)

Van cầu truyền thống dùng để chặn dòng Tuy nhiên, hiện nay van cầu cũng được dùng để điều chỉnh lưu lượng.

Khi thiết kế van dùng điều chỉnh lưu lượng, để phòng tránh van sớm bị hỏng và đảm bảo vận hành thông suốt, cần tính đến dải lưu lượng điều chỉnh, tổn thất áp lực và tải trọng làm việc.

Lưu ý: nhiều loại van cũng có thân cầu nhưng không phải

là van cầu  Cần xác định cấu trúc bên trong khi xác định kiểu van.

Vai trò của van điều chỉnh: trong hệ thống, các bộ điều chỉnh áp suất, nhiệt độ hay lưu lượng sẽ ra các tín hiệu điều khiển để thay đổi dòng chảy, áp suất hay nhiệt độ tương ứng Việc thay đổi này có thể thực hiện thông qua việc tăng hay giảm lưu lượng dòng chảy qua van.

4.2.2 Van điều chỉnh

Xem xét các loại van điều chỉnh sau:

1. Van nút (plug valve)

2. Van dạng màng (diaphragm avlve)

3. Van bi (ball valve)

4. Van kim (needle valve)

5. Van bướm (butterfly valve)

4.2.2.Van nút (plug valve)

Cấu tạo: gồm 3 phần

Thân van

Cửa van (đĩa van) có dạng nút,

được chế tạo bằng kim loại và có khe

hở xuyên suốt cửa van cho dòng

chảy đi qua

Cần van

Ngoài ra, ở phía trên có thêm lỗ

dầu bôi trơn, để bôi trơn cửa van ,

giảm độ ma sát giữa thân van và cửa

van, và màng dầu này cũng tăng

thêm độ kín cho van trong quá trình

4.2.2.Van nút (plug valve)

Vị trí:

Khi vặn tay quay đi một góc 90 0 ta sẽ có van ở vị trí đóng hoặc mở

hoàn toàn.

Tay quay ở đầu phía trên của cần van chuyển động theo cùng một

hướng với khe hở của cửa van: khi tay quay nằm song song với

đường ống, van ở vị trí mở

Khi van ở vị trí mở hoàn toàn thì dòng chảy đi qua van là đường thẳng còn khi nó ở vị trí điều tiết thì dòng chảy qua van sẽ tạo xoáy và xảy

ra sự sụt áp.

4.2.2 Van nút (plug valve)

Ưu điểm:

o Sửa chửa nhanh chóng, rửa

sạch mà không cần thiết phải

tháo thân van ra khỏi hệ thống

ống,

o Sử dụng ở dãi áp suất, nhiệt độ

rộng: 0-10000psi, -50-150 0 F

o Van được tráng nhiều loại vật

liệu, phù hợp với nhiều loại hóa

chất

4.2.2.Van nút (plug valve)

Van nút có thể được chế tạo có nhiều khe hở - van nhiều hướng Các van nhiều hướng được dùng như một thiết bị phân chia dòng chảy Khi vặn tay quay một góc 90o thì sẽ làm thay đổi hướng dòng chảy

Đối với mục đích thay đổi hướng dòng chảy thì van nhiều hướng

có thể thay thế cho nhiều van cửa Điều này tiết kiệm được chi phí và làm dễ dàng hơn trong vận hành.

4.2.2.Van bi (ball valve)

cấu tạo tròn và có lỗ cho vật chất đi qua (đường kính lỗ bằng đường kính ống) Bi được giữ chặt giữa hai vòng làm kín Tay quay được lắp ở đầu trên của cần van Khi vặn

4.2.2.Van bi (ball valve)

+ Van bi cũng là loại đóng mở nhanh

+ Vì hình dạng của chúng nên van bi có độ trơn

và vận hành được dễ dàng hơn van nút, giảm

được lực ma sát giữa bi và các vòng làm kín khi

vận hành do đó chúng không cần tới sự bôi

trơn

+ Tay quay của van bi cũng giống như van nút

nó sẽ nằm song song với dòng chảy khi van ở vị

trí mở Còn khi tay quay nằm vuông góc với

đường ống thì nó ở vị trí đóng

4.2.2.Van bướm (butterfly valve)

Cấu tạo

Thân van: Thân van của van

bướm tương tự như một vòng kim

loại trên thân van có những lỗ

dùng để định vị vào đường ống

bởi các bulon và đai ốc.

Đĩa van: Đĩa van là một tấm kim

loại (gồm 2 nửa hình bán nguyệt)

Nó làm nhiệm vụ điều khiển dòng

chảy (đóng hoặc mở dòng chảy)

thông qua cơ cấu điều khiển hoặc

tay quay.

4.2.2.Van bướm (butterfly valve)

Nguyên lý làm việc

quay tay quay theo ngược chiều kim đồng hồ - quá trình mở van

quay tay quay theo cùng chiều kim đồng hồ - quá trình đóng van

Van chỉ cần quay ¼ vòng (hay 15°) là thay đổi từ vị trí đóng sang vị trí hoàn toàn mở

Việc đóng mở chỉ cần quay tay quay hoặc điều khiển cơ cấu đóng ở mọi góc độ.

 Van bướm rất dễ bị hư hỏng khi mở điều tiết từ 15°-75°.

4.2.2.Van bướm (butterfly valve)

Van bướm dùng để đìêu tiết dòng

chảy, vì vậy lực tác động của dòng chảy

sẽ tác động lên đĩa van cho nên trong

những điều kiện nhất định người ta sử

dụng van bướm có cơ cấu gài góc độ mở

Cơ cấu gài góc độ mở: gồm có hai

phần: phần cố định được gắn trên thân

van gồm lá kim loại có răng thăng hoa

và phần di động là một cái chốt được

gắn trên cần van Cơ cấu này nhằm mục

đích cố định gốc mở của van không cho

dòng lưu chất tác động làm thay đổi góc

độ đóng mở ban đầu

4.2.2.Van bướm (butterfly valve)

Ưu điểm van bướm:

 vận hành nhanh

 tổn thất áp lực thấp

 hiệu quả khi dùng với áp lực

thấp

Van một chiều (check valve)

Van một chiều:  là thiết bị bảo vệ

đường ống dẫn, cho phép dòng chất

lỏng-khí đi qua chỉ theo 1 hướng nhất

định và ngăn cản dòng theo hướng

ngược lại

Van một chiều được sử dụng để

bảo vệ các thiết bị của mạch thủy lực

như ống dẫn, máy bơm, bình chứa, …

Ngoài ra van một chiều còn có tác

dụng ngăn ngừa sự mất mát chất

lỏng-khí khi có sự cố rò rỉ, hỏng hóc ống

dẫn.

Van một chiều (check valve)

Chức năng quan trọng của van một chiều đó là đảm bảo chế độ vận hành chuẩn của cả hệ thống Ta có thể xem xét

trường hợp khi hệ thủy lực được cung cấp chất lỏng bởi 1 trạm máy bơm gồm nhiều máy bơm ghép song song: khi có sự cố tụt

áp tại một máy bơm, nếu không có van 1 chiều lớp ở cửa đẩy của máy bơm đó, thì một phần lưu lượng chất lỏng có thể chảy ngược về máy bơm bị tụt áp Điều này không có lợi trong quá trình vận hành hệ thống

Van một chiều (check valve)

Khi không có dòng chất lỏng-khí chảy qua van, phần tử

trượt (cửa xoay) của van dưới tác dụng của trọng lượng

chính nó hoặc lực lò xo được giữ chặt ở ví trí “Đóng”

Khi xuất hiện dòng chảy đến van, phần tử trượt (cửa

xoay) dưới tác động của năng lượng dòng chảy bị đẩy

khỏi vị trí đóng và cho phép dòng chảy đi qua van

Tại thời điểm vận tốc dòng chảy về không, phần tử trượt

(cửa xoay) quay về vị trí đóng, áp suất cửa ra của van

tác động lên phần tử trượt giữ chặt phần tử trượt ở vị trí

đóng và ngăn cản dòng chảy về hướng cửa vào của van

Như vậy sự hoạt động của van một chiều hoàn toàn tự

động dưới tác động của chất lỏng-khí.

Van một chiều (check valve)

Các bộ phận chính của van:

phần tử trượt – dạng trượt( hay cửa xoay – dạng cửa xoay),

mặt đế đỡ

phần tử trợ lực( lò xo,then, …)