1 .3 Trạm tiếp bờ (LFS)
2.3.1. Hệ thống đo đếm khí cấp cho hai nhà máy điện và nhà máy đạm
Thành phần cấu tạo:
Hệ thống đo đếm khí cấp cho mỗi hộ tiêu thụ gồm có các thành phần như sau: -Ultrasonic Flow Meters.
-Transmitter nhiệt độ, Transmitter áp suất và đồng hồ đo nhiệt độ, áp suất. -Các Ball Valve ngõ vào và ra.
-Máy phân tích sắc khí (hai nhà máy Điện và nhà máy Đạm có cùng một máy phân tích sắc ký)
-Đường khí lấy mẫu để phân tích. -Flow computers.
-Station computer. -Máy in
Nguyên tắc tính toán
Hệ thống đo đếm lưu lượng dựa theo nguyên tắc: tính vận tốc của dòng khí nhờ vào các Ultrasonic Flow Meters, quy đổi chúng về điều kiện tiêu chuẩn (T = 15°C, P = 101.325 Kpa) dựa vào các giá trị nhiệt độ, áp suất nhận được từ các Transmitter, từ đó kết hợp với tiết diện ngang đã biết trước để tính được lưu lượng, và cuối cùng tính được thể tích khí theo thời gian.
Ngoài ra, hệ thống còn có thể tính toán được lượng nhiệt lượng và khối lượng cung cấp nhờ vào kết quả phân tích thành phần của máy sắc ký. Máy phân tích sắc ký (GC) sẽ phân tích và tính toán %mol của các thành phần khí từ C1 đến C6+ (C6,C7,C8) sau đó gửi về Flow Computer để tính ra nhiệt trị và khối lượng riêng của chúng. Sau đó kết hợp với lưu lượng tại từng thời điểm để tính ra nhiệt lượng và khối lượng cấp cho hộ tiêu thụ.
2.3.1.1.Ultrasonic Flow Meters
Đây là bộ phận quan trọng nhất trong hệ thống đo đếm, cung cấp giá trị vận tốc tức thời của dòng khí phục vụ cho việc tính toán thể tích.
Hình 2.3: Ultrasonic Flow Meters Nguyên tắc hoạt động:
USM dùng để đo vận tốc dòng khí công nghệ sau đó được truyền về FC, căn cứ vào vận tốc dòng khí, tiết diện đường ống FC sẽ tính được lưu lượng thực của dòng khí công nghệ. USM hoạt động dựa trên nguyên lý thu phát của cặp cảm biến sóng siêu âm đặt 2 vị trí đối nhau với khoảng cách D trên chiều dài đoạn ống: khi sóng âm được phát theo cùng chiều di chuyển của dòng khí, vận tốc của sóng âm sẽ tăng lên, do đó thời gian di chuyển của sóng âm đến đầu thu cũng ngắn lại; khi sóng âm được phát nghịch chiều di chuyển của dòng khí, vận tốc sóng âm sẽ giảm đi, do đó thời gian di chuyển của sóng âm đến đầu thu cũng tăng lên. Căn cứ vào độ lệch thời gian của sóng âm thuận-nghịch cùng truyền trong một môi trường vật chất, FC tính toán được vận tốc thực của dòng khí.
Hình 2.4: Ví dụ minh họa 4 cặp Ultrasonic: A-A’, B-B’, C-C’, D-D’
Ta sẽ nói về 2 cặp Ultrasonic A-A‟ và B-B‟ (nhánh Pay), nhánh check có nguyên lý tương tự).
Các Ultrasonic đều có khả năng phát và nhận tín hiệu sóng siêu âm. Trong một chu kỳ đã được định trước, A và B‟ sẽ phát tín hiệu đồng thời cho A‟ và B. Như vậy cùng một lúc sẽ có hai tín hiệu được phát ra, một tín hiệu cùng chiều với dòng lưu chất và một tín hiệu đi ngược chiều dòng lưu chất.
Tín hiệu đi cùng chiều dòng lưu chất (A-A‟) được lưu chất hỗ trợ thêm, ngược lại, tín hiệu đi ngược chiều (B-B‟) bị cản trở bởi dòng lưu chất, dẫn đến sẽ có độ trễ khi nhận tín hiệu giữa hai cặp Ultrasonic này. Vận tốc dòng càng lớn, độ trễ càng nhiều. Lưu chất không chuyển động, độ trễ bằng 0. Và dựa vào độ trễ này, bộ xử lý sẽ tính toán được vận tốc dòng khí, cung cấp cho quá trình tính toán lưu lượng.
Ở chu kỳ tiếp theo, A‟ và B sẽ phát tín hiệu, A và B‟ sẽ nhận, quá trình diễn ra tương tự.
2.3.1.2.Transmitter nhiệt độ, Transmitter áp suất
A B
A’
B’
Có chức năng đo nhiệt độ và áp suất, gửi các tín hiệu này về bộ xử lý để phục vụ cho quá trình tính toán chuyển đổi về điều kiện tiêu chuẩn (T = 15°C, P = 101.325 Kpa).
2.3.1.3.Các Ball Valve ngõ vào và ra
Có tác dụng cô lập Metering khi cần thiết, đồng thời dùng để điều chỉnh các chế độ hoạt động của hai Metering (nối tiếp hay song song).
2.3.1.4.Máy phân tích sắc khí (GC)
Có nhiệm vụ phân tích và tính toán %mol của các thành phần khí từ C1 đến C6+ (C6, C7, C8) sau đó gửi về Flow Computer để tính ra nhiệt trị của dòng khí trong từng thời điểm.
2.3.1.5.Flow computer
Mỗi Metering sẽ có một Flow computer kèm theo, có nhiệm vụ nhận các giá trị vận tốc từ cả hai pay và check meter, cùng các thông số nhiệt độ và áp suất từ các transmitters và các thành phần khí từ hai máy phân tích sắc khí để tính ra sản lượng khí cung cấp cho nhà máy điện.
Một Flow computer sẽ nhận một giá trị Pay từ một USM và nhận một giá trị Check từ USM còn lại để kiểm tra, dù hai USM có chạy nối tiếp hay song song thì vẫn giữ quy tắc như vậy. Còn giá trị nhiệt độ và áp suất được sử dụng cho cả hai Pay meter và Check meter. Pay meters dùng để đo lưu lượng tính tiền với khách hàng. Check meters dùng để kiểm tra lại lưu lượng đã được đo từ Pay meters, phòng trường hợp tín hiệu nhánh Pay bị lỗi, hoặc Flow computer của nhánh Pay bị lỗi.
2.3.1.6.Station computer
Station computer đóng vai trò như một cầu nối trung gian giữa người dùng với các thành phần khác của thiết bị đo đếm, bao gồm những chức năng sau đây:
- Chuyển dữ liệu tới Flow computer và nhận dữ liệu từ Flow computer - Cung cấp cho người vận hành một giao diện thân thiết về hệ thống metering - Tạo ra report tại thời điểm hiện tại, từng giờ, ngày, tuần, tháng, danh sách các sự kiện và các cảnh báo
- Cung cấp khả năng lưu trữ những file reports theo một thứ tự để có thể tìm lại một cách dễ dàng.
- Hiển thị và in report.
- Hiển thị dữ liệu phân tích của máy phân tích sắc khí (GC).
- Lấy các giá trị tính như: khối lượng, năng lượng,thể tích thô và thể tích ở điều kiện chuẩn,… từ Flow computer
2.3.1.7.Máy in
Hệ thống metering gồm hai máy in, có chức năng như sau:
- Một cái được nối tới Ethernet Switch để in report cho station computer - Cái còn lại được nối tới GC controller bằng đường parallel printer để in kết quả phân tích, các cảnh báo, kết quả khi ta hiệu chuẩn, hiệu chỉnh GC.