D. Cương vị Khử CO
F. Cương vị Nén N2-H
Nhiệm vụ:
Cương vị Nén N2-H2 có vai trị trọng yếu, nhiệm vụ chủ yếu là nén và vận chuyển khí. Đầu tiên nhận khí than ẩm từ tháp khử H2S thấp áp vào các đoạn I, II và III nén đến 2,15MPa đưa đến cương vị biến đổi CO, khử H2S trung áp, khử CO2. Tiếp theo khí khí tinh chế được dẫn vào các đoạn IV và V nâng áp suất lên 12,5 MPa rồi đưa sang khâu khử vi lượng khí sau đó quay trở lại đoạn VI nâng áp suất lên đến 31,5 MPa rồi đưa sang khâu tổng hợp NH3.
Nguyên lý làm việc:
Máy nén 6 cấp, trong đó 5 cấp nén đầu kiểu chữ H (ký hiệu H22III-165/320) và cấp nén cuối mới được lắp đặt thêm năm 2002 kiểu chữ M (ký hiệu 6M25- 185/315), trước đây cấp nén kiểu chữ H có cơng suất thấp hơn cấp nén kiểu chữ M nhưng hiện tại các cấp nén có cơng suất tương đương nhau 9000 – 11000 Nm3/h tùy theo yêu cầu sản xuất. Máy nén 6 cấp làm việc 24/24, liên tục 1500 h, điện áp động cơ chính 6000 V, điện áp động cơ phụ 380 V, mỗi cấp nén kiểu chữ H tiêu thụ 2500 kWh, cấp nén kiễu chữ M tiêu thụ 2800 kWh.
Máy nén 6 cấp tương ứng có 6 bộ xilanh-piston, nhờ sự di động của piston trong xilanh do động cơ điện mà thực hiện được việc hút, nén và đẩy khí. Để máy nén 6 cấp có thể hoạt động thực tế có bộ bơm dầu bơi trơn xilanh (thải 1,5 kg dầu xilanh/h/ 1 đoạn) và bộ bơm dầu bôi trục (18000 l dầu bơi trục tuần hồn/ 1500 h làm việc liên tục), cùng với thiết bị trao đổi nhiệt ống lồng ống.
Q trình nén khí là đa biến, khơng phải các trường hợp lý tưởng hoàn toàn đẳng nhiệt hay hồn tồn đoạn nhiệt. Giản đồ nén khí đa biến như Hình 6.
Qua giản đồ nén khí ta thấy cơng tiêu hao cho q trình nén khí đẳng nhiệt ABC2DA nhỏ nhất, q trình nén khí đoạn nhiệt ABCDA lớn nhất và q trình nén khí đa biến ở giữa.
Để nén khí lên áp suất càng cao càng cần nhiều cấp nén, vì nếu chỉ dùng 1 cấp nén thì do tỷ số nén cao sẽ gặp nhiều tác hại như:lượng nhiệt sinh ra càng lớn dẫn đến càng gần quá trình nén khí đoạn nhiệt tốn càng nhiều cơng, làm mất tác dụng của dầu bơi trơn xilanh dẫn đến mài mịn và phá hỏng thiết bị, và chi phí chế
cao. Tuy nhiên, nếu có q nhiều cấp nén thì sẽ gây tổn thất áp suất do lực cản qua các van và chi phí chế tạo cũng tăng.
Lưu trình cơng nghệ:
Khí than ẩm từ tháp khử H2S thấp áp đến đường ống chung đi vào thủy phong đoạn I rồi vào xilanh đoạn I, khí được tăng áp đi ra đoạn I lần lượt qua các thiết bị hoãn xung, thiết bị trao đổi nhiệt ống lồng ống, thiết bị phân ly đoạn I để tách dầu, nước rồi đi vào xilanh đoạn II, khí tiếp tục được tăng áp và đi ra đoạn II lần lượt qua các thiết bị hoãn xung, thiết bị trao đổi nhiệt ống lồng ống, thiết bị phân ly đoạn II rồi đi vào xilanh đoạn III, khí được tăng áp lên đến 2,15MPa lại lần lượt qua các thiết bị hoãn xung, thiết bị trao đổi nhiệt ống lồng ống, thiết bị phân ly đoạn III và đi đến các khâu tinh chế khí.
BC – Đường cong nén khí đoạn nhiệt BC1 – Đường cong nén khí đa biến BC2 – Đường cong nén khí đẳng nhiệt
Hình6 . Giản đồ nén khí
Khí tinh chế qua bộ phân ly đi vào xilanh đoạn IV, sau khi nén tiếp tục được qua các thiết bị hoãn xung, thiết bị trao đổi nhiệt ống lồng ống, thiết bị phân ly đoạn IV rồi vào xilanh đoạn V nâng áp lên đến 12,5MPa rồi tiếp tục qua thiết bị hoãn xung, thiết bị trao đổi nhiệt ống lồng ống, thiết bị phân ly đoạn V rồi đi vào đường ống chung đưa đến khâu khử vi lượng khí.
Khí tinh luyện qua bộ phân ly đi vào xilanh đoạn VI, rồi được nén đến 31,5MPa, lại qua thiết bị hoãn xung,thiết bị trao đổi nhiệt ống lồng ống, thiết bị phân ly đoạn VI tới đường ống chung vào khâu tổng hợp NH3.
Bộ phân ly các đoạn đều có van thải bẩn, dùng đường ống dẫn tới bàn thao tác, tập trung ở ống chung thải bẩn đưa đến thùng tập trung dầu. Hộp đệm các đoạn xilanh máy nén đều có cửa thu hồi khí rị, khi rị ở hộp đệm được phân tách dầu, nước ở thùng tập trung dầu, rồi khí thu hồi tới thủy phong đoạn I vào xilanhđoạn I.
Dầu bơi trơn trục được tuần hồn cưỡng bức bằng áp lực. Dầu bơi trơn trục được hút từ thùng dầu tuần hồn, qua bộ làm lạnh, qua bộ lọc và theo đường ống chung lên các đoạn. Tại đây dầu bôi trơn trục được chia làm 4 đường: 2 đường vào
các đường trượt 2 bên hòm trục; 1 đường vào 2 gối đỡ của động cơ; 1 đường vào nội bộ các trục khuỷu. Sau khi thực hiện xong nhiệm vụ bôi trơn và lấy nhiệt ma sát các đường dầu bôi trơn trục trên chảy về thùng dầu tuần hoàn.
Hộp đệm và xilanh các đoạn của máy nén 6 cấp do bộ tra dầu piston kiểu trụ tiến hành tra dầu bơi trơn xilanh, bộ tra dầu xilanh lắp ở phía trước thân máy thơng qua ống dẫn nối liền với các điểm tra dầu. Việc điều chỉnh lượng tra dầu thông quaốc điều chỉnh.
Nước làm lạnh tuần hoàn từ ống chung đến và đi vào đường ống chung nước vào của máy, sau đó lần lượt đi vào các vỏ bọc xilanh, bộ làm lạnh các đoạn và bộ làm lạnh dầu. Sau khi làm lạnh, nước được dẫn về đến ống chung rồi tới đường nước về tuần hoàn.
Việc làm lạnh hộp đệm các đoạn dùng nước mềm. Nước mềm từ thùng tuần hoàn, qua bơm, qua làm lạnh bằng nước tuần hoàn tới hộp đệm, làm lạnh cho hộp đệm các đoạn rồi quay trở lại thùng tuần hoàn. Nước mềm bổ sung cho lượng rò rỉ được đưa trực tiếp vào thùng tuần hồn.
Một số đặc tính kỹ thuật của máy nén:
Áp suất Đoạn I II III IV V VI Cửa vào ≤ 0,006 ≤ 0,194 ≤ 0,71 ≤ 1,7 ≤ 4,89 ≤ 11,2 Cửa ra ≤ 0,194 ≤ 0,71 ≤ 1,7 ≤ 4,89 ≤ 11,5 ≤ 31,5 Nhiệt độ (oC) Đoạn I II III IV V VI Cửa vào ≤ 40 ≤ 40 ≤ 40 ≤ 40 ≤ 40 ≤ 40 Cửa ra ≤ 148 ≤ 149 ≤ 138 ≤ 138 ≤ 138 ≤ 147
Tốc độ quay trục khuỷu máy nén: 300 vịng/phút. Đường kính xilanh (mm):
D1 = 1180 D4 = 290 D2 = 700 D5 = 180 D3 = 430 D6 = 160
Lượng nước làm lạnh tiêu hao (kg/h)
Xilanh Trạm dầu Bộ làm lạnh
35000 50000 431000
Lượng dầu tiêu hao bôi trơn hộp đệm và xilanh: 1018 kg/h. Áp suất nước vào làm lạnh: ≥ 0,4 MPa
Nhiệt độ nước vào làm lạnh: ≤ 32oC
Công suất của trục máy nén: 2692kW Chỉ tiêu chủ yếu của động cơ chính
- Cơng suất định mức: 2800 kW
- Điện áp định mức: 6000 V
- Dòng điện định mức: 312 A
- Tốc độ quay định mức: 300 vịng/phút
- Hệ số cơng suất định mức: > 0,9
- Chiều quay động cơ: Theo chiều kim đồng hồ nhìn từ đầu trục.
Điểm cảnh báo nhiệt độ áp suất
- Nhiệt độ ra các đoạn > 150oC Cảnh báo
- Nhiệt độ gối trục chính > 60oC Cảnh báo
- Nhiệt độ khí vào các đoạn > 45oC Cảnh báo
- Áp suất cửa vào đoạn 1 < 0,0025MPa Cảnh báo
- Áp suất cửa ra đoạn 3 > 2,35 MPa Cảnh báo
- Áp suất cửa ra đoạn 5 > 12,7 MPa Cảnh báo
- Áp suất cửa ra đoạn 6 > 31,7 MPa Cảnh báo
- Áp suất nước tuần hoàn vào
< 0,25 MPa Cảnh báo
Hệ thống khóa liên động bảo vệ
1) Áp suất cửa vào đoạn 1 < 0,0015 MPa Ngừng máy
2) Áp suất dầu < 0,15 MPa Ngừng máy
3) Áp suất nước < 1,5 MPa Ngừng máy
4) Nhiệt độ gối trục chính 80oC Ngừng máy
5) Khi động cơ quay máy làm việc, động cơ chính khơng thể khởi động được, ngược lại khi máy chính vận hành khơng thể khởi động động cơ quay máy. 6) Khóa liên động giữa động cơ dầu tuần hồn, động cơ dầu cao áp với động
cơ chính.