II. CÁC CỤM THIẾTBỊ PHỤ
2.3. Lò gia nhiệt E-10:
i) Nhiệm vụ
Gia nhiệt cho dòng bottoms để dòng này cung cấp nhiệt lượng cho hoạt động của toàn bộ tháp chưng luyện.
ii) Đặc điểm
Lò gia nhiệt E-10 giữ nhiệm vụ cung cấp nhiệt lượng cần thiết cho quá trình chưng luyện của cụm Condensate, thông qua quá trình gia nhiệt cho dòng Bottoms của cột chưng luyện C-07. Quá trình gia nhiệt diễn ra bao gồm trao đổi đối lưu nhiệt và trao đổi bức xạ nhiệt. Dòng Bottoms của cột C-07 nhận nhiệt lượng sinh ra do quá trình đốt cháy nhiên liệu DO trong lò. Dòng Bottoms này trực tiếp tham gia vào quá trình chưng luyện của cột C-07 và còn được gọi là dòng quá trình (process flow).
Hệ thống lò gia nhiệt bao gồm:
• Một lò trụ đứng có 2 vùng trao đổi nhiệt (đối lưu nhiệt và bức xạ nhiệt) • Hệ thống vòi đốt và các thiết bị phụ kiện đi kèm
• Hệ thống các thiết bị báo động an toàn và điều khiển tự động • Tủ điện điều khiển
• Hệ thống các bơm nhập liệu và bơm dòng của quá trình
• Hệ thống các đường ống dẫn, van, bồn chứa nhiên liệu… sử dụng nhiên liệu đốt chính là dầu DO và nhiên liệu gas LPG đốt mồi
iii) Quy trình hoạt động
Hoạt động của lò phụ thuộc vào quá trình vận hành và chế độ nhiệt của hệ chưng luyện Condensate. Mọi sự thay đổi các thông số hoạt động của lò phải tuân thủ nghiêm ngặt các quy định về an toàn vận hành, nhằm đảm bảo ổn định nhiệt độ dòng quá trình khi ra khỏi lò và cung cấp đầy đủ nhiệt lượng cần thiết cho quá trình chưng luyện của hệ Condensate.
Quy trình hoạt động của lò gồm quy trình hoạt động của 3 dòng chính sau đây:
Dòng nhiên liệu đốt lò
Nhiên liệu đốt của hệ thống lò E-10 hoạt động theo 2 dòng cung cấp sau:
− Dòng nhiên liệu gas đốt mồi (pilot):
Gas được cung cấp vào hệ từ các bình chứa 50kg.
Trước tiên, dòng gas qua van điều khiển áp suất PCV-2 (giá trị gán là 55 kPa). Nếu áp suất qua van nhỏ hơn 55 kPa thì bộ báo động sự cố áp suất quá thấp PSLL-3 sẽ tác động đến các van SDV-2 và SDV-3 để đóng các van này, cô lập dòng gas vào lò. 2 van được sử dụng để nâng cao mức độ an toàn nhưng hiện nay van SDV-3 không còn được sử dụng. Đồng thời, van BDV-1 sẽ mở để xả phần gas còn lại trong đoạn ống giữa các van SDV-2, SDV-3. Nếu áp suất gas quá thấp thì đèn báo “PILOT GAS PRESS LO/LO”cháy sáng và làm tắt lò.
Khi dòng gas đạt được áp suất cần thiết, dòng sẽ đi vào lò. Trước khi vào lò, dòng gas này sẽ được chia thành 3 nhánh để đi vào 3 béc đốt và được điều khiển bởi các van điện từ SY-7, SY-8, SY-9 tương ứng với các nhánh. Dòng gas đi vào
lò được bộ phận đánh lửa (ignition transformer) mồi lửa và quá trình cháy sẽ lần lượt xảy ra từ béc số 1 đến béc số 3 (mỗi béc cách nhau 1 phút).
− Dòng nhiên liệu chính DO:
Dầu DO từ các bồn chứa V20/V21 được bơm cao áp P-22/23 bơm vào hệ để đi đến các béc đốt. Để làm sạch dòng nhiên liệu trước khi vào béc đốt, bộ phận lọc tinh ST-1 được bố trí sau PI-6 nhằm giữ lại đây các cặn bẩn nếu có của dòng nhiên liệu.
Sau lọc ST-1, dòng nhiên liệu được tách thành 2 dòng:
+ Dòng hồi lưu về V20/V21, lưu lượng dòng hồilưu này được điều khiển bởi van PCV-1 có giá trị gán là 2170 kPa (giá trị thực tế gán ở 1300 kPa). Sự đóng mở của van này nhằm duy trì một áp suất ổn định của dòng DO thứ 2 trước khi đi vào lò (do bơm P22/23 đã được thiết kế với áp suất đầu đẩy lớn hơn áp suất dầu DO cần thiết một giá trị tương đối lớn).
+ Dòng vào lò đến các béc đốt. Dòng DO đi vào lò được ổn định áp suất nhờ vào sự hoạt động của van PCV-1. Trên dòng này, người ta gắn các thiết bị báo động tự động về áp suất và lưu lượng dòng nhằm khống chế các giá trị áp suất và lưu lượng dòng làm việc được ổn định khi lò đi vào hoạt động.
+ Trước tiên, dòng đi qua bộ báo động sự cố áp suất quá thấp PSLL-2 (giá trị gán là 550 kPa). Nếu áp suất của dòng đi qua đây nhỏ hơn 550 kPa thì sẽ có báo động sự cố áp suất quá thấp, đèn báo sự cố “DIESEL OIL PRESS LO/LO” cháy sáng và làm tắt lò.
+ Tiếp theo, dòng đi qua bộ báo động lưu lượng dòng dầu quá cao FSHH-1 gán ở 2540 mmH2O nhằm báo động và tắt lò khi lưu lượng dầu vào quá lớn có thể vượt quá công suất của lò. Hiện tượng này có thể xảy ra khi van điều khiển nhiệt độ TCV-1 mở quá lớn do không hoạt động chính xác. Khi xảy ra sự cố lưu
lượng dầu quá cao, đèn báo “DIESEL OIL PRESS HI/HI” cháy sáng và làm tắt lò.
+ Sau đó, dòng đi qua van điều khiển SDV-1 được điều khiển bởi van điện từ SV-1. Van SDV-1 là van cô lập dòng dầu chính khi lò có báo động sự cố hoặc khi hệ lò ngưng hoạt động. Muốn đưa hệ lò đi vào hoạt động ở chế độ lửa lớn (main burner), ta cần phải tác động vào cánh van tay (manual reset) để cung cấp dòng khí nén cho hệ van tự động SV-1 và SDV-1 đi vào hoạt động, nghĩa là kích thích để van SDV-1 mở cho dòng nhiên liệu đi vào béc đốt.
+ Theo thiết kế, lưu lượng dòng nhiên liệu DO vào lò sẽ được điều khiển ở các giá trị thích hợp nhằm ổn định nhiệt độ dòng quá trình ra khỏi lò theo giá trị mong muốn. Việc điều chỉnh lưu lượng dòng này được thực hiện bởi van tự động TCV-1, van này được điều khiển bởi thiết bị tự động TIC-1 với tín hiệu vào là nhiệt độ dòng quá trình ra khỏi lò. Hiện nay, bộ van điều khiển tự động TCV-1 không được sử dụng, việc điều khiển nhiệt độ dòng quá trình khi ra khỏi lò được thực hiện bằng các thao tác tay qua các van bi trên các nhánh để thay đổi lưu lượng dòng dầu DO vào các béc đốt.
+ Một bộ báo động áp suất quá cao PSHH-1 gán ở 2730 kPa (thực tế gán ở 1500 kPa) được gắn trực tiếp theo nhằm đảm bảo áp suất dòng nhiên liệu DO trước khi vào lò không quá cao, tránh gây hư hỏng thiết bị và đường ống. Nếu áp suất dòng này vượt quá giá trị gán thì lò sẽ có báo động sự cố, đèn báo “DIESEL OIL PRESS HI/HI” cháy sáng và làm tắt lò.
+ Sau cùng, dòng đi qua bộ báo động áp suất thấp PSL-1 gán ở 560 kPa với mục đích kiểm tra áp suất dòng nhiên liệu trước khi vào lò. Lò sẽ không khởi động được nếu đèn báo áp suất dòng dầu thấp “DIESEL OIL PRESS LOW” cháy sáng. Đèn này sẽ tắt khi van SDV-1 mở. Do đó, nếu van SDV-1 đóng mà đèn không cháy sáng thì bóng đèn bị hỏng hoặc có sự rò rỉ dầu qua van SDV-1.
van điều khiển SDV-1, SDV-2, SDV-3 được điều khiển bởi các van điện từ tương ứng SDY-4, SDY-5, SDY-6; các van một chiều CKV-1, CKV-2, CKV-3; một van bi cùng một đồng hồ áp suất nhằm điều khiển và kiểm tra áp suất dòng dầu trước khi vào béc đốt. Hiện nay, việc điều khiển lượng dầu vào béc đốt được thực hiện bằng tay.
+ Quá trình đốt cháy sẽ được tiến hành tự động theo trình tự từ béc số 1 đến béc số 3, với thời gian cách nhau giữa mỗi béc là 1 phút.
+ Không khí tham gia vào quá trình đốt nhiên liệu nhờ vào sự thông gió tự nhiên do có chênh lệch giữa áp suất trong lò và áp suất bên ngoài.Không khí được điều chỉnh lưu lượng phù hợp thông qua lá chỉnh gió.
+ Phần khí thải và không khí dư sau khi đốt sẽ theo ống khói đi lên trên và thoát ra ngoài nhờ vào sự chênh lệch áp suất và tỷ trọng của khói.
+ Để kiểm tra hiệu quả của quá trình trao đổi nhiệt giữa dòng khí thải và dòng quá trình, 1 thiết bị đo nhiệt độ TE-3 được gắn trên thành ống khói cho biết nhiệt độ thực tế của khói ngay trên tủ điều khiển, đồng thời báo động và tắt lò khi nhiệt độ quá cao so với nhiệt độ cho phép là 399oC.
+ Để kiểm tra nhiệt độ thành ống dòng quá trình, người ta gắn các thiết bị đo và báo nhiệt độ TE-4, TE-5 vào thành ống cho tuyến ống 1 và tuyến ống 2 ở phía trong lò và hiển thị trên tủ điều khiển. Nhiệt độ cho phép tối đa với các thành ống là không quá 427oC.Do điều kiện vận hành thực tế hiện nay, 2 thiết bị này không còn được sử dụng cho mục đích trên, chỉ dùng TE-5 để đo nhiệt độ vào của dòng quá trình.
Dòng quá trình (dòng Bottoms của cột chưng luyện C-07)
+ Bottoms từ đáy cột chưng luyện C-07 được bơm P-08/09 đưa qua lò lưu chuyển trong ống, nhận nhiệt lượng và quay trở lại cột C-07 nhằm cung cấp nhiệt lượng cho quá trình chưng luyện của hệ condensate thông qua quá trình
+ Trước khi vào lò, lưu lượng dòng được điều khiển bởi van FCV-100 thông qua bộ điều khiển tự động FIC-100 nhằm ổn định lưu lượng dòng và giá trị gán mong muốn. Theo thiết kế, giá trị gán của dòng này là 72242 kg/h. Nếu lưu lượng dòng này quá thấp (tín hiệu từ FT-100 đến bộ FSL-100 gán ở 30 kPa) thì sẽ có báo động sự cố và tắt lò. Việc phải tắt lò trong trường hợp này nhằm đảm bảo một lưu lượng tối thiểu của dòng quá trình qua lò, tránh hiện tượng nhiệt độ dòng lên quá cao gây ra quá trình tạo cốc trong đường ống. Mọi sự thay đổi của hệ chưng luyện Condensate được đáp ứng bằng sự thay đổi nhiệt độ dòng quá trình ra khỏi lò còn lưu lượng dòng quá trình vào luôn được giữ không đổi.
+ Dòng quá trình vào lò được chia thành 2 tuyến ống song song đi từ trên xuống qua 2 vùng đối lưu và bức xạ nhiệt nhằm tăng diện tích bề mặt trao đổi nhiệt và đảm bảo dòng nguyên liệu ở một chế độ thuỷ động tốt nhất cho quá trình trao đổi nhiệt (chảy rối). Sau đó, 2 dòng ra khỏi lò và được nhập thành 1 dòng trong ống đi trở lại cột C-07, thực hiện quá trình chuyển tải năng lượng cho hệ chưng luyện.
Dòng khí nén
− Khí nén được cung cấp bởi máy nén khí SSR-A/B thông qua bình chứa với áp suất nguồn là 8 bar đi vào lò gia nhiệt theo 2 tuyến:
• Tuyến thứ nhất cung cấp khí nén cho toàn bộ các thiết bị tự động của hệ thống lò gia nhiệt làm việc. Dòng này được kiểm tra bởi bộ báo động áp suất quá thấp PSLL-4 gán ở 70 kPa và van điều khiển tự động áp suất PCV-3 gán ở 552 kPa.
• Tuyến thứ 2 dùng đưa vào các béc phun nhằm tán sương dầu DO trước khi ra khỏi béc đốt, đồng thời cung cấp khí nén cho sự hoạt động của các van điện từ SV-4, SV-5, SV-6 nhằm điều khiển tương ứng các van tự động áp suất trên các nhánh dòng DO nhiên liệu vào lò là SDV-4, SDV-5, SDV-6. Để ổn định giá trị áp suất của dòng khí nén này, người
ta gắn 1 bộ điều khiển áp suất regulator có giá trị gán là 550 kPa. Tuyến này được trang bị sau này so với thiết kế ban đầu.
iv) Vận hành
a) Các bước kiểm tra ban đầu
− Mọi vật dễ cháy và mảnh vụn phải được lấy ra khỏi lò. − Toàn bộ các van đóng kín còn cửa gió của lò thì mở. − Lá chỉnh khói đã được mở to và chỉnh lớn.
− Vị trí của vòi đốt phù hợp với chỉ định vận hành thiết bị vòi đốt.
− Toàn bộ lối ra vào và lỗ kiểm tra đóng kín, thực hiện các bước kiểm tra vận hành.
b) Thủ tục ngừng lò
Ngừng lò trong điều kiện bình thường:
• Các vòi đốt không được giảm lưu lượng tới mức không an toàn trong điều kiện vận hành và ngoài mức kiểm soát của người vận hành. Với sự bố trí nhiều vòi đốt, ta phải dừng từng vòi đốt.
• Khi các vòi đốt đã tắt, cần thổi sạch khí lò, mở hoàn toàn lá chỉnh khói, cửa vòi đốt mở.
• Kiểm tra và đóng toàn bộ van riêng biệt của các vòi phun, đồng thời xả áp vòi phun.
• Kiểm tra và đóng toàn bộ các van hồi lưu.
• Điều quan trọng nhất là trong thời gian ngừng lò, chất lỏng vẫn tiếp tục chảy trong ống lò. Sự tuần hoàn chất lỏng liên tục trong ống lò sẽ lấy đi lượng nhiệt trong ống lò và tránh quá trình tạo cốc. Không được dừng dòng chảy này trong bất kỳ hoàn cảnh nào cho đến khi nhiệt độ của lò giảm xuống dưới 175oC theo chế độ giảm dần nhiệt độ lò khoảng 10oC/h.
• Thủ tục ngừng lò không thể giống như trên trong trường hợp cháy nổ, cúp điện đột xuất hay có sự cố về thiết bị. Trong trường hợp khẩn cấp, phải chú ý thổi sạch khí lò ở thiết bị hay lò trong thời gian sớm nhất. Nếu dòng quá trình ngừng chảy thì cần phải tắt cả vòi đốt ngay lập tức nếu lò không tự động tắt, đồng thời phun nước quá nhiệt vào bên trong ống lò để tránh hiện tượng quá nhiệt cục bộ.
c) Thủ tục sấy lò
− Quan trọng đối với lò mới vì vật liệu chứa ẩm ở dạng hấp phụ và kết tinh.
− Nhiệm vụ: gia nhiệt từ từ cho đường ống để tránh hiện tượng tăng nhiệt độ đột ngột làm hư đường ống; đảm bảo tuổi thọ lâu dài và ít tốn kém cho việc bảo quản, sửa chữa.
.
− Các điểm chú ý trước khi sấy lò:
• Nhiệt độ lò được điều chỉnh bằng thay đổi Pilot, lá chỉnh khói và lá chỉnh gió vòi đốt.
• Trong thời gian đầu của quy trình sấy lò, chỉ đốt ở chế độ Pilot. Trong 36 giờ đầu tiên, duy trì ngọn lửa khoảng 200 mm. Lá chỉnh khói và lá chỉnh gió vòi đốt được mở 1 phần.
− Sấy lò
• Tiến hành đốt lửa mồi. Quá trình sấy lò được trình bày ở đồ thị trên. • Hiện nay, lò được sấy bằng gas, nhiệt độ trong lò được duy trì khoảng
(40 – 50) oC trong vài giờ.
− Vệ sinh định kỳ hàng quý
− Vệ sinh béc đốt, vệ sinh phía trong lò khi lớp cách nhiệt xung quanh đường ống bị nứt và rơi xuống
− Vệ sinh đường ống khi đường ống bị nghẽn