I. Các chế độ vận hành, các thiết bị chính trong mỗi chế độ vận hành
1. Hệ thống an toàn
Tiêu chí hàng đầu trong việc vận hành nhà máy là toàn bộ nhà máy và các cụm thiết bị được thiết kế và vận hành một cách:
• An toàn, hiệu quả và kinh tế
• Các ảnh hưởng tới môi trường xung quanh được hạn chế một cách tối thiểu.
Với các tiêu chí đó, ưu tiên cao nhất là vấn đề an toàn.
a. Hệ thống đuốc đốt (flare system)
• Hệ thống Flare là hệ thống được thiết kế để đốt bỏ khí đi từ nhà máy thông qua các van an toàn, van điều áp hay các đường nối thông khí và đót bỏ nó ở một nơi an toàn.
• Hệ thống đốt khí phải thỏa mãn nguyên tắc sau:
• Công suất đốt của đuốc phải bằng công suất hoạt động của Nhà máy. Công suất thiết kế ban đầu là 4.7 triệu m3. Vì trong điều kiện hoạt động bất thừơng, toàn bộ hệ thống cần phải được giảm áp suất bằng cách đốt bỏ khí thải. Tuy nhiên, việc đốt khí thải ra tại Nhà máy không thực hiện liên tục mà chỉ đốt trong thời gian ngắn, việc đốt hết công suất chỉ thực hiện trong điều kiện xấu nhất.
• Chiều cao đuốc đốt phụ thuộc vào khoảng cách đối với khu vực công nghệ, và chiều cao đuốc phải thỏa mãn yêu cầu an toàn, không ảnh hửơng tới nhà dân. Tại nhà máy, đuốc đốt cách khu vực Công nghệ là 85m.
• Hiện nay, có tổng cộng ba hệ thống đuốc: một hệ thống được đặt ở Giàn nén với công suất 6 triệu m3/ngày, một được đặt ở Nhà máy và một hệ thống nữa đặt tại Nhà máy Đạm Phú Mỹ, Bà Rịa- Vũng Tàu với công suất 3 triệu m3/ngày. Trong trường hợp xảy ra sự cố thì ưu tiên vận hành hệ thông đuốc đốt tại Nhà máy Dinh Cố. Trong trường hợp lượng khí thải ra vượt quá công suất Nhà máy thì phải vận hành hệ thống tại nhà máy Đạm Phú Mỹ. Trường hợp xấu nhất là lượng khí vượt quá công suất của hai nhà máy trên thì giàn nén trung tâm ngoài khơi sẽ dừng việc đưa khí vào bờ bằng cách đốt bỏ khí đồng hành thu được sau khi khai thác.
• Tất cả khí được thu gom trong ống thu gom (flare header) 20” được đưa tới bình tách lỏng Flare K.O. Drum (V-51) là một thiết bị nằm ngang có đường kính 3100 mm, dài 8200 mm, trong đó tất cả chất lỏng đi theo bị loại bỏ, khí đi qua outlet header 20” và được đưa đến đuốc đốt Flare Stack (ME-51). Flare Stack là một thiết bị hình ống bằng kim loại có đường kính 30”, cao 70 m, có công suất 212 tấn/h nếu hoạt động không liên tục, và 77.2 tấn/h nếu đốt khí liên tục. Ngọn lửa được tạo ra bằng bộ đánh lửa bằng điện, và được theo dõi bởi 3 đầu dò (BSL – 2701 A/B/C) được lắp đặt ở đỉnh của cột đuốc.
• Chất lỏng thu được ở V-51 được đưa đi bằng bơm Flare K.O. Drum (P-51A/B) có công suất 10m3/h, được truyền động bởi một môtơ 11kW, đến hầm đốt Burn Pit. Bơm A tự khởi động khi nhận được tín hiệu báo mức H1 từ thiết bị cảm biến mức chất lỏng trong bình V-51 (LIA – 2701), bơm B hoạt động khi mực chất lỏng tăng lên (tín hiệu H2), và 2 bơm dừng khi nhận tín hiệu L.
• Đèn báo mức LALL – 2701 sẽ kích hoạt dừng cả hai bơm để bảo vệ bơm trong trường hợp mức thấp, và LAHH – 2701 sẽ kích hoạt đóng van đầu vào nhà máy (ESDV – 101) khi mức ở V-51 cao hơn giá trị cài đặt.
• Thiết bị gia nhiệt Closed Drain Heater (E – 52) dùng để làm nóng lượng chất lỏng thải đến 55oC bằng dầu tải nhiệt nhằm bay hơi triệt để các hydrocarbon nhẹ trước khi thải ra Burn Pit.
• Bơm P – 51A/B và E-52 được bố trí tạo thành một vòng thermo-siphon (vòng xiphon nhiệt). Chất lỏng lạnh trong thùng sẽ luân chuyển qua E-52 bằng trọng lực, do vậy thùng luôn được giữ ở 55oC. Tốc độ dòng chảy của dầu tải nhiệt được điều khiển bởi TIC-2703. Van bypass ở chế độ manual và RO-2702 dùng cung cấp cho TV-2703 để giữ cho E-52 luôn nóng, ngay cả khi TV-2703 hoàn toàn đóng.
• Ống góp Flare được làm sạch bằng khí nhiên liệu hay nitơ ở phần cuối của ống góp. Tốc độ của khí xả được điều khiển bởi vòi phun thu hẹp đến khoảng 18.2 Nm3/h (tổng cộng).
• Hệ thống Closed drain được thiết kế để loại bỏ chất lỏng thải từ nhà máy và được đưa vào gia nhiệt để bay hơi một phần hydrocarbonn nhẹ trước khi đốt bỏ ở burn pit.
• Tất cả chất lỏng thu góp trong đầu góp 12” được đưa đến Closed Drain Heater (E-52), trong đó nó được làm nóng lên 55oC, sau đó đưa đến Flare K.O. Drum. Khí bay hơi được đốt ở Flare Stack, chất lỏng thải được bơm bằng Flare K.O. Drum Pump qua hầm đốt Burn Pit. Công suất đốt tối đa của Burn Pit là 8.9m3/h hydrocarbon lỏng.
ii. Phương tiện bổ trợ
a. Hệ thống phun methanol
• Methanol được dùng để chống lại sự hình thành Hydrat ở những phần lạnh trong nhà máy. Nó cũng có tác dụng loại các Hydrat đã hình thành từ trước.
• Methanol được chuyển đến trong các thùng chứa, sau đó được bơm vào bồn chứa Methanol (V-25), là bể chứa đứng đường kính 750 mm, cao 3500 mm, có dung tích 1.5m3, tương đương với 20 giờ hoạt động liên tục. Nitơ được cung cấp như khí bảo vệ bởi PCV-3001 (giữ ở áp suất 100 kPaG), và van PCV-3002 sẽ xả khí khi áp suất lên đến 150 kPaG. Van thông áp PSV- 3001 được đặt ở áp suất thiết kế là 350 kPaG.
• Bơm phun methanol (P-25A/B/C) là bơm pittông có năng suất 11lít/h và áp xuất xả 11500 KPaG, hút từ đáy V-25 và đưa đến các đầu phân phối. Mỗi bơm được bảo vệ khỏi vượt áp bằng các van thông áp đặt ở các ống đẩy. Công suất của bơm có thể điều chỉnh bằng cách thay đổi hành trình pittông từ 0 đến 100% (bằng tay). Bộ giảm va đập được lắp đặt trên ống đẩy để giảm sự va đập gây ra do áp lực.
• Có 3 đầu phân phối, 1 cho lỗ phun E-14, 1 cho lỗ phun E-20, và cái còn lại dùng để phân phối đến các điểm phun thông thường khác. Hai đầu đầu tiên được dùng khi 2 lỗ phun cần làm việc liên tục. Mỗi đầu phân phối được bảo vệ vượt áp 13900 kPaG bằng PSV-3002A/B/C.
• Chất tạo mùi được phun vào sản phẩm bằng hệ thống tạo mùi Odorization Package (ME-28), hệ thống này bao gồm 3 bộ điều khiển, bơm phun chạy bằng khí nitơ, máy đo mùi (verometer) và một bồn tồn trữ.
• Lý do của việc tạo mùi là để phát hiện ra sự rò rỉ của sản phẩm bằng mùi của chúng. Khí thương thẩm được tạo mùi bởi cụm có sẵn (X-101), do vậy ME-28 chỉ được dùng cho propane, Butane và hỗn hợp của chúng. Tuy nhiên, hiện nay khí thương phẩm được chủ yếu sử dụng trong công nghiệp ở các nhà máy điện đạm nên hệ thống tạo mùi cho khí thương phẩm được chuyển đổi thành hệ thống bơm chất chống ăn mòn vào đường ống (chất chống ăn mòn thường dùng là K-143).
• Trong suốt quá trình vận hành bình thường, chất tạo mùi được phun vào liên tục với nồng độ khoảng 40-60ppm trong sản phẩm, được điều khiển tự động tỷ lệ với năng suất sản phẩm. Tỉ lệ phun dựa trên Alarmodor L-741, các alkyl mercaptan không màu, không mùi.
• Dung tích tồn trữ là 500 gal tương đương với 20 ngày vận hành liên tục.
iii. Phương tiện phụ trợ
a. Hệ thống khí công cụ
Hệ thống instrument air cung cấp khí để làm khô và làm sạch dầu mỡ và cho các van chạy bằng khí. Ngoài ra, các máy nén khí cung cấp khí cho các hệ thống sử dụng khí.
Bộ phận instrument air bao gồm Máy nén khí Air Compressor Package (K-61A/B), Thiết bị làm khô Instrument Air Dryer (M-61) và các bình chứa khí công cụ Instrument Air Receiver (V-61), bình chứa khí phụ trợ Utility Air Receiver (V-62).
Một cụm máy nén khí bao gồm 2 bộ lọc khí đầu vào, bộ giảm thanh, phần nén kiểu pittông dẫn động bằng động cơ điện, máy làm lạnh và thiết bị phân tách Condensate.
Một cụm máy làm khô bao gồm bộ lọc khí đầu vào, bô làm lạnh với thiết bị phân tách Condensate và bộ lọc khí đầu ra.
Hệ thống được trang bị để nếu áp suất khí giảm xuống 700 kPaG, nguồn cung cấp cho các hệ thống sử dụng khí và hệ thống nitơ sẽ đóng lại bởi PCV-5101 và PCV-5201, như vậy, hệ thống instrument air được ưu tiên hơn.
Các thông số thiết bị của hệ thống:
• Air Compressor Package, K-61A/B
• Loại: máy nén pittông 2 cấp, không dầu bôi trơn
• Áp suất xả: 1000 kPaG
• Công suất: 675 Nm3/h
• Instrument Air Receiver, V-61
• Áp suất vận hành: 930 kPaG
• Nhiệt độ vận hành: 51oC
• Kích thước: đường kính 2400 mm, cao 7500 mm
• Utility Air Receiver, V-62
• Áp suất vận hành: 1000 kPaG
• Nhiệt độ vận hành: 51oC
• Kích thước: đường kính 1800 mm, cao 4800 mm
d. Hệ thống tạo nitơ
Nitơ được dùng để làm lớp phủ trong Hot oil surge drum (thùng chứa dầu tải nhiệt) (V-31), thùng chứa methanol (V-25), làm sạch đầu đuốc và cũng phân phối cho các trạm bảo dưỡng. Hệ thống nitơ bao gồm máy tạo nitơ Nitrogen Generator (ME-62) và thùng đệm nitơ Nitrogen Buffering Vessel (V-63).
Hệ thống tạo nitơ bao gồm một thiết bị phân tách hơi, thiết bị lọc các chất kết tụ (coalescing filter), một máy gia nhiệt không khí và màng lọc. Màng lọc được dùng để tách và thu hồi nitơ từ khí instrument air. Khí sẽ đi qua màng lọc sợi rỗng (hollow fiber membrane wall) trong khi nitơ thấm qua với tốc độ chậm hơn nhiều.
Các thông số thiết bị của hệ thống
• Nitrogen Generator, ME-62
• Loại: Màng lọc
• Năng suất: 100 Nm3/h
• Độ tinh khiết: nitơ 99%
• Nitrogen Buffering Vessel
• Áp suất vận hành: 700 kPaG
• Nhiệt độ vận hành: 51oC
• Kích thước: đường kính 2400 mm, cao 7500 mm
e. Dầu tải nhiệt
Các quá trình dùng nhiệt trong nhà máy được cung cấp bởi hệ thống dầu tải nhiệt. Lượng nhiệt đòi hỏi được lấy trực tiếp từ việc đốt khí nhiên liệu ở thiết bị gia nhiệt dầu tải nhiệt Hot Oil Heaters.
Hệ thống bao gồm 3 thiết bị gia nhiệt dầu tải nhiệt Hot Oil Heater (H-31A/B/C), bình chứa dầu tải nhiệt Hot Oil Surge Drum (V-31), thiết bị lọc dầu tải nhiệt Hot Oil Filter (F-31A/B) và 3 bơm tuần hoàn dầu tải nhiệt Hot Oil Circulation Pumps (P-31A/B/C).
Dầu tuần hoàn, Thermia Oil B, được tuần hoàn bởi 1 bơm tuần hoàn trong chế độ AMF và MF, 2 bơm trong chế độ GPP. Bơm còn lại không hoạt động trong mỗi điều kiện vận hành sẽ để dự phòng. Mỗi bơm được thiết kế có công suất 270m3/h.
Khi áp suất dầu tải nhiệt cung cấp cho thiết bị gia nhiệt thấp, tín hiệu từ PSL-5402 sẽ kích hoạt bơm dự phòng. Khi dòng chảy vào thiết bị gia nhiệt thấp FALL-5503/5603/5703 sẽ kích hoạt khóa liên động trên bộ điều khiển PLC để ngưng cấp nhiệt. Bộ ngắt nhiệt độ cũng được đặt trong dòng đầu ra để ngắt hệ thống điều khiển gia nhiệt. Hệ thống điều khiển đồng nhất được cung cấp cho cả 3 thiết bị gia nhiệt.
Nhiệt độ dầu tải nhiệt hồi lưu tùy thuộc vào mỗi quá trình tải nhiệt phù hợp với chế độ vận hành, như là 203oC cho AMF, 171oC cho MF và 163oC cho GPP, nhưng ngược lại, nhiệt độ dầu tải nhiệt cung cấp được cố định ở 260oC bởi bộ điều khiển TIC-5505/5605/5705.
Van điều khiển nhiệt độ trên dòng dẫn khí đốt chính được trang bị với bộ điều chỉnh đốt tối thiểu (PCV-5502, 5602, 5702) đảm bảo khả năng làm việc tốt cho hệ thống đốt cháy.
Có 3 thiết bị gia nhiệt có công suất thiết kế 47.52 GJ/h mỗi thiết bị. Trong chế độ AMF và MF chỉ 1 thiết bị gia nhiệt hoạt động, trong chế độ GPP có 2 thiết bị gia nhiệt hoạt động. Những thiết bị còn lại sẽ được để ở chế độ dự phòng.
Đây là tóm tắt công suất, năng suất và các thông số vận hành cho mỗi chế độ vận hành: AMF mode MF mode GPP mode Lưu lượng dầu nóng 125.8 tấn/h 160.6
tấn/h
320.2 tấn/h
Bơm chạy P-31A P-31A P-31A/B
Bơm dự phòng P-31B P-31B P-31C
Công suất nhiệt 18.9 GJ/h 36.9 GJ/h 79.6 GJ/h Thiết bị gia nhiệt hoạt động H-31A H-31A H-31A/B Thiết bị gia nhiệt dự phòng H-31B H-31B H-31C
Thiết bị gia nhiệt bao gồm phần bức xạ nhiệt và phần đối lưu nhiệt. Phần bức xạ bao gồm 46 ống trần được sắp xếp trong 2 chặng với chiều dài mỗi ống 12.015 m. Phần đối lưu nhiệt bao gồm 64 ống có bề mặt mở rộng (extended surface tube) có chiều dài 3.710 m.
6 buồng đốt được sử dụng trong mỗi thiết bị gia nhiệt. Các buồng đốt loại thải nồng độ NOx thấp có thể vận hành dùng khí đốt.
Dòng dầu tải nhiệt bypass được điều khiển dựa trên giá trị đặt trước của FIC-5501/5601/5701. Hot Oil Surge Drum (V-31) cung cấp không gian cho sự giãn nỡ nhiệt của hệ thống dầu tải nhiệt.
• Hot Oil Surge Drum, V-31
• Áp suất vận hành: 150 kPaG
• Nhiệt độ vận hành: 163-203oC
• Kích thước: đường kính 2200 mm, cao 7500 mm
• Hot Oil Circulation Pump, P-31A/B/C
• Hot Oil Heater, H-31A/B/C
• Loại: hút gió tự nhiên, hình trụ thẳng đứng.
• Năng suất: 47.52 GJ/h.
f. Nước làm mát
Các thiết bị sử dụng khí Gas Utilization Project bao gồm:
• Máy phát điện chạy khí, G-71A/B/C
• Thiết bị gia nhiệt dầu tải nhiệt, H-31A/B/C
• Khí mồi cho Flare, ME-51
• Khí mồi cho hầm đốt, ME-52
• Động cơ máy nén deethanizer OVHD, K-01
• Động cơ máy nén deethanizer OVHD, K-02
• Động cơ máy nén khí 2 bậc, K-03
• Khí xả đến Đuốc (flare stack)
Hệ thống bao gồm Thiết bị gia nhiệt khí đốt (E-41), Thùng chứa khí đốt (V-41), và hệ thống kiểm soát đường ống và áp suất. Hệ thống khí đốt được thiết kế ở áp suất tối đa là 500 kPaG. Thiết bị gia nhiệt dùng để nâng nhiệt độ của khí nguyên liệu lên trên nhiệt độ điểm sương. Khí nhập liệu được lấy từ nhánh trước phần nén CC-01 trong vận hành bình thường. Hơn nữa, đối với lần khởi động ban đầu của nhà máy, một nguồn khí đốt riêng biệt sẽ được lấy từ đầu ra của V-08, qua thiết bị phân tách, thiết bị lọc đầu vào loại nước, và khi khởi động một nguồn khí dư thừa khác được lấy từ khí thương phẩm gần B/L. Nếu dòng khởi động lại là nguồn khí đốt đã được sử dụng, nó có thể gây ra những ảnh hưởng vô ý đến hệ thống dò tìm khí rò rỉ. Do vậy trước khi nó được dùng, nó phải được thông báo đến hệ thống SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition).
Hai van kiểm soát áp suất được dùng cho khí đốt vì đây là hệ thống có tính quyết định. Hai van này điều khiển trong trường hợp có sự hư hỏng van điều khiển vì có sự hình thành Hydrat. Giá trị đặt ở 2 bộ điều khiển PIC-5802A/B nên khác nhau, như là 350 kPaG cho controller A và 300 kPaG cho B.
Methanol có thể được phun vào để ngăn cản sự hình thành Hydrat.
Trước khi khởi động vận hành chế độ AMF lần đầu, khí đốt không có sẵn. Điện ở nhà máy có thể được cung cấp bởi Máy phát Động cơ Diesel (G-72) (không cần khí đốt). Sau khi khởi động, nguồn điện được chyển sang máy phát động cơ khí (G-71 A/B/C) để tiết kiệm DO, còn Máy phát động cơ DO chuyển sang chế độ standby hay để dùng trong trường hợp khẩn cấp. Chất lỏng tích tụ trong Thùng chứa khí được tháo ra ngoài đưa đến hệ thống xả kín (closed drain system).
• Thiết bị gia nhiệt khí đốt, E-41
• Loại: double pipe
• Năng suất nhiệt: 0,059x1.1 MW
• Áp suất vận hành: 3100 kPa ở đầu ra
• Thùng chứa khí, V-41
• Áp suất vận hành: 350 kPa