Xem mẫu
- PHAÀN 12
BÌNH TAÙCH DAÀU KHÍ.
THIEÁT BÒ PHAÂN LY KHÍ LOÛNG:
Caùc thieát bò taùch khí vaø daàu laø moät boä phaän cuûa thieát bò khai thaùc treân beà maët ñöôïc duøng ñeå taùch
caùc saûn phaåm khai thaùc töø caùc gieáng daàu vaø khí thaønh chaát loûng vaø khí rieâng bieät. Caùc thieát bò naøy
ñöôïc laép ñaët treân saøn khai thaùc, ñöôøng oáng phaân phoái hay caùc boàn chöùa taïo thaønh moät boä phaän
hoaøn chænh cuûa heä thoáng khai thaùc
CAÙC DAÏNG BÌNH TAÙCH:
Theo hình daùng caùc bình taùch thöôøng coù caùc hình daùng sau: Bình taùch ñöùng, bình taùch
ngang, bình taùch hình caàu.
Theo soá pha thì coù bình taùch hai pha, bình taùch ba pha.
Ñeå choïn ñöôïc ñuùng loaïi bình taùch phaûi döïa vaøo caùc öùng duïng kó thuaät cuõng nhö caùc chæ tieâu
kinh teá, öu, nhöôïc ñieåm cuûa töøng loaïi
Hình 12.1: Bình taùch ngang vaø ñöùng
Prepared by Haø quoác Vieät pro Eng gas comp platform page 138
- Hình 12.2 : Maøn chaén söông
CAÁU TAÏO BÌNH TAÙCH
Taám chaén loái vaøo ñeå ñoåi höôùng doøng giuùp taùch chaát loûng theo nguyeân taéc va ñaäp, troïng löïc.
Maøn söông chaén loái khí ra giuùp lieân keát caùc gioït chaát loûng nhoû bò cuoán theo doøng khí thaønh gioït lôùn
hôn roài rôi xuoáng nôi chöùa chaát loûng.
Thieát bò ño möùc chaát loûng ñeå giaùm saùt khi vaän haønh.
Van an toaøn nhaèm baûo veä bình taùch khoûi aùp suaát cao vöôït quaù aùp suaát cho pheùp.
Caùc thieát bò töï ñoäng khaùc….
Caùc bình taùch thöôøng bao goàm 4 khu vöïc
Khu vöïc 1: phaàn taùch khí chuû yeáu , nôi xaûy ra quaù trình taùch chuû yeáu phaàn chaát loûng töï do
trong doøng hoãn hôïp loûng khí.
Phaàn 2: phaàn laéng chaát loûng.
Phaàn 3: phaàn chöùa chaát loûng.
Phaàn 4: Phaàn baãy caùc gioït chaát loûng lieân keát chuùng laïi vaø rôi xuoáng.
BÌNH TAÙCH ÑÖÙNG:
Saûn phaåm vaøo bình taùch phaûi qua boä phaän daãn höôùng gaây ra vieäc taùch sô boä bôûi ba taùc ñoäng ñoàng
thôøi: troïng löïc, ly taâm, va chaïm. Khí ñöôïc taùch bay leân phía treân, trong khi chaát loûng rôi xuoáng nôi
chöùa, caùc gioït loûng nhoû ñöôïc thu hoài nhôø maøn chaén söông
Öu ñieåm: bình taùch ñöùng coù theå ñieàu khieån löôïng töông ñoái lôùn chaát loûng maø khoâng bò cuoán theo
doøng khí, noù ñieàu khieån möùc toát hôn. Thöôøng duøng cho nhöõng gieáng coù tæ leä khí daàu töø thaáp ñeán
trung bình. Bình taùch ñöùng cuõng coù theå kieåm soaùt caùt, haït raén, khuynh höôùng chaát loûng bay hôi trôû
laïi ñöôïc giaûm thieåu vì dieän tích maët caét ngang beù, ñaây cuõng laø moät öu ñieåm vì noù chieám khoâng
gian ngang beù phuø hôïp giaøn khai thaùc chaät heïp.
Nhöôïc ñieåm: chi phí cheá tao, vaän chuyeån ñeán nôi laép ñaët cao. Khi hai bình taùch coù cuøng coâng suaát
thì bình taùch ñöùng thöôøng coù kích thöôùc lôùn hôn bình taùch ngang.
BÌNH TAÙCH NGANG
Loaïi naøy coù theå daïng oáng ñôn hay oáng keùp.
Trong bình taùch oáng ñôn saûn phaåm qua loái vaøo ñeán taám chaén taïi ñaây cuõng dieãn ra quaù trình taùch sô
boä, chaát loûng rôi xuoáng nôi chöùa, nôi khí ra cuõng coù maøn chaén söông.
Trong bình taùch oáng keùp, oáng treân hoaït ñoäng nhö bình taùch trong khi oáng döôùi coù chöùc naêng toàn tröõ
chaát loûng. Khí di chuyeån oáng treân vôùi vaän toác cao hôn
Öu ñieåm: bình taùch loaïi naøy coù theå taùch ba pha khí-daàu-nöôùc bình taùch ngang coù dieän tích tieáp xuùc
daàu khí lôùn , cho pheùp khí thoaùt nhanh hôn, vì theá noù coù theå xöû lyù theå tích khí nhieàu , tính kinh teá vaø
hieäu suaát cao, chi phí cheá taïo reû, chi phí vaän chuyeån thaáp hôn so vôùi bình taùch ñöùng. Chuùng cuõng
thuaän lôïi hôn choù vieäc laép ñaët vaø baûo haønh. Bình taùch ngang haïn cheá doøng roái vaø taïo boït. Vôùi cuøng
moät coâng suaát cho tröôùc bình taùch ngang nhoû hôn vaø reû hôn bình taùch ñöùng. Bình taùch ngang thöôøng
duøng cho nhöõng gieáng coù tæ leä khí–daàu (GOR) cao.
Nhöôïc ñieåm: vieäc ñieåu khieån möùc laø moät vaán ñeà khoù trong bình taùch ngang, khoâng gian giao ñoäng
möùc bò giôùi haïn. Vieäc laøm saïch gaëp khoù khaên vaø vì theá khoâng tieän cho nhöõng gieáng nhieàu caùt. Bình
taùch ngang chieám khoâng gian lôùn tuy nhieân coù theå giaûm thieåu baèng xeáp choàng caùc bình taùch.
BÌNH TAÙCH CAÀU
Prepared by Haø quoác Vieät pro Eng gas comp platform page 139
- Bình taùch caàu ñöôïc cheá taïo ñeå toái öu coâng duïng cuûa nhöõng thieát bò taùch khí-loûng hieän coù. Moät thieát
bò höôùng doøng theo tieáp tuyeán vôùi voû bình, chaát loûng taùch ra do bò giaûm vaän toác ñoät ngoät trong bình,
nôi khí ra cuõng coù maøn chaén söông.
Öu ñieåm: bình taùch kieåu naøy chi phí khoâng cao, reû hôn so vôùi daïng ñöùng hay ngang. Loaïi hình caàu
caân ñoái, nhoû , goïn, thích hôïp cho nhöõng gieáng coù GOR trung bình.
NGUYEÂN LYÙ TAÙCH
Coù nhieàu kyõ thuaät khaùc nhau öùng duïng vaøo vieäc xöû lyù taùch daàu-khí nhöng coù theå xeáp vaøo hai loaïi:
taùch cô hoïc vaø taùch hoaù phaåm döïa treân nguyeân taéc caân baèng nhieät ñoäng khí loûng. Bình taùch cô hoïc
theo ba cô cheá: taùch nhôø troïng löïc, taùch nhôø ly taâm, taùch nhôø va ñaäp.
Hình 12.3: Bình taùch caáu taïo vaø laøm vieäc
THIEÁT KEÁ CHOÏN LÖÏA BÌNH TAÙCH
Xaùc ñònh ñoä daøy thaønh bình:
Coâng thöùc cô baûn ñeå xaùc ñònh ñoä daøy bình taùch (ASME )
Ñoái vôùi phaàn thaân hình truï:
t= PDI/(2SE-1,2P) +C
Prepared by Haø quoác Vieät pro Eng gas comp platform page 140
- t= PDo/(2SE+0,8P) +C
Ñoái vôùi phaàn thaân hình caàu:
t= PR/(2SE-0,2P) +C
t: ñoä daøy thaønh bình (mm)
P aùp suaát thieát keá (Mpa) thöôøng thì aùp suaát thieát keá P =1,1 aùp suaát lôùn nhaát khi vaän haønh,
trong khi aùp suaát lôùn nhaát khi vaän haønh = 1,1 aùp suaát vaän haønh bình thöôøng
DI ñöôøng kính trong thaønh bình (mm)
Do ñöôøng kính ngoaøi thaønh bình (mm)
E heä soá gheùp noái
S (Mpa) öùng suaát cho pheùp lôùn nhaát = 1/3,5 Ts (Ts cöôøng ñoä chòu löïc cuûa vaät lieäu) thoâng
thöôøng neáu duøng theùp cacbon (A-515, Gr 70) Ts = 483Mpa do ñoù S = 138Mpa
C ñoä aên moøn cho pheùp (mm)
Heä soá gheùp noái E
Haøn giaùp moái hai maët E
Kieåm tra khuyeát taät toaøn boä 1
Kieåm tra khuyeát taät löïa choïn 0.85
Khoâng kieåm tra khuyeát taät 0.7
THIEÁT KEÁ KÍCH THÖÔÙC BÌNH TAÙCH THEO NGUYEÂN LYÙ TROÏNG LÖÏC
Coâng thöùc xaùc ñònh kích côõ bình taùch nguyeân lyù troïng löïc döïa treân toác ñoä cho pheùp cuûa doøng khí ñeå
söï cuoán caùc gioït loûng theo pha khí khoâng xaûy ra:
v = Ks((ρl - ρg)/ ρg)0.5
ρl khoái löôïng rieâng pha loûng ôû ñieàu kieän bình taùch laøm vieäc kg/m3
ρg khoái löôïng rieâng pha khí ôû ñieàu kieän bình taùch laøm vieäc kg/m3
v vaän toác cho pheùp cuûa doøng khí m/s
Ks heä soá bình taùch m/s heä soá naøy phuï thuoäc vaøo kích côõ gioït loûng coù theå taùch, kieåu bình taùch,
thieát bò beân trong bình…
heä soá Ks coù theå laáy theo baûng sau:
Daïng bình taùch Giaù trò Ks Ks thöôøng duøng
Daïng bình taùch ñöùng 0.055 – 0.107
Daïng bình taùch ngang 0.122 – 0.152
Ñöôøng kính bình taùch ñöôïc xaùc ñònh nhö sau:
v = qa/A = 4qa/(πd2Fg)
do ñoù d = (4qa/(πvFg))0.5
m3/s
Qa Löu löôïng thöïc teá taïi ñieàu kieän laøm vieäc
m2
A Tieát dieän maët caét bình
D Ñöôøng kính trong bình m
Fg Tyû leä giöõa phaàn khoaûng khoâng cho doøng khí
vaø ñöôøng kính bình. Bình taùch ñöùng Fg = 1.
Baûng tra Fg:
Prepared by Haø quoác Vieät pro Eng gas comp platform page 141
- h/d Fg h/d Fg
0 1 0,3 0,748
0,05 0,981 0,35 0,688
0,1 0,948 0,4 0,626
0,15 0,906 0,45 0,564
0,2 0,858 0,5 0,5
0,25 0,804 0,55 0,436
Löu yù :
qa = m/(3600ρg)
qa = (qs/86400)(Ps/P)(T/Ts)z
khi thieát keá neân laáy qa = qa Edf
m: löu löôïng khoái löôïng (kg/h)
ρg khoái löôïng rieâng khí (kg/m3)
qs löu löôïng theå tích khí STD std m3/d
Ps aùp suaát std (kpa)
P aùp suaát laøm vieäc (kpa)
T nhieät ñoä laøm vieäc (K)
Ts nhieät ñoä tieâu chuaån (K)
Z heä soá neùn @ P,T
Edf heä soá thieát keá 1,1 ~1,2
Coâng thöùc xaùc ñònh khaû naêng cuûa bình taùch nhö sau:
qs = 67842(Ks)(Fg)(P/Ps)(Ts/T)(1/z) ((ρl - ρg)/ ρg)0.5
Ví duï: tính toaùn kích côõ cho bình taùch ñöùng trung gian 1-V-252 treân giaøn neùn khí trung taâm. Löu
löôïng qs = 1,7x106 std m3/d. ρl = 620kg/m3, ρg=38kg/m3 , γ = 0,76, MW = 22 ( solution 42 )
Giaûi:
Löu yù: löu löôïng theå tích 106 scmd khi chuyeån qua löu löôïng khoái löôïng
m (kg/h) = 51060 γgas = 1762 MWgas
M = 51060x1,7x0,76 = 65969 kg/h
Laáy Edf heä soá thieát keá = 1,1
qa = Edf m/(3600ρg) = 1,1x65969/(3600x38) = 0,53m3/s
v = Ks((ρl - ρg)/ ρg)0.5 = 0,07((620-38)/38)0,5 = 0,274 m/s
d = (4qa/(πvFg))0.5 = [4x0,53/(3,14x0,274x1)]0,5 = 1,57 m
LÖU LÖÔÏNG CHAÁT LOÛNG
Löu löôïng chaát loûng cuûa moät bình taùch phuï thuoäc vaøo phaàn theå tích coù ích cho chaát loûng vaø thôøi
gian maø chaát loûng löu laïi trong bình
VL = qL(t)/1440
VL theå tích chaát loûng trong bình (m3)
qL löu löôïng chaát loûng (m3/d)
t thôøi gian chaát loûng löu laïi (minutes)
ñoái vôùi bình taùch ngang thì VL = (3,14d2/4) (1-Fg)L
Prepared by Haø quoác Vieät pro Eng gas comp platform page 142
- ñoái vôùi bình taùch ñöùng: VL = (3,14d2/4) h
thôøi gian löu truù laáy nhö sau:
Daàu coù γ phuùt
Döôùi 0,85 1
0,85 – 0,93 1-2
0,93 –1 2-4
Taùch daàu khí nöôùc aùp cao 2~5 phuùt
Taùch daàu khí nöôùc aùp thaáp 5~15 phuùt (nhieät ñoä caøng lôùn thôøi gian caøng thaáp)
Thoâng thöôøng tyû leä L/D naèm trong khoaûng 3~8
SÔ ÑOÀ COÂNG NGHEÄ VAØ ÑIEÀU KHIEÅN BÌNH TAÙCH:
Hình 12.4: Sô ñoà coâng ngheä ñieàu khieån bình taùch 3 pha
Prepared by Haø quoác Vieät pro Eng gas comp platform page 143
nguon tai.lieu . vn
