Đề tài Quy trình thi công lắp đặt, vận hành và bảo dưỡng đường ống dẫn khí Bà Rịa – Phú Mỹ

ar; Nhiệt độ vận hành: 23,8oC; Nhiệt độ an toàn : 23,8oC; Áp suất quá tải cho phép: 10 Bar. RV – 801/RV – 802/RV – 803 Được lắp trên các cụm thiết bị phóng thoi X – 801, X – 802, X – 803. Các thống số hoạt động của van này như sau: Áp suất vận hành: 23,5 Bar; Áp suất xả van: 139 Bar; Nhiệt độ vận hành: 23,8oC; Nhiệt độ an toàn: 23,8oC; Áp suất quá tải cho phép: 10 Bar. Các van RV tại trạm Phú Mỹ. RV – 304 được lắp trên cụm van giảm áp suất PCV. Các thông số hoạt động của van này như sau: Áp suất vận hành: 23,5 Bar; Áp suất xả van: 40 Bar; Nhiệt độ vận hành: 23,8oC; Nhiệt độ an toàn: 23,8oC; Áp suất quá tải cho phép: 10 Bar; RV – 202 Được lắp trên bình tách lỏng V – 301 ở Phú Mỹ dây chuyền 1. Các thông số hoạt động của van này như sau: Áp suất vận hành: 23 Bar; Áp suất xả van: 40 Bar; Nhiệt độ vận hành: 60oC; Nhiệt độ an toàn: 288,6oC; Áp suất quá tải cho phép: 21 Bar. RV – 302 Được lắp trên bình tách lỏng V – 302 ở Phú Mỹ dây chuyền 2. Các thông số hoạt động của van này như sau: Áp suất vận hành: 23 Bar; Áp suất xả van: 40 Bar; Nhiệt độ vận hành: 60oC; Nhiệt độ an toàn: 288,6oC; Áp suất quá tải cho phép: 21 Bar. RV – 203/RV – 204 Được lắp trên bình lọc F – 301/F – 302/F – 304 ở Phú Mỹ Các thông số hoạt động của van này như sau: Áp suất vận hành: 23 Bar; Áp suất xả van : 40 Bar; Nhiệt độ vận hành: 60oC; Nhiệt độ an toàn: 251,3oC; Áp suất quá tải cho phép: 21 Bar. RV – 205 Được lắp trên bình gia nhiệt E – 301/ E – 302/ E – 303 ở Phú Mỹ Các thông số hoạt động của van này như sau: Áp suất vận hành: 6,9 Bar; Áp suất xả van: 12 Bar; Nhiệt độ vận hành: 23,8oC; Nhiệt độ an toàn: 23,8oC; Áp suất quá tải cho phép: 10 Bar. Hình 3.9 Cấu tạo van an toàn RV Trong đó: 1: Thân van 14: Chi tiết hãm 2: Nắp thân van 15: Lò so điều chỉnh vít 3: Nắp đỉnh van 16: Bu long 4: Đĩa van 17: Đai vít 5: Miệng phun 18: Lò xo 6: Đĩa giữ 19: Vòng đệm nắp van 7: Vòng đệm giữ ống phun 20: Vòng đệm thân van 8: Rãnh dẫn hướng 21: Vòng đệm 9: Cần van 22: Vòng đinh thân vít 10: Lò xo điều chỉnh vít 23: Đai ốc đinh vít 11: Đai ốc 24: Đinh vít 12: Đinh vít 25: Nút tra mỡ 13: Đầu vít khóa 26: Nắp nút ống 3.3 Tính toán kỹ thuật tuyến ống Bà Rịa – Phú Mỹ 3.3.1 tính toán độ dày thành ống Theo tiêu chuẩn ANSI B31.8 ta có: P = hay t = (3.1) Trong đó: - P: Áp suất thiết kế; - S: Ứng suất giới hạn; - D: Đường kính ngoài; - t : Độ dày thành ống (in ); - F: Hệ số thiết kế; - E: Hệ số mối nối theo chiều dài (1,0); - T: Hệ số giảm tải nhiệt độ (1,0 at 250o F hoặc nhỏ hơn); Thông số cho tuyến ống Bà Rịa – Phú Mỹ: - P = 60 barg = 870 psig; - S = 52000 psi; - D = 426 mm = 16,77 in; - F = 0,72 (Loại 1); 0,60 (Loại 2); 0,50 (Loại 3); 0,40 (Loại 4); - E = 1,0; - T = 1,0; Độ dày thành ống ở các hệ số thiết kế khác nhau: t1 = = 0,195 (in) = 4,95 (mm) (Loại 1) t2 = = 0,234 (in) = 5,95 (mm) (Loại 2) t3 = = 0,281 (in) = 7,13 (mm) (Loại 3) t4 = = 0,351 (in) = 8,92 (mm) (Loại 4) Tính toán thời gian xả áp suất của van Blowdown Trên mỗi đoạn ống đường kính 426 mm (11,5 km chiều dài) được lắp đặt một van xả áp đường kính 150 mm để giảm áp từ áp suất ban đầu 45 barg, thông thường thời gian thực hiện cho quá trình này là 37 phút. Thể tích khí xả ra khoảng 80000 NM3. Nhiệt độ nhỏ nhất của quá trình xả khí là khoảng -6oC. Vật liệu làm đường ống có thể chịu nhiệt độ âm tới -29oC do đó phù hợp với nhiệt độ trên. Tính toán thời gian xả áp suất cho đường ống từ trạm Bà Rịa tới van xả, hay từ trạm Phú Mỹ tới van xả áp suất. Ta có: - L = 11,5 Km = 7,14 miles - P1 = 45 bar = 653 psig - D1 = 426 mm - 2x16mm = 394 mm = 15,51 inches - D2 = 150 mm = 6 inches Thời gian t = 0,43()L (log10 P1 -1,06) t = 0,43 (2 x 7,14 [ log10 653 -1,06] t = 20,52 [2,82 -1,06] t = 36 phút (khi van xả mở hết) t = 58 phút (khi van xả mở 40%) 3.3.3 Tính toán lực nâng của tuyến ống Phần cắt bớt cuối mỗi đoạn ống: 240 mm Trọng lượng riêng bùn = 1441,5 kg/m3 Khối lượng riêng bê tông = 2564 kg/m3 Khối lượng riêng thép = 7843 kg/m3 Khối lượng riêng lớp chống ăn mòn = 1393,5 kg/m3 Chiều dài đoạn ống = 12 m Đường kính ngoài ống = 426 mm Độ dày thành ống = 16 mm Lớp chống ăn mòn = 4 mm Lớp bê tông = 57,2 mm Trọng lượng thép trên một đơn vị chiều dài Wst: D = 0,426 m d = 0,426 - 2 x (0,016) = 0,394 m Tiết diện của ống thép: Ast = Π/4 x (D2 - d2)=Π/4 x (0,4262 - 0,3942) =Π/4 x 0,02624 = 0,0206 m2 Suy ra trọng lượng thép trên một đơn vị chiều dài Wst là: Wst = 7843 kg/m3 x (0,0206 m2) = 161,6 kg/m3 Trọng lượng lớp chống ăn mòn trên một đơn vị chiều dài Wcc: d = 0,426 m D = 0,426 + 2 x (0,004) = 0,434 m Tiết diện của lớp chống ăn mòn là: Acc = Π/4 x (D2 - d2)=Π/4 x (0,4262 - 0,4342) = 0,0054 m2 Suy ra trọng lượng chất chống ăn mòn trên một đơn vị chiều dài Wcc là: Wcc = 1393,5 x 0,0054 = 7,5 kg/m Trọng lượng lớp bê tông trên một đơn vị chiều dài Wcwc: d = 0,434 m D = 0,434 + 2 x 0,0572 = 0,5484 m Tiết diện của lớp bê tông là: Acwc = Π/4 x (D2 - d2) = 0,0882 m2 Suy ra trọng lượng bê tông bê tông trên một đơn vị chiều dài Wcwc là: Wcwc = 2564 x 0,0882 = 226,2 kg/m Trọng lượng bùn bị chiếm chỗ Wt: D = 0,5484 m Tiết diện bùn bị chiếm chỗ là: At = Π/4 x D2 = 0,2361 m2 Suy ra trọng lượng bùn bị chiếm chỗ trên một đơn vị chiều dài Wt là: Wt = 1441,5 x 0,2361 = 340,3 kg/m Tổng trọng lượng trên một đơn vị chiều dài của ống khi có lớp bê tông là: ∑F = 161,6 + 7,5 + 226,2 - 340,3 = +55 kg/m Lực đẩy khi không có lớp bê tông: Trọng lượng bùn bị chiếm chỗ: D = 0.434 m Tiết diện bùn bị chiếm chỗ là: A = 0,1479 m2 Suy ra trọng lượng bùn trên một đơn vị chiều dài Wt là: Wt = 1441,5 x 0,1479 = 213,2 kg/m Tổng trọng lượng của ống trên một đơn vị chiều dài khi không có lớp bê tông là: ∑F = 161,6 + 7,5 – 213,2 = - 44,1 kg/m 11,52 x (+55) = +633,6 kg 2 x 0,24 x (- 44,1) = - 21,2 kg Trọng lượng thực = 633,6 – 21,2 = 612,4 kg Trọng lượng cho mỗi mét ống = 612,4/12 = 51,03 kg/m (tỷ trọng) (khi chưa tính phần cắt bớt) Tỷ trọng của đường ống khi có phần cắt bớt (đầu nối) dựa trên tỷ số dài: 11,5m x 1,17 = 13,46 2 x 0,24m x 0,79 = 0,379 Tổng =13,839 Tỷ trọng khi có phần cắt bớt là: Kết quả tính toán của tuyến ống được đưa ra ở bảng 3.1, 3.2 và 3.3: Bảng3.1 Tính toán lực nâng của tuyến ống Thông số đường ống Trọng lượng thép/đơn vi dài Tiết diện vùng chảy Trọng lượng đường ống/đơn vị dài Trọng lượng lớp chống ăn mòn 1393,5 kg/m3 Trọng lượng lớp bê tông Tổng trọng lượng đường ống Trọng lượng của bùn Trọng lượng ống bị ngập OD (mm) t (mm) ID (mm) Wt (kg/m) m2 kg/m Lớp chống ăn mòn (4mm) kg/m Lớp bê tông (mm) Khối lượng riêng bê tông kg/m3 Trọng lượng lớp chống ăn mòn + bê tông Khối lượng riêng bùn 1441,1 kg/m3 (kg/m) Trọng lượng ống bị ngập (kg/m) Tỷ trọng so với bùn 426,0 426,0 426,0 426,0 426,0 426,0 426,0 426,0 16,0 16,0 16,0 16,0 16,0 16,0 16,0 16,0 394,0 394,0 394,0 394,0 394,0 394,0 394,0 394,0 161,6 161,6 161,6 161,6 161,6 161,6 161,6 161,6 0,122 0,122 0,122 0,122 0,122 0,122 0,122 0,122 161,6 161,6 161,6 161,6 161,6 161,6 161,6 161,6 7,5 7,5 7,5 7,5 7,5 7,5 7,5 7,5 0,0 44,5 50,8 57,2 63,5 69,9 76,2 82,6 2564,0 2564,0 2564,0 2564,0 2564,0 2564,0 2564,0 2564,0 169,1 340,5 367,4 395,3 423,4 452,7 482,1 512,6 213,1 309,5 324,6 340,3 356,1 372,6 389,1 406,3 -44,1 31,0 42,8 55,0 67,3 80,1 93,0 106,4 0,79 1,11 1,14 1,17 1,20 1,23 1,25 1,27 Bảng3.2 Thông số đường ống OD (mm) t (mm) ID (mm) Tiết diện lớp thép (m2) Tiết diện lớp chống ăn mòn (m2) Tiết diện lớp bê tông (m2) Tiết diện vùng chảy trong ống (m2) Tổng tiết diện (m2) 426,0 426,0 426,0 426,0 426,0 426,0 426,0 426,0 16,0 16,0 16,0 16,0 16,0 16,0 16,0 16,0 394,0 394,0 394,0 394,0 394,0 394,0 394,0 394,0 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,005 0,005 0,005 0,005 0,005 0,005 0,005 0,005 0,000 0,067 0,077 0,088 0,099 0,111 0,122 0,134 0,122 0,122 0,122 0,122 0,122 0,122 0,122 0,122 0,14786 0,21464 0,22519 0,23600 0,24706 0,25837 0,26993 0,28175 Bảng 3.3 Tính toán lực nâng của tuyến ống khi có phần cắt bớt (đầu nối) Đoạn ống = 12m Đầu nối = 240mm Thông số Khi có đầu nối OD(mm) t(mm) Độ dày lớp bê tông (mm) Trọng lượng ống bị ngập (kg/m) Trọng lượng ống / một đoạn ống khi không có đầu nối (kg) Trọng lượng nâng tại 2 đầu nối của đoạn ống (kg) Trọng lượng thực/ đoạn ống (kg) Trọng lượng phần ngập/ mỗi mét ống (kg) Tỷ trọng khi có đầu nối 426,0 426,0 426,0 426,0 426,0 426,0 426,0 16,0 16,0 16,0 16,0 16,0 16,0 16,0 44,5 50,8 57,2 63,5 69,9 76,2 82,6 31,0 42,8 55,0 67,3 80,1 93,0 106,4 357,3 492,7 633,6 775,4 922,8 1071,2 1225,3 -21,2 -21,2 -21,2 -21,2 -21,2 -21,2 -21,2 366,1 471,5 612,3 754,2 901,6 1050,0 1204,1 28,0 39,3 51,03 62,8 75,1 87,5 100,3 1,10 1,13 1,16 1,19 1,22 1,24 1,26 Chương 4 QUY TRÌNH THI CÔNG LẮP ĐẶT, VẬN HÀNH VÀ BẢO DƯỠNG ĐƯỜNG ỐNG DẪN KHÍ BÀ RỊA – PHÚ MỸ 4.1 Quy trình lắp đặt 4.1.1 Công tác khảo sát và thiết kế 4.1.1.1 Các yêu cầu của công tác khảo sát và thiết kế tuyến ống Công việc đầu tiên để tiến hành lắp đặt hệ thống đường ống dẫn khí là khảo sát địa hình thực tế khu vực tuyến ống sẽ đi qua, làm cơ sở cho việc thiết kế tuyến và lắp đặt sau này. Những vấn đề quan trọng mà người thiết kế cần phải quan tâm là: Tổn thất áp suất trên tuyến đây là vấn đề quan trọng nhất, để đảm bảo các thông số vận hành. Vấn đề này liên quan đến việc lựa chọn đường kính ống, lựa chọn những góc ngoặt thay đổi hướng của tuyến ống, lựa chọn các thiết bị và phụ kiện của đường ống phải thích hợp. Công việc lắp đặt phải thuận tiện: Nơi tuyến ống lắp đặt thuận tiện khi vận chuyển, tập kết vật tư ống cùng các phụ kiện cũng như các phương tiện cơ giới, sử dụng máy móc phục vụ công tác lắp đặt. Tuổi thọ lâu dài của đường ống thể hiện ở chất lượng thép vật liệu làm ống, độ bền vững của các mối hàn ống, phương pháp bảo vệ ăn mòn đường ống cũng như thiết bị, cũng như việc bảo vệ và bảo dưỡng sau này. Để đảm bảo công tác phóng thoi định kỳ kiểm tra đường ống và lau chùi bên trong đường ống được thuận tiện, thoi di chuyển dễ dàng, khi thiết kế các góc của thay đổi phương hướng trên tuyến ống chính phải đảm bảo bán kính cong R ≥ 6D (D là đường kính ngoài của ống). Đảm bảo tính ổn định của đường ống, thể hiện ở việc tính toán khối lượng, số lượng các gói đỡ, khối bê tong gia tải (đối với đường ống trên bờ trong các trạm phân phối khí). Để tránh hiện tượng dãn nở vì nhiệt. 4.1.1.2 Các tài liệu kỹ thuật cho công tác lắp ống Các văn bản chủ yếu của tài liệu kỹ thuật cho công tác lắp ống có: Bản liệt kê tất cả các thiết bị phụ tùng và vật liệu dung cho thiết kế, mặt bằng tổng thể của các hạng mục công trình có phần chia theo tuyến, khối cụm, các bản vẽ mặt cắt dọc, ngang tuyến, các đầu vào, đầu ra của tuyến ống. Sơ đồ công nghệ lắp của hệ thống tuyến ống. Thiết kế thi công lắp đặt các thiết bị và các cấu trúc xây dựng, cách bố trí các phụ tùng, ổ đỡ, các chỉ số về phương và trị số sai lệch của chúng. Bản thiết kế lắp khối, biểu diễn sự liên hệ giữa các cụm ống, đồ kẹp, khe co giãn với các thiết bị và cấu trúc của công trình. Bản thiết kế chi tiết của từng đoạn trên tuyến. Bản vẽ thiết kế các phần kẹp ống (với những phần ống nổi trên mặt đất trong các trạm). Để tổ chức hợp lý và tiến hành công tác lắp đặt ống được thuận lợi, ngoài các tài liệu chủ yếu trên đây cần tham khảo và chấp hành các quy trình, quy phạm của nhà nước và quốc tế. 4.1.2 Công tác chuẩn bị thi công Sau khi đã có các tài liệu thiết kế, công tác chuẩn bị cho quát trình thi công lắp đặt hệ thống đường ống được tiến hành. Công tác chuẩn bị gồm: Tổ chức nhân lực, chuẩn bị vật tư, thiết bị máy móc thi công, lập kế hoạch thi công. 4.1.2.1 Tổ chức nhân lực sản xuất thi công - Thành lập các đội sản xuất thi công do đội trưởng phụ trách từng cụm trên công trường. - Các cán bộ kỹ thuật giám sát công việc thi công bao gồm các kỹ sư thiết bị đường ống, kỹ sư hàn, kỹ sư xây dựng… - Lực lượng công nhân: công nhân lắp đặt đường ống, công nhân hàn, công nhân xây dựng. 4.1.2.2 Chuẩn bị vật tư thiết bị máy móc thi côn. a.) Vật tư đường ống: - Tổng hợp phân loại và tập kết các loại ống vào đúng vị trí trên các bãi thi công. - Kiểm tra các chi tiết, phụ kiện của đường ống về số lượng, chất lượng. Các phụ kiện của đường ống bao gồm: các loại van, cút, Tee, các ống chuyển tiếp nắp, các mặt bích, các chi tiết kẹp chặt và các vòng đệm… - Tất cả các loại vật tư này đều được mua ở nước ngoài theo tiêu chuẩn quốc tế chuyển về. b) Thiết bị máy móc thi công: Để tiến hành được công tác thi công lắp đặt hệ thống đường ống cần phải chuẩn bị các loại máy móc thiết bị sau: Các thiết bị cầu chuyển: Cần các loại cần cẩu bánh lốp hoặc bánh xích có tải trọng nâng 70 tấn trở lên để tiến hành các công tác lắp đặt. Các loại máy hàn, máy phát điện, máy bơm thổi rửa đường ống, các máy cắt ống (cầm tay hoặc tự động), dung cụ định tâm ống. c) Chuẩn bị mặt bằng thi công: Để chứa tạm vật liệu, tổ hợp các cấu kiện, khối ống, nơi làm việc có trang bị các thiết bị máy móc, các thiết bị hàn, các nơi bố trí dụng cụ lắp đặt… Việc kiểm tra và chuẩn bị đầy đủ các tài liệu kỹ thuật, dụng cụ máy móc và thiết bị thi công, các ống, các chi tiết phụ tùng và các nguyên vật liệu phụ, mặt bằng thi công, các cấu trúc xây dựng có liên quan là cơ sở thực tế để đảm bảo tiến độ thi công nhằm thực hiện công trình đúng tiến độ đảm bảo chất lượng công trình, đúng yêu cầu kỹ thuật và an toàn lao động khi thực hiện công tác lắp đặt đường ống và các thiết bị công nghệ. 4.1.3 Thi công lắp đặt đường ống trên bờ Đường ống dẫn khí trên bờ đi qua nhiều địa hình khác nhau. Qua công tác khảo sát sẽ đề ra được những biệt pháp thi công thích hợp với từng loại địa hình. Để kịp tiến độ thi công người ta chia tuyến ống ra nhiều cụm thi công đồng thời (khoảng 5Km một cụm). Ở mỗi cụm thi công đều phải có bãi thi công để tập kết ống và vật tư thiết bị, nhà ở cho công nhân… Những công việc chính cho việc thi công lắp đặt đường ống trên bờ gồm những công đoạn sau: 4.1.3.1 Đường thi công Ở từng đoạn lắp đặt đường ống đều phải có tiến hành làm đường thi công có chiều rộng từ 6 – 8m cao từ 0,7 – 2m tùy theo từng địa hình để đảm bảo vận chuyển ống và thiết bị nặng đi qua cũng như đủ rộng để tổ hợp ống. 4.1.3.2 Đào hào Tùy theo cấu tạo của nền đất, các hào được đào để đặt ống theo hai dạng hào vách đứng và hào vách nghiêng. Khi nền đất cứng, có cấu tạo vững chắc, ít sụt lở có thể đào hào vách đứng để đặt ống. Khi gặp vùng đất mềm, cấu tạo không vững chắc phải đào hào vách nghiêng, dùng máy đào có dung tích gầu từ 1 – 3m3 để đào hào, máy đào hào đứng sát lề đường và thực hiện đào theo đúng yêu cầu thiết kế. Hình 4.2. Sơ đồ mặt cắt hào đặt ống Yêu cầu kỹ thuật đối với hào đào. Chiều sâu, chiều rộng của hào tùy thuộc vào từng địa hình theo thiết kế. Nếu trong thiết kế yêu cầu đường ống đặt theo độ dốc nhất định thì hào phải được đảm bảo theo độ dốc đó. Khi qua các ruộng lúa, cánh đồng, lớp đất màu 0,2m trên mặt phải được dồn về một phía của dải tuyến ống. Đất đào hào tiếp theo phải được đổ về phía khác của tuyến ống. Đáy hào phải bằng phẳng, không lõm cục bộ. Nếu có rễ cây, mảnh sắt, đá sẽ ảnh hưởng tới lớp bọc phủ ống do đó phải loại bỏ chúng. Những chỗ đất mềm, đầm lầy phải gia cố mặt nền, lớp đệm tạo đáy bằng phẳng bằng cát dày 30 – 50cm. Trước khi hạ xuống hào, hào phải được bơm hết nước và nghiệm thu đáy hào. 4.1.3.3 Lắp ráp và hàn ống Cả hệ thống đường ống dẫn khí bao gồm rất nhiều đoạn nối với nhau, do vậy số mối hàn rất lớn. Mặt khác đây là loại đường ống dẫn khí chịu áp lực cao nên chất lượng mối hàn có vị trí rất quan trọng đối với cả hệ thống công trình. Việc tổ hợp nối các ống và hàn được thực hiện ngay trên đường công vụ thi công, cạnh hào đào. Đặc điểm nổi bật trong quá trình hàn đường ống dẫn khí là hàn các mối hàn ở vị trí cố định không quay được. Do vậy yêu cầu đối với các công nhân hàn là phải có tay nghề cao (trong thực tế thi công, chỉ có các công nhân có chứng chỉ hàn ống áp lực cao mới được hàn). Ở đây dùng phương pháp hàn điện hồ quang tay, ngoài những yêu cầu cơ bản như: điều chỉnh máy (hiệu điện thế dòng điện) để hàn, chọn loại, đường kính que hàn, vát mép đúng theo thiết kế và chọn số lớp hàn thích hợp với từng loại mối hàn. Người thợ hàn còn phải nắm vững kỹ thuật thao tác giữ vững chiều dài hồ quang và tốc độ di chuyển que hàn, ứng dụng các phương pháp xê dịch ngang que hàn để hàn ngấu và hàn đầy… Nói chung công việc hàn ống dẫn khí đòi hỏi người thợ phải có kiến thức và tay nghề cao có giấy chứng nhận hợp cách của cơ quan đăng kiểm quốc tế Loydl Register. Quy trình nối ống và hàn ống được thực hiện theo các giai đoạn sau: a) Chuẩn bị mối hàn. Chất lượng mối hàn trước tiên phụ thuộc vào độ chính xác của mối ghép giữa hai đường ống. Cách ghép chính xác cho phép giúp thuận lợi cho công việc hàn, những công việc thực hiện ghép nối ống bao gôm: Xem xét kỹ tình trạng bên trong và bên ngoài ống cũng như hai đầu mép ống, loại bỏ những ống bị cong vênh, có khuyết tật ở đầu ống. Ống phải đảm bảo độ tròn cho phép. Trước khi lắp ghép hai ống, dùng máy đánh bong và máy mài đánh sạch rỉ, bavia ở hai đầu mép ống lắp ghép, dùng giẻ lau sạch bụi bẩn. Dùng cẩu kê ống lên các gối kê chuyên dụng bằng thép hoặc bằng gỗ, đảm bảo ống cao hơn mặt đất một khoảng bằng 0,8 – 1m. Đưa hai ống vào vị trí sao cho hai ống đồng tâm. Dùng thiết bị định tâm ngoài kẹp chặt hai đầu ống lại với nhau hoặc dùng cộng lực để đảm bảo độ đồng tâm và chệnh lệch mép ngoài của hai ống. Kiểm tra độ thẳng của hai ống, hai gân của ống không trùng nhau. Khe hở giữa hai mép ống đảm bảo theo thiết kế mối hàn la: 2,4 – 3,2 mm. Mối hàn ống được thực hiện khi hai ống nằm ngang, là mỗi hàn giáp mối vát mép chữ V một phía. Góc vát của một mép ống α = 25 – 30o. Trong một số trường hợp phải tự gia công vát mép ống, dùng đèn cắt oxy – Acetylen (hoặc máy cắt ống), sau khi cắt phải tiến hành kiểm tra từ của thép. Khi có kết quả đạt yêu cầu mới cho ráp mối và hàn. Tiến hành hàn ống theo công nghệ hàn. Công nghệ hàn thực hiện ở đây là của hiệp hội công nghệ hàn Hoa Kỳ: AWS (American Welding Socitey) chuyên về hàn ống áp lực, vật liệu ống thép hàn theo tiêu chuẩn của viện dầu khí Hoa Kỳ API (American Petroleum Institute). Công tác kiểm tra mối hàn theo tiêu chuẩn quốc gia Hoa Kỳ (American National Standard Institute) ANSI B31.8 cho tuyến ống ngoài trạm, ANSI B31.3 cho tuyến ống công nghệ trong trạm phân phối khí. Công nghệ hàn ống bao gồm các vấn đề chính sau: Vật liệu: ống thép tiêu chuẩn API 5L X52 ứng suất đứt gãy là 455MPa. Đường kính ngoài: Φ 426(mm). Kiểu hàn: 5G. Số thợ hàn: 2 người hàn đối xứng hai bên. Que hàn loại: E7016. Mác que hàn KOBELLB 52, ứng suất đứt gãy của que hàn là 560Mpa. Số lớp hàn: 4 lớp. Lớp 1: Hàn lót. Lớp 2: Lớp hàn nóng. Lớp 3: Lớp đắp. Lớp 4: 2 đường hàn lớp phủ bề mặt. Chế độ hàn: hàn hồ quang tay. Dòng điện hàn: Lớp 1: Que đường kính Φ 3.2 – Dòng điện 70 – 90 A. Lớp 2 và 3: Que đường kính Φ4 – Dòng điện 120 – 150A. Lớp 4: Que đường kính Φ hoặc Φ. Trước khi hàn các lớp, mối hàn được làm sạch, gia nhiệt (khô) bằng nhiệt độ đèn Gas (nhiệt độ khô 25oC) để đảm bảo tính chất ổn định của vật liệu hàn. Hình 4.3. Công nghệ hàn nối ống. Nhiệt luyện mối hàn: Mục đích của nhiệt luyện là để khử ứng suất bên trong phát sinh ra trong quá trình hàn, cải thiện tổ chức kim loại mối hàn và vùng ảnh hưởng nhiệt của quá trình hàn, nâng cao độ bền cơ học của mối hàn, ngăn ngừa các vết nứt tạo thành khi sử dụng đường ống. Phương pháp nhiệt luyện: Dùng phương pháp ủ, nhiệt độ ủ là 550oC giữ ở nhiệt độ này trong một giờ sau đó để nguội bằng không khí, nhiệt độ nung được kiểm tra bằng kẹp nhiệt độ và cáp nhiệt. Dụng cụ và thiết bị nhiệt luyện: Dùng bộ nung vòng kiểu ngón. Bộ nung gồm các đường xoắn bằng Ni – Cr có đường kính từ 3,6 – 4 mm mỗi ngón được bảo vệ bằng một vỏ bọc bằng gốm có đường kính 25mm. Bộ cung cấp điện cho bộ nung dùng máy phát điện một chiều hoặc các máy biến thế hàn. Có thể nung bằng đèn hơi. Các phương pháp kiểm tra mối hàn: Sau khi hàn xong mối hàn được kiểm tra X – Ray 100% là phương pháp kiểm tra bằng tia X. Nguyên lý của phương pháp này như sau: Tia X do đèn X trong máy phóng tia X phát ra. Khi kiểm tra bằng tia X, để tia X chiếu thẳng vào mối hàn đặt phim cảm quang. Nếu mối hàn có những lỗi hơi, lẫn xỉ, vết nứt, bàn chưa thấu… thì tia X xuyên qua những chỗ này lớn hơn, sau khi xem phim sẽ phát hiện ra những chỗ khuyết tật trong mối hàn. Hình 4.4 Sơ đồ thiết bị kiểm tra mối hàn bằng phương pháp X – Ray 1: Đèn tạo tia X 5: Phim cảm quang. 2: Tia X 6: Tấm chắn chắn bằng chì 3: Vật hàn 7: Mối hàn cần kiểm tra 4: Hộp có nắp kín e) Bảo vệ mối hàn. Sau khi các mối hàn đã đảm bảo yêu cầu kỹ thuật, sẽ tiến hành làm sạch và bọc mối hàn bằng chất bọc chống ăn mòn chuyên dụng. 4.1.3.4 Hạ ống xuống hào Sau khi hàn nối ống xong, ống được hạ xuống hào bằng cẩu 70 tấn. Những chú ý khi hạ ống xuống hào là: Ống được hạ theo dạng cuốn chiếu. Dùng ba (03) cẩu để hạ ống. Cáp để hạ ống phải là cáp chuyên dụng (cáp bạt). Bảo đảm đủ trọng tải và không làm sây sát phần bọc bảo vệ ống. Sau khi ống được đặt xuống hào, kiểm tra vị trí ống làm sao đúng giữa hào theo thiết kế, sau đó lấp đất vào hào theo thiết kế. 4.1.3.5 Súc rửa ống và thử áp lực Súc khi ống được lắp đặt xong, từng đoạn ống sẽ được tiến hành làm sạch bằng cách bơm nước và phóng thoi làm sạch bề mặt bên trong của ống loại bỏ đất cát, gỉ sắt, sỉ hàn… Sau đó đường ống được thử áp lực để phát hiện những chỗ bị bục không đảm bảo áp suất theo thiết kế. Áp suất thử thủy lực bằng 1,5 lần áp suất thiết kế của đoạn ống đó. Công trường thử thủy lực phải được tiến hành dưới sự theo dõi chứng kiến của cơ quan đăng kiểm quốc tế. 4.2 Công tác nghiệm thu và kiểm tra chất lượng lắp đặt đường ống Khi hoàn thành việc lắp đặt từng đoạn tuyến ống và các cụm riêng lẻ cũng như khi hoàn thành việc lắp đặt hệ thống tuyến ống, người ta tiến hành công tác nghiệm thu và bàn giao công trình cho đơn vị vận hành. Cơ sở để kiểm tra chất lượng lắp đặt dựa vào tiêu chuẩn ANSI là tiêu chuẩn của viện tiêu chuẩn quốc gia Hoa Kỳ. Khi nghiệm thu cần kiểm tra các yếu tố sau đây: Độ chính xác về lắp đặt của tất cả các bộ phận, các cụm ống cụm van so với bản vẽ thiết kế. Vị trí và độ chính xác, sự phù hợp của tất cả các thiết bị phụ tùng trên tuyến ống đảm bảo chính xác về lắp ráp, đảm bảo điều kiện làm việc ổn định và nhẹ nhàng khi điều khiển và vận hành các cụm thiết bị đó. Vị trí và độ chính xác lắp đặt các khối đỡ ống so với thiết kế. Chất lượng các mối hàn và mối ghép mặt bích trên tuyến ống. Số lượng và nội dung các văn bản, bản vẽ cần thiết về quá trình thi công lắp đặt ống và các thiết bị. Các biên bản kiểm tra mặt ngoài, chất lượng mối lắp, biên bản thử áp lực, bản vẽ hoàn công và các văn bản về những thay đổi thiết kế trong quá trình thi công. Công việc kiểm tra việc lắp đặt ống và thiết bị chủ yếu dựa theo các bản vẽ thiết kế. Kiểm tra chất lượng mối hàn: Các mối trong trạm (ống nổi trên mặt đất) theo tiêu chuẩn ANSI B-31.3, các mối hàn ngoài trạm (khi lắp đặt xong ống nằm dưới đất) kiểm tra theo tiêu chuẩn ANSI B-31.8. Đặc điểm khi lắp đặt đường ống dẫn khí phần lớn khi hàn xong nằm dưới đất do vậy công tác kiểm tra lắp đặt, kiểm tra mối hàn, thử áp lực phải tiến hành ở từng cụm thi công trước khi đưa ống xuống hào. Sau khi hàn xong toàn bộ hệ thống, việc kiểm tra và thử áp lực lần cuối trước khi vận hành phải có cơ quan đăng kiểm quốc tế giám sát và cấp chứng chỉ. 4.3 Công tác vận hành hệ thống 4.3.1 Nguyên tắc vận hành Để vận chuyển khí từ ngoài biển vào bờ thì ngoài các yếu tố công nghệ của đường ống ta còn phải quan tâm đến một số tính chất vật lý của khí có ảnh hưởng trực tiếp đến áp suất, nhiệt độ, thành phần khí. Sau đây ta đánh giá các yếu tố quan trọng đối với việc vận chuyển khí. Áp suất Theo nguyên tắc thì trong vận chuyển khí, bao giờ cũng vận chuyển từ nơi có áp suất cao đến nơi có áp suất thấp do đó việc vận hành đường ống phụ thuộc vào áp suất đầu vào của khí P1 và áp suất đầu ra P2. Độ chênh lệch áp suất toàn tuyến. ΔP = P1 – P2. Với áp suất P1 ta có thể điều chỉnh ngoài biển nhơ trạm nén để tăng áp suất dòng và bờ. Áp suất P2 phụ thuộc áp suất yêu cầu của nơi tiêu thụ. Nhìn chung trong vận hành khí trên đường ống ta phải điều hòa áp suất tuyến ống từ đầu vào tới đầu ra để tại nơi nối tiếp ghép các bình, van của đường ống vẫn đảm bảo cho khí chuyển động được trong đường ống. Hình 4.5. Biểu đồ áp suất của hệ thống đường ống Bạch hổ - Phú mỹ Nhiệt độ Nhiệt độ của khí đóng vai trò quan trọng trong quá trình vận chuyển vì khí bao giờ cũng có thể chuyển hóa 3 pha với nhau: Khí – Lỏng – Khí lỏng. Việc chuyển đổi giữa ba pha phụ thuộc vào 3 yếu tố: áp suất, nhiệt độ, thành phần khí. Khi nhiệt độ quá thấp thì pha khí chuyển thành pha lỏng. Khi nhiệt độ của khí quá cao thì ảnh hưởng tới thiết bị. Do vậy ta phải điều hòa nhiệt độ để chỉ tồn tại duy nhất một pha khí là pha thuận lợi nhất cho việc vận chuyển khí, tức là ta phải điều hòa nhiệt độ của khí sao cho lớn hơn nhiệt độ điểm sương. Nếu nhiệt độ của khí quá nhỏ thì ta phải gia nhiệt cho khí nóng lên, còn nếu nhiệt độ quá cao thì ta phải làm lạnh khí để đảm bảo nhiệt độ. Hình 4.6. Biểu đồ biểu diễn nhiệt độ của khí tại các vị trí trên tuyến Thành phần khí. Trong thành phần khí đồng hành bao giờ cũng tồn tại một lượng condensate không nhỏ. Nếu vận chuyển cả lượng condensate này thì lượng khí không lớn, thậm chí chất lỏng tồn đọng trong đường ống sẽ gây nên tắc đường ống. Do vậy phải xử lý khí trước khi vận hành vận chuyển khí vào bờ nghĩa là ta phải tách bỏ condensate ra khỏi khí có thành phần ổn định, tương ứng với một điểm sương nhất định trước khi vận chuyển. Tóm lại áp suất nhiệt độ thành phần khí là các yếu tố quan trọng trong quá trình vận chuyển khí bởi vì nó là 3 yếu tố để xây dựng giản đồ pha của khí. Để tránh hiện tượng tạo chất lỏng trong đường ống vận chuyển khí, trong vận hành, đường cong điểm sương luôn ở trên đường cong của khí. Yếu tố đường ống. Trong hệ thống đường ống, đường kính ống chiều dày được thiết kế phải hợp cho yêu cầu vận chuyển. Hiện tại đường ống từ Bà Rịa lên Phú Mỹ đường kính ống là 426mm, chiều dày 16mm. Các loại van có tác dụng hỗ trợ cho đường ống khi thiết kế kỹ thuật yêu cầu hay xử lý khi có sự cố như các van điều khiển áp suất. Van ngắt khẩn cấp (ESDV), van ngắt tuyến (SDV), van điều khiển áp suất, van an toàn v.v… 4.3.2 Quy trình vận hành hệ thống 4.3.2.1 Chuẩn bị khởi động lần đầu Nghe, nhìn toàn bộ tình trạng của từng thiết bị và cả hệ thống. Thông suốt liên lạc giữa Trung tâm Vũng Tàu, Mỏ Bạch Hổ, mũi Kỳ Vân – Trạm Dinh Cô – Trạm Bà Rịa – Trạm Phú Mỹ. Dự trữ đủ lượng N2 để xúc rửa ống. Các đơn vị phải sẵn sang hoạt động. - Giàn ngoài biển. - Vạn mũi Kỳ Vân (Long Hải). - Trạm Dinh Cố. - Trạm Bà Rịa. - Trạm Phú Mỹ. - Nhà máy điện Bà Rịa. - Nhà máy điện Phú Mỹ. Máy phát điện chạy dầu sẵn sàng hoạt động, lượng dầu dự trữ đủ cho cả quá trình khởi động (3 – 4 ngày) cho tới khi có khí. Ắc quy nguồn (UPS) phải được nạp đủ điện. Các thiết bị điện tử phải sẵn sang làm việc. Toàn bộ các van phải ở tư thế đóng. Bộ phận PMCS phải bảo đảm hoạt động tốt. Kiểm tra lưới lọc và đoạn đường ống từ trạm phân phối khí tới tuốc bin khí nhà máy điện. Hệ thống CO2 phải đủ dự trữ và sẵn sang hoạt động. 4.3.2.2 Khởi động hệ thống lần đầu Trước khi mà hệ thống ngắt khẩn cấp (ESD) có thể nạp năng lượng cho các cuộn cảm và loại bỏ tín hiệu ngắt khẩn cấp, hệ thống UPS phải được nạp để cung cấp điện cho “ Hệ thống an toàn và phòng chống cháy nổ”… Cho Máy phát điện Diezel khởi động để cung cấp năng lượng cho toàn bộ hệ thống cho tới khi hệ thống đường ống được sấy khô và làm sạch hoàn toàn sau đó máy phát điện chạy khí có thể bắt đầu làm việc. Áp suất tương ứng giới hạn mức thấp PSLL – 102, PSLL – 106, cần được cài đặt ở chế độ làm việc dưới mức chuẩn (Overide). Chế độ làm việc này của PSLL – 102, PSLL – 106 phải duy trì cho tới khi áp suất Trạm Dinh Cố đủ lớn tương ứng với áp suất thiết kế. Vấn đề liên quan đến khởi động lần đầu là chưa có khí điều khiển đạt áp suất 7 Bar để mở van SDV đang ở trạng thái đóng (và để đóng các van xả áp suất). Cho đến khi áp suất ở trong các thiết bị đạt từ 7 – 10Bar. Chính vì vậy các van ống nhánh của ESDV phải được mở để điều áp suất thiết bị trước khi ESDV đầu trạm có thể được mở. Các van xả áp suất phải được phong tỏa bằng cách đóng các van chặn bằng tay cho tới khi áp suất thiết bị đạt tới áp suất yêu cầu 7Bar để cung cấp khí điều khiển nhằm giữ bộ kích của BDV (BDV actuator) ở vị trí đóng tại thời điểm đó các van chặn điều khiển tay sẽ được chốt ở vị trí mở… Lần đầu mở các van ESDV (và SDV của đường ống dẫn chất lỏng trên các thiêt bị V – 301, V – 101, V – 201, V – 202A), phải điều chỉnh tại chỗ bằng tay. Tại Dinh Cố các van sụt áp PV – 104/PV – 105 phải mở không hoàn toàn do vậy khí qua van điều khiển (Control Valve) tới hệ thống khí điều khiển trước khi khí điều khiển có ở đó, ngược lại tại trạm Bà Rịa, trạm Phú Mỹ các van sụt áp suất PCV – 206/1,2,3,4,PCV – 306/307/308/309/310/311/312/313/315/316/317 là van đóng không hoàn toàn do đó các van này phải được mở ra bằng cách sử dụng nguồn khí cung cấp N2 lắp tạm thời cho đến khi hệ thống khí điều khiển có áp suất đạt được ít nhất là 1.4 Bar (20Psig) để có thể cho phép mở được van điều khiển (Control valve). Tại thời điểm khởi động thì có thể không có chất lỏng được tạo thành trong bình V- 101, V – 102A, V – 302. Do vậy bình ở trạng thái mức báo động thấp (LALL) tuy nhiên điều này không có vấn đề gì, mức báo động thấp chỉ đóng van SDV của đường ống dẫn chất lỏng từ bình mà không gây ra nguyên nhân gây ngừng hoạt động của hệ thống hoặc của thiết bị… Van SDV của đường ống dẫn chất lỏng sẽ tự động điều chỉnh mức chất lỏng bằng cách mơ van SDV này không cần sự can thiệp của người vận hành cho tới khi tình trạng báo động chất lỏng mức thấp không còn nữa do mực chất lỏng trong bình đã tăng lên… Ống dẫn khí mồi ra hầm đốt phải được mồi lửa trước khi chất lỏng từ bình tách đi ra hầm đốt. Các van SCV – 804 (van tại mũi Kỳ Vân), SCV – 805 tại trạm Bà Rịa, SDV – 807 – 807, SDV – 804A tại trạm Phú Mỹ có thể được mở bằng tay ở chế độ Manual cho tới khi áp suất của đường ống vượt lên 20Bar (giá trị cài đặt). Khi các van này được chuyển sang chế độ làm việc tự động chúng sẽ tự ngắt khi áp suất đường ống sụt xuống dưới 20Bar. Các ống nhánh của các van SDV, SDV – 807 này mở bằng tay trước khi tự động mở bằng khí. Thiết bị gia nhiệt tại trạm Bà Rịa, trạm Phú Mỹ hoạt động khi có khí điều khiển 7Bar để hâm nóng bồn nước. Khi dòng khí qua Heater được thiết lập (Turbine của nhà máy điện được khởi động), nhiệt độ của khí không được vượt quá 60oC theo dõi qua TIC – 220,TIC – 3101, TIC – 3301. Trước khi đưa các Turbine Nhà máy điện Bà Rịa, Phú Mỹ vào hoạt động (hoặc chuyển từ chế độ chạy dầu sang chạy khí), áp suất dòng khí phải đạt khoảng 25Bar, áp suất dòng khí này được ổn định nhờ các van điều chỉnh áp suất PCV tại đầu vào mỗi dây chuyền của các trạm phân phối khí. 4.3.2.3 Khởi động hệ thống sau khi dừng vận hành ở chế độ làm việc bình thường Dừng vận hành ở chế độ làm việc bình thường và dừng hoạt động của hệ thống mà trong đó vẫn còn nguồn điện hoặc đã được cấp lại và tình trạng của hệ thống FSS (F&G và hệ thống ESD) không báo lỗi. Sau khi dừng “vận hành ở chế độ làm việc bình thường” bước đầu khởi động lại hệ thống phụ thuộc chủ yếu vào áp suất có trong đường ống, nếu áp suất đầu vào của van ESDV dưới 7 Bar thì việc cung cấp khí điều khiển (7Bar) phải sử dụng bằng đường ống nhánh. Nếu áp suất ở đường ống thấp dưới mức 20 Bar thì các van chặn sẽ bị đóng. Nếu ngừng hoạt động trạm là quá trình “ dừng vận hành ở chế độ làm việc bình thường”. Quá trình đóng các van từ PMCS thì trước khi bắt đầu khởi động lại cần phải kiểm tra việc cài đặt các van ESDV. Sau khi dừng vận hành ở chế độ làm việc bình thường các van điều khiển (Control Valve) tại Dinh Cố, trạm Bà Rịa, trạm Phú Mỹ, được đóng lại. Nếu ở mỏ Bạch Hổ vẫn cung cấp khí thi điều này sẽ tạo ra sự bất ổn định áp suất và sẽ tăng dần lên trong suốt thời gian ngừng hoạt động của hệ thống. Với áp suất tại Bạch Hổ là 67bar và 42 Bar tại Dinh Cố áp suất trong đường ống sẽ giao động trong khoảng 33 Bar và sau đó tăng lên đến giá trị cài đặt ở van ra đuốc tại Bạch Hổ là 72 Bar, như vậy một vài van ESDV cần phải được đóng lại để ngăn chặn sự thông áp suất tới các van PV – 104/PV – 105, PCV – 206 … vượt mức cài đặt của van an toàn tại trạm Bà Rịa là 40 Bar. Mục này cần kiểm tra lại so với vận hành ngoài giàn CCP – 2 Bạch Hổ. Do vậy khởi động lại hệ thống sau khi ngừng bình thường cần đặc biệt lưu ý tới áp suất hiện tại trong đường ống cũng như việc cài đặt điều chỉnh áp suất phải thực hiện một cách thận trọng và từ khi mở các van để tránh tăng áp lực đột ngột đối với các thiết bị, đường ống. 4.3.2.4 Khởi động lại hệ thống sau khi dừng khẩn cấp Ngừng hoạt động của hệ thống trong những trường hợp như: Ngừng khẩn cấp – ESD khi các đầu dò phát hiện có sự rò rỉ khí, mực chất lỏng trong bình V – 101, V – 201, V – 202, V – 301 quá cao. Mất nguồn điện. Ngừng hoạt động do hệ thống xả áp suất BD khi các đầu dò phát hiện có cháy. Việc khởi động lại hệ thống bắt buộc nhân viên vận hành phải kiểm tra lại hiện trạng… Trong mọi trường hợp nếu các van ESD, SDV bị đóng thì trước khi khởi động lại hệ thống phải điều chỉnh (cài đặt lại) tại chỗ bằng tay, trong trường hợp ngừng hoạt động bằng xả áp suất thì các van BDV sẽ đóng trở lại tức thời ngay sau khi tín hiệu về trạng thái ngắt hoạt động được đặt lại. Nguồn điều khiển vẫn đủ áp lực để điều khiển Actuator của van BDV. Trong trường hợp dừng hệ thống khẩn cấp tại Dinh Cố, nhà máy điện trạm Bà Rịa còn tiếp tục hoạt động trong một thời gian ngắn do áp suất và lượng khí dư trong đoạn ống từ Dinh Cố đến trạm Bà Rịa cho tới các Turbine khí của nhà máy điện bị ngắt do áp suất bị sụt dưới mức cài đặt 18.9 Bar hoặc được chuyển sang chế độ chạy dầu. Cũng tương tự như vậy đối với Nhà máy điện trạm Phú Mỹ. Trong trường hợp dừng hệ thống khẩn cấp tại trạm Bà Rịa, trạm Phú Mỹ thì các Turbine khí trong nhà máy điện Bà Rịa, Phú Mỹ sẽ dừng ngay lập tức hoặc chuyển sang chế độ chạy bằng dầu do nguồn khí trong đường ống từ trạm tới các nhà máy điện quá ít. Trong tất cả các trường hợp dừng khẩn cấp tại Dinh Cố hay Bà Rịa… Phú Mỹ, khí từ giàn Bạch Hổ vẫn cung cấp nên áp suất nguồn tăng dần, nhìn chung sau khi dừng hệ thống, trước khi dòng khí được khôi phục thì không thể tránh khỏi sự thiếu hụt khí cho các nhà máy điện Bà Rịa, Phú Mỹ. Do vậy việc tái khởi động (khôi phục lại dòng khí) còn phụ thuộc vào việc khởi động lại các tổ máy phát điện chạy khí sau khi nguyên nhân gây ra dừng hệ thống đã được khắc phục và van ESDV tại giàn Bạch Hổ phải được chỉnh lại bằng tay. Trong trường hợp đóng van ESDV – 803, ESDV – 804A và xả áp suất hạ nguồn sẽ tạo ra một sự chênh áp suất qua van này do nguồn khí cung cấp từ Dinh Cố tới. Để khởi động lại trước tiên phải mở ống nhánh 50mm của van để cân bằng áp suất ở đầu ra. Khi áp suất ở đầu ra được thiết lập thì các ống nhánh phải được khóa lại ở vị trí đóng và các van ESDV – 803, ESDV – 804A được mở và khí được vào các trạm Tóm lại: Việc vận hành hệ thống phải được sự phối hợp chặt chẽ giữa giàn nén ngoài biển với các trạm và bộ phận điều khiển trung tâm PMCS ở Vũng Tàu. Cán bộ, công nhân vận hành và phụ trách thiết bị phải phối hợp nhịp nhàng để điều hòa áp suất tuyến bảo đảm vận hành bình thường cho các nhà máy điện Bà Rịa, Phú Mỹ. 4.3.2.5 Các sự cố có thể xảy ra đối với từng vùng riêng biệt Vùng Biểu hiện Cách xử lý Vùng 1: Trạm Bà Rịa - Mất nguồn điện. - Áp suất, nhiệt độ, lưu lượng dòng thay đổi. - Bình lọc (Filter) bị tắc (chênh lệch áp suất quá 0.5 Bar). - Rò rỉ khí, hỏng hóc thiết bị. - Cháy. - Chạy máy phát Diezel, sửa chữa ngay. - Liên lạc với trung tâm. - Bình tĩnh xử lý bằng tay, cần thiết thì dừng vận hành. - Mở đường chạy Filter thứ 2, cô lập, kiểm tra và xử lý bình lọc. Đóng van, cô lập bộ phận sự cố hoặc trạm và mở van xả. Vùng 2: Trạm Phú Mỹ Như vùng 1 Như vùng 1 4.4 Vận hành thiết bị phóng và nhận thoi 4.4.1 Cấu tạo thoi Tùy theo đặc tính vạ mục đích của việc phóng thoi mà người ta sử dụng các loại thoi có cấu tạo khác nhau: Khi phóng thoi làm sạch ống trong giai đoạn đầu thường là các loại thoi thong thường, loại này có cấu tạo gồm thân thoi làm bằng các chất nhựa tổng hợp các bàn chải sắt, phía trước có gắn một đĩa nhôm khi phóng thoi nhằm mục đích kiểm tra độ Oval của ống khi lắp đặt xong ống, mỗi một lần phóng thoi thường thoi được phóng nối tiếp nhau thành một chuỗi trong đó chức năng của mỗi thoi trong chuỗi đó không giống nhau. Sau khi ống được làm sạch những lần phóng thoi sau dung thoi thông minh, thoi này gồm 3 phần chính: phần đầu là phần động cơ đẩy thoi (Drier Section), phần thứ 2 là phần chứa các thiết bị phát ra từ trường (Magnetizer Section) nhằm mục đích phát tín hiệu lên vệ tinh báo vị trí của thoi và các thông số hoạt động khác, phần thứ 3 là bộ phận ghi nhận các kết quả đo (Recorder Section). Phóng thoi thông minh (Intelligent Pig) thường phóng sau thoi làm sạch ống một khoảng thời gian là 5 phút. Mục đích của việc phóng thoi thông minh là để kiểm tra độ ăn mòn bên trong ống bằng cách phân tích các tín hiệu do thoi truyền về phòng điều khiển. Hình 4.7 Cấu tạo đơn giản của một Thoi thông minh và thoi thường. Thiết bị thu thoi Dinh Cố Kích thước: 508 mm (20’’) NB x 8245mmL. Thông số thiết kế: 139Bar @38oC. Tiêu chuẩn thiết kế: ANSI B -31.3/ASME VIII Div.1. Đặc tính thiết kế: ANSI 900 LB. Hình 4.8 Sơ đồ thiết bị thu thoi X – 801 tiếp nhận thoi phóng từ thiết bị phóng thoi X – 800 trên giàn công nghệ trung tâm số 2 (CPP - 2) có cấu tạo và các bước vận hành tương tự thiết bị phóng thoi X – 802 và được thiết kế để phù hợp cho việc thu thoi máy rà soát ống. Một thiết bị ghi nhận báo tín hiệu thoi XI – 801 và các tín hiệu báo thoi tại chỗ và báo về phòng điều khiển. Một nắp mở nhanh PECO để lấy thoi ra. Nắp bao gồm một bộ phận còi báo được gắn vào chốt nắp. Khi tiến hành mở nắp, nếu ống thoi vẫn còn áp suất thì thiết bị này sẽ báo động nguy hiểm. Khí và thoi qua van ESDV – 801. Đây là van có bộ kích hoạt, một phía van được gắn cữ giới hạn vị trí, thiết bị này được điều khiển từ xa. Bình thường khí vào hệ thống phân phối khí nằm ngoài thiết bị tiếp nhận thoi (off - Skid), qua cút T và van cầu điều khiển bằng tay. Ngay sau đầu ra ESDV – 801 có thiết bị PT – 801 đây là thiết bị ghi nhận và truyền tín hiệu áp suất về phòng điều khiển. Để nhận thoi, mở 2 van 400mm ở đầu vào và van 150mm ở ống nhánh (kicker) và đóng van chặn ống chính. Tất cả các van mở bằng tay phải mở từ từ. Đầu mồi ở bồn thiêu (Burn Pit) cũng phải đảm bảo là đã cháy. Các công việc này phải tiến hành trước khi thoi về ít nhất là 2 giờ. Với áp suất vận hành đường ống là 35bar thi thoi chạy hết 117 km từ Bạch Hổ vào Dinh Cố mất 12 giờ. Sauk hi thoi đến van 400mm trên ống chính phải được mở lại và cách ly ống tiếp nhận bằng cách đóng van 2van ở đầu vào và 2 van 150mm ở đường kicker line rồi mở ống nhận thoi cần phải xả chất lỏng ra hầm đốt và hạ áp suất ở bầu nhận thoi. Trước khi mở nắp PECO, ống thoi phải được hạ áp an toàn bằng cách quan sát đồng hồ áp kế PI – 802 và kiểm tra cụm van cách ly (Dounle Block and Bleed) và mở van xả áp 50mm trên than của thiết bị nhận thoi. Không được mở nắp khi vẫn còn tín hiệu báo động, Ngay sau khi mở nắp ra phải lấy thoi ra và dung xẻng lấy các chất bẩn ra. Sau khi làm sạch ống bầu nhận thoi phải được cách ly và bơm N2 vào, các thiết bị an toàn phải được kiểm tra lại, thiết bị báo tín hiệu phải được gạt về vị trí cũ sẵn sang cho lần nhận thoi tiếp theo. Ống tiếp nhận thoi được nối với van an toàn phòng sự giãn nở thủy lực của chất lỏng trong ống do nhiệt độ môi trường sau khi đã cách ly và xả áp. Thiết bị phóng thoi Dinh Cố X – 802 Kích thước: 508mm (20’’)NB x 5858mmL. Thông số thiết kế: 99Bar, 38oC. Tiêu chuẩn thiết kế: ANSI B-31.3/ASME VIII Div.1. Đặc tính kỹ thuật: ANSI 600 LB. Hình 4.9 Sơ đồ phóng thoi X – 802 X – 802 phóng thoi thăm dò khảo sát ống từ Dinh Cố lên trạm Phú Mỹ. Các thiết bị trên cụm phóng thoi và nhận cũng tương tự nhau như tín hiệu báo thoi, truyền tín hiệu thoi, thiết bị ghi, truyền áp suất… Khí và thoi qua van ESDV – 802, đây là van cầu có bộ phận tác động lò xo hoạt động một phía, van được gần thiết bị giới hạn vị trí, van này được điều khiển từ xa. Trong điều kiện hoạt động bình thường, ống phóng thoi được giảm áp. Để nạp thoi, ống phóng phải được cách ly bằng cách khóa 2 van 400mm ở đầu ra và 2 van 150mm trên đường kicker line, mở van xả giữa các van. Ống phóng thoi phải được giảm áp hoàn toàn trước khi mở nắp PECO bằng cách mở van xả không khí 50mm NB trên ống phóng thoi, kiểm tra áp kế PI – 803 chỉ số không. Ở tình trạng hoạt động bình thường, ống phóng thoi không được chứa chất lỏng, van thải được lắp nối dung cho việc tái thử thủy lực bầu phóng thoi. Không mở nắp PECO khi vẫn còn có còi báo trong ống có áp suất. Sauk hi mở nắp, nạp thoi vào bầu phóng thoi, nếu có thể đẩy sâu thoi vào trong như vậy đầu dẫn của thoi sẽ khít với phần cổ hẹp của bầu phóng và thoi được đẩy đi bằng áp suất đường ống qua đường kicker line… Nên mở nắp bầu phóng sau khi phóng thoi trong thời gian ngắn nhất để giảm nguy hiểm do khí thoát ra ngoài. Để phóng thoi, bầu phóng thoi phải được hoàn toàn cách ly với các van xả, ống thải. Mở từ từ van 150mm trên kicker line dùng đồng hồ áp kế PI – 803 kiểm tra áp suất trong ống, khi áp suất trong bầu phóng ổn định tức là không có sự rò rỉ khí ra ngoài. Mở 2 van 400mm NB ở đầu ra thiết bị phóng thoi. Van trên đường ống chính phải được đóng lại sau khi thoi đã đi qua 2 van này (nhận biết rằng tín hiệu báo thoi X – 802, XS/XA - 804). Van này sẽ mở lại khi bầu phóng thoi đã được cô lập lại sau khi phóng thoi và sau khi bầu đã được giảm áp. Tín hiệu báo thoi phải gạt lại vị trí cũ để chuẩn bị cho lần phóng tiếp theo. Trên bầu phóng có gắn một van an toàn RV – 802 có áp suất cài đặt 99Bar. ESDV – 802 có thể đóng mở tại chỗ hoặc điều khiển từ xa, trừ trường hợp van bị đóng bởi tín hiệu từ FSS thì người ta vận hành phải ra khởi động lại van. Khi không phóng thoi bầu phóng thoi thôi phải được cách ly và nạp N2 vào. Thiết bị phóng thoi này sẽ phóng thoi định kỳ hàng tháng để kiểm tra đo từ Dinh Cố lên trạm Phú Mỹ. Tại đầu vào trạm Phú Mỹ một thiết bị tiếp nhận thoi X – 803 có cấu tạo và cách vận hành tương tự thiết bị nhận X – 801 tại Dinh Cố, chỉ có van an toàn RV – 804 được cài đặt ở áp suất xả 60Bar, và được lắp thêm một thiết bị báo tín hiệu thoi bằng điện XS – 808. Chương 5 CÔNG TÁC SỬA CHỮA, BẢO DƯỠNG VÀ AN TOÀN CHO HỆ THỐNG DẪN KHÍ Hệ thống đường ống dẫn khí Bà Rịa – Phũ Mỹ với nhiều hạng mục thiết bị khác nhau, được bố trí tại nhiều cum xa cách nhau trải dài trên 22 Km, toàn bộ các công việc liên quan đến cháy nổ. Hoạt động dưới áp suất cao, nhiều thiết bị điều khiển từ xa. Do vậy vận hành bảo dưỡng, sửa chữa thiết bị và các thao tác đòi hỏi phải có hiểu biết kỹ thuật phải theo hướng dẫn và có các quy định chặt chẽ về tổ chức, vận hành nghiêm ngặt và chính xác trong thao tác, đảm bảo an toàn lao động, bảo quản thiết bị và bảo vệ môi trường. 5.1 Bảo dưỡng tuyến ống Việc bảo dưỡng tuyến ống phải tiến hành theo chương trình và nội dung chi tiết do cơ quan vận hành lập nên kế hoạch bảo dưỡng phải đạt các mục tiêu: Kéo dài tuổi thọ của công trình. An toàn khi vận hành. Chi phí bảo dưỡng tối thiểu. Kế hoạch bảo dưỡng cần phải lập cho từng vùng riêng biệt, bao gồm: Tuyến ống trên bờ. Các thiết bị và đường ống trong các trạm phân phối khí… Bảo dưỡng ống trên bờ (phần chon dưới đất) Từ hồ sơ thiết kế phải phân ra các vùng với nội dung và mức độ dưỡng khác nhau tùy thuộc vào: - Vùng chôn các loại ống khác nhau. Ống bọc xi măng lưới thép, ống để trần, ống có bề dày và chất lượng thép khác nhau. - Vùng có nền móng khác nhau: Nền cứng vững, nền yếu, nền đất có cát sỏi, vùng ngập nước mặn, vùng ngập nước ngọt. - Vùng xuyên qua các vùng công trình lớn như: vượt đường quốc lộ, cắt đường điện cao thế, các công trình lớn dọc sông, suối, đê kè, các khu dân cư đông đúc. Tuyến ống phải được tuần tra, kiểm tra ít nhất một tháng 2 lần dọc theo tuyến bằng các phương tiện tích hợp để ngăn chặn kịp thời các vi phạm tuyến, hành lang an toàn gây nguy hại như: xây dựng các công trình nhà cửa vào tuyến ống, trồng cây lâu năm đào bới làm thủy lợi, xâm phạm các biển báo cột mốc. Bảo dưỡng các thiết bị của hệ thống Nước ta có đặc thù khí hậu nhiệt đới, mưa nắng thất thường, chênh lệch nhiệt độ trong ngày lớn làm cho thiết bị, vật liệu nhanh hư hỏng như: sơn phủ biến chất, vật liệu co giãn lớn gây nứt vỡ, tạo rò rỉ tạo vết xước hoặc do cọ xát với giá đỡ. Cần phải có biện pháp bảo vệ che chắn mưa nắng mà không vi phạm quy định an toàn và quy trình vận hành. Với các thiết bị cơ: chủ yếu là các van vệ sinh tra mỡ thường xuyên mỗi tuần vài lần với các bộ phận van làm việc lâu dài cần thao tác nhẹ nhàng. Các thiết bị trọng yếu: hoạt động liên tục, tần suất lớn cần kiểm tra định kỳ hàng tháng, chạy không tải và bảo quản cẩn thận. Bảo dưỡng thiết bị là yếu tố quan trọng để đảm bảo cho thiết bị hoạt động ổn định, đảm bảo tuổi thọ, đảm bảo tuổi thọ hoạt động của các thiết bị. Chủ yếu bảo dưỡng theo các dạng sau: Điều chỉnh bằng bôi trơn dầu mỡ hàng ngày. Bảo dưỡng định kỳ theo tuần hoặc theo tháng. Lập kế hoạch đại tu lớn. Bảo dưỡng, sửa chữa các hư hỏng đột xuất. Bảo dưỡng chung, sơn vệ sinh. Kiểm tra ăn mòn. Việc bảo dưỡng định kỳ và lập kế hoạch bảo dưỡng các thiết bị phải tham khảo các tài liệu bảo dưỡng từng thiết bị do nhà thầu cung cấp thiết bị cung cấp kết hợp với kinh nghiệm thực tế trong quá trình vận hành. Việc kiểm tra độ bền (không phá hủy) của các thiết bị nên được tiến hành thường xuyên. Cần xác minh các điểm bị ăn mòn của đường ống và van để có biện pháp xử lý thích hợp. Cán bộ vận hành và bảo dưỡng thiết bị phải hiểu biết về thiết bị đó. Tất cả các lần bảo dưỡng đều phải ghi nhật ký đầy đủ và bảo quản cẩn thận. Bảo dưỡng và sửa chữa nhỏ Tại các trạm vận hành và trên tuyến khi có hỏng hóc nhỏ, cán bộ vận hành phải lập báo cáo về hỏng hóc cơ khí của thiết bị để tổ thiết bị sửa chữa, công việc sửa chữa chỉ được thực hiện khi đã có giấy phép thực hiện công tác sửa chữa để đảm bảo an toàn phải cô lập vùng sửa chữa, xả khí vào đường ống nồng độ khí dưới mức cho phép mới tiến hành sửa chữa. Đại tu thiết bị Khi đại tu thiết bị và thanh kiểm tra định kỳ hàng năm (bảo dưỡng đòi hỏi phải ngưng hoạt động trạm) nên phối hợp với kế hoạch bảo dưỡng của nhà máy điện. Chu kỳ các lần kiểm tra phải thống nhất với các cơ quan đăng kiểm – người cấp chứng chỉ công trình và bộ phận bảo hiểm thiết bị, đối với các bình áp lực phải kiểm tra định kỳ 5 năm một lần và các van là 2 năm một lần quy định theo tiêu chuẩn của hiệp hội cơ khí Mỹ (ASME). Công tác an toàn trong quá trình vận chuyển khí Trong quá trình vận chuyển khí các công việc đầu tiên liên quan tới cháy nổ. Do vậy công tác an toàn, phòng chống cháy nổ luôn luôn phải chú trọng. Tất cả mọi người tham gia vào công tác vận hành đường ống dẫn khí phải tuân thủ các quy định sau: Quy định về an toàn phòng chống cháy nổ. Quy định về an toàn vận hành. Quy định về quản lý và bảo vệ tuyến ống. Phòng cháy, chữa cháy Trong các trạm vận hành đều được trang bị các thiết bị an toàn như dó lửa, dò khí, khói… các tín hiệu báo động có cháy. Hệ thống dập lửa bằng CO2, tất cả các thiết bị này đều được điều khiển tự động qua hệ thống cháy nổ FSS cài đặt trên mạng Module phòng chống cháy tại trạm. Hệ thống dập lửa bằng CO2 cho mỗi khu vực gồm các dãy bình CO2 có kích thước thích hợp được nối với một đầu chung lần lượt có các ống nhánh để phân phối CO2 từ vòi phun CO2 tại chỗ các thiết bị cần được bảo vệ trong khu vực. Khi xảy ra báo động có cháy phải dừng ngay công việc, khi có tín hiệu báo xả khí CO2 phải dời khỏi khu vực đó. Rò rỉ khí Các thiết bị kiểm tra rò rỉ khí được trang bị tại các trạm phân phối khi đó là các đầu dò lửa, khí. Khi nồng độ khí trong khu vực đạt nồng độ 40% thì sẽ có tín hiệu báo dừng vận hành. Khi có tín hiệu báo rò khí thì nhân viên vận hành phải tiến hành xác minh lại trước khi cho ngừng hoạt động trạm. Khi thật sự có rò rỉ khí phải làm những biện pháp cần thiết đê cô lập và xả áp suất khu vực đó bằng cách đóng các van ESDV ở đầu vào và đầu ra trạm phân phối khí. Mở van BDV. Trường hợp nghiêm trọng có thể khởi động hệ thống FSS ở các hộp điều khiển tại chỗ.. Tóm lại: Mọi người phải chấp hành tốt quy chế an toàn để đảm bảo vận hành an toàn, hiệu quả, không xẩy ra tai nạn cháy nổ. Kết Luận Qua việc nghiên cứu, tìm hiểu hệ thống đường ống vận chuyển khí Bà Rịa – Phú Mỹ em nhận thấy. Hệ thống đường ống dẫn khí Bà Rịa – Phú Mỹ rất quan trọng đối với việc vận chuyển khí cho các ngành công nghiệp khác. Hệ thống đường ống dẫn khí Bà Rịa – Phú Mỹ rất phát triển và nhiều tiềm năng trong tương lai còn phát triển nữa. Mặc dù vậy do xây dựng được hơn 10 năm cho nên cần được bảo dưỡng, thay thế và sữa chữa để cho hệ thống được vận hành an toàn. Do thời gian có hạn và tài liệu không được đầy đủ nên việc nghiên cứu chưa kỹ, cho nên không thể tránh khỏi những thiếu sót. Mong các thầy góp ý bổ xung cho đồ án hoàn chỉnh hơn. Em xin chân thành cám ơn các thầy trong bộ môn Máy Thiết Bị Dầu Khí, đặc biệt là thầy Nguyễn Văn Thịnh đã tận tình hướng dẫn em giúp em hoàn thành đồ án này. Em xin chân thành cảm ơn ! Hà nội, tháng 6 năm 2009 Sinh viên Phạm Khánh Toàn