Thiết kế buồng đốt khí thiên nhiên của lò hơi nhà máy nhiệt điện năng suất 30T hơi/giờ

đã trở thành nguồn năng lượng quan trọng nhất của mọi quốc gia trên thế giới. Khoảng 65 á 70% năng lượng sử dụng đi từ dầu mỏ. Chỉ còn 20 á 22% năng lượng đi từ than, 5 á 6% từ năng lượng nước và 8 á 12% từ năng lượng hạt nhân. Ngành công nghiệp dầu do tăng trưởng nhanh đã trở thành ngành công nghiệp mũi nhọn của thế kỷ XX. Đặc biệt từ sau đại chiến thế giới thứ II, công nghiệp dầu khí phát triển nhằm đáp ứng hai mục tiêu chính là : - Cung cấp các “sản phẩm năng lượng” cho nhu cầu về nhiên liệu động cơ, nhiên liệu công nghiệp như : Động cơ xăng, động cơ diezel, động cơ phản lực, động cơ tua bin khí ; Làm chất đốt cho công nghiệp như : dùng dầu khí cho điện, sản xuất xi măng, chất đốt cho công nghiệp thực phẩm và cho nhiều ngành công nghiệp khác. Ngoài ra còn dùng làm chất đốt cho sinh hoạt. Bên cạnh các sản phẩm năng lượng, các sản phẩm phi năng lượng như : Các loại dầu mỡ bôi trơn và các loại dầu công nghiệp cũng chiếm phần quan trọng không kém. Tất cả các máy móc hay nói đúng hơn là mọi chi tiết chuyển động từ rất nhỏ (các chi tiết đồng hồ) đến các chi tiết khổng lồ trong máy nâng cần cẩu đều có dầu bôi trơn. Người ta ví dầu mỡ bôi trơn như là nguồn máu nóng trong động cơ, thiếu nó các động cơ không thể làm việc bình thường được. Đa số các sản phẩm dầu mỡ bôi trơn đều được chế tạo từ dầu mỏ. Các sản phẩm hoá chất cơ bản từ công nghiệp dầu có độ tinh khiết cao, giá thành hạ, nên có chỉ số kinh tế cao. Chúng đã góp phần làm tăng nhanh các mặt hàng nhu yếu phẩm cho các nền kinh tế quốc dân, từ các vật dụng hàng ngày như : Vải sợi, chất dẻo, nhựa, đến các loại thuốc nhuộm, phân bón, thuốc nổ, thuốc trừ sâu, các chất hoạt động bề mặt… đều được chế ra từ dầu khí và ngày nay đã chiếm tới 90% tổng số các hợp chất hữu cơ trong công nghiệp hoá chất. Công nghệ chế biến dầu mỏ được xem như bắt đầu ra đời vào năm 1859 khi mà Edwin (Mỹ) khai thác được dầu thô. Lúc bấy giờ lượng dầu thô khai thác được còn rất ít, chỉ một vài nghìn lít ngày và chỉ phục vụ cho mục đích thắp sáng. Nhưng chỉ một năm sau đó, không chỉ riêng ở Mỹ mà ở các nước khác người ta cũng đã tìm thấy dầu. Từ đó đến nay sản lượng khai thác ngày càng tăng lên rất nhanh. Chúng ta có thể thấy rõ điều này từ các số liệu dưới đây : Lượng dầu thô (không kể khí đốt) đã khai thác được trên thế giới : Năm Sản lượng (triệu tấn) 1860 0,1 1880 4,2 1900 19,9 1920 96,9 1930 296,5 1945 354,6 1950 524,8 1955 770,1 1960 1051,5 1965 1503,2 1970 2336,2 1975 2709,1 1980 3067,1 1985 3624,0 1990 3700 1994 3003,4 1995 2982,5 1997 (riêng ở Việt Nam) 10,1 Từ các số liệu trên cho thấy, thế giới đã khai thác và chế biến một lượng dầu khổng lồ và với tốc độ tăng trưởng hàng thập niên rất nhanh (tăng trưởng gấp đôi trong khoảng 10 năm cho đến năm 1980). Tại Việt Nam, trên cơ sở tài liệu hiện có các nhà địa chất đã khẳng định sự tồn tại của một số bể trầm tích Đệ tam và Mezozooi có triển vọng dầu khí khá lớn. Trữ lượng dự báo khoảng 3,3 á 8,2 tỷ tấn dầu quy đổi (Đó là chưa kể đến quần đảo Hoàng Sa, Trường Sa và các khu vực chống lấn khác). Với hệ số khai thác trung bình 25% thì trữ lượng có thể 1,25 á 2,5 tỷ tấn dầu quy đổi, trong đó trữ lượng khí là 180 á 330 triệu m3 khí (chiếm khoảng 20 á 40%). ở Việt Nam hiện có 3 mỏ dầu quan trọng đang được khai thác, đó là : - Mỏ Bạch Hổ : Bắt đầu khai thác từ năm 1986. Tổng sản lượng khai thác đạt trên 30 triệu tấn – sản lượng khoảng 7 á 9 triệu tấn/năm. Có thể khai thác vài ba năm nữa, sau đó sẽ giảm dần. - Mỏ Rồng : Bắt đầu khai thác 1994, song sản lượng chưa nhiều, đạt 12.000 á 18.000 thùng/ngày. - Mỏ Đại Hùng : Bắt đầu khai thác từ 10/1994, sản lượng 32.000 thùng/ngày (5000 tấn/ngày). Như vậy tổng sản lượng dầu thô cả 3 mỏ trong năm 1994 là 7 triệu tấn, năm 1995 là 8 triệu tấn. Đến năm 2000 lượng khai thác lên tới 17,5 triệu tấn dầu thô. Về khí hydrocácbon, hiện nay có hai mỏ đang được khai thác : - Mỏ Tiền Hải (Thái Bình) : Là mỏ khí thiên nhiên trong đất liền, được khai thác từ năm 1981. Đây là mỏ khí nhỏ, hàng năm cung cấp từ 10 á 30 triệu m3 khí cho công nghiệp địa phương. - Mỏ Bạch Hổ : Là dạng khí đồng hành đi kèm khi khai thác dầu. Khi khai thác mỗi tấn dầu có thể thu được 180 á 200m3 khí đồng hành. Năm 1994, trong Bách khoa toàn thư dầu khí thế giới dã đưa con số trữ lượng có thực và xếp dầu khí Việt Nam vào vị trí thứ 6 trong 7 nước Châu á - Thái Bình Dương. Thực tế gần đây, nhiều mỏ khí lớn đã được phát hiện như mỏ Lan Tây, Lan đỏ do hãng BP phát hiện, trữ lượng ước tính 57 tỷ m3 khí thiên nhiên. Cũng theo tính toán của hãng BP, trữ lượng tiềm năng khí của Việt Nam khoảng 300 á 400 tỷ m3. Như vậy sẽ có sự thay đổi trong bảng xếp hạng này. Theo Petro Việt Nam, căn cứ vào kết quả khảo sát của các công ty nước ngoài trong thời gian gần đây, dự kiến trữ lượng tiềm năng dầu khí Việt Nam có thể đến 5 á 6 tỷ tấn. Petro Việt Nam đang đạt mục tiêu đưa sản lượng dầu khí vào năm 2000 lên 20 triệu tấn dẫn quy đổi. Trong đó, sản lượng cực đại sẽ đạt 34 á 40 triệu tấn/năm trong giai đoạn sau năm 2000, kéo dài đến năm 2010. Bên cạnh đó là việc khởi công xây dựng nhà máy lọc dầu số 1 Dung Quất vào ngày 8/01/1998 và dự kiến vận hành vào năm 2004 với công suất 6 triệu tấn/năm đã tạo ra một bước ngoặt mới đối với nền công nghiệp dầu khí Việt Nam . Tiếp đó là dự án xây dựng nhà máy lọc dầu số 2, hàng chục dự án khác đang được triển khai nghiên cứu nhằm đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế của đất nước. Năng lượng là một nhu cầu không thể thiếu được trong cuộc sống con người. Với tầm quan trọng như vậy, từ rất lâu người ta đã tìm ra rất nhiều nguồn năng lượng để phục vụ cho đời sống. Ngày nay, năng lượng mà chủ yếu là điện năng đã trở thành nhu cầu cần thiết và rất quan trọng trong nền kinh tế của mỗi quốc gia. Năng lượng điện được chuyển hoá và sử dụng rộng rãi trong sinh hoạt cũng như trong các ngành công nghiệp then chốt. Các nước trên thế giới đã tận dụng tối đa nguồn năng lượng trong nước, họ đã tiến hành xây dựng các nhà máy điện gồm : Thuỷ điện, nhiệt điện, điện bằng sức gió, điện hạt nhân… Hiện nay, nước ta cũng như nhiều nước trên thế giới năng lượng điện do các nhà máy nhiệt điện phát ra chiếm tỷ lệ quan trọng trong tổng số điện năng toàn quốc (khoảng 40á45%). Hiện nay ở nước ta mới chỉ có 2 loại nhà máy phát điện chính đó là: Thuỷ điện (Thác Bà, Trị An, Hoà Bình, Đa Nhim, Yaly, Sông Hinh – Vận hành cuối năm 1999) và nhà máy điện đốt bằng than (Nhiệt điện Uông Bí, Phả Lại, Ninh Bình, Phả lại 2), nhiệt điện chạy bằng khí đồng hành như nhà máy nhiệt điện Phú Mỹ 2. Trong lưới điện thì nhà máy nhiệt điện có tầm quan trọng trong việc sản xuất điện trong mùa khô khi mà các hồ nước đều cạn kiệt, nó có ưu điểm khống chế công suất phát vì chủ động được nhiên liệu đốt lò, không phụ thuộc vào tự nhiên. ở nước ta tiềm năng thuỷ điện còn ít, và có công suất nhỏ vài trăm MW (trừ dự án thuỷ điện Sơn La) có công suất 2500-3000MW phụ thuộc vào vốn đầu tư. Trước tình hình đó thì việc xây dựng các nhà máy nhiệt điện chạy bằng khí tự nhiên hay khí đồng hành đã mở ta một hướng phát triển mới cho ngành sản xuất điện năng nước nhà đồng thời giảm ô nhiễm. Tiềm năng khí của Việt Nam được đánh giá là rất triển vọng đặc biệt là theo các kết quả thăm dò gần đây. Trong năm 1997 đã phát hiện các mỏ khí ở đồng bằng bắc bộ, vịnh Bắc Bộ và miền Trung. Điều đó cho thấy nước ta có điều kiện phát triển công nghệ chế biến dầu khí ở cả 3 miền Bắc, Trung, Nam. Khí tự nhiên có các mỏ Lan Tây, Lan Đỏ với trữ lượng khoảng 57 tỷ m3 cùng với khí đồng hành từ bể cửu long là cơ cở vững chắc cho phép nước ta bắt đầu chiến lược xây dựng công nghiệp sử dụng dầu khí làm ra điện và các mặt hàng khác. Khu vực Phú Mỹ được chọn là khu vực xây dựng nhà máy phát điện chạy bằng khí lớn nhất với công suất đạt 3000 MW vào đầu thế kỷ này, bao gồm 4 nhà máy điện riêng biệt (Phú Mỹ 1,2,3,4) được sử dụng tuốc Bin khí hiện đại nhất vừa có công suất cao vừa ít gây ô nhiễm môi trường. Điều đó cũng nói lên vai trò quan trọng cung cấp năng lượng khí cũng như nhà máy phát điện chạy bằng nhiên liệu khí trong tương lai. Trong quá trình sản xuất điện năng của nhà máy nhiệt điện, lò hơi là khâu quan trọng đầu tiên có nhiệm vụ biến đổi năng lượng của nhiên liệu khí thiên nhiên thành nhiệt năng của hơi, nó là thiết bị không thể thiếu được của nhà máy nhiệt điện. Lò hơi có nhiệm vụ sản xuất hơi để cung cấp hơi chạy máy tua bin. Do tính chất của lò hơi quan trọng như vậy nên việc tính toán thiết kế nồi hơi sao cho phù hợp với sản lượng hơi định mức là việc làm rất cần thiết và quan trọng khi thiết kế và thi công nhà máy nhiệt điện. Để tăng trình độ hiểu biết và vận dụng những kiến thức đã học được tại trường, nay em được giao đồ án tốt nghiệp “Thiết kế buồng đốt khí thiên nhiên của lò hơi nhà máy nhiệt điện năng suất 30T hơi/giờ”. Phần I Những khái niệm cơ bản về lò hơi của nhà máy nhiệt điện I.1. Khái niệm [I-5] Trong nhà máy nhiệt điện, lò hơi là thiết bị lớn nhất và vận hành phức tạp nhất. Nó có trình độ cơ khí hoá và tự động hoá khá cao, làm việc bảo đảm và hiệu suất cũng tương đối cao. Nó có nhiệm vụ sản xuất hơi để cung cấp hơi chạy máy tua bin. Để bảo đảm nâng cao hiệu suất của chu trình nhiệt trong nhà máy nhiệt điện, hơi sản xuất ra có áp suất và nhiệt độ cao. Trong các lĩnh vực công nghiệp khác, lò hơi chủ yếu được dùng để cung cấp hơi phục vụ cho các nhu cầu sấy, hấp… Vì vậy so với lò hơi trong nhà máy nhiệt điện, lò hơi trong công nghiệp thường nhỏ hơn, trình độ cơ khí hoá và tự động hoá thấp hơn. Hơi sản xuất ra thường là hơi bão hoà. I.2. Cấu tạo [I-5] Bao hơi Phần chứa nước của bao hơi Phần chứa của bao hơi Buồng lửa Vòi phun Đường nhiên liệu tới Các ống dàn đặt xung quanh ống xuống ống góp dưới của dàn ống 10,11- Cấp I và cấp II của bộ hâm nước 12- ống dẫn nước từ bộ hâm nước vào bao hơi 13- ống dẫn hơi bão hoà từ bao hơi vào bộ quá nhiệt 14,16- Cấp I và II của bộ quá nhiệt 17,18 – Cấp I và II của bộ sấy không khí 19- Đường dẫn không khí vào buồng lửa 15- Bộ giảm ôn để điều chỉnh 20- Quạt gió 21- Quạt hút khói lò 22- ống khói I.2.1. Nguyên lý làm việc của nồi hơi [I-5] Không khí nóng trong đường ống (19) cùng nhiên liệu khí thiên nhiên (ống dẫn 6) được phun vào buồng lửa (4) bằng vòi phun (5). Dưới tác dụng của nhiệt độ cao trong buồng lửa, nhiên liệu kết hợp với O2 của không khí ở nồng độ nhất định tạo ra hỗn hợp cháy. Nhiệt lượng của quá trình cháy sẽ cung cấp nhiệt cho dàn ống (7)sôi và sinh hơi. Hỗn hợp hơi và nước sinh ra được đưa lên tập trung ở bao hơi (1). Sự truyền nhiệt trong buồng lửa được thực hiện chủ yếu bằng bức xạ nhiệt giữa ngọn lửa và dàn ống (7). Bao hơi được sử dụng để phân ly hơi ra khỏi hỗn hợp hơi + nước. Phần nước chưa bốc hơi có trong bao hơi được đưa trở lại các ống dàn qua đường ống nước xuống (8) đặt bên ngoài lò (để không hấp thụ nhiệt). Nước đi trong ống xuống (8) không được đốt nóng nên có trọng lượng riêng lớn hơn hỗn hợp hơi + nước ở trong các ống dàn (7). Điều đó đã tạo nên một sự chênh lệch trọng lượng cột nước, làm cho môi chất chuyển động tuần hoàn tự nhiên, kín mà không cần phải bơm. Lượng hơi nước trong phần chứa hơi của bao hơi (3) là lượng hơi nước bão hoà sẽ đi vào ống dẫn (13) đến bộ quá nhiệt cấp I (14) và bộ quá nhiệt cấp II (16) để thành hơi quá nhiệt có nhiệt độ cao, lượng hơi quá nhiệt đi ra được điều chỉnh ổn định bằng bộ giảm ôn (15). Hơi quá nhiệt được đưa sang phân xưởng tua bin hơi để chạy máy phát điện. Để có được hơi quá nhiệt ở trên, người ta phải cung cấp một lượng nước mềm. Lượng nước mềm này được đưa qua bộ hâm nóng nước cấp I (10) và bộ hâm nóng nước cấp II (11). Người ta tận dụng nhiệt của khói lò để hâm nóng nước mềm khi đi ra khỏi bộ hâm nóng nước cấp II thì nước đã có nhiệt độ khoảng 1500C và nó được đường ống dẫn (12) đưa đến phần chứa nước của bao hơi. Lượng không khí nóng đưa vào buồng được lấy từ không khí nhờ quạt gió (20) và được sấy nóng bằng bộ sấy không khí cấp I (17) và bộ sấy không khí cấp II (18) Phần ống dàn ở cửa ra của buồng lửa gọi là Pheston, được chia thành nhiều dãy (ống thưa hơn) để giảm bớt tro bẩn bám lên ống. Pheston còn hấp thụ thêm một phần nhiệt để làm giảm nhiệt độ khói trước khi đi vào bộ quá nhiệt và do đó cũng giảm được sự bám tro bẩn trên các ống của bộ quá nhiệt. Khói ra khỏi bộ quá nhiệt hãy còn có nhiệt độ cao, vì vậy người ta đặt thêm bộ hâm nóng nước (10), (11) và bộ sấy không khí (17), (18) để tiết kiệm nhiệt thừa của khói thải. Nhiệt độ của khói thải ra khỏi lò ở các lò hơi hiện đại chỉ còn khoảng 110-1700C. Quạt hút khói (21) để hút khói từ buồng đốt (4) và đẩy ra môi trường bằng ống khói (22) I.2.2. Nguyên lý làm việc của bao hơi [I-259] Mục đích [I-259] Giảm được động năng của dòng hỗn hợp hơi + nước với lực va đập nhỏ nhất nhưng tách được một khối lượng tối đa các giọt nước ra khỏi hơi. Phải có khả năng phân bố hơi đồng đều trong khoang hơi của bao hơi để làm giảm tốc độ dòng hơi, đảm bảo cho việc phân ly đạt hiệu quả cao. ở những thiết bị phân ly cơ khí, phải tạo nên lực ly tâm khi dòng hơi chuyển động cong. Trong lò bao hơi, người ta dùng nhiều thiết bị phân ly, nhưng mỗi loại chỉ thoả mãn một hay hai yêu cầu kể trên. Quá trình phân ly hơi được chia thành hai giai đoạn. Giai đoạn thứ nhất là giảm động năng của dòng hỗn hợp từ các ống đi lên vào bao hơi. Giai đoạn này gọi là giai đoạn phân ly hơi ra khỏi nước . Giai đoạn thứ hai là giai đoạn phân ly các giọt nước ẩm ra khỏi hơi và là giai đoạn chủ yếu, quyết định việc thu nhận hơi khô hoàn toàn. Cấu tạo [I-261] Sơ đồ thiết bị phân ly để đưa hỗn hợp hơi nước vào dưới mức nước trong bao hơi 1- ống sinh hơi 5- Mép gờ của tấm đục lỗ 9- ống xuống 2- Tấm không đục lỗ 6- ống đưa nước cấp 3- Tấm đục lỗ đặt chìm 7- Tấm đục lỗ ở khoang hơi 4- Cánh hướng của tấm đục lỗ 8- ống lấy hơi 2 6 9 4 3 5 7 1 8 Nguyên tắc hoạt động [I-261] Hỗn hợp hơi + nước từ ống sinh hơi (1) đi vào bao hơi và được đi xuống dưới tấm chắn đục lỗ (3) nhờ một tấm chắn không đục lỗ (2). Hơi đi lên chỉ có thể chui tấm chắn đục lỗ đặt chìm trong nước, cách mức nước thấp nhất ở trong bao hơi khoảng 50-100mm. Gờ mép của tấm đục lỗ có kích thước không nhỏ hơn 50mm để ngăn ngừa hơi lọt ra phía ngoài tấm đục lỗ. Tác dụng của tấm đục lỗ Đảm bảo cho phụ tải của mặt bốc hơi được đồng đều. Tăng trở lực chuyển động của dòng do đó làm cho động năng của dòng hơi giảm đi và hơi không đủ khả năng mang theo mình những giọt nước lớn. Sử dụng tốt hơn thể tích của khoang hơi và diện tích của mặt bốc hơi. Hiện tượng sôi bồng thể tích nước chỉ xảy ra ở lớp nước nằm trên tấm. Nghĩa là chiều cao thực tế của mực nước trong bao hơi chênh lệch ít so với chiều cao chỉ trên ống thuỷ. Nước cấp được chảy vào một máng lớn đặt dọc theo bao hơi giữa tấm đục lỗ và vách bao hơi, rồi sau đó chảy tràn lên tấm đục lỗ. Tiết diện máng yêu cầu tính toán xuất phát từ yêu cầu chọn tốc độ nước đi trong máng bằng 0,2-0,3m/s Hơi nước trong bao hơi đã được phân ly các hạt nước đi qua tấm đục lỗ ở khoang hơi (7) và vào ống lấy hơi (8). Nhờ tấm đục lỗ này mà hơi nước đi vào ống lấy hơi (8) được phân bố đồng đều và ổn định hơn. Mặt khác tấm đục lỗ (7) còn có tác dụng tách ẩm cho hơi nước lần cuối. Nước trong bao hơi được tuần hoàn xuống ống (9) để vào dàn ống trong buồng lửa. I.2.3. Bộ hâm nước Mục đích [III-131] Tận dụng nhiệt của khói thải để gia nhiệt nước gần đến nhiệt độ sôi, đôi khi có thể cho bốc hơi mấy phần trăm, như vậy giảm được tổn thất nhiệt do khói thải mang ra, nâng cao được hiệu suất nhiệt, mặt khác tránh được hiện tượng nước lạnh phun thẳng vào bề mặt truyền nhiệt có nhiệt độ cao làm cho bề mặt truyền nhiệt bị co giãn đột ngột, tạo ra ứng suất nhiệt, ngoài ra còn giảm được kim loại quý chế tạo bề mặt sinh hơi. Vì bộ phận hâm nước đặt ở vùng nhiệt độ thấp, không cần kim loại tốt có khi có thể chế tạo bằng gang. Cấu tạo [II-295] Cũng có nhiều loại bộ hâm nước. Dựa theo kim loại chế tạo chia làm 2 loại: loại bằng gang và loại bằng thép nhưng đều tạo thành những chùm ống uốn cong, làm bằng gang giá thành rẻ, chịu ăn mòn và mài mòn tốt hơn, dễ đúc nên thường đúc có cánh tản nhiệt ở phía khói, đường kính khoảng 76-120cm, nhưng rất khó hàn nên thường nối nhau bằng những mặt bích, gang chịu kéo, nén và va đập kém nên không cho phép gia nhiệt nước đến nhiệt độ sôi, ống gang thường có cánh nên nặng nề và dễ đóng tro bụi nên thường có bố trí bộ thổi bụi. Bộ hâm nước bằng thép thường dùng ống thép trơn có đường kính 28-38mm uốn thành những cụm ống xoắn. Trước kia có dùng loại ống xoắn có cánh nhưng hiện nay không dùng nữa vì chế tạo phức tạp. ống làm bằng thép dễ gỉ hơn nhưng lại dễ uốn và hàn nên thường nối với nhau bằng phương pháp hàn, thép lại có thể chịu va đập nên cho phép gia nhiệt đến nhiệt độ sôi và lượng nước bốc hơi không quá 10%. Dựa theo mức độ gia nhiệt nước, ta có thể chia thành bộ phận hâm nước kiểu sôi và kiểu không sôi. Kiểu sôi phải làm bằng thép không được làm bằng gang, còn kiểu không sôi thì tuỳ ý có thể bằng thép hay gang. Thông thường bố trí cho nước trong bộ phận hâm đi từ dưới lên, một mặt là để nước nóng nhẹ hơn, thuận chiều từ dưới đi lên dễ kéo bọt khí, bọt hơi tránh hiện tượng bọt khí bám chắc, kích thích sự ăn mòn bề mặt truyền nhiệt, ngoài ra còn là biện pháp để điều chỉnh sự phân phối đồng đều về lưu lượng nước giữa các ống với nhau. Người ta bố trí đường tắt cho cả khói và nước, trong nhiều trường hợp người ta còn bố trí cả đường tái tuần hoàn đưa nước nóng trở về bể cấp nước. I.2.4 Bộ quá nhiệt. a. Mục đích [III-130] Sản xuất hơi quá nhiệt, dùng rất phổ biến trong các lò hơi động lực vì nó có thể tăng hiệu suất nhiệt, giảm độ ẩm ở các phần cuối của tua bin, cũng làm giảm được tổn thất nhiệt và môi chất dọc theo ống. Với lò hơi động lực, độ quá nhiệt khá cao có thể đến vào ba trăm độ, còn trong lò hơi cấp nhiệt có thể không có, hoặc nếu có thì độ quá nhiệt cũng chỉ vài chục độ, để giảm tổn thất trên đường ống dẫn mà thôi. b. Cấu tạo [III-130] Bộ quá nhiệt thường do những ống có đường kính khoảng 28 – 42 mm uốn lại. Có bề dày nhỏ nhất theo điều kiện công nghệ chế tạo ống là 3mm và lớn nhất theo điều kiện độ bền là 7mm. Những ống xoắn có thể đặt thẳng đứng và nằm ngang. Việc đặt nằm ngang và đứng phụ thuộc vào phương của dòng khói để đảm bảo sao cho dạng lưu động tương hỗ giữa dòng hơi và dòng khói ở từng đoạn xoắn là dạng lưu động cắt thẳng góc. Có nhiều loại bộ quá nhiệt, dựa theo phương thức truyền nhiệt đến bề mặt ống chia làm 3 loại: - Bộ quá nhiệt bức xạ: Đặt trong buồng lửa và trực tiếp nhận nhiệt bức xạ. - Bộ quá nhiệt đối lưu: Đặt ở trên đường khói, không trực tiếp nhận nhiệt bức xạ từ buồng lửa. - Bộ quá nhiệt nửa bức xạ: Đặt ở cửa ra của buồng lửa, nhận một phần bức xạ từ buồng lửa và nhận được nhiệt đối lưu từ dòng khói. Trong thực tế ta thường gặp bộ quá nhiệt đối lưu. Dựa theo cách bố trí chia thành bộ quá nhiệt đặt đứng và nằm ngang. Thường bộ quá nhiệt đặt đứng có ưu điểm là dễ treo đỡ, tro bụi khó bám hơn. Tuy có nhược điểm khó thải nước ngưng khi ngừng lò và khởi động, có gặp loại nằm ngang nhưng ít hơn. loại nằm ngang có ưu điểm là dễ thải nước ngưng nhưng dễ đóng tro bụi và treo đỡ khó hơn. Dựa theo chiều lưu động tương đối giữa sản phẩm cháy và hơi nước có thể có loại ngược chiều, cùng chiều và hỗn hợp. Loại ngược chiều có ưu điểm là độ chênh nhiệt độ trung bình lớn hơn, giảm được diện tích bề mặt truyền nhiệt, tiết kiệm được kim loại có thể nâng được nhiệt độ lên cao hơn, nhưng có một phía nhiệt độ cao không an toàn cho ống. Loại cùng chiều an toàn hơn nhưng cũng tốn kim loại hơn. Nhiều trường hợp dùng loại hỗn hợp, ngược chiều ở phía hơi có nhiệt độ thấp và cùng chiều ở phía hơi có nhiệt độ sôi cao hơn. Sơ đồ [II-280] a: Dòng thuận chiều b: Dòng xuôi chiều c: Dòng 2 lần ngược chiều I.2.5 Bộ sấy không khí [III-132] a. Mục đích [III-132] Tận dụng nhiệt của khói thải để sấy nóng không khí trước khi cấp vào buồng lửa, nhằm các mục đích sau: - Giảm nhiệt độ khói thải, giảm tổn thất q2, tăng hiệu suất nhiệt, tiết kiệm nhiên liệu. - Tăng nhiệt độ không khí đưa vào buồng lửa, cải thiện quá trình cháy, giảm tổn thất q3, q4 tăng hiệu suất nhiệt, tiết kiệm nhiên liệu. Còn có thể tăng nhiệt độ trong buồng lửa, tăng cường độ truyền nhiệt. Tuy nhiên cũng cần phải có giới hạn, vì khi nhiệt độ khói giảm quá thấp sẽ đưa đến hiện tượng ăn mòn điện hoá các bề mặt truyền nhiệt, mặc khác sẽ tốn kim loại vì phải truyền nhiệt với độ chênh lệch nhiệt độ trung bình quá nhỏ. b. Cấu tạo [III- 132] Dựa vào kim loại chế tạo có thể chia thành loại bằng gang hoặc bằng thép. Loại bằng gang vẫn có ưu điểm là chịu đựng tốt về mài mòn, ăn mòn ở nhiệt độ thấp cũng như nhiệt độ cao. Dựa theo hình dạng bề mặt truyền nhiệt, có loại ống thép trơn, loại ống gang có cánh hoặc loại thép tấm. Dựa theo cách truyền nhiệt giữa khói và không khí, có loại ngăn cách và loại hồi nhiệt. Gặp nhiều hơn cả là loại ngăn cách, dùng các ống thép trơn có đường kính khoảng 40 á 51mm dày 1,5 á 2mm lắp lên các mặt sàng phẳng. Thường bố trí không khí đi bên ngoài, khói đi bên trong ống để dễ dàng làm sạch tro bụi bám trên ống. Loại ống thép trơn có ưu điểm là cấu tạo đơn giản, gọn nhẹ, không khí và khói không bị lẫn vào nhau và có thể dễ dàng làm sạch tro bụi, nhưng ống thép không bền về mặt mài mòn hoá học ở nhiệt độ thấp cũng như nhiệt độ cao. ở nhiều nước phương Tây dùng rộng rãi bộ sấy không khí kiểu hồi nhiệt thực chất là một thùng rỗng, trong có bố trí những tấm thép, quay với tốc độ khoảng 2 á5 vòng/phút. Những lá thép gắn trên thùng quay lần lượt tiếp xúc với khói này và không khí lạnh đi ở hai nửa của thùng quay. Khi tiếp xúc với khói nóng lá thép nhận nhiệt, nhiệt độ tăng lên rồi sau đó lá thép nóng tiếp xúc với không khí lạnh (1) giảm dần và như vậy đã hoàn thành một chu trình truyền nhiệt từ khói đến không khí, tiếp tục các chu kỳ truyền nhiệt tiếp theo. Bộ sấy không khí kiểu hồi nhiệt có ưu điểm là nhỏ, gọn, ít bị rỉ, dễ làm sạch. Tuy nhiên có nhược điểm là dễ lọt giữa khói và không khí, có thêm bộ phận quay làm tiêu tốn năng lượng, cấu tạo phức tạp dễ hư hỏng hơn. I.3 Công thức liên quan của lò hơi [I-6] Nước cấp kể từ khi cấp vào lò đến khi thành hơi quá nhiệt đã trải qua các giai đoạn hấp thụ nhiệt: đun nước đến sôi, bốc hơi và quá nhiệt. Các giai đoạn này có thể diễn đạt bằng phương trình sau: Qmc = + rx +r(1-x)+ Cp(tqn - tbh), KJ/kg (1-1) đun nước đến sôi Bốc hơi nước Quá nhiệt hơi Trong bộ hâm nước Trong lò hơi Trong bộ quá nhiệt Trong đó: : entapi của nước khi vào và ra khỏi bộ hâm nước, KJ/kg. is : entanpi của nước sôi trong bao hơi, KJ/kg. r- Nhiệt hoà hơi ở áp suất trong bao hơi, KJ/kg. x- Độ khô của hơi khi ra khỏi bao hơi. tbh, tqn- Nhiệt độ hơi bão hoà và hơi quá nhiệt 0C. Cp- Tỷ nhiệt của hơi quá nhiệt, KJ/kg độ. Sau khi biến đổi, công thức (1-1) sẽ có dạng. Qmc = is + r +Cp(tqn -tbh)-i’hn, KJ/kg. Vì is+ r là entanpi của hơi bão hoà khô và Cp(tqn - tbh) là độ quá nhiệt của hơi quá nhiệt nên biểu thức is+r +Cp(tqn- tbh) chính là entanpi của hơi quá nhiệt iqn. Do đó ta có lượng nhiệt cần thiết để sinh hơi của 1kg môi chất. Qmc = iqn – i’hn. Nếu kể cả lượng nhiệt hấp thu của bộ sấy không khí Qkk thì phương trình cân bằng nhiệt của lò sẽ có dạng: Qmc – Qkk = Qđv KJ/kg. Trong đó: Qđv- lượng nhiệt đưa vào ứng với 1kg nhiên liệu, KJ/kg, bao gồm lượng nhiệt của nhiên liệu, của không khí nóng và của các nguồn khác đưa vào buồng lửa. h- hiệu suất lò hơi B- Lượng than tiêu hao, Kg/h. D- Sản lượng hơi của lò, Kg/h. Tỷ lệ phân bố hấp thụ nhiệt giữa các phần đung nóng nước đến sôi, bốc hơi và quá nhiệt phụ thuộc vào thông số hơi của lò. Quan hệ giữa entanpi với áp suất của hơi nước biểu diễn bằng đồ thị sau đây: Đồ thị i - p của hơi nước Trong đó: Dis – Lượng nhiệt dùng để đốt nóng nước đến sôi. Dibh – Lượng nhiệt dùng để làm nước bốc thành hơi. Diqn- Lượng nhiệt dùng để quá nhiệt hơi đến nhiệt độ nhất định. r- ẩn nhiệt hoá hơi, KJ/kg. R = Dibh, KJ/kg. K- Điểm tới hạn. Điểm tới hạn là điểm ở đó trạng thái hơi và lỏng không phân biệt nhau được. Nhìn vào đồ thị ta thấy: áp suất càng lớn thì lượng nhiệt dùng để bốc hơi nước càng bé và lượng nhiệt dùng để đun nóng nước đến sôi càng lớn. ở áp suất từ tới hạn trở lên, lượng nhiệt dùng để bốc hơi nước bằng không (r =0), lượng nhiệt hấp thu của môi chất chỉ dùng để đun sôi nước và quá nhiệt hơi. Trong lò bao hơi, nước luôn luôn ở trạng thái sôi nên không thể làm việc ở áp suất từ tới hạn trở lên được. I.4 Các đặc tính kỹ thuật của lò hơi: [I-7] Để đánh giá một lò hơi, người ta thường dùng các đặc tính sau: I.4.1 Thông số hơi. Gồm áp suất (đo bằng MN/m2) và nhiệt độ (đo bằng 0C) của hơi sản xuất ra. Trong nhà máy nhiệt điện, các trị số áp suất và nhiệt độ hơi quá nhiệt được chọn trên cơ sở tính kinh tế- kỹ thuật của chu trình nhiệt. Trong công nghiệp, lò hơi khi dùng để sản xuất hơi bão hoà thì có thể chỉ cần đặc trưng thông số hơi là áp suất. I.4.2 Sản lượng hơi. Là số lượng hơi sản xuất ra của lò trong một đơn vị thời gian (đo bằng Kg/s, Kg/h hay t/h). Người ta phân biệt các loại sản lượng hơi sau đây: Sản lượng hơi định mức của lò hơi là sản lượng hơi lớn nhất mà lò có thể làm việc lâu dài ở thông số hơi quy định: Sản lượng hơi cực đại là sản lượng hơi lớn nhất mà lò có thể cho phép làm việc được. Thường Dmax = (1,1 – 1,2)Dđm; Sản lượng hơi kinh tế là sản lượng hơi mà tại đây lò làm việc với hiệu suất cao nhất. Thường Dkt = (0,8 – 0,9) Dđm. I.4.3 Nhiệt thế thể tích của buồng lửa. Là số lượng nhiệt sinh ra trong một đơn vị thể tích buồng lửa. , W/m3. Trong đó: Btv – Lượng nhiên liệu tiêu hao, Kg/s. Qlvt- Nhiệt trị của nhiên liệu, KJ/kg. Vbl – Thể tích buồng lửa, m3. I.4.4 Năng suất bốc hơi của lò hơi. Là khả năng bốc hơi của một đơn vị diện tích bề mặt đốt trong một đơn vị thời gian (Kg/m2h). Đặc tính này thường dùng cho các lò hơi nhỏ trong công nghiệp. I.4.5 Hiệu suất của lò hơi. Là tỷ số giữa lượng nhiệt mà môi chất hấp thụ được có ích so với lượng nhiệt sinh ra trong buồng lửa. Trong trường hợp đơn giản, hiệu suất của lò hơi có thể xác định như sau: Trong đó: D- sản lượng hơi. Các đặc tính về thông số hơi của lò hơi được chọn tuỳ ý theo sản lượng hơi còn các đặc tính về nhiệt thế thể tích được chọn theo cấu tạo buồng lửa và loại nhiên liệu đốt. Trong bảng sau trình bày các đặc tính của lò hơi đã được tiêu chuẩn hoá ở Liên Xô (theo 3619- 59). Các đặc tính của lò hơi [I-8] Sản lượng hơi định mức T/h áp suất hơi ra khỏi lò MN/m2 Nhiệt độ hơi quá nhiệt 0C Nhiệt độ hơi quá nhiệt trung gian, 0C Nhiệt độ nước cấp 0C 10 1,4 250 - - 20 2,4 425 - - 0,5; 10; 15; 20; 25; 35; 50; 75 4,0 440 - 150 60; 90; 120; 160; 220 10,0 510-540 - 215 160; 210; 320; 420; 480 14,0 545-570 - 230 320; 500; 640 14,0 545-570 545-570 230 950 25,5 545-585 570 260 I.5 Phân loại lò hơi [III-11], [I-37] Tuỳ theo mục đích sử dụng mà cấu tạo lò hơi có thể rất khác nhau. Việc phân loại chúng cũng rất khác nhau. I.5.1 Dựa vào sản lượng hơi: thường chia thành 3 loại: - Lò hơi công suất nhỏ, sản lượng thường quy ước dưới 20T/h. - lò hơi công suất trung bình, thường quy ước sản lượng hơi từ 20 đến 75 T/h - Lò hơi công suất lớn, thường quy ước sản lượng hơi trên 75 T/h. I.5.2. Dựa vào thông số của hơi: thường chia làm 4 loại: - Lò hơi thông số thấp, thường quy ước áp suất p< 15 bar, nhiệt độ t < 3500C, thường dùng là hơi bão hoà. - Lò hơi thông số trung bình, thường quy ước áp suất từ 15 đến 60 bar, nhiệt độ từ 350 đến 4500C. - Lò hơi thông số cao, thường quy ước áp suất trên 60 bar, nhiệt độ từ 450 đến 5400C. - Lò hơi thông số siêu cao, thường quy ước áp suất trên 140 bar, trong loại này có khi còn chia thành lò hơi dưới dạng thông số tới hạn. I.5.3 Dựa theo chế độ chuyển động của nước trong lò hơi : Chia làm 4 loại : - Lò hơi đối lưu tự nhiên : Thường chỉ gặp loại có công suất nhỏ. Khi vận hành môi chất chỉ chuyển động đối lưu tự nhiên do sự chênh lệch về mật độ trong nội bộ môi chất mà không tạo được vòng tuần hoàn tự nhiên. - Lò hơi tuần hoàn tự nhiên : Công suất trung bình và lớn. Khi vận hành, môi chất chuyển động theo vòng tuần hoàn, nghĩa là theo một quỹ đạo khép kín rõ ràng, nhờ sự chênh lệch mật độ trong nội bộ môi chất. Lò hơi tuần hoàn cưỡng bức : Dưới tác dụng của bơm, môi chất chuyển động theo quỹ đạo khép kín, gặp trong lò hơi có thông số cao. Với lò hơi thông số siêu tới hạn chỉ có thể tuần hoàn cưỡng bức. - Lò hơi đối lưu cưỡng bức : Đây là loại lò hơi trực lưu hoặc đơn lưu, trong loại lò hơi này, dưới tác dụng của bơm, môi chất chỉ đi thẳng một chiều, nhận nhiệt biến dần thành hơi đưa ra sử dụng mà không có tuần hoàn đi lại. I.5.4 Dựa theo cách đốt nhiên liệu : Chia thành các loại sau : - Lò hơi đốt theo lớp : Nhiên liệu rắn (than, củi, bã mía...) được xếp thành lớp trên ghi để đốt. Có loại ghi cố định, có loại ghi chuyển động thường gọi là ghi xích, có loại ghi xích thuận chiều, có loại ghi xích ngược chiều. - Lò hơi đốt phun: nhiên liệu khí, nhiên liệu lỏng phun thành bụi, nhiên liệu rắn nghiền thành bột được phun vào buồng lửa, hỗn hợp với không khí và tiến hành các giai đoạn của quá trình cháy trong không gian buồng lửa. - Lò hơi đốt đặc biệt, thường gặp hai loại: buồng lửa xoáy và buồng lửa tầng sôi. + Buồng lửa xoáy: có thể đốt được than cám nguyên khai hoặc nghiền sơ bộ. Nhiên liệu và không khí được đưa vào buồng lửa hình trụ theo chiều tiếp tuyến với tốc độ cao. Dưới tác dụng của lực ly tâm, xỉ lỏng và hạt nhiên liệu có kích thước lớn bám sát thành lớp vào tường lò, rồi đến các lớp có kích thước nhỏ hơn, những lớp này cháy hoàn toàn theo lớp, còn những hạt than nhỏ cùng với chất bốc chuyển động ở vùng trung tâm và cháy trong không gian. Như vậy có thể xem trong buồng lửa xoáy vừa đốt theo lớp vừa đốt trong không gian. + Lò hơi buồng lửa tầng sôi (tầng lỏng): nhiên liệu rắn nguyên khai hoặc nghiền sơ bộ sau khi được đưa vào, dưới tác động của gió có tốc độ đủ cao, dao động lên xuống trong một khoảng không gian nhất định của buồng lửa và tiến hành tất cả các giai đoạn của quá trình cháy. I.5.5 Các cách phân loại khác: Ngoài các cách trên còn một số cách phân loại khác như: - Dựa theo trạng thái ._.xỉ thải ra, chia thành loại lò hơi thải xỉ khô và loại lò hơi thải xỉ lỏng. - Dựa theo áp suất của không khí và sản phẩm cháy trong buồng lửa, có loại buồng lửa áp suất âm, có loại buồng lửa áp suất dương, trong loại áp suất dương có loại đốt cao áp, có loại đốt dưới áp suất bình thường. - Dựa theo cách lắp đặt, có loại lò hơi di động có loại lò hơi tĩnh tại. - Dựa theo công dụng, có loại lò hơi cấp nhiệt, có loại lò hơi động lực. - Dựa theo đặc điểm bề mặt truyền nhiệt, có loại lò hơi ống lò, có loại lò hơi ống lửa, có loại lò hơi ống nước, có loại lò hơi nằm, coa loại lò hơi đứng. I.6. Nước trong nhà máy nhiệt điện và các phương pháp xử lý. Trong nhà máy nhiệt điện, nước được coi là một trong những nguyên liệu chính để sản xuất hơi nước, bộ phận chuẩn bị nước phụ thuộc vào năng suất lò hơi và các nhu cầu khác phụ trợ cho sản xuất của nhà máy. Nguồn cung cấp nước cho các nhà máy nhiệt điện là các dòng sông, cũng có khi sử dụng nước ở các giếng khoan lớn. Trong nước tự nhiên có chứa nhiều tạp chất và muối khoáng. Vì vậy không thể sử dụng trực tiếp mà bắt buộc phải qua các công đoạn xử lý. Trong lò hơi, diện tích truyền nhiệt của các ống dẫn nước có thể có từ vài trăm m2 đến vài nghìn m2. Tuỳ theo công suất hơi cần sản xuất, các ống dẫn nước được bố trí dọc theo tường của buồng đốt, dọc theo đường chuyển động của khói lò. Do đó các bề mặt sinh hơi bằng bức xạ, bằng đối lưu, bề mặt truyền nhiệt của bộ quá nhiệt, bộ hâm nước và bộ sấy không khí, sự bố trí các ống truyền nhiệt trong lò hơi của nhà máy nhiệt điện hết sức phức tạp, do đó đòi hỏi nước có chất lượng cao, để tránh tạo ra các cáu bẩn bám vào bề mặt ống, vấn đề làm sạch bề mặt tryuền nhiệt của nồi hơi trong các ngành công nghiệp khác cũng rất cần thiết. Như chúng ta đã biết, trong nước tự nhiên ngoài các rác ra còn có các tạp chất vô cơ, hữu cơ lơ lửng trong nước dưới dạng nhũ tương. Sự tồn tại của chúng trong nước làm cho màu của nước trở nên đục, trong nước còn hoà tan nhiều loại muối khoáng khi phân ly chúng tạo ra các cation (ion dương) và các anion (ion âm), hàm lượng các cation phụ thuộc vào nguồn nước của từng vùng. Ví dụ : Nồng độ của chúng trong một loại nước như sau : Tổng hàm lượng các cation, anion… 735 mg/lit (cũng chính là hàm lượng muối trong nước). Trong đó : Hàm lượng Cation Ca++ ….80 mg/l Mg++… 20,5 mg/l Na++ … 135 mg/l Hàm lượng anion SO4- … 165,4 mg/l Cl- … 182 mg/l Nồng độ oxy hoà tan trong nước 6,7 mg/l Độ cứng tổng cộng của nước 5,68 mg đương lượng/ l Trong các ion nêu trên thì ion Ca++ và Mg++ là có hại nhất vì trong quá trình làm việc của nồi hơi chúng tạo ra cặn rắn bám trên bề mặt ống làm giảm hệ số truyền nhiệt của ống, ảnh hưởng tới năng suất của lò hơi. ở những chỗ có cáu bẩn bám vào ống thì ống bị nung nóng đến nhiệt độ quá quy định dẫn tới ống bị phá huỷ, phải ngừng sản xuất để sửa chữa. I.6.1. Các chỉ tiêu về chất lượng của nước. [III-158] Trong công nghiệp lò hơi, thường chú ý các chỉ tiêu sau : a. Độ pH : Là một trong những chỉ tiêu quan trọng, nó biểu thị tính chất axit hoặc tính chất kiềm của nước. Nước nguyên chất có tính chất trung hoà, trong nước đó chỉ có khoảng một phần mười triệu phân tử nước phân li thành ion H+ và OH- theo : H2O ô H+ + OH-, trong nước nguyên chất ở 220C, nồng độ các ion H+ = OH- = 10-7 g/lít. Ta định nghĩa độ pH : pH = -lg[H+] Như vậy nước trung hoà có độ PH = -lg[10-7] = +7. Dựa theo độ pH, thường phân nước ra các loại : Độ pH < 5,5 là nước có tính chất axit mạnh. Độ pH = 5,5 á 6,5 là nước có tính chất axit yếu. Độ pH = 6,5 á 7,5 là nước trung tính. Độ pH = 7,5 á 8,5 là nước có tính chất kiềm yếu. Độ pH > 8,5 là nước có tính chất kiềm mạnh. Tuỳ thuộc vào độ pH của nước mà các axit lẫn trong nước có các cấp phân li khác nhau. Ví dụ 1 : Đối với axit Silic Khi pH < 7 hầu như không phân li thành ion. Khi 7 < pH < 11 phân li ở cấp thứ nhất theo : H2SiO3 ô H+ + HSiO3- Khi pH ³ 11 có phân li cấp thứ hai : H2SiO3- ô 2H+ + SiO3 Ví dụ 2 : Đối với axit Cacbonic : Khi pH Ê 4,3 axit không phân li. Khi pH =8,3 á8,4 thì toàn bộ phân li theo cấp thứ nhất H2CO3 ô H+ + HCO3- Khi pH > 12 thì phân li hoàn toàn theo cấp thứ hai : HCO3- ô H+ + CO32- Tuỳ theo cấp phân ly của axit trong nước có độ pH khác nhau, có thể giúp ta khảo sát quá trình hình thành cáu cặn trong lò hơi, vì các anion có thể liên kết với các ion kim loại hình thành các chất có độ hoà tan khác nhau. Ví dụ: Đối với nước có độ kiềm yếu, pH = 8,3 á8,4, trong nước chứa chủ yếu là các ion HCO3- mà những liên kết với nó như canxi và magiê bicacbonat là những liên kết dễ hoà tan trong nước, khó đóng cáu. Còn đối với nước có độ kiềm mạnh, pH > 12, chứa chủ yếu là các ion cacbonat CO32- mà những liên kết với nó như canxi và magiê cacbonat lại rất khó hoà tan, dễ tách ra và tạo thành cáu. b. Độ cứng : Là chỉ tiêu hết sức quan trọng, nó biểu thị tổng nồng độ các ion Ca+2 và Mg+2 có trong nước và cũng là khả năng bám cáu cặn trên bề mặt truyền nhiệt, thường đo bằng độ cứng Đức hoặc độ cứng miligam đương lượng. Độ cứng Đức : 10H = 10mg CaO/ lít. Độ cứng miligam đương lượng 1mgdl/lít tương đương với 20,04 mg Ca2+/ lít hoặc 12,16 Mg2+/ lít. Để đổi độ cứng Đức ra độ cứng mg đương lượng cần nhân với 0,35663 hoặc chia cho 2,804. ở nhiều nước còn dùng các đơn vị độ cứng khác nhau. Ví dụ : Một độ cứng Pháp bằng 10 mg CaCO3/ lít, ở Anh bằng 10 mg CaCO3/ 0,7 lít, ở Mỹ bằng 17 mg CaCO3/ lít. Dựa theo độ cứng, có thể chia nước thành các loại : Nước rất mềm, có độ cứng < 40 H Nước mềm, có độ cứng bằng 4 á 80H. Nước bình thường có độ cứng bằng 8 á160H. Nước cứng có độ cứng bằng 16 á300H. Nước rất cứng có độ cứng bằng > 300H. Độ cứng còn chia ra độ cứng tạm thời và độ cứng vĩnh cửu. Độ cứng tạm thời là độ cứng gồm Ca(HCO3)2, Mg(HCO3)2,…, có thể khử được dưới nhiệt độ cao, còn độ cứng vĩnh cửu không khử được bằng nhiệt, tổng độ cứng tạm thời và độ cứng vĩnh cửu gọi là độ cứng toàn phần. c. Độ kiềm : Biểu thị tổng hàm lượng HCO3-, CO32-, OH- (hydrat) và gốc muối của những axit yếu khác. Tuỳ theo thành phần, có thể chia ra thành độ kiềm bicacbonat, cacbonat, hydrat, phosphat, silicat,… Độ kiềm có ảnh hưởng xấu đến chất lượng của hơi và tuổi thọ của các bề mặt truyền nhiệt. Ngoài các chỉ tiêu trên đôi khi còn dùng độ cặn hoặc độ khô kết tức là tổng hàm lượng các vật chất còn lại sau khi cho nước bay hơi hết, đơn vị là mg/ lít. I.6.2. Tác hại của tạp chất. [III-160] a. Các tạp chất khí như : O2, CO2, H2S,… Các tạp chất khí như : O2, CO2, H2S,… có tác dụng kích thích quá trình ăn mòn hoá học và điện hoá các bề mặt kim loại. Thường phải khử bớt các chất khí bằng cách gia nhiệt theo nguyên lý, nhiệt độ càng cao thì khả năng hoà tan khí càng giảm, do vậy khi gia nhiệt nước trong bộ khử khí thì các chất khí tách ra khỏi nước và được thải ra ngoài. b. Các tạp chất rắn : Các tạp chất rắn có thể tách ra thành cáu cặn bám vào các bề mặt truyền nhiệt như trong bộ hâm nước, dàn ống sinh hơi, bộ quá nhiệt…. và gây nên những tác hại rất nguy hiểm. Sở dĩ các tạp chất tách ra được, một là do vì nhiệt độ tăng thì độ hoà tan trong nước của nhiều loại muối giảm xuống; mặt khác, khi vận hành, nước liên tục bốc hơi trong khi lượng tạp chất hầu như không thay đổi, làm cho nồng độ tạp chất trong nước lò tăng lên, khi vượt quá nồng độ bão hoà thì tách ra, có thể đóng thành cáu cặn, cuối cùng, còn do tác dụng hoá học cũng như tác dụng nhiệt nhiều tạp chất có thể phân huỷ thành những chất khó hoà tan, đóng lại thành cáu cặn. Tuỳ theo quá trình hình thành, ta phân ra cáu sơ cấp và cáu thứ cấp. Cáu sơ cấp là cáu sinh ra và bám ngay lên bề mặt truyền nhiệt, còn cáu tách ra trong nước không phải kịp thời, tích tụ lại rồi mới bám lên bề mặt gọi là cáu thứ cấp. Nhưng dù là cáu thứ cấp hay cáu sơ cấp, khi bám lên bề mặt thì làm cho quá trình truyền nhiệt gặp thêm một nhiệt trở rất đáng kể, nó làm giảm năng suất, giảm hiệu suất và tăng đáng kể nhiệt độ vách. Ta biết là mật độ dòng nhiệt q, W/ m2, truyền từ sản phẩm cháy đến môi chất với độ chênh nhiệt độ trung bình Dt, 0C, có thể tính theo : W/m2 Trong đó SR là tổng nhiệt trở, có thể tính SR = Rdl1 + SRdn +Rdl2 Với : Rdl1 – nhiệt trở đối lưu từ sản phẩm cháy đến vách, nếu là vách phẳng có: , m2.K/W Rdl2 : Nhiệt trở đối lưu từ vách đến môi chất, nếu là vách phẳng có : , m2.K/W SRdn : Tổng nhiệt trở dẫn nhiệt, khi còn sạch, bằng nhiệt trở vách : dV/ lV rất nhỏ có thể bỏ qua, khi có cáu thì thêm nhiệt trở của cáu dC/ lC là đáng kể dù chiều dày lớp cáu chỉ có một vài mm. Vì hệ số dẫn nhiệt lC của cáu rất nhỏ, với cáu chỉ bằng 0,11 á 0,18 W/m.K, cáu silicat bằng 0,058 á 0,23, cũng có loại lớn hơn, bằng khoảng 3 á4 W/m.K. Ngoài ra các tạp chất còn thúc đẩy quá trình ăn mòn kim loại, thường thể hiện dưới dạng ăn mòn cục bộ, tạo nên những hố sâu, những kẽ nứt… I.6.3. Các phương pháp xử lý nước [III-162] Để tránh tác hại của các tạp chất trong nước gây nên đối với lò hơi, người ta thường quy định chất lượng nước hoặc độ dày lớp cáu cặn cho phép. Đối với lò hơi nhỏ, khoảng dưới 2T/h, áp suất dưới 16 bar, chiều dày lớp cáu cặn không được quá 1mm, áp suất từ 16 á22 bar không được quá 0,5 mm. Đối với lò hơi lớn hơn, nước cấp phải đạt các tiêu chuẩn sau : - Độ cứng : Với lò hơi ống lò và ống lửa H0 Ê 0,5 mgdl/l Với lò hơi ống nước P < 16 bar , H0 < 0,3 P = 16 á32 bar, H0 Ê 0,2 P = 32 á100 bar, H0 Ê 0,01 P > 100 bar, H0 Ê 0,005 Lò hơi trực lưu H0 Ê 0,001 - Lượng ôxy trong nước không vượt quá 0,03 mg/l khi P 32 bar. - Các tạp chất khác cũng cần nằm trong phạm vi cho phép như bảng dưới đây : Hàm lượng tạp chất cho phép. áp suất trong bulông, bar Hàm lượng cực đại cho phép (mg/l) SiO32- Fe2+ Cu2+ Dầu < 40 _ 70 _ 3 40 á100 0,1 35 20 1 > 100 0,05 20 10 0,5 Để giảm bớt tác hại của cáu cặn đối với lò hơi, thường dùng các biện pháp sau: Hạn chế đến mức tối thiểu các tạp chất trong nước cấp cho lò hơi, tức là xử lý trước khi đưa vào lò hơi, còn gọi là xử lý ngoài lò. Tìm biện pháp biến những tạp chất có nhiều khả năng đóng cáu thành những chất rắn tách ra dưới dạng bùn dễ dàng thải ra ngoài, thường gọi là phương pháp xử lý trong lò. I.6.3.1. Phương pháp xử lý nước ngoài lò [III-163]. Trước khi cấp vào lò hơi, có thể tiến hành một hoặc vài phương pháp kết hợp sau : Phương pháp lắng lọc, có tác dụng khử trực tiếp các hạt bùn có đường kính trên 10-3mm hoặc những hạt keo sau khi đã cho chúng kết hợp lại với nhau. Phương pháp xử lý bằng hoá chất kết hợp với lắng lọc : Có thể dùng vôi Ca(OH)2, để thực hiện các phản ứng : Ca(OH)2 + Ca(HCO3)2 đ 2CaCO3¯ + 2H2O 2Ca(OH)2 + Mg(HCO3)2 đ Mg(OH)2¯ + 2CaCO3¯ + 2H2O Ca(OH)2 + MgCl2 đ Mg(OH)2¯ + CaCl2 Ca(OH)2 + MgSO4 đ Mg(OH)2¯ + CaSO4 Ca(OH)2 + CO2 đ CaCO3¯ + H2O Ta thấy , dùng vôi chỉ khử được độ cứng Cacbonat bằng cách lắng lọc các kết tủa, còn độ cứng không cacbonat không được khử mà chỉ thay đổi vị trí giữa Ca và Mg. Để tiếp tục khử, có thể cho thêm sôđa Na2CO3 Có thể dùng xút NaOH, quá trình phản ứng xảy ra : 2NaOH + Ca(HCO3)2 đ CaCO3¯ + Na2CO3 + 2H2O 2NaOH + Mg(HCO3)2 đ MgCO3 + Na2CO3 + 2H2O 2NaOH + MgCO3 đ Mg(OH)2¯ + 2Na2CO3 2NaOH + MgCl2 đ Mg(OH)2¯ + 2NaCl 2NaOH + CO2 đ Na2CO3 + H2O Sô đa Na2CO3 sinh ra, có thể tiến hành các phản ứng sau : Na2CO3 + CaCl2 đ CaCO3¯ + 2NaCl Na2CO3 + CaSO4 đ CaCO3¯ + Na2SO4 Đặc điểm của phương pháp dùng xút là có sinh ra sôđa, nó có thể làm mềm độ cứng canxi. Nếu lượng sôđa sinh ra vừa đủ là tốt nhất, nếu thiếu thì bổ sung thêm, thành phương pháp xút + sôđa, nếu thừa ion CO32- thì đưa thêm vôi, tạo thành phương pháp xút + vôi. Ngoài các phương pháp hoá mềm trên, người ta còn dùng một số hoá chất khác như Na3PO4, BaCO3, Ba(OH)2, BaAl2O4… - Phương pháp xử lý bằng trao đổi cation. Cho nước cấp đi qua bình đựng các cationit như : NaR, HR, NH4R, …, trong đó R là gốc của cationit không hoà tan trong nước, đóng vai trò anion thì các cation dễ đóng cáu cặn có trong nước như Ca2+, Mg2+,… sẽ trao đổi với các cation dễ hoà tan của cationit như Na+, H+, NH4+,… Như vậy các cation dễ đóng cáu cặn được giữ lại, còn các cation dễ hoà tan thì đi theo nước cấp vào lò. Khi dùng cationit natri, phản ứng xảy ra như sau : 2NaR + Ca(HCO3)2 đ CaR2 + 2NaHCO3 2NaR + Mg(HCO3)2 đ MgR2 + 2NaHCO3 2NaR + CaCl2 đ CaR2 + 2NaCl 2NaR + MgCl2 đ MgR2 + 2NaCl 2NaR + CaSO4 đ CaR2 + Na2SO4 2NaR + MgSO4 đ MgR2 + Na2SO4 Khi dùng Cationit hyđro, thì xảy ra các phản ứng : 2HR + Ca(HCO3)2 đ CaR2 + 2CO2 + 2H2O 2HR + Mg(HCO3)2 đ MgR2 + 2CO2 + 2H2O 2HR + CaCl2 đ CaR2 + 2HCl 2HR + MgSO4 đ MgR2 + H2SO4 Khi dùng cationit amon, xảy ra các phản ứng : 2NH4R + Ca(HCO3)2 đ CaR2 + 2NH4HCO3 2NH4R + Mg(HCO3)2 đ MgR2 + 2NH4HCO3 2NH4R + CaCl2 đ CaR2 + 2NH4Cl 2NH4R + MgSO4 đ MgR2 + (NH4)2SO4 Từ các phản ứng trên ta thấy : Khi dùng cationit natri thì toàn bộ độ cứng đều được khử, có thể đạt đến trị số nhỏ, chỉ còn khoảng 0,01 á 0,015 mgdl/l, song độ kiềm và các thành phần anion khác có trong nước không thay đổi. Khi dùng cationit hydro thì dộ cứng và độ kiềm đều được khử nhưng các anion của muối đã tạo thành axit, không lợi cho lò hơi. Do vậy người ta thường dùng phối hợp hai phương pháp trao đổi cation natri và hyđrô. Còn khi trao đổi cation amôn, độ cứng cũng giảm đi rất nhiều, nhưng các muối amôn tạo thành sẽ bị phân huỷ nhiệt khi đưa vào lò theo phản ứng : NH4Cl đ NH3 + HCl (NH4)2SO4 đ 2NH3 + H2SO4 Việc tạo ra NH3 cùng với sự có mặt của ôxy trong nước sẽ ăn mòn các hợp kim đồng, do vậy thường cũng phối hợp cationit amon với cationit natri. Qua quá trình phản ứng, các cationit kiệt dần các cation dễ hoà tan, tác dụng xử lý nước kém dần, nên phải tiến hành công việc hoàn nguyên các cationit để khôi phục khả năng của chúng. Để hoàn nguyên các cationit Na, thường dùng dung dịch muối NaCl, nồng độ 6 á 8%, theo phản ứng : CaR2 + 2NaCl đ 2NaR + CaCl2 MgR2 + 2NaCl đ 2NaR + MgCl2 Với cationit hydro, dùng dung dịch H2SO4 nồng độ 1 á1,5% hoặc HCl theo phản ứng : CaR2 + H2SO4 đ 2HR + CaSO4 Với cationit amôn thì dùng các muối amôn, ví dụ NH4Cl theo phản ứng : CaR2 + 2NH4Cl đ 2NH4R + CaCl2 Các liên kết tách ra sau khi hoàn nguyên tan trong nước cần dùng biện pháp rửa ngược để thải ra ngoài. Sơ đồ hệ thống xử lý nước khi dùng bình cationit natri. Bể dung dịch muối Bình lọc dung dịch muối Thùng chứa dung dịch muối đã lọc Bình cationit natri Bơm dung dịch muối Bơm nước qua bình cationit natri Đường nước để rửa bình lọc hay để chuẩn độ dung dịch muối 8- Đường tái tuần hoàn của bơm muối 9- Đường dung dịch muối hoàn nguyên 10- Đường nước chưa xử lý 11- Đường nước mềm 12- Đường nước rửa ngược 13- Xả Bình cationit natri Bình cationit hydro Dung dịch muối hoàn nguyên Dung dịch axit hoàn nguyên Thùng đưa nước rửa ngược bình cationit natri Thùng đưa nước rửa ngược bình cationit hydro Bình khử khí Quạt gió Thùng trung gian Bơm - Phương pháp xử lý nước bằng trao đổi anion : Cũng tương tự như phương pháp trao đổi cation, ở đây cho nước cấp đi qua các anionit như RaOH, có phản ứng : 2RaOH + H2SO4 đ Ra2SO4 + H2O RaOH + HCl đ RaCl + H2O Bằng phương pháp này, có thể khử được axit có trong nước, nên thường dùng phối hợp với bình trao đổi cation như ở trên. Anionit ở đây cung cấp ion hydroxyl(OH-). Cũng có thể dùng anionit cacboxyl Ra2CO3 hay RaHCO3. Bằng phương pháp này đã khử được triệt để các axit có trong nước. Vì vậy muốn khử muối, đầu tiên biến nó thành axit bằng cách cho qua bình trao đổi cationit hyđro, sau đó cho qua bình trao đổi anion. Sơ đồ sử dụng phối hợp các bình trao đổi anion và cation được biểu diễn như sau : H, Na, A – Các bình trao đổi cation H, Na, và anion ; T- Thùng nước ; K – Khử khí ; - Ngoài ra, người ta còn sử dụng các phương pháp xử lý nước bằng vật lý như phương pháp điện trường, từ trường và siêu âm,…, cơ chế các quá trình xử lý này tuy chưa được lý giải thật rõ ràng, nhưng hiệu quả là các tạp chất rắn khi đi qua các thiết bị xử lý bằng vật lý vào trong lò hơi không đóng thành cáu cặn cứng trên các bề mặt truyền nhiệt mà tách ra dưới dạng keo hoặc bùn có thể thải ra ngoài được. I.6.3.2. Phương pháp xử lý nước trong lò [III-166] ở đây dựa vào nguyên tắc : Dùng phương pháp hoá học hoặc vật lý làm cho các chất rắn tách ra dưới dạng bùn rồi xả ra ngoài, hoặc đưa vào những chất tạo thành một lớp màng bao phủ bảo vệ bề mặt truyền nhiệt. - Phương pháp xử lý nước trong lò bằng hoá học : Người ta đưa vào trong lò một số hoá chất như NaOH, Na2CO3, Na3PO4.12H2O hoặc Na2HPO4.12H2O…trong đó natri photphas được dùng rộng rãi nhất nên nhiều khi người ta gọi đó là chế độ phosphas hoá nước lò. Còn đối với lò hơi nhỏ thì dùng NaOH hoặc Na2CO3. - Chế độ phosphas hoá nước lò, chủ yếu có tác dụng đối với Ca, và trong những điều kiện nhất định cũng có thể tác dụng với cả cáu Mg. Nếu nước lò có độ pH ³ 10, nghĩa là số ion hyđrôxyl (OH- ) lớn thì khi đưa vào lò Na3PO4 hoặc hỗn hợp với Na2HPO4 thì sẽ có sự tương tác giữa các ion PO43- với các ion OH-OH-OJH và Ca2+ tạo nên hyđrôxyl apatit 3Ca3(PO4)2 . Ca(OH)2 hay Ca10(PO4)6(OH)2 là một liên kết khó hoà tan, tách ra dưới dạng bùn, có thể xả ra ngoài. Độ hoà tan của hyđrôxyl apatit phụ thuộc vào độ kiềm của nước, độ kiềm càng lớn thì độ hoà tan càng giảm. Ví dụ dưới áp suất 40 bar, khi độ pH = 7, độ hoà tan bằng 4mg/l, còn khi pH = 9 thì độ hoà tan chỉ còn khoảng 2mg/l. Khi nước có độ kiềm yếu, pH < 7,5 á 8 thì ion phosphas sẽ liên kết với Ca để tạo nên Ca3(PO4)2 là loại cáu bám chắc lên bề mặt, lúc đó người ta đưa thẳng lên bao hơi, ở đó có những phản ứng tạo nên OH-, như các quá trình phân huỷ bicacbonat. HCO3- ô CO2 + OH- Hoặc thuỷ phân silicat, phosphas và cacbonat. SiO32- + H2O ô H2SiO3 + 2OH- PO43- +3 H2O ô H3PO4 + 3OH- CO32- + H2O ô CO2 + 2OH- Nếu trong nước thừa nhiều ion PO43-, thì nó có thể kết hợp với Mg2+ tạo thành Mg3PO4 cũng là một loại cáu bám chắc mà hệ số dẫn nhiệt lại bé nên khá nguy hiểm. Lúc đó nếu có ion Silicat SiO3- thì sẽ không tạo ra Mg3(PO4)2 mà tạo ra Secpentin tách ra dưới dạng bùn. 3Mg2+ + 2SiO32- + 2OH- + H2O ô 3MgO. 2SiO2 + 2H2O Nhưng nếu SiO32- nhiều thì lại làm tăng hàm lượng Silicat trong hơi, do vậy phải hiệu chỉnh nồng độ PO43- để cho Mg3(PO4)2không đạt tới trạng thái bão hoà được . Để thực hiện phosphas hoá nước lò, người ta có thể dùng sơ đồ tập trung hay phân tán. ở sơ đồ tập trung, dung dịch được đưa vào một điểm nào đó trên đường nước cấp chung cho các lò, còn trong sơ đồ phân tán thì dung dịch phosphas được đưa trực tiếp vào bao hơi của từng lò. Sơ đồ phân tán được dùng nhiều hơn vì tránh được hiện tượng đóng cáu cứng Ca3(PO4)2 trên đường nước cấp, nhất là khi nước cấp có độ cứng lớn. Việc đưa dung dịch vào lò có thể dùng bơm hoặc dùng bình ép đồng thời cũng là bình pha trộn dung dịch. - Phương pháp xử lý nhiệt : Đây là phương pháp xử lý bên trong lò hơi trên nguyên tắc khử độ cứng bằng cách gia nhiệt. Nước cấp đưa vào được gia nhiệt đến xấp xỉ nhiệt độ bão hoà nhờ hơi nước bão hoà trong bao hơi. ở nhiệt độ này, độ cứng bicacbonat như Ca(HCO3)2 và Mg(HCO3)2 sẽ bị nhiệt phân thành CaCO3, Mg(OH)2 kết tủa dưới dạng bùn có thể xả ra ngoài, mặt khác CaSO4 và một số liên kết có hệ số hoà tan âm ở nhiệt độ cao này cũng sẽ tách ra một phần trong thiết bị làm mềm trước khi nước cấp hỗn hợp với nước lò. Độ cứng bicacbonat càng lớn thì hiệu quả xử lý nhiệt càng cao. Thiết bị xử lý nước bằng nhiệt có ưu điểm là cấu tạo và vận hành đơn giản, thiết bị làm việc ở trạng thái cân bằng áp suất nên không đòi hỏi gì về mặt sức bền, vận hành tự động. Nhược điểm là đòi hỏi chế độ xả cặn nghiêm ngặt và chỉ có lợi khi độ cứng bicacbonat, tức độ cứng tạm thời lớn. Phần II Nguồn gốc, thành phần và tính chất của khí tự nhiên. II.1. Nguồn gốc. Dầu mỏ và khí là những khoáng vật phong phú trong tự nhiên, chúng có mặt ở nhiều nơi trong lòng đất. Để giúp cho việc tìm kiếm các khu vực chứa dầu thì sự nghiên cứu nguồn gốc, xuất xứ của dầu khí là rất quan trọng. Thành phần dầu và khí là không mỏ nào giống nhau mà chúng khác nhau và thay đổi trong một phạm vi khá rộng. Năm 1859, khai thác được dầu mỏ. Nguồn gốc của dầu mỏ đã được đặt ra, lúc này việc xác định nguồn gốc và sự biến đổi tạo thành dầu khí là một vấn đề rất phức tạp và khó khăn. Ngày nay, nhờ trình độ khoa học kỹ thuật phát triển cao nên đã có nhiều phương pháp để nghiên cứu, để tìm hiểu nguồn gốc của dầu khí như : - Phương pháp chưng cất ở áp suất thường, chưng cất đẳng khí, chưng phân tử, chưng trích ly, kết tinh, khuếch tán nhiệt… - Phương pháp phân tích hiện đại : Sắc ký, phổ hồng ngoại, phổ tử ngoại, phổ cộng hưởng từ hạt nhân… Nhờ các phương pháp này mà các nhà khoa học có thể đề ra được các giả thuyết về nguồn gốc của dầu khí. + Giả thuyết về nguồn gốc vô cơ (gọi là nguồn gốc khoáng). + Giả thuyết về nguồn gốc hữu cơ. Trong 2 giả thuyết trên thì giả thuyết về nguồn gốc hữu cơ được nhiều nhà khoa học đồng ý. Và quá trình hình thành được mô tả tóm tắt như sau : Đó là các vật liệu hữu cơ ban đầu. Những vật liệu đó là xác động thực vật ở biển hoặc trên cạn, nhưng bị các dòng sông cuốn trôi ra biển, qua thời gian dài (hàng triệu năm) được lắng đọng xuống đáy biển. ở trong nước biển có rất nhiều vi khuẩn hiếu khí và yếm khí. Cho nên khi các động thực vật bị chết lập tức bị phân huỷ. Những phần nào dễ bị phân huỷ (như các hợp chất albumin, các hyđrat cacbon) thì bị vi khuẩn tấn công trước tạo thành các chất dễ tan trong nước hoặc khí bay đi. Các chất này sẽ không tạo nên dầu khí. Ngược lại các chất khó bị phân huỷ (như các protein, các rượu cao, sáp, dầu, nhựa, …) sẽ dần lắng đọng tạo nên các lớp trầm tích ở đáy biển. Đây chính là các vật liệu hữu cơ ban đầu của dầu khí. Các chất này qua hàng triệu năm sẽ biến đổi tạo thành hyđro cacbon ban đầu. RCOO + H2O ô RCOOH + OH RCOOH đ RH + CO2 RCH2OH đ R – CH2 = CH2 + H2O - CH = CH2 + H2 đ - CH2- CH3 Theo Petrov, các axit béo của thực vật thường là các axit không no, sẽ biến đổi tạo ra g - lacton, sau đó tạo thành naphten hoặc aromat. Theo giả thuyết này thì phải có H2 để làm no các olefin, tạo thành parafin. Có 2 giả thuyết về sự hình thành H2 : + Do tia phóng xạ trong lòng đất mà sinh ra H2. Giả thuyết này ít thuyết phục. + Do các vi khuẩn yếm khí sống dưới đáy biển, chúng có khả năng làm lên men các chất hữu cơ để tạo thành H2. Jobell đã tìm thấy 30 loại vi khuẩn có khả năng lên men các hợp chất hữu cơ tạo thành H2. Các vi khuẩn này thường gặp trong nước hồ, ao và cả trong lớp trầm tích. Đó là nguồn cung cấp H2 trong quá trình khử. Ngoài các yếu tố vi khuẩn, nhiều nhà nghiên cứu còn cho rằng có hàng loạt các yếu tố khác nữa như : Nhiệt độ, áp suất, thời gian, sự có mặt của cacboxyl, chất xúc tác (các kim loại như : Ni, V, Mo, khoáng sét,…) trong các lớp trầm tích sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho phản ứng xảy ra. Thuyết hữu cơ của dầu mỏ cho phép giải thích được nhiều hiện tượng trong thực tế. Chẳng hạn : dầu mỏ ở các nơi hầu như đều khác nhau, sự khác nhau có thể là do vật liệu hữu cơ ban đầu không giống nhau. Dầu được sinh ra rải rác trong các lớp trầm tích, được gọi là “đá mẹ”. Do áp suất ở đây cao nên chúng bị đẩy ra ngoài, và buộc phải di cư đến các nơi ở mới qua các tầng “đá chứa”, thường có cấu trúc rỗng xốp. Sự di chuyển này xảy ra tiếp tục đến khi chúng gặp địa hình thuận lợi để có thể ở lại đó và tích tụ thành dầu mỏ. Trong quá trình di chuyển, dầu phải trải qua các tầng đá xốp, có thể xảy ra sự hấp phụ, các chất có cực như (nhựa, alphanten…) bị hấp thụ và ở lại các lớp đá, kết quả là dầu sẽ bị nhẹ hơn và sạch hơn. Khi dầu tích tụ và nằm trong các mỏ dầu, quá trình biến đổi hầu như ít xảy ra nếu mỏ dầu kín. Trong trường hợp có khe hở, oxy, nước, khí quyển có thể lọt vào, thì có thể bị oxy hoá tạo các hợp chất chứa các nguyên tố dị thể, làm chất lượng dầu xấu đi. Các hydro cacbon ban đầu của dầu khí thường có phân tử lượng rất lớn (C30 – C40) thậm chí còn cao hơn. Khi các chất hữu cơ này nằm trong các lớp trầm tích sẽ chịu nhiều biến đổi hoá học dưới ảnh hưởng của nhiệt độ, áp suất, xúc tác (là khoáng sét). Thấy rằng cứ lún chìm sâu xuống 30m thì nhiệt độ trong lớp trầm tích tăng từ 0,54 á1,20C, còn áp suất tăng từ 3 á 7 at. Như vậy, càng lún chìm sâu thì nhiệt độ, áp suất càng tăng và trong lớp trầm tích tạo dầu khí, nhiệt độ có thể lên tới 100 á 2000C và áp suất 200 á 1000at. Do các điều kiện như vậy nên các hydro cacbon có phân tử lượng lớn, mạch dài, cấu trúc phức tạp sẽ bị phân huỷ nhiệt, tạo thành các chất có phân tử lượng bé, cấu trúc đơn giản, số lượng vòng thơm ít… Thời gian dài cũng là yếu tố thúc đẩy quá trình crắcking xảy ra mạnh hơn. Chính vì vậy, tuổi địa chất của mỏ càng cao và độ lún càng sâu, thì sẽ tạo nhiều hydro cacbon có trọng lượng phân tử nhỏ. Sâu hơn nữa thì có khả năng chuyển hoá hoàn toàn thành khí. Chính vì vậy khi tăng chiều sâu của các giếng khoan thăm dò dầu khí thì xác suất tìm thấy khí thường cao hơn. Do vậy về bản chất dầu và khí đều có cùng một nguồn gốc và đó là nguồn gốc hữu cơ. ở đâu có dầu thì ở đó thường tìm thấy khí, cũng có khi các mỏ khí nằm riêng biệt có lẽ là do sự “di cư” khác nhau mà thôi. Chính vì điều đó mà khí tự nhiên là khí có sẵn trong thiên nhiên, nó được chia làm 3 loại : Khí thiên nhiên. Khí đồng hành. Khí ngưng tụ. II.2 Thành phần và các đặc tính của khí [V-1] Những cấu tử cơ bản của khí tự nhiên và khí đồng hành là : mêtan, êtan, propan, butan (normal và izo). Khí tự nhiên được khai thác từ các mỏ khí, còn khí đồng hành được khai thác từ các mỏ dầu đồng thời cùng với quá trình khai thác dầu mỏ. Trong khí tự nhiên thành phần chủ yếu là mêtan (chiếm đến 98% theo thể tích). Các mỏ khí tự nhiên là các túi khí nằm sâu dưới mặt đất. Khí đồng hành nhận được từ các mỏ dầu cùngvới quá trình khai thác dầu mỏ. Trong thành phần của khí đồng hành ngoài cấu tử chính là mêtan còn có êtan, propan, butan và các hydro cacbon nặng với hàm lượng đáng kể. Thành phần những cấu tử cơ bản trong khí thay đổi trong một phạm vi khá rộng tuỳ theo mỏ dầu khai thác. Ngoài ra trong thành phần khí tự nhiên và khí đồng hành còn có H2O, H2S và các hợp chất chứa lưu huỳnh, CO2, N2, và heli. Người ta còn phân loại khí theo hàm lượng hydrocacbon từ propan trở lên. Khí giàu propan, butan và các hydro cacbon nặng (trên 150g/m3) được gọi là khí béo (hoặc khí dầu). Từ khí này người ta chế được xăng khí, khí hoá lỏng (LPG) và các hydro cacbon riêng biệt cho công nghệ tổng hợp hữu cơ. Còn khí ít chứa hydro cacbon nặng (từ propan trở lên, dưới mức 50g/m3) gọi là khí khô (hoặc khí gầy), được sử dụng làm nhiên liệu cho công nghiệp và đời sống, làm nguyên liệu cho công nghệ tổng hợp hữu cơ, nguyên liệu cho nhà máy phân đạm, sản xuất etylen, axetylen, etanol… Thành phần khí tự nhiên và khí đồng hành (% thể tích) Các cấu tử Khí tự nhiên Khí đồng hành Tây Siberi Uzbikistan Quibisep Volgagrad CH4 99,0 87,20 39,91 76,25 C2H6 0,05 1,99 22,32 8,13 C3H8 0,01 0,32 17,72 8,96 C4H10 (n và izo) 0,003 0,13 5,87 3,54 C5H12 và cao hơn 0,001 0,15 1,1 3,33 CO2 0,50 3,60 0,46 0,83 H2S 5,50 0,35 N2 và khí trơ 0,40 1,11 11,36 1,25 Thành phần hoá học trung bình của khí thiên nhiên và khí đồng hành Việt nam (% thể tích) Các cấu tử Khí đồng hành Khí tự nhiên Bạch Hổ Đại Hùng Tiền Hải Rồng tự do CH4 73 77 87,6 84 C2H6 13 10 3,1 6,0 C3H8 7,0 5,0 1,2 4,0 C4H10 2,9 3,3 1,0 2,0 C5H12 2,5 1,2 0,8 2,0 N2 0,5 0,5 3,3 10,0 CO2 0,7 3,0 3,0 4,0 Khí tự nhiên được khai thác tại vùng trũng Nam Côn Sơn (các mỏ Lan Tây, Lan Đỏ, Hồng Ngọc) có chứa tới 96% metan, 2% etan, 1% cacbon dioxit và 1% các khí khác. Từ các số liệu nêu trên ta thấy rằng các cấu tử cơ bản của khí tự nhiên và khí đồng hành là hydro cacbon no, các parafin dãy đồng đẳng của metan. Trong khí tự nhiên metan là chủ yếu, còn trong khí đồng hành thành phần thay đổi trong khoảng khá rộng, các cấu tử từ C2 trở lên đã chiếm phần lớn đáng kể trong thành phần khí. Như vậy, thành phần hoá học của khí nói chung rất phức tạp. Khi khảo sát thành phần của nhiều mỏ khí trên thế giới người ta thấy rằng mỗi mỏ có thành phần riêng và không khi nào giống nhau. Dưới đây là thành phần của một vài loại khí mà người ta gặp trong thiên nhiên: Loại khí CH4 % C2H6 % C3H8 % C4H10 % C5H12 % CO2 % H2S % N2 % H2 % Khí thiên nhiên 98 0,61 0,44 0,05 - 0,9 - - - Khí đồng hành 69,2 10 10 5 5 0,7 - 0,1 0,1 Khí ngưng tụ 89,3 3,1 1,8 1,1 4,7 - - - - Từ bảng số liệu trên ta thấy tất cả các khí có trong thiên nhiên đều gồm 2 phần: phần hydrocacbon CnH2n+2 từ C1 áC5 và phần khí không phải hydro cacbon như : H2S, CO2, N2… Tuỳ thuộc vào loại khí (khí thiên nhiên, khí đồng hành, khí ngưng tụ) và tuỳ thuộc vào vị trí địa lý của mỏ mà 2 thành phần trên (hydro cacbon và không phải hydro cacbon) sẽ khác nhau. Nếu so sánh thành phần khí thiên nhiên, khí đồng hành và khí ngưng tụ, ta thấy rằng : % CH4 trong khí thiên nhiên là lớn nhất, các cấu tử khác như : C2H6, C3H8 … là khá nhỏ, trong khi đó thì thành phần C2H6, C3H8… trong khí đồng hành và khí ngưng tụ lớn hơn trong khí thiên nhiên. Nếu xét nhiệt độ sôi ở áp suất khí quyển (760 mmHg) của các khí có trong thành phần khí thiên nhiên ta có bảng sau đây : Khí Nhiệt độ sôi (ở 760 mmHg) CH4 -161,50C C2H6 -88,640C C3H8 -42,10C C4H10 -0,50C C5H12 +36,070C Khi vận chuyển khí thiên nhiên trong đường ống đến nhà máy phải tránh ngưng tụ làm tắt van, tắt đường ống. Giả sử trong khí thiên nhiên có chứa C5H12, nếu nhiệt độ của khí Ê 36,070C nó sẽ ngưng tụ thành trạng thái lỏng, do đó bất lợi cho vận chuyển và khó khăn cho việc đo lưu lượng khi đưa vào lò đốt. Như vậy các cấu tử khí có lợi nhất là CH4 và C2H6 vì hai khí này ở nhiệt độ và áp suất khí quyển (300C, 760mm Hg) không khi nào có thể ngưng tụ được thành trạng thái lỏng. Phần III Sơ bộ các phương pháp xử lý khí trước khi đốt. III.1 Chuẩn bị khí [V-84] Khí tự nhiên và khí đồng hành là những nguyên liệu rất có giá trị để sản xuất nhiên liệu và nguyên liệu cho tổng hợp hoá dầu. Các sản phẩm chính của quá trình chế biến các khí đó là: xăng khí, khí hoá lỏng và các khí khô, các hydrocacbon, propan, izobutan, n-butan, pentan. Tại các dàn khoan, dầu._.lò hơi đang vận hành, tránh được nhiệt độ quá cao gây thủng lò. IX.1 Nguyên lý làm việc của các thiết bị đo lường dùng cho lò hơi. Khi vận hành lò hơi cần nhiều thiết bị đo lường khác nhau, thường cần đo nhiệt độ, áp suất, lưu lượng, mức nước, các thành phần trong khói, độ đen của dòng khói… Có thể có các loại thiết bị đọc trực tiếp, có loại tự ghi và có loại đọc từ xa, có loại xách tay, có loại cố định. ở đây chỉ giới thiệu một vài loại chuyên dùng cho lò hơi. IX.1.1 Đồng hồ đo nhiệt độ. Trong lò hơi, cần đo nhiệt độ trong phạm vi rộng, nhiệt độ bình thường như không khí, nhiệt độ trung bình như nước, hơi, khói và cả nhiệt độ cao như ngọn lửa, buồng lửa…Đồng hồ đo nhiệt độ, dùng không chỉ trong lò hơi mà còn ở rất nhiều lĩnh vực khác, cấu tạo dựa trên những đặc tính phụ thuộc vào nhiệt độ. Dựa theo đặc tính dãn nở nhiệt của vật chất ở thể khí, thể lỏng cũng như thể rắn, ta có các nhiệt kế thuỷ tinh đựng các chất lỏng, các nhiệt kế vỏ kim loại đựng chất khí hoặc chất lỏng, những nhiệt kế gồm hai thanh hoặc hai lá kim loại có độ giãn nở khác nhau…. Dựa theo đặc tính về điện trường gặp nhiệt kế điện trở và cặp nhiệt. Nhiệt kế điện trở dựa trên đặc tính là điện trở của dây dẫn thay đổi theo nhiệt độ. Cặp nhiệt dựa trên hiệu ứng nhiệt do Secbeck nêu lên năm 1821. “Nếu tồn tại hiệu nhiệt độ giữa hai mối hàn của hai dây dẫn bằng kim loại khác nhau thì trong mạch cũng tồn tại hiệu điện thế”. Nếu giữ nhiệt độ một đầu không đổi, đo được dòng điện trong mạch có thể tìm được nhiệt độ cần biết ở mối hàn kia. Dựa theo đặc tính về màu sắc thường gặp nhiệt kế quang học, đo nhiệt độ cao như nhiệt độ trong buồng lửa. IX.1.2 Đồng hồ đo áp suất. Trong lò hơi cần đo áp suất không khí, áp suất khói, áp suất nước, áp suất hơi… Loại áp kế dùng phổ biến nhất là loại dùng ống kim loại rỗng, tiết diện hình elíp uốn cong, áp suất lớn hay nhỏ làm cho ống cong dãn nở nhiều hay ít. Một đầu ống cong cố định, đầu kia tự do, nối với một hệ thống bánh răng truyền động đến kim, ngoài ra còn có loại áp kế màng mỏng dùng ít hơn và chỉ đo được trong phạm vi dưới 300 millibar. Một loại áp kế khác dùng phổ biến là áp kế hình chữ U, trên nguyên tắc bình thông nhau. Hai ống hình chữ U có thể đặt thẳng đứng hoặc đặt nghiêng, trong ống có thể đặt một chất lỏng như nước, thuỷ ngân, cũng có thể đựng hai thứ chất lỏng không hoà tan nhau. ống đựng nước thường đo trong phạm vi từ 0,5 á 150mb, ống để nghiêng đo chính xác hơn ống để đứng nên dùng đo áp suất nhỏ. IX.1.3 Đồng hồ đo lưu lượng. Trong vận hành lò hơi thường cần đo lưu lượng nước, hơi, nhiên liệu khí, lỏng. Loại đồng hồ phổ biến nhất là dựa trên nguyên tắc tiết lưu khi dòng đi qua cửa nghẽn, ống tăng tốc hoặc ống Venturi. Khi môi chất đi qua các thiết bị trên, tốc độ tăng, áp suất tĩnh giảm, đo được hiệu số áp suất trước và sau cơ cấu tiết lưu, có thể tính được lưu lượng của dòng. Loại đồng hồ đo lưu lượng khác cũng được dùng nhiều là các loại công tơ. Công tơ khí thường dùng đo nhiên liệu. IX.1.4 Đồng hồ đo mức nước - ống thuỷ. ống thuỷ dùng để đo mức nước trong bao hơi đảm bảo dao động trong một phạm vi nhất định, mức nước cao quá ảnh hưởng đến chất lượng hơi mức nước thấp quá, không an toàn cho bề mặt truyền nhiệt. Đồng hồ đo nước được dựa trên nguyên tắc bình thông nhau. Thường dùng ống thuỷ sáng, ống thuỷ tối và ống thủy thấp (hình vẽ). ống thuỷ sáng là một ống trong suốt, đầu dưới nối với khoang nước, đầu trên nối với khoang hơi. Theo nguyên tắc bình thông nhau, mức nước trong ống cao gần bằng mức nước trong bao hơi phía có hơi thấp hơn một ít. ống thủy làm bằng vật liệu trong suốt để có thể trực tiếp đọc mức nước, áp suất thấp có thể dùng ống hình tròn, áp suất cao có thể dùng ống thủy dẹt. ống thuỷ tối chỉ là hai van nước, một đặt ở vị trí nước thấp nhất, mở ra luôn có nước chảy và van thứ hai đặt ở phía mức nước cao nhất, mở ra không được có nước. ống thủy thấp dùng cho lò hơi có bao hơi đặt ở vị trí quá cao, không có điều kiện đọc trực tiếp mức nước trong bao hơi. ở đây vẫn dựa trên nguyên tắc bình thông nhau nhưng cần dùng thêm thủy ngân, một chất lỏng không hoà tan với nước. Một nhánh giữ mức nước không đổi, nhánh kia có mức nước luôn bằng mức nước trong bao hơi khi nước nước trong bao hơi thay đổi thì mức nước trong ống và qua đó mức thủy ngân trong ống hình chữ U thay đổi. Đọc mức thuỷ ngân ở vị trí thấp có thể suy ra mức nước trong bao hơi. IX.1.5 Thiết bị đo thành phần khói. Đo thành phần khói có ý nghĩa quan trọng, làm cơ sở để đánh giá chế độ vận hành, hiệu quả của quá trình cháy và mức độ ảnh hưởng đến vệ sinh môi trường. Đo thành phần khói có thể dựa trên nguyên lý hoá học hoặc vật lý, có thể hiện số hoặc tự ghi, có thể đo liên tục hoặc gián đoạn. Thiết bị làm việc trên nguyên lý hoá học thường dựa theo nguyên lý là: mỗi thành phần của sản phẩm cháy có thể bị hấp thụ bởi một hoặc một vài hoá chất nhất định, thí dụ dung dịch KOH có thể hấp thụ CO2, SO2, pyrogallol có thể hấp thụ O2… Người ta còn dùng thiết bị phân tích thành phần oxy bằng điện hoá, hoặc bằng sức thu từ tính, phân tích thành phần CO2… nhờ sự khác nhau về hệ số dẫn nhiệt của chúng.  Phần X An toàn lao động trong phân xưởng lò hơi X.1. An toàn thanh tra nồi hơi trong nhà máy. Lò hơi là một thiết bị làm việc ở trạng thái áp suất cao, nhiệt độ cao. Khi độ bền của kim loại các phần tử lò hơi không đảm bảo thì lò hơi sẽ bị nổ. Những nguyên nhân dẫn đến nổ lò hơi là : Khi thiết kế, chế tạo chọn nguyên liệu không đúng, không đủ bền. Kỹ thuật chế tạo gia công không đảm bảo (hàn, tán, …). Vận hành không đúng quy trình khiến cho nhiệt độ của kim loại quá lớn, giới hạn bền của kim loại giảm đi quá thấp, như đóng cáu bề mặt đốt, cạn nước lò, chế độ thuỷ động của lò bị phá huỷ. Giới hạn bền của kim loại giảm đi sinh ra những ứng suất dao động nhiệt. Về mặt cấu tạo cần quy định lò hơi có những khả năng giãn nở nhiệt tự do của tất cả các chi tiết, khả năng xem xét, sửa chữa và làm sạch lò cũng như các phần tử của nó, cả bề mặt ngoài và trong, khả năng bảo vệ kim loại khỏi bị đốt nóng quá mức cho phép. Kích thước của lỗ chui không nhỏ hơn 400 x 450mm ở cửa lò và 400 x 420 mm ở buồng lửa, lò phải có đầy đủ các phương tiện kiểm tra đo lường tối thiểu như áp kế, ống thuỷ, van an toàn, cửa phòng nổ, nắp phòng nổ… Về mặt chế tạo thì nguyên vật liệu chọn chủ yếu đối với các chi tiết phải làm việc dưới áp suát cao, chỉ rõ lĩnh vực sử dụng của các loại thép, những quy định về mặt công nghệ chế tạo như: đúc, hàn và các phương pháp kiểm tra mối hàn và những dung sai cho phép. Khi thiết kế lò hơi cần đảm bảo khoảng cách an toàn giữa khu sản xuất với các khu vực phục vụ của công nhân theo quy phạm, ngoài ra còn có những yêu cầu cụ thể về chế độ quản lý vận hành lò hơi. ở nước ta đã có văn bản về quy phạm cấu tạo và vận hành an toàn lò hơi. Việc khám nghiệm kỹ thuật lò hơi bao gồm khám nghiệm bên trong lò, thử áp lực nước và thử độ kín hơi của lò. Bình thường thì việc khám nghiệm bên trong lò được thực hiện là 3 năm một lần, thử áp lực nước thực hiện 6 năm một lần. Trong trường hợp lò mới lắp xong hoặc sau khi di chuyển đến địa điểm mới, hay sau khi đại tu lò ở mức độ hàn vá bao hơi, thay quá 50% ống dẫn, tán lại quá 15 đinh tán đứng liền nhau, hay thay quá 25% tổng số đinh tán.. cũng phải tiến hành thử áp lực lại. Mỗi lò hơi cần phải có lý lịch ghi rõ đặc tính cấu tạo của lò và các kết quả khám nghiệm lò. Lý lịch của lò cần được đăng ký ở cơ quan thanh tra lò hơi. - Trong lò hơi, do có nhiệt độ cao nên biện pháp phòng chống cháy cơ bản là cách nhiệt tốt, cách ly tốt lò và ống khói với các bộ phận cháy được của lò. X.2 An toàn về cháy nổ trong nhà máy. X.2.1 Những vấn đề cơ bản về cháy nổ. Cháy là phản ứng hoá học xảy ra nhanh chóng, phát nhiệt và phát quang. Theo lý thuyết nhiệt thì nguyên nhân và hậu quả của tự bắt cháy là nhiệt. Theo lý thuyết dây chuyền, nhiệt chỉ là hậu quả của quá trình tự bắt cháy đồng thời có đặc tính dây chuyền và đặc tính nhiệt. Để xuất hiện và phát triển quá trình cháy cần có chất cháy, chất oxy hoá và mồi bắt cháy. Thiếu một trong 3 điều kiện đó thì cháy sẽ ngừng. Thời gian ngấm ngầm chuẩn bị của phản ứng cháy kể từ thời điểm khuấy trộn, gia nhiệt hỗn hợp phản ứng đến thời điểm xuất hiện những biểu hiện rõ rệt của phản ứng cháy (bắt cháy) gọi là thời gian cảm ứng. Thời gian cảm ứng có vai trò quan trọng đối với thực tế khi chọn thiết bị chồng nổ, khi phân loại các chất cháy nổ, khi xem xét các vấn đề an toàn cháy nổ. Hỗn hợp và chất oxy hoá chỉ có thể cháy được trong một khoảng nồng độ nhất định, ngoài khoảng đó thì quá trình cháy không xảy ra. Khoảng nồng độ giới hạn đó gọi là giới hạn nổ hay giới hạn lan truyền ngọn lửa. Như vậy giới hạn nồng độ nổ cũng như nhiệt độ tự bắt cháy và thời gian cảm ứng của các chất là những thông số rất quan trọng đặc trưng cho mức độ nguy hiểm về cháy nổ của chúng. Chất cháy có thời gian cảm ứng càng ngắn, khoảng nổ càng rộng và nhiệt độ tự bắt cháy càng thấp thì chất đó càng dễ cháy nổ, nghĩa là nó càng nguy hiểm về cháy nổ. X.2.2 Nguyên nhân gây nên sự cháy nổ. Do sự rò rỉ các chất lỏng và khí có khả năng gây cháy nổ. Mức độ nguy hiểm phụ thuộc vào vị trí và kích thước lỗ rò rỉ. Nếu là lỗ nhỏ và tại những nơi thoáng đãng thì không nguy hiểm bằng những nơi kín và đọng. Khi chất lỏng và chất khí dễ cháy bị rò rỉ thì bay hơi và tích tụ tạo ra những đám mây mù. Do điều kiện và khí hậu nhất định đám mây này sẽ gây ra cháy nổ. Lò hơi sử dụng khí thiên nhiên làm chất đốt thuộc loại sản xuất dễ gây cháy nổ với oxy không khí. Trong khí thiên nhiên ngoài CH4 là thành phần chính còn có một lượng nhỏ các hydrocacbon như: C2H6, C3H8, C4H10…Tất cả các cấu tử khí khi cháy tồn tại giới hạn tự cháy đó là giới hạn tự bốc cháy dưới và giới hạn tự bốc cháy trên. Khi khí bị rò rỉ nếu gặp vật nóng, ngọn lửa, tia lửa điện… thì sẽ gây nổ toàn phân xưởng. Hơn nữa ở đây nhiệt độ khói lò và hơi quá nhiệt là rất cao. Do đó càng gây thêm mối nguy hiểm khi xảy ra cháy nổ. Nếu xảy ra cháy nổ không những gây cho người sản xuất bị ngộ độc mà còn bị bỏng. Do cán bộ công nhân viên trong đơn vị vi phạm công tác an toàn phòng cháy chữa cháy, sử dụng nguồn nhiệt không đúng quy định. Do các thiết bị điện không đảm bảo an toàn theo đúng quy định như chập mạch, quá tải… Do hệ thống chống sét tại các công trình không đảm bảo an toàn theo tiêu chuẩn kỹ thuật, lâu ngày dẫn đến tuột mối nối, đứt, hay do điều kiện trở tiếp đất vượt quá quy định là 10W do vậy khi sét đánh vào các công trình gây cháy nổ. X.2.3 Các biện pháp an toàn nhà máy. Xây dựng và phổ biến các nội quy, quy trình thao tác từng bộ phận, từng phần tử… Phổ biến kiến thức nghiệp vụ phòng cháy chữa cháy. Thành lập đội phòng cháy chữa cháy và các đội cứu hộ nghĩa vụ tại phân xưởng, lên phương án luyện tập thường xuyên. Trang bị các phương tiện báo cháy chữa cháy. Trang bị đầy đủ các phương tiện chữa cháy như: bình bọt, bình CO2, thùng chứa cát, hệ thống nước cứu hoả đến từng bộ phận sản xuất… Phải xây dựng các hành lang an toàn khi nhà máy gặp sự cố. Mỗi công nhân viên được trang bị bảo hộ lao động và kiến thức về nghĩa vụ công việc tại phân xưởng của mình. Lắp đặt những thiết bị đo nồng độ tại những khu vực thường xuyên có công nhân làm việc và tại những thiết bị chịu áp lực, chịu nhiệt độ ở những nơi có chỉ số nồng độ cháy cao. Khi cần sửa chữa thiết bị, đường ống, các van… thì trước hết cần phải thổi bằng hơi nước để đuổi hết các sản phẩm cháy ra ngoài khí quyển rồi mới được tiến hành sửa chữa. Việc xác định nồng độ các chất cháy có thể tiến hành bằng cách phân tích mẫu khí hoặc quy định về thời gian thổi hơi nước đối với từng thiết bị. Các công trình xây dựng ở phân xưởng nồi hơi ( nhà, nền, tường) phải được làm từ các vật liệu không có khả năng cháy nổ. Nhà không có tường bao quanh để tạo ra sự thông thoáng của khu vực sản xuất, đó cũng là biện pháp chống cháy nổ khi có dầu, khí rò rỉ ra ngoài, đồng thời hạ nhiệt độ của khu vực gần lò đốt. Bơm quạt phải được đặt riêng trong một khu vực có tường bảo vệ, vì khi khởi động bơm, quạt có thể xuất hiện tia lửa điện gây nên cháy nổ. Do khí thiên nhiên là chất dễ cháy nổ nên đường ống dẫn khí phải thật kín. Trong sản xuất để đảm bảo an toàn phải có biện pháp kiểm tra sự rò rỉ của khí thiên nhiên ra môi trường khí quyển. Để phát hiện sự rỏ rỉ có thể dùng các dụng cụ phát hiện hoặc phát hiện mùi. Trong thực tế sản xuất, khi vận chuyển khí thiên nhiên bằng đường ống người ta thường pha thêm một lượng rất nhỏ mercaptan vào khí. Merecaptan có đặc điểm là mùi rất thối nên dễ dàng phát hiện được sự rò rỉ của khí thiên nhiên ra môi trường khí quyển. X.2.4 Chữa cháy và phương tiện chữa cháy. Ta có các phương pháp chữa cháy sau: - Làm loãng chất tham gia phản ứng cháy bằng cách đưa vào vùng cháy những chất không tham gia phản ứng cháy như CO2, N2… - ức chế phản ứng cháy bằng cách đưa vào vùng cháy những chất có tham gia phản ứng, nhưng có khả năng biến đổi chiều của phản ứng từ phát nhiệt thành thu nhiệt như: Brommetyl, Brometyl… - Ngăn cách không cho oxy thâm nhập vào vùng cháy, như dùng bọt, cát, chăn phủ… - Làm lạnh vùng cháy cho đến dưới nhiệt độ bắt cháy của các chất cháy. Phương tiện báo cháy tự động dùng để phát hiện cháy từ đầu và báo ngay về trung tâm nhận tín hiệu có cháy để tổ chức chữa cháy kịp thời. Máy báo cháy tự động được đặt ở các mục tiêu cần bảo vệ và sẽ làm việc khi nhiệt độ của nơi bảo vệ tăng hoặc cường độ ánh sáng thay đổi. Phần XI xây dựng Phân xưởng lò hơi nhà máy nhiệt điện có công suất 30 tấn hơi/giờ được xây dựng bên trong nhà máy nhiệt điện với tổng diện tích là 9900 m2. Số công nhân sửa chữa và vận hành là 48 người. Vị trí xây dựng cách nhà máy lọc dầu số 1 Dung Quất 40 Km về phía Đông. XI.1 Phân tích chọn địa điểm xây dựng nhà máy [XIV-34] * Các yêu cầu chung [XIV - 34] - Địa điểm xây dựng được lựa chọn phải phù hợp với quy hoạch lãnh thổ, quy hoạch vùng, quy hoạch cụm kinh tế công nghiệp đã được các cấp có thẩm quyền phê duyệt. - Địa điểm xây dựng phải gần với các nguồn cung cấp nguyên liệu và gần nơi tiêu thụ sản phẩm để hạn chế tối đa các chi phí vận chuyển, hạ giá thành sản phẩm. - Phù hợp và tận dụng tối đa hệ thống giao thông quốc gia, mạng lưới cung cấp điện, thông tin liên lạc và các mạng lưới kỹ thuật khác. - Gần nguồn cung cấp vật liệu, vật tư xây dựng, khả năng cung ứng nhân công cho xây dựng nhà máy cũng như vận hành nhà máy sau này. * Các yêu cầu về kỹ thuật xây dựng [XIV - 35] - Khu đất phải có kích thước và hình dáng thuận lợi cho việc xây dựng trước mắt cũng như việc mở rộng nhà máy trong tương lai. Khu đất phải cao rào tránh ngập lụt trong mùa mưa lũ, có mực nước ngầm thấp tạo điều kiện tốt cho việc thoát nước thải và nước mặt dễ dàng. Khu đất phải tương đối bằng phẳng và có độ dốc tự nhiên tốt nhất là i = 0,5 á 1% để hạn chế tối đa kinh phí cho san lấp mặt bằng. - Khu đất xây dựng không được nằm trên các vùng có mỏ khoáng sản hoặc địa chất không ổn định. Cường độ khu đất xây dựng là 1,5 á 2,5 KG/cm2. Nên xây dựng trên nền đất sét, sét pha cát, đất đá ong, đất đồi… * Các yêu cầu về môi trường vệ sinh công nghiệp. - Khu địa điểm xây dựng được chọn cần xét đến mối quan hệ mật thiết giữa khu dân cư đô thị và phân xưởng. Để tránh khỏi trong quá trình sản xuất thải ra các chất độc hại. + Thoả mãn các yêu cầu về quy phạm, quy định về mặt bảo vệ môi trường vệ sinh công nghiệp. + Nên xây dựng nhà máy ở cuối hướng gió chủ đạo, nguồn nước thải của nhà máy đã được xử lý phải ở hạ lưu và cách bến dùng nước của khu dân cư tối thiểu > 500 m. XI. 2 Phân tích tổng mặt bằng nhà máy. a- Phân tích nguyên tắc thiết kế. Căn cứ theo nguyên tắc phân vùng phụ thuộc vào đặc thù sản xuất của phân xưởng, tổng mặt bằng của phân xưởng lò hơi được chia làm 4 vùng chính: - Vùng trước nhà máy: được bố trí cổng vào, nhà bảo vệ, nhà hành chính hội trường, nhà để xe, nhà sinh hoạt. - Vùng sản xuất: phân xưởng lò hơi, nhà điều khiển trung tâm, kho chứa nguyên liệu. - Vùng các công trình phụ trợ gồm: tháp nước, trạm biến thế, nhà để bơm quạt, ống khói, nhà cứu hoả… - Vùng giao thông và kho tàng: Đường giao thông trong nhà máy bố trí rộng 6m nối liền với các phân xưởng khác, đảm bảo lưu thông vận chuyển vật tư, nguyên liệu đốt và phòng chống cháy nổ tốt. * Ưu nhược điểm của nguyên tắc phân vùng: - Ưu điểm: + Dễ dàng quản lý theo ngành, theo các xưởng, theo các công đoạn của dây chuyền sản xuất của nhà máy. + Thích hợp với các nhà máy có những xưởng, những công đoạn có các đặc điểm và điều kiện sản xuất khác nhau. + Đảm bảo được các yêu cầu vệ sinh công nghiệp, dễ dàng xử lý các bộ phận phát sinh các điều kiện bất lợi trong quá trình sản xuất như khí độc, bụi, cháy nổ.. + Dễ dàng bố trí hệ thống giao thông bên trong nhà máy. + Thuận tiện trong quá trình phát triển mở rộng của nhà máy. + Phù hợp với đặc điểm khí hậu xây dựng ở nước ta. - Nhược điểm: + Dây chuyền sản xuất phải kéo dài. + Hệ thống đường ống kỹ thuật và mạng lưới giao thông tăng. + Hệ số xây dựng, hệ số sử dụng thấp. b. Bảng hạng mục các công trình: TT Tên công trình Dài, m Rộng, m Số tầng Số lượng Diện tích, m2 1 Nhà bảo vệ 6 6 1 3 108m2 2 Nhà để xe đạp, xe máy 12 9 1 1 108 3 Nhà để ô tô 18 9 1 1 162 4 Nhà hành chính 24 12 2 1 288 5 Hội trường, nhà ăn, nhà nghỉ 30 12 1 1 360 6 Khu vệ sinh 12 9 1 1 108 7 Nhà điều khiển trung tâm 12 9 1 1 108 8 Khu sản xuất 18 12 1 1 216 9 Trạm biến thế 6 6 1 1 36 10 Nhà đặt bơm, quạt 12 9 1 1 108 11 Nhà sửa chữa cơ khí 12 9 1 1 108 12 Nhà cứu hoả 12 9 1 1 108 13 Khu vực ống khói 6 6 1 1 36 14 Khu vực chứa nước mềm 12 9 1 1 108 15 Khu xử lý nước 9 6 1 1 54 16 Khu xử lý khí trước khi đốt 9 6 1 1 54 c. Phân tích về chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật. Hệ số xây dựng: Hệ số sử dụng: Trong đó: F: Diện tích toàn phân xưởng = 9900 m2 A: Diện tích chiếm đất của nhà máy và công trình = 2070 m2. B: Diện tích kho bãi lộ thiên (nền bê tông) = 405 m2. C: Diện tích chiếm đất của đường giao thông, mặt bằng hệ thống kỹ thuật, hè rãnh thoát nước = 3960 m2. Thay số vào ta có: Vậy Kxd = 25% Ksd = 65% XI.3 Các thông số kỹ thuật trong xây dựng: a. Công trình lò hơi: Nhà có mái che không có tường bao bọc để tránh sự phá huỷ do có thể bị nổ kết cấu nhà. - Móng bằng bê tông cốt thép, có giằng móng. - Nền bê tông, xi măng, cát sỏi. - Cột: chọn bước cột bằng 6m, kích thước cột 400 x 600 mm. - Dầm mái bằng bê tông cốt thép lắp ghép, dốc về hai phía và có nhịp bằng (L = 12m). Mái có 3 lớp là: lớp chịu lực (dùng các panen mái), lớp chống thấm (dùng bê tông thép chống thấm dày 400mm), lớp phủ trên (dùng gạch lá nem). b. Nhà hành chính, hội trường, khu vui chơi giải trí. - Giằng móng bê tông cốt thép. - Nền xi măng cát, sỏi, lát gạch hoa. - Tường gạch 200mm trát vữa xi măng. - Dầm mái bằng bê tông cốt thép, dầm dốc về hai phía, kết cấu bằng fibrôximăng, xà gỗ bằng thép, trần ốp bằng tấm xốp cách nhiệt. c. Nhà bảo vệ, nhà điều khiển trung tâm, nhà để bơm quạt, nhà vệ sinh. - Móng giằng bằng bê tông cốt thép. - Nền bằng vữa xi măng lát gạch hoa. - Tường 200 mm trát vữa xi măng. - Mái đổ bằng bê tông cốt thép dày 9 mm. d. Nhà để xe đạp, ô tô. - Tường gạch 100mm. - Dầm mái bằng bê tông cốt thép, dầm dốc về hai phía, kết cấu bằng fibrôximăng, xà gỗ bằng thép. - Nền bê tông, xi măng, cát sỏi. - Cột bằng bê tông cốt thép, kích thước 300 x 400 mm. e. Nhà kho, nhà sửa chữa - Móng giằng bằng bê tông cốt thép. - Cột phần trên vai cột 300 x 400 mm, phần dưới vai cột 400 x 600 m chọn cột thân có cầu trục nhỏ hơn 30 tấn. - Dầm mái bằng bê tông cốt thép, dầm dốc về hai phía, kết cấu bằng fibroximăng, xà gỗ bằng thép. - Nền bê tông, xi măng, cát sỏi. - Tường 200mm trát vữa xi măng. f. ống khói, khu chuẩn bị nước - Móng giằng bê tông cốt thép. - Toàn bộ được đổ bằng bê tông cốt thép, phần ngoài trát vữa xi măng, bên trong lát gạch chịu lửa, chịu axit… h. Giao thông trong phân xưởng. Đường giao thông trong phân xưởng được trải nhựa, có chiều rộng 7m gồm có 2 cổng vào phân xưởng: cổng chính và cổng phụ: Cổng chính được nối liền với đường quốc lộ. Phía sau phân xưởng giáp với phân xưởng tuốc bin và nơi cung cấp nước, nhiên liệu khí thiên nhiên. Đường được bố trí thuận lợi cho việc đi lại và vận chuyển các thiết bị khi lắp đặt cũng như khi sửa chữa. phần XII Tính toán kinh tế Tính toán kinh tế là phần quan trọng trong phương án kỹ thuật. Nó chứng minh cho tính khả thi của phương án và bảo vệ cho đồ án kỹ thuật có thể được thực hiện. * Mục đích ý nghĩa của việc tính toán kinh tế. Sau khi thiết kế buồng đốt khí thiên nhiên của nồi hơi nhà máy nhiệt điện năng suất 30 tấn hơi/giờ. Công việc tiếp theo là phải tính toán hiệu quả kinh tế của phương án lựa chọn. Hiệu quả kinh tế của phương án được biểu hiện bằng chỉ tiêu thời gian thu hồi vốn đầu tư cho phương án thiết kế. * Ta có công thức : Tổng giá thành sản phẩm trong một năm là : A + B + C + D + E + F Trong đó: A: lương công nhân. B: Tổng chi phí nguyên vật liệu trong năm C: Thuế của tổng doanh thu D: Các chi phí khác. E: Khấu hao thiết bị công nghệ. F: Khấu hao nhà cửa. * Tính tổng doanh thu theo hơi quá nhiệt. Hơi quá nhiệt là sản phẩm trung gian, sản phẩm cuối cùng của nhà máy là điện năng Hiện nay 1KW giờ điện là 1200 đồng. 1 KWh = 1 (KJ/S) x 3600 (s) = 3600 Kj điện. Vậy 1KJ điện có giá là: đồng/ KJ điện. Do 1KJ hơi nước chiếm 25% so với 1KJ điện theo giá thành hiện hành. Nên giá của 1KJ hơi nước là: đồng/kg hơi nước. Mà entanpi của hơi nước quá nhiệt ở 40 atm và nhiệt độ 4400C là: iqn = 3360 KJ/kg. Vậy giá tiền của 1kg hơi nước là: 0,0833 x 3360 = 279,888, đồng/kg hơi nước. Trong một năm phân xưởng làm việc 365 ngày,. Vậy tổng doanh thu của phân xưởng theo sản lượng hơi sản xuất ra là: 30.000 x 279,888 x 24 x 365 = 73,5546.109, đồng/năm. A. Tính lượng công nhân. 1. Số công nhân vận hành trong phân xưởng: - Theo dõi bao hơi: 1 x 3ca + 1 dữ trữ = 4 người. - Theo dõi hoạt động lò đốt: 2 x 3 ca + 1 dữ trữ = 7 người. - Theo dõi bộ quá nhiệt, hâm nước, sấy không khí: 1 x 3ca + 1 dự trữ = 4 người. - Theo dõi bơm, quạt: 1 x 3 ca + 1 dự trữ = 4 người. - Theo dõi ống khói: 1 x 3 ca + 1 dữ trữ = 4 người. - Sửa chữa các thiết bị cơ khí: 3 người. - Sửa chữa các thiết bị điện: 1 x 3 ca + 1 dữ trữ = 4 người. - Sửa chữa các thiết bị cao áp: 3 người. - Theo dõi dụng cụ đo lường và tự động hoá: 2 x 3 ca + 1 dữ trữ = 7 người. - Bảo vệ: 3 người. - Vệ sinh: 3 người. - Quản đốc phân xưởng: 1 người. - Thống kê phân xưởng: 1 người. Tổng công nhân nhà máy: 48 người. Lương bình quân mỗi người là 2.106 đồng/ tháng. 2. Tổng tiền lương trả cho công nhân trong một năm là: A = 2.106 x 48 x 12 = 1,152.109 đồng/năm. B. Tổng chi phí nguyên liệu sản xuất. 1. Chi phí nước mềm cho lò hơi: Sản lượng hơi nước tiêu thụ trong năm là: 30 x 24 x 365 = 262800 m3/năm Mà giá 1m3 nước mềm là: 2000 đ/m3. Vậy chi phí cho nước mềm hằng năm là: 262800 x 2000 = 0,5256.109 , đồng/năm. 2. Chi phí cho nhiên liệu khí thiên nhiên. Lượng khí thiên nhiên tiêu hao là: 3193,9762: m3/giờ. Khối lượng riêng của khí thiên nhiên là: 0,7652, kg/m3. Giá của thiên liệu khí thiên nhiên là: 2000 đồng/kg ktn. Vậy chi phí cho khí thiên nhiên trong 1 năm là: 3193,9762 x 0,7652 x 2000 x 24 x 365 = 42,8194.109 đồng/năm. 3. Chi phí vận chuyển khí: Khoảng cách từ nhà máy đến nơi cung cấp là: 40 Km. Đơn giá: 120 đồng/tấn. Km = 0,12 đồng/kg.km Vậy số tiền vận chuyển khí trong một năm là: 0,12 x 40 x 3193,9762 x 0,7652 x 24 x 365 = 0,1028.109 đồng/năm. Vậy B = (0,5256 + 42,8194+0,1028).109 = 43,4478.109 đồng/năm C. Thuế của tổng giá thành sản phẩm trong một năm. Tổng giá thành sản phẩm trong một năm là: 73,5546.109đồng/năm. Mà thuế chiếm 10% tổng doanh thu: C = 0,1 x 73,5546.109 = 7,35546.109 đồng/năm D. Các chi phí khác. 1. Chi phí điện năng Tiêu thụ điện năng là: quạt khói, quạt hút không khí, bơm nước, thắp sáng và các tiêu thụ khác: Quạt không khí: 75 KWh. Quạt khói 38 KWh. Bơm nước, thắp sáng và các tiêu thụ khác: 100 KWh. Tổng lượng điện năng tiêu thụ trong phân xưởng là: 75 + 38 + 100 = 213 KWh. Đơn giá: 1 KWh điện là: 1200 đồng/KW Vậy chi phí điện năng hàng năm của phân xưởng là: 213 x 24 x 365 x 1200 = 2,239056.109 đồng/năm. 2. Chi phí quản lý: Chiếm 5% tổng giá thành sản phẩm: 0,05 x 73,5546.109 = 3,67773.109 đồng/năm. 3. Chi phí cho điện thoại, fax, thư tín. Chi phí này khoảng 200.106 đồng/năm. 4. Chi phí theo quỹ lương (các khoản nộp bảo hiểm) chiếm 19% quỹ lương nên: 0,19 x 1,152.109 = 0,2189.109 đồng/năm. Vậy D = 2,23906.109 + 3,67773.109 + 0,2.109+ 0,2189.109 = 6,33569.109 đồng/năm E. Khấu hao thiết bị công nghệ: Khấu hao thiết bị công nghệ chiếm 8% vốn đầu tư cho thiết bị công nghệ. Ta gọi tổng vốn đầu tư cho xây dựng và công nghệ là X thì khấu hao thiết bị công nghệ sẽ là: 0,08 (X- Vốn đầu tư cho xây dựng) (*) * Cách tính vốn đầu tư cho xây dựng: - Tổng mét vuông xây dựng công trình kín là : 2070 m2. Đơn giá của 1m2 công trình kín là: 3,5.106 đồng. Vậy tiền dùng để xây dựng công trình kín là: 2070 x 3,5.106 = 7,245.109 đồng. - Tổng diện tích toàn phân xưởng là: 9900 m2. Vậy diện tích công trình hở là: 9900 - 2070 = 7830 m2. Mà giá 1m2 của công trình hở là: 1,5.106 đồng. Vậy giá thành của công trình hở sẽ là: 7830 x 1,5.106 = 11,7450.109 đồng. Như vậy tổng vốn đầu tư cho xây dựng là: (7,245 + 11,7450).109=18,99.109 đồng. Thay vào biểu thức (*) ta được: 0,08(X-18,99.109)=(0,08X- 1,5192.109) đồng/năm F. Khấu hao xây dựng cơ bản Khấu hao này chiếm 2,5% vốn đầu tư cho xây dựng cơ bản. 0,025 x 18,99.109 = 0,47475.109 đồng/ năm. * Tính tổng vốn đầu tư cho xây dựng và công nghệ từ công thức: Tổng giá thành sản phẩm trong 1 năm = A + B + C + D + E+ F. Thay số liệu vào công thức trên ta được: 73,5546.109 = 1,152.109 + 43,4478.109 + 7,35546.109 + 6,33569.109 + 0,08X- 1,5192.109 + 0,47475.109 hay 73,5546.109 = 57,2465.109+ 0,08X Vậy: đồng. Vậy ta có tổng vốn đầu tư là: 203,85125.109 đồng. Khấu hao thiết bị công nghệ chiếm 8% vốn đầu tư nên: 0,08(203,85125.109- 18,99.109) = 14,7889.109 đồng/năm * Tính thời gian thu hồi vốn: Tổng doanh thu của nhà máy theo hơi quá nhiệt là: 73,5546.109 đồng/năm Lợi nhuận bình quân hàng năm lấy bằng 8% tổng giá thành sản phẩm trong 1 năm: 0,08 x 73,5546.109 = 5,8844.109đồng/năm. - Thời gian thu hồi vốn tính theo công thức: , năm Trong đó: Vđt: Tổng vốn đầu tư G: Lợi nhuận bình quân mỗi năm. KH: tổng khấu hao Mà KH = KHCN + KHXD. Với KHCN- khấu hao công nghệ. KHXD- Khấu hao xây dựng. Vậy thời gian thu hồi vốn sẽ là: Thời gian thu hồi vốn là 9,6 năm * Quyết toán kinh tế. Phân xưởng có thời gian thu hồi nhanh. Có hiệu quả kinh tế. Do đó ta có thể xây dựng phân xưởng này. Kết luận Trải qua một thời gian nghiên cứu, tham khảo tài liệu để tính toán, thiết kế, ngoài sự nỗ lực cố gắng của bản thân, còn có sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo: PGS Nguyễn Thế Dân và các thầy cô giáo trong bộ môn công nghệ Hữu cơ - Hoá Dầu, đến nay đồ án của em đã hoàn thành. Qua quá trình làm bản đồ án, em đã thu nhận được những ý chính sau: - Cấu tạo và nguyên lý, các công thức liên quan đến đặc tính lò hơi. - Nguồn gốc thành phần, tính chất khí thiên nhiên. - Sơ lược các phương pháp xử lý khí trước khi đưa vào đốt. - Cấu tạo và nguyên lý làm việc của vòi phun khí thiên nhiên. - Ưu điểm của đốt khí trong lò đốt so với đốt dầu và đốt than. - Tính toán cân bằng vật chất của lò đốt, cân bằng nhiệt lượng, lượng khí thiên nhiên tiêu hao, thể tích buồng lửa, bề mặt bức xạ của dàn ống, số vòi phun khí thiên nhiên và hiệu suất của lò hơi. - Đã tiến hành nghiên cứu đo lường và tự động hoá, an toàn phòng chống cháy nổ. - Tính toán thiết kế mặt bằng phân xưởng lò hơi nhà máy nhiệt điện. - Tính toán tính khả thi của lò hơi về mặt kinh tế. Lần đầu tiên được giao nhiệm vụ “Thiết kế lò đốt khí thiên nhiên năng suất 30 tấn hơi/ giờ” với việc áp dụng những kiến thức đã học và tính toán thiết kế, việc tra cứu còn gặp nhiều khó khăn, hơn nữa việc tính toán thủ công và thời gian hạn chế nên chắc chắn không thể tránh khỏi những sai sót. Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Nguyễn Thế Dân cùng các thầy cô giáo trong bộ môn Công nghệ Hữu Cơ - Hoá Dầu đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ em hoàn thành nhiệm vụ được giao. Hà Nội, ngày…… tháng… năm 2002 Sinh viên Tài liệu tham khảo 1. Thiết bị lò hơi Tập I Trương Duy Nghĩa - Nguyễn Sĩ Mão Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật - Hà Nội - 1974 2. Thiết bị lò hơi Tập 2 Trương Duy Nghĩa - Nguyễn Sĩ Mão Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật - Hà Nội - 1975. 3. Công nghệ lò hơi và mạng nhiệt Phạm Lê Dần - Nguyễn Công Huân Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật - Hà Nội - 1999 4. Hoá học dầu mỏ PGS. TS Đinh Thị Ngọ Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội - xuất bản 1999 5. Chế biến khí tự nhiên và khí đồng hành PGS.TS. Nguyễn Thị Minh Hiền Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội - xuất bản 2000 6. Cơ sở các quá trình và thiết bị công nghệ Hoá học Tập 1. Đỗ Văn Đài - Nguyễn Bin - Phạm Xuân Toản - Đỗ Ngọc Cử Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội - xuất bản 1999 7. Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ Hoá chất Tập 1. Tập thể các tác giả Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật - Hà Nội - 1992 8. Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ Hoá chất Tập 2. Tập thể các tác giả Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật - Hà Nội - 1999 9. Cơ sở Tự động hoá Tập 1. TS. Nguyễn Văn Hòa Nhà xuất bản giáo dục - 2000 10. Tự động hoá các quá trình sản xuất. ĐHBK Hà Nội - ĐHBK Thành phố Hồ Chí Minh - xuất bản 1991 11. Tạp chí Dầu khí Tổng Công ty Dầu khí Việt Nam. Số 1 - 2002 12. Tạp chí năng lượng 1997 Tổng Công ty Điện Việt nam 13. Công nghệ chế biến Dầu mỏ TS. Lê Văn Hiếu Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật - Hà Nội - 2000 14. Cơ sở xây dựng Nhà công nghiệp PGS. Ngô Bình Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội xuất bản 1997 15. Cơ sở lý thuyết Tự động điều chỉnh Đại học Hàng Hải Hải Phòng. Xuất bản 1992 16. Hoá học dầu mỏ và khí Trần Mạnh Trí Khoa Đại học tại chức ĐHBK Hà Nội xuất bản 1976 17. ΤЕПАОТЕХНИИСКЙИ СПРАВОчНИК, МОСКВА - 1965 Mục lục ._.