Tiếp theo phần cấu
tạo cơ khí lần này mời các bạn thưởng thức một cách phân loại khác là phân loại theo chức năng. Cách phân
loại này sẽ cho các bạn biết
vị trí của valve trong hệ thống công nghệ và lý do tồn tại của nó. Khỏi vòng vo
thì valve được chia làm 2 nhánh lớn là nhóm Throtling và nhóm On/Off. Nhóm
On/Off là nhóm valve chỉ có 2 trạng thái hoặc là đóng hoặc là mở còn Throttling
là hoạt động trên nhiều dải khác nhau, vì đặc điểm này mà đa phần valve điều
khiển nằm trong nhóm throtling. Bây giờ ta sẽ đi sâu vào từng loại thay vì cưỡi
@ xem hoa.
On/Off:
On hay off là để
phân biệt trạng thái acting của valve bị sự kích hoạt hoặc khi bản thân valve bị
sự cố. On là để chỉ trạng thái khi valve của valve là mở khi bị kích hoạt còn
off thì ngược lại. Đa phần On/Off valve dùng ball valve, cũng có trường hợp là
dùng Gate valve. Bản thân trong nhóm On/Off có nhiều loại, thay vì bắt đầu bằng
loại On ta lại bắt đầu bằng Off, cái này không phải cho ngược đời mà là cho dễ
hiểu vì nhóm Off này khá nhiều. Nhóm Off đa số là Shutdown Valve (SDV) nên gọi phứt
luôn là SDV cho tiện.
·
SDV:
SDV theo đúng tên gọi của nó là để đóng khi bị sự cố, sự cố có thể từ nhiều
nguyên nhân khác nhau chẳng hạn như cháy, có đám mây khí qua hệ thống F&G
hay có lệnh dừng khẩn cấp khi có một thông số công nghệ nào đó cao hoặc thấp bất
bình thường qua hệ thống SIS (Safety Instrumented System) hoặc qua DCS-Distributed Control System(gọi
BPCS – Basic Process Control Systemhay PCS Process Control System) cũng ok tuỳ
công ty..
SDV bản thân nó cũng có nhiều
loại- nếu phân chia theo độ tin cậy thì có SDV thường (SIL1 và2) và HIPPS valve
tức là valve đạt Safety Integrity Level 3- riêng SIL 4 chưa thấy trong Oil and
Gas mà chỉ nghe nói có dùng trong công nghiệp hột nhơn. Nếu tính theo độ tin cậy
thì HIPPS chỉ được phép không thành công 1 trong 1000 lần đóng mở. Còn làm thế nào để chia nhóm nó là SIL 3 thì
cần đánh giá nó khi tính đến các hậu quả mà nó gây ra như con người, môi trường
và tài sản. Ngoài độ tin cậy SIL 3 còn phải đóng đủ nhanh để đảm bảo các dòng
lưu chất ở thượng nguồn không thể gây tai nạn cho hạ nguồn hoặc ngược lại.. Các
bạn nên nhớ valve SIL 3 rất đắt
và thời gian giao hàng lâu và chỉ khuyến cáo dùng khi không còn giải pháp nào
khác. Valve có SIL 3 này khá hiếm gặp, hiện ở
Offsore việt nam có tầm 5 cái.
Nãy giờ quanh co chuyện phân
loại vậy lý do gì mà SDV được lắp đặt. SDV thông thường đặt theo từng phân khu
có chung chức năng, đơn giản như từ đầu giếng đến cụm manifold là có 1 SDV nếu
rating khác nhau, hoặc từ Test facility đến production manifold cũng có 1 cái
SDV khác nữa (nếu rating thẳng tưng bằng nhau thì gọi là Switch valve nha). Tiến
lên chỗ xa hơn là cái CPP, FPSO thì sẽ thấy rất nhiều SDV giữa các cụm công nghệ
tiêu biểu là Inlet separation, dehydration, compression, dewpoiting etc… Chưa biết có chỗ nào ghi cách chia SDV chưa nhưng theo mục đích đặt SDV nhằm:
·
Tạo
cách ly giữa các nhóm thiết bị có cùng chức năng để dễ khởi động, chạy thử.
·
Làm
nhỏ các cụm có chứa hydrocarbon để tránh tai nạn leo thang qua các khu vực khác
khi có rò rỉ, gãy, vỡ ống do các nguyên nhân bên ngoài. Cái này đi đúng với tôn
chỉ càng nhỏ, càng thấp càng friendly càng tốt của Inherent Process Safety.
·
Phân
chia các khu vực có thông số vận hành giống hoặc gần giống nhau để giảm giá mua
sắm. Cái này có thể thấy tại cụm máy nén ly tâm lúc nào áp suất thiết kế tại bình suction cũng
rất cao so với áp suất vận hành nhưng nhỏ hơn áp suất cửa xả. Áp suất được chọn
thiết kế này là do lúc shutdown máy nén thì cả 2 valve suction và discharge
cùng đóng, lúc này bọn 1 phần khí ở discharge sẽ lộn ngược lại đầu suction và
làm tăng áp ở đây. Như vậy nếu không có cái SDV ở đầu suctin thì dòng
khí này sẽ tiếp tục đi mãi về phía trước cho đến khi nó gặp 1 SDV nào đó chắn giữa
đường nó hoặc 1 vật cản như valve 1 chiều, lúc này toàn bộ phần thiết bị phía
trước phải được thiết kế để chịu đựng áp suất lộn ngược này, mà áp suất thiết kế tăng thì thành thiết bị
dày lên và cuối cùng là giá
cao hơn. Cần lưu ý là chỉ SDV mới được coi là valve có chức năng cách ly chứ
các loại Control valve dù có đóng được cũng không coi là có chức năng này.
·
Blowdown
valve: hay còn gọi là depressurization valve. Blowdown valve là gì?trước tiên nó nằm trong nhóm On valve và
thứ 2 nó là một cái valve để giải phóng hydrocarbon đi ra đuốc hoặc vent nếu
khu vực đó bị sự cố, sự cố nghiêm trọng là bị cháy tại khu vực có hydrocarbon ở
áp suất cao, áp suất cao trong ống kết hợp với sự giảm cơ tính của vật liệu do
quá nóng dẫn đến khả năng gãy, vỡ, do đó cần phải di chuyển hydrocarbon đi chỗ
khác. Nếu quý vị đi trong 1 số
công ty dầu khí tại thành phố Hồ Chí Minh sẽ thấy khẩu hiệu “Keep
it in pipe”, cái này chưa đúng vì nếu nó bị đốtở đáy thì tốt nhất là di chuyển nó đi chỗ khác cho đỡ nóng trước
khi ống bị bể. Do đó khẩu hiệu đúng phải là “Keep it in pipe and
dispose it to the right place”. Nhóm blowdown valve này nói cho đúng là chỉ cho dòng bị tắc phía trước nó đi chỗ
khác, đằng sau BDV luôn có 1 orifice nhằm điều tiết dòng tránh cho việc xộc ra
1 đống hydrocarbon 1 lúc rồi sau đó không còn gì, lúc đó hệ thống đuốc hoặc vent sẽ cực to chỉ để phục vụ bọn BDV xả
ra trong có vài giây. Cái orifice để
hạn chế dòng thực ra chỉ là 1 cái đĩa thép có đục 1 cái lỗ nhỏ ở giữa vừa đủ
cho 1 dòng khí cố định đi vào. Tính toán cái lỗ này khá phức tạp, tiêu chuẩn
tính phổ biến là áp hệ thống mà nó bảo vệ về 100 psig trong vòng 15 phút. Một đặc
điểm cần nhớ là BDV nếu có thể làm được thì nên xài loại full bore để giảm yếu
tố tắc nghẽn lúc xả áp- cái này tuy không bắt
buộc nhưng là yếu tố khuyến cáo. Một câu hỏi khá hay gặp là chả nhẽ chỗ nào bị
“giam” cũng phải có automatic blowdown? Cái này trong thực tế là tuỳ cơ ứng biến,
chỗ nào có inventory lớn thì phải blowdown còn nhỏ quá thì chậc lưỡi bỏ qua, thế
nhỏ là bao nhiêu? Tiêu chuẩn
Norsok là quá 1 tấn hydrocarbon trong đoạn ống bị “nhốt” thì phải blowdown, tiêu
chuẩn Pháp thì tính thêm cả yếu tố
áp suất qua công thức PxV nếu tích số này >100 bargxm3 thì phải có blowdown
còn không thì thôi. BP thì thoáng hơn, cho hẳn 30 tấn hydrocarbon làm gì thì làm, nếu quá số đó thì vui lòng gắn
Automatic blowdown giùm. Đó là piping thế pipeline thì xử lý ra sao? Chã nhẽ cứ vài m hoặc vài trăm
m là phải lắp 1 blowdown valve? Tất nhiên chẳng ai làm kiểu đó cả mà có quy định
hẳn về mật độ dân cư/1 trạm blowdown hay còn gọi là line break valve station.
Nói chung các quy định như trên chỉ mang tính quy ước, thực tế là tuỳ vị trí mà
quyết định biến báo, việc làm vài
automatic blowdown valve không khó nhưng đi kèm nó là hệ thống vent hoặc đuốc
đòi hỏi phải đặt cách xa vị trí con người thường có mặt, đầu tư này thường khá
đắt đỏ và chỗ rất dễ bị “điểm huyệt” đầu tiên khi xem xét tài liệu thiết
kế.
· On off control valve: On/Off control valve là mấy valve vừa On vừa Off tuỳ
theo nhu cầu điều khiển,vì chức năng như vậy nên nó được nối trực tiếp vào hệ
thống DCS thay vì SIS và không được tính tới như là 1 phương tiện cách ly trong
HAZOP. Nhóm này cũng thấy khá phổ biến trong các nơi cần
tich áp hay mức tại các bình khi lưu lượng quá nhỏ và việc duy trì cả mức và áp
một cách liên tục là không cần thiết. Nguyên tắc hoạt động khá đơn giản là “đầy
rồi xả”.
·
Hot gas bypass: valve này khá hiếm gặp trong thực tế. Nó thường được cắm từ
đầu xả đến đầu hút của máy nén, valve này chỉ được sử dụng khi nhóm anti surge
valve mở không đủ nhanh để bù dòng cho máy nén khi máy nén rơi vào vùng surge.
Vùng surge hiểu nôm na là vùng mà máy nén rung dữ dội do thiếu dòng đi vào máy
nén, cụ thể surge là cái gì thì xin mời gúc gù nha. Để
máy nén không đi vào vùng surge thì thường hay lắp 1 cái Anti Surge
Valve lấy chỗ mát nhất của máy nén để lộn ngược lại đầu hút, nguyên nhân lấy chỗ
mát nhất là vì lúc nén nhiệt độ khí sẽ tăng lên (xin mời xem nhiệt động học
nha) nếu lấy chỗ nóng rồi nhồi lại đến chỗ nóng hơn thì toàn bộ đống kim loại ở
cửa xả sẽ hoạt động ở nhiệt độ rất cao và hư nhanh, tuy nhiên Anti Surge
Valve do lấy ở chỗ mát nhất nên đoạn từ cửa xả đến Valve khá xa nên thỉnh thoảng
phản ứng chậm tức là máy nén đã vào vùng surge thì valve mới bắt đầu xong hành
trình của mình, đó là lý do của Hot gas bypass valve. Hot gas bypass cũng coi
là fast acting valve nhưng khác ở chỗ là bọn ASV cho phép máy nén duy trì hoạt
động 1 thời gian còn Hot gas bypass chỉ cứu máy nén khi bị sự cố là xong nhiệm
vụ.
·
Subsea SDV: Còn gọi là SSIV, hay valve ngầm. Bọn này đặt là để cách ly khu
có người ra khỏi phần ống dầu hoặc khí chứa hydrocarbon rất lớn trong pipeline.
Tuỳ theo mật độ người, xác suất mà đoạn ống từ valve SDV cuối cùng trên topside có thể bị vỡ mà quyết định
có nên đặt SSIV hay không. Bài học từ vụ Piper alpha là bài học rất đáng lưu
tâm trong trường hợp này. Ngày nay rất nhiều valve ngầm đã được thay thế bằng
Subsea Checkvalve do bớt được phần hydraulic, J tube nhưng vẫn phong trào này vẫn
chỉ dừng ở vùng nước sâu do chi phí lặn ngụp để mở valve khi phóng pig vẫn còn
lớn.
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét