Mô phỏng công nghệ hóa học và dầu khí - Các thiết bị trên đường ống

Nhóm Mô phỏng Công nghệ Hoá học và Dầu khí Trường Đại học Bách khoa Hà Nội CÁC THIẾT BỊ TRÊN ĐƯỜNG ỐNG  Trộn hỗn hợp (Mixer) Đường ống (Pipe Segment) Chia dòng (Tee) Van (Valve) Van an toàn (Relief Valve) Mixer / Tee Mixer: Trộn dòng (vật chất/năng lượng) • Nhiều dòng vào, một dòng ra • Áp suất: sử dụng giá trị mặc định Tee: chia dòng (vật chất) • Một dòng vào, nhiều dòng ra • Sử dụng để xả, chia đường ống, 2 Mixer Từ hai hay nhiều dòng nguyên liệu vào thành một dòng ra Khi biết các tham số (T, P, thành phần) các dòng vào, Hysys sẽ tự động tính toán các tham số tương ứng của dòng ra Khi biết P của tất cả các dòng và T của dòng ra, Hysys cũng có thể tính toán ngược lại giá trị T của một trong các dòng vào chưa biết Chú {: do hiệu ứng hỗn hợp, T của dòng hỗn hợp có thể hoàn toàn khác T của các dòng nguyên liệu vào 3 TRỘN HỖN HỢP - VÍ DỤ Nhập các cấu tử: C1 C2 C3 i-C4 n-C4 i-C5 n-C5 n-C6 Chọn PR 4 Mixer - Ví dụ STREAM 1 STREAM 2 Temperature, oC 10.0000 -20.0000 Pressure, kPa 4100.0000 4000.0000 Molar Flow, kgmole/hr 35.0000 2.0000 Enter Simulation Environment Stream 1, Stream 2 và Mix Out Condition Page 5 Mole Fraction STREAM 1 STREAM 2 C1 0.1900 0.2500 C2 0.1500 0.2100 C3 0.1500 0.1500 i-C4 0.1400 0.1100 n-C4 0.1100 0.1300 i-C5 0.0800 0.0500 n-C5 0.0900 0.0700 n-C6 0.0900 0.0300 Mixer - Ví dụ 6 Mixer - Ví dụ Thiết lập Mixer 7 Mixer - Ví dụ 8 Nối các dòng với Mixer Mixer - Ví dụ Xem kết quả trong Worksheet tab 9 ĐƯỜNG ỐNG  Mô phỏng hệ thống đường ống phức tạp • Một pha hoặc nhiều pha • Tính toán truyền nhiệt chính xác  Có 3 cách tính toán tuz thuộc vào các tham số được cung cấp • Độ giảm áp DeltaP (Pressure Drop Mode) • Lưu lượng (Flow Mode) • Chiều dài (Length Mode) 10 ĐƯỜNG ỐNG Pressure Drop Mode yêu cầu cung cấp các thông tin:  Lưu lượng dòng  Chiều dài đường ống, đường kính ống, sự thay đổi độ cao đặt đường ống  Sự truyền nhiệt  Ít nhất một giá trị nhiệt độ và một giá trị áp suất của dòng (dòng vào hoặc dòng ra) 11 ĐƯỜNG ỐNG  Length Mode yêu cầu cung cấp các thông tin sau:  Flow  Heat transfer information  Pipe diameter  Inlet and Outlet Pressure (or one stream Pressure and Pressure Drop)  One stream temperature  Initial estimate of Length Sử dụng giá trị Estimate of Length để tính toán 12 ĐƯỜNG ỐNG  Flow Mode yêu cầu cung cấp các thông tin sau:  Pipe Length and diameter  Heat transfer information  Inlet and Outlet Pressure (or one stream Pressure and Pressure Drop)  One stream temperature  Initial estimate of Flow Sử dụng giá trị estimate of Flow để tính toán 13 ĐƯỜNG ỐNG Design tab Connections Page Có thể: Thay đổi tên Thêm dòng năng lượng cho đoạn ống 14 ĐƯỜNG ỐNG  Các dòng liên kết với ống: • Feed • Product • Energy stream  Các thông số cần cung cấp: • Flow • Pipe length, diameter and elevation change • Heat transfer information • At least one stream temperature and one pressure 15 ĐƯỜNG ỐNG Design tab - Parameters Page Các phương pháp tính dòng hai pha 16 ĐƯỜNG ỐNG Design tab → Calculation Page: điền các tham số sau: 17 ĐƯỜNG ỐNG Pressure Tolerance Độ lệch dùng để so sánh áp suất trong vòng lặp khi tính toán Temperature Tolerance Độ lệch dùng để so sánh nhiệt độ trong vòng lặp khi tính toán Heat Flow Tolerance Độ lệch dùng để so sánh giá trị dòng năng lượng trong vòng lặp khi tính toán Length Initial Guess Thuật toán sử dụng khi tính toán chiều dài đường ống Flow Initial Guess Thuật toán sử dụng khi tính toán lưu lượng dòng vật liệu trong đường ống Flow Step Size Thuật toán sử dụng khi tính toán lưu lượng dòng vật liệu trong đường ống Default Increments Số lượng các đoạn nhỏ được chia cho mỗi đoạn đường ống khi tính toán (trong Calculation page) 18 ĐƯỜNG ỐNG Rating tab Sizing Page Cần cung cấp đầy đủ thông tin của mỗi đoạn 19 ĐƯỜNG ỐNG 20 Number 1 2 3 4 5 6 7 Represented by A F1 B F2 C F3 D Fitting/Pipe Pipe Fitting Pipe Fitting Pipe Fitting Pipe Length x1 N/A y1 N/A x2 N/A Elevation 0 N/A y1 N/A 0 N/A y2 ĐƯỜNG ỐNG Adding Segment 21 ĐƯỜNG ỐNG View Segments 22 ĐƯỜNG ỐNG Rating tab - Heat Transfer Page Chọn By Segment 23 ĐƯỜNG ỐNG Rating tab → Heat Transfer Page Chọn Overall Inside 24 ĐƯỜNG ỐNG Rating tab - Heat Transfer Page 25 Chọn Overall Outside ĐƯỜNG ỐNG Chọn giá trị Conductivity phù hợp 26 Rating tab → Heat Transfer Page Chọn Overall Conduction ĐƯỜNG ỐNG 27 Chọn giá trị Conductivity phù hợp ĐƯỜNG ỐNG 28 ĐƯỜNG ỐNG – VÍ DỤ Components: C1, C2, C3, i-C4, n-C4, i-C5, CO2, H2O EOS: PR 29 ĐƯỜNG ỐNG – VÍ DỤ Tab [Page] Trong ô ... Nhập giá trị ... Worksheet [Conditions] Temperature, oC 50 Pressure, kPa 3000 Worksheet [Compositions] Methane 0.8800 Ethane 0.0600 Propane 0.0300 i-Butane 0.0050 n-Butane 0.0050 i-Pentane 0.0020 CO2 0.0100 H2O 0.0080 30 Thiết lập dòng vật liệu Feed Lưu {: dòng chưa xác định hoàn toàn Thiết lập Pipe Segment với các tham số sau trong Design Tab – Connection Page & Parameter Page ĐƯỜNG ỐNG – VÍ DỤ 31 Tab [Page] Trong ô ... Nhập giá trị ... Design [Connections] Feed Feed Product Product Energy Duty Design [Parameters] Pipe Flow Correlation Beggs and Brill Delta P kPa 1000 Thiết lập Pipe Segment: Design Tab – Connections Page ĐƯỜNG ỐNG – VÍ DỤ 32 Thiết lập Pipe Segment: Design Tab – Parameters Page ĐƯỜNG ỐNG – VÍ DỤ 33 Thiết lập Pipe Segment Rating tab Sizing page Fitting/Pipe Pipe Length 500 m Elevation Change 0 m Material Mild Steel Increments 10 ĐƯỜNG ỐNG – VÍ DỤ 34 Thiết lập Pipe Segment: Rating Tab – Sizing Page ĐƯỜNG ỐNG – VÍ DỤ 35 Thiết lập Pipe Segment Rating Tab – Sizing Page & Heat Transfer Page  Sizing Page - Bấm phím View Segment  Chọn schedule 40 pipe diameter 101.6 mm (4 inch)  Hysys sẽ tính Outer & Inner diameter Heat Transfer Page  Nhập giá trị Heat Loss 5000 kJ/h ĐƯỜNG ỐNG – VÍ DỤ 36 Thiết lập Pipe Segment: Rating Tab – Sizing Page – View Segnment ĐƯỜNG ỐNG – VÍ DỤ 37 Thiết lập Pipe Segment: Rating Tab – Heat Transfer Page ĐƯỜNG ỐNG – VÍ DỤ 38 ĐƯỜNG ỐNG – VÍ DỤ Kiểm tra kết quả: bấm phím View Profile Performance Tab → Profile Page Kết quả tính toán lưu lượng dòng xem trong Worksheet Page 39 Kiểm tra kết quả tính Pipe Segment: Performence Tab – Profiles Page ĐƯỜNG ỐNG – VÍ DỤ 40 Đọc kết quả tính Pipe Segment: Worksheet Tab – Conditions Page ĐƯỜNG ỐNG – VÍ DỤ 41 VAN  Van gồm 2 loại chính: • Van tay • Van điều khiển  Mục đích: Điều chỉnh lưu lượng dòng khí, lỏng dựa vào việc thay đổi tiết diện đường ống  Các tham số: • Nhiệt độ dòng vào • Nhiệt độ dòng ra • Áp suất dòng vào • Áp suất dòng ra • Giảm áp trên van  Yêu cầu xác định 3 tham số, Hysys sẽ tính toán 2 tham số chưa biết 42 VAN Bước 1: Add Components 43 VAN Bước 2: Thiết lập hệ nhiệt động 44 VAN Bước 3: Nhập tham số dòng 1 45 VAN Bước 4: Thành phần các cấu tử trong dòng 1 46 VAN Bước 5: Nhập thông số van 47 VAN Bước 6: Khi độ mở van 50% 48 VAN Bước 7: Thành phần dòng ra khi độ mở van 50% 49 VAN Bước 8: Giảm áp áp trên van 50 VAN Bước 9: Đọc Kết quả nhận được 51 RELIEF VALVE Sử dụng khi áp suất trong hệ thống tăng Dòng qua valve: • Lỏng • Khí • Lỏng có hạt rắn • Có thể kết hợp của 3 loại trên 52 Thiết lập áp suất mở cho van 53 Khi áp suất tăng 54