Bơm ly tâm dùng trong công nghiệp dầu mỏ, hóa dầu và khí thiên nhiên - Phần 28

12 tháng 12 2018

F.4.3.2.1 Giải pháp

F.4.3.2.1 Việc kiểm tra điều kiện F.1.2 a) được tiến hành như sau:

Đối với vòi hút mặt đầu 10 in:

Vì MYSA vượt quá giá trị quy định trong Bảng 5 (đơn vị USC) bởi lớn hơn hệ số 2 nên không thỏa mãn. Giả sử MYSA có thể giảm xuống -3 599. Khi đó,

|MYSA/MYST4| =|-3 599/1800| = 1,999 < 2,00

Đối với vòi xả trên cùng 8 in:

Miễn là MYSA có thể giảm xuống -3 599, tải trọng đường ống tác động lên mỗi vòi thỏa mãn được điều kiện quy định trong F.1.2a).

F.4.3.2.2 Việc kiểm tra điều kiện F.1.2 b) được tiến hành như sau:

Đối với vòi hút, FRSA và MRSA được xác định dùng căn bậc hai của tổng phương pháp lấy bình phương:

Liên quan đến công thức (F.1):

1,95 < 2

Đối với vòi xả, FRDA và MRDA được xác định bằng phương pháp tương tự được sử dụng để tìm FRSA và MRSA:

Liên quan đến công thức (F.2):

1,92 < 2

Tải trọng tác động lên mỗi vòi phun thỏa mãn công thức tương tác thích hợp, do vậy điều kiện xác định trong F.1.2 b) được thỏa mãn.

F.4.3.2.3 Kiểm tra điều kiện F.1.2 c) được tiến hành như sau:

Để kiểm tra điều kiện này, lực và mô men bộ phận được tịnh tiến và phân giải đến tâm bơm. FRCA được xác định như sau [xem F.1.2 c)]:

Liên quan đến công thức (F.3):

4 501 < 1,5 · (2 200 + 1560)

4 501 < 5640

MYCA được xác định như sau [xem F.1.2 c)]:

= (-3599) + (-2500)+[(+2900)(0,00)+(+1600)(+15)-(-1990)(+10,5)-(+1950)(0,00)]/12

= - 2 358

Liên quan đến công thức (F.4):

|MYCA| < 2,0 |(MYST4 + MYDT4)

|-2 358| < 2,0 |(1800 + 1300)

2 358 < 6200

MRCA được xác định như sau [xem F.1.2c)):

MXCA=(-1 000) +(+500) -[(0)(0,00) +(-100)(+15,00)-(-1 990)(0,00)-(+1 950)(-12,25)]/12

= -2 366

MYCA = -2 358 (xem tính toán ở phần trước)

MZCA = (-5 500) +(-3 600) -[(+2 900)(0,00)+(+1 600)(-12,25) -(0)(+10,50) -(-100)(0,00)]/12

= -7 467

MRCA = [(-2 366)2 + (-2358)2 + (-7 467)2]0,5 = 8180

Liên quan đến công thức (F.5):

MRCA < 1,5 · (MRST4 + MRDT4)

8 180 < 1,5 · (5 000 + 3500)

8 180 < 12750

Như vậy, tất cả các yêu cầu của F.1.2 c) đã được thỏa mãn.

F.4.4 Ví dụ 2B - Đơn vị USC

F.4.4.1 Vấn đề

Đối với bơm trục thẳng đứng NPS3. NPS4. 7 (OH3 hoặc OH6), tải trọng vòi được đề xuất áp dụng như được cho trong Bảng F.6. Bằng cách kiểm tra, FZSA, MZSA, và MXDA lớn hơn hai lần giá trị được cho trong Bảng 5 (đơn vị USC). Như đã nêu ở F.2, tải trọng bộ phận này chấp nhận được miễn là ứng suất chính được tính nhỏ hơn 41 Mpa. Vấn đề là xác định ứng suất chính cho vòi hút và vòi xả.

Bảng F.6 - Tải trọng vòi được đề xuất ứng dụng cho Ví dụ 2B

Lực

Giá trị

lbf

Mô men

Giá trị

ftlbf

-

FXSA

FYSA

FZSA

-

-500

-1 200

Hút NPS 4

MXSA

MYSA

MZSA

-

+100

-1 500

-

FXDA

FYDA

FZDA

-

+300

-500

Xả NPS 3

MXDA

MYDA

MZDA

-

+2000

+200

F.4.4.2 Giải pháp

F.4.4.2.1. Tính toán vòi hút như sau:

Với ống quy trình 40 có kích cỡ danh nghĩa 4 in, Do = 4,500 in và Di = 4,026 in. Do vậy,

Công thức (F.10) được sử dụng để xác định ứng suất dọc cho vòi hút, .

Tải trọng FYSA tác động lên vòi hút theo chiều âm Y và tạo ra ứng suất nén; do vậy, ký hiệu âm trên FYSA được dùng.

= [1,27 . (-1 200)/4,04] + [122 . 4,500 .1 500] /147,34

= 3 367

Công thức (F.11) được dùng để xác định ứng suất cắt cho vòi hút, .

= (1,27. 583/4,04) + [61 . 4,500 (|-1500|) /147,34]

= 2 978

Ứng suất chính cho vòi hút,  được tính khi sử dụng công thức (F.9):

= (+3 367/2) + [(+3 367)2/4 + (+2 978)2]0,5

= +5 105 < 5 950

Như vậy, tải trọng vòi hút thỏa mãn.

F.4.4.2.2 Tính toán vòi xả như sau:

Với ống quy trình 40 có kích cỡ danh nghĩa 3 in, Do = 3,500 và Di =3,068. Do vậy,

Công thức (F.10) được dùng để xác định ứng suất dọc cho vòi xả,

Tải trọng FYDA tác động lên vòi xả là chiều âm Y và tạo ra ứng suất kéo; do vậy, ký hiệu dương trên FYDA được sử dụng.

= [1,27(+500)/2,84] + [122(3,5)(2 002)]/61,47

= 14 131

Công thức (F.11) được dùng để xác định ứng suất cắt cho vòi xả,

= [1,27. 316/2,84] + [61. 3,500 . (|+200|)/61,47]

= 836

Ứng suất chính cho vòi xả,  được tính khi sử dụng công thức (F.9):

= (+14 131/2) + [(+14 131)2/4 + (+836)2]0,5

= +14 181 > 5950

Như vậy, tải trọng vòi xả quá lớn. Bằng việc kiểm tra, nếu MXDA giảm 50 % xuống 1 000 ft.lbf, ứng suất chính phải vượt quá 5 950 psi. Do đó, giá trị lớn nhất cho MXDA gấp hai lần MXDT4, hoặc 1 400ft.lbf.

 

Phụ lục G

(tham khảo)

Hướng dẫn lựa chọn loại vật liệu

Bảng G.1 sử dụng để hướng dẫn chung cho các nhà máy thi công tại chỗ và các công tác chuyển giao, bốc dỡ hàng. Không nên sử dụng bảng này nếu không am hiểu tình hình chung của các công việc liên quan.

Bảng G.1 - Hướng dẫn lựa chọn loại vật liệu

Công việc

Nhiệt độ

Dải áp suất

Loại vật liệu

Ghi chú khi tham khảo

°C

(oF)

Nước sạch, nước ngưng, nước tháp làm mát

<100

<212

Tất cả

I-1 or I-2

-

Nước sôi và nước công nghiệp

<120

12 đến 175

>175

<250

250 đến 350

>350

Tất cả

Tất cả

Tất cả

I-1 or I-2

S-5

S-6,C-6

a

a

a

Nước cấp cho lò hơi

Tách trục

Vỏ đôi (thùng)

 

>95

>95

 


>200

 

Tất cả

Tất cả

 

C-6

S-6

 

 

-

Bơm tuần hoàn của lò hơi

>95

>200

Tất cả

C-6

-

Nước thoát, nước trống ngưng hồi lưu, rút nước, và chứa hydrocacbon của các loại nước này, bao gồm các dòng chảy ngược

<175

>175

<350

>350

Tất cả

Tất cả

S-3hoặcS-6

C-6

b

-

Propan, butan, dầu khí hóa lỏng, amoniac, etylen, các công việc yêu cầu nhiệt độ thấp (nhiệt độ kim loại nhỏ nhất)

230

>-46

>-73

>-100

>-196

<450

>-50

>-100

>-150

>-320

Tất cả

Tất cả

Tất cả

Tất cả

Tất cả

S-1

S-1(LCB)

S-1(LC2)

S-1(LC3)

A-7hoặcA-8

-

h

h

h,i

h,i

Dầu diezen; xăng, dầu mỏ, dầu hỏa, dầu khí, điện, dầu bôi trơn loại nặng và trung bình, dầu nhiên liệu, chất bã, dầu thô, atphan, đáy thô tổng hợp

<230

230đến370

>370

<450

450 đến700

>700

Tất cả

Tất cả

Tất cả

S-1

S-6

C-6

-

b,c

b

Hyđrocacbon không bị ăn mòn, ví dụ như chất xúc tác, xăng đồng phân hóa, dầu khử lưu

230đến 370

450 đến700

Tất cả

S-4

c

Xylen, hydrocacbon không màu (CH3C6H5), aceton, benzen, fufuran, MEK, cumene

<230

<450

Tất cả

S-1

-

Natri cacbonat

<175

<350

Tất cả

I-1

-

Kiềm (natrihydroxit), nồng độ < 20%

<100

>100

<212

>212

Tất cả

Tất cả

S-1

-

d

e

Nước chua

<95

<200

Tất cả

-

f

Nước chứa lưu huỳnh

<260

<470

Tất cả

D-1

-

Nước lò, nước vỉa và nước biển

Tất cả

Tất cả

Tất cả

D-1hoặc D-2

f

Lưu huỳnh (dạng lỏng)

Tất cả

Tất cả

Tất cả

S-1

-

Bùn FCC

<370

<700

Tất cả

C-6

-

Cacbonat kali

<175

<350

Tất cả

C-6

 

<370

<700

Tất cả

A-8

 

Các dung dịch gốc MEA, DEA và TEA

<120

<250

Tất cả

S-1

-

Các dung dịch sạch DEA, TEA

<120

<250

Tất cả

S-1hoặc S-8

<i.g

Dung dịch sạch MEA (chỉ có CO2)

80 đến 150

175 đến 300

Tất cả

S-9

d

Dung dịch sạch MEA (CO2 và H2S)

80 đến 150

175 đến 300

Tất cả

S-8

d,g

Các dung dịch đậm đặc MEA-, DEA-, TEA

<80

175

Tất cả

S-1hoặc S-8

d

Nồng độ axit sunfuric > 85 %

<38

<100

Tất cả

S-1

b

85 % đến mức < 1 %

<230

<450

Tất cả

A-8

b

Nồng độ axit hydroflouric > 96 %

<38

<100

Tất cả

S-9

b

Vật liệu để chế tạo các bộ phận bơm được cho trong Phụ lục H.

Phải có các đề xuất vật liệu cụ thể đối với các công việc không được xác định rõ ràng nêu trong bảng này.

Nếu vỏ gang (6.12.1.6) được đề xuất cho công việc liên quan đến hóa chất thì chỉ sử dụng tại các vị trí không nguy hiểm. Vỏ thép cũng có thể được sử dụng cho các bơm đang sử dụng nằm gần nhà máy thi công hoặc bất kỳ địa điểm nào mà hơi nước đế thoát ra từ bộ phận hư hỏng có thể gây nguy hiểm cho các bơm sốc thủy lực, ví dụ như công việc chất hàng.

a) Hàm lượng ô xy và chất đệm của nước có thể được xem xét trong khi lựa chọn vật liệu.

b) Độ ăn mòn của nước thoát, hyđrocacbon trên 230 °C (450 °F), axit và cặn axit có thể thay đổi lớn. Do vậy, nên có các đề xuất vật liệu sử dụng trong mỗi trường hợp. Loại vật liệu chỉ ra trên đây đáp ứng phần nhiều các các yêu cầu này, tuy nhiên vẫn phải được xác định lại. Các vật liệu S-8 cũng được xem xét khi nhiệt độ vận hành dưới 95 °C (200 °F).

c) Nếu tính ăn mòn của sản phẩm thấp, các vật liệu loại S-4 có thể được sử dụng đối với các công việc ở 231 °C đến 370 °C (451 °F đến 700 °F). Nên có các đề xuất vật liệu cụ thể đối với mỗi trường hợp.

d) Tất cả các mối hàn phải là loại ứng suất thấp.

e) Nên sử dụng vật liệu hợp kim UNS N 08007 hoặc Ni-Cu cho bơm.

f) Đối với nước lò, nước vỉa và nước biển, khách hàng và nhà cung cấp nên thỏa thuận về loại vật liệu xây dựng phù hợp nhất với mục đích sử dụng.

g) Nhà cung cấp phải xem xét tác động của độ giãn nở vật liệu khác nhau giữa vỏ và rô to và khẳng định sự phù hợp nếu nhiệt độ vận hành vượt quá 95 °C (200 °F).

h) Các vật liệu được lựa chọn đối với công việc cần nhiệt độ thấp phải đáp ứng các yêu cầu trong 6.12.1.6 và 6.12.4. Các cấp hợp kim đúc LCB, LC2 và LC3 được nêu ra chỉ để tham khảo. Các cấp LCB, LC2 và LC3 tham khảo ISO 4911. Các cấp C23-45BL, C43E2AL và C43L tương đương với ASTM A352/A352M, các cấp LCB, LC2 và LC3. Sử dụng các vật liệu tương đương cho hợp kim rèn.

i) Các hợp kim vật liệu căn cứ vào nhôm, đồng, đồng nhôm và niken có thể được xem xét nhiệt độ thấp ở mức -196 °C (-320 °F).

Xem lại: Bơm ly tâm dùng trong công nghiệp dầu mỏ, hóa dầu và khí thiên nhiên - Phần 27

Xem tiếp: Bơm ly tâm dùng trong công nghiệp dầu mỏ, hóa dầu và khí thiên nhiên - Phần 29