Đang tải... (xem toàn văn)
LỜI NÓI ĐẦU Trong thời kì hiện nay, cùng với với sự phát triển của công nghiệp hóa hiện đại hóa thì vấn đề khoan khai thác dầu khí ngày càng phát triển, vậy chúng ta phải làm thế nào để quá trình khai thác vận chuyển dầu khí hiệu quả, an toàn hơn. Có nhiều yếu tố quyết định đến việc này ,trong đó phải kể đến các loại van, một thiết bị không thể thiếu trong khai thác, vận chuyển dầu khí. Việc tiến hành nghiên cứu vấn đề này có ý nghĩa thiết thực nhằm tìm ra phương pháp điều chỉnh, kìm nén dòng chảy của chất lưu trong quá trình khai thác, vận chuyển dầu khí nhờ các loại van qua đó nâng cao hiệu quả khi sử dụng chúng. Với mong muốn góp phần vào sự phát triển của ngành công nghiệp Dầu khí nước nhà, được sự cho phép của Khoa Dầu khí trường Đại học Mỏ Địa chất, của Bộ môn Thiết Bị Dầu Khí, với sự hướng dẫn của thầy Lê Đức Vinh chúng em làm đề tài: “Tìm hiểu các loại van trong công nghiệp dầu khí”. Đây là đề tài rất thiết thực cho sinh viên ngành Thiết Bị Dầu Khí. Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy Lê Đức Vinh bộ môn Thiết Bị Dầu Khí đã giúp đỡ chúng em hoàn thành đề tài này. Mặc dù đã rất cố gắng nhưng do kiến thức thực tế còn hạn chế nên đề tài không thể tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong nhận được sự giúp đỡ đóng góp ý kiến của thầy cô giúp đề tài của chúng em hoàn thiện hơn.
Đề tài NCKH: Tìm hiểu các loại van trong CN Dầu khí MỤC LỤC Lời nói đầu ………………………………………………………………….……… 2 Chương 1: Tìm hiểu chung về van …………………………………………… … …3 I. Lịch sử hình thành và phát triển ……………………………………… …… 3 1. Khái niệm ……………………………………………………… ….….3 2. Cơ chế vận hành ………………………………………………… ……3 II. Một vài loại van trong ngành công nghiệp dầu khí ……………………… …4 1. Van cửa (Gate valve) ……………………………………………………4 2. Van cầu (Globe valve) ……………………………………………….….5 3. Van nút (Plug valve) ………………………………………………….…8 4. Van an toàn (Safe valve) ……………………………………… …… 9 5. Van bi (Ball valve)…………………………………… ……… ……12 6. Van bướm (Butterfly valve)……………………………………… … 14 7. Van điều khiển (Control valve)…………………………………… ….15 8. Van một chiều (Check valve) …………………………………… … 18 Chương 2: Nghiên cứu về van cửa ……………………………………………… ….22 I. Định nghĩa …………………………………………………………… …… 22 II. Nguyên lý hoạt động …………………………………………………… ….22 III. Cấu tạo ……………………………………………………………………… 23 IV. Ưu nhược điểm của van cửa …………………………………………… … 29 V. Các dạng hỏng và biện pháp nâng cao hiệu quả sử dụng của van ………… 30 Kết luận …………………………………………………………………………… 32 Trường Đại học Mỏ - Địa chất Page 1 Đề tài NCKH: Tìm hiểu các loại van trong CN Dầu khí LỜI NÓI ĐẦU Trong thời kì hiện nay, cùng với với sự phát triển của công nghiệp hóa hiện đại hóa thì vấn đề khoan khai thác dầu khí ngày càng phát triển, vậy chúng ta phải làm thế nào để quá trình khai thác vận chuyển dầu khí hiệu quả, an toàn hơn. Có nhiều yếu tố quyết định đến việc này ,trong đó phải kể đến các loại van, một thiết bị không thể thiếu trong khai thác, vận chuyển dầu khí. Việc tiến hành nghiên cứu vấn đề này có ý nghĩa thiết thực nhằm tìm ra phương pháp điều chỉnh, kìm nén dòng chảy của chất lưu trong quá trình khai thác, vận chuyển dầu khí nhờ các loại van qua đó nâng cao hiệu quả khi sử dụng chúng. Với mong muốn góp phần vào sự phát triển của ngành công nghiệp Dầu khí nước nhà, được sự cho phép của Khoa Dầu khí trường Đại học Mỏ - Địa chất, của Bộ môn Thiết Bị Dầu Khí, với sự hướng dẫn của thầy Lê Đức Vinh chúng em làm đề tài: “Tìm hiểu các loại van trong công nghiệp dầu khí”. Đây là đề tài rất thiết thực cho sinh viên ngành Thiết Bị Dầu Khí. Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy Lê Đức Vinh bộ môn Thiết Bị Dầu Khí đã giúp đỡ chúng em hoàn thành đề tài này. Mặc dù đã rất cố gắng nhưng do kiến thức thực tế còn hạn chế nên đề tài không thể tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong nhận được sự giúp đỡ đóng góp ý kiến của thầy cô giúp đề tài của chúng em hoàn thiện hơn. Hà Nội, tháng 3 năm 2013 Sinh viên thực hiện: Trường Đại học Mỏ - Địa chất Page 2 Đề tài NCKH: Tìm hiểu các loại van trong CN Dầu khí 1.Lâm Hữu Long 2.Lê Viết Tân Vũ 3.Nguyễn Thị Loan 4.Đỗ Khánh Ly 5.Đặng Thị Luyến CHƯƠNG 1: TÌM HIỂU CHUNG VỀ VAN I. Lịch sử hình thành và phát triển. Bằng chứng cổ về các loại van có thể truy lại thời điểm cổ của người Ai Cập và người Hy Lạp. Nó là vào thời của người Roman, tất cả mọi người đều công nhận như các nhà phát triển tương đối phức tạp của hệ thống ống nước. Hệ thống ống nước của họ đã được cải tiến đủ để cung cấp nước cho các tòa nhà riêng lẻ mà họ đã phát triển, các van, khóa vòi và đó cũng là bằng chứng của người Roman đã sử dụng van an toàn ngăn chặn dòng chảy. Cơ bản triết lý vẫn như ngày hôm nay. Cùng với sự phát triển van trở lên ngày càng phức tạp. Các loại van sử dụng trong nhiều ngành, nhiều van cổng đã nhường chỗ cho van bi. 1. Khái niệm Van là 1 thiết bị cơ khí được dùng trong công nghiệp đường ống để điều chỉnh dòng chảy của vật chất. 2. Cơ chế vận hành Trường Đại học Mỏ - Địa chất Page 3 Đề tài NCKH: Tìm hiểu các loại van trong CN Dầu khí - Khi van đóng hoàn toàn thì sẽ không có dòng chảy của vật chất đi qua. - Nếu van chỉ mở 1 phần thì chỉ có 1 phần của dòng chảy đi qua. Khi van ở vị trí này thì nó được gọi là đang ở vị trí điều tiết lưu lượng của dòng chảy. - Khi van mở hoàn toàn thì ta có dòng chảy qua van là cực đại. II. Một vài loại van trong ngành công nghiệp dầu khí 1. Van Cửa (Gate valve) Là một trong những loại van được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp. a) Nguyên lý hoạt động Van cửa trượt lên và xuống trong đường ống để mở và đóng đường ống đó. Van cửa thường được dùng để mở toàn bộ hoặc đóng toàn bộ nên không phù hợp để kiểm soát áp suất và điều chỉnh hoặc tiết lưu dòng chảy vì không thể đạt được sự điều khiển chính xác. Trường Đại học Mỏ - Địa chất Page 4 Đề tài NCKH: Tìm hiểu các loại van trong CN Dầu khí b) Cấu tạo. Gồm các bộ phận chính: Đệm làm kín (packing) Thân van (body) Đế van (seat) 2. Van cầu (globe valve) a) Định Nghĩa. Trường Đại học Mỏ - Địa chất Page 5 Đề tài NCKH: Tìm hiểu các loại van trong CN Dầu khí Do vỏ van dạng bầu tròn nên người ta đặt tên "Van Cầu". Việt Nam thường dùng loại van này trên các hệ ống dẫn hơi nước nên còn có tên gọi khác là van hơi hay van điều tiết. Van cầu được dùng rộng rãi cả trong việc đóng/mở cũng như khi cần điều chỉnh dòng. b) Cấu tạo Gồm các bộ phận chính: Seals: đệm làm kín Bonnet: nắp Body: thân van Valve plug: nút van Valve seat: đế van c) Nguyên lý làm việc Trong van cầu dòng chảy khi qua van bị chuyển hướng. Sự đổi hướng dòng chảy này tạo nên sự cuộn xoáy và áp suất của dòng chảy qua van cũng bị giảm nhiều Trường Đại học Mỏ - Địa chất Page 6 Đề tài NCKH: Tìm hiểu các loại van trong CN Dầu khí hơn, do đó năng lượng đòi hỏi để chuyển chất lỏng qua van cũng lớn hơn. Phần đáy của cửa van nằm song song với hướng của dòng chảy, cửa van không trượt dọc theo bề mặt của vòng làm kín, do vậy mọi tiếp xúc giữa cửa van và vòng làm kín sẽ chấm dứt khi bắt đầu có dòng chảy. Van cầu có 3 phần chuyển động chính là đĩa van, ty van và đĩa xoay. Ty van nối đĩa xoay với đĩa van. Ren ngoài trên ty van khớp với ren trong tại cổ van. Vị trí tương đối giữa đĩa van và mặt đệm quyết định sự đóng mở cũng như lưu lượng dòng qua van. Dòng chảy trong thân van bị gấp khúc nhiều lần khiến cho tổn áp qua van khá cao. Đối với van cầu thì chỉ tạo nên sự mài mòn nhỏ do lực ma sát giữa các vòng làm kín và cửa van . Do vậy trong các công việc đòi hỏi phải vận hành van một cách thường xuyên thì van cầu là loại thích ứng hơn. Khi ở vị trí điều tiết thì toàn bộ phần cửa van nằm trong dòng chẩy do đó sự mài mòn xảy ra đồng đều hơn. Khi vòng làm kín và cửa van bị mài mòn đồng đều nhau thì sau một thời gian sử dụng lâu dài vẫn giữ được độ kín của nó. Vì lý do này nên chúng thường được dùng trong quá trình điều tiết dòng chảy. Trường Đại học Mỏ - Địa chất Page 7 Đề tài NCKH: Tìm hiểu các loại van trong CN Dầu khí Trong hình vẽ mô tả van đang ở vị trí điều tiết. Khi dòng chảy từ điểm A tới điểm B thì khả năng cửa van đóng bất thình lình và tắc nghẽn khi nó ở gần với vòng làm kín. Để có được sự vận hành ổn định, van cầu phải được lắp đặt vào hệ thống theo hướng dòng chảy vật chất đi từ phần dưới của cửa van lên. Van cầu có 3 dạng vỏ van khá thông dụng: Van góc, Van chữ Y, Van hai thân. Van góc cho phép chuyển hướng dòng chảy từ thẳng đứng sang nằm ngang (độ xoáy của dòng chảy và sự sụt áp đi qua van ít hơn). Van chữ Y có ty van nằm nghiêng so với trục nằm ngang của cổng vào và cổng ra. Van hai thân có vỏ chia làm 2 mảnh, nối với nhau bằng bu-long. 3. Van Nút (Plug valve) a) Cấu tạo. Trường Đại học Mỏ - Địa chất Page 8 Đề tài NCKH: Tìm hiểu các loại van trong CN Dầu khí b) Nguyên lý hoạt động. Phần điều chỉnh dòng chảy (cửa van) của loại van này có dạng nút. Vị trí của van được điều chỉnh bằng việc vặn tay quay. Khi vặn tay quay đi một góc 90 o ta sẽ có van ở vị trí đóng hoặc mở hoàn toàn. Nếu so sánh với van cửa thì loại van này có độ đóng mở nhanh hơn.Tay quay ở đầu phía trên của cần van trong van nút chuyển động theo cùng một hướng với khe hở của cửa van. Khi tay quay nằm song song với đường ống thì van ở vị trí mở. Khi van ở vị trí mở hoàn toàn thì dòng chảy đi qua van là đường thẳng còn khi nó ở vị trí điều tiết thì dòng chảy qua van sẽ tạo xoáy và xảy ra sự sụt áp. Van nút thường không được dùng cho mục đích điều chỉnh dòng chảy vì khi nó ở vị trí điều tiết thì cửa van sẽ bị mài mòn không đồng đều. 4. Van An Toàn (Safe valve) a) Định nghĩa Trường Đại học Mỏ - Địa chất Page 9 Đề tài NCKH: Tìm hiểu các loại van trong CN Dầu khí Van an toàn là một thiết bị thủy lực dùng để điều chỉnh áp suất trong mạch thủy lực. Van an toàn thuộc nhóm thiết bị điều chỉnh áp suất đầu vào, nó bảo vệ mạch thủy lực khỏi sự tăng áp vượt giá trị định mức. Trong quá trình làm việc van an toàn luôn ở trạng thái đóng. Khi áp suất đầu vào của van vượt giá trị định mức Van an toàn mở ra cho phép một phần chất lỏng chảy qua van về thùng chứa. b)Cấu tạo Cap: nắp Stem (spindle): thân trục quay A djusting screw: bulông điều chỉnh Bonnet: nắp Spring: lò xo Vent: lỗ thông hơi Disc: đĩa Trường Đại học Mỏ - Địa chất Page 10 [...]... tài NCKH: Tìm hiểu các loại van trong CN Dầu khí KẾT LUẬN Trong quá trình làm đề tài, chúng em đã học hỏi thêm được rất nhiều điểu bổ ích từ việc nghiên cứu các loại van trong công nghiệp dầu khí Qua đó chúng em biết thêm được những ưu nhược điểm của các loại van, cấu tạo và nguyên lý hoạt động của chúng Đề tài đã đem lại những kiến thức cùng kỹ năng rất bổ ích và thiết thực cho một kĩ sư cơ khí Tuy... van trong CN Dầu khí 7 Van Điều Khiển a)Định nghĩa Là loại van tự động điều chỉnh vị trí cửa van thông qua thiết bị điều khiển Nhiều loại van điều khiển bằng tay có thể lắp đặt thêm cơ cấu dẫn động vào thân van để trở thành van điều khiển b)Cấu tạo và nguyên lý hoạt động Trường Đại học Mỏ - Địa chất Page 16 Đề tài NCKH: Tìm hiểu các loại van trong CN Dầu khí Cơ cấu dẫn động: là một thiết bị dùng trong. .. đẩy xuống và van đóng lại khi tăng áp suất không khí nén trên màng ngăn sẽ làm cho van đóng lại - Cơ cấu định vị của van (Valve Positioner): Trường Đại học Mỏ - Địa chất Page 18 Đề tài NCKH: Tìm hiểu các loại van trong CN Dầu khí Đôi khi tín hiệu không khí nén từ thiết bị điều khiển không đủ để vận hành van một cách nhanh chóng hoặc giữ van ở vị trí mong muốn Trong những trường hợp này, van được nối... động của van một dưới tác động của chất lỏng -khí CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU VỀ VAN CỬA (GATE VALVE) Van cửa là loại van được sử dụng trong nhiều ứng dụng công nghiệp bao gồm ngành công nghiệp dầu khí, dược phẩm, sản xuất, ô tô, và hàng hải Van cửa rất phổ biến trong các ứng dụng ngầm, hoặc nơi không gian theo chiều dọc được giới hạn bởi vì chúng không mất thêm không gian Van cửa có thể được sử dụng trong môi... Đề tài NCKH: Tìm hiểu các loại van trong CN Dầu khí thường được nhìn thấy trong các nhà máy điện, xử lý nước, khai thác mỏ, và các ứng dụng ngoài khơi I Định nghĩa Van cửa dùng để ngăn dòng chảy hoặc một phần dòng chảy nhằm đạt được một dòng chảy mới ở sau van Khi van được mở hoàn toàn thì cửa van không nằm trong dòng chảy của vật chất II Nguyên lý hoạt động Van cửa trượt lên và xuống trong đường ống... vòng đỡ Các phần tử liên kết của van: Loại van này liên kết với đường ống bằng mặt bích ở cả hai đầu Van và đường ống được nối với nhau bằng các bulông Gioăng đệm được chèn vào giữa hai mặt bích của van và đường ống để sự nối có được độ kín cao Trường Đại học Mỏ - Địa chất Page 24 Đề tài NCKH: Tìm hiểu các loại van trong CN Dầu khí Ngoài ra còn có các dạng nối khác giữa đường ống và thân van Các phương... đầu Trong nắp van ở phía trên có khoảng không để có thể kéo tấm cửa của van lên khi mở van Có rất nhiều dạng nối giữa nắp van và thân van để hình thành nên một mối lắp ghép kín như ghép bằng mặt bích, bằng cách lắp ghép ren, hay bằng mối lắp ghép ren có hàn ở đường mép Trường Đại học Mỏ - Địa chất Page 25 Đề tài NCKH: Tìm hiểu các loại van trong CN Dầu khí - Cần van (stem): Cửa van được gắn với cần van. .. cửa van cũng chuyển động theo Hình trên là một loại van khác có mối lắp ghép ren ở phía trong Ở loại này có mối lắp ghép ren giữa cửa van và cần van Đầu trên của cần van gắn chặt với tay quay - Thiết kế cửa van: Cửa van là phần dùng để điều chỉnh dòng chảy Trường Đại học Mỏ - Địa chất Page 27 Đề tài NCKH: Tìm hiểu các loại van trong CN Dầu khí Khi cửa van chuyển động xuống chúng sẽ chặn đứng dòng chảy... chi tiết của van gây ra mòn + Các hạt mài phá vỡ kết cấu kim loại cấu tạo nên chi tiết làm nó bị xước, xuất hiện các vết rỗ và bong các vẩy kim loại Nhiều lần như vậy gây nên sự mòn hỏng của van làm ảnh hưởng đến tuổi thọ và khả năng làm việc của van Trường Đại học Mỏ - Địa chất Page 31 Đề tài NCKH: Tìm hiểu các loại van trong CN Dầu khí + Ngoài ra các hạt mài có thể bị nhét vào giữa các bề mặt lắp... Mỏ - Địa chất Page 14 Đề tài NCKH: Tìm hiểu các loại van trong CN Dầu khí Gồm các bộ phận chính: - Đĩa van (plate) - Cần trục (Shaft) -Tay quay (Handle) - Handle guide: - Đai ốc (stopper) - Thân van (valve body) Thân van của van bướm tương tự như một vòng kim loại trên thân van có những lỗ dùng để định vị vào đường ống bởi các bulong và đai ốc Đĩa van là một tấm kim loại nó làm nhiệm vụ điều khiển dòng . van mở hoàn toàn thì ta có dòng chảy qua van là cực đại. II. Một vài loại van trong ngành công nghiệp dầu khí 1. Van Cửa (Gate valve) Là một trong những loại van được sử dụng rộng rãi trong công. NCKH: Tìm hiểu các loại van trong CN Dầu khí Trong cơ cấu dẫn động có một màng ngăn kín khí và một lò xo. Cơ cấu dẫn động nhận khí nén hay tín hiệu từ thiết bị điều khiển. Trong loại van này. 1 Đề tài NCKH: Tìm hiểu các loại van trong CN Dầu khí LỜI NÓI ĐẦU Trong thời kì hiện nay, cùng với với sự phát triển của công nghiệp hóa hiện đại hóa thì vấn đề khoan khai thác dầu khí ngày càng