D.4.5 Thử nghiệm chiều cao hút dương của bơm (NPSH)

Việc xác định chiều cao hút dương của bơm phải được tiến hành ở nhiệt độ cân bằng của chất lỏng, tốt nhất là sử dụng LNG có thành phần xác định. Thử nghiệm này phải được thực hiện ít nhất với ba mức lưu lượng bơm khác nhau đối với bơm đầu tiên, sau đó sử dụng một mức lưu lượng đối với các bơm cùng kiểu. Các mức lưu lượng bơm trong thử nghiệm này phải giống với mức lưu lượng sử dụng trong thử nghiệm hiệu suất vận hành.

Đối với khí thiên nhiên hóa lỏng, phải xác định tỉ trọng ở nhiệt độ tiêu chuẩn. Nhà sản xuất phải đưa ra các thông số sau:

- Độ chênh lệch áp suất tại thời điểm dừng bơm;

- Độ chênh lệch áp suất tại thời điểm lưu lượng bơm nhỏ nhất;

- Độ chênh lệch áp suất tại thời điểm lưu lượng bơm ở mức danh định;

- Độ chênh lệch áp suất tại thời điểm lưu lượng bơm lớn nhất;

- Chiều cao hút yêu cầu tại thời điểm lưu lượng bơm nhỏ nhất;

- Chiều cao hút dương yêu cầu tại thời điểm lưu lượng bơm ở mức danh định;

- Chiều cao hút dương yêu cầu tại thời điểm lưu lượng bơm lớn nhất;

- Năng lượng tiêu hao ở mức lưu lượng bơm danh định;

- Hiệu suất bơm tại mức lưu lượng bơm danh định và hiệu suất này khi bơm chạy với các tốc độ khác nhau (nếu có);

- Khả năng hút khi bơm được đặt chìm trong bồn;

- Năng lượng tiêu hao khi lưu lượng bơm liên tục nhỏ nhất và khi lưu lượng bơm lớn nhất.

Sai số của các giá trị này đã được xác định trong quá trình thử nghiệm hiệu suất vận hành (xem D.4.4) được quy định theo ISO 13709.

Một tấm kim loại mỏng được gắn trên mỗi thân máy bơm cho biết các thông tin sau:

- Kí hiệu riêng của nhà sản xuất;

- Số serie sản xuất và số đặt hàng của chủ đầu tư;

- Lưu lượng bơm danh định, tính theo mét khối trên giờ (m³/h);

- Chiều cao cột nước tiêu chuẩn của bơm, tính theo mét (m);

- Tốc độ quay ở lưu lượng bơm danh định, tính theo nghịch đảo của giây (s^-1);

- Áp suất vận hành tối đa (bar) và ngày thử nghiệm thân bơm nếu có;

- Ngày và áp suất thử nghiệm bơm (xem EN 12162).

D.7 Các yêu cầu cụ thể đối với các bơm chìm và dây cáp của bơm

D.7.1 Các bơm được đặt trong hộp

Phải sử dụng hộp cáp để kết nối dây dẫn điện của máy bơm với dây dẫn điện phía ngoài.

Phải có biện pháp phòng tránh khí từ bình hút xâm nhập vào hộp cáp.

Các dây dẫn điện nhiệt độ thấp dùng để nối giữa hộp cáp và động cơ của bơm phải chịu được nhiệt độ làm việc ở -196 ^oC.

Với thiết kế hợp lý, các máy bơm cột có thể tháo gỡ được ra khỏi bể chứa khi nó đang trong quá trình hoạt động. Máy bơm và các đường cáp điện cho máy bơm đi vào từ phía đỉnh trên của cột bơm. Máy bơm được gắn trên một bộ chỉnh lưu tại đáy của cột.

Sự hút vào sẽ thông qua bộ chỉnh lưu đáy và xả ra qua rìa chu vi của thân máy bơm, phần giữa cột và thân máy bơm.

Bên cạnh những yêu cầu kỹ thuật trong điều 7 và D.2, bơm phải được lắp đặt vào tháo gỡ nhờ một hệ thống nâng sử dụng cáp chuyên dụng hoặc các ống thép liên kết không gỉ hoặc các thiết bị khác.

Bản điện cực gắn kín trên đỉnh cột phải bao gồm:

- Ở mặt trong: hệ thống làm căng cho dây cáp để bảo vệ dây cáp điện và nâng cuộn dây cáp dưới bản điện cực;

- Ở mặt ngoài: hộp đấu nối dây cáp điện.

Bộ chỉnh lưu đáy phải đảm bảo vị trí của bơm luôn ở trung tâm của cột bơm, cố định không cho bơm quay. Nó cho phép bơm được nâng lên mà không cần tác động bên ngoài.

Các thiết bị để lắp đặt bơm và cố định cáp bao gồm:

- Hệ thống nâng đảm bảo an toàn cho sự nâng lên hạ xuống của bơm, tránh nguy cơ bị rơi hoặc gây xoắn dây cáp;

- Cáp nâng dự phòng sẽ đảm nhận chức năng của cáp đang hoạt động trong trường hợp bị hỏng. Cáp dự phòng phải được lắp đặt sao cho có thể ngăn chặn sự rơi của bơm khi cáp đang hoạt động bị hỏng. Cáp dự phòng chỉ được loại bỏ khi chủ đầu tư/người vận hành có thể đưa ra giải pháp khác;

- Dây cáp sử dụng để hỗ trợ dây cáp điện chịu được ứng suất trong cột, cáp này phải là loại không xoắn và phải thử ứng lực trước khi lắp đặt để tránh ứng suất vượt tải do dây cáp điện bởi nhiệt độ khác nhau trong bể chứa;

- Một hệ thống dẫn hướng dây cáp vào trong cột;

- Một hệ thống trợ giúp nhồi dây cáp đo đếm vào cột.

Các cáp dẫn điện phải có bán kính uốn giúp cho phép việc điều khiển dễ dàng đồng thời tránh được sự đứt gãy dưới sức nặng của cáp.

Khi các ống thép không gỉ được sử dụng như các thiết bị đóng ngắt (van cổng, hoặc bích đặc hình tròn, hoặc bất kỳ thiết bị đóng nào) có thể đặt phía trên cột phía ngoài bể chứa.

Bơm phải được nâng đỡ bởi hệ thống các ống thép không gỉ chứa các dây cáp điện. Hệ thống nâng cần cố định, dễ dàng lắp ráp và phải bảo vệ được dây cáp điện.

D.8 Các bơm có động cơ ngoài thẳng đứng

Thiết bị này bao gồm động cơ điện/bơm ly tâm.

Bơm đứng lắp trong thùng được đặt chìm trong LNG. Động cơ điện được lắp trên đỉnh của thùng chứa và không chìm trong LNG.

Việc lắp ráp phải được xem xét cẩn thận. Việc làm kín trục phải loại bỏ sự rò rỉ qua miếng đệm lót.

Việc làm mát bơm được phải được tiến hành chậm rãi và tỉ mỉ. Mỗi bơm cần được thiết kế một lỗ xả khí thích hợp hoặc van giảm áp để ngăn sự tăng áp quá mức trong quá trình làm mát.

Thùng chứa cần được cô lập để ngăn cản sự hóa hơi và ức chế sự đông đặc. Nền móng của bơm phải được thiết kế và xây dựng tránh hiện tượng đông nở.

(Quy định)

Các thông số hoạt động của thiết bị hóa hơi mà giá trị danh định được định rõ theo loại được nêu trong Bảng E.1. Phạm vi có thể thay đổi của các thông số này cũng phải được định rõ.

Nhà sản xuất phải công bố một trong số các giá trị này. Các yêu cầu cụ thể hơn được đưa ra dưới đây.

E.2 Thiết bị hóa hơi dùng nước: Loại khung giàn chu trình mở

E.2.1 Các yêu cầu cụ thể về thiết kế:

Thiết bị hóa hơi loại khung giàn chu trình mở phải được bảo vệ để chống lại điều kiện môi trường khắc nghiệt như gió, tuyết và mưa. Cụ thể, lá chắn gió cần phải được cung cấp để hạn chế sự phân tán bọt nước biển bởi gió.

Hai tác động thường gặp sau phải được xem xét trong việc xác định các hoạt động thông thường được sử dụng trong thiết kế:

- Ứng suất nhiệt khác thường do thiếu nước phân phối. Ví dụ: Ống cấp nhiệt không được làm ướt;

- Sự tích tụ của băng (dày 10 cm) trên một nửa chiều cao của máy hóa hơi.

E.2.2 Sự phân phối nước

Dòng nước phải được phân phối ngay cả:

- Trong các bộ phận có thể tới khác nhau của bất kỳ phần ống nào để ngăn chặn sự biến dạng của ống;

- Giữa các ống khác nhau được liên kết cơ khí.

Hệ thống phân phối nước cho các ống phải dễ dàng tiếp cận, điều chỉnh, thiết kế để cho phép làm sạch, nếu chủ đầu tư yêu cầu không làm gián đoạn sản xuất thì có thể sử dụng một trong số các biện pháp sau đây:

- Dùng vòi phun nước;

- Phun thổi dòng áp suất không khí;

- Dùng bàn chải.

Sự phân tích ứng suất phải được thực hiện cho cả các dòng LNG vào và NG ra để cho phép có độ linh hoạt thích hợp và giảm tải trên các bảng kết nối.

Phải chú ý sự phân phối dòng LNG giữa các kênh hóa hơi song song. Một giải pháp đó là có một ống góp kích thước lớn và có chỗ thắt tại đầu vào của mỗi ống trao đổi nhiệt.

Khi luân chuyển trong thiết bị trao đổi nhiệt có thể chứa sáp parafin. Những chất này lắng đọng trên thành ống và làm giảm hiệu suất của máy hóa hơi. Trong trường hợp đó phải có phương tiện súc rửa ống với sự hỗ trợ của một loại dung môi thích hợp. Dung môi phải tương thích với các vật liệu sử dụng.

Sự vận hành an toàn được đảm bảo bởi sự kiểm soát nhiệt độ đầu ra khí của máy hóa hơi và lưu lượng nước, đây là những thông số cơ bản của hệ thống an toàn và báo động.

Trong trường hợp nhiệt độ đầu ra của khí hoặc lưu lượng nước thấp, máy hóa hơi sẽ tự động ngắt. Thời gian đóng của van khí ra sẽ phải được thiết lập để nhiệt độ lạnh không vượt quá giới hạn do phân tích chuyển tiếp nhiệt độ quy định.

Phải xác định những giá trị ngưỡng cho nhiệt độ khí đầu ra. Những giá trị tiêu biểu là:

- 0 ^oC cho báo động;

- - 5 ^oC cho kích hoạt thiết bị ngắt an toàn để dừng dòng cấp LNG.

Khi nhiệt độ môi trường tối thiểu thấp hơn ngưỡng ngắt, việc khởi động máy hóa hơi có thể cần một ưu tiên thiết kế.

Thiếu hụt lượng nước phải được tự động phát hiện (Ví dụ: Cảm biến dòng).

Nếu việc sửa chữa lớp cánh giàn ống yêu cầu phải tháo dời các bộ phận, thì công trình phải được thiết kế thích hợp với mái tháo được.

Các tấm panel cạnh sườn phải được thiết kế để tránh nước bắn ra bên ngoài (nước sẽ quay trở lại bồn thu nước thấp hơn).

Phải bố trí các hệ thống bẫy kiểm tra để cho phép kiểm tra khi vận hành.

Các thiết bị tuần hoàn nước (máy bơm, hệ thống đường ống, gia nhiệt nước, clo hóa) phải đáp ứng các yêu cầu được liệt kê trong 12.5.

Chất lượng nước phải được kiểm tra về độ tương thích với các vật liệu ống.

Khi nước bị nhiễm quặng hoặc các chất rắn thì nhà cung cấp phải khuyến cáo phương án bảo vệ tối ưu nhất như lọc nước.

E.3 Thiết bị hóa hơi dùng nước: Loại tuần hoàn

Lưu lượng và nhiệt độ của nước phải được kiểm soát.

Thiết bị hóa hơi phải được vận hành với nhiệt độ bề mặt ống lớn hơn 0^oC để tránh sự hình thành băng. Trong điều kiện không ổn định, khi lưu lượng nước cung cấp không đủ, phải giảm hoặc ngừng cấp LNG. Nếu cần thiết, phải tháo nước ra từ vỏ ngoài của hệ thống trao đổi nhiệt.

Những giá trị ngưỡng cho nhiệt độ khí đầu ra phải được xác định. Những giá trị tiêu biểu là:

- 15 ^oC cho báo động;

- +10 ^oC cho kích hoạt thiết bị ngắt an toàn để dừng dòng cấp LNG.

Lưu lượng nước được kiểm soát bởi nhiệt độ. Để tránh tắc nghẽn, một thiết bị phát hiện lưu lượng nước bổ sung phải được lắp đặt để chặn dòng LNG trong trường hợp thiếu hụt nước.

E.4 Máy hóa hơi dùng môi chất trung gian

E.4.1 Loại dùng bồn nước áp suất khí quyển

Việc kiểm soát phải dựa trên nhiệt độ của bồn nước. Nếu một máy bơm ngoài được dùng để luân chuyển nước, thì phải tính đến khả năng máy bơm này không sẵn sàng hoạt động và có thể gây ra ngừng hệ thống.

Cần phải xác định ngưỡng giá trị cho nhiệt độ đầu ra. Những giá trị tiêu biểu là:

- + 15 ^oC, cho báo động;

- +10^oC cho ngừng hoạt động.

Nhiệt độ bồn nước phải được kiểm soát nhờ sự cấp nhiệt. Trong trường hợp ngừng cấp nhiệt, phải ngừng cung cấp LNG.

Các nguyên tắc kiểm soát tương tự như của thiết bị hóa hơi dùng nước tuần hoàn, chỉ khác ở chế độ cài đặt báo động và đóng ngắt phụ thuộc vào các tính chất vật lý của môi chất trung gian.

Nhiệt độ đầu ra của LNG hóa hơi điều khiển lưu lượng của môi chất trung gian trong chu trình. Trong trường hợp điều kiện dòng môi chất trung gian không ổn định, phải ngừng cấp LNG.

E.4.3 Loại máy hóa hơi/ngưng tụ

Hệ thống hóa hơi ngưng tụ là hệ thống kiểm soát bởi nhiệt độ. LNG bị hóa hơi nhờ môi chất trung gian. Chế độ báo động và ngắt máy phải phụ thuộc vào các tính chất vật lý của dòng môi chất trung gian và điều kiện thiết kế của thiết bị.

Hệ thống kiểm soát nhiệt độ của LNG hóa hơi tại đầu ra của máy hóa hơi phải hoạt động dựa trên nguồn gia nhiệt của hệ thống.

E.5 Máy hóa hơi loại buồng đốt gián tiếp

E.5.1 Sự ăn mòn

Phải lựa chọn loại vật liệu và thiết kế máy hóa hơi chống được ăn mòn.

Phải kiểm soát nồng độ pH của nước thường xuyên để tránh sự ăn rỗ bề mặt ống.

Phải thực hiện bảo dưỡng với sự xử lý chống ăn mòn các bộ phận được làm bằng thép carbon (ống xả, khung đỡ,…) do môi trường thế điện axit.

Ưu tiên lựa chọn sử dụng bộ điều khiển được lập trình.

Thông số chính điều chỉnh vận hành đầu đốt là nhiệt độ khí đầu ra, tuy nhiên nhiệt độ bồn nước phải đủ thấp để đạt hiệu suất năng lượng cao nhưng cũng phải đủ cao để tránh bị đóng băng.

Các thông số điều chỉnh bởi hệ thống điều khiển đầu đốt tự động là lưu lượng khí nhiên liệu và không khí.

Thiết bị hóa hơi loại buồng đốt gián tiếp phải dùng mồi lửa. Hệ thống điều khiển phải phân rõ ba chế độ trạng thái vận hành ổn định của mồi lửa:

- Tắt máy;

- Chế độ chờ (chỉ có ngọn lửa mồi cháy);

- Hoạt động bình thường.

Bộ cảm biến lửa kiểm soát liên tục ngọn lửa cả trong chế độ "chờ" và "hoạt động bình thường".

Các thiết bị an toàn phải kích hoạt quá trình tắt các thiết bị trong các trường hợp dưới đây:

- Nhiệt độ bồn nước quá thấp;

- Nhiệt độ khí đầu ra quá thấp;

- Mực nước bồn quá thấp;

- Tắt lửa;

- Phát hiện khí trong luồng không khí vào

- Quạt không khí dừng chạy.

Những ngưỡng giá trị cho nhiệt độ khí đầu ra phải được xác định. Những giá trị tiêu biểu là:

- 0 ^oC cho báo động;

- -5 ^oC cho tắt một hoặc toàn bộ hệ thống máy hóa hơi, theo vị trí cảm biến nhiệt độ trong hệ thống. Khi ngưỡng ngắt cao hơn nhiệt độ môi trường thấp nhất, việc khởi động thiết bị hóa hơi đòi hỏi một thiết kế đặc biệt.

Trong trường hợp này, các hệ thống điều khiển sẽ tự động:

- Cô lập nguồn cung cấp LNG tới thiết bị hóa hơi và bảo vệ công trình đường ống hạ nguồn khỏi nhiệt độ thấp;

- Cắt nguồn cung cấp khí đốt cho mồi lửa và đầu đốt chính;

- Duy trì hoạt động của quạt và bơm nước tuần hoàn (trong thiết kế phải tính đến khả năng nước xâm nhập vào ống phân phối khói và đầu đốt khi quạt ngừng hoạt động, gây ra sốc nhiệt và phá hỏng các bộ phận của thiết bị).

- Truyền một tín hiệu báo động cho phòng điều khiển.