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:
Chọn PR
C1 C2 C3 i-C4 n-C4 i-C5 n-C5 n-C6
4
Mixer - Ví dụ
Enter Simulation Environment Stream 1, Stream 2 và Mix Out Condition Page
STREAM 1
STREAM 2
Temperature, oC
10.0000
-20.0000
Pressure, kPa
4100.0000
4000.0000
Molar Flow, kgmole/hr
35.0000
2.0000
5
Mixer - Ví dụ
Mole Fraction
C1 C2 C3 i-C4 n-C4 i-C5 n-C5 n-C6
STREAM 1 0.1900 0.1500 0.1500 0.1400 0.1100 0.0800 0.0900 0.0900
STREAM 2 0.2500 0.2100 0.1500 0.1100 0.1300 0.0500 0.0700 0.0300
6
Mixer - Ví dụ
Thiết lập Mixer
7
Mixer - Ví dụ
Nối các dòng với Mixer
8
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
Các phương pháp tính dòng hai pha
Design tab - Parameters Page
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
Length Initial Guess
Thuật toán sử dụng khi tính toán chiều dài đường ống
Độ lệch dùng để so sánh giá trị dòng năng lượng trong vòng lặp khi tính toán
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
1 A
2 F1
6 F3
7 D
5 C
3 B
Number Represented by Fitting/Pipe
4 F2 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
20
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
Chọn Overall Outside
25
ĐƯỜNG ỐNG
Chọn giá trị Conductivity phù hợp
26
ĐƯỜNG ỐNG
Rating tab → Heat Transfer Page Chọn Overall Conduction
27
ĐƯỜNG ỐNG
Chọn giá trị Conductivity phù hợp
28
ĐƯỜNG ỐNG – VÍ DỤ
Components:
C1, C2, C3, i-C4, n-C4, i-C5, CO2, H2O EOS: PR
29
ĐƯỜNG ỐNG – VÍ DỤ
Thiết lập dòng vật liệu Feed
Tab [Page]
Trong ô ...
Nhập giá trị ...
Temperature, oC
50
Worksheet [Conditions]
Pressure, kPa
3000
Methane
0.8800
Ethane
0.0600
Propane
0.0300
i-Butane
0.0050
n-Butane
0.0050
Worksheet [Compositions]
i-Pentane
0.0020
CO2
0.0100
H2O
0.0080
30
ĐƯỜNG ỐNG – VÍ DỤ
Lưu {: dòng chưa xác định hoàn toàn Thiết lập Pipe Segment với các tham số sau trong Design Tab – Connection Page & Parameter Page
Tab [Page]
Trong ô ...
Nhập giá trị ...
Feed
Feed
Product
Product
Design [Connections]
Energy
Duty
Pipe Flow Correlation
Beggs and Brill
Design [Parameters]
Delta P kPa
1000
31
ĐƯỜNG ỐNG – VÍ DỤ Thiết lập Pipe Segment: Design Tab – Connections Page
32
ĐƯỜNG ỐNG – VÍ DỤ
Thiết lập Pipe Segment: Design Tab – Parameters Page
33
ĐƯỜNG ỐNG – VÍ DỤ
Thiết lập Pipe Segment
Fitting/Pipe
Pipe
Length
500 m
Elevation Change
0 m
Rating tab Sizing page
Material
Mild Steel
Increments
10
34
ĐƯỜNG ỐNG – VÍ DỤ
Thiết lập Pipe Segment: Rating Tab – Sizing Page
35
ĐƯỜNG ỐNG – VÍ DỤ
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
36
ĐƯỜNG ỐNG – VÍ DỤ
Thiết lập Pipe Segment: Rating Tab – Sizing Page – View Segnment
37
ĐƯỜNG ỐNG – VÍ DỤ
Thiết lập Pipe Segment: Rating Tab – Heat Transfer Page
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
ĐƯỜNG ỐNG – VÍ DỤ
Kiểm tra kết quả tính Pipe Segment: Performence Tab – Profiles Page
40
ĐƯỜNG ỐNG – VÍ DỤ Đọc kết quả tính Pipe Segment: Worksheet Tab – Conditions Page
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
