đồ án : xây dưng bể chứa dầu bằng bồn bể trụ đứng có thể tích 800000 mét khối

Kể từ khi mỏ dầu đầu tiên được tìm thấy ở nước ta thì nghành dầu khí đã không ngừng lớn mạnh và đạt được những thành tựu to lớn trong công cuộc phát triển kinh tế xà hội xây dựng và bảo vệ tổ quốc. Dầu khí là tiền đề và nguồn năng lượng, nguyên liệu chủ yếu và quan trọng để nước ta phát triển thêm nhiều nghành công nghiệp mới với công nghệ tiên tiến hiện đại. Nghành dầu khí còn đóng góp rất lớn cho sự phát triển của đất nước ta góp phần thúc đẩy sự nghiệp công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước.Dầu khí là một nghành công nghiệp hiện đại với những trang thiết bị tiên tiến nhất. Chính vì thê việc năm được cấu tạo nguyên lí làm việc để có thể vận hành một cách tối ưu thay thế sửa chữa khi có sự cố là rất cần thiết. Một trong những thiết bị được sử dụng phổ biến và rộng rãi trong các nhà máy lọc hóa dầu là các bồn bể chứa. Bồn bể có vai trò rất quan trọng nó có nhiệm vụ tồn trữ nguyên liệu và sản phẩm giúp ta nhận biết được số lượng tồ trữ để có thể kiển tra chất lượng phân tích các chỉ tiêu trươc khi sản xuấtTrong bài tiểu luận này em xin trình bày về các bộ phận của bồn bể cũng như các thông số tính toán để từ đo ứng dụng tính toán bồn bể chứa dầu thô có dung tích V=80000m3

LỜI MỞ ĐẦU

Kể từ khi mỏ dầu đầu tiên được tìm thấy ở nước ta thì nghành dầu khí đã không ngừng lớn mạnh và đạt được những thành tựu to lớn trong công cuộc phát triển kinh tế xà hội xây dựng và bảo vệ tổ quốc Dầu khí là tiền đề và nguồn năng lượng, nguyên liệu chủ yếu và quan trọng để nước ta phát triển thêm nhiều nghành công nghiệp mới với công nghệ tiên tiến hiện đại Nghành dầu khí còn đóng góp rất lớn cho sự phát triển của đất nước ta góp phần thúc đẩy sự nghiệp công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước

Dầu khí là một nghành công nghiệp hiện đại với những trang thiết bị tiên tiến nhất Chính vì thê việc năm được cấu tạo nguyên lí làm việc để có thể vận hành một cách tối ưu thay thế sửa chữa khi có sự cố là rất cần thiết Một trong những thiết bị được sử dụng phổ biến và rộng rãi trong các nhà máy lọc hóa dầu là các bồn bể chứa Bồn bể có vai trò rất quan trọng nó có nhiệm vụ tồn trữ nguyên liệu và sản phẩm giúp ta nhận biết được số lượng tồ trữ

để có thể kiển tra chất lượng phân tích các chỉ tiêu trươc khi sản xuất

Trong bài tiểu luận này em xin trình bày về các bộ phận của bồn bể cũng như các thông

số tính toán để từ đo ứng dụng tính toán bồn bể chứa dầu thô có dung tích V=80000m3

I Khái niệm và nguồn gốc của dầu mỏ

I.1 Khái niệm

Dầu mỏ là hỗn hợp lỏng của các chất hữu cơ tích tụ thành các túi (mỏ) trong vỏ trái đất, giữa các lớp đất đá Dầu mỏ theo tiếng Latin là patrae oleum nghĩa là dầu từ đấ, còn theo tiếng Việt là dầu có trong lòng đất Dầu mỏ là một loại dầu khoáng do đó nó còn có tên là dầu khoáng

Hợp phần chính của dầu mỏ là các hidrocacbon lỏng, trong đó cso hào tan, phân tán các hidrocacbon khí, hidrocacbon rắn, cũng như nhiều hợp chất dị nguyên tố khác chủ yếu là lưu huỳnh, nitơ, oxy, các kim loại Trong dầu mỏ luôn có một lượng đáng kể các khoáng hóa, chủ yếu là Na+, Ca+, Cl-, SO42-, HCO3- Nước có trong dầu mỏ chủ yếu dạng nhũ tương Ngoài ra trong dầu mỏ còn có các hợp chất vô cơ, các tạp chất cơ học ở dạng huyền phù Như vậy, dầu mỏ là hỗn hợp rất phức tạp, chứa hàng nghìn hợp chất, nó vừa là nhũ tương, vừa là huyền phù với môi trường phân tán lỏng hữ cơ, vừa là dung dịch

I.2 Nguồn gốc

I.2.1Nguồn gốc vô cơ

Theo giả thuyết này trong lòng Trái đất có chứa các cacbua kim loại như Al4C3, CaC2.Các chất này bị phân hủy bởi nước để tạo ra CH4, C2H2 Các phản ứng này xảy ra như sau:

Al4C3 + 12H2O → 3CH4 + 4Al(OH)3 CaC2 + 2H2O → C2H2 + Ca(OH)2 Các chất khởi đầu đó (CH4, C2H2) qua quá trình biến đổi dưới tác dụng của nhiệt độ,

áp suất cao trong lòng đất và xúc tác là các khoáng sét, tạo thành các hydrocacbon có trong dầu khí

Sau này, khi trình độ khoa học và kỹ thuật ngày càng phát triển thì người ta bắt đầu hoài nghi luận điểm trên vì:

− Đã phân tích được (bằng các phương pháp hiện đại) trong dầu mỏ có chứa các

Porphyrin có nguồn gốc từ động thực vật

− Trong vỏ quả đất, hàm lượng cacbua kim loại là không đáng kể

− Các hydrocacbon thường gặp trong các lớp trầm tích, tại đó nhiệt độ ít khi vượt quá 150-200oC (vì áp suất rất cao), nên không đủ nhiệt độ cần thiết cho phản ứng hóa học xảy ra

I.2.2 Nguồn gốc hữu cơ

Đó là giả thuyết về sự hình thành dầu mỏ từ các vật liệu hữu cơ ban đầu Những vật liệu

đó chính là xác động thực vật biển, hoặc trên cạn nhưng bị các dòng sông cuốn trôi ra biển Ở

trong nước biển có rất nhiều các loại vi khuẩn hiếu khí và yếm khí, cho nên khi các động thực vật bị chết, lặp tức bị chúng phân hủy Những phần nào dễ bị phân hủy (như các chất Albumin, các hydrat cacbon) thì bị vi khuẩn tấn công trước tạo thành các chất dễ tan trong nước hoặc khí bay đi,các chất này sẽ không tạo nên dầu khí Ngược lại, các chất khó bị phân hủy (như các protein, chất béo, rượu cao phân tử, sáp, dầu, nhựa) sẽ dần lắng đọng tạo nên lớp trầm tích dưới đáy biển; đây chính là các vật liệu hữu cơ đầu tiên của dầu khí Các chất này qua hàng triệu năm biến đổi sẽ tạo thành các hydrocacbon ban đầu

Thuyết nguồn gốc hữu cơ của dầu mỏ cho phép giải thích được nhiều hiện tượng trong thực tế Chẳng hạn như: dầu mỏ ở các nơi hầu như đều khác nhau, sự khác nhau đó có thể là

do vật liệu hữu cơ ban đầu Ví dụ, nếu vật liệu hữu cơ ban đầu giàu chất béo thì có thể tạo ra loại dầu parafinic

Dầu được sinh ra rải rác trong các lớp trầm tích, được gọi là “đá mẹ” Do áp suất ở đây cao nên chúng bị đẩy ra ngoài và buộc phải di cư đến nơi ở mới qua các tầng “đá chứa” thường có cấu trúc rỗng xốp Sự di chuyển tiếp tục xảy ra cho đến khichúng gặp điều kiện thuận lợi để có thể ở lại đấy và tích tụ thành dầu mỏ

Trong quá trình di chuyển, dầu mỏ phải đi qua các tầng đá xốp, có thể sẽ xảy ra sự hấp phụ, các chất có cực bị hấp phụ và ở lại các lớp đá, kết quả là dầu sẽ nhẹ hơn và sạch hơn Nhưng nếu quá trình di chuyển của dầu bị tiếp xúc với oxy không khí, chúng có thể bị oxy hóa dẫn đến tạo các hợp chất chứa các dị nguyên tố, làm dầu bị giảm chất lượng.Khi dầu tích

tụ và nằm trong các mỏ dầu, quá trình biến đổi hầu như ít xảy ra nếu mỏ dầu kín Trong trường hợp có các khe hở, oxy, nước khí quyển có thể lọt vào, sẽxảy ra biến chất theo chiều hướng xấu đi do phản ứng hóa học

Các hydrocacbon ban đầu của dầu khí thường có phân tử lượng rất lớn (C30–C40), thậm chí cao hơn Các chất hữu cơ này nằm trong lớp trầm tích sẽ chịu nhiều biến đổi hóa học dưới ảnh hưởng của nhiệt độ, áp suất,xúc tác (là khoáng sét) Người ta thấy rằng, cứ lún chìm sâu xuống 30 mét, thì nhiệt độ trong lớp trầm tích tăng từ 0,54 –1,20oC, còn áp suất tăng từ 3 – 7,5 atm Nhưng vậy ở độ sâu càng lớn, nhiệt độ, áp suất càng tăng và trong các lớp trầm tích tạo dầu khí, nhiệt độ có thể lên tới 100 –200oC và áp suất từ 200 –1000 at Ở điều kiện này, các hydrocacbon có phân tử lớn, mạch dài, cấu trúc phức tạp sẽ phân hủy nhiệt, tạo thành các chất có phân tử nhỏ hơn, cấu trúc đơn giản hơn, số lượng vòng thơm ít hơn

II Phân loại

Dầu thô muốn đưa vào các quá trình chế biến hoặc buôn bán trên thị trường, cần phải xác định xem chúng thuộc loại nào: dầu nặng hay nhẹ, dầu chứa nhiều hydrocacbon parafinic,

naphtenic hay aromatic, dầu có chứa nhiều lưu huỳnh hay không Từ đó mới xác định được giá trị trên thị trường và hiệu quả thu được các sản phẩm khi chế biến

Có nhiều phương pháp để phân loại dầu mỏ, nhưng thường dựa vào chủ yếu hai phuơng pháp, đó là: dựa vào bản chất hóa học và bản chất vật lý

II.1 Phân loại dầu mỏ dựa vào bản chất hóa học

Phân loại theo bản chất hóa học có nghĩa là dựa vào thành phần các loại hydrocacbon có trong dầu Nếu trong dầu, họ hydrocacbon nào chiếm phần chủ yếu thì dầu mỏ sẽ mang tên loại đó Ví dụ, dầu parafinic thì hàm lượng hydrocacbon parafinic trong đó phải chiếm 75% trở lên Tuy nhiên trong thực tế, không có bất kể mỏ dầu nào lại có thuần chủng một loại hydrocacbon như vậy, như vậy thường chỉ có dầu trung gian; ví dụ, một loại dầu nào đó có: hơn 50% parafinic, lớn hơn 25% naphtenic và còn lại là các loại khác thì được gọi là dầu napten-parafinic

Có nhiều phương pháp khác nhau để phân loại theo bản chất hóa học

Phân loại theo Nelson, Waston và Murphy: theo các tác giả này, dầu mỏ được đặc trưng bởi các hệ số K, là một hằng số vật lý quan trọng, đặc trưng cho bản chất hóa học của dầu

mỏ, được tính theo công thức:

K =

- T: nhiệt độ sôi trung bình của dầu thô, tính bằng độ Reomuya (oR), 1oR=1,25oC)

- d: tỷ trọng của dầu thô, xác định ở 15,60 oC (600 oF) so với nước ở cùng nhiệt độ

Giới hạn hệ số K đặc trưng để phân chia dầu mỏ như sau

II.2 Phân loại dầu mỏ theo bản chất vật lý

Cách phân loại này dựa theo tỷ trọng, biết tỷ trọng có thể chia dầu thô theo ba cấp

Hoặc có thể phân dầu theo 5 cấp sau:

5.Dầu rất nặng d > 0.905

Ngoài ra trên thị trường thế giớicòn sử dụng oAPI thay cho tỷ trọng và oAPI được tính như sau:

oAPI= – 131.5 Dầu mỏ có oAPI càng nhỏ thì dầu càng nặng

III Tổng quan về thiết bị chứa

III.1 Giới thiệu

Các thiết bị bồn bể chứa đóng vai trò quan trọng trong công nghiệp hóa chất nói chung

và công nghiệp dầu khí nói riêng Trong công nghiệp hóa chất tất cả các hoạt động sản xuất, buôn bán, tồn trữ đều liên quan tới khâu bồn bể chứa Bồn bể chứa tiếp nhận nhiên liệu trước khi đưa vào sản xuất và chứa dòng sản phẩm Tại đây các hoạt động kiểm tra số lượng, chất lượng, phân tích các chỉ tiêu trước khi suất hàng đều được thực hiện

III.2 Phân loại

Phân loại theo chiều cao xây dựng

- Bể ngầm

- Bể nổi

- Bể nửa ngầm

- Bể ngoài khơi

Phân loại theo áp suất làm việc

- Bể cao áp

- Bể chịu áp lực trung bình

- Bể áp thường

Phân loại theo hình dáng

- Bể hình trụ đứng

- Bể hình trụ ngang

- Bể hình cầu bể giọt nước

III.3.Cấu tạo

III.3.1 Thân thiết bị

Thân thiết bị thường là hình trụ hoặc hình cầu chúng được chế tạo bằng phương pháp cuốn, dâp, hàn…Độ dày của thép phụ thuộc vào kích thước của bồn chứa Dung tích của bồn chứa có thể lớn hay nhỏ phụ thuộc vào đối tượng sử dụng Thân bồn chứa hình trụ thường được sử dụng nhiều hơn thân bồn chứa dạng hình cầu do dễ chế tạo dễ dàng và lắp đặt các thiết bị phụ trợ Tuy nhiên đối với các chất lỏng hoặc khí đòi hỏi chịu áp lực cao người ta sử dụng các dạng bồn hình cầu do ứng suất được phân bố đều trong thành bồn

III.3.2 Đáy và nắp

Đáy và nắp là hai chi tiết cùng với thân tạo thành thiết bị, hình dạng đáy và nắp phụ thuộc vào nhiệm vụ của nó và áp suất làm việc và phương pháp chế tạo Đáy và nắp có thể được hàn hoặc đúc liền với thân hoặc lắp ghép bằng mối ghép bích Trong các thiết bị bồn chứa thường dùng các loại đáy, nắp có hình elip, chóp cầu, nón, hoặc phẳng.Với các thiết bị làm việc ở áp suất thường nên dùng nắp phẳng ví dễ chế tạo và rẻ tiền

Đáy và nắp hình cầu, hình elip được dùng trong thiết bị làm việc với áp suất lớn

Đáy nó được dùng với mục đích sau:

- Để tháo sản phẩm rời hoặc lấy sản phẩm có pha rắn cao

- Để phân phối tốt chất khí hoặc lỏng theo tất cả tiết diện thiết bị

- Để khuyếch tán làm thay đổi từ từ tốc độ chất lỏng hoặc chất khí nhằm mục đích giảm bớt sưc căng thủy lực

IV Các thông số thiết kế của bồn bể

IV.1 Vật liệu làm bồn bể

Đối với bể chứa dầu mỏ và các sản phẩm dầu mỏ , vật liệu chế tạo chủ yếu là thép Thép có nhiều tình chất quý như : bền, dai, chịu được tải trọng động, có khả năng đúc, rèn,cán, dập, hàn , dễ cắt gọt, tình chất của nó biến đổi trong phạm vi rộng phụ thuộc vào thành phần, tính chất gia công

Trong việc chế tạo thiết bị hóa chất và nồi hơi người ta dùng thếp cacbon hoặc thép hợp kim thấp ( hàm lượng các nguyên tố không gỉ đén 2,5%) Các loại thép này phải có độ dẻo cao , dễ uốn, có tính hàn cao

Hàn là một trong những phương pháp chủ yếu được lựa chọn trong thiết kế bể chứa Trong quá trình thiết kế , người thiết kế cần quyết định phương pháp hàn , cách chuẩn bị mép hàn và hoàn chỉnh mối hàn để đảm bảo chất lượng của kết cấu Việc lựa chọn phương pháp hàn phụ thuộc vào vật liệu đem hàn, kích thước hình học của chúng ( bề dày và đường kính)

vs trang bị của nhà máy chế tạo Ở các nhà máy chết tạo thiết bị hóa chất thường dùng các phương pháp hàn:hàn tay , hàn bán tự động và hàn hồ quang điện dưới lớp thuốc Tùy thuộc vào vị trí của tấm vật liệu , vào phương pháp hàn để chọn kiểu hàn Người ta thường dùng ba kiểu hàn là hàn giáp mối, hàn vuông góc và hàn chồng, đối với thiết bị hóa chất phổ biến nhất

là kiểu hàn chồng

IIV.2 Nhiệt độ làm việc và nhiệt độ tính toán

Nhiệt độ làm việc là nhiệt độ của môi trường trong thiết bị đang thực hiện các quá trình công nghệ đã định trước

Nhiệt độ tính toán của thành(tường) và cảu các chi tiết khác bên trong thiết bị khi nhiệt

độ của môi trường nhỏ hơn 250 thì lấy bằng nhiệt độ cao nhất của môi trường đang thực hiện quá trình

Nếu thiết bị bọc lớp cách nhiệt thì nhiệt độ tính toán bằng nhiệt độ ở bề mặt lớp cách nhiệt cộng thêm 20

IV.3 Áp suất làm việc , áp suất tính toán

Áp suất làm việc là áp suất của moi trường trong thiết bị sinh ra khi thực hiện quá trình không kể áp suất tăng tức thời (khoảng 10% áp suất làm việc ) ở trong thiết bị

Áp suất tính toán là áp suất của môi trường trong thiết bị , được dùng tĩnh của thiết bị (

có chứa chất lỏng ) bằng 5% áp suất tính toán thì bỏ qua, còn nếu nó lớn hơn 5% thì áp suất tính toán ở phần đáy của thiết bị được xác định như sau :

P=Pm + g , N/

Trong đó:

- Pm là áp suất làm việc của môi trường , N/

- g là gia tốc trọng trường , m/

- là khối lượng riêng của chất lỏng , kg/

- là chiều cao cột chất lỏng , m

IV.4 Ứng suất cho phép

Việc lựa chọn ứng suất cho phép ở các chi tiết khi tính độ bền và độ ổn định của chúng phụ thuộc vào đặc tính bền kim loại ở nhiệt độ tính toán Đắc tính bền phụ thuộc vào nhiều yếu tố như công nghệ chế tạo (hàn, đúc , rèn, dập) vào chế độ nhiệt luyện , vào tình chất tác động của tải trọng( tĩnh , động ) vào các kích thước của chi tiết cũng như đặc điểm của môi trường trong thiết bị và điều kiện sử dụng

Đối với các chi tiết thiết bị được chế tạo từ các kim loại cơ bản (thép, gang kim loại màu và hợp kim của chúng) chịu tải trọng tĩnh do áp suất trong hoặc áp suất chân không cũng như chịu tác dụng của tải trọng gió

Ứng suất cho phép tiêu chuẩn này được dùng để tính chác chi tiết chịu kéo nén và uốn Còn khi các chi tiết chịu xoắn và cắt ở các điều kiện khác nhau thì lấy ứng suất cho phép tiêu chuẩn nhân với hệ số 0.6

IV.5 Hệ số hiệu chỉnh

Khi tính toán kiểm tra độ bền cá chi tiết của thiết bị người ta dùng ứng suất cho phép tiêu chuẩn và xác định nó như sau :

[Ơ] =

Trong đó:

- là hệ số hiệu chỉnh , được xác định theo điều kiện làm việc của thiết bị

- là ứng suất cho phép tiêu chuẩn , N/ m

Đại lượng hệ số hiệu chỉnh được xác định khi thiết kế phụ thuộc và điều kiện sử dụng , vào độ độc và mức độ nguy hiểm của môi trường , lấy = 0,9 1,0

Đối với các thiết bị dùng để chứa hoặc để chết biến các chất độc, chất dễ nổ có áp suất cao, các chi tiết bị đốt nóng bằng ngọn lửa , bằng khói lò hoặc bằng điện chọn = 0,9 Đối với các thiết bị có lớp bọ cách điện chọn

IV.6 Hệ số bền mối hàn

Lúc lắp ghép các chi tiết riêng biệt lại với nhau bằng mối hàn, phần lớn chúng kèm bền hơn so với vật liệu để nguyên không hàn Do đó khi tính độ bền của các chi tiết ghép bằng mối hàn thì đưa them hệ số bền mối hàn vào công thức tính toán, đại lượng này đặc trưng cho độ bền của mối ghép so với độ bền của vật liệu cơ bản

IV.7 Hệ số bổ sung bề dày tính toán

Khi tính toán độ bền của các chi tiết hoặc các bộ phận của thiết bị cần chú ý đến tác dụng hóa học hay cơ học của môi trường nên vật liệu chế tạo thiết bị.Do đó cần bổ sung cho

bề dày tính toán của các chi tiết và bộ phận đó một đại lượng C

Đại lượng C được xác định theo công thức:

C = Ca +Cb +Cc + Co Trong đó:

- Ca là hệ số bổ sung do ăn mòn hóa học của môi trường, mm:

- Cb hệ số bổ sung do ăn mòn cơ học của môi trường, mm:

-Cc hệ số bổ sung do sai lệch khi chế tạo và lắp ráp, mm:

-Co là hệ số bổ sung để quy tròn kích thước, mm:

Đại lượng bổ sung Co phụ thuộc vào sự ăn mòn hóa học của môi trường và thời hạn sử dụng thiết bị.Nói chung thời gian sử dụng thiết bị hóa chất lấy khoảng 10-15 năm

Nếu thời hạn sử dụng thiết bị là 10 năm thì có thể chọn hệ số Ca như sau:

- Ca=0 nếu vật liệu bền trong môi trường có độ ăn mòn không lớn hơn

0,05mm/năm

-Ca =1 mm đối với vật liệu tiếp xúc trong môi trường có độ ăn mòn từ 0,05-1 mm/năm

Nếu độ ăn mòn lớn hơn 1mm/năm thì căn cứ thời hạn sử dụng thiết bị để xác định C cho mỗi môi trường cụ thể

-Ca =0 nếu ta dùng vật liệu lót có tính bền ăn mòn hóa học hay thiết bị tráng men Nếu hai đầu cua thiết bị tiếp xúc với môi trường ăn mòn thì hệ số Ca phải lấy cái lớn hơn

Đối với thiết bị hóa chất có thể bỏ qua hệ số Cb .Người ta chỉ lấy hệ số Cb khi môi trường bên trong thiết bị chuyển động với V≥20m/s (đối với chất lỏng) và ≥100 m/s (đối với chất khí, hoặc môi trường chứa nhiều chất rắn)

Còn Cc phụ thuộc vào dạng chi tiết, vào công nghệ chế tạo chi tiết và thiết bị

IV.8 Mặt bích

Mặt bích là một bộ phận quan trọng nối các phần của thiết bị cũng như nối các bộ phận khác với thiết bị

Kiểu dáng và công nghệ chế tạo bích phụ thuộc vào vật liệu làm bích,phương pháp nối

và điều kiện làm việc của thiết bị.Các mối ghép bích phải đáp ứng các yêu cầu sau:

- Phải thật kin ở áp suất và nhiệt độ làm việc,nhất là thiết bị có chứa chất độc,dễ cháy nổ

- Bền, tháo lắp nhanh

- Đảm bảo chế tạo hang loạt rẻ tiền

Độ kín của bích chủ yếu do vật đệm quyết định.Đệm được chế tạo từ các vật liệu mềm hơn vật liệu chế tạo bích.Các thiết bị cao áp nên dùng các loại đệm có bề rộng bé (đệm hẹp).Việc lựa chọn đệm phụ thuộc vào nhiệt độ, áp suất,tính chất của môi trường đệm cần thỏa mãn những yêu cầu sau:

- Đủ độ dẻo và dễ biến dạng khi nén

- Trong thời gian làm việc độ dẻo không bị biến đổi

- Phải bền trong môi trường ăn mòn

V Tính toán thiết kế bể chứa dầu thô dung tích V = 80000 m 3

Đối với bể chứa dầu có dung tích lớn là 80000m3 thì lựa chon tối ưu nhất là thiết kế

bể hình trụ đứng mái nổi, theo tiêu chuẩn API 650 Vật liệu làm bồn là thép cacbon có kí hiệu A 753(70) Các thông số vật liệu được tra trong bảng 5.2b (API 650) như sau:

- Ứng lực của nguyên liệu theo thiết kế S d = 28000 psi = 193.1 Mpa

- Ứng lực thủy tĩnh S t = 30000psi = 206.9 Mpa

Chọn đường kính bể là 68m

Chiều cao bể là 27.55 m

Ta có các thông số của bể như sau:

- Thể tích yêu cầu 80000m3

- Chiều cao bể H= 27.55m

- Đường kính bể D= 68m

- Trọng lượng riêng của dầu thô G=0.85

V.1 Thiết kế thân bể

Với chiều cao của bể là 27.55m ta sẽ chia thân bể thành nhiều tầng, bề dày thân bể ở mỗi tâng là khác nhau, càng lên cao bề dày càng giảm.Theo tiêu chuẩn API thì với đường kính bể lớn hơn 60m thì chiều dày thân bể lớn hơn 10mm Trong trường hợp này ta giả thiết chia bể thành 13 tầng, 12 tầng đầu tiên có chiều cao mỗi tâng là 2m, tầng trên cùng có chiều cao là 3.55m

Theo mục 5.6.3.2 (API 650) ta có:

td = + CA (1) Và:

tt = (2)

Trong đó:

− td là bề dày thân theo thiết kế

− tt là bề dày thân thử thủy tĩnh (mm)

− CA ăn mòn cho phép do nhà thầu cung cấp (mm) Ở đây ta lấy CA= 3mm

Với các thông số D, H, G, St, Sd đã biết ở trên ta tính được td, tt như sau:

td = +3 = 39.96mm

tt = = 43,88mm

Do đường kính bể là 68m > 60m nên theo tiêu chuẩn API tính chiều dày thân Ta kiểm tra điều kiện sau:

Với L được tính bởi công thức L= (500D td)0.5 = 1165.6mm

Suy ra

= <

Vậy thỏa mãn điều kiện của phương pháp

Tính bề dày tầng đáy

t1d = () + CA (4)

t1t = () (5)

Thay số vào công thức (4) ta được:

t1d = (1.06 - ) () +3= 43.41mm Thay số vào công thức (5) ta được:

t1t = (1,06 - ) () = 44.28mm

Tính bề dày tầng thứ hai trở đi

Từ tầng thứ hai trở đi, ta tính giá trị tu là bề dày các tầng của thân bể liền trên tầng cần tính theo công thức:

tu = + CA Với hn là chiều cao thân bể thứ n

Sau đó tính các giá trị của x theo công thức sau để chọn ra giá trị x nhỏ nhất:

x1 = 0,61 (r.tu)0,5 +320.C.H

x2 = 1000.C.H