ĐƯỜNG ỐNG BỂ CHỨA: THIẾT KẾ BỂ CHỨA

Phân loại bể chứa Xác định các thông số công nghệ Vật liệu làm bể Xác định giá trị áp suất tính toán Xác định các tác động bên ngoài Xác định chiều dày của bể Xác định các lỗ trên bể Xác định chân đỡ và tai nâng Các ảnh hưởng thủy lực đến bể

CHƯƠNG I: THIẾT KẾ BỂ CHỨA

 Phân loại bể chứa

1.1 phân loại bể

1.1 phân loại bể

 Theo hệ thống mái

• Bể mái cố định (Fixed roof tank): bể hình trụ đứng có mái bể hàn cố định với thành bể

• Bể mái nổi (Floating roof tank): Bể hình trụ đứng không có mái cố định mà có mái nổi trên bề mặt của

DM&SPDM

Mái nổi (Floating roof): Cấu trúc có nhiều dạng khác nhau, được chế tạo bằng vật liệu kim loại, vật liệu tổng hợp hoặc phối hợp cả hai loại vật liệu trên và có bộ phận phao làm nổi trên bề mặt DM&SPDM để chống bay hơi

• Bể có phao bên trong (Internal floating roof tank): Bể mái cố định có phao nổi trên bề mặt DM&SPDM

bên trong bể

1.1 phân loại bể

Loại phao một tầng

• Rim seal: gờ đá không thấm tạo nên lớp chắn ở phần trên của đá của bể chứa Sealing shoe:

đế đỡ bằng đá;

• Gauge hatch: cửa đo - cửa có bản lề, ở trên đỉnh của thùng chứa dầu để đo mực cao của dầu

trong thùng và để lấy mẫu dầu

• Pontoon: buồng phao

• Automatic bleeder vent: van xả tự động

• Deck: sàn, mặt bằng trên bể

• Roof support: giá đỡ mái

• Drain sump with non return valve: bộ lắng với van một chiều

• Deck manhole: cửa nhìn trên đỉnh bể chứa, để kiểm tra, lau chùi, sửa chữa

• Pontoon manhole: cửa nhìn trên buồng phao

1.1 phân loại bể

Loại phao hai tầng

Ưu nhược điểm của bể mái nổi

Ưu điểm:

 Không có không gian hơi nên loại trừ được khả năng không khí dễ cháy

 Giảm tốn thất do bay hơi

 Giảm ô nhiễm không khí

 Hơi thoát ra chỉ có thể từ khu vực gờ đá không thấm, chủ yếu phụ thuộc vào

1.1 phân loại bể

 Theo chiều cao xây dựng

• Bể ngầm: bể đặt chìm dưới mặt đất và có mức DM&SPDM lớn nhất trong bể hoặc toàn bộ lượng

DM&SPDM mỏ chứa trong phuy bị vỡ tràn ra nhà kho vẫn thấp hơn 0,2 m so với mặt bằng thấp nhất xung quanh đó (xét trong phạm vi 3m tính từ thành bể hoặc tường của nhà kho bảo quản DM&SPDM trong phuy)

• Sử dụng trong các cửa hàng bán lẻ.

• Bể nửa ngầm: ½ chiều cao nhô lên mặt đất, ít được sử dụng.

• Bể nổi: xây dựng trên mặt đất, sử dụng ở các kho lớn

• Bể ngoài khơi: nổi trên mặt nước, có thể di chuyển dễ dàng

Bể ngầm Bể nổi

An toàn cao: đảm bảo phòng cháy tốt, nếu có

rò rỉ thì dầu không lan ra xung quanh Chi phí xây dựng thấp

Ít bay hơi: không có gió, không trao đổi nhiệt

với môi trường bên ngoài

Bảo dưỡng thuận tiện: dễ súc rửa, sơn và sửa

chữa bể

Tạo mặt bằng thoáng Dễ dàng phát hiện vị trí rò rỉ xăng dầu ra bên

ngoài

1.1 phân loại bể

 Theo vật liệu

• Vật liệu không cháy, phải phù hợp với tính chất của loại sản phẩm chứa trong bể

• Bể kim loại: thép, áp dụng cho hầu hết các bể lớn

• Bể phi kim: gỗ, composite… áp dụng cho các bể nhỏ

o Theo hình dạng

• Bể trụ đứng: sử dụng cho các kho lớn

• Bể hình trụ nằm: chôn dưới đất trong cửa hàng bán lẻ hoặc để nổi trong một số kho lớn.

• Bể hình cầu, hình giọt nước: còn rất ít ở một số kho lớn

Maximum capacity: Dung tích tối đa là tổng dung tích không hoạt động.

Minimum operating volume remaining in the tank: mức thể tích tối thiểu còn trong bểActual/ net working capacity: dung tích làm việc thực tế

1.4 xác định giá trị áp suất tính toán

 Áp suất tính toán chung cho cả bể chứa:

• H: Chiều cao mực chất lỏng trong bể

 Một số áp suất tính toán cho các SPDK trong bể cao áp: Propan: 18 at; Butan: 9 at; Bupro: 13 at

1.5 xác định các tác động bên ngoài

 Tác động của gió

 Ảnh hưởng đến độ ổn định của bể

 Ảnh hưởng đến hình dáng của bể: làm bể bị uốn cong

 Đối với bể cao áp: ít bị ảnh hưởng

 Nếu xây tường bảo vệ hoặc đặt bể ở vị trí kín gió: có thể bỏ qua tác động này

 Tác động của động đất

 Khó tính toán, ít có khả năng chống đỡ

 Gây trượt bể khỏi chân đỡ, cong bể, gãy bể

 Cần chọn khu vực ổn định về địa chất để xây dựng

1.5 xác định các tác động bên ngoài

 Tác động của các tải trọng gồm:

 Các thiết bị bố trí trên thân bể

 Cầu thang, lan can, giàn đỡ …

 Tác động của các yếu tố bên ngoài của con người

 Các hoạt động có thể gây ra va đập với bể

 Các hoạt động mang tính chất phá hoại

 Cần có phương án bảo vệ thích hợp, quy định, chế tài đối với người vi phạm

1.6 xác định chiều dày của bể

 Xác định tiêu chuẩn thiết kế: ASME section VII.Div.1

 Xác định ứng suất cho phép của loại vật liệu làm bể: δcp

 Xác định áp suất tính toán bể chứa: Ptt

 Xác định hệ số bổ sung chiều dày do ăn mòn C = Cc + Ca

 Các thông số công nghệ: d, l

 Các thông số về nắp bể: loại nắp, chiều cao nắp bể

1.7 xác định các lỗ trên bể

 Hệ thống phụ trợ đi kèm bể:

 Các cửa người, lỗ ánh sáng, lỗ thông áp (khi không có van thở)

 Các lỗ dùng để lắp thiết bị đo nhiệt độ, áp suất, mực chất lỏng trong bể.

 Các lỗ dùng để lắp các ống nhập liệu, ống xuất liệu, ống vét bể, tấm đo mức, valve áp suất, thiết bị

đo nồng độ hơi sản phẩm trong khu vực bể

 Phương pháp lắp đặt:

 Phương pháp hàn

 Phương pháp dùng ren: đối với các lỗ có d nhỏ

Chú ý: - khoảng cách giữa các lỗ, cần tăng cứng cho lỗ.

1.8 xác định chân đỡ và tai nâng

1.9 các ảnh hưởng thủy lực đến bể

 Áp suất làm việc cực đại

 Là áp suất lớn nhất cho phép tại đỉnh của bể chứa ở vị trí hoạt động bình thường tại nhiệt độ xác định

đối với áp suất đó

 Là áp suất nhỏ nhất trong tất cả các giá trị áp suất làm việc cho phép lớn nhất ở tất cả các phần của bể

chứa

 Nguyên tắc: Áp suất làm việc cho phép lớn nhất của một phần của bể chứa là áp suất trong hoặc ngoài

lớn nhất bao gồm cả áp suất thủy tĩnh cùng những ảnh hưởng của tất cả các tải trọng kết hợp có thể có cho việc thiết kế đồng thời với nhiệt độ làm việc kể cả bề dày kim loại thêm vào để đảm bảo ăn mòn

1.9 các ảnh hưởng thủy lực đến bể

 Áp suất làm việc cực đại

 Bể chứa đã hoàn tất phải thỏa mãn thử nghiệm thủy tĩnh

 Đối với bể thiết kế cho áp suất trong: thử áp suất thủy tĩnh tại những điểm của bể có giá trị nhỏ nhất bằng

1,5 lần áp suất làm việc lớn nhất cho phép (coi như bằng áp suất thiết kế)

 Buồng áp suất của những thiết kế kết hợp được thiết kế hoạt động độc lập cần được thử như một bể chứa

riêng biệt (tiến hành thử với bể bên cạnh không có áp)

 Tải trọng gió

 Xác định theo tiêu chuẩn

 Gió thổi bất kỳ hướng nào trong bất kỳ trường hợp bất lợi nào đều cần được xem xét

 Dung tích chứa lớn nhất cho bể mái nổi

 85-90% dung tích: sử dụng trong điều kiện bình thường, thể tích không sử dụng do khoảng chết

trên (dead space) ở đỉnh và khoảng chết dưới (dead stock) ở đáy

 Nên chọn chiều cao bể để đạt sức chứa lớn nhất

 Chọn điều kiện địa hình để có được chiều cao bể lớn nhất.

1.9 các ảnh hưởng thủy lực đến bể

 Sơn phủ bề mặt đáy bể

 Tăng chiều dày đáy bể khi thiết kế để dự phòng ăn mòn

 Bảo vệ chống ăn mòn điện hóa cho đáy bể

1.10 chống ăn mòn cho bể

CÁC ẢNH HƯỞNG TỚI BỒN BỂ CHỨA DẦU KHÍ

iii TÁC ĐỘNG CỦA ĂN MÒN

 Ăn mòn là một trong những nguyên nhân gây hư hỏng bể chứa, gây tổn hại tới con người, kinh tế và môi trường

 Biện pháp bảo vệ chống ăn mòn

+ Sơn phủ chống ăn mòn

+ Phương pháp bảo vệ catot

Ăn mòn bên ngoài đáy bể chứa

Ăn mòn pin điện do VL bên ngoài ở trong cát đệm

CÁC LOẠI ĂN MÒN BỒN BỂ CHỨA

CÁC ẢNH HƯỞNG TỚI BỒN BỂ CHỨA DẦU KHÍ

Bảo vệ catot bằng dòng điện cưỡng bức ( dòng điện ngoài )

CÁC ẢNH HƯỞNG TỚI BỒN BỂ CHỨA DẦU KHÍ

Bảo vệ catot kiêu pin điện (Galvanic)

CÁC ẢNH HƯỞNG TỚI BỒN BỂ CHỨA DẦU KHÍ

iii SỰ BAY HƠI

 Sự thất thoát thành phần nhẹ của dầu có thể đạt đến 3 %

 Khi lưu trữ trong các bể chứa, trị số thất thoát phụ thuộc vào độ bay hơi của dầu, tức là phụ thuộc vào tỷ lệ thành phần nhẹ Để giảm tỷ lệ này thì bậc tách khí cuối cùng cần phải được thực hiện trong điều kiện nhiệt

độ cao và áp suất bé hơn áp suất khí quyển.

 Giải pháp tốt nhất để giảm mất mát thành phần nhẹ là biện pháp ốn định dầu trước khi đưa vào cất chứa trong bể Ta tách các thành phần nhẹ mà ở điều kiện bình thường tồn tại ở thể khí bằng giải pháp nung nóng dưới áp lực chân không Sau khi ổn định và tách hết thành phần nhẹ thì việc lưu giữ hoặc vận chuyển tới các nhà máy chế biến thực tế cho thấy là không có thất thoát

Giải pháp giảm thất

thoát

Ngăn chặn sự bay

hơi

Giảm thiểu sự bay

CÁC ẢNH HƯỞNG TỚI BỒN BỂ CHỨA DẦU KHÍ

Độ kín đáy bể Độ kín mối hàn Độ kín mái bể

Kiểm tra kỹ thuật đưa vào vận hành

Kiểm tra độ kín đáy

Phương pháp chân không

Người ta dùng thiết bị gọi là rùa thử chân không, đó là một hình hộp một mặt trống, mặt đối diện có kính và các ống nối đến máy hút chân không và đến áp kế

Để thử độ kín đáy bể bằng phương pháp chân không với tôn dày 4mm thì trong rùa cần là 500mm cột thủy ngân Nếu dày hơn thì tạo độ chân không là 600mm

 Phương pháp thuốc thử

Người ta đắp đất xung quanh thành bể ngăn không cho khí thoát ra, khí nén vào đáy bể, chiều cao đất đắp khoảng 100mm Người ta đưa 3 – 4 vòi bơm khí amoniac vào đáy bể với áp suất dư 8 – 9 mm cột nước dưới đáy bể Trên đường hàn đã được đánh sạch người ta quét dung dịch phenolphtalein Nếu thấy chỗ nào chuyển màu đỏ

ta ghi lại Còn nếu dùng dung dịch axit HNO3 2,5% thì quét dung dịch lên vải màn hoặc giấy bản phủ lên đường hàn, chỗ nào thủng chất chỉ thị ngả mầu đen

 Kiểm tra độ kín mối hàn thành bể

Các mối hàn thành bể kiểm tra độ kín bằng cách quét hoặc phun dầu hỏa ở phía trong, phía bên ngoài quét nước vôi hoặc quét phấn Quét 2 lần dầu hỏa cách nhau 1 phút sau đó theo dõi nếu không có vết dầu loang coi như là được.

Mối hàn gối ở đầu thành bể mà bên trong hàn ngắt quãng thì dùng máy hoặc đèn khò phun dầu vào kẽ 2 tấm tôn rồi quan sát bên ngoài.

Những chỗ miếng vá tôn chồng lên nhau để thử độ kín phải khoan 1 lỗ nhỏ rồi bơm dầu vào trong giữa 2 lớp tôn ấy với áp suất 1 – 2 kg/m2 Bên ngoài đường hàn quét nước vôi hoặc phấn theo dõi sau 12 giờ nếu không có vết dầu loang là tốt.

Thử cường độ của bể bằng cách bơm đầy nước vào bể chứa trong bể từ 3 - 7 ngày nếu độ lún của bể

không đáng kể, bể không bị biến dạng thì có thể kết thúc việc thử, coi như là tốt Còn nếu bể có sự biến dạng

lớn thì phải tìm cách khắc phục

 Thử độ bền mái bể

Thử độ bền của bể là thử ở 2 chế độ áp suất, áp suất dừng và áp suất chân không bằng

cách : bơm nước hoặc nén khí vào trong bể, hoặc rút nước khi đó phải có van khống chế áp suất

trong bể và áp kế theo dõi.

Áp suất khống chế như phần thử kín nhưng thời gian giữa 2 áp suất là 2 – 3 giờ

Định mức bể

 Equation 1 – Hydrostatic level equation

P = d.g.h

 P = pressure exerted by a liquid column

 h = Height of the Liquid column

 d = density of the liquid

 g = gravitation constant

Định mức bể

 Equation 2 – Simplified level equation

 H = P/sg

 h = Height of the Liquid column in inches

 P = pressure exerted by a liquid column in inches of water

 s.g = specific gravity of the liquid

Đo chất lỏng trong bể chứa hở

Đo chất lỏng trong bể chứa áp lực