Thiết kế bồn bể chứa LPG dung tích

Thiết kế bồn bể chứa LPG

 LPG là tên viết tắt của khí dầu mỏ hóa lỏng (Liquified Petrolium Gas) LPG là sản phẩm thu được từ quá trình khai thác dầu mỏ (khí đồng hành), hoặc từ các mỏ khí thiên nhiên bao gồm các loại hydrocacbon khác nhau, thành thành phần chủ yếu là propan, butan hoặc hỗn hợp của chúng.

TỔNG QUAN VỀ LPG

 Thành phần hóa học chủ yếu của LPG là các

hydrocacbon dạng parafin có công thức chung là CnH2n+2

LPG là hỗn hợp nhất định của các hydrocacbon như: Propan C3H8 , Propylen C3H6 , Butan C4H10 ,Butylen C4H8 Tuy nhiên vẫn có khả năng xuất hiện vết của etan,etylen hoặc pentan trong LPG thương mại Butadien 1,3 có thể xuất hiện nhưng không đạt tới tỷ lệ đo được Ngoài ra còn có chất tạo mùi Etylmecaptan(R-HS) với tỷ lệ pha trộn nhất định để khi khí rò rỉ có thể nhận biết được

bằng khứu giác

đ n 80÷ 85 % dung tích toàn ph n đ có không gian cho ế ầ ểLPG l ng dãn n khi nhi t đ tăng lên.ỏ ở ệ ộ

 Do h s dãn n c a LPG l n nên đòi h i: ệ ố ở ủ ớ ỏ

 * Ph i gi kho ng tr ng phù h p trong các b n ch a, bình ả ữ ả ố ợ ồ ứ

ch a; l p đ t các van an toàn cho b n ch a, các ng d n.ứ ắ ặ ồ ứ ố ẫ

TỔNG QUAN VỀ LPG

 * Đo m t cách chính xác nhi t đ s n ph m trong kho ch a ộ ệ ộ ả ẩ ứ

ch a đ khi v n chuy n thì đi u khi n đứ ể ậ ể ề ể ược m c d tr , ứ ự ữ

h hao nh quy đ nh.ư ư ị

 T tr ng th l ng : đi u ki n 15ỷ ọ ể ỏ ở ề ệ oC, 760mmHg ,t tr ng ỷ ọ

c a propan là 0,51 ; còn butan là 0,575 Propan và butan nh ủ ẹ

h n nơ ước nên nó n i lên trên m t nổ ặ ước

 LPG có áp su t h i bão hoà cao h n áp su t khí quy n, nên ấ ơ ơ ấ ể

đi u ki n bình th ng ( nhi t đ và áp su t khí quy n )

TỔNG QUAN VỀ LPG

 LPG ch a trong bình kín có th làm tăng áp su t c a bình do ứ ể ấ ủtính ch t d bay h i c a nó Nhi t đ môi trấ ễ ơ ủ ệ ộ ường quá th p ấ

có th làm gi m áp su t h i dể ả ấ ơ ưới m c áp su t khí quy n.ứ ấ ể

 Áp su t h i bão hòa c a LPG ph thu c vào nhi t đ bên ấ ơ ủ ụ ộ ệ ộngoài c a thi t b và t l thành ph n Butan/ propan.ủ ế ị ỷ ệ ầ

 LPG v i thành ph n 70% butan và 30% propan có áp su t h i ớ ầ ấ ơbão hòa là 6 kg/ cm2 cùng đi u ki n nhi t đ , khi thay đ i Ở ề ệ ệ ộ ổthành ph n h n h p , áp su t h i bão hòa c ng thay đ i.`ầ ỗ ợ ấ ơ ũ ổ

TỔNG QUAN VỀ LPG

 Các ng d ng quan tr ng c a LPG ứ ụ ọ ủ

 -  S d ng LPG trong dân d ng: ử ụ ụ S d ng trong n u ử ụ ấ

nướng, thay th đi n trong các bình nế ệ ước nóng, ng d ng ứ ụtrong các h th ng sệ ố ưở ấi m nhà, chi u sáng, gi t là.ế ặ

 - S d ng LPG trong thử ụ ương m i: ạ S d ng trong các ử ụ

b p công nghi p, lò nế ệ ướng, đun nước nóng trong các nhà

hàng, trong công nghi p ch bi n th c ph m.ệ ế ế ự ẩ

 - S d ng LPG trong công nghi p: ử ụ ệ S d ng trong công ử ụnghi p gia công kim lo i, hàn c t thép, n u và gia công th y ệ ạ ắ ấ ủtinh, lò nung s n ph m silicat, kh trùng đ h p, lò đ t rác, ả ẩ ử ồ ộ ố

s y màng s n ấ ơ

TỔNG QUAN VỀ LPG

 - S d ng LPG trong giao thông: ử ụ Là nhiên li u lý ệ

tưởng thay th cho đ ng c đ t trong vì tr s c tan cao, ế ộ ơ ố ị ố ốgiá thành r , ít gây ô nhi m môi trẻ ễ ường, đ n gi n hóa c u ơ ả ấ

t o đ ng c Nó làm gi m đáng k s thoát khí xe t i, ạ ộ ơ ả ể ự ở ả

làm nhiên li u đ t trong thay xăng cho các xe du l ch, xe taxi ệ ố ị

m t s n c tiên ti n dùng LPG hoá l ng thay xăng pha

ch v a h n ch đ c h i trong s d ng đ i v i con ngế ừ ạ ế ộ ạ ử ụ ố ớ ười,

v a kinh t ừ ế

 -  S d ng LPG trong nông nghi p: ử ụ ệ S d ng đ s n ử ụ ể ả

xu t th c ăn gia súc, ch bi n, s y nông s n, ng c c, thu c ấ ứ ế ế ấ ả ũ ố ố

lá, s y chè, cà phê, lò p tr ng, đ t c …ấ ấ ứ ố ỏ

TỔNG QUAN VỀ LPG

 - S d ng LPG trong công nghi p hoá d uử ụ ệ ầ  : LPG

đượ ử ục s d ng trong tinh ch và công nghi p hoá d u Trong ế ệ ầtinh ch , butan dùng đ s n xu t d u nh n, n- butan thêm ế ể ả ấ ầ ờvào đ tăng tính bay h i và ch s octan c a nhiên li u M t ể ơ ỉ ố ủ ệ ộtrong nh ng ng d ng quan tr ng khác c a LPG là s d ng ữ ứ ụ ọ ủ ử ụlàm nguyên li u hoá h c đ t o ra nh ng polyme trung gian ệ ọ ể ạ ữ

nh : polyetylen, polyvinyl clorua, polypropylen và m t s ư ộ ố

ch t khác Đ c bi t đ s n xu t MTBE là ch t làm tăng tr ấ ặ ệ ể ả ấ ấ ị

s octan thay th cho h p ch t pha chì trong xăng đã phát ố ế ợ ấtri n trong m t vài năm g n đây.ể ộ ầ

Tổng quan về bồn bể chứa LPG.

 Bể chứa là dạng công trình xây dựng phục vụ cho công t

ác  t n ch a các lo i nhiên li u trong đó ch y u là nhiên ồ ứ ạ ệ ủ ế

li u l ng ho c khí.ệ ỏ ặ

 Hi n nay, ngệ ười ta đã ch  t o đế ạ ược nh ng lo i b  ch a có  ữ ạ ể ứ

kh  năng ch a l n và ch u đả ứ ớ ị ược áp l c cao.ự

 B  ch a thể ứ ường được phân lo i theo áp l c c a nhiên li u ạ ự ủ ệ trong b , g m: B  ch a áp l c th p và B ch a áp l c cao.ể ồ ể ứ ự ấ ể ứ ự

 Phân lo i b ch a:ạ ể ứ

Tổng quan về bồn bể chứa LPG.

 B ch a áp l c th p : Lo i b  này ch  y u hình tr  v i l c ể ứ ự ấ ạ ể ủ ế ụ ớ ự

nhi u ki u mái  khác  nhau. B  ch a áp l c th p th ề ể ể ứ ự ấ ườ ng đ ượ c dùng đ ể

ch a các ch t l ng d bay h i nh : d u, xăng bao g m các lo i: ứ ấ ỏ ễ ơ ư ầ ồ ạ

 B ch a tr  đ ng mái t nh : có th  ch a t  100 đ n 20.000 m ể ứ ụ ứ ĩ ể ứ ừ ế 3

  khi thi t k  ch a xăng, hay kho ng 50.000 m ế ế ứ ả 3  khi ch a d u mazut   ứ ầ

 Các b ph n chính c a b g m: ộ ậ ủ ể ồ

 —Đáy b : Đ ể ượ c đ t trên n n cát đ m ặ ề ầ

ch t ho c n n đ ặ ặ ề ượ c gia c  có l p cách n ố ớ ướ c và đ ượ c hàn t ừ

các t m thép ấ

 —Thân b : Là b  ph n ch u l c chính, g m nhi u khoang thép t m ể ộ ậ ị ự ồ ề ấ

hàn l i, có th  thay đ i đ ạ ể ổ ượ c ho c không thay đ i chi u dày d c theo ặ ổ ề ọ thành b ể

Tổng quan về bồn bể chứa LPG.

 Mái b : C ng để ũ ựơ ổ ợ ừc t  h p t  các t m thép hàn l i v i các ấ ạ ớ

 d ng chính nh  sau: Mái nón, mái treo, mái tr c u, mái ạ ư ụ ầ

vòm 

B ch a tr  đ ng mái phao ể ứ ụ ứ Được dùng

khá nhi u trên th  gi i ề ế ớ

s  d ng lo i mái mang l i hi u qu   kinh t  cao, làm gi m đáử ụ ạ ạ ệ ả ế ả

ng k  s  m t mát ể ự ấ hydrocacbon nh , gi m ô nhi m môi ẹ ả ễ

trường xung quanh

Trên th c t , ngự ế ười ta hay dùng hai lo i b : B  h  có mái phạ ể ể ở

ao và b  kín có mái phao Trể ường h p ợ

b  h  có h  s  ể ở ệ ố xu t nh p l n và n m trong vùng khí h u ấ ậ ớ ằ ậ

không có tuy t thế ường dùng ki u mái h không có phao.ể ở

 Mái do có thêm phao n i vì v y mái ch  đóng vai trò bao che ổ ậ ỉ

ch  không đóng vai trò ch u l c.ứ ị ự

 B ch a tr  ngang : ể ứ ụ

Ch a nhi u lo i nhiên li u khác nhau, có  u đi m là hình d nứ ề ạ ệ ư ể ạ

g đ n gi n, ch u bi n đ ng áp su t t t Nhơ ả ị ế ộ ấ ố ược đi m chính là ể

nó có th tích nh và ph i có giá đ ể ỏ ả ỡ

Tổng quan về bồn bể chứa LPG.

 B  ch a tr  ngang để ứ ụ ược ch  t o t  các t m thép (b  có kícế ạ ừ ấ ể

h  thướ ớc l n) ho c đúc li n kh i (b  có kích thặ ề ố ể ước nh ) ỏ

 V i b  có kích thớ ể ướ ớc l n thì đượ ổ ợ ừc t  h p t  các phân

đo n nh Các phân đo n b  l i đạ ỏ ạ ể ạ ượ ổ ợ ừc t  h p t  các t m ấthép và được hàn t  đ ng trong xự ộ ưởng ch t t o ế ạ

Bên trong còn được b  trí thêm các vành gia cố ường đ  đ m ể ả

b o đ n đ nh c ng nh đ b n c a b ả ộ ổ ị ũ ư ộ ề ủ ể

Tổng quan về bồn bể chứa LPG.

B ch a áp l c cao:ể ứ ự

Đối với các bể chứa nhiên liệu lỏng do có khoảng trống

dẫn tới việc bay hơi của nhiên liệu trong khoảng mặt

thoáng và mái bể gây nên áp suất dư đồng thời gây hao nhiên liệu Để chịu được áp lực dư này và hạn chế sự bay hơi của nhiên liệu người ta sử dụng nhiều loại bể

chứa áp lực cao khác nhau

- B tr đ ng mái c u:ể ụ ứ ầ

Lo i b  này dùng đ  ch a s n ph m d u, xăng nh  dạ ể ể ứ ả ẩ ầ ẹ ưới áp lự

c  d  Pd = 0.01 - 0.07 Mpa Mái g m các t m cong ch  theo ư ồ ấ ỉ

Tổng quan về bồn bể chứa LPG.

ph ươ ng kinh tuy n v i bán kính cong b ng đ ế ớ ằ ườ ng kính thânb   ể

Thân b  đ ể ượ ổ ợ c t  h p hàn t  nh ng t m thép, b  dày thân b   ừ ữ ấ ề ể

có th  thay đ i đ ể ổ ượ c  ho c không thay đ i d c theo chi u  cao thành b   ặ ổ ọ ề ể Đáy b  c ng đ ể ũ ượ c đ t trên n n gia c  v imóng b ng bê tông c t thép ặ ề ố ớ ằ ố

B tr đ ng mái c u:ể ụ ứ ầ

B  c u là lo i b  th ể ầ ạ ể ườ ng dùng ch a s n ph m l ng d ứ ả ẩ ỏ ướ i áp l c cao ự

 nh  gas hóa l ng ho c thành ph n nh  c a xăng v i áp l c d  Pd = 0.25 ÷  ư ỏ ặ ầ ẹ ủ ớ ự ư 1.8 Mpa. Th  tích b  V =600-4000m ể ể 3.

B tr n m ngang:ể ụ ằ

 B  ch a tr  ngang dùng đ  ch a các s n ph m ể ứ ụ ể ứ ả ẩ

d u m  dầ ỏ ưới 

áp l c d  Pd < 0.2 Mpa và h i hoá l ng có Pd < 1.8 Mpa. Th  ự ư ơ ỏ ểtích b  V < 100 mể 3 đ i v i các s n ph m d u khí và V ố ớ ả ẩ ầ

<500 m3 đ i vố ới h i hoá l ng.ơ ỏ

thiết kế bể chứa 6000 lpg

Ch n b ch a LPG thành ph n 100% Propan có kh i lọ ể ứ ầ ố ượng riêng

% 120 6000

2

D L

V = π ≤ π

thiết kế bể chứa lpg

Xét:

Áp su t tính toán s làấ ẽ :

 Ch n thép CT31 cóọ , Vì LPG là ch t d cháy n ấ ễ ổnên ch n h s hi u ch nh ọ ệ ố ệ ỉ

 Ứng su t làm vi c la: ấ ệ

2

2

/08232

,

0

)/

(8232015

5608

,

9

mm N

m N

P

P TT = lv =

9 , 0

= η

[ ]σ = η ×[ ]σ ∗ = 0 , 9 × 304 = 273 , 6N / mm2

thiết kế bể chứa lpg

 Vì hàn đòi h i k thu t cao nên ch n h s m i hàn b ng 1.ỏ ĩ ậ ọ ệ ố ố ằ Xét t s :ỉ ố

Vì CT31 là v t li u d o nên b dày t i thi u là thân b là: ậ ệ ẻ ề ố ể ể

B dày th c c a thân thi t b là : S = Sề ự ủ ế ị min + C

1

6 , 273

818 , 1

15000 2

0 15000

1 54 1 6 , 273 2

2

mm

N C

S D

C S

P

a

− +

−

= σ ϕ

100 818

, 1

818 ,

1 9266

, 1

[ ]P >P lv

/ (

818 ,

P TT =

Tính đáy và nắp elip

 Chi u sâu ph n elip là :ề ầ

 Bán kính cong bên trong được tính theo công th c:ứ

 Xét t s : ỉ ố

 Nên đ dày t i thi u c a đáy n p là:ộ ố ể ủ ắ

 Ch n Cọ o = 0,04 mm => Đ dày tính toán là: ộ

t t

2 2

mm

h t =15000×0,25 =3750

818 ,

1

1 6 , 273

>

=

×

= Ρ

ϕ σ

PR

1 6 , 273 2

3750 818

,

1 2

mm C

S

Tính toán đáy và nắp elip

 Ki m tra đ b n:ể ộ ề

 Suy ra áp su t d cho phép là:ấ ư

 Kết luận : để thiết kế bồn chứa LPG hình trụ nằm ngang dùng vật liệu chế tạo là thép CT31 về sơ bộ thì bề dày thành thiết bị cần đảm bảo dày 54 mm và bề dày 2 đầu thiết bị dày 14mm

125 , 0 00087 ,

0 15000

[ ] [ ] (( )) N mm P TT

Ca S

Rt

Ca S

− +

−

3763

13 6

, 273 2