GIAO TRINH DUONG ONG BE CHUA, THIẾT KẾ BỒN CHỨA

Mục lục Trang TỔNG QUAN VỀ BỒN CHỨA DẦU KHÍ .3 Giới thiệu Phân loại bồn chứa dầu khí .3 THIẾT KẾ BỒN CHỨA .6 Xác ñịnh thông số công nghệ bồn chứa .6 Lựa chọn vật liệu làm bồn Xác định giá trị áp suất tính tốn .7 Xác ñịnh tác động bên ngồi Xác ñịnh chiều dày bồn Xác ñịnh lỗ bồn Xác ñịnh chân ñỡ tai nâng 8 Các ảnh hưởng thủy lực ñến bồn chứa THI CÔNG BỒN CHỨA 11 Tổng quan thi công bồn chứa 11 Các phương pháp thi cơng móng .11 Các phương pháp thi công bồn chứa 14 Trình tự thi cơng bồn chứa 19 CÁC THIẾT BỊ PHỤ TRỢ BỒN CHỨA 22 Hệ thống Bơm 22 Hệ thống van (valves) .25 Dụng cụ ño 33 THIẾT KẾ HỆ THỐNG ðƯỜNG ỐNG 45 Tổng quan .45 Thiết kế khái niệm cho ñường ống 46 Thiết kế khí cho ñường ống .55 QUÁ TRÌNH XÂY LẮP ðƯỜNG ỐNG 69 Lựa chọn ñánh dấu tuyến ống 69 Quyền vận chuyển trình phá hoang .69 Quá trình ñào rãnh 70 Quá trình rải ống uốn ống 72 Quá trình hàn ống 73 Phủ ống hạ ống xuống rãnh .75 Quá trình lấp rãnh 76 Thi cơng vị trí cắt ngang ống qua khu vực đặc biệt 77 Các vị trí hàn ñoạn nối ống 78 10 Phục hồi trang thái ban ñầu 79 11 Các kỹ thuật đặc biệt sử dụng thi cơng ñường ống 79 12 Sự an toàn 81 BẢO VỆ VÀ CHỐNG ĂN MÒN CHO HỆ THỐNG ðƯỜNG ỐNG 82 Phân loại ăn mòn 82 Các phương pháp kiểm tra phát ăn mòn 87 Các phương pháp bảo vệ chống ăn mòn 91 Phần KỸ THUẬT BỒN BỂ Chương TỔNG QUAN VỀ BỒN CHỨA DẦU KHÍ Giới thiệu Trong cơng nghiệp hố dầu, tất hoạt động sản xuất, bn bán, tồn trữ liên quan ñến khâu bồn bể chứa Bồn, bể chứa tiếp nhận nguyên liệu trước ñưa vào sản xuất tồn trữ sau sản xuất Bồn chứa có vai trị quan trọng, có nhiệm vụ: tồn trữ nguyên liệu sản phẩm, giúp ta nhận biết ñược số lượng tồn trữ Tại ñây hoạt ñộng kiểm tra chất lượng, số lượng, phân tích tiêu trước xuất hàng thực Ngồi cịn hỗ trợ hệ thống thiết bị phụ trợ: van thở, móng, thiết bị chống tĩnh ñiện, mái che… Phân loại bồn chứa dầu khí 2.1 Phân loại theo chiều cao xây dựng Bể ngầm: ðược ñặt bên mặt ñất, thường sử dụng cửa hàng bán lẻ Bể nổi: ðược xây dựng mặt ñất, ñược sử dụng kho lớn Bể nửa ngầm: Loại bể có ½ chiều cao bể nhơ lên mặt đất, cịn Bể ngồi khơi: ðược thiết kế mặt nước, di chuyển từ nơi đến nơi khác cách dễ dàng So sánh hai loại bể ngầm bể Bể ngầm Bể An tồn cao: lý bảo Chi phí xây dựng thấp đảm phịng cháy tốt có rị rỉ dầu Bảo dưỡng thuận tiện: dễ dàng không lan xung quanh súc rửa, sơn sửa chữa bể Ít bay hơi: khơng có gió, khơng Dễ dàng phát vị trí rị rỉ trao nhiệt với mơi trường bên ngồi xăng dầu bên ngồi Tạo mặt thống 2.2 Phân loại theo áp suất Bể cao áp: áp suất chịu ñựng bể > 200 mmHg Bể áp lực trung bình: áp suất = 20 => 200 mmHg thường dùng bể KO, DO Bể áp thường: áp suất = 20 mmHg áp dụng bể dầu nhờn, FO, bể mái phao 2.3 Phân loại theo vật liệu xây dựng Bể kim loại: làm thép, áp dụng cho hầu hết bể lớn Bể phi kim: làm vật liệu như: gỗ, composite, áp dụng cho bể nhỏ 2.4 Phân loại theo hình dạng Bể trụ đứng: thường sử dụng cho kho lớn Bể hình trụ nằm: thường chơn xuống đất cửa hàng bán lẻ để số kho lớn Bể hình cầu, hình giọt nước: cịn số kho lớn Chương THIẾT KẾ BỒN CHỨA Bồn chứa ngành dầu khí chủ yếu dùng để chứa sản phẩm nhiên liệu như: khí, xăng, D.O, nguyên liệu ngành hoá dầu như: VCM, butadiene,… Các sản phẩm dầu khí có khả sinh cháy nổ cao, mức độ độc hại nhiều nên địi hỏi việc thiết kế tính tốn phải cẩn thận Các hệ thống phụ trợ kèm theo phải bố trí cẩn thận, tính tốn tỉ mỉ, hệ thống phịng cháy chữa cháy, bố trí mặt nhằm hạn chế tối thiểu khả xảy cháy nổ khắc phục xảy cố Tuy nhiên, việc tính tốn khí cho bồn cao áp quan trọng xảy cố việc khắc phục mang tính chất hình thức, thiệt hại gây cho cố khó lường Q trình tính tốn bồn cao áp bao gồm bước sau: Xác định thơng số công nghệ bồn chứa Các thông số công nghệ bồn bao gồm: - Thể tích bồn chứa V - Các kích thước như: chiều dài phần trụ (l), đường kính phần trụ (d), chiều cao phần nắp bồn chứa (h), loại nắp bồn chứa - Các thiết bị lắp ñặt bồn chứa, bao gồm: valve áp suất, thiết bị ño áp suất, ño mực chất lỏng bồn, ño nhiệt ñộ - Vị trí lắp đặt thiết bị bồn chứa - Các yêu cầu việc lắp ñặt thiết bị bồn chứa Lựa chọn vật liệu làm bồn Các sản phẩm dầu khí chứa bồn thường có áp suất bão hồ lớn, nhiệt độ hố thấp có tính độc hại Mức độ ăn mịn sản phẩm dầu khí thuộc dạng trung bình, tùy thuộc vào loại vật liệu làm bồn, nhiệt độ mơi trường mà mức độ ăn mịn sản phẩm có khác Khi xét đến yếu tố ăn mịn, tính tốn chiều dày bồn, ta tính tốn thời gian sử dụng, từ tính ñược chiều dày cần phải bổ sung ñảm bảo cho bồn ổn ñịnh thời gian sử dụng Việc chọn lựa vật liệu phụ thuộc vào yếu tố kinh tế, thép hợp kim có giá thành ñắt nhiều so với loại thép cacbon thường, công nghệ chế tạo phức tạp hơn, giá thành gia công đắt nhiều, địi hỏi trình độ tay nghề thợ hàn cao Sau lựa chọn ñược vật liệu làm bồn, ta xác ñịnh ñược ứng suất tương ứng nó, thơng số quan trọng để tính tốn chiều dày bồn ðối với loại vật liệu khác ứng suất khác nhau, nhiên giá trị không chênh lệch nhiều Xác định giá trị áp suất tính tốn ðây thơng số quan trọng để tính chiều dày bồn chứa Áp suất tính tốn bao gồm áp suất cộng với áp suất thủy tĩnh cột chất lỏng gây ra: Ptt = Ph + ρ g H Trong đó: Ptt: Áp suất tính tốn Ph: Áp suất ρ: Khối lượng riêng sản phẩm chứa bồn nhiệt độ tính tốn g = 9.81 (m/s2): gia tốc trọng trường H: Chiều cao mực chất lỏng bồn Thường ta tính chiều dày chung cho bồn chứa chịu áp suất (nghĩa áp suất tính tốn chung cho bồn chứa) ðối với sản phẩm dầu khí chứa bồn cao áp, áp suất tính tốn thường có giá trị: - Propan : 18 (at) - Butan : (at) - Bupro : 13 (at) Xác ñịnh tác ñộng bên ngồi Các tác động bên ngồi bao gồm: 4.1 Tác ñộng gió Gió tác ñộng ñến bồn, ảnh hưởng ñến ñộ ổn ñịnh bồn, làm cho bồn bị uốn cong hay tác động đến hình dáng bồn Tuy nhiên ñối với bồn cao áp, hình dáng cách đặt bồn nên ảnh hưởng gió tác động lên bồn nhỏ Ảnh hưởng gió bỏ qua ta xây tường bảo vệ đặt bồn vị trí kín gió 4.2 Tác ñộng ñộng ñất ðây tác ñộng hy hữu, khơng có phương án để chống lại Tuy nhiên xét đến phương án này, ta dự đốn đảm bảo cho sản phẩm khơng bị thất ngồi, việc khơng thể chắn ñược Phần lớn tác ñộng ta khơng thể tính tốn phức tạp ñộng ñất Tác ñộng gây tượng trượt bồn khỏi chân ñỡ, cong bồn, gãy bồn Tốt ta chọn khu vực ổn ñịnh ñịa chất ñể xây dựng - Các tải trọng tác ñộng lên xảy xét đến, chẳng hạn thiết bị bố trí thân bồn: hệ thống thiết bị kèm theo, cầu thang, giàn đỡ,…Các tải trọng tính tốn phần tính tốn bồn - Ngồi cịn xét đến yếu tố bên ngồi người tác động như: ñào ñất, hoạt ñộng gây va ñập với bồn, hoạt ñộng mang tính chất phá hoại Chính yếu tố địi hỏi ta phải có phương án bảo vệ thích hợp thường xuyên kiểm tra, xây tường bảo vệ, có ký hiệu cho biết khu vực nguy hiểm, gây cháy nổ lớn ảnh hưởng ñến vùng lân cận, đồng thời phải có quy ñịnh, chế tài cụ thể ñối với người vi phạm Xác định chiều dày bồn Cơng việc xác ñịnh chiều dày bồn ñược thực theo bước sau: Xác ñịnh tiêu chuẩn thiết kế: ASME section VIII.Div.1 Xác ñịnh ñược ứng suất cho phép loại vật liệu làm bồn chứa: δcp Xác ñịnh áp suất tính tốn bồn chứa: Ptt Xác định hệ số bổ sung chiều dày ăn mòn C = Cc + Ca Các thơng số cơng nghệ như: ðường kính bồn chứa (D), Chiều dài phần hình trụ (L) Các thơng số nắp bồn chứa: Loại nắp bồn chứa, chiều cao nắp bồn chứa Xác ñịnh lỗ bồn ði kèm với bồn hệ thống phụ trợ bao gồm có cửa người, lỗ dùng để lắp thiết bị ño nhiệt ñộ, áp suất, mực chất lỏng bồn, lỗ dùng ñể lắp ñặt ống nhập liệu cho bồn, ống xuất liệu, ống vét bồn, lắp ñặt valve áp suất, thiết bị ño ñạt nồng ñộ sản phẩm khu vực bồn chứa Các thiết bị lắp ñặt vào bồn dùng phương pháp hàn hay dùng ren Thường lỗ có đường kính nhỏ ta thường dùng phương pháp ren dễ dàng cơng việc lắp ñặt việc sửa chữa thiết bị có cố Khi tạo lỗ bồn chứa cần ý ñến khoảng cách lỗ việc tăng cứng cho lỗ Xác ñịnh chân ñỡ tai nâng Chân ñỡ bồn chứa ta dùng chân đỡ thép hàn hay xây gạch, bêtơng Tuy nhiên, ngành dầu khí ta thường dùng chân ñỡ thép hàn Ta chọn vật liệu làm chân đỡ, thơng số chân đỡ sau ñó kiểm tra bền Các yêu cầu kiểm tra bền: - Giá trị ứng suất mà tải trọng tác dụng lên giá đỡ khơng lớn 2/3 giá trị ứng suất vật liệu làm chân ñỡ Các ảnh hưởng thủy lực ñến bồn chứa 8.1 Áp suất làm việc cực ñại Là áp suất lớn cho phép đỉnh bồn chứa vị trí hoạt động bình thường nhiệt độ xác định áp suất ðó giá trị nhỏ thường ñược tìm thấy tất giá trị áp suất làm việc cho phép lớn tất phần bồn chứa theo nguyên tắc sau ñược hiểu chỉnh cho khác biệt áp thủy tĩnh tồn phần ñược xem xét ñỉnh bồn chứa Nguyên tắc: áp suất làm việc cho phép lớn phần bồn chứa áp suất lớn bao gồm áp suất thủy tĩnh ñã nêu ảnh hưởng tất tải trọng kết hợp xuất cho việt thiết kế ñồng thời với nhiệt ñộ làm việc kể bề dày kim loại thêm vào ñể bảo ñảm ăn mòn Áp suất làm việc lớn cho phép xác định cho nhiều nhiệt độ hoạt động, sử dụng ứng suất cho phép nhiệt độ Thử nghiệm áp suất thủy tĩnh ñược thực tất loại bồn sau tất cơng việc lắp đặt hồn tất trừ cơng việc chuẩn bị hàn cuối tất kiểm tra ñã ñược thực trừ yêu cấu kiểm tra sau thử nghiệm Bồn chứa hồn tất phải thỏa mãn thử nghiệm thủy tĩnh Những bồn thiết kế cho áp suất phải ñược thử áp thủy tĩnh ñiểm bồn có giá trị nhỏ 1,5 lần áp suất làm việc lớn cho phép (áp suất làm việc lớn cho phép coi giống áp suất thiết kế), tính tốn khơng dùng để xác định áp suất làm việc lớn cho phép nhân với tỷ số thấp ứng suất S nhiệt ñộ thử nghiệm ứng suất S nhiệt ñộ thiết kế Thử nghiệm thủy tĩnh dựa áp suất tính tốn dùng thỏa thuận nhà sản xuất người sử dùng Thử nghiệm áp suất tĩnh ñỉnh bồn chứa nên giá trị nhỏ áp suất thử nghiệm tính cách nhân giá trị áp suất tính tốn cho thành phần áp suất với 1,5 giảm giá trị xuống áp suất thủy tĩnh Khi áp suất ñược sử dụng người kiểm tra nên ñòi hỏi quyền ñược yêu cầu nhà sản xuất nhà thiết kế cung cấp tính tốn sử dụng ñể xác ñịnh áp suất thủy tĩnh phần bồn chứa Buồng áp suất thiết kế kết hợp ñược thiết kế hoạt ñộng ñộc lập phải ñược thử bồn chứa riêng biệt nghĩa tiến hành thử với bồn bên cạnh khơng có áp 8.2 Tải trọng gió Tải trọng gió bắt buộc phải xác định theo tiêu chuẩn, nhiên ñiều luật quốc gia địa phương có u cầu khắc khe Nhà thầu nên xem xét cách kỹ lưỡng ñể xác ñịnh yêu cầu nghiêm ngặt kết hợp u cầu có chấp nhận mặt an tồn, kinh tế, pháp luật hay khơng Gió thổi hướng trường hợp bất lợi ñều cần phải xem xét 8.3 Dung tích chứa lớn cho bồn mái Khoảng 85 – 90% dung tích bồn mái sử dụng điều kiện bình thường, phần thể tích không sử dụng khoảng chết (dead space) ñỉnh khoảng chết (dead stock) ñáy ðối với bồn mái nổi, chọn chiều cao bồn ñể ñạt sức chứa lớn Khoảng chết chết chịu ảnh hưởng nhiều chiều cao đường kính, với thể tích bồn cao chứa nhiều bồn thấp Chiều cao lớn ñạt ñược ñược xác ñịnh ñiều kiện ñất ñai nơi ñặt bồn Do ñó, chọn vị trí đặt bồn chứa phải điều tra lãnh thổ nơi đặt bồn Do khoảng chết nên bể khơng ñược chứa ñầy, ñịnh mức ñược báo ñộng ñèn báo ñộng mức high level 10 ... suất, thiết bị ño áp suất, ño mực chất lỏng bồn, đo nhiệt độ - Vị trí lắp đặt thiết bị bồn chứa - Các yêu cầu việc lắp ñặt thiết bị bồn chứa Lựa chọn vật liệu làm bồn Các sản phẩm dầu khí chứa bồn. .. nhà sản xuất nhà thiết kế cung cấp tính tốn sử dụng để xác ñịnh áp suất thủy tĩnh phần bồn chứa Buồng áp suất thiết kế kết hợp ñược thiết kế hoạt ñộng ñộc lập phải ñược thử bồn chứa riêng biệt... nghệ bồn bao gồm: - Thể tích bồn chứa V - Các kích thước như: chiều dài phần trụ (l), ñường kính phần trụ (d), chiều cao phần nắp bồn chứa (h), loại nắp bồn chứa - Các thiết bị lắp ñặt bồn chứa,