Xây dựng bể chứa kerosene, bể hình trụ đứng với các điều kiện sau

Xây dựng bể chứa kerosene, bể hình trụ đứng với các điều kiện sau

HUMG BÀI TẬP LỚN Xây dựng bể chứa kerosene, bể hình trụ đứng với điều kiện sau: T = 300C d = 0,77 g/ml V = 50000 m3 Vận tốc gió = 205 km/h Ăn mòn thành bể: 3mm Ăn mòn đáy bể: 3mm Ăn mòn mái bể: 2mm Khả chứa bể ղ= 0.9 Mục lục I.Tổng quan bồn bể chứa dầu khí ………………………………………… 1.1 Giới thiệu ………………………….……………………………………………… 1.2 Phân loại bồn bể chứa dầu khí …………………………………………… ……3 1.2.1 Phân loại theo chiều cao xây dựng …………… ……………………… …… 1.2.2 Phân loại theo áp suất ……………………………… ………………………… 1.2.3 Phân loại theo vật liệu xây dựng ………………………………… 1.2.4 Phân loại theo hình dạng II Thiết kế bồn bể chứa ………………………….……………………….4 ……………………………………….……………… 2.1 Xác định thông số công nghệ bồn chứa ………………………… 2.2 Lựa chọn vật liệu làm bồn ………………………………………………… Lọc Hóa Dầu K57 Page HUMG 2.3 Xác định giá trị áp suất tính toán ………………………………… …… 2.4 Xác định tác động bên …………………………………………… … 2.4.1 Tác động gió ………………………………………………………………….7 2.4.2 Tác động động đất ……………………………………………………… 2.5 Xác định chiều dày bồn ………………………………………………… 2.6 Xác định lỗ bồn ……………………………………………………… …8 2.7 Xác định chân đỡ tai nâng ………………………………………………… 2.8 Các ảnh hưởng thủy lực đến bồn chứa ……………………………………….…9 2.8.1 Áp suất làm việc cực đại …………………………………………………………9 2.8.2 Tải trọng gió ………………………………………………………………… …10 2.8.3 Dung tích chứa lớn cho bồn mái ……………………………………10 2.9 Các thông số cần thiết tính toán thiết bị…………………………………11 2.9.1 Nhiệt độ làm việc, nhiệt độ tính toán……………………………… …………11 2.9.2 Áp suất làm việc, áp suất tính toán, áp suất gọi áp suất thử … …………11 2.9.3 Ứng suất cho phép tiêu chuẩn (đơn vị đo N/mm2 N/m2) … ……… 12 2.9.4 Các hệ số hiệu chỉnh ………………………………………………… …….…12 III Tính toán thiết kế bồn chứa ……………………………………………….……… 13 3.1 Thiết kế thân bể ……………………………………………………………….……14 3.2 Thiết kế đáy bể ………………………………………………………………….…18 3.3 Thiết kế mái bể ……………………………………………………………… … 19 IV An toàn phòng chống cháy nổ hệ thống bồn chứa …………… ….20 4.1 Giới thiệu chung ………………………………………………………………… 20 4.2 Các biện pháp an toàn ……………………………………………………… …20 4.2.1 Đối với người ………………………………………………………………20 4.2.2 Trong công tác quản lý ……………………………………………………… 20 4.2.3 Trong trình bảo quản sản xuất …………………………………… 21 Lọc Hóa Dầu K57 Page HUMG 4.2.4 Trong trình sửa chữa thiết bị hệ thống bồn ………………22 4.3 Hệ thống phòng cháy chữa cháy ………………………………………… … 22 4.4 Các hoạt động trường hợp khẩn cấp ……………………………….…23 I Tổng quan bồn bể chứa dầu khí 1.1 Giới thiệu Trong công nghiệp hoá dầu, tất hoạt động sản xuất, buôn bán, tồn trữ liên quan đến khâu bồn bể chứa Bồn, bể chứa tiếp nhận nguyên liệu trước đưa vào sản xuất tồn trữ sau sản xuất Bồn chứa có vai trò quan trọng, có nhiệm vụ: tồn trữ nguyên liệu sản phẩm, giúp ta nhận biết số lượng tồn trữ Tại hoạt động kiểm tra chất lượng, số lượng, phân tích tiêu trước xuất hàng thực Ngoài hỗ trợ hệ thống thiết bị phụ trợ: van thở, móng, thiết bị chống tĩnh điện, mái che… 1.2 Phân loại bồn chứa dầu khí 1.2.1 Phân loại theo chiều cao xây dựng Bể ngầm: Được đặt bên mặt đất, thường sử dụng cửa hàng bán lẻ Bể nổi: Được xây dựng mặt đất, sử dụng kho lớn Bể nửa ngầm: Loại bể có ½ chiều cao bể nhô lên mặt đất, Bể khơi: Được thiết kế mặt nước, di chuyển từ nơi đến nơi khác cách dễ dàng Lọc Hóa Dầu K57 Page HUMG So sánh hai loại bể ngầm bể Bể ngầm - An toàn cao: Đây lý bảo đảm phòng cháy tốt có rò rỉ dầu không lan xung quanh - Ít bay hơi: Do gió, không trao nhiệt với môi trường bên Tạo mặt thoáng 1.2.2 Phân loại theo áp suất Bể - Chi phí xây dựng thấp - Bảo dưỡng thuận tiện: dễ dàng súc rửa, sơn sửa chữa bể - Dễ dàng phát vị trí rò rỉ xăng dầu bên Bể cao áp: Áp suất chịu đựng 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 1.2.3 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 1.2.4 Phân loại theo hình dạng Bể trụ đứng: Thường sử dụng cho kho lớn Bể hình trụ nằm: Thường chôn xuống đất cửa hàng bán lẻ để số kho lớn Bể hình cầu, hình giọt nước: Còn số kho lớn II 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 đòi hỏi việc thiết kế tính toán phải cẩn thận Các hệ thống phụ trợ kèm theo phải bố trí cẩn thận, tính toán tỉ mỉ, hệ thống phòng cháy chữa cháy, bố trí mặt nhằm hạn chế tối thiểu khả Lọc Hóa Dầu K57 Page HUMG xảy cháy nổ khắc phục xảy cố Tuy nhiên, việc tính toán khí cho bồn cao áp quan trọng xảy cố việc khắc phục mang tính chất hình thức, thiệt hại gây cho cố khó lường Quá trình tính toán bồn cao áp bao gồm bước sau: 2.1 Xác định thông 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 đặt bồn chứa, bao gồm: valve áp suất, thiết bị đo áp suất, đo mực chất lỏng bồn, đo nhiệt độ - Vị trí lắp đặt thiết bị bồn chứa - Các yêu cầu việc lắp đặt thiết bị bồn chứa 2.2 Lựa chọn vật liệu làm bồn Các sản phẩm dầu khí chứa bồn thường có áp suất bão hoà lớn, nhiệt độ hoá thấp có tính độc hại Mức độ ăn mòn sản phẩm dầu khí thuộc dạng trung bình, tùy thuộc vào loại vật liệu làm bồn, nhiệt độ môi trường mà mức độ ăn mòn sản phẩm có khác Khi xét đến yếu tố ăn mòn, tính toán chiều dày bồn, ta tính toán thời gian sử dụng, từ tính chiều dày cần phải bổ sung đảm bảo cho bồn ổn định thời gian sử dụng Việc chọn lựa vật liệu phụ thuộc vào yếu tố kinh tế, thép hợp kim có giá thành đắt nhiều so với loại thép cacbon thường, công nghệ chế tạo phức tạp hơn, giá thành gia công đắt nhiều,đòi hỏi trình độ tay nghề thợ hàn cao Lọc Hóa Dầu K57 Page HUMG Sau lựa chọn vật liệu làm bồn, ta xác định ứng suất tương ứng nó, thông số quan trọng để tính toán chiều dày bồn Đối với loại vật liệu khác ứng suất khác nhau, nhiên giá trị không chênh lệch nhiều Đối với bể chứa dầu thô, xăng, kerosen sản phẩm dầu mỏ, vật liệu chế tạo chủ yếu thép Thép có nhiều tính chất quý như: bền, dai, chịu trọng động, có khả đúc rèn, cán, dập, hàn, dễ cắt gọt; tính chất biến đổi phạm vi rộng phụ thuộc vào thành phần, phương pháp gia công Trong việc chế tạo this bị hóa chất người ta dùng thép cacbon thép hợp kim thấp (hàm lượng nguyên tố không gỉ đến 2.5%) Các loại thép phải có độ dẻo cao, dễ uốn, có tính hàn cao Hàn phương pháp chủ yếu lựa chọn thiết kế bể chứa Trong trình thiết kế, người thiết kế cần phải định phương pháp hàn, chọn kiểu mối hàn, cách chuẩn bị mép hàn hoàn chỉnh mối hàn để đảm bảo chất lượng kết cấu Việc lựa chọn phương pháp hàn phụ thuộc vào vật liệu đem hàn, kích thước hình học chúng (bề dày đường kính) trang bị nhà máy chế tạo Ở nhà máy ché tạo thiết bị hóa chất thường dùng phương pháp hàn: hàn tay, hàn bán tự động hàn hồ quang điện lớp thuốc Tùy thuộc vào vị trí vật liệu, vào phương pháp hàn để chọn kiểu hàn Người ta thường dùng ba kiểu hàn hàn giáp mối, hàn vuông góc hàn chồng, thiết bị hóa chất phổ biến kiểu hàn chồng 2.3 Xác định giá trị áp suất tính toán Đây thông số quan trọng để tính chiều dày bồn chứa Áp suất tính toán bao gồm áp suất cộng với áp suất thủy tĩnh cột chất lỏng gây ra: Ptt= Ph+ ρgH Trong đó: Ptt: Áp suất tính toán Lọc Hóa Dầu K57 Page HUMG Ph: Áp suất ρ: Khối lượng riêng sản phẩm chứa bồn nhiệt độ tính toán 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 toán chung cho bồn chứa) Đối với sản phẩm dầu khí chứa bồn cao áp, áp suất tính toán thường có giá trị: - Propan : 18 (at) - Butan : (at) - Bupro : 13 (at) 2.4 Xác định tác động bên Các tác động bên bao gồm: 2.4.1 Tác động gió Gió tác động đến bồn, ảnh hưởng đến độ ổn định bồn, làm cho bồn bị uốn cong hay tác động đến hình dáng bồn Tuy nhiên 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 2.4.2 Tác động động đất Đây tác động hy hữu, phương án để chống lại Tuy nhiên xét đến phương án này, ta dự đoán đảm bảo cho sản phẩm không bị thất thoát ngoài, việc chắn Phần lớn tác động ta tính toán phức tạp động đất Tác động gây tượng trượt bồn khỏi chân đỡ, cong bồn, gãy bồn Tốt ta chọn khu vực ổn định địa chất để xây dựng Lọc Hóa Dầu K57 Page HUMG - Các tải trọng tác động lên xảy xét đến, chẳng hạn thiết bị bố trí thân bồn: hệ thống cácthiết bị kèm theo, cầu thang, giàn đỡ,… Các tải trọng tính toán phần tính toán bồn - Ngoài xét đến yếu tố bên người tác động như: đào đất, hoạt động gây va đập với bồn, hoạt động mang tính chất phá hoại Chính yếu tố đòi 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 ảnhhưởng đến vùng lân cận, đồng thời phải có quy định, chế tài cụ thể người vi phạm 2.5 Xác định chiều dày bồn Công việc xác định chiều dày bồn thực hiệntheo bước sau: Xác định tiêu chuẩn thiết kế: ASME section VIII.Div.1, API 650 Xác định ứng suất cho phép loại vật liệu làm bồn chứa: δcp Xác định áp suất tính toán bồn chứa: Ptt Xác định hệ số bổ sung chiều dày ăn mòn C = Cc+ Ca Các thông số công nghệ như: đường kính bồn chứa (D), Chiều dài phần hình trụ (L), chiều cao hình trụ (H) Các thông số nắp bồn chứa: Loại nắp bồn chứa, chiều cao nắp bồn chứa 2.6 Xác định lỗ bồn Đi kèm với bồn hệ thống phụ trợ bao gồm có cửa người, lỗ dùng để lắp thiết bị đo nhiệt độ, áp suất, mực chất lỏng bồn, lỗ dùng để lắp đặt ống nhập liệu cho bồn, ống xuất liệu, ống vét bồn, lắp đặt valve áp suất, thiết bị đo đạt nồng độ sản phẩm khu vực bồn chứa Các thiết bị lắp đặt vào bồn dùng phương pháp hàn hay dùng ren Thường lỗ có đường kính nhỏ ta thường dùng phương pháp ren dễ dàng công việc lắp đặt việc sửa chữa thiết bị có cố Lọc Hóa Dầu K57 Page HUMG Khi tạo lỗ bồn chứa cần ý đến khoảng cách lỗ việc tăng cứng cho lỗ 2.7 Xác định chân đỡ tai nâng Chân đỡ bồn chứa ta dùng chân đỡ thép hàn hay xây gạch, bêtông Tuy nhiên, ngành dầu khí ta thường dùng chân đỡ thép hàn Ta chọn vật liệu làm chân đỡ, thông số chân đỡ sau kiểm tra bền Các yêu cầu kiểm tra bền: - Giá trị ứng suất mà tải trọng tác dụng lên giá đỡ không lớn 2/3 giá trị ứng suất vật liệu làm chân đỡ 2.8 Các ảnh hưởng thủy lực đến bồn chứa 2.8.1 Áp suất làm việc cực đại Là áp suất lớn cho phép đỉnh bồn chứa vị trí hoạt động bình thường nhiệt độ xác định áp suất đólà giá trị nhỏ thường tìm thấy tất giá trị áp suất làm việc cho phép lớn tất phần bồn chứa theo nguyên tắc sau hiểu chỉnh cho khác biệt áp thủy tĩnh tồn phần xem xét đỉnh bồn chứa Nguyên tắc: áp suất làm việc cho phép lớn phần bồn chứa áp suất lớn bao gồm áp suất thủy tĩnh nêu ảnh hưởng tất tải trọng kết hợp xuất cho việc thiết kế đồng thời với nhiệt độ làm việc kể bề dày kim loại thêm vào để bảo đảm 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 thực tất loại bồn sau Lọc Hóa Dầu K57 Page HUMG tất công việc lắp đặt hoàn tất trừ côngviệc chuẩn bị hàn cuối tất kiểm tra thực trừ yêu cấu kiểm tra sau thử nghiệm Bồn chứa hoàn tất phải thỏa mãn thử nghiệm thủy tĩnh Những bồn thiết kế cho áp suất phải thử áp thủy tĩnh điểm 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 toán không dùng để xác định áp suất làm việc lớn cho phép nhân với tỷ số thấp ứng suất S nhiệt độ thử nghiệm ứng suất S nhiệt độ thiết kế Thử nghiệm thủy tĩnh dựa áp suất tính toán dùng thỏa thuận nhà sản xuất người sử dùng Thử nghiệm áp suất tĩnh đỉnh bồn chứa nên giá trị nhỏ áp suất thử nghiệm tính cách nhân giá trị áp suất tính toán cho thành phần áp suất với 1,5 giảm giá trị xuống áp suất thủy tĩnh Khi áp suất sử dụng người kiểm tra nên đòi hỏi quyền yêu cầu nhà sản xuất nhà thiết kế cung cấp tính toán sử dụng để xác định áp suất thủy tĩnh phần bồn chứa Buồng áp suất thiết kế kết hợp thiếtkế hoạt động độc lập phải thử bồn chứa riêng biệt nghĩa tiến hành thử với bồn bên cạnh áp 2.8.2 Tải trọng gió Tải trọng gió bắt buộc phải xác định theo tiêu chuẩn, nhiên điều luật quốc gia địa phương có yêu cầu khắc khe Nhà thầu nên xem xét cách kỹ lưỡng để xác định yêu cầu nghiêm ngặt kết hợp yêu cầu có chấp nhận vềmặt an toàn, kinh tế, pháp luật hay không Gió thổi hướng trường hợp bất lợi cần phải xem xét 2.8.3 Dung tích chứa lớn cho bồn mái Lọc Hóa Dầu K57 Page 10 HUMG Khoảng 85 – 90% dung tích bồn mái sử dụng điều kiện bình thường, phần thể tích không sử dụng khoảng chết (dead space) đỉnh khoảng chết (dead stock) đáy Đối với bồn mái nổi, chọn chiều cao bồn để đạt 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 đạt được xác định điều kiện đất đai nơi đặt bồn Do đó, chọn vị trí đặt bồn chứa phải điều tra lãnh thổ nơi đặt bồn Do khoảng chết nên bể không chứa đầy, nếuquá định mức báo động đèn báo động mức high level 2.9 Các thông số cần thiết tính toán thiết bị 2.9.1 Nhiệt độ làm việc, nhiệt độ tính toán - Nhiệt độ làm việc nhiệt độ môi trường thiết bị thực trình công nghệ định trước - Nhiệt độ tính toán: + Khi nhiệt độ làm việc nhỏ 250 0C lấy nhiệt độ tính toán nhiệt độ làm việc lớn + Khi nhiệt độ môi trường tiếp xúc với chi tiết thiết bị lớn 2500C nhiệt độ tính toán lấy nhiệt độ môi trường cộng thêm 500C - Nếu thiết bị có lớp bọc cách điện nhiệt độ tính toán nhiệt độ bề mặt lớp cách điện tiếp xúc với chi tiết cộng thêm 200C 2.9.2 Áp suất làm việc, áp suất tính toán, áp suất gọi áp suất thử Áp suất đại lượng chủ yếu tính toán độ bền thiết bị làm việc với áp suất môi trường bên thiết bị áp suất dư (> 1at) Người ta chia loại áp suất: - Áp suất làm việc áp suất môi trường thiết bị sinh thực trình, không kể áp suất tăng tức thời Lọc Hóa Dầu K57 Page 11 HUMG - Áp suất tính toán áp suất môi trường thiết bị, dùng làm số liệu tính toán thiết bị theo độ bền độ ổn định Thường áp suất tính toán lấy áp suất làm việc; thiết bị chứa thiết bị dùng để chế biến môi trường cháy nổ phải chọn áp suất tính toán theo sổ tay kĩ thuật Chú ý: Khi áp suất thủy tĩnh môi trường thiết bị 5% áp suất làm việc trở lên áp suất tính toán áp suất làm việc cộng áp suất thủy tĩnh - Áp suất gọi áp suất cực đại cho phép môi trường chứa thiết bị đạt tới sử dụng thiết bị (không kể áp suất thủy tĩnh cột chất lỏng) nhiệt độ thành thiết bị 200C Nếu nhiệt độ thành thiết bị cao 200C, áp suất gọi giảm tương ứng, tỉ lệ với giảm ứng suất cho phép nhiệt độ vật liệu chế tạo thiết bị - Áp suất thử áp suất dùng để thử độ bền độ kín thiết bị Giá trị áp suất thử thường lấy 1,5 lần áp suất tính toán tra sổ tay kĩ thuật 2.9.3 Ứng suất cho phép tiêu chuẩn (đơn vị đo N/mm2 N/m2) Đại lượng ứng suất cho phép tiêu chuẩn phụ thuộc vào đặc trưng bền vật liệu nhiệt độ tính toán xác định theo công thức sau: [σ]*; [σ]* = ; [σ]* ; [σ]* = Trong - ; ; : ứng suất bền, ứng suất chảy ứng suất tương đương cho phép - nb, nc, nb1: hệ số an toàn Việc chọn công thức tính hệ số an toàn giá trị ứng suất cho phép dùng sổ tay kĩ thuật 2.9.4 Các hệ số hiệu chỉnh Hệ số hiệu chỉnh ứng suất: Khi tính kiểm tra độ bền chi tiết thiết bị, người ta dùng ứng suất cho phép không dùng ứng suất cho phép tiêu chuẩn xác định sau: [σ] = [σ]* Lọc Hóa Dầu K57 Page 12 HUMG Trong đó: - hệ số hiệu chỉnh, xác định theo điều kiện làm việc thiết bị, thường = 0,9 ÷ 1,0 - [σ]* : Ứng suất cho phép tiêu chuẩn Hệ số bền mối hàn: Khi ghép chi tiết mối hàn phần lớn chúng bền so với vật liệu để nguyên không hàn Do tính độ bền chi tiết ghép mối hàn phải đưa hệ số mối hàn h vào công thức tính toán, đại lượng đặc trưng cho độ bền mối ghép so với độ bền vật liệu Thường h = 0,35 ÷ 0,9 tùy thuộc kết cấu mối hàn Hệ số bổ sung bề dày tính toán: Khi tính kiểm tra độ bền chi tiết phận thiết bị ta ohair ý đến tác dụng hóa học học môi trường lên vật liệu chế tạo thiết bị Do cần phải bổ sung cho bề dày tính toán chi tiết phận đại lượng C Đại lượng C xác định theo công thức: C = Ca + Cb + Cc + Cd Trong - Ca: Hệ số bổ sung ăn mòn hóa học môi trường, mm - Cb: Hệ số bổ sung bào mòn học môi trường, mm - Cc: Hệ số bổ sung sai lệch chế tạo, lắp ráp, mm - Cd: Hệ số bổ sung để quy tròn kích thước, mm III Tính toán thiết kế bồn chứa Thiết kế bể chứa kerosene với điều kiện sau: T = 300C d = 0,77 g/ml V = 50000 m3 Vận tốc gió = 205 km/h Lọc Hóa Dầu K57 Page 13 HUMG Ăn mòn thành bể: 3mm Ăn mòn đáy bể: 3mm Ăn mòn mái bể: 2mm Khả chứa bể ղ= 0.9 Thể tích dầu V = 50000 m3 ta chọn thể tích bể V = 55000 m3 Đối với bồn chứa dầu có dung tích 50000 m lựa chọn tối ưu thiết kế bể hình trụ đứng mái nổi, theo tiêu chuẩn API 650 Vật liệu làm bồn thép cacbon có kí hiệu A 573 M – 485 (70) thuộc nhóm IV Các thông số vật liệu tra từ bảng 3.2 (API 650) sau: − − − − − − − Ứng lực nguyên liệu theo thiết kế: Sd = 193 MPa Ứng lực thử thủy tĩnh: St = 208 Mpa Các thông số khác: Dung tích: V = 55000 m3 Đường kính: D = 65 m Trọng lượng riêng kerosen: g = 0,77 g/cm3 Vậy chiều cao bể là: h = = = 16,75 (m) Vậy ta chọn chiều cao bể 17m 3.1 Thiết kế thân bể Với chiều cao bể 17 m cần phải chia thân bể thành nhiều tầng, bề dày thân tầng có chiều dày khác nhau, lên cao bề dày giảm Theo 3.6.1.1 API với đường kính bể chứa > 60 m bề dày thân 10 mm Ở đây, giả thiết chia thân bể từ đáy lên đỉnh thành tầng: tầng tầng có chiều cao 2000 mm, tầng có chiều cao 1000 mm Theo phương pháp – Foot (3.6.3, API 650) ta có Tpd = + CA = + = 24,3 mm Và Tpt = = = 25,6 mm Trong đó: Lọc Hóa Dầu K57 Page 14 HUMG Tpd : Bề dày thân theo thiết kế, mm Tpt : Bề dày thân thử thủy tĩnh, mm CA : ăn mòn cho phép, nhà thầu cung cấp Ở lấy CAt = mm, ăn mòn thành bể Theo tiêu chuẩn API 650 phương pháp tính bề dày thân bể Variable design Point Kiểm tra điều kiện: ≤ Với L = (500 D Tpd)0.5 , mm Thay số vào ta có L = 888.7 mm Suy = < thỏa mãn điều kiện phương pháp Bề dày tầng đáy (chiều cao h1 = 2000 mm) theo phương pháp Variable desig point tính sau: T1d = ( 1.06 - ) () + CA = ( 1.06 - ) () + = 24.4 mm T1t = ( 1.06 - ) () = ( 1.06 - ) () = 25.7 mm Từ tầng thứ hai trở đi, ta tính giá trị T u bề dày thân tần liền tầng cần tính, theo công thức sau: Tu = + CA Với hn chiều cao tầng thân bể thứ n Sau tính giá trị x theo công thức sau, chọn giá trị x nhỏ nhất: x1 = 0,61 ( + 320 CH x2 = 1000CH x3 = 1,22 ( Với C = [K0.5(K – 1)]/(1+K1.5) Lọc Hóa Dầu K57 Page 15 HUMG K = Ti-1/Tu Ti-1 bề dày cảu tầng thân bể liền tầng cần tính Tứ ta có công thức tính bề dày tầng thân bể cần tính sau: Tdn = + CA Ttn = Kết sau: Tu mm 19.2 16.6 14.1 T1d = 24,4 mm ; T5t = 22,3 mm T6d = 21,1 mm ; T6t = 21,6 mm T7d = 19,8 mm ; T7t = 20,6 mm T8d = 19,2 mm ; T8t = 19,5 mm T9d = 18,7 mm 2.6 ; T4t = 23,7 mm T5d = 21,7 mm 3.9 ; T3t = 23.7 mm T4d = 22.3 mm 6.5 ; T2t = 23,9 mm T3d = 22,8 mm ; T1t = 25,7 mm T2d = 23,1 mm 11.5 ; T9t = 18,9 mm Với kết tính ta tra bảng “Các loại thép tấm” Sổ tay trình thiết bị công nghệ hóa chất để tìm bề dày tiêu chuẩn Theo đó, bề dày thân thép là: T1d = 25 mm ; T1t = 28 mm T2d = 25 mm ; T2t = 25 mm T3d = 25 mm ; T3t = 25 mm T4d = 25 mm ; T4t = 25 mm T5d = 25 mm ; T5t = 25mm T6d = 25 mm ; T6t = 25 mm Lọc Hóa Dầu K57 Page 16 HUMG T7d = 20 mm ; T7t = 25 mm T8d = 20 mm ; T8t = 20 mm T9d = 20 mm ; T9t = 20 mm Thiết kế bể thân hình trụ đứng mái hình nón 3.2 Thiết kế đáy bể: Vật liệu làm đáy bể có bề dày tối thiểu mm, bao gồm độ ăn mòn cho phép cho đáy bể cho trước Kích thước đầy đủ bể phải thiết kế chìa 25 mm để làm gờ Với vật liệu sử dụng thép A 573 – 485 (70) ta tra theo bảng 3.1, API 650 được: Td = 23,5 Ứng suất thử thủy tĩnh 208 Mpa Bày dày tối thiểu đáy bể 10 mm Theo API mục 5.7.7.3 thiết kế bồn chứa, bề dày đáy Tn + 6mm, bề dày đáy bể lấy là: Tđáy = 32 mm Các phụ kiện kèm theo đáy bể chứa hình vẽ Lọc Hóa Dầu K57 Page 17 HUMG Chiều dày tối thiểu gia cố tb = Với tb = chiều dày tối thiểu gia cố, mm h = chiều cao gia cố, 2000mm b = chiều ngang gia cố, 1000mm H chiều cao bể chứa, 17 m G khối lượng riêng chất lỏng, 0.77 kg/m3 CA độ ăn mòn phụ kiện, 3mm Tính toán ta có chiều dài tối thiểu của gia cố tb = 35.4 mm Tra bảng ta tb = 36 mm 3.3 Thiết kế mái bể Với mái bể có bề dày tối thiểu mm Cũng chọn bề dày đáy bể, bề dày mái bể thường lấy bề dày tầng thân bể chứa Ở ta chọn bề dày mái bể 20 mm Tmái = 20 mm Thiết kế mái bể hình nón sau: Lọc Hóa Dầu K57 Page 18 HUMG Chiều cao mái bể Lb= 0.0291*tb* ≤ 0.035*D = 2,275 m Vậy Lb = 1,96 m thõa mãn điều kiện Lọc Hóa Dầu K57 Page 19 HUMG IV An toàn phòng chống cháy nổ hệ thống bồn chứa 4.1 Giới thiệu chung Hệ thống bồn bể chứa nhà máy lọc hóa dầu, vấn đề an toàn phòng chống cháy nổ quy định nghiêm ngặt, chúng đóng vai trò quan trọng trình sản xuất vận hành nhà máy Các sản phẩm dầu mỏ dễ gây thiệt hại to lớn người vật chất cháy nổ Vì trình sản xuất sử dụng, bảo quản cần phải có biện pháp an toàn để tránh thiệt hại đáng tiếc xảy 4.2 Các biện pháp an toàn 4.2.1 Đối với người Cán công nhân viên làm việc nhà máy, nhà phân phối kể công nhân nhà thầu công trình hệ thống bồn chứa, nhà thầu vận chuyển phải tuân theo yêu cầu chung sau đây: - Biết rõ đặc tính sản phẩm tang trữ bể chứa Thực hành thục công nghệ việc thiết kế, chế tạo, lắp đặt bảo - dưỡng thiết bị Lựa chọn cẩn thận sử dụng thiết bị cho công việc Tuân thủ tuyệt đối qui tắc an toàn sản xuất sử dụng Vệ sinh, an toàn lao động Cấm hút thuốc khu vực cấm 4.2.2 Trong công tác quản lý - Vấn đề an toàn phải truyền đạt thường xuyên để nhắc nhở người tuân thủ quy định - Thực việc giám sát an toàn lao động 24/24 kịp thời phát nguy hiểm để phòng tránh Lọc Hóa Dầu K57 Page 20 HUMG - Vệ sinh an toàn lao động ưu tiên hàng đầu, dù làm công việc vấn đề an toàn phải quan tâm trước tiên không gây thiệt hại không lường - Dán áp phích an toàn khu vực làm việc khác - Gắn biểu hướng vận hành, lấy mẫu tiến hành vận hành thiết bị lấy mẫu bồn chứa trình thực phải tuân thủ theo trình tự công việc đề - Chỉ cho phép người qua đào tạo có kinh nghiệm vận hành thiết bị, vào khu vực nguy hiểm - Phải đề biện pháp an toàn có kế hoạch ứng phó nguy hiểm xảy 4.2.3 Trong trình bảo quản sản xuất - Tuân thủ quy định bảo hộ lao động: ăn mặc gọn gàng, mũ bảo hiểm, găng tay, giày, không mang người thiết bị phát nguồn lửa,m tia lửa điện, không hút thuốc vào hệ thống bồn chứa - Cần phải kiểm tra lại máy móc thiết bị trước khởi động van an toàn, van điện tử, thiết bị bảo quản, điều khiển kịp thời sửa chữa thiết bị hư hỏng trước vận hành - Phải thực quy định vận hành thiết bị đề ra, không cắt bớt giai đoạn xảy cố đoán trước - Kiểm tra hệ thống cứu hỏa, bảo đảm hệ thống làm việc có cố xảy - Thường xuyên kiểm tra định kì hệ thống phát dò khí - Khi ngừng hoạt động thiết bị phải kiểm tra lại van, thiết bị tắt hết chưa - Hệ thống bồn chứa phải xây dựng nơi thoáng mát, nhiệt độ không 50 0C, tránh tiếp xúc với loại hóa chất gây ăn mòn - Không sử dụng nguồn gây cháy khoảng cách an toàn Lọc Hóa Dầu K57 Page 21 HUMG - Hệ thống chiếu sáng, đèn công tắc, cáp điện phải ống kín bố trí cách xa bồn chứa - Phải treo băng cấm lửa, cấm hút thuốc, biểu hướng dẫn chữa cháy phải có hệ thống bảo vệ chống sét 4.2.4 Trong trình sửa chữa thiết bị hệ thống bồn - Để công nhân làm việc an toàn tiến hành sửa chữa thiết bị, phải đảm bảo phần thiết bị cách ly với thiết bị khác làm - Không tiến hành công việc chưa cho phép tất công ciệc sửa chữa phải có người quan sát đảm bảo an toàn tuyệt đối - Các phương tiện cứu hỏa phải chuẩn bị sẵn sàng thuận tiện nơi làm việc đề phòng nguy hiểm xảy kịp thời giải - Những người thực công việc phải hướng dẫn đầy đủ công việc phải làm trường hợp khẩn cấp - Có phương án chuẩn bị sơ cấp cứu người bị nạn trường hợp nguy hiểm xảy - Trong trình sửa chữa phải thường xuyên kiểm tra, theo dõi động tác, thiết bị, công cụ để tránh sơ hở xảy 4.3 Hệ thống phòng cháy chữa cháy - Lắp đặt cột thu lôi khu vực bồn chứa để phòng sét, cột thu lôi phải đủ cao bố trí khu vực Sử dụng thiết bị chuyên dùng thao tác tránh tích điện gây cháy nổ - Lắp đạt hệ thống vòi tưới bồn, đảm bảo đủ nước tưới cho bồn Trên hệ thống cấy thêm hệ thống ống dẫn bọt chữa cháy Nếu có xảy cố bọt chữa cháy phun vào đám cháy cô lập đám cháy ngăn không cho tiếp xúc với không khí dập tắt đám cháy - Lắp đặt cột nước chữa cháy vị trí thích hợp cho lúc chữa cháy cho khu vực khác Nguồn nước phải đảm bảo cung cấp đủ cho Lọc Hóa Dầu K57 Page 22 HUMG nhu cầu Cần phải trì áp lực cho vòi phun nước chữa lửa để đảm bảo an toàn cho nhân viên chữa cháy - Trên thành đê chắn lửa bố trí vòi phun bọt chữa cháy cần thiết Các hệ thống phun nước bọt chữa cháy hoạt động tự động có cố bán tự động - Lắp đặt hệ thống vòi nước bồn chứa đủ để tưới nước cho toàn vùng chứa vòi phun với tốc độ 0,04 lmp gal/min/ft bề mặt bồn Các vòi nước máy phải lắp đặt vị trí thích hợp cho cung cấp nước chữa cháy cho vị trí có cố - Nguồn nước phải đủ cung cấp (kể lượng nước dùng cho tưới bồn) Áp suất vòi chữa cháy phải lớn kg/cm2 - Phải có hệ thống tưới nước di động, dùng để tưới bảo vệ cho người đóng van gần nơi cháy Van giảm áp lắp đặt bồn chứa phải nối trực tiếp vào phần bên bồn ống thông thẳng đứng cao 2m - Phải có thêm bình chữa cháy hóa học thích hợp Vị trí đặt bình phải gần nơi dễ xảy cháy nổ Với kho tồn trữ 100 m phải có bình chữa cháy Với hệ thống phân phối phải có bình bồn chứa 4.4 Các hoạt động trường hợp khẩn cấp - Dừng hoạt động khu vực ảnh hưởng có nguy ảnh hưởng, tập trung nhân lực sơ tán người trách nhiệm việc đối phó khẩn cấp - Cô lập ảnh hưởng thiết bị để hạn chế lan rộng chất gây cháy nổ - Sơ tán thiết bị di động nằm vùng nguy hiểm (không khởi động dộng khu vực nguy hiểm có khí) đảm bảo đường thoát thông thoáng Lọc Hóa Dầu K57 Page 23