kỹ thuật chống sét phần 10

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chương GIỚI THIỆU SƠ LƯC NHÀ MÁY DẦU NHỚT CÁT LÁI CASTROL VIỆT NAM Nhà máy dầu nhớt Cát Lái - Castrol Việt Nam với tổng diện tích 11160 m Nằm đòa bàn Quận hai - Thành phố Hồ Chí Minh, cách ngã ba Cát Lái hướng Nam 7,5 km Đối diện với nhà máy gồm có nhà máy lọc xăng dầu Sài Gòn - Petrol “Morning Start Cement” công ty liên doanh công ty xi măng Hà Tiên “Holderband” Thụy Só Mặt phía sau nhà máy giáp với sông Đồng Nai Nhà máy chia làm hai khu vực yếu : • Khu vực đặt bồn chứa nằm độc lập diện tích 1100m ; Ngoài có bãi chứa hàng, nhà kho tương lai bãi bốc dỡ hàng năm kế cận • Khu vực xưởng vô lon nhà văn phòng chiếm diện tích 2720m • Khu vực lại nhà máy xem sơ đồ tổng thể mặt Nhà máy nằm khu vực đòa hình phẳng với đặc điểm đòa chất loại đất Sét kết nên điện trở suất đất có giá trò ρ = 100 ÷ 200 Ω m Hiện nhà máy cung cấp điện từ nguồn lưới điện quốc gia Các dụng cụ thiết bò điện - điện tử phục vụ cho dây chuyền sản xuất nhà máy gồm có : • bàn cân, lò gia nhiệt P 105, pha, 10 A • Hệ thống dây truyền vô lon pha, 32A • Hệ thống máy tính pha TRANG 76 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chương PHƯƠNG ÁN CHỐNG SÉT CHO NHÀ MÁY CÁT LÁI CASTROL VIỆT NAM Sau tìm hiểu nghiên cứu chi tiết đặc điểm đòa hình, đòa chất, sơ đồ mặt tổng thể tầm quan trọng nhà máy Castrol Cát Lái Phần sau đưa phương án chống Sét tổng thể cho nhà máy sau : I CHỐNG SÉT TRỰC TIẾP : Để bảo vệ cho toàn nhà máy, phương án sau đưa sau tiến hành so sánh kinh tế kỹ thuật để đònh lựa chọn hai phương án Phương án 1: Dùng hệ thống chống Sét trực tiếp thiết bò PREVECTRON hãng INDELEC ( Pháp ) để bảo vệ cho cấu trúc riêng lẻ nhà máy: khu vực bồn chứa, phân xưởng vô lon, tòa nhà văn phòng Phương án : Dùng hệ thống chống Sét trực tiếp thiết bò PREVECTRON hãng INDELEC ( pháp ) gồm : ♦ Một hệ thống chống Sét để bảo vệ cho khu vực bồn chứa ♦ Một hệ thống Sét để bảo vệ cho phân xưởng vô lon bảo vệ cho tòa nhà văn phòng làm việc So sánh kinh tế kỹ thuật : Phương án có nhiều ưu điểm so với phương án • Xét kinh tế: dùng hệ thống chống Sét bảo vệ cho toàn nhà máy; nên giá thành thấp vấn đề mua sắm thiết bò, thi công lắp đặt • Xét kỹ thuật: dùng hệ thống chống Sét bảo vệ cho phân xưởng vô lon mà bảo vệ tòa nhà văn phòng, đảm bảo tính tin cậy an toàn cho công trình Vì tính toán bán kính bảo vệ Rp cho phân xưởng vô lon phần diện tích tòa nhà văn phòng nằm hoàn toàn vùng bảo vệ hệ thống chống Sét phân xưởng vô lon Sơ đồ mặt vùng bảo vệ trình bày hình vẽ * Tóm lại : Phương - Chống Sét trực tiếp cho tòan nhà máy Castrol Cát Lái đònh lựa chọn án TRANG 77 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP II CHỐNG SÉT LAN TRUYỀN : Khi xảy tượng phóng điện Sét gây nên sóng điện từ tỏa xung quanh với tốc độ lớn không khí, tốc độ tương đương với tốc độ ánh sáng Sóng điện từ truyền vào công trình theo đường dây điện lực, thông tin gây tượng điện áp tác dụng lên cách điện thiết bò công trình, gây hư hỏng, đặc biệt với thiết bò nhạy cảm: thiết bò điện tử, máy tính mạng máy tính gây thiệt hại lớn Như vậy, cần phải tiến hành chống Sét lan truyền thiết bò cắt Sét lọc Sét; thiết bò lắp đặt vò trí phù hợp nhằm nâng cao hiệu bảo vệ Đối với nhà máy Castrol Cát Lái, nhà máy cung cấp điện từ nguồn lưới điện quốc gia thông qua thiết bò điện lắp đặt : ♦ Cầu dao tổng nhà máy ♦ Các tủ phân phối DB1, , DB2 , DB3 ♦ Và dụng cụ thiết bò điện - điện tử phục vụ cho dây truyền sản xuất nhà máy, gồm có : • bàn cân, lò gia nhiệt P105, pha, 10A • Hệ thống dây truyền vô lon mới, pha, 32A • Máy tính pha 10A Để chống Sét lan truyền đưa phương án sau : Phương án : a Lắp thiết bò cắt Sét vò trí cầu dao tổng nhà máy b Lắp thiết bò lọc Sét tủ phân phối DB1 , DB2 , DB3 Ưu điểm : • Bảo vệ toàn lưới điện nhà máy • Thuận tiện cho việc mở rộng mạng lưới điện sau Nhược điểm : • Mỗi thiết bò cần bảo vệ không lắp đặt thiết bò lọc Sét riêng lẻ nên hiệu bảo vệ an toàn cho thiết bò không cao Phương án : a Lắp thiết bò cắt Sét vò trí cầu dao tổng phương án b Lọc Sét riêng lẻ cho thiết bò điện tử, máy tính TRANG 78 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Ưu điểm : Bảo vệ an toàn cho thiết bò điện tử, máy tính Nhược điểm : ♦ Mỗi thiết bò cần bảo vệ cần phải lắp đặt thiết bò lọc Sét riêng lẻ, vấn đề dây nối đất phức tạp cho máy tính ♦ Nếu nhà máy phát triển thêm thiết bò, lại phải gắn thêm thiết bò lọc Sét ♦ Đắt phương án Tóm lại : Từ ưu điểm nhược điểm phương án Chúng đònh lựa chọn phương án để thực nhiệm vụ tính toán cho đề tài TRANG 79 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chương TÍNH TOÁN LỰA CHỌN CẤP BẢO VỆ CHỐNG SÉT CHO NHÀ MÁY CÁT LÁI - CASTROL VIỆT NAM Việc lựa chọn cấp bảo vệ thích hợp thiết kế chống Sét tùy thuộc vào tầm quan trọng công trình xây dựng ; yếu tố sau: • Môi trường xung quanh công trình (dễ cháy, dễ nổ, nóng ) • Loại công trình (dân dụng, công nghiệp ) • Loại vật liệu chứa công trình • Có hay người làm việc thường xuyên • Mật độ Sét vùng xây dựng công trình Việc lựa chọn cấp bảo vệ phù hợp cho công trình phụ thuộc vào tần số Sét chấp nhận N c tần số Sét tính toán Nd I TÍNH TOÁN LỰA CHỌN CẤP BẢO VỆ CHO KHU VỰC BỒN CHỨA CỦA NHÀ MÁY : Các thông số cần thiết cho tính toán : • H1 = 11m : Chiều cao bồn chứa • L1 = 44 m : Chiều dài khu vực đặt bồn chứa • W1 = 25 m :Chiều rộng khu vực đặt bồn chứa • C1 , hệ số phụ thuộc vào vò trí công trình Ở công trình (khu vực bồn chứa) nằm độc lập, công trình khác phạm vi 3H; nên chọn C = • C2 , hệ số cấu trúc công trình Ở công trình bồn chứa kim loại dễ cháy, chọn C = • C3 , hệ số phụ thuộc vào vật liệu chứa công trình Ở khu vực bồn chứa, chứa vật liệu có giá trò cao, bắt lửa cao, dễ gây nổ, chọn C3 = TRANG 80 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP • C4 , hệ số phụ thuộc vào tính công trình Ở khu vực bồn chứa tập trung đông người, khó sơ tán, chọn C = • C5 , hệ số phụ thuộc vào tác hại Sét Ở khu vực bồn chứa có tác hại môi trường dễ cháy, dễ nổ, nóng ; nên chọn C5 = 10 Tính tần số Sét chấp nhận Nc theo công thức : Nc = Trong : 5,5 C C = C C3 C4 C5 Các thông số C chọn trên: Nc = 5,5 2.3.3.10 = 0,03 Tính vùng tập trung tương đương Ac : Vùng tập trung tương đương bồn chứa xem có cấu trúc hình hộp chữ nhật với chiều rộng W = 25 m ; chiều dài L1 = 44 m chiều cao H1 = 11 m Ac = L1 W1 + 6H1 (L1 + W1 ) + 9π H1 Thay số vào : Ac = 44 25 + 11 (44 + 25) + π 112 = 9075 m2 Tính tần số Sét đánh trực tiếp Nd vào khu vực bồn chứa : Trong năm, tần số tính sau : Nd = Ngmax Ac C1 10-6 ( /năm ) Trong : 1, 25 Ngmax = 0,04 N K = NK ; gọi hệ số phóng điện Sét lớn 10 năm km NK số ngày dông trung bình năm số đòa phương Việt Nam Đối với nhà máy Cát Lái thuộc khu vực Thành phố Hồ Chí Minh có số ngày dông trung bình năm N K = 78,6 tổng cục khí tượng thuỷ văn thống kê Do : Ngmax = N K 78,6 = = 7,86 10 10 TRANG 81 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Vậy Nd = 7,86 9075 10-6 = 0,07 : * Để chọn cấp bảo vệ phù hợp với khu vực bồn chứa phải dựa vào tần số Sét chấp nhận Nc tần số Sét tính toán Nd : Nếu Nd ≤ Nc : Công trình không cần hệ thống chống Sét Nếu Nd > Nc : Công trình cần thiết phải có hệ thống chống Sét Theo tính toán trên, ta thấy N d = 0,07 > Nc = 0,03 Khi Nd > Nc hệ thống chống Sét có hệ số E tính Nc 0,03 E = - N =1−0,07 = - 0,43 = 0,57 d Với E = 0,57 có giá trò gần với giá trò cấp bảo vệ cấp Do cấp bảo vệ lựa chọn cho khu vực bồn chứa theo tính toán cấp ; D = 60 m ; dòng xung đỉnh 14,7 KA * Nhưng cấu trúc cần bảo vệ bồn chứa, chứa vật liệu dễ cháy, dễ nổ Nếu xảy hỏa hoạn gây ô nhiễm môi trường gây thiệt hại kinh tế lớn Nên để đảm bảo an toàn cho khu vực bồn chứa Trong thực tế chọn cấp bảo vệ cấp với khoảng cách phóng điện Sét D = 45 m dòng xung đỉnh ISmax = 9,5 KA II TÍNH TOÁN LỰA CHỌN CẤP BẢO VỆ CHO XƯỞNG VÔ LON VÀ TÒA NHÀ VĂN PHÒNG : Vì xưởng vô lon nhà văn phòng đặt gần nhau, song song vơí nên tính toán lưạ chọn cấp bảo vệ cho xưởng vô lon nhà văn phòng xem công trình Các thông số cần thiết cho việc tính toán: ♦ H2 = 11m : ♦ L2 = 68 m : chiều cao xưởng vô lon nhà văn phòng chiều dài xưởng vô lon nhà văn phòng ♦ W2 = 40 m : chiều rộng xưởng vô lon nhà văn phòng • C1 , hệ số phụ thuộc vào vò trí công trình Ở công trình khu vực xưởng vô lon tòa nhà văn phòng nằm độc lập, công trình khác phạm vi 3H2 : nên chọn C1 = • C2 , hệ số cấu trúc công trình Ở xưởng vô lon nhà văn phòng có kết cấu mái kim loại dễ cháy; nên chọn C2 =2 TRANG 82 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP • C3 , hệ số phụ thuộc vào vật liệu chứa công trình Ở khu vực xưởng vô lon tòa nhà văn phòng chứa vật liệu có giá trò cao, bắt lửa cao, dễ gây nổ; nên cho C = • C4 , hệ số phụ thuộc vào tính công trình Ở khu vực xưởng vô lon tòa nhà văn phòng có nhiều người làm việc, khó sơ tán; nên chọn C4 =3 • C5, hệ số phụ thuộc vào tác hại Sét: Đối với xưởng vô lon nhà văn phòng, bò Sét đánh trực tiếp gây hỏa hoạn, dễ nổ, nóng có tác hại môi trường; nên chọn C5 =10 Tính tần số Sét chấp nhận Nc : Nc = 5,5 5,5 5,5 = = = 0,03 C C2 C3 C4 C5 3.10 Tính vùng tập trung tương đương A c xưởng vô lon tòa nhà văn phòng: Vùng tập trung tương đương Ac tính : Ac = L2 W2 + H2 (L2 + W2 ) + πH Thay số vào : Ac = 68 40 + 11.(68+40) + π 112 = 13269m2 Tính tần số Sét tính toán Nd : Trong năm, tần số tính sau : Nd = Ngmax.Ac.C1 10-6 (/năm) Trong : 1,25 Ngmax = 0,04 N K = NK 10 gọi mật độ phóng điện Sét lớn năm km NK số ngày dông trung bình năm số đòa phương Việt Nam Đối với nhà máy Cát Lái thuộc khu vực Thành phố Hồ Chí Minh có số ngày dông trung bình năm NK = 78,6 tổng cục khí tượng thủy văn thống kê Do : Ngmax = N K 78,6 = = 7,86 10 10 Suy : TRANG 83 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nd = 7,86 13269 10-6 = 0,1 * Để chọn cấp bảo vệ phù hợp với xưởng vô lon tòa nhà văn phòng phụ thuộc vào tần số Sét chấp nhận N c tần số Sét tính toán Nd: - Nếu Nd ≤ Nc : Công trình không cần hệ thống chống Sét - Nếu Nd > Nc : Công trình cần thiết phải có hệ thống chống Sét Theo tính toán trên, nhận thấy : + Đối với xưởng vô lon : Nd = 0,1 > Nc = 0,03 Khi đó, xưởng vô lon cần phải lắp đặt hệ thống chống Sét có hệ số E tính: N 0,03 c E = - N = − 0,1 = 0,7 d Chọn cấp bảo vệ cho xưởng vô lon nhà văn phòng cấp : D = 60 m với dòng điện xung đỉnh Sét I Smax = 14,7 KA TRANG 84 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chương TÍNH BÁN KÍNH BẢO VỆ LỰA CHỌN THIẾT BỊ CHỐNG SÉT CHO NHÀ MÁY I TÍNH BÁN KÍNH BẢO VỆ CHO NHÀ MÁY: Bán kính bảo vệ cho khu vực bồn chứa: Sau xác đònh cấp bảo vệ cho khu vực bồn chứa D = 45m: cấp bảo vệ trung bình, dòng xung đỉnh 9,5 KA Bán kính bảo vệ đầu thu Sét đặt khu vực bồn chứa tính theo công thức: Rp = h(2 D − h) + ∆L(2 D + ∆L) h ≥ 5m Hoặc tra bảng h