Thiết kế bể chứa xăng Mogas 90

4) Bể chứa xăng Mogas 90 Tỷ trọng dầu: 0.75; Nhiệt độ làm việc 30 oC; Thể tích chứa 65.000 m3; Ăn mòn: thành bể 3mm, đáy bể 3mm, mái bể 2mm; Vận tốc gió 205 kmgiờ 4) Bể chứa xăng Mogas 90 Tỷ trọng dầu: 0.75; Nhiệt độ làm việc 30 oC; Thể tích chứa 65.000 m3; Ăn mòn: thành bể 3mm, đáy bể 3mm, mái bể 2mm; Vận tốc gió 205 kmgiờ 4) Bể chứa xăng Mogas 90 Tỷ trọng dầu: 0.75; Nhiệt độ làm việc 30 oC; Thể tích chứa 65.000 m3; Ăn mòn: thành bể 3mm, đáy bể 3mm, mái bể 2mm; Vận tốc gió 205 kmgiờ

Cơ khí máy công nghệ hoá học 2017 BÀI THIẾT KẾ Giáo Viên Hướng Dẫn : Thầy Vũ Văn Toàn Sinh Viên Thực Hiện : Nguyễn Thành Châu Lớp : LHD K58 (VT) MSSV : 1321011008 Vũng Tàu, 2/2017 SVTH: Nguyễn Thành Châu Page Cơ khí máy công nghệ hoá học 2017 Mục Lục: Lời Mở Đầu: Các Thông Số Để Thiết Kế: Nội Dung Tìm Hiểu & Thiết Kế: Chương 1: Khái quát xăng Định nghĩa: Các tiêu chất lượng xăng 2.1 Tính chống kích nổ 2.2 Tính bay thích hợp 2.3 Tính ổn định hóa học cao Chương 2: Tổng quan bồn chứa Khái niệm Phân loại bể chứa Chương 3: Tính toán thiết kế bể xăng 10 3.1 Lựa chọn loại bể thong số bể 10 3.1 Thiết kế thân bể 10 3.2 Thiết kế mái 14 3.3 Tính toán thiết kế vành khăn đáy bể 15 3.4 Tính toán vành gia cường chống gió 16 3.5 Các thiết bị phụ trợ 19 3.5.1 Cầu thang thành bể 19 3.5.2 Các loại van 19 3.5.3 Các loại cửa bể 19 3.5.4 Các loại cửa thông khí 19 3.5.5 Cửa xuất,cửa nhập 20 SVTH: Nguyễn Thành Châu Page Cơ khí máy công nghệ hoá học 2017 3.6 Kiểm tra ổn định lật bể tác dụng tải trọng gió 20 3.6.2 Tính toán trọng lượng bể 21 3.6.3 Kiểm tra ổn định bể 22 KẾT LUẬN 24 Tài liệu tham khảo 24 SVTH: Nguyễn Thành Châu Page Cơ khí máy công nghệ hoá học 2017 Lời Mở Đầu: Chúng ta biết dầu khí nguồn lượng hóa thạch quan trọng cho nhu cầu nay.Các quốc gia có trữ lượng dầu khí đáng kể,việc khai thác sử dụng chúng đem lại nguồn lợi kinh tế lớn Với phát triển mạnh mẽ khoa học công nghệ ngành công nghiệp hóa học vài thập kỉ gần làm tăng sản lượng chất lượng sản phẩm công nghệ.Đặc biệt ngành công nghiệp dầu khí ,xăng sản phẩm quan trọng hàng đầu nay.Là động lực cho ngành nghề khác phát triển.Sự phát triển khoa học công nghệ làm cho sản lượng sản xuất xăng dầu tăng lên đáng kể,để giải quyêt vấn đề buộc phải xây dựng khu tồn chứa xăng dầu.Nhằm đảm bảo nhu cầu sử dụng phân phối tàng trữ an toàn phòng chống cháy nổ vấn đề thiết kế bồn bể chứa quan trọng Các Thông Số Để Thiết Kế: Bể chứa xăng Mogas 90 - Tỷ trọng dầu: 0.75; Nhiệt độ làm việc 30 oC; Thể tích chứa 65.000 m3; Ăn mòn: thành bể 3mm, đáy bể 3mm, mái bể 2mm; Vận tốc gió 205 km/giờ Nội Dung Tìm Hiểu & Thiết Kế: Khái quát xăng; Tổng quan bể chứa; Tính toán thiết kế bể xăng; Công tác an toàn phòng chống cháy nổ bồn bể chứa xăng; Kết luận; Tài liệu tham khảo SVTH: Nguyễn Thành Châu Page Cơ khí máy công nghệ hoá học 2017 Chương 1: Khái quát xăng Định nghĩa: Xăng, trước gọi ét-xăng (phiên âm từ tiếng Pháp: essence),[1] loại dung dịch nhẹ chứa Hyđrocacbon, dễ bay hơi, dễ bốc cháy, chưng cất từ dầu mỏ Xăng sử dụng loại nhiên liệu, dùng để làm chất đốt cho loại động đốt sử dụng xăng, chất đốt dùng tiêu dùng, sinh hoạt hàng ngày đun nấu, số lò sưởi, số loại bật lửa, Làm dung môi hòa tan số chất, đùng để tẩy số vết bẩn bám vải, kim loại, kính, nhựa, Một số loại vũ khí súng phun lửa, bom, mìn, Xăng chế biến từ dầu mỏ phương pháp chưng cất trực tiếp Cracking, có tỷ trọng d15= từ 0.70 đến 0.75, dễ bay hơi, dễ cháy, có mùi đặc trưng, nhiệt độ sôi từ 35-200 °C Xăng động dùng làm nhiên liệu cho động đốt trong, kiểu chế hòa khí (động xăng) Các tiêu chất lượng xăng 2.1 Tính chống kích nổ + Trị số octan xăng thể tính chống kích nổ xăng: Xăng có trị số octan cao tính chống kích nổ cao + Nếu sử dụng xăng có trị số octan thấp cho xe có tỉ số nén cao gây tượng cháy kích nổ + Nếu sử dụng xăng có trị số octan cao cho xe có tỉ số nén thấp xăng khó cháy cháy không hết tạo cặn than làm bẩn máy, hao xăng 2.2 Tính bay thích hợp Xăng muốn cháy máy phải bay Xăng bay thích hợp cháy tốt máy Nếu xăng bay không thích hợp, máy không phát huy hết công suất, hao xăng nhiều gặp phải cố kỹ thuật sau: Hiện tượng nghẹt xăng hay nút hơi, tượng ngộp xăng (sặc xăng) 2.3 Tính ổn định hóa học cao + Khả giữ vững chất hóa học chống lại ảnh hưởng môi trường xung quanh gọi tính ổn định hóa học xăng Tính ổn định hóa học SVTH: Nguyễn Thành Châu Page Cơ khí máy công nghệ hoá học 2017 xăng bị ảnh hưởng nhiều yếu tố: nhiệt độ, diện tiếp xúc với không khí, độ khô vật chứa, mức độ tồn chứa thời gian tồn chứa Xăng có hàm lượng keo nhựa cao có tính ổn định hóa học thấp SVTH: Nguyễn Thành Châu Page Cơ khí máy công nghệ hoá học 2017 Chương 2: Tổng quan bồn chứa Khái niệm Các công trình bể xây dựng dùng để đựng sản phẩm chất lỏng ,chất khí, vật liệu dạng hạt gọi bể chứa,Các bể chứa có áp lực thấp ,áp lực thường,áp lực cao Tùy vào công bể ,vào yêu cầu sử dụng yêu cầu konh tế,thi công,người ta có loại hình bể thích hợp.Việc phân loại chủ yếu vào hình dáng áp lực Phân loại bể chứa Theo hình dáng bể : - Bể hình trụ (trụ đứng,trụ ngang): hình 1.1; 1.2 - Bể hình cầu ,hình giọt nước:hình 1.3; 1.4 SVTH: Nguyễn Thành Châu Page Cơ khí máy công nghệ hoá học 2017 Bể trụ đứng : Thể tích chứa khác nhau, từ 100 đếm 20000m3(chứa xăng),thậm chí tới 50000m3(dầu mazut) bể trụ đứng dùng mái có cột chống hay cột chống,ưu điểm đơn giản chế tạo dễ lắp ghép.Dung tích chứa lớn,kinh tế.Nhưng chứa chất lỏng khí có áp suất thường không cao -Bể trụ đứng mái tĩnh: + Đáy bể dược đặt cát đầm hoạc có lớp gia có cách nước hàn từ thép + Thân bể phận chịu lực chính,gồm nhiều khoang thép hàn lại,có bề dày thay đổi dọc theo thành bể + Mái bể tổ hợp từ thép hàn lại với dạng mái nón,mái treo,mái trụ cầu,mái vòm -Bể trụ đứng mái nổi: + Phao thường làm loại hợp kim loại nhẹ,có gioăng liên kết với Các thân bể SVTH: Nguyễn Thành Châu Page Cơ khí máy công nghệ hoá học 2017 + Thân đáy bể có mặt nhẫn đêt đảm bảo độ kín khít + Mái có phao mái đóng vai trò mái che không đóng vai trò chịu lực Bể chứa trụ ngang:Chứa nhiều loại nhiên liệu khác nhau,có ưu điểm hình dang đơn giản ,chịu biến động áp suất tốt.Nhược điểm tích nhỏ (50 đến 500m3)và phải có giá đỡ.Bể trụ ngang chế tạo từ thép đúc liền khối.Với bể có kích thước lớn đươch tổ hợp từ phân đoạn nhỏ.Các phân đoạn bể lại tổ hợp từ thép hàn tự động xưởng chế tạo.Bên có bố trí vành gia cường để đảm bảo độ ổn định độ bền bể Bể chứa cầu: Dùng để chứa hóa lỏng với áp suất dư Pd=0.25÷1.8Mpa chúng có ưu điểm chịu áp suất cao,giảm tổn thất mát bay hơi,ứng suất theo phương,tuy nhiên khó khăn chế tạo,mặc dù ưu điểm mà dạng khác không sánh sử dụng rộng rãi thực tế SVTH: Nguyễn Thành Châu Page Cơ khí máy công nghệ hoá học 2017 Bể chứa hình giọt nước:Lấy hình dạng hợp lý theo sức căng bề mặt giọt nước,bể chứa hình giọt nước dùng để chứa xăng có đàn hooig cao Pd=0.03÷0.05 Mpa ,về có ưu điểm bể chứa cầu +Theo áp dư: Do chất lỏng bay không gian mặt thoáng chất lỏng mái bể mà phân : -Bể chứa áp thấp: Pd≤0.002 MPa(0.02kG/cm2) áp lực chân không (khi xả hết chất lỏng) P0≤0,00025 MPa (0.0025kG/cm2) -Bể áp lực cao: Khi áp lực dư Pd ≥ 0.002 MPa Như bể chưa ưu điểm riêng công trình xây dựng phục vụ đắc lực cho đời sống sinh hoạt xã hội.Chúng ngày hoàn thiện đáp ứng ngày cao yêu cầu sử dụng.Việc nghiên cứu sử dụng,làm ngày phát huy vai trò đáp ứng nhu cầu cần thiết SVTH: Nguyễn Thành Châu Page Cơ khí máy công nghệ hoá học 2017 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 10 tầng: tầng có chiều cao 2m Theo phương pháp – Foot (3.6.3, API 650) ta có Tpd = ( ) ( ) ( + CA = ) + = 24.04mm Và Tpt = ( = ) = 30.16 mm Trong đó: + 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 CA = mm 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 = 833.9 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 - √ = ( 1.06 - √ )( ) + CA )( )+3 = 27.67 mm SVTH: Nguyễn Thành Châu Page 11 Cơ khí máy công nghệ hoá học 2017 T1t = ( 1.06 - √ )( √ = ( 1.06 - ) )( ) = 30.31 mm Nguyên Tắc trình tính toán theo phương pháp điểm biến thiên Xét giá trị tỷ số ( ) ( ) Trong đó: + h chiều cao đoạn đáy bể thứ nhất.(mm) + R bán kính bể.(mm) + t bề dày đoạn bể thứ nhất.(mm) Nếu n < 1,375 t1=t2 Nếu n>2,625 t2=t2a ( Nếu 1,375H1 nên thiết kế hai vành chống gió (3.9.7.5 tiêu chuẩn API 650)  Vị trí vành chống gió không nằm phạm vi 150mm đường hàn ngang Khi tính toán sơ vành chống gió đặt phạm vi 150mm đường hàn phải đặt dưới, song không vượt chiều cao biến dạng dẻo lớn bể Tính toán tiết diện vành chống gió  Momen chống uốn yêu cầu nhỏ vành chống gió tính theo công thức (mục5.9.7.6 tiêu chuẩn API 650) ( ) ( ) 1814.66cm3 Trong đó: + Z: momen chống uốn yêu cầu nhỏ (cm3) + D: đường kính bể thiết kế (D = 60m) + Hl: khoảng cách lớn vành chống gió với thép góc đỉnh bể SVTH: Nguyễn Thành Châu Page 18 Cơ khí máy công nghệ hoá học 2017 3.5 Các thiết bị phụ trợ 3.5.1 Cầu thang thành bể Cầu thang phận quan trọng công trình, nhờ có kết cấu vận hành người lại tới vị trí cần thao tác, giúp cho việc kiểm tra sửa chữa bảo dưỡng bể dễ dàng Đối với bể trụ đứng chứa dầu cầu thang thiết kế xung quanh bể Việc thiết kế cầu thang quy định bảng 5-19 API – 650 Chọn: Chiều rộng cầu thang 800mm Chiều cao bậc cầu thang: 25mm Độ dốc cầu thang:450 3.5.2 Các loại van Để đảm bảo cho trình vận hành đường ống xuất nhập bể chứa lắp đặt hệ thống van sau: Trên đoạn ống vào bể có bố trí loại van chiều, thiết bị có chức khống chế chất vận chuyển quay trở lại đường ống nhập có cố sảy Van an toàn tự động đóng bể nhập đầy Các loại van thông khí lắp đặt mái vành có nhiệm vụ sả khí áp suất trongbể không mức an toàn 3.5.3 Các loại cửa bể Cửa bể thiết bị phục vụ cho công nhân vào thi công hoàn thiện sửa chữa bể có loại cửa như: cửa vào, cửa làm sạch… Trong bể có loại cổng khác với nhiều chức đa dạng phục vụ cho việc hoạt động ổn định bể cổng xuất, cổng nhập, ống báo mức, ống kiểm tra nhiệt độ…Vị trí cửa cổng đặt nhiều vị trí khác cho thích họp với việc vận hành, lắp đặt sửa chữa 3.5.4 Các loại cửa thông khí Bao gồm cửa thông khí thành bể cửa thông khí trung tâm giúp cho bể thông thoáng với bên , tạo điều kiện cho mái hoạt động ổn định giảm áp suất dư áp suất chân không tác động lên mái bể Ngoài có số loại cửa khác phục vụ cho mục đích khác SVTH: Nguyễn Thành Châu Page 19 Cơ khí máy công nghệ hoá học 2017 nhau: cửa kiểm tra nhiệt độ bể, cửa phun bọt để chữa cháy, cửa hút cặn, cửa thông thành bể 3.5.5 Cửa xuất,cửa nhập Cửa xuất: + Trên thân bể bố trí cổng xuất (tùy theo vào điều kiện bố trí nhiều cửa xuất), cổng xuất có mặt bích chờ đầu nối với đường ống xuất Việc thiết kế cửa suất phụ thuộc chủ yếu vào lưu lượng đầu tối đa cho phép Trên sở cửa xuất thiết kế với thông số sau (theo bảng 5.16tiêu chuẩn API) Đường kính cửa xuất: 426mm Chiều dày thép t=16 mm Chiều dài cổ ống xuất 250mm Tâm cổ ống cách đáy 425 mm Cửa nhập: Thiết kế cửa nhập dựa theo quy phạm API - 650 lưu lượng cho phép cổng nhập, cấu tạo cửa nhập tương tự cửa xuất nhiên để chánh tượng tạo bọt nhiên liệu giảm độ mòn đáy bể nơi nhiên liệu sả vào, thiết kế bố trí thêm miếng đệm ống dẫn cho nhiên liệu dẫn tới sát đáy trước vào bể  Theo thông số chủ yếu bể thiết kế sau: Đường kính ống: 120mm Chiều dày cổ ống 14 mm Chiều dài cổ ống 200 Góc dẫn hướng cổ ống 1350 3.6 Kiểm tra ổn định lật bể tác dụng tải trọng gió 3.6.1 Tính toán tải trọng gió tác dụng lên bể Theo mục 5.11.1 tiêu chuẩn API 650 áp lực gió vùng có bề mặt phẳng 1,4Kpa vận tốc gió 190km/h SVTH: Nguyễn Thành Châu Page 20 Cơ khí máy công nghệ hoá học 2017 Vận tốc gió khu vực thiết kế công trình 54m/s hay 205km/h Vậy áp lực gió khuvực thiết kế là: ( ) ) =1,676 KN/m2 ( Tải trọng gió gây tác dụng lên bể Fgió =Cs.P.D.H=0,5.1,676.65.20=1088,75(KN) Trong đó: + P: áp lực gió tác dụng lên bể (P = 1,676KN/m2) + D: đường kính thiết kế bể (D = 60m) + H: chiều cao bể (H = 20m) + Cs: hệ số khí động (Cs = 0,5) Coi tải trọng gió tác dụng lên bể đặt chiều cao thân bể Momen tải trọng gió gây tính theo công thức: = 1088.75.10= 10887.5 KN 3.6.2 Tính toán trọng lượng bể Trọng lượng bể bao gồm thành phần sau: +Trọng lượng vỏ thành bể, tính theo công thức: Pvbi ( ) i Trong đó: + Pvbi: trọng lượng lớp vỏ bể thứ i (KN) + : trọng lượng riêng thép làm vỏ bể ( = 78,5KN/m3) + D: đường kính bể thiết kế (D = 60m) + i: bề dày lớp vỏ thứ i không kể đến ăn mòn (m) + hi: bề rộng lớp vỏ thứ i (m) SVTH: Nguyễn Thành Châu Page 21 Cơ khí máy công nghệ hoá học 2017 Đoạn Bề Rộng Chiều Dày Đườn g Kính g (KN/m3) 10 Tổng 2 2 2 2 2 34 32 29 24 22 16 13 10 10 10 65 65 65 65 65 65 65 65 65 65 78.5 78.5 78.5 78.5 78.5 78.5 78.5 78.5 78.5 78.5 bể P (KN) 544.8853712 512.8254029 464.737299 384.5953891 352.5403506 256.3811507 208.3048784 160.2308245 160.2308245 160.2308245 3204.962315 Vậy Pthân = 3204.962315 KN Trọng lượng dáy bồn chứa: Pđáy = Trọng lượng mái bồn chứa: Pmái = ( ) ( ) Trọng lượng tính toán bể: W= Pthân + Pmái + Pđáy =12957.46 KN 3.6.3 Kiểm tra ổn định bể Theo mục 5.11.2 tiêu chuẩn API 650, bể không neo giữ, momen tải trọng gió gây không vượt 2/3 giá trị momen chống lật Việc kiểm tra thực theo công thức sau ( ) Trong đó: + M: momen lật tải trọng gió gây (M = 10887.5 kN/m) + W: trọng lượng cố định bể (W = 12957.46 KN) + D: đường kính bể thiết kế (D = 65m) Thay số vào công thức ta có SVTH: Nguyễn Thành Châu Page 22 Cơ khí máy công nghệ hoá học 2017 ( ) ( ) Vậy điều kiện chống lật đảm bảo, bể không cần neo giữ SVTH: Nguyễn Thành Châu Page 23 Cơ khí máy công nghệ hoá học 2017 KẾT LUẬN Qua tìm hiểu ,nghiên cứu suốt thời gian học tập kiến thức năm qua em hoàn thành tiểu luận Bài tiểu luận đưa nhìn tổng quát kiến thức việc thiết kế bồn bể chứa dầu Nhà máy lọc dầu Dung Quất hoàn thành vào vận hành Vì vậy, việc tìm hiểu, bổ sung kiến thức liên quan đến bồn bể chứa – phận quan trọng nhà máy – cần thiết để thực tốt công tác vận hành bồn bể chứa Việc làm tiểu luận giúp em củng cố kiến thức hiểu rõ vấn đề mà em học suốt năm qua, nắm cách tính toán thông số quan trọng bể chứa dầu thô, biết cách đặt vấn đề, tiếp cận, giải vấn đề Trong thời gian tới Việt Nam có thêm nhà máy lọc dầu với công nghệ tiên tiến, đại nhất, cần có đội ngũ cán bộ, nhân viên kỹ thuật có trình độ chuyên môn cao để nắm bắt làm chủ công nghệ, vận hành tốt nhà máy Công tác đào tạo người cần phải quan tâm hàng đầu Tài liệu tham khảo [1] api.650.2007 [2].PGS.TS Đinh Thị Ngọ - Hóa học dầu mỏ & khí, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà nội 2001 [3].James H Gary, Glenn E Handwerk Petroleum Refining Technology and Economy, Markcel Dekker, Inc New York, 2001 [4].Max S Peters, Klaus D Timmerhaus, Ronald E West, Uninersity of Colorado SVTH: Nguyễn Thành Châu Page 24 Cơ khí máy công nghệ hoá học 2017 [5].Plant Design and Economics for Chemical Engineers, McGraw Hill Companies, Inc, 2003 Ngoài số tài liệu khác SVTH: Nguyễn Thành Châu Page 25 ... khu tồn chứa xăng dầu.Nhằm đảm bảo nhu cầu sử dụng phân phối tàng trữ an toàn phòng chống cháy nổ vấn đề thiết kế bồn bể chứa quan trọng Các Thông Số Để Thiết Kế: Bể chứa xăng Mogas 90 - Tỷ trọng... Thể tích chứa 65.000 m3; Ăn mòn: thành bể 3mm, đáy bể 3mm, mái bể 2mm; Vận tốc gió 205 km/giờ Nội Dung Tìm Hiểu & Thiết Kế: Khái quát xăng; Tổng quan bể chứa; Tính toán thiết kế bể xăng; Công... quan bồn chứa Khái niệm Phân loại bể chứa Chương 3: Tính toán thiết kế bể xăng 10 3.1 Lựa chọn loại bể thong số bể 10 3.1 Thiết kế thân bể