123doc tinh toan thiet ke be chua lpg lanh theo tieu chuan api 620 api 650 (1)

tinh toan thiet ke be chua lpg lanh theo tieu chuan api 620 api 650 (1) tinh toan thiet ke be chua lpg lanh theo tieu chuan api 620 api 650 (1) tinh toan thiet ke be chua lpg lanh theo tieu chuan api 620 api 650 (1) tinh toan thiet ke be chua lpg lanh theo tieu chuan api 620 api 650 (1) tiêu chuẩn API 620 API 650

Trang 1

có thể biến động theo từng cơ sở sản xuất và do ứng dụng của nó

Thông thường thì tỉ lệ propan : butan = 50:50 nhưng đôi khi là 30:70, tùy thuộc cơ sở

và mục đích sử dụng

1.3 Tính chất cơ bản LPG

- Ở điều kiện thường, LPG tồn tại ở trạng thái hơi

- Không màu, không mùi, không độc hại ( nhưng được pha thêm chất etylmecaptan có

mùi đặc trưng để dễ phát hiện khi có rò xì gas )

- Nhiệt độ sôi của gas thấp ( từ - 45 đến - 2oC ) nên để gas lỏng tiếp xúc trực tiếp với da

sẽ bị phỏng lạnh

- Trong điều kiện nhiệt độ môi trường LPG bốc hơi rất mãnh liệt: một đơn vị thể tích gas lỏng tạo ra tương đương 250 đơn vị thể tích gas hơi Do đó, trong thực tế việc tồn chứa bảo quản, vận chuyển, LPG được hóa lỏng bằng các nén vào các bình chịu áp ở nhiệt độ thường hoặc hóa lỏng bằng làm lạnh ở áp suất thường

- Áp suất của gas phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường, khi nhiệt độ tăng thì áp suất gas

sẽ tăng và ngược lại

- Tỉ trọng của gas lỏng nhẹ hơn nước, khối lượng riêng trong khoảng DL = 0.51 - 0.575 kg/l

- Tỉ trọng gas hơi nặng hơn không khí DH = 1,51 - 2 lần , nên gas bị rò xì sẽ tích nơi trũng, thấp hơn mặt bằng xung quanh ( cống , rãnh)

Trang 2

- LPG có tốc độ bốc hơi nhanh và lan tỏa trong không khí Giới hạn cháy nổ của hơi gas trong không khí rất hẹp, từ 1,5 – 10% thể tích Chính vì vậy, vấn đề an toàn phòng chống cháy nổ cần được chú trọng

- Thành phần LPG quyết định nhiệt trị của LPG, propan càng nhiều thì nhiệt trị càng cao

- LPG có độ nhớt rất thấp, ở 20oC, độ nhớt của LPG là 0,3 cSt Do vậy nó có tính linh động cao

1.4 Phân loại

LPG được chia thành 2 dựa vào phương pháp tồn chứa:

- LPG nén: 12 - 15 bar ở nhiệt độ thường

- Sử dụng để sấy nông sản, ngũ cốc, thuốc lá, chè, cafe…

- Có thể thay thế xăng cho động cơ đốt trong do trị số octan cao, giá thành rẻ, ít gây ô nhiễm

- Sử dụng rộng rãi trong tổng hợp hữu cơ hóa dầu: nguyên liệu sản xuất các monome để tổng hợp PE, PVC, PP…

1.6 Ảnh hưởng của các tính chất đến việc tồn chứa và vận chuyển LPG

Propan và butan là khí ở điều kiện thông thường, được nén thành trạng lỏng để vận chuyển và dự trữ Sự giãn nở nhiệt của LPG lỏng rất lớn ( lớn gấp 15 lần so với nước và lớn hơn rất nhiều so với các sản phẩm dầu mỏ khác) Do đó bình chứa, bồn chứa LPG chỉ được chứa đến 85 – 90% dung tích toàn phần để có không gian cho LPG lỏng giãn

nở khi nhiệt độ tăng Nếu giảm áp suất hoặc tăng nhiệt độ đều làm cho LPG sôi và tạo hơi

Trang 3

Propan và butan đều có nhiệt độ điểm sôi thấp ( đối với butan là 0oC còn đối với propan

là -45oC) Nhiệt độ này đặc biệt quan trọng trong việc lựa chọn vật liệu chế tạo bồn chứa

và trong việc thiết lập đập chống lan chất lỏng khi xảy ra sự cố

Khi tồn tại ở trạng thái lỏng thì tỉ trọng của LPG chỉ bằng 1/2 so với tỉ trọng của nước Khi LPG thoát ra ngoài môi trường ở dạng hơi thì chúng nặng hơn không khí, vì vậy chúng không bay hơi lên cao mà ở rất thấp gần mặt đất Tính chất này đặc biệt quan trọng trong phòng chống cháy nổ, kiểm soát sự rò rỉ khí ra ngoài

LPG tinh khiết không gây ăn mòn đối với thép và các hợp kim của đồng Tuy nhiên khi

có hợp chất bẩn khác trong thành phần sẽ gây ăn mòn lớn

LPG không màu, không mùi nên để kiểm tra rò rỉ phải thêm chất tạo mùi cho LPG

II CÁC LOẠI BỂ CHỨA LPG LẠNH

2.1 Single Containment Tank

Single Containment Tank: chứa LPG lạnh bao gồm lớp bồn bên trong và phần bao bên ngoài Yêu cầu kỹ thuật phía trong bồn đáp ứng chứa LPG ở nhiệt độ thấp Phần bên ngoài bồn với mục đích cách nhiệt Tuy nhiên, phần bao ngoài sẽ không có chức năng chứa LPG lạnh bị rò rỉ từ lớp trong

Tường bao được xây dựng xung quanh bồn nhằm mục đích cách ly và kiểm soát nếu có

rò rỉ Tường bao được thiết kế để chứa được 110% dung lượng kho và đủ cao để chế ngự các dòng chất rò rỉ phun ra từ bồn không bắn ra ngoài Single containment tank yêu cầu một diện tích rộng bởi vì tường bao chiếm một diện tích rộng

2.2 Double containment tank

Bồn này được thiết kế và xây dựng để cả phần trong và ngoài bồn có khả năng chứa đựng sản phẩm lỏng lạnh Phần bồn trong chứa LPG tại điều kiện vận hành bình thường Phần bồn ngoài thiết kế cho mục đích chứa LPG rò rỉ từ phần trong nhưng không chứa

được hơi rò rỉ từ bên trong

2.3 Full containment tank

Tương tự như Double containment tank, Full containment tank được thiết kế và xây dựng để cả phần trong và phần bồn ngoài đều có khả năng chứa độc lập LPG lỏng, lạnh Phần bồn trong chứa LPG trong chế độ vận hành bình thường Phần bồn ngoài hay tường gồm khoảng 1m bê tông với khoảng cách 1-2m từ bên trong Phần bồn ngoài hỗ trợ phần bồn trong và để chứa LPG lạnh và kiểm soát hơi rò rỉ

Trang 4

Bảng 1 So sánh các lại bồn chứa LPG lạnh

Single Containment Tank - Rẻ và đơn giản nhất, chỉ

có 1 phần sơ cấp của thành bồn (phần bên trong tiếp xúc với LPG) phải sử dụng vật liệu thép cacbon hoặc thép không rỉ với đặc tính chịu nhiệt thấp

- Thời gian xây dựng ngắn

- Chỉ có lớp vách sơ cấp

chứa chất lỏng thỏa mãn các yêu cầu về độ bền ở nhiệt độ thấp cho tồn chứa sản phẩm lỏng lạnh

- Yêu cầu tường bao diện tích kho rộng

Double contaiment Tank - Trong trường hợp khẩn

cấp phần bồn ngoài sẽ có khả năng chứa sản phẩm lỏng và hơi

- Yêu cầu diện tích nhỏ hơn single containment tank nhưng rộng hơn Full containment Tank

- Cả phần bồn trong và bồn

ngoài đều thiết kế để đáp ứng được việc chứa sản phẩm lạnh Đây là nguyên nhân của việc giá đầu tư cao

Full containment Tank - Trong trường hợp khẩn

- Không đòi hỏi tường bao nên diện tích đất nhỏ hơn phương án dùng Single containment tank

- Giá đầu tư cao

- Thời gian đặt hàng dài hơn Single Containment Tank

Trang 5

Hình 1 So sánh các lại bồn chứa LPG lạnh III TÍNH TOÁN

3.1 Các bước tính toán và thiết kế bồn bồn

Bồn chứa trong ngành dầu khí chủ yếu dùng để chứa các sản phẩm nhiên liệu như: khí, xăng, DO,… và các nguyên liệu của ngành hóa dầu như: VCM, butadiene,…Các sản phẩm dầu khí có khả năng sinh ra cháy nổ cao, mức độ độc hại nhiều nên đòi hỏi phải được thiết kế cũng như tính toán hết sức cẩn thận Các hệ thống phụ trợ kèm theo cũng phải được tính toán tỉ mỉ, bố trí phù hợp, nhất là hệ thống phòng cháy chữa cháy, bố trí mặt bằng nhằm hạn chế tối thiểu khả năng xảy ra cháy nổ cũng như khắc phục khi xảy

ra sự cố

Quá trình tính toán bồn bồn gồm các bước sau:

 Xác định các thông số công nghệ bồn chứa

Các thông số công nghệ bồn chứa bao gồm:

- Vị trí lắp đặt các thiết bị trên bồn chứa

- Các yêu cầu về việc lắp đặt các thiết bị trên bồn chứa

- Lựa chọn vật liệu làm bồn

Trang 6

Các sản phầm dầu khí chứa trong bồn chứa thường có áp suất hơi bão hòa lớn, nhiệt độ hóa hơi thấp và có tính độc hại

Mức độ ăn mòn của các sản phẩm dầu khí này thường thuộc dạng trung bình, tùy thuộc vào loại vật liệu làm bồn, nhiệt độ môi trường mà mức độ ăn mòn của các sản phẩm này

có sự khác nhau

Khi xét đến yếu tố ăn mòn, khi tính toán đến chiều dày bồn, ta tính toán thời gian sử dụng, từ đó tính được chiều dày cần phải bổ sung đảm bảo cho bồn ổn định trong thời gian sử dụng

Việc lựa chọn vật liệu còn phụ thuộc vào yếu tố kinh tế, vì đối với thép hợp kim có giá thành đắt hơn nhiều so với thép cacbon thường, công nghệ chế tạp phức tạp hơn, giá thành gia công đắt hơn nhiều, đòi hỏi trình độ tay nghề của thợ hàn cao

Sau khi lựa chọn được vật liệu làm bồn, ta sẽ xác định được ứng suất trong tương ứng của nó, đây là một trong những thông số quan trọng để xác định chiều dày bồn Đối với các loại vật liệu khác nhau thì ứng suất khác nhau, tuy nhiên giá trị này không chênh lệch nhiều

 Xác định giá trị áp suất tính toán

Đây là một thông số quan trọng để tính toán chiều dày bồn bồn Áp suất tính tán bao gồm áp suất hơi cộng với áp suất thủy tĩnh của cột chất lỏng gây ra:

tt h

P = P + ρ.g.H Trong đó:

Ptt: áp suất tính toán

Ph: áp suất hơi

: khối lượng riêng sản phẩm chứ trong bồn ở nhiệt độ tính toán

g = 9.81 (m/s2): gia tốc trọng trường

H: chiều cao mực chất lỏng trong bồn

Thường ta tính chiều dày chung cho cả bồn chứa cùng chịu một áp suất (nghĩa là áp suất tính toán chung cho cả bồn chứa)

 Xác định tác động từ bên ngoài

Các tác động bên ngoài bao gồm:

Tác động của gió: Gió có thể tác động đến bồn, ảnh hưởng tới độ ổn định của bồn, làm cho bồn bị uốn cong hay tác động đến hình dáng bồn Ảnh hưởng của gió có thể bỏ qua nếu như ta xây tường bảo vệ hoặc đặt bồn ở vị trí kín gió

Trang 7

Tác động của động đất: Đây là một tác động hy hữu, không có phương án để chống lại Tuy nhiên khi xét đến phương án này, ta chỉ dự đoán và đảm bảo cho các sản phẩm ko

bị thất thoát ra ngoài, nhưng việc này cũng ko thể chắc chắn được Phần lớn các tác động này không thể tính toán được vì sự phức tạp của động đất Tác động này gây ra hiện tượng trượt bồn ra khỏi chân đỡ, cong bồn, gãy bồn Tốt nhất ta nên chọn khu vực ổn định về địa chất để xây dựng

 Xác định chiều dày bồn

Xác định tiêu chuẩn thiết kế: ASME section VIII Div.1, API650

Xác định được ứng suất cho phép của loại vật liệu làm bồn chứa:  cp

Xác định áp suất tính toán bồn chứa: Ptt

Xác định hệ số bổ sung chiều dày do ăn mòn: CC a C c

Các thông số công nghệ như: Đường kính bồn chứa (D), chiều dài phần hình trụ (L)

Các thông số về nắp bồn chứa: Loại nắp bồn chứa, chiều cao nắp bồn chứa

 Xác định các lỗ trên bồn

Đi kèm với bồn là hệ thống phụ trợ bao gồm có các cửa người, các lỗ dùng để lắp các thiết bị đo như nhiệt độ, áp suất, mực chất lỏng trong bồn, các lỗ dùng để lắp đặt các ống nhập liệu cho bồn, ống xuất liệu, ống vét bồn, lắp đặt các van áp suất, các thiết bị

đo nồng độ hơi sản phẩm trong khu vực bồn chứa

Các thiết bị phụ trợ lắp đặt vào bồn có thể dùng phương pháp hàn hay ren Thường đối với các lỗ có đường kính nhỏ ta thường dùng phương pháp ren vì dễ dàng trong công việc lắp đặt cũng như trong công việc sửa chữa khi thiết bị có sự cố

Khi tạo lỗ trên bồn chứa cần chú ý đến khoảng cách giữa các lỗ thùng như việc tăng cứng cho lỗ

 Các ảnh hưởng thủy lực đến bồn chứa

- Áp suất làm việc cực đại: là áp suất lớn nhất cho phép tại đỉnh của bồn chứa ở vị trí hoạt động bình thường tại nhiệt độ xác định đối với áp suất đó Đó là giá trị nhỏ nhất thường được tìm thấy trong tất cả các giá trị áp suất làm việc cho phép lớn nhất ở tất cả các phần của bồn chứa theo nguyên tắc sau và được hiệu chỉnh cho bất kỳ sự khác biệt nào của áp suất thủy tĩnh có thể tồn tại giữa phần được xem xét và đỉnh của bồn chứa Nguyên tắc: áp suất làm việc cho phép lớn nhất của một phần của bồn chứa là áp suất trong hoặc ngoài lớn nhất bao gồm cả áp suất thủy tĩnh đã nêu trên cùng những ảnh

Trang 8

hưởng của tất cả các tải trọng kết hợp có thể xuất hiện cho việc thiết kế đồng thời với nhiệt độ làm việc, bề dày kim loại thêm vào để đảm bảo ăn mòn

Áp suất làm việc lớn nhất cho phép có thể được xác định cho nhiều hơn một nhiệt

độ hoạt động, khi đó sử dụng ứng suất cho phép ở nhiệt độ đó

Thử nghiệm áp suất thủy tĩnh được thực hiện trên tất cả các loại bồn sau khi tất cả các công việc lắp đặt được hoàn tất trừ công việc chuẩn bị hàn cuối cùng và tất cả các kiểm tra đã được thực hiện trừ những yêu cầu kiểm tra sau thử nghiệm

Bồn chứa đã hoàn tất phải thỏa mãn thử nghiệm thủy tĩnh

Những bồn thiết kế cho áp suất trong phải được thử áp thủy tĩnh tại những điểm của bồn có giá trị nhỏ nhất bằng 1,5 lần áp suất làm việc lớn nhất cho phép (áp suất làm việc lớn nhất cho phép coi như giống áp suất thiết kế)

Thử nghiệm thủy tĩnh dựa trên áp suất tính toán có thể được dùng bởi thỏa thuận của nhà sản xuất và người sử dụng Thử nghiệm áp suất tĩnh tại đỉnh của bồn chứa nên

là giá trị nhỏ nhất của áp suất thử nghiệm được tính bằng cách nhân áp suất tính toán cho mỗi thành phần áp suất với 1,5 và giảm giá trị này xuống bằng áp suất thủy tĩnh tại

đó

- Tải trọng gió: tải trọng gió buộc phải được xác định theo những tiêu chuẩn, tuy nhiên những điều luật của quốc gia hoặc địa phương có thể có những yêu cầu khắt khe hơn Nhà thầu nên xem xét một cách kỹ lưỡng để xác định yêu cầu nghiêm ngặt nhất và

sự kết hợp yêu cầu này có thể được chấp nhận về mặt an toàn, kinh tế, pháp luật Gió thổi bất kỳ hướng nào, trong bất kỳ trường hợp bất lợi nào đều cần được xem xét

 Dung tích lớn nhất cho bồn:

Khoảng 85 – 90% dung tích của bồn được sử dụng trong điều kiện bình thường, phần thể tích không sử dụng là do khoảng chết trên (dead space) ở đỉnh và khoảng chết dưới (dead stock) ở đáy

Cần chọn chiều cao bồn để đạt sức chứa lớn nhất Khoảng chết trên và chết dưới chịu ảnh hưởng nhiều của chiều cao hơn là đường kính, do đó cùng với một thể tích thì bồn cao chứa nhiều hơn bồn thấp

Chiều cao lớn nhất đạt được xác định bởi điều kiện đất đai nơi đặt bồn Do đó, khi chọn vị trí đặt bồn chứa phải điều tra về lãnh thổ nơi đặt bồn

Do khoảng chết trên nên bồn không được chứa đầy, nếu quá mức thì sẽ được báo động bởi đèn báo động ở mức high level

Trang 9

 Lựa chọn phương án tồn chứa

Với các đặc điểm tồn chứa LPG lạnh, làm việc ở áp suất khí quyển và nhiệt độ thấp, ta chọn phương án tồn chứa bằng bồn trụ đứng, mái che là mái cầu

Lựa chọn vật liệu thiết kế bể theo tiêu chuẩn API 620

Các loại vật liệu dùng trong thiết kế bể chứa

Dựa vào bảng 4-1 trong tiêu chuẩn API 620: Lựa chọn vật liệu làm thành bể, đáy bể: thép tấm A 131

Các thông số kỹ thuật của thép A 131 tra trong bảng 5-1 API 620

Bảng 2 Các thông số kỹ thuật của thép A 131

Ứng suất tính toán

Sd, MPa

Ứng suất kiểm tra thủy tĩnh

St, Mpa

Trọng lượng riêng, kg/m3

Độ ăn mòn, mm/năm

3.2.2 Tính toán các thông số cơ bản

Các thông số cơ bản của bể bao gồm: chiều cao, đường kính, độ điền đầy Với đề bài là thiết kế bể có dung tích 500 m3:

Chọn: Đường kính bể: 9 m

Chiều cao mỗi tấm cơ sở : 1,8 m

Tra phụ lục A-1a tiêu chuẩn API ta được:

Dung tích của mỗi mét chiều cao bể: 63,6 m3

Trang 10

Tính chiều cao của bể:

H = V

Vi =

50063,6 = 7,86 (m) Trong đó: H là chiều cao của bể, m

V : dung tích của bể, m3

Vi : dung tích mỗi mét chiều cao của bể, m3

Độ điền đầy tối đa của bể là 90%, tối thiểu 10% Như vậy để đảm bảo mực chất lỏng cao nhất trong bể không vựợt quá 90% thì chiều cao bể trên thực tế cần cao hơn 10% so với chiều cao đã tính theo dung tích Quy chuẩn chiều cao bể là 9 m

Số tấm cơ sở:

n = H

Hi =

91,8= 5 Trong đó: n là số tấm cơ sở

H là chiều cao của bể, m

Hi là chiều cao của mỗi tấm cơ sở, m

3.2.3 Tính toán thân bể

Các yếu tố quyết định đến bề dày các tấm thân bể

Các yếu tố áp lực từ bên trong :

+ Áp lực do mực chất lỏngchứa trong bể gây ra cho thành bể

+ Áp lực của khoảng không gian trống trong bể gây ra cho thành bể

Các yếu tố áp lực từ phía ngoài :

+ Áp lực do gió

+ Các hoạt động địa chấn

+ Các momen và áp lực gây ra từ nền đáy ảnh hưởng đến thành bể, của các ống xuất nhập liệu, các chi tiết đi kèm như cầu thang, các thiết bị đo…

Trong tính toán sơ bộ ta tính chiều dày theo phương pháp 1 foot, phương pháp này chỉ

áp dụng cho bồn có đường kính nhỏ hơn hoặc bằng 60m

Trang 11

Để tiết kiệm nguyên liệu và thuận lợi cho việc lắp ghép chế tạo vỏ bồn chứa, ta chia vỏ thành nhiều modun ( tấm cơ sở), mỗi tấm có khổ là 1,8m Chiều dày của mỗi modun được xác định dựa vào ứng suất tĩnh lớn nhất mà mỗi modun phải chịu

Để tính chiều dày của các modun, ta tính chiều dày chịu áp suất thủy tĩnh của mỗi modun

và chiều dày thử áp suất thủy tĩnh, từ đó chọn lấy giá trị lớn hơn trong 2 giá trị đã tính,

và từ đó chọn chiều dày của mỗi modun theo tiêu chuẩn

Theo phương pháp này thì chiều dày thành bồn được tính toán theo công thức sau:

 Trong điều kiện thiết kế:

H: khoảng cách từ đáy của mỗi tầng đến mặt thoáng chất lỏng, m

G là khối lượng riêng chất lỏng chứa trong bể, G = 0,61 T/m3

S là ứng suất cho phép trong điều kiện thiết kế, Sd =150 MPa

St là ứng suất cho phép trong điều kiện thử áp lực, St =160 MPa

CA là độ ăn mòn cho phép, CA =2mm

Trang 12

3.2.4 Tính bảo ôn thân bể

Có nhiều loại vật liệu dùng để bảo ôn, cách nhiệt Căm cứ vào mục đích sử dụng, điều kiện làm việc, giá thành mà lựa chọn vật liệu bảo ôn

Yêu cầu chung đối với vật liệu bảo ôn:

Phải có hệ số dẫn nhiệt thấp

Khối lượng riêng nhỏ

Không chứa amiang

Độ bền đủ lớn

Theo ASTM C551, chọn vật liệu dùng cách lạnh cho bể chứa: Bọt thủy tinh ( cellular glass), là loa ̣i vâ ̣t liê ̣u cách nhiê ̣t, rắn nhưng rất nhe ̣, không thấm nước, không bắt lửa, được sử dụng rất tốt trong công nghiệp lạnh ( âm độ ), các hệ thống đường ống bồn bể LNG - LPG và các hệ ống nằm âm dưới lòng đất có nhiê ̣t đô ̣ từ -196oC đến +450oC

Hệ số dẫn nhiệt của thép là λ1 = 46,5 W/m.K

Hệ số dẫn nhiệt của bọt thủy tinh ở nhiệt độ âm là: λ2 = 0,034 W/m.K

Đường kính trong của bể chứa: ID= 9000 mm

Đường kính ngoài của bể chứa: ID= 9004 mm

δ1 là chiều dày thành bể, δ1 = 4 mm

δ2 là chiều dày lớp bảo ôn

Trang 13

α1 là hệ số cấp nhiệt đối lưu phía trong thiết bị, α1 = 1200 W/m2.K

α2 là hệ số cấp nhiệt đối lưu phía ngoài thiết bị, α2 = 3 W/m2.K

ts là nhiệt độ của môi chất trong ống: ts = -40oC

ta là nhiệt độ trung bình của môi trường: ta = 30oC

Chọn nhiệt độ bề mặt lớp bảo ôn, t4 = 28oC

r là nhiệt trở của lớp các chất hữu cơ, r = 1,16.10-3

1 K

Phần chính của đáy (khu giữa), gồm các tấm thép có kích thước lấy theo các tấm thép định hình

Phần viền ngoài (vành khăn) cần được tính toán cụ thể theo tiêu chuẩn API 650

Đường kính đáy phải lớn hơn đường kính bồn tối thiểu là 100 mm

Trang 14

Hình 2 Chi tiết đáy bồn chứa

 Tính toán chiều dày đáy bồn

Theo API 650:

Chọn ta = 6 [mm]

 Tính toán chiều dày tấm vành khăn

Chọn đáy có dạng hình vành khăn, chiều dày của tấm hình vành khăn là 100 mm, thêm

hệ số ăn mòn 2mm, vậy chiều dày đáy hình vành khăn là:

ta = 6 + 2 = 8 [mm]

Chọn ta = 8 [mm]

Theo tiêu chuẩn API 650: Tấm vành khăn phải nhô ra khỏi ít nhất là 100 mm

Trang 15

Hình 3 Bố trí lắp ghép đáy bồn chứa

Trang 16

Hình 4 Chi tiết đáy bồn chứa 3.2.6 Tính mái che bồn chứa

Theo tiêu chuẩn API khi đường kính bồn chứa nhỏ hơn 30m nên ta chọn mái cầu

Ta có chiều dày nhỏ nhất của mái là 6mm, khi kể đến hệ số ăn mòn ta có chiều dày thực

tế của mái là:

t = 6 + CA = 6 + 2 = 8[mm]

Giá trị chiều dày không được lớn hơn 13mm (theo API )

Vậy ta chọn chiều dày của mái là: S = 8 mm

Trang 17

Hình 5 Chi tiết mái bồn chứa

Hình 6 Bể chứa LPG lạnh

Trang 18

Hình 7 Mặt cắt bồn chứa

Hình 8 Bể chứa LPG lạnh đang xây dựng

Trang 19

Hình 9 Phối cảnh bể chứa LPG lạnh

Trang 20

Hình 10 Phối cảnh kho chứa LPG lạnh Thị Vải

Trang 21

Hình 11 Kho chứa LPG lạnh Thị Vải

3.3 Hệ thống phụ trợ

3.3.1 Hệ thống làm lạnh

Các thiết bị tồn chứa lạnh cần phải được duy trì ở các điều kiện lạnh ban đầu của nó,

bởi vì luôn có lượng nhiệt truyền vào những thiết bị này từ bên ngoài Lượng nhiệt này tạo ra khí bay hơi (BOG) giống như là chất lỏng hóa hơi

Các nguồn BOG trong kho chứa lạnh cần phải thu hồi bằng phương pháp làm ngưng tụ lại thành dạng lỏng ở nhiệt độ ban đầu và đưa về bồn chứa Các nguồn tạo BOG là liên tục hoặc gián đoạn Tốc độ tối đa của việc tạo ra BOG là do sự kết hợp đồng thời các nguồn liên tục và gián đoạn cao nhất Cần xác định kích thước/công suất của hệ thống thu hồi hơi (hơi LPG) Trong trường hợp không bình thường, sự bay hơi vượt quá khả năng thu hồi của hệ thống thu hồi hơi thì các bồn chứa sẽ được bảo vệ quá áp bằng các van xả an toàn

Các nguồn chính tạo ra BOG :

Liên tục :

- Xâm nhập nhiệt vào các bồn chứa và đường ống

- Xâm nhập nhiệt từ các bơm tuần hoàn và đường ống

Trang 22

- Dịch chuyển hơi trong quá trình nạp bồn

Gián đoạn:

- Xâm nhập nhiệt từ các bơm xuất

- Thu hồi hơi trong quá tŕnh xuất ra tàu

- Sự thay đổi áp suất khí quyển đột ngột

- Quá trình đảo bồn

Để các bồn chứa vận hành an toàn ở nhiệt độ thấp thì cần phải có thiết bị làm lạnh để duy trì nhiệt độ tồn trữ và làm lạnh đường ống từ sự xâm nhập của nhiệt độ môi trường xung quanh Công suất của hệ thống làm lạnh sẽ được lựa chọn dựa vào sự tính toán của

sự truyền nhiệt và các yếu tố liên quan

3.3.2 Van an toàn

Van an toàn là một cơ cấu van dùng để tự động xả khí, hơi từ trong lò hơi, bồn chứa áp suất hoặc những hệ thống khác khi áp suất hoặc nhiệt độ vượt quá giới hạn cho phép đã cài đặt trước đó Nhiệm vụ chính của van an toàn là bảo vệ thiết bị khỏi sự tăng áp vượt giá trị định mức (giá trị định mức được cài đặt sẵn ) Trong quá trình làm việc, van an toàn luôn ở trạng thái đóng Khi áp suất đầu vào của van vượt giá trị định mức van an toàn mở ra cho phép một phần vật chất chảy qua van về thùng chứa

Hình 12 Van an toàn

Trang 23

Trong khi thiết kế, chúng em đã kết hợp giữa lý thuyết và thực tế, nhưng do thời gian

có hạn, phần tính toán còn hạn chế, không tránh khỏi thiếu sót, rất mong được các thầy

và các bạn giúp đỡ để tiểu luận hoàn thiện hơn

Trang 24

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 API 650: Welded Steel Tanks for Oil Storage

2 API 620: Design and Construction of Large Welded Low Pressure Storage Tanks

3 Nguyễn Bin, Tính toán quá trình, thiết bị trong công nghệ hóa chất và thực phẩm, Tập 1, NXB Khoa học và Kỹ thuật

4 Nguyễn Thị Minh Hiền, Công nghệ chế biến khí, NXB Bách khoa, 2014