Tính toán thiết kế bồn chứa theo tiêu chuẩn API 620. TRong tài liệu này thiết kế bồn chứa propane, butane và hướng dẫn tính toán cơ bản, cung cấp cho người đọc hiểu cơ bản về tính toán. Có chú thích cách chọn thiết bị và lý do chọn các thiết bị, vật liệu tính toán.
CHƯƠNG TÍNH TỐN THIẾT KẾ BỒN CHỨA PROPAN 3.1 Thông số thiết kế bồn bể chứa propan Loại bể chứa: Bể chứa đơn (Cảng Thị Vải sử dụng) Dạng mái: Mái cầu Tiêu chuẩn thiết kế: API 620 Vật chứa: Propan Đường kính bể (50 m) Chiều cao bể: 28 m Công suất thiết kế: 55 000 m3 Công suất chứa lớn nhất: 50 000m3 Hiệu suất chứa: 91% Nhiệt độ thiết kế: -45/650C Áp suất thiết kế: -50/2500 mmH2O Thép lựa chọn: ASTM A 537-65 (I-28) 3.2 Các cơng thức tính bồn chứa propan [9] 3.2.1 Cơng thức tính độ dày lớp vỏ bồn chứa Theo thiêu chuẩn API 620, lực tác dụng lên bồn theo phương thẳng đứng phương ngang là: T1 T2 (3.1) (3.2) Trong đó: P: Áp suất tổng (lbf/in2) P= P1+Pg P1: Áp suất chất lỏng bình Pg: Áp suất khí (áp suất lượng khí bay lên bề mặt chất lỏng tác dụng lên thành bồn) T1: Lực tác dụng lên bồn theo phương thẳng đứng (lbf/in) T2: Lực tác dụng lên bồn theo phương ngang (lbf/in) R1: Bán kính bồn chứa (in) R2: Chiều cao bồn chứa (in) W: Tổng trọng lượng (lb) = khối lượng kim loại + khối lượng khí + khối lượng phần lỏng chứa bồn (tuy nhiên trọng lượng khí kim loại khơng đáng kể so với khối lượng chất lỏng nên W lấy trọng lượng phần lỏng bồn chứa) Khối lượng riêng propan 0,58 kg/m3 (ở điều kiện -45 oC, [11] W= 29 000 = 63 932 980,6 Ib F: Tổng khối lượng thiết bị phụ trợ tác dụng lên bồn theo phương thẳng đứng At: Diện tích mặt cắt ngang (in2) bên bồn chứa phần xét t: Bề dày thành bồn, nắp đáy bao gồm trợ cấp ăn mòn (in) c: Trợ cấp ăn mòn (in) E: Hiệu suất chứa max bồn chứa Sts: Giá trị lớn ứng suất kéo (lbf/in2) Sta: Giá trị cho phép ứng suất kéo (lbf/in2) Sca: Giá trị cho phép ứng suất nén (lbf/in2) Stc: Ứng suất kéo tính tốn (lbf/in2) Scc: Ứng suất nén tính tốn (lbf/in2) Trường hợp 1: Nếu T1 T2 >0 độ dày “t” tính tốn theo cơng thức: t (3.3) t (3.4) Giá trị t xác định với giá trị T lớn Trường hợp 2: Nếu T1> T2 < T1< T2> độ dày cần thiết “t” giả thiết để xác định giá trị “t” thích hợp Trường hợp 3: Nếu T1=T2< độ dày cần thiết “t” xác định t (3.5) Xét tỷ lệ Nếu Sca = 000 000 (3.6) Nếu 0,00667 Sca = 5650+ 154200 (3.7) Nếu Sca =8340 Trường hợp 4: Nếu T1, T2 < T1 khác T2 t= (3.8) t= +c (3.9) T’ tương ứng với giá trị T lớn T’’ tương ứng với giá trị T nhỏ • Nếu ( giá trị “t” tính theo cơng thức 3.8 3.9 Độ dày thành bồn chọn giá trị “t” lớn hơn) (giá trị “t” xác định công thức 3.8 3.9 Độ dày thành bồn tính lại theo cơng thức: t = t= (3.10) (3.11) • Nếu Nếu ( giá trị “t” tính cơng thức 3.10 3.11 Độ dày thành bồn “t” lấy theo giá trị lớn Nếu t tính cơng thức 3.8 3.10 có giá trị 0,00667< t < 0,0175 “t” tính theo cơng thức (3.12) • Nếu t tính cơng thức 3.9 3.11 có giá trị 0,00667 < t < 0,0175 giá trị “t” tính theo cơng thức: (3.13) R’ R’’ tương ứng R1 R2 giá trị lớn bán kính ngược lại Chọn vật liệu ASTM A 537-class có Sts = 24 000 (lbf/in) (I-28) F=0 khối lượng thiết bị phụ trợ nhỏ so với khối lượng chất lỏng chứa bồn At = Lấy m = 39,37 in R1 =25 m = 984,25 in R2= 28 m = 1102,36 in 3.3 Tính thiết kế bồn chứa propan 3.3.1 Tính bề dày bồn chứa propan Áp dụng công thức 3.1 3.2 để tính tốn T1 T2 T1 T2 < Do T1> T2< nên áp dụng theo trường hợp 2: Giả sử độ dày thành bồn Bảng 3.1 Giả sử giá trị bề dày bồn chứa t TT (in) 1,8 1,7 1,5 5 1,4 1,2 1,1 Điều kiện N