Tìm hiểu về nhiên liệu JET a1 và tính toán thiết kế bể chứa dung tích 35000 m3

LOGO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài: Tìm hiểu nhiên liệu JET A1 tính tốn thiết kế bể chứa dung tích 35000 m3 GVHD: GVC TS Cơng Ngọc Thắng SVTH: Trần Anh Vũ Lớp: Lọc Hóa dầu A – K59 Giới thiệu đề tài Lý chọn đề tài  Ngành cơng nghiệp dầu khí đóng vai trò quan trọng thời đại ngày  Đại dịch Covid 19 hồnh hành ảnh hưởng khơng nhỏ tới trình sản xuất tiêu thụ xăng dầu, có Jet A1  Q trình thực tập sản xuất, thực tập tốt nghiệp, em thực hành Ban quản lý chất lượng nhà máy lọc dầu Dung Quất, em thực phương pháp đo đánh giá chất lượng nhiên liệu phản lực Jet A1 NỘI DUNG Tổng quan nhiên liệu bay Các trình xử lý Kerosen Các tiêu chuẩn kỹ thuật Jet A1 Tính tốn bể chứa dung tích 35000 m3 Tổng quan nhiên liệu bay Nhiên liệu bay Xăng máy bay (Aviation Gasoline) - Là loại xăng có trị số octan cao, tiêu chuẩn nghiêm ngặt thành phần cất Nhiên liệu phản lực (Jet Fuel) - Là loại nhiên liệu dựa sở Kerosen chất phụ gia Tổng quan nhiên liệu bay Phân biệt số loại xăng máy bay Avgas 80/87 Avgas 100/130 Avgas 100LL Có màu đỏ, có chì nhất, cực đại 0,5 gam chì galon Mỹ, sử dụng động có tỷ số nén thấp Có màu xanh lục, xăng máy bay có số octan cao hơn, chứa tối đa gam chì galon Mỹ, hay 1,12 gam/lít Có màu lam, chứa tối đa gam chì galon Mỹ, hay 0,56 gam/lít, xăng máy bay phổ biến Tổng quan nhiên liệu bay Phân biệt số loại xăng máy bay JET B  Là hỗn hợp hydrocacbon pha trộn với khoảng 30% kerosen 70 % xăng, biết đến với tên khác nhiên liệu wide-cut Nhiên liệu có điểm đóng băng thấp khoảng -60 oC, điểm chớp cháy thấp  Do thành phần nhiên liệu có chứa thành phần nhẹ nên khó kiểm sốt, nguy hiểm xử lý, nhiên liệu sử dụng, sử dụng cho máy bay qn số vùng có khí hậu lạnh miền bắc Canada, Alaska, Nga Tổng quan nhiên liệu bay Phân biệt số loại xăng máy bay Jet A Điểm chớp cháy Điểm băng Nhiệt độ tự bắt cháy Khối lượng riêng 15oC Jet A1 38 oC (100 oF) -40 oC -47 oC 210 oC (410 oF) 0,820 kg/L 0,804 kg/L Nhiên liệu phản lực loại A sử dụng Mỹ từ năm 1950, không sử dụng ngồi lãnh thổ Mỹ Cịn nhiên liệu Jet A1 coi nhiên liệu tiêu chuẩn sử dụng phần lại giới trừ quốc gia thuộc Liên Xơ cũ Điểm khác nhiên liệu Jet A Jet A1 nhiệt độ đóng băng Tổng quan nhiên liệu bay Chỉ tiêu kỹ thuật JET A1 Sản phẩm nhiên liệu phản lực JET A1 bán thị trường phải có CoQ ký Trưởng phịng Quản lý chất lượng Trong chứng có đầy đủ tất thông tin sau: Tên đơn vị sản xuất Loại nhiên liệu Ngày, số lô, bể JET A1 TCVN 6426:2009 Các tiêu chí kiểm tra Phương pháp phân tích Tiêu chuẩn áp dụng Bảng tiêu đánh giá chất lượng Tổng quan nhiên liệu bay Phụ gia pha JET A1 Phụ gia hóa chất tan nhiên liệu, thêm vào nhiên liệu với lượng nhỏ (cỡ ppm) nhằm làm tăng cường trì tính chất quan trọng nhiên liệu Phụ gia thành phần thiếu nhiên liệu bay nào, khác chủ yếu nhiên liệu dùng cho quân đội dân dụng phụ gia, hàm lượng chúng JET A JET A1 JP-8 ASTM D 1655 DEF STAN 91-91 MIL-DTL 83133 Chống oxy hóa Chống tạo cặn kim loại Cho phép Cho phép Theo yêu cầu Cho phép Theo yêu cầu Thỏa thuận Chống tĩnh điện Cho phép Theo yêu cầu Theo yêu cầu Ức chế ăn mịn Chống đóng băng Thỏa thuận Thỏa thuận Cho phép Thỏa thuận Theo yêu cầu Theo yêu cầu Chống vi sinh vật Thỏa thuận Thỏa thuận Không cho phép Bền nhiệt Không cho phép Không cho phép Thỏa thuận Loại phụ gia Tổng quan nhiên liệu bay Một số chất phụ gia tiêu biểu  Phụ gia ức chế đóng băng: phụ gia cho thêm vào mùa đông mùa hè chuyến bay kéo dài tiếng với khoảng thời gian nhiên liệu kịp đông lạnh đến nhiệt độ thấp Hiện sử dụng phổ biến ethylene glycol mono methyl ether (EGME) diethylene glycol mono methyl ether (Di-EGME) mức độ cho phép chất độc với môi trường sức khỏe  Phụ gia chống oxy hóa: sử dụng để ngăn tạo thành peroxit trình bảo quản, vận chuyển nhiên liệu Hiện chủ yếu sử dụng phổ biến dẫn xuất phenol đưa vào với hàm lượng 10 – 20 µg/ml Ví dụ 2,6-ditertiary-4-methyl phenol (nồng độ tối đa cho phép phụ gia 24 mg/l), ngồi sử dụng 2,4-dimethyl6- terbutyl phenol; 2,6-diterbutyl phenol Tính tốn bể chứa dung tích 35000 m3  Hình ảnh số loại bể chứa:  Bể cầu  Bể chứa nhiên liệu JET A1 Tính tốn bể chứa dung tích 35000 m3  Các thông số thực tế bể chứa nhiên liệu: - Thông số bể TK 5205                 Số hiệu Sản phẩm Đường kính Chiều cao làm việc (m) Thể tích làm việc Lưu lượng nhập vào m3/h (m) TK5205 A, B, C JETA1/     m3   Kerose n 27.5 12.5 7407     Lưu lượng Lưu đầu vào lượng bình xuất thường m3/h m3/h Thể tích mức LLL, m3         350 850 67 683 Tính tốn bể chứa dung tích 35000 m3  Các thông số thực tế bể chứa nhiên liệu: - Thông số nhiên liệu bể TK5205: Tiêu chuẩn Khối lượng riêng 15 kg/m3 Chưng cất, at 101 kPa IBP, (min) 10%, vol (max) FBP, (max) Độ nhớt -20 , cSt (max) Chiều cao lửa khơng khói, Chiều cao lửa khơng khói, mm (min) mm (min) Nhiệt độ chớp cháy, (min) Lưu huỳnh, wt% (max) Lưu huỳnh, wt% (max) Độ ăn mòn đồng (Cu corrosion) hr @ 100(max) Độ ăn mòn bạc (Ag corrosion) 4hr @ 50 (max) Độ axít, mg KOH/g (max) Độ axít,đóng mg KOH/g (max) Điểm băng, (max) Năng lượng riêng, kJ/kg (min) Năng Độ lượng tro,riêng, wt% kJ/kg (max) (min) Độ tro, wt% Chất thơm, %(max) (max) Chất thơm, % (max) Phương pháp thử nghiệm ASTM D1298 Giá trị ASTM ASTM D445 D445 ASTM D1322 ASTM D1322 ASTM D93 ASTM D93 ASTM D4294 ASTM D4294 ASTM D130 ASTM D130 720-840       204 204 300 300 88 25 25 38 38 0.3 0.3 1 IP 227 IP 227 ASTM D381 ASTMD3338 D381 ASTM ASTM ASTM D3338 D3241 ASTM ASTMD3241 D482 ASTM D482 ASTM D1319 ASTM D1319 2 0.015 0.015 -47 -47 42800 42800 0.003 0.003 22 22 ASTM ASTM D86 D86 Tính tốn bể chứa dung tích 35000 m3  Các bước tính tốn: - Tính tốn thân bể chứa:  Chiều cao tối ưu bể chứa tính theo cơng thức B.S SuKhop:   𝛾 𝑅 𝑘h 𝛥 𝐻= 𝑛1 𝛾 𝑙𝑛 √ Trong đó: Hln: chiều cao tối ưu bể Rkh: cường độ tính tốn đường hàn đối đầu chịu kéo, lấy cường độ chịu kéo vật liệu: Rkh = 45000 [T/m2]  : tổng chiều dày đáy mái,  = 14 [mm] = 0,014 [m] 1 : tỷ trọng chất lỏng (dầu) chứa bể, 1 = 0,776 [T/m3] n1  : hệ số vượt tải: n1 = 1,5 Tính tốn bể chứa dung tích 35000 m3  Các bước tính tốn:   - Đường kính tương ứng với chiều cao H : Trong đó: - V thể tích bể chứa - D đường kính bể - Bề dày thực bồn chứa phải lớn bề dày thiết kế yêu cầu bao gồm bề dày ăn mòn cho phép bề dày thủy áp thủy tĩnh, nhiên bề dày bồn không nhỏ giá trị bảng sau đây: Đường kính bồn (m) Bề dày tối thiểu (mm) 60 10 Tính tốn bể chứa dung tích 35000 m3  Các bước tính tốn:   - Chiều dày thành bể tính tốn theo cơng thức sau: + Trong điều kiện thiết kế: + Trong điều kiện thử áp lực: Trong đó: D : đường kính bể [m] H : khoảng cách từ đáy tầng đến mặt thoáng chất lỏng [m] G : trọng lượng riêng chất lỏng (gồm trường hợp chất lỏng thiết kế nước thử áp lực) [m] CA : chiều dày ăn mòn cho phép lấy mm (theo API650[1]) Sd, St : ứng suất cho phép điều kiện thiết kế điều kiện thử áp lực [Mpa] Tính tốn bể chứa dung tích 35000 m3  Các bước tính tốn: - Tính tốn đáy bể - Tính tốn vành khăn + Bề dày vành khan: Bảng bề dày vành khăn theo độ dày đáy Ứng suất thủy tĩnh vật liệu (Mpa) Độ dày đáy mm ≤ 190 ≤ 210 ≤ 220 ≤ 250 T ≤ 19 6 19 < T≤ 25 10 11 25 < T ≤ 32 12 14 32 < T≤ 40 11 14 17 40 < T≤ 45 13 16 19 Tính tốn bể chứa dung tích 35000 m3  Các bước tính tốn:   - Tính tốn đáy bể - Tính toán vành khăn + Chiều rộng vành khăn: Nếu độ rộng vành khăn lớn yêu cầu, tính tốn theo cơng thức sau : Trong : - Ta chiều dày vành khăn, Ta=8[mm] - H chiều cao lớn mực chất lỏng chứa bể, H=19,89[m] - G tỷ trọng chất lỏng chứa bể, G=0,776[kg/dm3] - Tính tốn mái bể chứa - Tính vành chống gió: chiều cao tối đa không cần gia cố:  160  H1  9, 47.t    v  Trong đó: V: vận tốc gió lớn theo yêu cầu tính tốn bồn chứa  t     D Tính tốn bể chứa dung tích 35000 m3  Các bước tính tốn: - Chiều rộng chuyển tiếp tầng thành bồn: WE   Wtr  t  Wtr  W   [mm]  tact  Trong đó: tact: chiều dày thực tế tầng thành bồn [mm] Wtr: chiều rộng chuyển tiếp tầng thành bồn [m] W: chiều rộng thực tế tầng thành bồn [m] WE: tổng chiều rộng chuyển tiếp tần thành bồn [m]     Tính tốn bể chứa dung tích 35000 m3  Các bước tính tốn: D H1 - Tính tốn tiết diện vành chống gió: z  17 Trong đó: D đường kính thiết kế bể [m] Z momen chống uốn yêu cầu nhỏ [cm3] Tính tốn bể chứa dung tích 35000 m3  Kết tính tốn: Tên Hln, [m] D, [m] Mực chất lỏng Vcl, [m3] Khoảng cách từ mặt thoáng đến mực chất lỏng H, [m] Kết 22,07 44,9 31500 19,89 Kết tính tốn độ dày với D= 44,9 [m], H= 19,89 [m] Modun thứ n 10 11 12 13 Mực chất lỏng[m] 19,89 18,39 16,89 15,39 13,89 12,39 10,89 9,39 7,89 6,39 4,89 3,39 1,89 td [mm] ttn [mm] tmax[mm] tc[mm] 22,9 21,3 19,7 18,1 16,5 14,9 12,3 11,7 10,1 8,5 6,9 5,3 3,7 19,6 18,1 16,6 15,1 13,6 12,1 10,6 9,1 7,6 6,1 4,6 3,1 1,6 22,9 21,3 19,7 18,1 16,5 14,9 12,3 11,7 10,1 8,5 6,9 5,3 3,7 23,0 22,0 20,0 19,0 17,0 15,0 13,0 12,0 11,0 9,0 8,0 8,0 8,0 Tính tốn bể chứa dung tích 35000 m3  Kết tính tốn: - Độ dày đáy bể: Tđáy bể= T1d=23[mm] - Độ dày vành khăn: Ta có Tđáy bể= T1d=23[mm] nằm khoảng 19 H1, ta cần thiết kế vành chống gió, thiết kế vành chống gió - Tiết diện vành chống gió: z= 945 [cm3] Tra bảng thép góc cạnh chọn loại thép N025 làm vành cứng chống gió Có thông số sau: b(mm) 250 d R r (mm) (mm) (mm) 20 24 Jx (cm4) 5765 Z0(cm) Z(cm3) 4.91 945 LOGO ... A, B, C JETA1/     m3   Kerose n 27.5 12.5 7407     Lưu lượng Lưu đầu vào lượng bình xuất thường m3/ h m3/ h Thể tích mức LLL, m3         350 850 67 683 Tính tốn bể chứa dung tích 35000 m3  Các... bể chứa dung tích 35000 m3  Hình ảnh số loại bể chứa:  Bể trụ đứng  Bể trụ ngang Tính tốn bể chứa dung tích 35000 m3  Hình ảnh số loại bể chứa:  Bể cầu  Bể chứa nhiên liệu JET A1 Tính tốn... liệu Jet A1 coi nhiên liệu tiêu chuẩn sử dụng phần lại giới trừ quốc gia thuộc Liên Xô cũ Điểm khác nhiên liệu Jet A Jet A1 nhiệt độ đóng băng 1 Tổng quan nhiên liệu bay Chỉ tiêu kỹ thuật JET A1