L ỜI CẢM ƠN
6.2.3.Các phương pháp kiểm tra áp dụng
Kiểm tra bằng mắt (Visual inspection): áp dụng kiểm tra các thiết bị, đường ống, van, kết cấu thép, lớp bảo ôn, sơn phủ, bulong…
Kiểm tra RT: kiểm tra lại chất lượng mối hàn hoặc chiều dày của ống khi bọc bảo ôn… (phân biệt chiều dày trên phim).
Kiểm tra UT: bao gồm kiểm tra lại khuyết tật phát sinh trong quá trình hoạt động và kiểm tra lại chiều dày các thiết bị chịu áp lực đường ống, bồn chứa để đánh giá mức độ ăn mòn/xói mòn.
Kiểm tra chiều dày, độ bám dính của lớp sơn phủ bằng phương pháp dòng điện xoáy.
Kiểm tra rò rỉ (leak testing) bằng thiết bị đo khí hoặc siêu âm của các mặt bích, van.
Kiểm tra thành phần hóa học của vật liệu, xem tính chất vật liệu có thay đổi trong quá trình hoạt động hay không.
Trường DDH Bà Rịa - Vũng Tàu
CHƯƠNG VII
AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ PHÒNG CHỐNG CHÁY NỔ 7.1. ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA HỆ THỐNG BỒN CHỨA
Chức năng và nhiệm vụ cơ bản của hệ thống bồn chứa là tiếp nhận, tàng chứa và xuất sản phẩm lỏng LPG một cách an toàn. Chính vì vậy mà vấn đề an toàn đối với khu bồn chứa luôn được đặt lên vị trí hàng đầu. Do đó bể chứa cần được thiết kế đảm bảo cho con người, các thiết bị và khu vực lân cận.
Những vấn đề đáng lưu ý trong thiết kế và lắp đặt hệ thống phòng cháy chữa cháy của khu bể chứa là các sản phẩm tàng chứa không màu, không mùi. Khi ở trạng thái lỏng chúng có tỷ trọng bằng 50% tỷ trọng của nước và khi hoá hơi ở áp suất khí quyển thể tích của chúng tăng lên 250 lần. Ở pha khí cả propan và butan đều nặng hơn so với không khí vì vậy mà chúng không khuếch tán dễ dàng trong khí quyển. Hơi LPG tạo thành hỗn hợp có khả năng bắt cháy với không khí khi ở nồng độ thấp khoảng 2% theo thể tích (giới hạn dưới) và 10% theo thể tích (giới hạn trên). Trên 10% pha hơi của sản phẩm cũng rất nguy hiểm khi pha loãng với không khí đối với khu vực có gió. Vì vậy biện pháp phòng cháy khi lắp đặt các đầu rò khí cần chú ý đến tính chất trên của sản phẩm LPG làm đặt ở độ cao thấp có lưu ý đến hướng gió.
7.2. CÁC SỰ CỐ NGUY HIỂM TRONG KHU VỰC BỒN CHỨA
7.2.1. Các sự cố nguy hiểm trong tàng trữ và vận chuyển dẫn đến sự cháy nổ
LPG được coi là nhiên liệu an toàn vì trong thực tế chừng nào LPG được lưu giữ trong bồn, trong đường ống thì không có nguy hiểm xảy ra.
Khi có sự rò rỉ sản phẩm từ các bồn chứa mới gây ra nguy hiểm. Nếu điều đó xảy ra thì khí hay lỏng đều thoát ra ngoài. Nếu sản phẩm lỏng thoát ra ngoài thì nguy hiểm hơn sản phẩm hơi vì sản phẩm lỏng rò rỉ ra ngoài và hoá hơi thì thể tích tăng 250 lần.
Trường DDH Bà Rịa - Vũng Tàu
Việc xả hơi từ các bể chứa và đường ống có thể dẫn đến chất lỏng hoá hơi trong bể chứa và đường ống. Quá trình hoá hơi này sẽ cần nhiệt và sẽ làm lạnh bể chứa. Nếu có cháy xung quanh bể chứa, hiệu ứng làm lạnh do bay hơi trong bể sẽ làm chậm quá trình tăng nhiệt độ trong bể. Các đám mây hơi LPG rất nguy hiểm chừng nào chúng chưa được phân tán an toàn.
Ở nhiệt độ thấp và áp suất thường, LPG ở dạng khí nặng hơn không khí, hơi propan và butan nặng hơn không khí gấp 1,5 và 2 lần tương ứng. Bởi vậy, hơi LPG sẽ lắng xuống nơi thấp của môi trường xung quanh và lan rộng trên mặt đất. Trong môi trường lặng gió, sự phân tán của hơi có thể xảy ra chậm. Sự phân tán chậm này rất nguy hiểm và dễ gây ra cháy nổ.
Cần chú ý rằng một lượng rất nhỏ hơi LPG thoát ra ngoài cũng hình thành một thể tích lớn hỗn hợp cháy của khí cháy và không khí. Một thể tích hơi có thể tạo thành
10 – 15 lần thể tích hỗn hợp cháy và một thể tích lỏng có thể hình thành 2500 – 125000 thể tích của hỗn hợp cháy.
7.2.2. Sự cố đối với bồn bể chứa
Nguy hiểm trước hết là bồn chứa bị nứt vỡ và sản phẩm rò rỉ ra bên ngoài. Nếu nồng độ đạt đến giới hạn cháy nổ (2 – 10 %) thì sự cố sẽ xảy ra. Sự cố đối với các loại bồn là tương đương nhau. Tuy nhiên do lắp đặt nguy hiểm có thể ở các mức độ khác nhau.
Sự cố do hoạt động gây bởi con người hoạt động gần bồn, bồn nổi thường dễ bị tổn thương hơn: phụ thuộc vào phương pháp tăng cường hoặc phòng ngừa được áp dụng đối với bồn trong suốt quá trình sử dụng.
Sự cố nứt vỡ do giòn: khi nhiệt độ môi trường hạ hay khi nhiệt độ trong bồn thấp do quá trình bay hơi, có thể làm cho vật liệu trở nên dòn rất dễ bị nứt vỡ.
Khi nạp sản phẩm vào bồn quá mức do sơ suất trong vận hành cũng gây nguy hiểm vì bồn không có không gian cho chất lỏng bay hơi khi nhiệt độ tăng.
7.3. YÊU CẦU AN TOÀN TRONG TÀNG CHỨA VÀ VẬN CHUYỂN
Bất kì một hoạt động nào có liên quan đến khí hoá lỏng LPG đều trực tiếp hay gián tiếp liên quan tới an toàn. Do vậy tất cả mọi người trong khu vực bồn bể chứa phải hiểu rõ và tuân theo các yêu cầu chung về an toàn:
- Hiểu rõ các đặc tính của sản phẩm.
Trường DDH Bà Rịa - Vũng Tàu
- Khi lưu trữ sản phẩm, cần phải đảm bảo để chừa 1 thể tích đủ cho chất lỏng giãn nở trong trường hợp có sự thay đổi về nhiệt độ của môi trường.
- Các bồn chứa phải được thổi Nitơ trước khi nạp LPG, việc này cũng phải thực hiện sau khi sửa chữa thiết bị.
- Sự xả và rò rỉ hơi LPG ra bên ngoài là rất nguy hiểm. Bất cứ lúc nào hiện tượng đó xảy ra trong điều kiện không thể tránh khỏi thì phải theo dõi liên tục và phục hồi về điều kiện bình thường hay khắc phục sự rò rỉ để tránh thiệt hại về người và của.
- Bồn chứa và đường ống phải được kiểm tra kĩ càng trước khi nạp. - Kiểm tra định kì hệ thống bảo vệ catot để đảm bảo tính liên tục. - Các bơm cứu hoả luôn luôn làm việc ở trạng thái tốt nhất.
- Mỗi tuần đều phải chạy thử các bơm cứu hoả và súng cứu hoả trong vòng 30 phút.
7.3.1. Phương pháp chống cháy cho các thiết bị và bồn chứa
Khu vực của 2 bể chứa condensat được chia làm 2 khu vực riêng biệt, 2 khu vực này sử dụng hệ thống phun nước tự động khi xảy ra sự cố.
●Phương pháp chống cháy cho khu vực bồn chứa
Đối với các khu vực bể chứa khi có sự cố thì các đầu tư phun nước chữa cháy và các van báo động sẽ thực hiện bởi các súng phun, các họng chữa cháy khi có tín hiệu từ các đầu rò khí và cháy.
●Phương pháp chống cháy cho các khu vực khác
Các khu vực còn lại sẽ được chữa cháy bằng các súng phun nước và các trụ nước bố trí trên khắp các khu vực.
7.3.2. Hoạt động trong trường hợp khẩn cấp
Các hoạt động chính trong trường hợp khẩn cấp được trình bày như sau:
- Khi có báo động khẩn cấp thì dừng mọi hoạt động trong khu vực bị ảnh hưởng, tập trung nhân lực và sơ tán những người không có trách nhiệm trong việc đối phí khẩn cấp.
- Cô lập phần bị ảnh hưởng của thiết bị để hạn chế sự lan rộng đối với các khu vực khác.
- Sơ tán các thiết bị di động nằm trong vùng nguy hiểm và đảm bảo đường thoát được thông thoáng.
Trường DDH Bà Rịa - Vũng Tàu
- Trong trường hợp rò rỉ ngừng mọi hoạt động của các nguồn sinh lửa và tuyệt đối không được đóng điện các thiết bị điện.
7.3.3. Các biện pháp đảm bảo an toàn
7.3.3.1. Hệ thống phải được thiết kế một cách phù hợp
Đối với các bồn chứa đặt cố định:
- Áp suất thiết kế các bồn chứa LPG không được nhỏ hơn 17 bar với chiều dày tăng thêm để dự phòng ăn mòn ít nhất là 1 mm.
- Trên bồn chứa phải có đủ các cơ cấu an toàn cần thiết, cụ thể: + Trên đường nạp lỏng phải có 1 van một chiều và 1 van chặn.
+ Đường cấp lỏng ra phải có van đóng nhanh khẩn cấp và một van đóng ngắt trực tiếp ở phía ngoài. Gas lỏng thường được nạp vào khoang hơi.
+ Bồn phải được trang bị van an toàn có kích thước phù hợp với diện tích xung quanh của bồn.
+ Trên bồn phải có ít nhất một dụng cụ đo mức lỏng, dụng cụ đo mức lỏng cao nhất và một áp kế.
+ Hệ thống các van đóng khẩn cấp phải có khả năng đóng bằng tay từ xa cũng như tại điểm vận hành và tự động đóng khi có tín hiệu báo lửa, rò rỉ từ các đầu dò khí.
+ Mỗi bồn phải có ít nhất hai vị trí nối vào hệ thống tiếp đất chống sét và chống tĩnh điện. Điện trở tiếp đất phải nhỏ hơn 10 Ohm.
7.3.3.2. Thường xuyên kiểm tra
Hệ thống bồn chứa, thiết bị nạp, đường ống phải được kiểm tra, theo dõi một cách thường xuyên để kịp thời phát hiện các khuyết tật, có biện pháp xử lý bảo dưỡng kịp thời
Trường DDH Bà Rịa - Vũng Tàu
Hạng mục kiểm tra Biện pháp kiểm tra, bảo dưỡng Thời gian thực hiện
Kiểm tra thường xuyên (Sử dụng danh mục câu hỏi kiểm tra). Kiểm tra phát hiện các hiện tượng hư hỏng rò rỉ để sửa chữa kịp thời. Hàng ngày Kiểm tra hàng tháng. Kiểm tra để đảm bảo các van khóa ở tình trạng kỹ thuật tốt (tay van đóng mở nhẹ nhàng, không có rò rỉ, ăn mòn trên thân van, mặt bích, mối nối) . Kiểm tra van an toàn (lỗ thoát nước không bị tắc, lò xo và đế van không bị ăn mòn) . Kiểm tra tình trạng ăn mòn của đường ống Kiểm tra các đầu nạp để phát hiện các biểu hiện hư hỏng, ăn mòn hay xì hở.
Hàng tháng
Kiểm tra hàng năm.
Kiểm định lại áp kế, nhiệt kế . Kiểm tra khả năng làm việc của hệ thống báo động khi mức lỏng quá cao. Kiểm tra bằng mắt tình trạng kỹ thuật bồn. Kiểm tra tình trạng kỹ thuật của nền móng, chân đỡ bồn. Hàng năm Khám xét toàn bộ các bồn và hệ thống ống.
Kiểm tra bên trong, bên ngoài. Siêu âm kiểm tra chiều dày.
3 năm một lần (do cơ quan đăng kiểm thực hiện).
Trường DDH Bà Rịa - Vũng Tàu
Khám xét toàn bộ và thử thủy lực các bồn và hệ thống ống.
Kiểm tra bên trong, bên ngoài. Siêu âm kiểm tra chiều dày. Thử thủy lực
6 năm một lần (do cơ quan đăng kiểm thực hiện).
7.4. KĨ THUẬT CHỮA CHÁY LPG
Nên sử dụng những chất như CO2, bột dạng khô hoặc BCF (B2C/F2C) Bromocholozodi Fluazometan vào việc dập tắt các đám cháy LPG, vì chúng nhanh chóng làm lỏng nồng độ LPG và ngăn không cho không khí tiếp xúc với ngọn lửa.
Do sự nguy hiểm của các đám hơi LPG, có thể bất ngờ cháy nổ trở lại gây ảnh hưởng đến diện rộng đám cháy, không nên dập ngay trừ khi có thể ngăn chặn nguồn đánh lửa ngay sau đó.
Nếu ngọn lửa tiếp xúc trực tiếp với bồn chứa LPG (không kể kích cỡ) thành bồn có thể bị quá nhiệt và bị phá huỷ do áp suất cao trong bồn. Phải khống chế cường độ của đám cháy để bảo vệ bồn chứa LPG. Các thiết bị, tài sản, máy móc gần ngọn lửa hoặc đang cung cấp LPG cho đám cháy phải làm mát bởi giàn phun nước, vòi lăng phun, bơm cứu hoả, súng cứu hoả.
Phần trên của bồn chứa LPG, nơi tiếp xúc với pha hơi là diện tích nguy hiểm nếu bồn sát với đám cháy. Nước làm mát phải được cung cấp tại đỉnh của bồn chứa và bệ đỡ của bồn để tránh cho bệ đỡ bị phá hủy kết cấu.
Các bồn chứa LPG thường được lắp van an toàn nhằm giảm áp suất của bể khi áp suất của bể quá áp suất thiết kế.
7.5. CÁC HỆ THỐNG CHỮA CHÁY 7.5.1. Hệ thống chữa cháy bằng nước 7.5.1. Hệ thống chữa cháy bằng nước
Hệ thống gồm có bơm điện và bơm Diezel có công suất phụ thuộc vào mức độ yêu cầu và quy mô tàng chứa, hệ thống đường ống dẫn nước chữa cháy, giàn phun nước tại khu vực nguy hiểm, các vòi lăng phun. Hệ thống nước chữa cháy phải được thiết kế thuận lợi cho công tác chữa cháy và đáp ứng yêu cầu chữa cháy như: lượng nước dự trữ, công suất bơm…
7.5.2. Hệ thống chữa cháy bằng CO2
Hệ thống dập lửa bằng CO2 gồm hệ thống ống dẫn CO2 đến các vị trí đặt vòi phun CO2 tại khu vực cần thiết. Trong trường hợp hệ thống cảm ứng phát hiện và đã
Trường DDH Bà Rịa - Vũng Tàu
xác định có lửa vùng nào đó thì van cảm ứng sẽ xả N2 từ bình chứa kích hoạt xả CO2 đồng thời mở các van bằng khí điều khiển trên ống đến hệ thống vòi phun. Hệ
thống chữa cháy bằng CO2 hoạt động theo hai chế độ: điều khiển tự động và điều khiển bằng tay.
KẾT LUẬN
Sau gần 4 tháng thực hiện đề tài: “Thiết kế bồn chứa LPG dung tích chứa 800 m3” được sự giúp đỡ tận tình của quý thầy cô và các bạn, đặc biệt là Thạc sĩ Võ Thanh Tiền, đến nay em đã hoàn thành đồ án này.
Đồ án có sử dụng các số liệu từ Nhà máy xử lý khí Dinh Cố và tham khảo các số liệu khác từ quá trình thiết kế và thi công bồn bể chứa các sản phẩm dầu mỏ của xí nghiệp Khai thác dầu khí Vietsovpetro.
Hướng mở rộng của đồ án:
Tính toán chi tiết phần nhập và xuất của bồn. Tính toán kỹ thuật cho bơm và máy nén của bồn. Từ đó mở rộng tính toán và thiết kế kho chứa LPG.
Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình của Thạc sĩ Võ Thanh Tiền cùng các quý thầy cô bộ môn và các bạn đã giúp đỡ em hoàn thành đồ án này.
Vũng Tàu, ngày 05 tháng 7 năm 2012. Sinh viên thực hiện
Trường DDH Bà Rịa - Vũng Tàu
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Bảng tiêu chuẩn ASME SECT. VIII DIV.1 (2009) và API (2009).
2. Lê Văn Hiếu (2000). Công nghệ chế biến dầu mỏ. NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội.
3. Nguyễn Văn Đắc (Địa chất và Tài nguyên dầu khí Việt Nam) (2011). Trữ lượng khí của Việt Nam. Nguồn Viện Công nghệ khoan.
4. Nguyễn Thị Minh Hiền (2010). Công nghệ chế biến khí tự nhiên và khí đồng hành. NXB Khoa Học và Kỹ Thuật.
5. GS-TS Trần Mạnh Trí (1996). Dầu khí và dầu khí Việt Nam. Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội.
6. Phan Tử Bằng (1999). Hoá học dầu mỏ và khí tự nhiên. NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội.
7. PGS-TS Đinh thị Ngọ (2001). Hoá học dầu mỏ và khí. NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội. 10-12.
8. TS Phạm Xuân Toản, TS Trần Xoa, PGS-TS Nguyễn Trọng Khuông và nhiều tác giả khác. Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hóa chất tập 2. Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội. 309-434.
9. Thạc sĩ Kiều Đình Kiểm (2005). Các sản phẩm dầu mỏ và hóa dầu. Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội. 23-24.
10. Kỹ thuật đường ống và bể chứa. Lấy từ: URL:
Error! Hyperlink reference not valid..
11. LPG Việt Nam. Thư viện [Internet] Lấy từ: URL: http://congnghehoahoc.org/forum/archive/index.phrt-998.html.
Trường DDH Bà Rịa - Vũng Tàu
12. Thiết kế thiết bị làm việc có áp suất. Thư viện [Internet] Lấy từ: URL: http://www.scribd.com/doc/52451215/Tinh-toan-theo-thong-so-D54.