Bể chứa trụ đứng mái tĩnh

Bể chứa trụ đứng mái tĩnh có thể chứa từ 100 đến 20.000 m³ khi thiết kế chứa xăng, hay khoảng 50.000 m³ khi chứa dầu mazut

Trường ĐH Bà Rịa - Vũng Tàu

Hình 2.2: Bể chứa trụ đứng mái tĩnh

Các bộ phận chính của bể gồm:

+ Đáy bể: Được đặt trên nền cát đầm chặt hoặc nền được gia cố có lớp cách nước và

được hàn từ các tấm thép.

+ Thân bể: Là bộ phận chịu lực chính, gồm nhiều khoang thép tấm hàn lại, có thể thay đổi được hoặc không thay đổi chiều dày dọc theo thành bể.

+ Mái bể: Cũng được tổ hợp từ các tấm thép hàn lại với các dạng chính như sau: Mái

nón, mái treo, mái trụ cầu, mái vòm .

2.3.2.1.3. Bể trụ đứng mái phao

Loại bể này hiện nay được sử dụng khá nhiều trên thế giới. Việc sử dụng loại

mái mang lại hiệu quả kinh tế cao, làm giảm đáng kể sự mất mát hydrocacbon nhẹ,

giảm ô nhiễm môi trường xung quanh. Việc loại trừ khoảng không gian hơi trên bề

mặt xăng dầu chứa trong bể, cho phép tăng mức độ an toàn phòng cháy và vệ sinh môi trường hơn các loại bể khác.

Trên thực tế, người ta hay dùng hai loại bể: Bể hở có mái phao và bể kín có mái phao. Trường hợp bể hở có hệ số xuất nhập lớn và nằm trong vùng khí hậu không có

tuyết thường dùng kiểu mái hở không có phao

Hình 2.3: Bể chứa trụ đứng mái phao

Các bộ phận chính của bể gồm:

+ Phao nổi thường được làm từ các hợp loại kim nhẹ, có gioăng liên kết với thành bể.

Trường ĐH Bà Rịa - Vũng Tàu

+ Mái do có thêm phao nổi vì vậy mái chỉ đóng vai trò bao che chứ không đóng vai trò chịu lực.

2.3.2.1.4 Bể chứa trụ ngang

Chứa nhiều loại nhiên liệu khác nhau, có ưu điểm là hình dạng đơn giản, chịu

biến động áp suất tốt. Nhược điểm chính là nó có thể tích nhỏ và phải có giá đỡ.

Bể chứa trụ ngang được chế tạo từ các tấm thép (bể có kích thước lớn) hoặc đúc

liền khối (bể có kích thước nhỏ).Với bể có kích thước lớn thì được tổ hợp từ các phân đoạn nhỏ. Các phân đoạn bể lại được tổ hợp từ các tấm thép và được hàn tự động trong xưởng chế tạo. Bên trong còn được bố trí thêm các vành gia cường để đảm bảo độ ổn định cũng như độ bền của bể.

Hình 2.4: Bể chứa trụ ngang

2.3.2.2. Bề chứa áp lực cao (chứa LPG,… )

Đối với các bể chứa nhiên liệu lỏng do có khoảng trống dẫn tới việc bay hơi

của nhiên liệu trong khoảng mặt thoáng và mái bể gây nên áp suất dư đồng thời gây

hao nhiên liệu. Để chịu được áp lực dư này và hạn chế sự bay hơi của nhiên liệu người

ta sử dụng nhiều loại bể chứa áp lực cao khác nhau.

2.3.2.2.1 Bể trụ đứng mái cầu

Loại bể này dùng để chứa sản phẩm dầu, xăng nhẹ dưới áp lực dư P_d = 0.01 - 0.07 MPa. Mái gồm các tấm cong chỉ theo phương kinh tuyến với bán kính cong bằng đường kính thân bể. Thân bể được tổ hợp hàn từ những tấm thép, bề dày thân bể có thể

Trường ĐH Bà Rịa - Vũng Tàu

thay đổi được hoặc không thay đổi dọc theo chiều cao thành bể. Đáy bể cũng được đặt

trên nền gia cố với móng bằng bê tông cốt thép.

Đối với loại bể này khi chế tạo phải chế tạo neo giữ vì khi trong bể còn ít chất

lỏng, dưới tác dụng của áp lực dư lớn, phần xung quanh đáy có thể bị uốn cong nâng

lên cùng bể .

Hình 2.5: Bể trụ đứng mái cầu

2.3.2.2.2. Bể cầu

Bể cầu là loại bể thường dùng chứa sản phẩm lỏng dưới áp lực cao như gas hóa

lỏng hoặc thành phần nhẹ của xăng với áp lực dư Pd = 0.25 ÷ 1.8 MPa. Thể tích bể V =

600- 4000 .

Bể cầu chế tạo phức tạp hơn nhiều so với bể trụ. Bể được hàn tổ hợp từ các tấm

cong hai chiều được chế tạo bằng cách cán nguội hoặc dập nóng (khi chiều dày lớn).

Các tấm thường được hàn với nhau bằng đường hàn đối đầu. Cách chia tấm trên mặt

cầu có nhiều dạng khác nhau: múi kinh tuyến với các mạch nối song song hoặc so le.

Bể được đặt trên gối dạng vành hay thanh chống bằng thép ống hoặc thép chữ I.

Dùng thanh chống đảm bảo được biến dạng nhiệt tự do cho bể. Các thanh chống nên tiếp xúc với mặt bể để giảm ứng suất cục bộ và không tỳ vào đường hàn nối các tấm

Trường ĐH Bà Rịa - Vũng Tàu

2.3.2.2.3. Bể trụ nằm ngang

Bể chứa trụ ngang dùng để chứa các sản phẩm dầu mỏ dưới áp lực dư Pd < 0.2

MPa và hơi hoá lỏng có Pd < 1.8 MPa. Thể tích bể V < 100 m³ đối với các sản phẩm

dầu khí và V < 500 đối với hơi hoá lỏng.

Bể chứa trụ ngang có các ưu điểm chính sau: hình dạng đơn giản, dễ chế tạo, có

khả năng chế tạo tại nhà máy rồi vận chuyển đến nơi xây dựng. Nhược điểm là đòi hỏi

yêu cầu kĩ thuật cao và thể tích chứa nhỏ (gối đỡ thì bể nào cũng có).

Bể trụ ngang gồm ba bộ phận chính: thân, đáy và gối tựa. Thân bể bằng thép

tấm gồm nhiều khoang, các tấm trong cùng khoang và các khoang được hàn lại với

nhau bằng đường hàn đối đầu, bên trong bể có gia cường bằng các đai thép hình có hình dạng khác nhau: phẳng, nón, trụ, cầu elip. Việc chọn dạng đáy phụ thuộc thể tích,

áp lực dư trong bể chứa được đặt trên nền móng bằng bê tông cốt thép.

2.3.3. Cấu tạo của bồn chứa

Trong hệ thống bồn chứa gồm có các bồn chứa hình trụ chịu áp chứa sản phẩm,

các bồn chứa này đều được thiết kế chung cho một tiêu chuẩn tàng chứa Propan...

Bồn chứa là loại chịu áp lực cao hình trụ nằm ngang, bồn được đặt trên một nền

bê tông kiên cố. Bồn được phủ cát để tránh sự hấp thụ nhiệt từ môi trường bên ngoài. Trên mỗi bồn chứa được lắp đặt các thiết bị để đảm bảo an toàn cho bồn chứa.

Mỗi bồn chứa được lắp hai van an toàn áp suất ( 1 làm việc và 1 dự phòng mỗi van được thiết kế theo tiêu chuẩn API 520 và API 521. Trong quá trình vận hành nếu

áp suất trong bồn chứa tăng vượt mức cài đặt thì van tự động xả ra đuốc đốt. Các van này được nối ở mức kép để khi cần thiết tháo dỡ kiểm tra thì một van xả áp ra đuốc đốt

khi có bất kì sự cố vượt áp nào. Trường hợp các van an toàn áp suất được nối với đuốc đốt thì mỗi van an toàn cần lắp đặt thêm các van cách ly, bố trí ở phía xả các van an

toàn cần được tháo gỡ để kiểm tra định kì.

Trên mỗi bồn chứa có lắp đặt thiết bị báo mức trên mỗi bồn chứa được thiết kế

dạng báo tín hiệu trực tiếp và chính xác đến người vận hành. Trong suốt quá trình xuất

hay nhập sản phẩm các thiết bị báo mức này theo dõi và đo mức chất lỏng trong bồn để báo về phòng điều khiển ngừng quá trình xuất hay nạp sản phẩm.

Tại đầu đường ống nạp của bồn còn lắp đặt các van SDV với mục đích an toàn, các van SDV sẽ đóng khi có tín hiệu báo mức cao trong bồn nhằm mục đích bảo vệ

Trường ĐH Bà Rịa - Vũng Tàu

bồn, tránh tình trạng xảy ra trường hợp quá đầy và tăng tính lưu động trong quá trình tàng trữ sản phẩm.

Tại đường xuất của mỗi bồn chứa cũng lắp đặt các van SDV thứ 2, khi có tín

hiệu báo mức thấp trong bồn thì van này sẽ đóng lại. Mục đích của việc lắp đặt van

này là bảo vệ bồn chứa không bị tình trạng hút chân không và làm hư các máy bơm

của bồn. Chức năng thứ 2 của van này là nhận tín hiệu cháy từ các thiết bị dò báo

cháy, các van này đều có 2 chế độ điều khiển: điều khiển bằng tay và điều khiển tự động.

Trên bồn chứa được lắp đặt các thiết bị đo nhiệt độ và áp suất.

Chúng được thiết kế cho việc ghi lại nhiệt độ và áp suất một các thường xuyên để

truyền về phòng điều khiển.

Ký hiệu của các thiết bị trên bồn chứa như sau :

- SV : Van an toàn

- P : Áp kế - hiển thị các thông số áp suất trong bồn.

- T : Nhiệt kế - Đo các giá trị về nhiệt độ trong bồn.

- PT : Bộ chuyển áp – Đo các giá trị áp suất trong suốt quá trình xuất nạp sản

phẩm, giá trị đó được chuyển về phòng điều khiển.

-L1 : Bộ đo mức cao – trong quá trình nạp, chất lỏng trong bồn ở mức quá cao

thì thiết bị báo mức sẽ báo tín hiệu và công tắc áp suất quá cao LSHH sẽ đóng van nạp

của cụm bồn bể.

- L2 : Thiết bị chuyển đổi mức – Trong khi xuất nạp sản phẩm thiết bị này sẽ

tiền báo động về mức chất lỏng trong bồn chứa ở mức thấp hay cao tương ứng.

- L3 : Thiết bị truyền mức hoạt động bằng từ - sau khoảng 10 – 15 phút kể từ

khi tiền báo động về mức chất lỏng cao trong bồn thì thiết bị báo mức L3 phát tín hiệu

và kích hoạt động các van nạp sản phẩm ở đầu vào mỗi bồn chứa.

- L4 : Bộ đo mức thấp – trong suốt quá trình xuất sản phẩm, khi mức lỏng trong

bồn chứa ở mức thấp thì công tắc áp suất mức thấp LSL sẽ đóng bơm xuất sản phẩm.

- VR : Van hồi lưu – có chức năng tiếp nhận hơi hồi lưu vào bồn chứa để bù thể tích khí đang xuất.

- M : Cửa người – sử dụng cho người chui vào kiểm tra trong quá trình bảo dưỡng.

Trường ĐH Bà Rịa - Vũng Tàu

- B : Van xuất sản phẩm.

CHƯƠNG III

CÔNG NGHỆ TỒN CHỨA LPG LẠNH TẠI KHO CẢNG PVGAS

VŨNG TÀU

3.1. MÔ TẢ DỰ ÁN :

Kho chứa LPG lạnh bao gồm :

- Hai bồn LPG lạnh, một cho Propan và một cho Butan với dung tích 30.000 MT.

- Hai bồn chứa cao áp LPG với dung tích 2000 MT.

- Hệ thống phụ trợ, I&E, F&G, Fire Fighting System, … cho các bồn LPG lạnh và cao áp.

3.2. CHỮ VIẾT TẮT, KÍ TỰ VÀ DANH SÁCH THIẾT BỊ

Chữ viết tắt và kí tự sử dụng trong tài liệu này được trình bày bên dưới :

Bảng 3.1: Chữ viết tắt và kí tự

Kí tự Giải thích

BOG Boil-Off Gas

Butane Một hỗn hợp của hyrocacbon từ Propane đến Pentan chủ yếu là Butane CS Carbon Steel

ESD Emergency Shutdown

ERC Emergency Release Coupling at Uloading Arm F&G Fire and Gas

Trường ĐH Bà Rịa - Vũng Tàu

LC Lock Close

LCP Local Control Panel

LO Lock Open

LPG Lequefied Petroleum Gas LTD Level, Temperature, Density MCR Main Control Room

MLA Articulated Marine Loading Arms ORH Open Rack Heater

PEN POSCO Engineering Company PFD Process Flow Diagram

Phase 1 Giai đoạn vận hành Propan và Butan Phase 2 Giai đoạn chỉ vận hành Propan P&ID Piping & Instrument Drawings

Propane Một hỗn hợp hydrocacbon từ Etan tới Pentan chủ yếu là Propan PRV Pressure Relief Valve

PSV Pressure Safety Valve PST Pressurized Storage Tank

PVG Petro Vietnam Gas Joint Stock Corporation QC/DC Quick Connect, Quick Disconnect

RST Refrigerated Storage Tank SDV Shutdown Vale

SIS Safety Instrumented System SS Select Switch

TSV Thermal expansion Safety Valve UCP Unit Control Panel

Trường ĐH Bà Rịa - Vũng Tàu

Bảng 3.2: Danh sách thiết bị

Tên Giải thích

TK-0701 Refrigerated Propane Storage Tank TK-0801 Refrigerated Butane Storage Tank TK-1901 Pressurized Propane Storage Tank TK-2001 Pressurized Butane Storage Tank V-5002A Hypochlorite Tank for River Water V-5002B Hypochlorite Tank for Cooling Water

DT-2101 Diesel Storage Tank of Emergency Generator TK-2002 Potable Water Tank

FT-1101 Fire Water Tank

FT-1102 Foam Concentrate Storage Tank

V-1101 BOG Propane Condenser Suction Drum V-1201 BOG Butane Condenser Suction Drum

V-1301 BOG Propane Condenser Drum

V-1401 BOG Butane Condenser Drum

V-2701 Odorant Drum

V-5601 LP Flare Knock out Drum UV-5204 Instrument Air Receiver

UV-5301 Nitrogen Receiver

V-5100 Air Receiver

E-1301 BOG Propane Condenser

E-1401 BOG Butane Condenser

Trường ĐH Bà Rịa - Vũng Tàu

E-1601 Refrigerated Butane Heater

E-5601 LP Flare Heater

P-0901A/B Refrigerated Propane Pumps P-1001A/B Refrigerated Butane Pumps

P-1301A/B Propane Condensate Transfer Pumps P-1401A/B Butane Condensate Transfer Pumps P-1901A/B/C Propane Loading Pumps

P-2001A/B/C Butane Loading Pumps

P-2701A/B Odorant Pumps

P-5001A/B Cooling Water Pumps P-5101A/B/C River Water Pumps

P-5002A/B/C Hypochlorite Pumps for River Water P-5002D/E Hypochlorite Pumps for Cooling Water P-0601A/B Jockey Pump (Electric Driven)

P-0602 Fire Water Pump (Electric Driven) P-0603/0604 Fire Water Pump (Diesel Driven) P-5100 River Water Intake Put Drain Pump CMP-1101A/B BOG Propane Compressor

CMP-1201A/B BOG Butane Compressor B-3001A/B Refrigerated Propane Blower B-3101A/B Refrigerated Butane Blower CMP-5201A/B Air Compressor for PK-5300 CMP-5301 Air Compressor for PK-5300 CMP-5100 Air Compressor-PK-5100 CMP-102A/B LPG Compressor Package

Trường ĐH Bà Rịa - Vũng Tàu

3.3. SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ NHẬP, TỒN CHỨA VÀ XUẤT PROPAN

3.3.1. Quá trình nhập Propan từ tàu vào bồn Propan lạnh :

B-3001A/B TK-0701 VRA-0201 LDA-0201 TO FLARE ZXV PV XV XV XV PV ATM VACUUM BREAKER

Sơ đồ 3.1: Quá trình nhập Propan từ tàu vào bồn Propan lạnh

VRA-0201: cần hồi hơi Propan, LDA-0201 : cần nhập Propan, B-3001A/B:

bơm tăng áp, TK-0701: bồn chứa Propan lạnh

Thành phần Propan và Butan nhập vào bồn:

Thành phần thiết kế của những sản phẩm này như sau:

Đơn vị Propane (Sản phẩm) Butane (Sản phẩm)

Ethane %mol 0,47 0,00

Propane % mol 98,09 1,90

Iso-Butane % mol 1,19 30,44

n-Butane % mol 0,25 66,12

i-Pentane % mol 0,00 1,54

Trường ĐH Bà Rịa - Vũng Tàu

- Propan : nhiệt độ - 40⁰C; áp suất 0,05-0,1 barg

- Butan : nhiệt độ 0⁰C; áp suất 0,05-0,1 barg.

Mô tảsơ đồ công nghệ:

Sau khi tàu chở hỗn hợp Propan với tải trọng từ 2000-20.000 tấn, hỗn hợp Propan (nhiệt độ -40⁰C, áp suất 0,05-0,1 barg) sẽ được nhập qua cần nhập LDA-0201

kích thước 12 inch, dung tích của cần nhập lỏng là 2400 m³/h. Hỗn hợp Propan sẽ được đưa tới bồn lạnh TK-0701. Do sự xâm nhập nhiệt từ môi trường vào bồn chứa tạo ra BOG (khí hóa hơi). Hơi Propan sẽ thoát ra từ đỉnh bồn được đưa tới bơm tăng

áp B-3001 A/B bơm qua cần hồi hơi VRA-0201 kích thước 6 inch đưa về tàu để tránh

tăng áp suất trong bồn chứa và điều chỉnh mức BOG thấp nhất trong quá trình nhập. Và một phần hơi Propan cao áp được đưa tới đuốt để đốt bỏ trong trường hợp áp suất trong bồn TK-0701 quá cao (0,15 barg).

Có 2 lựa chọn để dẫn Propan vào bồn Propan lạnh, dẫn vào đỉnh và đáy. Nhập liệu đỉnh và đáy được lựa chọn dựa trên khối lượng của BOG, nguyên nhân gây tràn và phân lớp. Các van được được trang bị cho sự lựa chọn các bộ phận của nhập liệu

đỉnh hoặc đáy. Bơm tăng áp Propan lạnh (B-3001A/B) được dùng để điều hòa hơi cưỡng bức. Bơm tăng áp sẽ được phòng điều khiển kích hoạt và dừng.