Học viện thiết bị hóa dầu (PEI) vào năm 1996 phát hành một bài hướng dẫn dành cho những cá nhân về cách lắp đặt các bình chứa có dung lượng nhỏ (50000 gal hoặc nhỏ hơn). PEI/RP200-96, một tài liệu làm cơ sở cho chương này được tóm tắt như sau:
Lắp đặt hệ thống lưu trữ nhiên liệu động cơ lỏng là một lĩnh vực rất phức tạp, đòi hỏi nhiều loại kiến thức và kinh nghiệm xây dựng. Ngoài việc thiết kế hệ thống trên mặt đất cho phù hợp, phụ thuộc vào những người thợ lắp đặt bể chứa có cả kinh nghiệm và kiên quyết để thực thiện đúng công việc được giao. Văn bản hướng dẫn sẽ khơng giúp một thợ cơ khí khơng đủ năng lực trở thành một người có năng lực. Vì vậy khả năng nhận biết và phản ứng với các điều kiện bất thường có thể gặp phải trong bể cơng việc cài đặt đòi hỏi kinh nghiệm cũng như kỹ năng [1].
AI. Thông tin chung
Trong tất cả các trường hợp, các hướng dẫn lắp đặt của nhà sản xuất phải được tư vấn trước khi lắp đặt hệ thống bình chứa trên mặt đất. Học viện Thiết bị Hóa dầu (PEI) và Học viện Bình chứa bằng Thép (STI) đã xuất bản các thơng tin dựa trên các q trình lắp đặt AST. PEI’s RP2000 chứa tồn bộ các thơng tin về q trình lắp đặt AST, trong khi STI’s R912 và R931 nói chi tiết về các quy trình kiểm tra độ kín của AST một cách an tồn.
BI. Cách bố trí
Từ thời điểm lắp đặt đến giai đoạn bố trí, các chủ sở hữu đã phải đưa ra các bản vẽ tỷ lệ và xin được các giấy phép cần thiết. Nếu những điều này đã được thực hiện, thì q trình bố trí chỉ cần địnhvị được những điểm chính xác trên bản vẽ và định hướng lại. Một số cân nhắc quan trọng trong quá trình bố trí là:
Khoảng cách với đường, các bất động sản.
Yêu cầu về khoảng cách bể trong nhiều hệ thống lắp đặt bể.
Lưu lượng giao thông của các phương tiện cung cấp nhiên liệu và những phương tiện khác dự kiến sử dụng cơ sở tiếp nhiên liệu.
Vị trí của các tiện ích – cả dưới lịng đất và trên cao (Hình 12,13)
67
Tất cả các yếu tố này cần được xem xét trong quá trình lập kế hoạch sản xuất và cho phép. Tuy nhiên, một người lắp đặt có năng lực phải nắm rõ các yêu cầu này và chuẩn bị để đề xuất các thay đổi nếu những vẫn đề này chưa được xử lý đúng cách trước q trình bố trí.
Hình 12. Ràng buộc về khoảng cách
Hình 13. Bố trí giao thơng hợp lý
A. Khoảng cách tách biệt
Yêu cầu về khoảng cách tách biệt có thể quyết định liệu người mua bình chứa có mua thép truyền thống UL 142 hay khơng, một bình chứa chống cháy hoặc bình chứa trong hầm. (Trên thực tế, những hạn chế này có thể có nghĩa là bể chứa ngầm [UST] là giải pháp tốt nhất hoặc duy nhất). Bể chứa có mái vịm hoặc chống cháy thường được cho phép khoảng cách tách rời ngắn hơn theo một mã hiệu, và do đó có thể được chỉ định ngay cả khi không yêu cầu ASTs cách nhiệt. Một số mã phân biệt rõ hơn giữa nhiên liệu tư nhân hoạt động và bán lẻ trong việc thiết lập
68
các khoảng cách tách biệt bắt buộc [2].
IV. Nền tảng
Theo quy luật chung, đất nguyên sinh sẽ hỗ trợ đỡ bể chứa điển hình được chế tạo. Tuy nhiên hậu quá của việc lún bể có thể rất nghiêm trọng, vậy nên khả năng đất có thể đỡ bình chứa và thành phần của nó phải được xem xét. Có lẽ mối đe dọa lớn nhất gây ra bởi sự lún bể là ứng suất được gây ra khi ống được gắn với bình chứa. Tất nhiên điều này chỉ ra tầm quan trọng của việc xây dựng hệ thống đường ống, cũng như việc ngăn ngừa sự lún bể.
Ngay cả ở những khu vực mà đất tự nhiên chắc chắn sẽ hỗ trợ được cho bể chứa, vẫn cần phải cẩn thận tránh đặt bể lên trên khu vực mà đã bị đào trước đó có thể chưa được đắp lại kỹ. Nếu đất không chắc chắn, một số lựa chọn để giải quyết vấn đề với chi phí tối thiểu: Thay đổi vị trí của bể để tránh các khu vực tiềm ẩn vấn đề .
Đặt bể trên một tấm đệm bê tông cốt thép được thiết kế để bắc cầu qua các khu vực như vậy. Thay thế đất có vấn đề bằng các vật liệu có khả năng chịu nén.
Trong một số điều kiện, một tấm đệm bằng bê tơng được sử dụng. Rõ ràng, một bình chứa lớn hơn đặt trên hai giá đỡ cần có một lớp nền vững chắc hơn một bình chứa kích thước nhỏ ở trên một giá đỡ dài ( Hình 14-16).
Ở một số khu vực hẻo lánh ở các đất nước khác nhau, có thể cần một kỹ sư chuyên nghiệp đóng dấu thiết kế bản vẽ cho hệ thống hỗ trợ của bình chứa.
Các bình chứa xây dựng ở các khu dễ bị ngập lụt nên có các biện pháp riêng để tránh bị trơi đi. Do đó ta thường sử dụng các dây đai bao quanh đỉnh của các bể nhỏ. Các dây đai này sau đó sẽ được bắt vít vào bê tơng đệm, được lắp đặt bên dưới bình chứa.
69
Hình 14. Các điểm phân bố lực của tải trọng
Hình 15. Phần nền của bình chứa đứng
70
Hình 16. Hỗ trợ của bình chứa nằm ngang
V. Các con đê
Nếu bình chứa được lắp đặt trên một con đê, một số điểm chính phải được xem xét. Một số con đê được làm bằng đất hơi thấm. Một số được làm bằng bê tơng, một vật liệu có thể bị nứt theo thời gian (Hình 17). Có các quy tắc và quy định bao hàm khả năng đỡ của đê. Các yêu cầu này khác nhau giữa các tiểu bang và các đô thị khác nhau. Các kế hoạch và thông số kỹ thuật phải đề cập đến khả năng chịu đựng của một con đê. Nhưng người cài đặt phải có năng lực nhận thức được các yêu cầu và chuẩn bị sẵn sàng để đối phó với các tình huống có thể xảy ra. Một cơng cụ thoát nước phải được cung cấp cho con đê và nền của khu vực được đắp phải dốc về phía điểm thốt nước. Thiết bị kiểm sốt thốt nước phải nằm bên ngồi đê và có thể sử dụng trong trường hợp xảy ra hỏa hoạn.
Hình 17. Khu vực đê điển hình
71
VI. Các bình chứa
Các bình chứa trên mặt đất thường có nhiều loại hình dáng và kích cỡ. Một bình chứa có thể được thiết kế thẳng đứng hoặc nằm ngang. Một bình chứa có thể được làm từ nhiều loại hình từ một vách thép đến vách kép bọc trong bê tơng. Bình chứa có thể có một cái đê – hoặc được gắn vào bể hoặc như một mục riêng biệt (Hình 18). Người lắp đặt phải cung cấp đầy đủ thiết bị để nâng và di chuyển bồn chứa bất kể kích thước, trọng lượng hoặc cấu hình. Người đó cũng phải kiểm tra bể để chắc chắn rằng nó khơng bị hư hỏng trong q trình vận chuyển hoặc dỡ hàng. Ngồi ra người đó cũng nên tham khảo tất cả các thơng tin do bình chứa cung cấp về nhà sản xuất.
Hình 18. Các thiết kế điển hình của bình chứa
VII. Bảo vệ khỏi sự xói mịn
Các bình chứa nằm ngang thường được đỡ trên các giá đỡ, do đó sự ăn mịn của bình khơng phải là một mối quan tâm . Tuy nhiên, ASTs thẳng đứng không được nâng lên – tức là bình chứa có đáy gần như tiếp xúc mặt đất – phải có sự bảo vệ chống xói mịn. Tùy thuộc vào diện tích của thép tiếp xúc mà hệ thống chống ăn mịn điện hóa có thể hoạt động tốt. Diện tích bề mặt lớn hơn, hoặc lắp đặt nơi AST được kết nối điện với hệ thống đường ống ngầm bằng thép, có thể sẽ cần hệ thống dịng điện an tồn. Các hệ thống như vậy thường được sử dụng khi đáy của bình chứa khơng có vỏ bọc (đáy bình chứa đứng mới nên có vỏ bọc). Trong các trường hợp như vậy, các chuyên gia chống ăn mòn nên kết hợp để thiết kế một hệ thống điện hồn hảo. Hiệp hội chống ăn mịn quốc tế (NACE) và STI đều có các tiêu chuẩn giúp bảo vệ bình chứa AST khỏi ăn mịn.
72
Một phương pháp trong việc giảm thiểu ăn mòn là thiết kế thêm một phần để giúp xả nước khỏi bình chứa.
VIII. Hệ thống nối đất
Đối với việc lắp đặt bồn chứa khơng có bảo vệ catot, hệ thống nối đất tĩnh điện nên được lắp đặt trên bể sao cho phù hợp với các tiêu chuẩn. Đối với bình chứa có bảo vệ catot, biện pháp nối đất thường không cần thiết. Tuy nhiên, các tiêu chuẩn NACE nên được sử dụng để giúp bình chứa có sự bảo vệ khỏi tĩnh điện mà khơng làm ảnh hưởng đến hệ thống chống ăn mịn.
IX. Các phụ kiện
Phụ kiện bao gồm các thành phần mà thường sẽ tạo thành hệ thống để dự trữ và phân tán lưu chất. Các kế hoạch và thông số kỹ thuật phải trình bày rõ ràng các yêu cầu đối với máy bơm, van, bộ nạp, đường ống xả và các phụ kiện khác. Nhiều thay đổi được thực hiện mà khơng có đầy đủ chi tiết về kế hoạch và thông số kỹ thuật. Điều này sẽ để lại nhiều quyết định quan trong cho người thay đổi như những phụ kiện sẽ được sử dụng như thế nào và sử dụng ở đâu. Ngay cả khi các kế hoạch và thông số kỹ thuật chi tiết được cung cấp, khi lắp ráp có thể phát hiện những vấn đề với yêu cầu của các thiết bị phụ cho bể chứa trên mặt đất. Kinh nghiệm cho thấy rằng những sai lầm nghiêm trọng thường mắc phải do không lắp đặt đúng cách các thành phần quan trọng. Các đoạn sau mô tả một số hệ thống nhiên liệu điển hình và một số phụ kiện cần thiết cho mỗi loại.
Có một số phương pháp điển hình để phân phối nhiên liệu từ các bình chứa trên mặt đất. Phương pháp đơn giản nhất để tiếp nhiên liệu cho phương tiện giao thông là gắn một máy bơm kiểu hút trực tiếp vào một cái ống ở cuối bình (Hình 8). Hệ thống này rõ ràng là không phù hợp với các bình chứa có đường kính lớn . Một bình chứa có đường kính lớn sẽ cần có máy bơm ở một độ cao mà người muốn tiếp nhiên liệu không dễ dàng tiếp cận được. Hệ thống đơn giản này cần có một van để ngăn sản phẩm bị hút qua bơm. Điều này có thể xảy ra nếu ống bị lỗi ở dưới mức lưu chất trong bình. Một vài nhà sản xuất có thể thêm thiết bị này vào bơm nên ta cần xem xét có nên sử dụng thiết bị đó hay khơng.
73
Hình 19. Hệ thống bình chứa gắn với bơm
Các phụ kiện khác là cửa để đổ đầy bình chứa, có thể nằm trên các bình đường kính nhỏ, trong tầm với của nhân viên giao nhiên liệu. Người lắp đặt phải lưu ý rằng bình chứa trên mặt đất thường được làm đầy bằng cách bơm sản phẩm từ xe tải chuyển hàng vào bình và thiết bị được thiết kế cho bể ngầm, được làm đầy bằng trọng lực, có thể khơng hoạt động bình thường trong điều kiện này.
Tất cả các bể chứa phải có hệ thống xả khẩn cấp có kích thước phù hợp đặt ở độ cao phù hợp phù hợp với các quy định hiện hành. Tất cả các bình chứa phải có kích thước phù hợp với lỗ xả khẩn cấp. Lỗ xả khẩn cấp được thiết kế để giảm áp suất dư thừa tích tu trong bể chứa trong khi hỏa hoạn, do đó ngăn khơng cho nó phát nổ. Bình chứa hai vách cần phải có một lỗ thơng hơi khẩn cấp cho cả bình sơ cấp và các bình khác trong mạng lưới.
Một phương pháp phổ biến khác để phân phối nhiên liệu vào xe từ các bình chứa trên mặt đất là sử dụng máy bơm hút thơng thường được gắn liền kề hoặc ở xa bình, thường là bên dưới mức chất lỏng của bình chứa (Hình 20). Thiết bị bổ sung sẽ được lắp đặt dựa trên máy bơm này, và nếu là bình chứa đường kính nhỏ thì ta phải có máy bơm gắn trên đỉnh bình chứa.
74
Hình 20. Hệ thống hút và tiếp nhiên liệu
Đầu tiên, việc lắp đặt này cho phép sử dụng các bình chứa có đường kính lớn hơn. Với các bình có đường kính lớn, ta thường cần dùng thang để trèo lên đỉnh bình chứa để tiếp nhiên liệu. Ta có thể khơng cần sử dụng thang nếu vị trí tiếp nhiên liệu có thể dễ dàng tiếp cận. Ta kết nối lỗ tiếp nhiên liệu với một vị trí gần bình chứa và một thiết bị đo ngay đó. Ví dụ khi lỗ tiếp nhiên liệu được gắn đường ống xuống vị trí thấp, ta phải lắp thêm một van để ngăn dịng chảy ngược lại (Hình 21,22).
Hình 21. Các phương pháp tiếp nhiên liệu thơng thường
75
Hình 22. Các đuồng ống nối giúp tiếp nhiên liệu điển hình
Nhiều hệ thống như vậy sử dụng đường ống ngầm giữa bể và máy bơm hút. Các đường ống nằm dưới mực chất lỏng của bình chứa đều có tiềm năng bị rị rỉ liên tục trừ khi thiết bị anti si phơn được lắp đặt vào hệ thống đó. Thường có hai thiết bị anti siphon được dùng nhiều nhất trong quá trình lắp đặt bình chứa. Một cái là van điện từ có dây để mở khi bơm đang chạy. Cái khác là một van một chiều được thiết kế với một lò xo, được đặt để giữ van nằm trừ khi bơm đang chạy. Một van chặn phải được đặt tại điểm mà đường hút kết nối với đầu của bình để chặn dịng một cách thủ cơng. Trong trường hợp đường ống thốt ra khỏi bình ở dưới mực chất lỏng thì một van chống cháy sẽ được sử dụng làm phụ kiện đầu tiên. Van chống cháy là một thiết bị được thiết kế để đóng tự động khi chịu nhiệt độ cao (Hình 23).
Hình 23. Van chống cháy
76
Điều quan trọng khi sử dụng van xả trong bất kỳ đoạn đường ống nào đều có thể bị tắc ở cả hai đầu. Một đoạn đường ống bị tắc tiếp xúc với ánh nắng mặt trời trong một thời gian ngắn đều có khả năng đạt áp suất cao hơn các tiêu chí thiết kế của hệ thống ống. Những áp lực quá mức như vậy có thể khiến đường ống bị rị rỉ hoặc vỡ. Một việc cần thiết với hệ thống đó là sử dụng một van điều chỉnh áp suất. Thiết bị này được đặt ngay dưới máy bơm và được thiết kế để cho phép sản phẩm chỉ chảy khi bơm đang chạy. Nó cũng được thiết kế để phá vỡ vách ngăn sản phẩm nếu bơm bị lật (Hình 24).
Hình 24. Van điều chỉnh áp suất
Một phương pháp phổ biến thứ ba để
phân phối nhiên liệu vào xe từ một bình
chứa là sử dụng một máy bơm từ xa và
một máy phân phối tại điểm tiếp nhiên
liệu. Một lợi thế của thiết kế này là có thể
khiến cho việc cung cấp nhiên liệu nhanh
hơn. Một lợi thế khác là khoảng cách
lớn hơn giữa các bình và điểm tiếp
nhiên liệu. Hệ thống này có các yêu cầu
tương tự đối với các lưu chất và lỗ xả khí như đã được đề cập ở trên. Thiết kế hệ thống này có thể sử dụng bất kỳ loại bơm nào trong số nhiều loại bơm, nhưng hầu hết thường được sử dụng là bơm chìm tiêu chuẩn của hệ thống lưu trữ ngầm. Bởi vì sử dụng bơm từ xa khiến đường ống chịu áp suất liên tục và mất máy sản phẩm liên tục có thể dẫn đến việc rị rỉ ống. Nếu đường ống nằm dưới mặt đất, ta có thể sử dụng các hệ thống phát hiện rị rỉ một cách hiệu quả. Thiết bị