Tính toán thiết kế bể chứa lpg

 

LPG là tên viết tắt của khí dầu mỏ hóa lỏng (Liquified Petrolium
Gas). LPG là sản phẩm thu được từ quá trình khai thác dầu mỏ (khí đồng
hành), hoặc từ các mỏ khí thiên nhiên bao gồm các loại hydrocacbon khác
nhau, thành phần chủ yếu là propan, butan hoặc hỗn hợp của chúng.
Hoá lỏng khí dầu mỏ là quá trình tách đơn giản, vốn đầu tư ít hơn so
với các quá trình tách triệt để. Thông thường người ta chỉ tách riêng metan
thuần độ cao làm nguyên liệu sản xuất methanol, còn metan lẫn etan làm
khí đốt công nghiệp, gia dụng, phát điện hoặc cho xuất khẩu theo đường
ống dẫn khí, hoặc tách metan, etan cho sản xuất ammoniac, urê, còn phần
hoá lỏng là LPG.
Hiện nay trên thế giới LPG được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành :
giao thông vận tải, công nghiệp, nông nghiệp, chế biến thực phẩm và trở
thành loại nhiên liệu không thể thiếu được đối với mỗi quốc gia, đặc biệt
với các nước có nền công nghiệp phát triển. LPG được sản xuất mạnh ở
những nước có tiềm lực lớn về dầu mỏ như : Mỹ, Nga, Canada, Mexico,
Venezuela, Indonexia, Angieri, Ả rập xê út, Nauy, Iran
LPG tồn chứa trong các loại bình áp lực khác nhau và được tồn chứa ở
trạng thái bão hoà tức là tồn tại ở dạng hơi nên với thành phần không đổi,
áp suất bão hoà trong bình chứa không phụ thuộc vào lượng LPG bên trong
mà hoàn toàn phụ thuộc vào nhiệt độ bên ngoài. Chất lỏng nằm dưới phần
đáy và hơi nước nằm trên cùng của bình chứa, nghĩa là khoảng trên mức
chất lỏng. Thông thường các loại bình chứa chỉ chứa khí lỏng tối đa khoảng
80 ÷ 95 % thể tích bình, thể tích còn lại dành cho phần hơi có thể giãn nở
khi nhiệt độ tăng.

1
1
 
Thành phần hóa học chủ yếu của LPG là các hydrocacbon dạng

parafin có công thức chung là C
n
H
2n+2
. LPG là hỗn hợp nhất định của các
hydrocacbon như: Propan (C
3
H
8
), Propylen (C
3
H
6
), Butan (C
4
H
10
),
Butylen(C
4
H
8
). Tuy nhiên vẫn có khả năng xuất hiện vết của etan,etylen
hoặc pentan trong LPG thương mại. Butadien 1,3 có thể xuất hiện nhưng
không đạt tới tỷ lệ đo được. Ngoài ra còn có chất tạo mùi Etyl mecaptan
( R – SH ) với tỷ lệ pha trộn nhất định để khi khí rò rỉ có thể nhận biết được
bằng khứu giác.
Sản phẩm LPG cũng có thể có hydrocacbon dạng olefin hay
không có olefin phụ thuộc vào phương pháp chế biến.
!"#$%&'( )*+,- 

./&' 

&' 01+2 -2  . 
Điểm sôi
760mmHg
0
C -42 đến -45 -0,5 đến -0,2
Nhiệt bốc cháy
0
C 520 500
Tỷ trọng so với
không khí
1,4 đến 1,52 1,9 đến 2,01
Khối lượng
riêng
Kg/m
3
1,83 2,46
Nhiệt dung
riêng
Btu/1b
0
F
kJ/kg
0
C
0,6
2,512
0,57
2,386

Ân nhiệt bay
hơi
KJ/kg 358,2 372,2
Áp suất hơi tại:
15
0
C
20
0
C
25
0
C
Bar
6,5
9
19,6
0,8
2,75
7
2
2
Nhiệt trị toàn
phần
Kcal/kg 12000 11800
Nhiệt trị tối
thiểu
Kcal/kg 11000 11900
Tỉ lệ thể tích
khí

Lít/lít 275 235
Giới hạn cháy
nổ dưói với
không khí
%V
2 1,8
Nhiệt độ cháy
với không khí
0
C 1967 1973
Nhiệt cháy với
0xi
0
C 2900 2904
Thể tích riêng ở
15,6
0
C
Lít/tấn 1957-2019 1723-1760
Lượng không
khí cần đốt
cháy 1m
3
khí
M
3
25
Từ bảng trên ta thấy rằng, ở thể lỏng cũng như ở thể khí Butan đều
nặng hơn Propan nhưng với cùng một trọng lượng thì Propan tạo ra thể khí
lớn hơn so với Butan.

!3$%456
Hệ số dãn nở khối của LPG là lượng thể tích tăng lên khi nhiệt độ
của vật chất tăng lên 1
0
C.
Sự dãn nở nhiệt của LPG rất lớn ( gấp 15 ÷ 20 lần so với nước và
lớn hơn rất nhiều so với các sản phẩm dầu mỏ khác). Do đó các bồn chứa,
bình chứa LPG chỉ được chứa đến 80÷ 85 % dung tích toàn phần để có
không gian cho LPG lỏng dãn nở khi nhiệt độ tăng lên.
Do hệ số dãn nở của LPG lớn nên đòi hỏi:
3
3
* Phải giữ khoảng trống phù hợp trong các bồn chứa, bình chứa; lắp đặt
các van an toàn cho bồn chứa, các ống dẫn.
* Đo một cách chính xác nhiệt độ sản phẩm trong kho chứa chứa để khi
vận chuyển thì điều khiển được mức dự trữ, hư hao như quy định.
!7898&8+%:
Khi đốt cháy hoàn toàn một thể tích LPG đòi hỏi không khí lớn gấp
23 lần đối với propan và gấp 33 lần đối với butan. Đồng thời phản ứng sinh
ra lượng CO
2
gấp từ 3 – 4 lần thể tích khí đốt. Điều này rất quan trọng vì để
lường trước được khả năng thiếu oxy bão hoà CO
2
đột ngột trước khi đốt
LPG trong không gian khí.
!!;< :
Ân nhiệt của chất lỏng là lượng nhiệt cần hấp thụ để bay hơi hoàn
toàn một đơn vị khối lượng chất lỏng đó. Điều này đúng với cả khí hoá
lỏng và đúng với cả nước, nếu không có nhiệt cung cấp bên ngoài thì chất

lỏng không bay hơi được. Khi chất lỏng lạnh dần xuống thì sự bay hơi có
thể chậm lại hay dừng hẳn. Như vậy LPG lỏng đựng trong bình kín có một
lượng khí thoát ra từ bình chứa tương ứng với lượng hơi được tạo ra do sự
cung cấp nhiệt ở điều kiện áp suất khí quyển.
!=>-?
Tỷ trọng thể lỏng : ở điều kiện 15
o
C, 760mmHg ,tỷ trọng của
propan là 0,51 ; còn butan là 0,575. Propan và butan nhẹ hơn nước nên nó
nổi lên trên mặt nước.
Tỷ trọng thể hơi : ở điều kiện 15
o
C, 760mmHg, tỷ trọng của propan
hơi bằng 1,52 và butan hơi bằng 2,01. Như vậy ở thể hơi, tỷ trọng của LPG
gấp gần 2 lần tỷ trọng của không khí.
Như vậy khi LPG rò rỉ, khí thoát ra nặng hơn so với không khí sẽ
lan truyền dưới mặt đất ở nơi trũng như rãnh nước, hố gas Để đảm bảo an
toàn khi có rò rỉ cần tạo điều kiện thông thoáng phần dưới không gian sử
dụng hoặc chứa LPG.
4
4
!@A$'<522
LPG có áp suất hơi bão hoà cao hơn áp suất khí quyển, nên ở điều
kiện bình thường ( nhiệt độ và áp suất khí quyển ) LPG tồn tại ở dạng hơi.
Trong điều kiện nhất định về nhiệt độ và áp suất, LPG sẽ chuyển sang dạng
lỏng và có thể tích nhỏ hơn rất nhiều lần so với dạng hơi, điều này thuận lợi
cho việc vận chuyển và tàng trữ.
LPG chứa trong bình kín có thể làm tăng áp suất của bình do tính
chất dễ bay hơi của nó. Nhiệt độ môi trường quá thấp có thể làm giảm áp
suất hơi dưới mức áp suất khí quyển.

Áp suất hơi bão hòa của LPG phụ thuộc vào nhiệt độ bên ngoài của
thiết bị và tỷ lệ thành phần Butan/ propan.
LPG với thành phần 70% butan và 30% propan có áp suất hơi bão
hòa là 6 kg/ cm
2
. Ở cùng điều kiện nhiệt độ, khi thay đổi thành phần hỗn
hợp , áp suất hơi bão hòa cũng thay đổi.`
!BC:D
 Hỗn hợp hơi nhiên liệu với không khí có thể cháy nổ khi gặp lửa.
Hỗn hợp chỉ cháy nổ khi nó nằm trong một giới hạn nào đó về nhiệt độ, áp
suất và thành phần. Vùng cháy nổ có giới hạn trên và giới hạn dưới về
nồng độ. Giới hạn dưới ứng với nồng độ nhiên liệu tối thiểu trong hỗn hợp
mà ở đó hỗn hợp cháy khi gặp lửa. Giới hạn trên ứng với nồng độ cực đại
của nhiên liệu để nhiên liệu cháy khi gặp lửa. Nếu quá giới hạn trên hỗn
hợp không cháy nổ vì thiếu oxy, còn thấp hơn giới hạn dưới hỗn hợp quá
nghèo nhiên liệu phản ứng cháy không xảy ra được. Giới hạn cháy nổ được
thể hiện ở bảng sau :
./C:D
 C4 C-E
5
5
FGH&I FGH&I
Propan thương phẩm 2,2 10,0
Butan thương phẩm 1,8 9,0
Khí than metan 5,0 40,0
Khí thiên nhiên 5,0 15,0
Đối với LPG để đốt cháy và phát nổ nếu được trộn lẫn với không khí
theo tỷ lệ LPG/ không khí : 5 – 15 % tương đương với LPG/ Oxy là 0,25 –
0,75.
!J7+#:

Hỗn hợp LPG/ trên không khí cháy sinh ra một lượng nhiệt rất lớn
và tương đối sạch không để lại tạp chất.
./!7:-1 
K/L
7+#:
)'
M89
8&F
2
I
7-1F8 )M8I
' 7N'

!
3
O
1967 22000 11000

!
3
B
2050

=
3
P
1973 11800 10900

=
3

O
2033

!O7+#Q<R:
Nhiệt độ tự bắt cháy là nhiệt độ mà tại đó phản ứng cháy tự xảy ra
đối với hỗn hợp không khí, nhiên liệu ( hoặc oxy/ nhiên liệu). Nhiệt độ bắt
cháy tối thiểu phụ thuộc vào thiết bị thử, tỷ lệ không khí/ nhiên liệu, áp suất
hỗn hợp.
./=7+#Q<R: #$%)2CE)C$'8&
S:H
K%T
Q
7E) 7+#:%HF
2
I
-289 -2UV:
6
6
8& FU

I
1 Propan 400 – 580 470 – 575
2 Butan 410 – 550 280 – 550
3 Acetylen 305 – 500 295 – 440
4 Hydro 550 – 590 560
5 Dầu DO 250 – 340 >240
6 Xăng 280 – 430 >240
7 Dầu hỏa >250 >240
8 Metan 630 – 750
=T4WS -? 

Thành phần chủ yếu của LPG là propan và butan, được sản xuất bằng
cách nén khí đồng hành hoặc khí từ các quá trình chế biến dầu mỏ ở các
nhà máy lọc dầu. Việc ứng dụng LPG thương phẩm thường phân chia
thành loại chính :
- Propan thương phẩm : làm nhiên liệu cho động cơ hoạt động ở những
điều kiện khắc nghiệt của môi trường (áp suất cao, nhiệt độ thấp ).
- Butan thương phẩm : Sử dụng làm nhiên liệu đòi hỏi sự bay hơi trung
bình.
- Propan chuyên dùng : Là sản phẩm có chất lượng cao sử dụng trong các
động cơ đốt trong, đòi hỏi nhiên liệu có khả năng chống kích nổ cao.
- Hỗn hợp propan – butan : sử dụng làm nhiên liệu đòi hỏi sự bay hỏi
trung bình.
Hỗn hợp propan – butan là thích hợp cho việc chế biến thành sản
phẩm khí đốt gia dụng vì chúng có áp suất hơi bão hoà và nhiệt độ bay hơi
thích hợp trong các điều kiện sinh hoạt cụ thể.
LPG có nhiệt cháy cao mặc dù tỷ trọng butan lớn hơn tỷ trọng propan
nhưng nhiệt trị tương tự nhau và nằm trong khoảng 11300 ÷ 12000 Kcal/ kg ;
tương đương nhiệt trị của 1,5 – 2 kg than củi ; 1,3 lít dầu mazut ; 1,35 lít
xăng.
7
7
Với những đặc tính trên, LPG được sử dụng rất rộng rãi trong mọi
lĩnh vực của đời sống. Một cách tương đối có thể phân chia các ứng dụng của
LPG như sau :
- KX4W-24Y4WSử dụng trong nấu nướng, thay thế điện
trong các bình nước nóng, ứng dụng trong các hệ thống sưởi ấm nhà, chiếu
sáng, giặt là.
- KX4W-2CSử dụng trong các bếp công nghiệp, lò
nướng, đun nước nóng trong các nhà hàng, trong công nghiệp chế biến thực
phẩm.

- KX4W-29Sử dụng trong công nghiệp gia công
kim loại, hàn cắt thép, nấu và gia công thủy tinh, lò nung sản phẩm silicat,
khử trùng đồ hộp, lò đốt rác, sấy màng sơn
- KX4W-29Sử dụng để sản xuất thức ăn gia súc,
chế biến, sấy nông sản, ngũ cốc, thuốc lá, sấy chè, cà phê, lò ấp trứng, đốt
cỏ…
- KX4W-2 29Là nhiên liệu lý tưởng thay thế cho
động cơ đốt trong vì trị số ốc tan cao, giá thành rẻ, ít gây ô nhiễm môi
trường, đơn giản hóa cấu tạo động cơ. Nó làm giảm đáng kể sự thoát khí ở
xe tải, làm nhiên liệu đốt trong thay xăng cho các xe du lịch, xe taxi. Ở một
số nước tiên tiến dùng LPG hoá lỏng thay xăng pha chế vừa hạn chế độc
hại trong sử dụng đối với con người, vừa kinh tế.
- KX4W-2924 : LPG được sử dụng trong
tinh chế và công nghiệp hoá dầu. Trong tinh chế, butan dùng để sản xuất
dầu nhờn, n- butan thêm vào để tăng tính bay hơi và chỉ số octan của nhiên
liệu. Một trong những ứng dụng quan trọng khác của LPG là sử dụng làm
nguyên liệu hoá học để tạo ra những polyme trung gian như : polyetylen,
polyvinyl clorua, polypropylen và một số chất khác. Đặc biệt để sản xuất
MTBE là chất làm tăng trị số octan thay thế cho hợp chất pha chì trong
xăng đã phát triển trong một vài năm gần đây.
8
8
- KX4W2:+Dùng LPG chạy các tuabin để sản
xuất ra điện phục vụ cho các ngành công nghiệp khác đem lại hiệu quả kinh
tế cao và vốn đầu tư xây dựng ban đầu đối với công nghệ này là thấp hơn
so với công nghiệp thuỷ điện và nhiệt điện.
@Z6 &'+[T \:H

LPG có áp suất hơi bão hòa lớn hơn 40 psia ( 2,7atm) tại 100
0

F,nhiệt
độ bình thường 25
0
C, áp suất 1Bar thì LPG tồn tại ở dạng khí,chúng có thể
hóa lỏng bằng cách làm lạnh dưới nhiệt độ điểm sôi ( áp suất thường ) hay
nén trên áp suất hơi bão hòa. Nhưng các chất khí hóa lỏng này sẽ hóa hơi
ngay sau khi thoát ra ngoài ở nhiệt độ thường. Tính chất này cho phép ta
vận chuyển, tàng trữ LPG dưới dạng lỏng nhưng sử dụng chúng dưới dạng
khí.
Propan và butan đều có nhiệt độ điểm sôi thấp (đối với butan là +32
0
F
còn đối với propan là -44
0
F). Nhiệt độ này đặt biệt quan trọng trong việc
lựa chọn vật liệu chế tạo bồn chứa và trong việc thiết lập đập chống lan
chất lỏng khi xảy ra sự cố.
Khi tồn tại ở trạng thái lỏng thì tỉ trọng của LPG chỉ bằng ½ so với tỉ
trọng của nước nước luôn luôn nằm phía đáy của bồn. Tính chất này được
ứng dụng khi thiết kế đường ống xả nước cho bồn. Khi LPG thoát ra ngoài
môi trường ở dạng hơi thì chúng đều nặng hơn không khí, vì vậy chúng
không bay lên cao mà ở rất thấp gần mặt đất và khả năng khuyết tán chậm
hơn các khí nhẹ hơn. Tính chất này đặt biệt quan trọng trong phòng chống
chay nổ, kiểm soát sự rò rỉ khí ra ngoài.
LPG tinh khiết không gây ăn mòn đối với thép và các hợp kim của
đồng. Tuy nhiên khi có hợp chất bẩn khác trong thành phần sẽ gây ăn mòn
lớn.
LPG không màu, không mùi nên để kiểm tra phát hiện rò rỉ ra môi
trường ngoài phải thêm chất tạo mùi cho khí.
9

9
B9$/V'
Sau khi dầu thô được làm ổn định – phân ly thì trong quá trình vận
chuyển đến nhà máy tinh chế, những lượng nhỏ quan trọng của LPG và
thành phần nhẹ hơn (metan,etan)còn ở trong dầu được đưa đến nhà máy
tinh luyện. Tại đây dầu thô được đưa đến tháp chưng cất phân đoạn. Khí
thuộc thành phần nhẹ được tạo ra là sản phẩm đầu từ cột cất phân đoạn bao
gồm LPG, etan, metan. Những thành phần còn lại bao gồm các phần nặng
như : dầu mỏ, phần cặn.
LPG và những phần nhẹ hơn thu được từ thành phần trực tiếp của dầu
thô và từ thành phần những sản phẩm của các quá trình biến đổi tinh chế
khác nhau như: cracking, cracking xúc tác, hydrocracking, ankyl hoá.
Tuỳ thuộc vào từng trường hợp mà ta áp dụng các phương pháp sản
xuất thu hồi LPG ở trong các nhà máy chế biến khí hay nhà máy tinh chế
như : phương pháp nén, phương pháp làm lạnh, phương pháp hấp thụ, hấp
phụ….
Một quá trình sản xuất LPG gồm 3 công đoạn chính:
- Chuẩn bị nguyên liệu.
- Chế biến khí
- Pha trộn thành phần LPG
Việc lựa chọn hướng chế biến khí được quyết định bởi tính chất hoá lí
của hỗn hợp khí, mức độ phát triển của công nghệ chế biến khí và những
nhu cầu của nền kinh tế đối với sản phẩm. Công nghệ được lựa chọn đặc
biệt quan trọng và phụ thuộc vào hàng loạt yếu tố như : chất lượng nguyên
liệu khí, các thông số công nghệ, các yếu tố ảnh hưởng, chu trình làm
lạnh….
Sau khi thu được khí qua các công đoạn như thu gom, xử lí, tách các
thành phần khí bằng các cách khác nhau. Cuối cùng là công đoạn pha trộn
thành phần LPG để tạo ra sản phẩm LPG.
10

10
Công đoạn pha trộn là công đoạn đơn giản nhất trong các công đoạn sản
xuất LPG. Tuỳ theo nhu cầu thị trường về tiêu thụ sản phẩm LPG mà các
nhà sản xuất sau khi đã có thành phần khí C
3
và C
4
riêng biệt sẽ đem trộn
lẫn chúng với nhau theo 1 tỉ lệ thích hợp làm sao đáp ứng tốt về nhiệt trị
cũng như tính an toàn. Trong quá trình pha trộn thành phần LPG thì chế độ
công nghệ phụ thuộc vào tỉ lệ cấu tử chính là butan và propan cũng như
năng suất thiết bị. Tuỳ theo mục đích sử dụng mà người ta dùng các loại
máy nén 1 cấp, 2 cấp, hay 3 cấp cùng với thiết bị chứa chuyên dụng để nạp,
nén, tồn chứa LPG tại áp suất khác nhau.
DS <HT

Bể chứa là dạng công trình xây dựng phục vụ cho công tác tồn
chứa các loại nhiên liệu trong đó chủ yếu là nhiên liệu lỏng hoặc khí.
Hiện nay, người ta đã chế tạo được những loại bể chứa có khả năng
chứa lớn và chịu được áp lực cao.
Bể chứa thường được phân loại theo áp lực của nhiên liệu trong bể,
gồm: Bể chứa áp lực thấp và Bể chứa áp lực cao.
Y)2C<HT
.HT )Q'
Loại bể này chủ yếu hình trụ với nhiều kiểu mái khác nhau. Bể
chứa áp lực thấp thường được dùng để chứa các chất lỏng dễ bay hơi như:
11
11
dầu, xăng…
Trong thực tế thường có bể áp lực thấp như sau:

Bể chứa trụ đứng mái tĩnh
Bể chứa trụ đứng mái phao
Bể chứa trụ ngang
.HT -W+T]
Bể chứa trụ đứng mái tĩnh có thể chứa từ 100 đến 20.000 m
3
khi
thiết kế chứa xăng, hay khoảng 50.000 m
3
khi chứa dầu mazut.
Bể 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 đựơc tổ hợp từ các tấm thép hàn lại với các dạng chính
như sau: Mái nón, mái treo, mái trụ cầu, mái vòm (xem hình dưới)
12
12
.HT -W+T 2
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.

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.
13
13
—Thân bể có mặt trong nhẵn để đảm bảo độ kín khít.
—Mái do có thêm phao nổi vì vậy mái chỉ đóng vai trò bao che chứ
không đóng vai trò chịu lực.
!.HT -W 
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 chết tạo. Bên trong còn
được bố trí thêm các vành gia cường để đảm bảo độ ổn định cũng như
độ bền của bể.
Bể chứa trụ ngang
.HT )Q 2
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.
.H-W+T
14

14
Loại bể này dùng để chứa sản phẩm dầu, xăng nhẹ dưới áp lực dư
Pd = 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 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 .
Bể trụ đứng mái cầu
 .H
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 =600-4000m
3
.
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.
15
15
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 của vỏ bể.
!.H-W^ 

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
m
3
đối với các sản phẩm dầu khí và V < 500 m
3
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 kỹ 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.

!'C2 <_T 
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
16
16
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 bồn, tránh tình trạng xảy ra trường hơp 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 cách thưòng xuyên để
truyền về phòng điều khiển.
17
17
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.
- 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.
-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.
- 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.
- A : Van nạp sản phẩm.
- B : Van xuất sản phẩm
=``VY:4Q<HT 6
Trong những năm gần đây sự phát triển của ngành Dầu khí và nhu
cầu về tiêu thụ, cung ứng xăng dầu ngày càng to lớn. Do vậy, hàng loạt các
loại bồn chứa đã được xây dựng phục vụ cho khai thác dầu khí, công tác
18
18
cung ứng vận chuyển xăng dầu và dự trữ xăng dầu cho mục tiêu an toàn
năng lượng quốc gia với quy mô và dung tích khác nhau.
Ngành xây dựng nước ta đã tự thiết kế và thi công được bồn chứa

có dung tích lớn tới 25.000m
3
(Cát Lái –Thành phố Hồ Chí Minh) và
nhiều loại bể có quy mô phức tạp. Nhưng hiện nay các kho xăng dầu của
ta đa số vẫn là những loại nhỏ và không tập trung, các bể có dung tích nhỏ
hơn 5000 m
3
mà ta đã xây dựng trước đây tỏ ra không hiệu quả. Vấn đề
này đặt ra cho những nhà thiết kế, các nhà quản lý cần có các giải pháp
quy hoạch, thiết kế và xây dựng các kho xăng dầu đạt hiệu quả cao.
Một trong những giải pháp đó là nâng sức chứa có dung tích từ
10.000 m
3
đến 20.000 m
3
, thậm chí lên đến 50.000 m
3
nhằm giảm
diện tích xây dựng, giảm giá thành đầu tư xây dựng kho và giảm tổn
thất nhiên liệu do quá trình vận chuyển và bay hơi.
19
19
20
20
&2[8[<HT 
!*:[&2
!7+#)a+#&2
Nhiệt độ làm việc là nhiệt độ của môi trường trong thiết bị đang thực
hiện các quá trình công nghệ đã định trước.
Nhiệt độ tính toán của thành ( tường ) và của các chi tiết khác bên

trong thiết bị khi nhiệt độ của môi trường nhỏ hơn 250
o
C thì lấy bằng nhiệt độ
cao nhất của môi trường đang thực hiện quá trình.
Nếu thiết bị bọc lớp cách nhiệt thì lấy nhiệt độ tính toán bằng nhiệt độ
ở bề mặt lớp cách nhiệt công thêm 20
o
C.
!A$')a$'&2
Áp suất làm việc là áp suất của môi trường trong thiết bị sinh ra khi
thực hiện các quá trình không kể áp suất tăng tức thời( khoảng 10 % áp
suất làm việc) ở trong thiết bị.
Áp suất tính toán là áp suất của môi trường trong thiết bị, được dùng
làm số liệu để tính toán thiết bị theo độ bền và độ ổn định. Nếu áp suất thủy
tĩnh của thiết bị ( có chứa chất lỏng ) bằng 5 % áp suất tính toán thì bỏ qua,
còn nếu nó lớn hơn 5% thì áp suất tính toán ở phần sát đáy của thiết bị
được xác định như sau :
P = p
m
+ g.ρ.H
l
, N/m
2
( 4.1 )
Trong đó p
m
là áp suất làm việc của môi trường, N/m
2
;
g là gia tốc trọng trường , m/s

2
;
ρ là khối lượng riêng của chất lỏng , kg/m
3
;
H
l
là chiều cao cột chất lỏng , m .
!!b$'2c
Việc lựa chọn ứng suất cho phép ở các chi tiết khi tính độ bền và độ
ổn định của chúng phụ thuộc vào đặc tính bền của kim loại ở nhiệt độ tính
toán. Đặc tính bền phụ thuộc vào nhiều yếu tố như công nghệ chế tạo ( hàn,
21
21
đúc, rèn, dập ) vào chế độ nhiệt luyện, vào tính chất tác động của tải trọng
(tĩnh, động ) vào các kích thước của chi tiết cũng như đặc điểm của môi
trường trong thiết bị và điều kiện sử dụng.
Đối với các chi tiết thiết bị được chế tạo từ các kim loại cơ bản
( thép, gang, kim loại màu và hợp kim của chúng ) chịu tải trọng tĩnh do áp
suất trong hoặc áp suất chân không cũng như chịu tác dụng của tải trọng
gió à dộng đất, người ta nêu ra một đại lượng tiêu chuẩn , đó là ứng suất
cho phép tiêu chuẩn [σ]
*
.
˜ng suất cho phép tiêu chuẩn này được dùng để tính các chi tiết
chịu kéo, nén và uốn. Còn khi các chi tiết chịu xoắn và cắt ở các điều kiện
khác nhau thì lấy ứng suất cho phép tiêu chuẩn nhân với hệ số 0,6.
!=3$%d
Khi tính kiểm tra độ bền các chi tiết của thiết bị người ta dùng ứng
suất cho phép chứ không dùng ứng suất cho phép tiêu chuẩn và xác định nó

như sau :
[σ] = η.[σ]
*
( 4.2 )
Trong đó : η là hệ số hiệu chỉnh, được xác định theo điều kiện làm việc
của thiết bị.
[σ]
*
là ứng suất cho phép tiêu chuẩn , N/mm
2
.
Đại lượng hệ số hiệu chỉnh được xác định khi thiết kế phụ thuộc vào
điều kiện sử dụng, vào độ độc và mức độ nguy hiểm của môi trường, lấy
η = 0,9 ÷ 1,0
Đối với các thiết bị dùng để chứa hoặc để chế biến các chất độc, chất
dễ nổ có áp suất cao, các chi tiết bị đốt nóng bằng ngọn lửa, bằng khói lò
hoặc bằng điện chọn η = 0,9. Đối với các thiết bị có bọc lớp cách nhiệt
chọn η = 0,95. Các trường hợp khác chọn η = 1,0.

!@3$%<%
22
22
Lúc ghép các chi tiết riêng biệt lại với nhau bằng mối hàn, phần lớn
chúng kém bền hơn so với vật liệu để nguyên không hàn. Do đó khi tính độ
bền của các chi tiết ghép bằng mối hàn thì đưa thêm hệ số bền mối hàn φ
h
vào công thức tính toán, đại lượng này đặc trưng cho độ bền của mối ghép
so với độ bền của vật liệu cơ bản.
!B3$%<D$<4:&2
Khi tính kiểm tra độ bền các chi tiết hoặc các bộ phận của thiết bị

cần chú ý đến tác dụng hóa học và cơ học của môi trường lên vật liệu chế
tạo thiết bị. Do đó cần bổ sung cho bề dày tính toán của các chi tiết và bộ
phận đó một đại lượng C.
Đại lượng C được xác định theo công thức sau :
C = C
a
+ C
b
+ C
c
+ C
0
( 4.3 )
Trong đó C
a
là hệ số bổ sung do ăn mòn hóa học của môi trường,
mm;
C
b
là hệ số bổ sung do bào mòn cơ học của môi trường,mm ;
C
c
là hệ số bổ sung do sai lệch khi chế tạo, lắp ráp, mm ;
C
0
là hệ số bổ sung để quy tròn kích thước, mm .
Đại lượng hệ số bổ sung C
a
phụ thuộc vào sự ăn mòn hóa học của
môi trường và vào thời hạn sử dụng thiết bị. Nói chung, thời hạn sử dụng

thiết bị hóa chất lấy khoảng 10 ÷15 năm.
Nếu lấy thời hạn sử dụng thiết bị là 10 năm thì có thể chọn hệ số C
a

như sau :
- C
a
= 0 đối với vật liệu bền trong môi trường có độ ăn mòn không lớn
hơn 0,05 mm/ năm .
23
23
- C
a
= 1 mm đối với vật liệu tiếp xúc với môi trường có độ ăn mòn lớn
hơn, từ 0,05 đến 0,1 mm/ năm. Nếu độ ăn mòn lớn hơn 0,1 mm/năm thì căn
cứ vào thời hạn sử dụng thiết bị mà xác định C
a
cho mỗi trường hợp cụ thể.
- C
a
= 0 nếu ta dùng vật liệu lót có tính bền ăn mòn hoặc thiết bị tráng
men.
Nếu hai phía của thiết bị tiếp xúc với môi trường ăn mòn thì hệ số C
a
phải
lấy lớn hơn.
Đối với thiết bị hóa chất có thể bỏ qua hệ số bào mòn C
b
. Người ta
chỉ tính đến hệ số C

b
khi môi trường bên trong thiết bị chuyển động với vận
tốc >= 20 m/s (đối với chất lỏng ) và >= 100 m/s ( đối với chất khí ) hoặc
môi trường chứa nhiều hạt rắn.
Còn đại lượng C
c
phụ thuộc vào dạng chi tiết, vào công nghệ chế tạo
chi tiết và thiết bị.

24
24
e9 2f
%:D+%8<_<HT 
-2:)?( 4
=0,+H %<_Ta
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 toán đối với khu bể 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 khuyếch 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.
=$Q%:H-28<HT
=$Q%:H-2-g\:H+[$Q
:D
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.
25
25