Thiết kế bồn chứa theo tiêu chuẩn API 650

I Giới thiệu về bồn chứa.
1.Giới thiệu về bồn chứa và phân loại.
1.1 giới thiệu về bồn bể chứa.
Trong công nghiệp hóa dầu, tất cả các hoạt động sản xuất, buôn bán, tồn trữ
đều liên quan đến khâu bể chứa.
Bể chứa có vai trò rất quan trọng, nó có nhiệm vụ: tồn trữ nguyên liệu và sản
phẩm, giúp ta nhận biết được số lượng tồn trữ. Tại đây các hoạt động kiểm tra chất
lượng, số lượng, phân tích các chỉ tiêu trước khi xuất hàng đều được thực hiện.
Ngoài ra nó còn được hỗ trợ bởi các hệ thống thiết bị phụ trợ: van thở, nền
móng, thiết bị chống tĩnh điện, mái che …
Bể chứa tiếp nhận nguyên liệu trước khi đưa vào sản xuất và tồn trữ sau sản
xuất.
1.2 Khái niệm về bồn bể chứa.
Bể chứa là một công trình xây dựng nhằm mục đích phục vụ cho công tác tàng
chữ các sản phẩm dầu (xăng, dầu hỏa…), khí hóa lỏng, nước, axit.
Hiện nay cùng với sự tiến bộ của khoa học kĩ thuật và yêu cầu về mặt công
nghệ, người ta đã tiến hành nghiên cứu và xây dựng các loại các loại bể chứa có
cấu trúc phức tạp nhưng hợp lý hơn về mặt kết cấu góp phần đem lại hiệu quả kinh
tế cao.
1.3 Phân loại.
*Phân loại theo hình dạng có thể chia ra thành 3 loại như sau:
Bể chứa hình trụ ( hình trụ đứng, hình trụ nằm ngang)
Bể hình cầu
Bể hình giọt nước
*Phân loại theo áp lực.
Bể chứa cao áp: áp suất chịu đựng trong bể > 200mmHg.
Bể chứa áp lực trung bình: áp suất = 20mmHg đến 200mmHg thường áp dụng
để chứa dùng bể KO, DO.
Bể chứa áp thường: áp suất = 20mmHg áp dụng bể dầu nhờn, FO, bể mái phao.

1

* Phân loại theo chiều cao xây dựng:
Bể ngầm: sử dụng trong các cửa hàng bán lẻ
Bể nổi: Được xây dựng trên mặt đất, được sử dụng ở các kho lớn.
. Bể nửa ngầm: Loại bể có ½ chiều cao bể nhô lên mặt ñất, nhưng hiện nay
còn rất ít.
Bể ngoài khơi: Được thiết kế nổi trên mặt nước, có thể di chuyển từ nơi
này ñến nơi khác một cách dễ dàng.
2.Giới thiệu về một số bồn bể chứa.
2.1 Bồn chứa hình trụ.
Các bộ phận chính của bể:
Đáy bể : Được đặt trên nền cát đầm chặt và chịu áp lực chất lỏng. Đáy bể gồm
các thép tấm có kích thước lấy theo định hình sản xuất và được liên kết với nhau
bằng đường hàn đối đầu.
Thân bể : Là bộ phận chịu lực chính, gồm nhiều khoang thép tấm hàn lại, chiều
dày các thép tấm thân bể có thể thay đổi hoặc không dọc theo thành bể. Liên kết
giữa các thép tấm trong cùng một đoạn thân là đường hàn đối đầu, liên kết giữa các
đoạn thân dùng đường hàn vòng hoặc đối đầu. Nối thân bể và đáy bể dung đường
hàn góc
Mái bể : Cũng đựơc tổ hợp từ các tấm thép hàn lại với các dạng chính như sau:
Mái nón, mái treo, mái cầu, mái trụ cầu(mái vòm)
2.2 Bể chứa hình trụ ngang.
Bể chứa trụ ngang dùng để chứa các sản phẩm dầu mỏ dưới áp lực dư
pd≤ 0,2Mpa và hơi hoá lỏng có pd ≤ 1,8MPa, áp lực chân không Po ≤ 0,1MPa.
• Bể chứa trụ ngang có 3 bộ phận chính: thân, đáy và gối tựa
-Thân bể: bằng thép tấm, được chia làm nhiều khoang. Các tấm thép được liên
kết với nhau bằng đường hàn đối đầu, bên trong mỗi khoang đặt các vành cứng
bằng thép góc và hàn với thân bể.
-Đáy: có các hình dạng khác nhau: phẳng, nón, trụ, cầu, elíp. Việc lựa chọn đáy

phụ thuộc vào thể tích bể, và áp lực dư trong bể.
-Gối tựa: gồm hai gối hình cong lõm bằng bê tông hoặc gối tựa dạng thanh
đứng.
Bể chứa trụ ngang có những ưu điểm, nhược điểm chính sau:
2


• Ưu điểm: hình dạng đơn giản, dễ chế tạo, có khả năng chế tạo trong nhà máy
rồi vận
chuyển đến nơi xây dựng.Có thể tăng đáng kể áp lực dư so với bể trụ đứng.
• Nhược điểm: tốn chi phí chế tạo gối tựa.
2.3 Bể chứa cầu.
Bể chứa cầu dùng để chứa hơi hoá lỏng với áp lực dư pd 0,25 ÷1,8MPa, thể
tích bể V = 600 ÷ 4000m3.
Bể được ghép từ các tấm cong hai chiều và được chế tạo bằng cách cán nguội
hoặc dập nóng. Các tấm thép đựơc hàn với nhau bằng đường hàn đối đầu. Cách
chia các tấm trên mặt cầu có nhiều hình dạng khác nhau: múi kinh tuyến với các
mạch 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 của vỏ bể.
II)Xác định thông số thiết kế và tính toán thiết kế.
1.Xác định thông số thiết kế.
* Kiểu bể: Bể hình trụ mái nổi.
* Sản phẩm chứa:Dầu Thô Tây Taxa s trung bình.
*Thể tích chứa : V =65 000m3
Thể tích thiết kế: V=72 965,75m3
*Hiệu suất chứa của bồn chứa: 89%
*Tốc độ gió: v=205 km/h
*Đổi ra trọng lượng riêng: 0,98g/cm3

*Nhiệt độ làm việc: 70oC
*Độ ăn mòn: Ăn mòn ở thành bồn chứa: 3mmm
Ăn mòn ở dáy bồn chứa: 3mm
Ăn mòn mái bồn chứa: 2mm
3


*Tiêu Chuẩn thiết kế: Tiêu Chuân API 650-2013 và tiêu chuẩn Việt Nam.
*Chọn Vật liệu thiết kế:
-Thành bể chứa và dáy bể chứa: Thép A678 M-B ( Bảng 5.2a tiêu chuẩn
API650-2013 )
St =2360MPa

Sd= 220MPa

Rk= 550 MPa

-Mái chê bể chứa: Hợp Kim Nhôm.
Alloy: 1060 ở 900C : E=66 900 MPa (Bảng Al.8a tiêu chuẩn API 650-2013)
Tu= 55MPa (Bảng Al.3a tiêu chuẩn API 650-2013)
*Thông số đường kính 65 m
*Chiều cao bồn chứa 22 m.
2. Giải thích các thông số chọn:
* Chọn bồn chứa hình trụ:
Hình dạng đơn giản, dễ chế tạo, có khả năng chế tạo trong nhà máy rồi vận
chuyển đến nơi xây dựng.Có thể tăng đáng kể áp lực dư so với các loại bể cầu hay
bể trụ ngang.(Bể hình trụ dứng chỉ cần uốn cong các tấm thép và ghép lại với nhau
bằng các mũi hàn).Các tấm thép được sản xuất đủ các loại bề dày trên thị trường
thuận lợi cho quá trình thiết kế và chi phí hợp lý hơn.( nếu sản xuất theo đơn đặt
hàng nhỏ lẽ thì giá sẽ cao hơn sản xuất đồng loạt để bán trên thị trường).

*Chọn đường kính và chiều cao:
Theo tiêu chuẩn API và tiêu chuẩn Việt Nam; GH và
Theo B.G. Sukhốp, chiều cao lợi nhất của bể.
Trong đó:
γ : hệ số điều kiện làm việc (γ = 0,9).
Rkh: cường độ tính toán của đường hàn đối đầu khi chịu kéo. Lấy bằng
cường độ chịu kéo của vật liệu (Rkh = 550 000 KN/m2)
4


( ∆ = 15 mm=0,015 m), (chiều dày mái được quy đổi theo phương pháp tương
đương về độ võng của mái và mái thép có một chiều dày nhất định)
G: tỷ trọng chất lỏng chứa trong bể (G = 9,8 KN/m3)
n: hệ số vượt tải ( n = 1,5 )
Thay số vào công thức (2.1) ta đựơc.

Do yêu cầu khả năng của đơn vị thi công và chiều rộng các tấm théptrên trị
trường nên chọn kích thước chiều cao bể là H = 22m
Vậy D= =
Trong đó: V là thể tích bồn chứa thiết kế.
H là chiều cao bồn chứa thiết kế.
Đối với bồn chứa trụ đứng thì khoảng 85 – 90% dung tích của bồn mái nổi
ñược sử dụng trong điều kiện bình thường, phần thể tích không sử dụng là do
khoảng chết trên và khoảng chết dưới dáy.
2.Tính Toán Thiết Kế.
2.1.Xác định chiều dày các đoạn thân bể.
* Thân bể là bộ phận chịu lực chính, gồm nhiều đoạn thép tấm hàn lại. Chiều cao
mỗi đoạn thân chính bằng chiều rộng thép tấm định hình.
*Thân bể trong thiết kế ở đây làm bằng thép A 516-450 và có bề rộng là 2m.Bề
rộng tầng trên cùng là 1m( Chọn bề rộng dựa vào tính phổ biến của các loại tấm

thép trên thị trường Việt Nam hiện nay.)
* Số tầng của thân bể:
Trong đó:

Tầng

H: chiều cao bể (H = 22m)
hi: chiều cao các đoạn thân bể (hi = 2m)

Vậy số tầng thân bể là 12 tầng,mỗi tầng 2m.

5


* Thân bể sẽ được tính toán trong hai trường hợp, kiểm tra và thử áp lực sau đó
lựa chọn giá trị lớn hơn đồng thời giá trị đó phải không nhỏ hơn 10 mm đối với bể
có đường kính lớn hơn 60m (theo bảng 5.6.1.1 API650 -2013)
2.1.1Tính toán chiều dày thân bể đầu tiên:
*Công thức tính toán( Trong điều kiện kiểm tra)
T1d
Trong đó:
D: đường kính bể (D = 65 m)
H: chiều cao chất lỏng thiết kế (H = 22m)
G: trọng lượng chất lỏng chứa trong bể.
Sd: ứng suất cho phép trong điều kiện thiết kế.
Ca: độ ăn mòn cho phép (Ca = 0,003m)
T1d 34,08 (mm)
*Công thức tính toán( Trong điều kiện kiểm tra áp lực)
T1t
T1t

Trong đó:
D: đường kính bể (D = 65m)
H: chiều cao chất lỏng thiết kế (H = 22m)
St: ứng suất cho phép trong điều kiện thử áp lực.
Bề dày thân bể thứ nhất lấy theo bề dày lớn nhất của t1d và t1t .
Max(t1d và t1t )=34,08 (mm)
Vậy chọn bề dày thân bể thứ nhất 36 (mm)
6


2.1.2 Tính toán thân bể thứ n.
* t1 = 36 (mm),Ca =3(mm) và t =33 (mm)
* Tính toán các đoạn thân bể tiếp theo Việc tính toán các đoạn thân bể tiếp theo
được thực hiện theo phương pháp một điểm biến thiên song cần kiểm tra điều kiện.

L = (500.D.t)0,5
D: Đường kính bồn chứa (m)
t Chiều dày tầng thứ nhất (mm)



Vậy tính toán bề dày bồn chứa theo nguyên Tắc của quá trình tính toán
theo phương pháp một điểm biến thiên.

* Nguyên Tắc của quá trình tính toán theo phương pháp một điểm biến thiên.
Xét giá trị của tỷ số.

Trong đó:

h là chiều cao đoạn đáy bể thứ nhất.(mm)

R là bán kính của bể.(mm)
t là bề dày đoạn bể thứ nhất.(mm)

Nếu n < 1,375 thì t1=t2
Nếu n>2,625 thì t2=t2a
Nếu 1,375
Vậy giá trị
7


• Nguyên tắc của quá trình này như sau:
* Tính toán sơ bộ bề dày của lớp vỏ phía trên (tu) theo công thức sau
- Trong điều kiện kiểm tra:

- Trong điều kiện thử áp lực:

Tính toán khoảng cách x từ điểm thiết kế biến thiên tới đoạn vỏ đáy theo công
thức sau:
x1 = 0,61.(R.tu)0,5 +320.C.H
x2 = 1000.CH
x3 = 1,22.(R.tu) 0,5
x = min (x1, x2, x3)
C = [K0,5.(K-1)]/(1+K1,5) và K = tl/tu
Trong đó :
tu: bề dày lớp vỏ phía trên (mm)
tl: chiều dày lớp vỏ phía dưới (mm)
H: chiều cao chất lỏng thiết kế (m)
* Tính toán bề dày nhỏ nhất của lớp vỏ phía trên theo điều kiện kiểm tra và thử
áp lực theo công thức sau :

- Trong điều kiện kiểm tra:
tdx
- Trong điều kiện thử áp lực do áp lực thủy tĩnh gây ra:
ttx
8


Bắt đầu từ bể thứ 7 trở lên của thân bồn được tiến hành tương tự như các bước
tiến hành ở xác định độ dày của tấm thứ 7 nhưng lấy độ dày bằng với t7 a mà không
tính theo công thức:
t11a = t11a +( t10 – t11a )
do ( Nếu n>2,625 thì t11=t11a)

Kết quả tính toán trong điều kiện kiểm tra:

Kết quả tính toán theo điều kiện kiểm tra áp lực thủy tĩnh:

9


Dựa vào tiêu chuẩn API 650 và sổ tay tính toán các quá trình công nghệ hóa học
ta chọn chiều dày các tầng bể chứa.
Tầng
1
2
3
4
5
6
7

8
9
10
11

td
34,08
32,39
29,97
27
23,66
20,14
16,61
13,44
10,72
7,977
5,287

tt
29,06
27,51
25,18
22,32
19,16
15,86
12,96
10,2
7,686
5,067
2,474

Chọn
36
34
30
28
24
22
18
14
12
10
10

2.2 Thiết kế mái.
* Lựa chọn kết cấu cho mái bằng:
Sử dụng mái bằng ( Sử dụng vật liệu là nhôm)
10


Ưu điểm:
Trọng lượng của mái nhỏ,nhẹ ,kết cấu ổn định chính xác và việc thi công đơn
giản.
Độ ôn định cao và làm việc khá an toàn FO khả năng bay hơi và điểm bắt cháy
thấp hơn nhiều so với dầu thô hay LPG nên không cần thiết kế mái nổi.
Nếu thiết kế mái cầu hay mái nón thì khó thi công hơn thi công mái bằng.


Vậy lựa chọn mái bằng để thiết kế bồn chứa dựng sản phẩm FO.

*Với mọi mái bể đều có chiều dày tối thiểu là 5 mm.Nhưng khi lựa chọn thì
thường lấy chiều dày mái bể bằng với chiều dày tầng thân bể trên cùng.


Vậy: Chọn tmái =10 mm.

2.3 Tính toán thiết kế đáy và các tấm vành khăn tại đáy bể.
* Chiều dày tấm vành khăn.
Theo bảng 5-1a tiêu chuẩn API 650 với bể có đường kính 65 m, bề tầng tầng đáy
36 mm và áp lực thiết kế cho phép ≤ 220 MPa, chiều dày tấm vành khăn đáy bể lấy
bằng:
tb = 14+ Ca = 14 + 3= 17 (mm)
Chọn chiều dày tấm vành khăn là 17mm.
* Chiều rộng tấm vành khăn.
Theo mục 3.5.2 tiêu chuẩn API 650
Khoảng cách giữa thành trong của bể và mối hàn chồng ≥ 600mm
Tấm vành khăn phải nhô ra khỏi bể ít nhất là 50mm.
*Chọn bề dày đáy bể bằng với bề dày tầng 1 của bể chứa
Vậy bề dày đáy bể bằng: 36(mm)
2.4Tính toán vành gia cường chống gió
* Vành chống gió có tác dụng làm giảm chiều cao tính toán của thành bể, giúp
cho bể ổn định, không bị biến dạng dẻo, tính toán thiết kế vành chống gió dựa trên
việc so sánhgiữa chiều cao ổn định của thành bể và chiều cao quy đổi của thành
bể(5.9.7 )

11


Trong đó: H: khoảng cách theo phương đứng giữa vành chống gió trung gian với
thép góc ở đỉnh bể hay là khoảng cách lớn nhất không cần gia cường.

t: bề dày của thành bể tầng trên cùng (t = 10mm)
D: đường kính bể thiết kế (D = 65m)
Thay số vào công thức:
= 4,753 (m)
* Bề rộng các lớp vỏ thành bể sẽ được quy đổi theo công thức.
Wtr
Trong đó:
Wtr: độ rộng quy đổi của lớp vỏ thành bể (m)
W: độ rộng thực tế của lớp vỏ thành bể (m)
tuniform: bề dày lớp vỏ tầng trên cùng (mm)
tactual: bề dày thực tế của lớp vỏ thành bể (mm)
Thay số vào ta được kết quả ở bảng sau:
Tầng
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11

W(m)

Tuniform
(mm)
10

10
10
10
10
10
10
10
10
10
10

2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
Tổng
Bảng tính toán chiều cao quy đổi.

tactual (mm)

Wtr(m)

36

34
30
28
24
22
18
14
12
10
10

0,0813
0,0938
0,1283
0,1524
0,2241
0,2786
0,46
0,8624
1,2679
2
2
7,5488

*Chiều cao thành bể quy đổi tính theo công thức:
Hqd = ∑Wtr = 7,5488 (m)
12


Nếu chiều cao thành bể quy đổi Hqd > H1 -> cần thiết kế vành chống gió trung

gian.
>H1 thì chỉ cần thiết kế một vành chống gió (3.9.7.5 tiêu chuẩn


API 650)

Vậy cần phải thiết kế vành chống gió trung gian để đảm bảo bồn chứa làm
việc an toàn.

* Vị trí của vành chống gió không được nằm trong phạm vi 150mm của đường
hàn ngang. Khi tính toán sơ bộ vành chống gió đặt trong phạm vi 150mm của
đường hàn thì nó phải được đặt ở dưới, song không được vượt quá chiều cao biến
dạng dẻo lớn nhất của bể.
2.5 Tính toán tiết diện vành chống gió
* Momen chống uốn yêu cầu nhỏ nhất của vành chống gió được tính theo công
thức (mục 5.9.7.6 tiêu chuẩn API 650)
1014,71735cm3
Z: momen chống uốn yêu cầu nhỏ nhất (cm3)
D: đường kính bể thiết kế (D = 65m)
Hl: khoảng cách lớn nhất giữa vành chống gió với thép góc ở đỉnh bể.
2.6 Các thiết bị phụ trợ.
2.6.1 Các loại van.
Để đảm bảo cho quá trình vận hành trên các đường ống xuất và nhập của mỗi bể
chứa được lắp đặt các hệ thống van như sau:
Trên đoạn ống vào bể có bố trí các loại van một chiều, thiết bị này có chức năng
khống chế chất vận chuyển quay trở lại đường ống nhập khi có sự cố sảy ra
Van an toàn tự động đóng khi bể đã nhập đầy
Các loại van thông khí lắp đặt ở mái và vành ngoài có nhiệm vụ sả khí khi áp
suất trongbể không ở mức an toàn.
2.6.2 Thiết bị đo áp suất

Là nhân tố nhận biết áp lực chung nhất. Đây là một ống kim loại dẹt bằng
phẳng, được bịt kín đầu cuối cùng và được uốn cong thành chữ C hay hình xoắn
ốc, khi đó bên trong hay bên ngoài bề mặt của ống có những khu vực khác nhau.
13


Sự không cân bằng lực gây ra bởi áp lực sẽ làm cho ống bị bung ra. Sự thay đổi
này có thể đọc trực tiếp trên dụng cụ đo hay chuyển thành một tín hiệu điện hay
khí nén tương xứng với áp lực. Cần phải bảo dưỡng để tránh sự ăn mòn và đọng
cặn bên trong ống vì có thể ảnh hưởng đến đặc tính của nó. Trong bể kín và bể
chứa khí hóa lỏng thường dùng loại áp kế ống xoắn Bourdon và được lắp trên đỉnh
của bể chứa.
2.6.3 Bơm ly tâm.
Bơm ly tâm làm việc theo nguyên tắc ly tâm. Chất lỏng được hút và đẩy cũng
như nhận thêm năng lượng (làm tăng áp suất) là nhờ lực tác dụng của lực ly tâm
khi cánh guồng quay với vận tốc lớn. Chất lỏng theo ống hút vào tâm guồng theo
phương thẳng góc rồi vào rãnh giữa các cáng guồng và chuyển động cùng với
guồng. Dưới tác dụng của lực ly tâm, áp suất của chất lỏng tăng lên và văng ra
khỏi guồng theo thân bơm (phần rỗng giữa vỏ và cánh guồng) rồi vào ống đẩy theo
phương tiếp tuyến. Khi đó ở tâm bánh guồng tạo nên áp suất thấp. Nhờ lực mặt
thoáng bể chứa (bể hở áp suất khí quyển), chất lỏng dâng lên trong ống hút vào
bơm. Khi guồng quay, chất lỏng được hút và đẩy liên tục, do đó chất lỏng chuyển
động rất đều đặn
Áp suất của chất lỏng do lực ly tâm tạo ra hay chiều cao đẩy của bơm phụ thuộc
vào vận tốc quay của guồng; vận tốc càng lớn thì áp suất và chiều cao đẩy càng
lớn. Tuy nhiên, không thể tăng số vòng quay bất kì được, vì lúc ấy ứng suất trong
vật liệu làm guồng sẽ tăng và đồng thời trở lực cũng tăng cùng vận tốc. Do đó bơm
một cấp chỉ đạt được áp suất tối đa 40 ÷ 50m, còn muốn tăng áp suất chất lỏng lên
hơn nữa thì phải dùng bơm nhiều cấp.
2.6.4 Cầu thang thành bể.

Cầu thang cũng là bộ phận quan trọng của mỗi công trình, nhờ có kết cấu này
khi vận hành con người có thể đi lại tới những vị trí cần thao tác, giúp cho việc
kiểm tra sửa chữa bảo dưỡng bể được dễ dàng. Đối với bể trụ đứng chứa dầu
thì cầu thang được thiết kế đi xung quanh bể.
Việc thiết kế cầu thang được quy định trong bảng 5-19 quy phạm API – 650.
Chọn: Chiều rộng cầu thang 800mm
Chiều cao của bậc cầu thang: 25mm
Độ dốc cầu thang:450

14


2.6.5 Các loại van.
Cửa bể là thiết bị phục vụ cho công nhân ra vào khi thi công hoặc hoàn thiện
sửa chữa bể trong đó có các loại cửa như: cửa ra vào, cửa làm sạch . . . Trong bể
cũng có các loại cổng khác nhau với nhiều chức năng đa dạng phục vụ cho việc
hoạt động ổn định của bể như cổng xuất, cổng nhập, các ống báo mức, ống kiểm
tra nhiệt độ. . .Vị trí của các cửa và các cổng được đặt ở nhiều vị trí khác nhau sao
cho thích họp với việc vận hành, lắp đặt và sửa chữa.
2.6.6 Các loại cửa thông khí
Bao gồm cửa thông khí thành bể và cửa thông khí trung tâm giúp cho bể luôn
thông thoáng với bên ngoài , tạo điều kiện cho mái được hoạt động ổn định cũng
như giảm được áp suất dư hoặc áp suất chân không tác động lên mái bể.
Ngoài ra còn có một số loại cửa khác phục vụ cho các mục đích khác nhau: cửa
kiểm tra nhiệt độ bể, cửa phun bọt để chữa cháy, cửa hút cặn, cửa thông hơi thành
bể.
2.6.7 Cửa xuất,cửa nhập.
Trên thân bể bố trí một cổng xuất (tùy theo vào điều kiện có thể bố trí nhiều cửa
xuất), tại cổng xuất này sẽ có một mặt bích chờ đầu nối với đường ống xuất. Việc
thiết kế cửa suất phụ thuộc chủ yếu vào lưu lượng đầu ra tối đa cho phép.

Trên cơ sở cửa xuất sẽ được thiết kế với các thông số như sau (theo bảng 5.16
tiêu chuẩn API)
Đường kính ngoài của cửa xuất: 426mm
Chiều dày thép t=16 mm
Chiều dài cổ ống xuất 250mm
Tâm cổ ống cách đáy 425 mm
Cửa nhập
Thiết kế cửa nhập dựa theo quy phạm API - 650 và lưu lượng cho phép của cổng
nhập, cấu tạo của cửa nhập tương tự như cửa xuất tuy nhiên để chánh hiện tượng
tạo bọt của nhiên liệu và giảm độ mòn của đáy bể nơi nhiên liệu được sả vào, khi
thiết kế bố trí thêm một miếng đệm và ống dẫn sao cho nhiên liệu được dẫn tới sát
đáy trước khi đi vào bể.
Theo đó các thông số chủ yếu của bể được thiết kế như sau:
Đường kính ngoài của ống: 120mm
15


Chiều dày cổ ống 14 mm
Chiều dài cổ ống 200
Góc dẫn hướng của cổ ống 1350
2.6.8 Thiết bị đo áp suất
Là nhân tố nhận biết áp lực chung nhất. Đây là một ống kim loại dẹt bằng
phẳng, được bịt kín đầu cuối cùng và được uốn cong thành chữ C hay hình xoắn
ốc, khi đó bên trong hay bên ngoài bề mặt của ống có những khu vực khác nhau.
Sự không cân bằng lực gây ra bởi áp lực sẽ làm cho ống bị bung ra. Sự thay đổi
này có thể đọc trực tiếp trên dụng cụ đo hay chuyển thành một tín hiệu điện hay
khí nén tương xứng với áp lực. Cần phải bảo dưỡng để tránh sự ăn mòn và đọng
cặn bên trong ống vì có thể ảnh hưởng đến đặc tính của nó. Trong bể kín và bể
chứa khí hóa lỏng thường dùng loại áp kế ống xoắn Bourdon và được lắp trên đỉnh
của bể chứa.

2.6.9 Thiết bị do mực chất lỏng(phao nổi)
Đây là loại dụng cụ kiểm soát mực chất lỏng thông dụng nhất. Đơn giản nhất là
loại phao nổi một vị trí (single- point float). Loại này gồm một phao bằng nhựa nối
với 1 cánh tay đòn. Cánh tay đòn điều khiển van cấp liệu cho bể ở trạng thái đóng
hay mở. Ban đầu khi chất lỏng dưới mức thì van ở trạng thái mở. Khi mực chất
lỏng ở vị trí mong muốn thì phao nổi ngang với mực chất lỏng cần bơm, tác động
lên van thông qua cánh tay đòn làm đóng van lại.
Phao nổi có thể gắn bên trong bể hay gắn trong 1bình bên ngoài thông với bể.
Loại phao nổi di động hình bánh rán cho phép người đọc vận hành theo dõi mực
chất lỏng dâng lên trong bể.
2.6.10Hệ thống làm mát
Trong quá trình tồn trữ, trong những điều kiện nhiệt độ cao quá nhiệt độ giới hạn
cho phép làm cho nhiệt độ của bể cũng như của sản phẩm tồn trữ tăng. Đây là
nguyên nhân làm giảm độ bền của vật liệu chế tạo bể cũng như việc gây thất thoát
và cháy nổ nhất là đối với những sản phẩm. Do đó ta cần phải làm mát bể bằng hệ
thống ống nước ống cong theo thân bể phía trên nắp, dọc theo ống ta khoan nhiều
lỗ tròn cách đều nhau để cho nước có thể làm mát toàn bộ bể chứa.
16


2.6.11 Hệ thống phòng cháy chữa cháy
Lắp đặt các cột thu lôi trong khu vực bể chứa để phòng sét, các cột thu lôi này
phải đảm bảo đủ cao và bố trí đều trong khu vực. Sử dụng các thiết bị chuyên dung
trong thao tác tránh tích điện gây cháy nổ.
Lắp đặt hệ thống vòi tưới trên các bể, đảm bảo đủ nước tưới cho các bể. Trên hệ
thống có thêm hệ thống ống dẫn bọt chữa cháy.
Lắp đặt các cột chữa cháy ở những vị trí thích hợp sao cho có thể chữa cháy cho
2 khu vực khác nhau. Nguồn nước phải đảm bảo đủ cho nhu cầu.
Trên thành đê chắn lửa bố trí các vòi phun bọt chữa cháy khi cần thiết. Các hệ thống
phun nước và bọt chữa cháy có thể hoạt động tự động khi có sự cố hoặc bán tự động.

Phải có ít nhất 1 hệ thống tưới nước di động, dùng để tưới bảo vệ cho người
đóng các van gần nơi đang cháy.
Phải có thêm các bình chữa cháy bằng hóa học thích hợp. Vị trí đặt các bình
này phải gần những nơi dễ xảy ra cháy nổ.
2.6.12 Thiết bị phát hiện rò rỉ
Trong quá trình thi công các bể đã được kiểm tra về khả năng rò rỉ và nếu đạt yêu cầu
thì mới đi vào hoạt động. Tuy nhiên trong quá trình vận hành có thể phát sinh các vết
nứt, lỗ rạng do va chạm cơ học hay do tác động ăn mòn của lưu chất chứa trong bể.
Khi đó lưu chất có thể rò rỉ ra ngoài gây thất thoát sản phẩm, ô nhiễm môi trường, dễ
gây cháy nổ, giảm độ bền cơ của bể. Với các sự cố rò rỉ lớn của chất lỏng hay chất khí
thì có thể phát hiện dễ dàng bằng cách quan sát thường xuyên hay bằng đồng hồ đo.
2.6.13 Đê Bồn Chứa.
Đê được dùng để giữ sản phẩm trong khu vực được chắn và ngăn không
cho sản phẩm tràn ra những khu vực xung quanh. Trong khoảng giữa của đê yêu
cầu phải các bức tường bê tông hay đá. Trong một số trường hợp khi không đủ
khả năng chứa lượng yêu cầu thì thêm vào những chỗ trũng.
Thiết kế của đê
Tường đê thường được gia cố bằng bê-tông, gạch hay đá. Trong những
trường hợp ñó phải quan tâm đặt biệt đến mối nối để đảm bảo chúng được chặt.
Quan tâm đến khả năng rò rỉ xuyên qua hoặc bên dưới tường ñê, phụ thuộc
17


nhiều vào lớp mặt đất và lớp đất ngay bên dưới chỗ xây tường.
Sàn đê
Nền đê chứa chất xốp, với khu vực có mức nước thấp nhất không cần thiết
phải chống thấm ra xung quanh việc rò rỉ chấp nhận được. Nơi có rò rỉ cao hay
các vùng lân cận có thể bị ô nhiễm thì cần đề ra phương án chống thấm. Vấn đề
quan tâm là khả năng chống thấm ở khu vực có mưa lớn hay ở nơi tồn trữ không
có người. Trường hợp đó thì mức độ thấm ảnh hưởng quan trọng đến nền móng

của bồn và tường đất của đê do chúng bão hòa với chất lỏng tạo nên sự phân rã,
xói lỡ những lỗ hổng trong nền đê.
3.Kiểm tra ổn định lật của bể dưới tác dụng của tải trọng gió
3.1 Tính toán tải trọng gió tác dụng lên bể
Theo mục 5.11.1 tiêu chuẩn API 650 áp lực gió trong vùng có bề mặt phẳng là
1,4Kpa đối với vận tốc gió 190km/h.
Vận tốc gió ở khu vực thiết kế công trình là 54m/s hay 205km/h. Vậy áp lực gió
ở khuvực thiết kế là:
=1,676 KN/m2
Tải trọng do gió gây ra tác dụng lên bể
Fgió =Cs P D H=0,5.1,676.65.22=1198,34 (KN)
Trong đó:
P: áp lực của gió tác dụng lên bể (P = 1,676KN/m2)
D: đường kính thiết kế của bể (D = 65m)
H: chiều cao bể (H = 22m)
Cs: hệ số khí động (Cs = 0,5)( Hệ số khí động tùy thuộc vào từng khu
vực.Giả sử bồn chứa được lắp đặt ở nhà máy lọc dầu Nghi Sơn Thanh Hóa thì
Cs =0,4-0,6 nên ta chọn bằng Cs=0,5)
Coi tải trọng gió tác dụng lên bể đặt tại chính giữa chiều cao của thân bể
Momen do tải trọng gió gây ra tính theo công thức
=1198,34 .11=13181,74 KN

18


3.2Tính toán trọng lượng của bể.
Trọng lượng của bể bao gồm các thành phần sau:
Trọng lượng của các tấm vỏ thành bể, tính theo công thứ:
Pvbii
Trong đó:

Pvbi: trọng lượng lớp vỏ bể thứ i (KN)
γ : trọng lượng riêng thép làm vỏ bể (γ = 78,5KN/m3)
D: đường kính bể thiết kế (D = 65m)
δ i: bề dày lớp vỏ thứ i không kể đến ăn mòn (m)
hi: bề rộng lớp vỏ thứ i (m)
Thay số vào ta có bảng số liệu sau:
Đoạn bể

Bề Rộng

Chiều Dày

1
2
36
2
2
34
3
2
32
4
2
28
5
2
24
6
2
22

7
2
18
8
2
14
9
2
12
10
2
10
11
2
10
Tổng
Trọng lượng của dáy bồn chứa:

Đường
Kính
65
65
65
65
65
65
65
65
65
65

65

Pdáy =
d bề dày đáy (mm)
Trọng lượng của mái bồn chứa:
P mái =
Trọng lượng tính toán của bể:14114,273 KN
19

γ (KN/m3)

P (KN)

78,5
78,5
78,5
78,5
78,5
78,5
78,5
78,5
78,5
78,5
78,5

576,946
544,885
512,825
448,708
384.595

352,54
288,433
224,33
192,28
160,23
160,23
3846,002


3.3 Kiểm tra ổn định của bể
Theo mục 5.11.2 tiêu chuẩn API 650, đối với bể không được neo giữ, momen
do tải trọng gió gây ra không được vượt quá 2/3 giá trị của momen chống lật. Việc
kiểm tra được thực hiện theo công thức sau.
Trong đó:
M: momen lật do tải trọng gió gây ra (M = 13181,74KNm)
W: trọng lượng cố định của bể (W =14114,273 KN)
D: đường kính bể thiết kế (D = 65m)
Thay số vào công thức ta có.

= 305809,2483 KN.m
Vậy điều kiện chống lật được đảm bảo, bể không cần neo giữ.
4.Thi công.
4.1 Các quy định về đường hàn
* Đường hàn đứng của thành bể theo quy định của mục 3.15.2 tiêu chuẩn API
650, là loại đường hàn đối đầu được hoàn thiện đủ ngấu và đồng nhất. Đường hàn
đứng của hai tầng thép liên tiếp không được phép trùng nhau, chúng phi cách nhau
một không ít nhất là 5t.
Trong đó t là chiều dày của tấm có chiều dày lớn nhất trong hai tầng thép.
*Mối hàn ngang của thành bể
Để tiết kiệm vật liệu và do yêu cầu trơn nhẵn của mặt trong thành bể .

Theo quy định củamục 5.2.3.2 quy phạm API 650 cho phép dùng đường hàn đối
đầu cho đường hàn ngang của bể. Những đường hàn này cũng được làm sạch và
mài phẳng như đường hàn đứng.
*Mối hàn giữa vành gia cường và thành bể theo mục 3.1.5.9 quy phạm API 650
quy định dùng đường hàn góc. Chiều cao của đường hàn góc bằng chiều dày lớn
nhất của tấm thành tại mối nối và vành gia cường bằng 8 mm
*Mối hàn giữa thành bể và đáy theo quy định của mục 3.1.5.7 quy phạm API
650 có thể dùng mối hàn góc . Chiều cao của đường hàn không được lớn hn 1/2'’
và không được nhỏ hơn chiều dày nhỏ nhất của hai tấm nối (đó là tấm thành hay
20


tấm đáy ngay tại dưới tấm thành – tấm vành khăn). Ở đây chiều cao đường hàn
bằng chiều cao tấm vành khăn là 13 mm
*Mối hàn chồng của tấm đáy:
Theo quy định của mục 3.1.5.4 quy phạm API 650 quy định đường hàn chồng của
tấm đáy:
Khoảng cách giữa các đường hàn chồng của tấm đáy, từ đường hàn chồng tới
thành bể, từ đường hàn tới đường hàn đối đầu của tấm vành khăn và từ đường hàn
tới mối nối giữa tấm vành khăn và tấm đáy không đựơc nhỏ hơn 12” (300 mm).
Với những tấm có chiều dày <1/4” thì chiều cao đường hàn bằng chiều dày của
tấm
Với những tấm có chiều dày lớn hơn hoặc bằng 1/4” thì chiều cao đường hàn
bằng chiều dày tấm trừ đi 1/6 ”
5.An toàn lao động
1) Các quy định và yêu cầu khi thi công.
Trong khi thi công phải tuân thủ các yêu cầu về chất lượng công việc, thời gian,
thường xuyên thử nghiệm kiểm tra. Nghiệm thu các hạng mục xây lắp phải đúng
các bước và trình tự như các tiêu chuẩn quy định.
Chất lượng tay nghề công nhân phải đảm bảo mức tối thiểu cho phép, Đội ngũ

lao động thường xuyên phải được học tập và thực hành về các quy định trong công
tác an toàn lao động phòng chống cháy nổ , bảo vệ môi trường.
Có đầy đủ biển báo hướng dẫn cụ thể cho các phương tiện ra vào.
Tổ chức lao động hợp lý và khoa học:
Công nhân tham gia lao động phải đủ tuổi theo đúng quy định của nhà nước,
phải được đào tạo cơ bản về chuyên môn.
Trước khi thực hiện lao động phải tổ chức học tập lao động trên công trường
cũng như có các trang thiết bị lao động đầy đủ cho công nhân tham gia lao động,
có biển báo đâỳ đủ ở những nơi có nguy hiểm.
Trong thời gian thi công có những biện pháp giảm thiểu các ảnh hưởng gây ô
nhiểm môi.
2) Kiểm tra sự rò rỉ thường xuyên.

21