Tổng quan về bể chứa ĐHBKHN

CHƯƠNG I: THIẾT KẾ BỂ CHỨA
Phân loại bể chứa
 Xác định các thông số công nghệ
 Vật liệu làm bể
 Xác định giá trị áp suất tính toán
 Xác định các tác động bên ngoài
 Xác định chiều dày của bể
 Xác định các lỗ trên bể
 Xác định chân đỡ và tai nâng
 Các ảnh hưởng thủy lực đến bể




1.1. PHÂN LOẠI BỂ


1.1. PHÂN LOẠI BỂ

•

•

•

Theo hệ thống mái
Bể mái cố định (Fixed roof tank): bể hình trụ đứng có mái bể
hàn cố định với thành bể
Bể mái nổi (Floating roof tank): Bể hình trụ đứng không có
mái cố định mà có mái nổi trên bề mặt của DM&SPDM.
Mái nổi (Floating roof): Cấu trúc có nhiều dạng khác nhau,

được chế tạo bằng vật liệu kim loại, vật liệu tổng hợp hoặc
phối hợp cả hai loại vật liệu trên và có bộ phận phao làm nổi
trên bề mặt DM&SPDM để chống bay hơi.
Bể có phao bên trong (Internal floating roof tank): Bể mái cố
định có phao nổi trên bề mặt DM&SPDM bên trong bể.


1.1. PHÂN LOẠI BỂ
Loại phao một tầng


• Rim seal: gờ đá không thấm tạo nên lớp chắn ở phần trên của đá
của bể chứa. Sealing shoe: đế đỡ bằng đá;
• Gauge hatch: cửa đo - cửa có bản lề, ở trên đỉnh của thùng chứa
dầu để đo mực cao của dầu trong thùng và để lấy mẫu dầu.
• Pontoon: buồng phao
• Automatic bleeder vent: van xả tự động
• Deck: sàn, mặt bằng trên bể
• Roof support: giá đỡ mái
• Drain sump with non return valve: bộ lắng với van một chiều
• Deck manhole: cửa nhìn trên đỉnh bể chứa, để kiểm tra, lau chùi,
sửa chữa.
• Pontoon manhole: cửa nhìn trên buồng phao


1.1. PHÂN LOẠI BỂ
Loại phao hai tầng


ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA BỂ MÁI NỔI

Ưu điểm:
 Không có không gian hơi nên loại trừ được khả năng
không khí dễ cháy
 Giảm tốn thất do bay hơi
 Giảm ô nhiễm không khí
 Hơi thoát ra chỉ có thể từ khu vực gờ đá không thấm, chủ
yếu phụ thuộc vào loại đá được sử dụng.
Nhược điểm:
 thiết kế và xây dựng phức tạp và tốn kém
 Nhiều thông số thiết kế và xây dựng còn phải nghiên cứu


1.1. PHÂN LOẠI BỂ


Theo chiều cao xây dựng

•

Bể ngầm: bể đặt chìm dưới mặt đất và có mức DM&SPDM
lớn nhất trong bể hoặc toàn bộ lượng DM&SPDM mỏ chứa
trong phuy bị vỡ tràn ra nhà kho vẫn thấp hơn 0,2 m so với
mặt bằng thấp nhất xung quanh đó (xét trong phạm vi 3m
tính từ thành bể hoặc tường của nhà kho bảo quản
DM&SPDM trong phuy).

•

Sử dụng trong các cửa hàng bán lẻ.

•
-

-

Bể được coi là ngầm:
Bể đặt nổi có đắp đất phía trên mái chiều dày lớp đất nhỏ
nhất là 0,3 m và phía ngoài thành bể đắp đất có chiều dày
theo phương vuông góc đến thành bể bằng hoặc lớn hơn
3 m.
Bể đặt nổi có tường bao bằng gạch, đá hoặc bê tông có
mép ngoài tường cách thành bể bằng hoặc lớn hơn 0,3 m
và mặt trên phủ bằng vật liệu gạch, đá hoặc bê tông có
chiều dày nhỏ nhất là 0,3 m.

•

Bể nửa ngầm: ½ chiều cao nhô lên mặt đất, ít được sử
dụng.

•

Bể nổi: xây dựng trên mặt đất, sử dụng ở các kho lớn.

•

Bể ngoài khơi: nổi trên mặt nước, có thể di chuyển dễ
dàng

Bể ngầm

Bể nổi

An toàn cao: đảm bảo
phòng cháy tốt, nếu có rò
rỉ thì dầu không lan ra
xung quanh

Chi phí xây dựng thấp

Ít bay hơi: không có gió,
không trao đổi nhiệt với
môi trường bên ngoài

Bảo dưỡng thuận tiện: dễ
súc rửa, sơn và sửa chữa
bể

Tạo mặt bằng thoáng

Dễ dàng phát hiện vị trí rò
rỉ xăng dầu ra bên ngoài


1.1. PHÂN LOẠI BỂ

Theo áp
suất

Bể cao áp
P > 200 mmHg

Bể áp lực
trung bình
P= 20-200 mmHg
Bể KO, DO

Bể áp
thƣờng
P= 20mmHg
Bể dầu nhờn, FO, bể
mái phao



1.1. PHÂN LOẠI BỂ

•

•
•
o
•
•

•

Theo vật liệu

Vật liệu không cháy, phải phù hợp với tính chất của loại sản
phẩm chứa trong bể
Bể kim loại: thép, áp dụng cho hầu hết các bể lớn
Bể phi kim: gỗ, composite… áp dụng cho các bể nhỏ
Theo hình dạng
Bể trụ đứng: sử dụng cho các kho lớn
Bể hình trụ nằm: chôn dưới đất trong cửa hàng bán lẻ hoặc để
nổi trong một số kho lớn.
Bể hình cầu, hình giọt nước: còn rất ít ở một số kho lớn



1.2. XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ BỂ


Thể tích của bể V



Các kích thước cơ bản: chiều dài phần trụ (l), đường kính
phần trụ (d), chiều cao phần nắp bể (h), loại nắp bể chứa.



Các thiết bị lắp đặt trên bể chứa: các valve áp suất, các
thiết bị đo áp suất, đo mực chất lỏng trong bể, đo nhiệt
độ



Vị trí lắp đặt các thiết bị trên bể



Các yêu cầu về việc lắp đặt các thiết bị trên bể


Maximum capacity: Dung tích tối đa là tổng dung tích không
hoạt động.
Minimum operating volume remaining in the tank: mức thể tích
tối thiểu còn trong bể
Actual/ net working capacity: dung tích làm việc thực tế


1.3. CHỌN VẬT LIỆU LÀM BỂ
Phụ thuộc vào:
-

Loại sản phẩm (áp suất hơi bão hòa, nhiệt độ hóa hơi,

tính độc hại, mức độ ăn mòn)
-

Tính kinh tế

Ví dụ: lựa chọn thép hợp kim có giá thành cao hơn nhiều
so với thép C thường, công nghệ chế tạo phức tạp, giá
thành gia công đặt hơn, đòi hỏi trình độ tay nghề của thợ

hàn cao.

Chọn vật liệu làm bể  xác định ứng suất


1.4. XÁC ĐỊNH GIÁ TRỊ ÁP SUẤT TÍNH TOÁN


Áp suất tính toán chung cho cả bể chứa:

Ptt = Ph + .g.H
Trong đó:
•

Ptt: Áp suất tính toán

•

Ph: Áp suất hơi

•

: Khối lượng riêng sản phẩm chứa trong bể ở nhiệt độ
tính toán

•

g = 9,81 (m/s2): gia tốc trọng trường

•

H: Chiều cao mực chất lỏng trong bể



Một số áp suất tính toán cho các SPDK trong bể cao áp:
Propan: 18 at; Butan: 9 at; Bupro: 13 at


1.5. XÁC ĐỊNH CÁC TÁC ĐỘNG BÊN NGOÀI

-

Tác động của gió
Ảnh hưởng đến độ ổn định của bể

Ảnh hưởng đến hình dáng của bể: làm bể bị uốn cong
- Đối với bể cao áp: ít bị ảnh hưởng
- Nếu xây tường bảo vệ hoặc đặt bể ở vị trí kín gió: có thể
bỏ qua tác động này
 Tác động của động đất
- Khó tính toán, ít có khả năng chống đỡ
- Gây trượt bể khỏi chân đỡ, cong bể, gãy bể
- Cần chọn khu vực ổn định về địa chất để xây dựng
-


1.5. XÁC ĐỊNH CÁC TÁC ĐỘNG BÊN NGOÀI


Tác động của các tải trọng gồm:

-

Các thiết bị bố trí trên thân bể

-

Cầu thang, lan can, giàn đỡ …



Tác động của các yếu tố bên ngoài của con người

-

Các hoạt động có thể gây ra va đập với bể

-

Các hoạt động mang tính chất phá hoại

-

Cần có phương án bảo vệ thích hợp, quy định, chế tài đối
với người vi phạm


1.6. XÁC ĐỊNH CHIỀU DÀY CỦA BỂ


Xác định tiêu chuẩn thiết kế: ASME section VII.Div.1



Xác định ứng suất cho phép của loại vật liệu làm bể: cp



Xác định áp suất tính toán bể chứa: Ptt



Xác định hệ số bổ sung chiều dày do ăn mòn C = Cc + Ca



Các thông số công nghệ: d, l



Các thông số về nắp bể: loại nắp, chiều cao nắp bể


1.7. XÁC ĐỊNH CÁC LỖ TRÊN BỂ

-

-

-


-

Hệ thống phụ trợ đi kèm bể:
Các cửa người, lỗ ánh sáng, lỗ thông áp (khi không có
van thở)
Các lỗ dùng để lắp thiết bị đo nhiệt độ, áp suất, mực chất
lỏng trong bể.
Các lỗ dùng để lắp các ống nhập liệu, ống xuất liệu, ống
vét bể, tấm đo mức, valve áp suất, thiết bị đo nồng độ hơi
sản phẩm trong khu vực bể

Phương pháp lắp đặt:
Phương pháp hàn
Phương pháp dùng ren: đối với các lỗ có d nhỏ

Chú ý: - khoảng cách giữa các lỗ, cần tăng cứng cho lỗ.


1.8. XÁC ĐỊNH CHÂN ĐỠ VÀ TAI NÂNG

-

Loại chân đỡ:
Bằng thép hàn (được sử dụng phổ biến)

Bằng gạch bê tông.
 Quy trình:
- Chọn vật liệu làm chân đỡ
- Xác định các thông số chân đỡ

- Kiểm tra bền
- Giá trị ứng suất mà tải trọng tác dụng lên giá đỡ không
lớn hơn 2/3 giá trị ứng suất vật liệu làm chân đỡ
-


1.9. CÁC ẢNH HƯỞNG THỦY LỰC ĐẾN BỂ

-

-

-

Áp suất làm việc cực đại
Là áp suất lớn nhất cho phép tại đỉnh của bể chứa ở vị trí
hoạt động bình thường tại nhiệt độ xác định đối với áp suất
đó.
Là áp suất nhỏ nhất trong tất cả các giá trị áp suất làm việc
cho phép lớn nhất ở tất cả các phần của bể chứa.
Nguyên tắc: Áp suất làm việc cho phép lớn nhất của một
phần của bể chứa là áp suất trong hoặc ngoài lớn nhất bao
gồm cả áp suất thủy tĩnh cùng những ảnh hưởng của tất cả
các tải trọng kết hợp có thể có cho việc thiết kế đồng thời
với nhiệt độ làm việc kể cả bề dày kim loại thêm vào để
đảm bảo ăn mòn.