Đồ án tốt nghiệp ĐH. Tính toán thiết kế hệ thống kho chứa dầu Diesel với công suất chứa 10.000m3

LỜI CẢM ƠN
Sau hơn 3 tháng tìm hiểu, nghiên cứu và nỗ lực hết sức em đã hoàn thành
đồ án tốt nghiệp của mình.
Em xin chân thành cảm ơn TS.Nguyễn Minh Việt đã hướng dẫn chúng em
từng buổi thảo luận và bổ sung kịp thời những kiến thức mà em chưa biết để
em có thể hoàn thành bài báo cáo đồ án tốt nghiệp này.
Với lòng biết ơn sâu sắc nhất em xin gửi lời cảm ơn đến Trường Đại học
Công Nghiệp Hà Nội cũng như quý thầy cô trong khoa Công Nghệ hóa học đã
tạo điều kiện hết sức cho em hoàn thành việc học tập trong suốt thời gian qua.
Bên cạnh đó em cũng xin chân thành cảm ơn đơn vị thực tập là Công ty
xăng dầu khu vực III – Thượng Lý – TP.Hải Phòng đã tạo mọi điều tốt nhất về
tinh thần cũng như vật chất để em có thêm kinh nghiệm và kiến thức để hoàn
thành khóa thực tập tại quý công ty. Từ đó làm nền tảng để em phát triển thực
hiện làm đồ án tốt nghiệp.
Sau cùng em xin kính chúc quý Thầy cô trong khoa và đặc biệt là
TS.Nguyễn Minh Việt thật dồi dào sức khỏe, niềm tin để tiếp tục thực hiện sứ
mệnh cao đẹp của mình là truyền đạt kiến thức cho những thế hệ tiếp theo.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà nội, ngày 15 tháng 3 năm 2019
Sinh viên

1


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN..................................................................................................1
DANH MỤC BẢNG........................................................................................4
DANH MỤC HÌNH.........................................................................................5
MỞ ĐẦU...........................................................................................................6
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN...........................................................................7
1.1.Khái quát về dầu Diesel..........................................................................7

1.1.1. Định nghĩa...........................................................................................7
1.1.2. Thành phần..........................................................................................7
1.1.3. Phân loại..............................................................................................7
1.1.4. Công dụng...........................................................................................8
1.2. Tổng quan về bồn bể chứa.....................................................................8
1.2.1. Khái niệm............................................................................................8
1.2.2.Phân loại bể chứa.................................................................................8
1.3.Cơ sở lí thuyết để tính toán thiết kế bể....................................................9
1.3.1. Lựa chọn loại bể chứa.........................................................................9
1.3.2. Xác định các thông số công nghệ bồn chứa.....................................10
1.3.3. Lựa chọn vật liệu làm bể...................................................................10
1.3.4. Xác định giá trị áp suất tính toán.......................................................11
1.3.5.Xác định chiều dày bồn......................................................................11
1.3.6.Xác định các lỗ trên bồn.....................................................................12
1.3.7.Xác định tác động từ bên ngoài..........................................................12
1.3.8. Các thông số cần thiết trong tính toán thiết bị...................................13
1.4. Tổng quan về hệ thống kho chứa dầu DO............................................14
1.4.1. Tổng quan về nhà kho.......................................................................14
1.4.2. Tổng quan các thiết bị trong kho chứa dầu DO................................17
CHƯƠNG 2. TÍNH TOÁN CÁC THIẾT BỊ TRONG KHO CHỨA DẦU
DIESEL..........................................................................................................32
2.1. Thiết kế bể chứa...................................................................................32
2.1.2. Tính toán thân bể...............................................................................35
2.1.3. Tính đáy bể chứa:..............................................................................39
2.1.4.Tính mái che bể chứa:........................................................................41

2


2.1.5. Tính mái nổi bể chứa.........................................................................43

2.1.6. Tính toán thiết kế móng bể................................................................47
2.2. Kiểm tra độ ổn định của bể..................................................................49
2.2.1. Tải trọng gió tác dụng lên bể.............................................................49
2.2.2. Kiểm tra lật của bể............................................................................49
2.3. Thiết kế hệ thống bơm và đường ống...................................................51
2.3.1.Bơm .................................................................................................51
2.3.2.Hệ thống đường ống...........................................................................51
2.3.2.1.Lựa chọn ống...................................................................................51
2.3.2.2. Tính đường kính ống xuất và nhập nhiên liệu................................53
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ KHO CHỨA.......................................................55
3.1. Bố trí mặt bằng.....................................................................................55
3.2. Bố trí công nghệ và hệ thống an toàn phòng cháy chữa cháy..............62
3.2.1.Bố trí công nghệ.................................................................................62
3.2.2.Bố trí hệ thống an toàn phòng cháy chữa cháy..................................62
KẾT LUẬN....................................................................................................64
TÀI LIỆU THAM KHẢO.............................................................................65

3


DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1: Bảng phân cấp kho..........................................................................15
Bảng 1.2: Bảng phân khu chức năng các hạng mục trong kho.......................16
Bảng 2.1: Các thông số thiết kế.......................................................................34
Bảng 2.2. Chiều dày các phân đoạn bể............................................................39
Bảng 2.3: Bề dày vành khăn theo độ dày đáy.................................................40
Bảng 3.1: Khoảng cách từ đường ống công nghệ đến các hạng mục trong kho. .58
Bảng 3.2: Diện tích mặt bằng..........................................................................61

4


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1: Hệ thống lăng phun bọt...................................................................20
Hình 1.2: Bơm cánh gạt...................................................................................21
Hình 1.3: Van cửa............................................................................................28
Hình 1.4: Van cầu............................................................................................29
Hình 2.1: Mái dome bể chứa...........................................................................42
Hình 2.2: Momen uốn tác dụng lên mái che...................................................43
Hình 2.3: Kết cấu đặc trưng của mái nổi.........................................................46
Hình 2.4: Móng bể chứa..................................................................................49
Hình 2.5: Ống dẫn xăng dầu composite 3 lớp.................................................52

5


MỞ ĐẦU
Ngành công nghiệp xăng dầu đóng một vai trò quan trọng trong nền công
nghiệp thế giới cũng như ở Việt Nam. Xăng dầu là hóa chất không thể thiếu
trong việc sản xuất các hợp chất hữu cơ cơ bản, xăng dầu thúc đẩy các ngành
công nghiệp khác phát triển. Một trong những lĩnh vực của nền công nghiệp
dầu khí hiện đang rất được quan tâm đó là tồn chứa dầu khí. Nó là khâu quan
trọng cho dự trữ, vận chuyển và tiêu thụ. Căn cứ vào nhu cầu tiêu thụ xăng
dầu của Thế giới nói chung và thị trường trong nước nói riêng, cũng như xu
hướng phát triển mạnh mẽ của ngành xăng dầu trong tương lai, em nhận thấy
việc xây dựng bồn chứa xăng dầu là vô cùng cần thiết, đáp ứng được nhu cầu
của thị trường và chủ động trong việc tồn chứa vận chuyển.
Để giải quyết được vấn đề đó, em sẽ xây dựng hệ thống kho chứa với tên
đề tài: “Tính toán thiết kế hệ thống kho chứa dầu Diesel với công suất

chứa 10.000m3”.
Nội dung thiết kế và tính toán bao gồm:
1. Tổng quan về nhiên liệu DO và bể chứa
2. Tính toán và thiết kế bể chứa
3. Kiểm tra độ ổn định của bể
4. Tính toán thiết kế hệ thống bơm và đường ống
5. Bố trí mặt bằng kho
6. Bố trí công nghệ và hệ thống an toàn phòng cháy chữa cháy
Do kiến thức về thiết kế công trình còn nhiều hạn chế nên em không thể
tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp
quý báu của Thầy cô trong hội đồng và các bạn trong khoa.

6


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1.Khái quát về dầu Diesel
1.1.1. Định nghĩa
Dầu Diesel (DO – Diesel Oil): là một loại nhiên liệu lỏng, là sản phẩm
tinh chế từ dầu mỏ có thành phần chưng cất nằm giữa dầu hoả (kesosene) và
dầu bôi trơn (lubricating oil), nặng hơn dầu lửa và xăng. Chúng thường có
nhiệt độ bốc hơi từ 175 đến 370 độ C. Nhiên liệu diesel được sản xuất chủ
yếu từ phân đoạn gasoil và là sản phẩm của quá trình chưng cất trực tiếp dầu
mỏ, có đầy đủ những tính chất lý hóa phù hợp cho động cơ Diesel mà không
cần phải áp dụng những quá trình biến đổi hóa học phức tạp. Chúng được sử
dụng chủ yếu cho động cơ Diesel và một phần được sử dụng cho các tuabin
khí.
1.1.2. Thành phần
Thành phần hóa học của DO bao gồm các n-parafin, iso-parafin còn
hydrocacbon thơm rất ít.

Cuối phân đoạn có những n-parafin có nhiệt độ kết dính cao. Trong gasoil
ngoài naphten và thơm 2 vòng là chủ yếu.
Hàm lượng các chất chứa S, N , O tăng lên. S ở dạng disunfua, dị vòng.
Các chất chứa oxy có nhiều và cực đại, trọng lượng của nhựa còn thấp.
1.1.3. Phân loại
Hàm lượng lưu huỳnh trong diesel rất quan trọng, hàm lượng càng nhỏ
càng tốt, hàm lượng cao sinh ra xăng gây ăn mòn động cơ, phá hỏng dầu nhớt
bôi trơn, giảm tuổi thọ của động cơ.
Dầu diesel ở Việt Nam: Việt Nam hiện nay đang lưu hành 2 loại dầu
diesel là:

7


 Dầu DO 0,05S có hàm lượng lưu huỳnh không lớn hơn 500 mg/kg áp
dụng cho phương tiện giao thông cơ giới đường bộ.
 Dầu DO 0,25S có hàm lượng lưu huỳnh không lớn hơn 2.500 mg/kg
dùng cho phương tiện giao thông đường thủy, được khuyến cáo không dùng
cho các phương tiện giao thông cơ giới đường bộ.
DO có hàm lượng lưu huỳnh (S) càng cao khi cháy sẽ gây ô nhiễm càng
cao, sử dụng DO 0,25S gây ô nhiễm môi trường nhiều hơn DO 0,05S do đó
dầu DO 0,05S có chất lượng cao hơn nên giá thành cao hơn so với DO 0,25S.
1.1.4. Công dụng
Dầu diesel sử dụng chủ yếu cho động cơ diesel (đường bộ, đường sắt,
đường thủy) và một phần được sử dụng cho các tuabin khí (trong công nghiệp
phát điện, xây dựng…).
1.2. Tổng quan về bồn bể chứa
1.2.1. Khái niệm
Bể chứa là một công trình xây dựng nhằm mục đích phục vụ cho công tác
tàng trữ các sản phẩm dầu (xăng, dầu hoả…), khí hoá lỏng, nước, axít, cồn

công nghiệp…
Hiện nay cùng với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật và yêu cầu về mặt
công nghệ, người ta đã tiến hành nghiên cứu và xây dựng các loại bể chứa có
cấu trúc phức tạp nhưng hợp lý hơn về mặt kết cấu góp phần mang lại hiệu
quả kinh tế cao.
1.2.2. Phân loại bể chứa
 Phân loại theo hình dạng bể
- Bể chứa hình trụ: trụ đứng, trụ ngang
- Bể hình cầu, hình giọt nước: tuỳ theo vị trí của bể trong không gian
chúng có thể đặt cao hơn mặt đất (trên gối tựa), đặt trên mặt đất, ngầm hoặc
nửa ngầm dưới đất hoặc dưới nước.

8


 Phân loại theo mái bể
- Bể chứa có thể tích không đổi (mái tĩnh – cố định).
- Bể chứa có thể tích thay đổi (mái phao – ngoài mái cố định còn có mái
cố định nổi trên mặt chất lỏng, hoặc mái nổi – bản thân là mái phao).
 Phân loại theo áp lực dư ( do chất lỏng bay hơi)
- Bể chứa áp lực thấp : khi áp lực dư P d<= 0.002 MPa. Và áp lực chân
không

Po<=0.00025 MPa.

- Bể chứa trụ đứng áp lực cao : khi áp lực dư Pd => 0.002 MPa.
1.3. Cơ sở lí thuyết để tính toán thiết kế bể
1.3.1. Lựa chọn loại bể chứa
Với đặc điểm xăng dầu là dễ bay hơi, làm việc ở áp suất khí quyển và
công suất tồn chứa lớn, ta chọn phương án tồn chứa là bể trụ đứng nhằm mục

đích giảm chi phí đầu tư ban đầu và tiết kiệm không gian lắp đặt.
Dựa trên những quy tắc thiết kế kho, bể chứa và đề bài yêu cầu thiết kế
kho chứa nhiên liệu dầu DO với công suất tồn chứa 10.000 m 3nên ta sẽ chia
thành 4 bể mỗi bể 3000m3 để dầu được ổn định.
Việc chọn hình dạng mái phụ thuộc vào tải trọng tác dụng lên mái bể và
thể tích bể.
• Khi mái bể chủ yếu chịu tải trọng tác dụng từ trên xuống (trọng lượng
mái, các lớp cách nhiệt, chân không) và thể tích bể V ≤ 5000 m 3 thì dùng mái
dạng hình nón.
• Khi mái bể chịu thêm tải trọng đáng kể hướng từ dưới lên (áp lực dư, tải
trọng gió) và thể tích bể lớn hơn thì dùng mái cầu hoặc mái trụ cầu.
Mái treo được sử dụng khi bể có thể tích nhỏ, bể có kết cấu cột trung tâm
và mái có thể dao động theo phương thẳng đứng khi có sự thay đổi về mức

9


chất lỏng trong bể hoặc khi chịu tác dụng của tải trọng gió. Khi chịu tác dụng
của tải trọng thẳng đứng mái thì mái treo không có mômen nên mái treo
thường nhẹ hơn.
 Ta chọn thiết kế bể trụ đứng mái nón. Bên cạnh đó DO là nhiên liệu dễ
bay hơi, nhiệt độ bắt cháy thấp nên trong bể em thiết kế thêm mái phao nằm
nổi trên mặt nhiên liệu để giảm tối đa sự bay hơi của dầu DO.
1.3.2. Xác định các thông số công nghệ bồn chứa
Các thông số công nghệ:
 Thể tích của bể chứa V
 Các kích thước cơ bản như: chiều cao bể trụ (l), đường kính phần trụ
(d), chiều cao phần nắp bồn chứa (h), loại nắp bể chứa.
 Các thiết bị lắp đặt trên bể chứa, bao gồm: các valve áp suất, các thiết
bị đo áp suất, đo mực chất lỏng trong bồn, đo nhiệt độ.

 Vị trí lắp đặt các thiết bị trên bồn chứa.
 Các yêu cầu về việc lắp đặt các thiết bị trên bồn chứa.
 Lựa chọn vật liệu làm bể.
1.3.3.Lựa chọn vật liệu làm bể.
Các sản phầm dầu khí chứa trong bể chứa thường có áp suất hơi bảo hòa
lớn, nhiệt độ hóa hơi thấp và có tính độc hại.
Mức độ ăn mòn của các sản phẩm dầu khí này thường thuộc dạng trung
bình, tùy thuộc vào loại vật liệu làm bồn, nhiệt độ môi trường mà mức độ ăn
mòn của các sản phẩm này có sự khác nhau.
Khi xét đến yếu tố ăn mòn, khi tính toán đến chiều dày bể, ta tính toán
thời gian sử dụng, từ đó tính được chiều dày cần phải bổ sung đảm bảo cho bể
ổn định trong thời gian sử dụng.
10


Việc lựa chọn vật liệu còn phụ thuộc vào yếu tố kinh tế, vì đối với thép
hợp kim có giá thành đắt hơn nhiều so với thép cacbon thường, công nghệ chế
tạp phức tạp hơn, giá thành gia công đắt hơn nhiều, đòi hỏi trình độ tay nghề
của thợ hàn cao.
Sau khi lựa chọn được vật liệu làm bồn, ta sẽ xác định được ứng suất
trong tương ứng của nó, đây là một trong những thông số quan trọng để xác
định chiều dày bể. Đối với các loại vật liệu khác nhau thì ứng suất khác nhau,
tuy nhiên giá trị này không chênh lệch nhiều.
1.3.4.Xác định giá trị áp suất tính toán.
Đây là một thông số quan trọng để tính toán chiều dày bồn bể. Áp suất
tính tán bao gồm áp suất hơi cộng với áp suất thủy tĩnh của cột chất lỏng gây
ra:

Ptt  Ph   gH

Trong đó:
Ptt: áp suất tính toán.
Ph: áp suất hơi.
 : khối lượng riêng sản phẩm chứ trong bể ở nhiệt độ tính toán.

g = 9.81 (m/s2): gia tốc trọng trường.
H: chiều cao mực chất lỏng trong bể.
Thường ta tính chiều dày chung cho cả bể chứa cùng chịu một áp suất
(nghĩa là áp suất tính toán chung cho cả bể chứa).
Đối với các sản phẩm dầu khí chứa trong bồn cao áp, áp suất tính toán
thường có giá trị:
Propan : 18 (at)
Butan : 9 (at)
Bupro : 13 (at)
11


1.3.5. Xác định chiều dày bồn
Xác định tiêu chuẩn thiết kế: ASME section VIII. Div.1, API650

Xác định được ứng suất cho phép của loại vật liệu làm bồn chứa:  cp
Xác định áp suất tính toán bồn chứa: Ptt

Xác định hệ số bổ sung chiều dày do ăn mòn: C  Ca  Cc
Các thông số công nghệ như: Đường kính bồn chứa (D), chiều dài phần
hình trụ (L).
Các thông số về nắp bồn chứa: Loại nắp bồn chứa, chiều cao nắp bồn
chứa.
1.3.6. Xác định các lỗ trên bồn
Đi kèm với bồn là hệ thống phụ trợ bao gồm có các cửa người, các lỗ

dùng để lắp các thiết bị đo như nhiệt độ, áp suất, mực chất lỏng trong bồn, các
lỗ dùng để lắp đặt các ống nhập liệu cho bồn, ống xuất liệu, ống vét bồn, lắp
đặt các van áp suất, các thiết bị đo nồng độ hơi sản phẩm trong khu vực bồn
chứa.
Các thiết bị phụ trợ lắp đặt vào bồn có thể dùng phương pháp hàn hay ren.
Thường đối với các lỗ có đường kính nhỏ ta thường dùng phương pháp ren vì
dễ dàng trong công việc lắp đặt cũng như trong công việc sửa chữa khi thiết
bị có sự cố.
Khi tạo lỗ trên bồn chứa cần chú ý đến khoảng cách giữa các lỗ thùng như
việc tăng cứng cho lỗ.
1.3.7. Xác định tác động từ bên ngoài.
Các tác động bên ngoài bao gồm:
Tác động của gió: Gió có thể tác động đến bồn, ảnh hưởng tới độ ổn định
của bồn, làm cho bể bị uốn cong hay tác động đến hình dáng bồn. Tuy nhiên
với bể cao áp, do hình dáng cũng như cách đặt bẻ nên ảnh hưởng của gió tác
động lên bồn thấp. Ảnh hưởng của gió có thể bỏ qua nếu như ta xây tường
bảo vệ hoặc đặt bồn ở vị trí kín gió.
12


Tác động của động đất: Đây là một tác động hi hữu, không có phương
án để chống lại. Tuy nhiên khi xét đến phương án này, ta chỉ dự đoán và đảm
bảo cho các sản phẩm ko bị thất thoát ra ngoài, nhưng việc này cũng ko thể
chắc chắn được. Phần lớn các tác động này không thể tính toán được vì sự
phức tạp của động đất. Tác động này gây ra hiện tượng trượt bồn ra khỏi chân
đỡ, cong bồn, gãy bồn. Tốt nhất ta nên chọn khu vực ổn định về địa chất để
xây dựng.
1.3.8. Các thông số cần thiết trong tính toán thiết bị
 Nhiệt độ làm việc, nhiệt độ tính toán
-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:
+ Khi nhiệt độ làm việc nhỏ hơn 250 0C thì lấy nhiệt độ tính toán bằng
nhiệt độ làm việc lớn nhất
+ Khi nhiệt độ môi trường tiếp xúc với các chi tiết của thiết bị lớn hơn
2500C thì nhiệt độ tính toán lấy bằng nhiệt độ môi trường cộng thêm 500C.
- Nếu thiết bị có lớp bọc cách điện thì nhiệt độ tính toán bằng nhiệt độ ở
bề mặt lớp cách điện tiếp xúc với chi tiết đó cộng thêm 200C.
 Áp suất làm việc, áp suất tính toán, áp suất gọi và áp suất thử
Áp suất là một đại lượng chủ yếu khi tính toán độ bền các thiết bị làm
việc với áp suất môi trường ở bên trong thiết bị là áp suất dư (> 1at). Người ta
chia ra 4 loại áp suất:
- 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.
- Áp suất tính toán là áp suất của môi trường trong thiết bị, được dùng
làm số liệu tính toán thiết bị theo độ bền và độ ổn định. Thường áp suất tính
13


toán được lấy bằng áp suất làm việc; nhưng đối với các thiết bị chứa và các
thiết bị dùng để chế biến môi trường cháy nổ thì phải chọn áp suất tính toán
theo các sổ tay kĩ thuật. Chú ý: Khi áp suất thủy tĩnh của môi trường trong
thiết bị bằng 5% áp suất làm việc trở lên thì áp suất tính toán bằng áp suất làm
việc cộng áp suất thủy tĩnh.
- Áp suất gọi là áp suất cực đại cho phép môi trường chứa trong thiết bị
được đạt tới khi sử dụng thiết bị (không kể áp suất thủy tĩnh của cột chất lỏng)
ở nhiệt độ của thành thiết bị là 20 0C. Nếu nhiệt độ thành thiết bị cao hơn
200C, thì áp suất gọi cũng giảm tương ứng, tỉ lệ với sự giảm ứng suất cho
phép ở nhiệt độ này của vật liệu chế tạo thiết bị.
- Áp suất thử là áp suất dùng để thử độ bền và độ kín của thiết bị. Giá trị

áp suất thử thường lấy bằng 1,5 lần áp suất tính toán hoặc tra trong sổ tay kĩ
thuật.
 Các hệ số hiệu chỉnh
Hệ số hiệu chỉnh ứng suất: 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:
( =
Trong đó :
là hệ số hiệu chỉnh , xác định theo điều kiện làm việc của thiết bị, thường
= 0,9 – 1,0
( là ứng suất cho phép tiêu chuẩn
1.4. Tổng quan về hệ thống kho chứadầu DO
1.4.1. Tổng quan về nhà kho
Ta có bảng phân cấp kho như sau:

14


Cấp kho

Dung tích toàn kho, m3

I

Lớn hơn 100.000

II

III

IIA

Lớn hơn 50.000 đến 100.000

IIB

Từ 30.000 đến 50.000

IIIA

Từ 10.000 đến nhỏ hơn 30.000

IIIB

Nhỏ hơn 10.000
Bảng 1.1: Bảng phân cấp kho

Như vậy với dung tích chứa toàn kho là 10.000 theo bảng phân cấp kho
thuốc cấp kho IIIA.
Khoảng cách an toàn từ bể nổi chứa dầu DO đến nhà và công trình trong
kho được bố trí dựa trên bảng 4 (TCVN 5307 -200)
Các ngôi nhà và công trình trong kho nên bố trí theo từng khu chức năng
theo bảng sau:

15


Tên khu vực

Tên các ngôi nhà và công trình bố trí trong khu vực

1. Khu vực xuất

Công trình xuất nhập đường sắt, trạm bơm, máy nén

nhập bằng đường sắt khí, bể hứng dầu, nhà kho phuy, phòng làm việc cho
công nhân và các công trình khác liên quan đến việc xuất
nhập bằng đường sắt.
2. Khu vực xuất

Bến cảng xuất nhập, trạm bơm, nhà hoá nghiệm,

nhập bằng đường thuỷ phòng làm việc, và các công trình khác liên quan đến
xuất nhập đường thuỷ.
3. Khu vực bể
chứa DM&SPDM
4. Khu vực xuất

Bể chứa DM&SPDM, bể tập trung hơi, thiết bị hâm
nóng sản phẩm cho bể, trạm bơm, máy nén khí
Nhà đóng dầu ô tô xitec, nhà đóng phuy và các thùng

nhập đường bộ, cácchứa khác, kho phuy, bãi phuy, trạm bơm, thiết bị lọc,
hạng mục phục vụ sảntrạm cân
xuất
5. Các ngôi nhà

Xưởng cơ khí, xưởng sửa chữa và súc rửa phuy, trạm

và công trình phụ trợphát điện, trạm biến thế, trạm cấp nhiệt, kho nguyên liệu,

khác

nhà hoá nghiệm và các công trình phục vụ khác.

6. Khu vực văn

Nhà văn phòng, ga ra, thường trực bảo vệ v.v…

phòng
Bảng 1.2: Bảng phân khu chức năng các hạng mục trong kho

16


1.4.2. Tổng quan các thiết bị trong kho chứa dầu DO
1. Bể chứa
 Cấu tạo bể chứa:
- Trên bể có 1 van thở, 1 cửa sáng, 1 cửa đo, 1 van nhập, 1 van xuất và 1
van xả đáy.
- Bể có hệ thống PCCC chạy từ dưới lên đến mái bể, và có cầu thang đi từ
dưới lên mái bể.
 Các bộ phận chính của bể
- Mái bể: Được tính toán theo tiêu chuẩn API-650 và tiêu chuẩn về kết
cấu thép.
- Thân bể: Được tính toán theo tiêu chuẩn API-650.
- Đáy bể: Được chọn theo cấu tạo, đủ để đảm bảo chống ăn mòn và thi
công hàn.
- Móng bể: Được tính toán theo tiêu chuẩn Bê tông cốt thép.
Các tiêu chuẩn áp dụng:
+ TCVN 2737-1995: Tiêu chuẩn tải trọng và tác động.

+ TCXDVN 5574-2012: Kết cấu bê tông cốt thép - Tiêu chuẩn thiết kế
+ TCXDVN 5575-2012: Kết cấu thép – Tiêu chuẩn thiết kế
+ API – 650-2013: Welded Tanks for Oil Storage
 Các chi tiết và thiết bị phụ trợ bể chứa
- Cửa người (hole man)
Mỗi bồn chứa có 1-2 cửa người lắp đặt trên thành bồn, được chế tạo cùng
loại vật liệu với thân bồn. Cửa người được thiết kế để thuận lợi thao tác vệ
sinh, cũng như sửa chữa bồn. Cửa người thường được sử dụng có sẵn trong ba
kích cỡ với đường kính danh nghĩa (Nominal diameter DN) là: DN500,
DN600, DN750.
- Van thở
Van thở cho bể mái cố định được tính toán phù hợp với điều kiện làm việc
của bể. Các van thở phải lắp thiết bị ngăn lửa và phải tính đến trở lực của thiết
17


bị ngăn lửa và các yếu tố khác gây nguy hiểm cho bể chứa. Thông hơi khẩn
cấp cho bể mái cố định bằng cách lắp đặt van an toàn khẩn cấp trên mái bể tự
mở khi áp suất trong bể vượt quá giá trị an toàn.
- Cửa ánh sáng
Cửa ánh sáng nhằm mục đích để ánh sáng chiếu vào trong bể tạo điều
kiên thuận lợi thao tác vệ sinh, cũng như sửa chữa bể chứa.
Thông thường có đường kính danh nghĩa (Nominal diameter DN) là:
DN500.
- Lỗ đo mức và lấy mẫu
Lỗ đo mức thủ công phải có nắp kín hơi, thường lắp trên mái cách thành
bể tầm 1,2m và có đường kính danh nghĩa (Nominal diameter DN) là:
DN150.
- Cửa xuất
Trên thân bể bố trí một cổng 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.
- 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 xả 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.
- Cửa tháo nước
Trong quá trình tồn trữ bể có thể có nước, do nước lẫn trong nhiên liệu
nhập vào bể, khi lượng nước có trong bể đo được quá mức cho phép, sẽ tiến
hành xả nước thông qua cửa tháo nước. Chọn cửa tháo nước có đường kính
danh nghĩa (Nominal diameter DN) là: DN 200.
- Cầu thang

18


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 quy phạm API – 650
Bản đồ án này thiết kế cầu thang với các kích thước cơ bản sau:
Kích thước

Cấu kiện

(mm)

Chiều rộng cầu thang
Chiều cao của bậc cầu
thang
Độ dốc cầu thang

800
25
45

- Lan can trên mái
Thông thường lan can sẽ có chiều cao từ 800 – 1000 mm.
Bản đồ án này chọn lan can có chiều cao là 1000 mm.
- Hệ thống chống tĩnh điện
Do các sản phảm dầu khí trong quá trình tồn trữ sẽ xuất hiện các phần tử
tích điện, khi sự tích điện này đủ lớn sẽ gây ra hiện tượng phóng điện gây ra
sự cháy nổ rất nguy hiểm. Để tránh hiện tượng phóng điện trong quá trình tồn
trữ ta cần phải dùng biện pháp nối đất thiết bị bằng những cọc tiếp đất.
- Hệ thống phòng cháy chữa cháy:
Cột thu lôi:
Lắp đặt các cột thu lôi trong khu vực bồn chứa để phòng sét, các cột thu
lôi này phải đủ cao và bố trí đều trong khu vực. Sử dụng các thiết bị chuyên
dùng trong thao tác tránh tích điện gây cháy nổ.Trên bể bố trí 4 cọc thu lôi.
Hệ thống lăng phun bọt:

19


Hình 1.1: Hệ thống lăng phun bọt
Lăng phun bọt thường lắp đặt ở tầng trên cùng của thành bể và được nối
với hệ thống bơm cố định của tổng kho.

2. Bơm
- Bơm trục vít
Bơm trục vít được sử dụng khi bơm các sản phẩm vài bồn có áp lực lớn
và tránh tạo tia lửa điện. Bơm có thể có một, hai, hoặc ba trục vít đặt ở vị trí
nằm ngang hoặc thẳng đứng. Loại bơm ba trục vít thì trục giữa là trục dẫn và
hai trục bên là trục bị dẫn. Khi làm việc bình thường trục dẫn không truyền
momen xoắn cho các trục bị dẫn mà các trục này xoay dưới áp suất chất lỏng.
Các trục bị dẫn chỉ có tác dụng bít kín.
- Bơm cánh gạt
Bơm cánh gạt là loại bơm dùng rộng rãi nhất sau bơm bánh răng và chủ
yếu dùng ở hệ thống dầu ép có áp suất thấp, áp suất trung bình. So với bơm
bánh răng, bơm cánh gạt bảo đảm cung cấp một lưu lượng đều hơn, hiệu suất
thể tích cao hơn. Do đó rất thích hợp trong các hệ thống cung cấp dầu ép cho
các máy công cụ.
Bơm cánh gạt được chia làm 2 loại:
-

Bơm cánh gạt tác dụng đơn: là loại bơm khi trục quay một vòng, nó thực
20


hiện một chu kỳ làm việc bao gồm một lần hút và một lần nén. Bơm cánh gạt
đơn được chế tạo với lưu lượng cố định hoặc lưu lượng điều chỉnh.
Cấu tạo của bơm cánh gạt tác dụng đơn gồm có một vỏ hình trụ trong đó
có rotor. Tâm của vỏ và rotor lệch nhau một khoảng là e. Trên rotor có các
bản phẳng. Khi rotor quay, các bản phẳng này trượt trong các rãnh và gạt chất
lỏng nên gọi là cánh gạt. Phần không gian giới hạn bởi vỏ bơm và rotor gọi là
thể tích làm việc.

Hình 1.2: Bơm cánh gạt

Với cấu tạo của bơm cánh gạt đơn như trên, một vòng quay máy thể hiện một
lần hút và một lần đẩy. Bơm càng nhiều cánh gạt thì lưu lượng càng đều,
thông thường số cánh gạt có từ 12 cánh.
-

Bơm cánh gạt tác dụng kép: Bơm cánh gạt kép là khi trục quay một

vòng, thể tích giữa các cánh gạt có hai lần tăng và hai lần giảm tức là hút hai
lần, nén 2 lần.
Cấu tạo của bơm cánh gạt tác dụng kép gần giống với bơm cánh gạt đơn,
chỉ khác ở cấu tạo vỏ bơm:
+ Mặt trong của vỏ bơm không phải là mặt trụ
+Tâm của rotor trùng với tâm của vỏ
+Bơm có hai khoang hút và hai khoang đẩy

21


Trong một chu kỳ làm việc, bơm phải thực hiện được hai lần hút và hai
lần đẩy nên gọi là bơm tác dụng kép. Vì khoang hút và khoang đẩy bố trí đối
xứng nhau qua tâm nên giảm được tải trọng trên trục rotor rất nhiều. Để tăng
chiều dài khe hẹp, giảm lực dẫn tác động đến các cánh gạt và để cánh gạt
trượt được dễ dàng, trong các rãnh của rotor, người ta bố trí các cánh gạt nằm
nghiêng so với phương hướng kính một góc a = 6 đến 13 độ. Kết cấu của bơm
đối xứng nên lực tác dụng lên trục được cân bằng hơn bơm cánh gạt đơn, có
thể sử dụng trong hệ thống áp suất cao. Lưu lượng của bơm được chế tạo từ 5
đến 200 lít/ phút, áp suất có thể đạt 125 bar.
3. Đường ống
- Ống nhập: Dùng để nhập dầu từ cảng vào các bồn bể chứa trong kho.

Ống nhập được làm từ thép hợp kim có lớp sơn phủ chống ăn mòn. Trên hệ
thống đường ống có các van an toàn cũng như các van chặn để phòng ngừa và
ngăn chặn khi có sự cố xảy ra.
Hệ thống ống nhập được chạy ngầm từ cảng vào kho và được nối với đáy
bể chứa. Khi bơm nguyên liệu thì nguyên liệu sẽ đi từ dưới bể chứa lên để
tránh hiện tượng tạo bọt làm sai thể tích và để xăng ổn định nhanh hơn.
- Ống xuất: được dùng để dẫn xăng từ bể chứa đến các xe bồn, xitec.
Ống xuất được làm từ thép hợp kim có lớp sơn phủ chống ăn mòn.
Trên các ống xuất có các hệ thống van an toàn và van 1 chiều.
Hệ thống ống xuất có các ống hồi lưu lại bể chứa để đảm bảo vận tốc
thích hợp của nguyên liệu chạy trong ống cũng như phòng ngừa sự cố có thể
xảy ra.
Những yêu cầu và lựa chọn cơ bản trong thiết kế đường ống


Yêu cầu cơ bản của đường ống dẫn chính
Việc chọn hướng tuyến phải dựa vào các tiêu chuẩn tối ưu về các mặt sau:
+ Chi phí vốn đầu tư, chi phí sử dụng tối ưu.
+ Khối lượng vật từ thiết bị đường ống tối ưu

22


+ Thời gian thi công nhanh nhất
+ Việc vận hành và sửa chữa sau này dễ dàng.
- Tận dụng các đường sẵn có, chỉ cho phép xây dựng đường mới phục vụ
cho thi công và vận hành khi có luận chứng kinh tế kĩ thuật xác đáng và được
Bộ duyệt.
- Đặt đường ống dẫn chính phải tính đến khả năng mở rộng sau này của
thành phố, khu công nghiệp trong thời gian tuổi thọ của đường ống.

- Không được đặt đường ống chính trong đường hầm của ôtô, đường sắt,
đường cáp điện, đường điện thoại, đường ống dẫn các loại vật liệu khác.
- Không được đặt đường ống dẫn chính trong cùng một hào với các
đường cáp ngầm dẫn điện, điện thoại và các đường ống dẫn các loại vật liệu
khác.


Lựa chọn kích thước ống
Các yếu tố cần được xem xét trong lựa chọn kích thước tuyến ống là:
- Năng suất thiết kế
- Năng suất ngẫu nhiên
- Vận tốc sản phẩm.
- Tuổi thọ làm việc của áp suất giếng.
- Sự tối ưu hóa các yếu tố đường kính, áp suất, bề dày ống.
Các yêu cầu về thủy lực dòng chảy và tồn trữ của sản phẩm sẽ được sử

dụng trong việc đánh giá sơ bộ đường ống kính.
 Lựa chọn vật liệu
Sự rò rỉ từ các đường ống là điều không thể chấp nhận cả về yếu tố
thương mại lẫn yếu tố an toàn và ô nhiễm môi trường. Điều này dẫn đến việc
vận chuyển các lưu chất như vậy đòi hỏi hệ thống đường ống phải có sự đồng
bộ cao nhất, có khả năng chịu được áp suất thích hợp mà không có nguy cơ
hư hỏng.

23


Để trợ giúp người thiết kế trong quá trình lựa chọn vật liệu, các tiêu chuẩn
công nghiệp đã được tạo ra theo phân loại vật liệu và quá trình sản xuất để
đáp ứng các yêu cầu phẩm chất hoạt động, các mức độ chấp nhận được, độ

bền, kiểm soát dung sai và kích thước … Ngoài ra, hàng loạt các tiêu chuẩn
kỹ thuật công nghệ cũng được hỗ trợ nhằm phát triển và hoàn thiện các tiêu
chuẩn công nghiệp để thỏa mãn các yêu cầu cụ thể trong công nghiệp dầu khí.
Các tiêu chuẩn kỹ thuật công nghệ xác định các yêu cầu kỹ thụât trong quá
trình thiết kế, mua bán và lắp đặt các thiết bị phụ tùng đường ống khác nhau.
Các yêu cầu về hiệu quả cần phải được lựa chọn đối với vật liệu và
phương pháp hàn. Sự hiểu biết thấu đáo về ảnh hưởng của các tiêu chuẩn thiết
kế đối với hệ thống đường ống cuối cùng là rất cần thiết. Từ đây, các tính chất
cơ học và hóa học, dung sai kích thước có thể được xác lập. Các yêu cầu đặc
biệt đối với hệ thống như khả năng chống ăn mòn và các yêu cầu về lắp đặt,
xây lắp cũng ảnh hưởng đến quá trình thiết kế khái niệm.
Thường ống được chế tạo bằng thép, tuy nhiên việc sự lựa chọn bị hạn
chế do các chủng loại thép được sử dụng để thỏa mãn các yêu cầu kỹ thuật.
Sự lựa chọn thép thông thường có xu hướng chọn sản phẩm có chỉ tiêu kỹ
thuật cao hơn vì lý do kinh tế.
Khi cần phải hoàn thiện hơn các đặt tính kỹ thuật của ống thép cacbon.
Có thể sử dụng thép không rỉ, ống có bọc ngoài hoặc lót bên trong. Các vật
liệu đặc biệt như vậy hiện nay giá thành còn khá cao so với thép cacbon, tuy
nhiên khi kỹ thụât sản xuất trở nên tiên tiến hơn thì giá thành của chúng có
thể giảm.
Các vật liệu phi kim loại và composite đã được sản xuất cho công nghiệp
dầu khí ở dạng các ống dẻo và các ống có lót nhiều lớp polime. Việc sử dụng
các ống được làm hoàn toàn từ vật liệu polime đã rất phổ biến đối với các hệ
phân phối khí áp suất thấp

24




Lựa chọn bề dày ống
Các tiêu chuẩn thiết kế của các quốc gia khác nhau đưa ra các tiêu chuẩn

kỹ thuật khác nhau cho việc lựa chọn bề dày ống vận hành có áp suất. Khi lựa
chọn các loại ống sử dụng cho các nhu cầu đặc biệt, cần phải quan tâm đến
hiện tượng tăng áp đột ngột, đặc biệt trong trường hợp trong hệ thống không
có thiết bị xử lý hiện tượng này.
Các yếu tố ảnh hưởng đến bề dày ống.
- Áp suất thiết kế
- Nhiệt độ thiết kế
- Ăn mòn
- Phương pháp lắp đặt
- Độ ổn định
- Tuổi thọ thiết kế của hệ thống đường ống
Các điều kiện vận hành về áp suất cũng có tác động đến việc chọn ứng
suất bền của vật liệu theo yêu cầu bề dày ống.
Có sự khác nhau về mặt sử dụng đường ống đất liền do công tác sửa chữa
dễ dàng hơn và ít tốn kém hơn so với môi trường ngoài khơi. Ở môi trường
ngoài khơi, xu hướng chung là thực hiện các tính toán thận trọng đối với các
yêu cầu cho bề dày ống. Tuy nhiên cũng phải cẩn thận trong trường hợp
đường ống đất liền khi lựa chọn tuyến ống và nghiên cứu độ gần nhau tại các
vị trí đặc biệt. Ví dụ cho trường hợp này là bề dày ống tại trung tâm dân cư và
trên các nông trại phải có khả năng chịu được các va chạm cơ học với các
thiết bị đào đất.
Nếu ống có đường kính lớn thì quá trình thiết kế ống cần phải xem xét
cẩn thận các ngoại lực tác động lên ống, cũng như kiểm soát cẩn thận quá
trình lấp ống. Điều này đặc biệt quan trọng đối với ống mỏng chịu áp suất cửa
đất mà không bị ảnh hưởng về độ tròn và tính toàn vẹn của cấu trúc. Các ống
thép có tỷ lệ đường kính/ bề dày vượt quá 96 phải được kiểm soát cẩn thận.

25