Tính Toán Thiết Kế Bể Chứa Lpg - Tài Liệu Text - 123doc

Có thể bạn quan tâm

Tải bản đầy đủ (.doc) (32 trang)

Trang chủ

Kỹ thuật

Hóa dầu

Tính toán thiết kế bể chứa lpg

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (201.83 KB, 32 trang )

   LPG là tên viết tắt của khí dầu mỏ hóa lỏng (Liquified PetroliumGas). LPG là sản phẩm thu được từ quá trình khai thác dầu mỏ (khí đồnghành), hoặc từ các mỏ khí thiên nhiên bao gồm các loại hydrocacbon khácnhau, 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 sovới các quá trình tách triệt để. Thông thường người ta chỉ tách riêng metanthuần độ cao làm nguyên liệu sản xuất methanol, còn metan lẫn etan làmkhí đốt công nghiệp, gia dụng, phát điện hoặc cho xuất khẩu theo đườngống dẫn khí, hoặc tách metan, etan cho sản xuất ammoniac, urê, còn phầnhoá 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 trởthành loại nhiên liệu không thể thiếu được đối với mỗi quốc gia, đặc biệtvới các nước có nền công nghiệp phát triển. LPG được sản xuất mạnh ởnhững 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 ởtrạng 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 trongmà hoàn toàn phụ thuộc vào nhiệt độ bên ngoài. Chất lỏng nằm dưới phầnđáy và hơi nước nằm trên cùng của bình chứa, nghĩa là khoảng trên mứcchất lỏng. Thông thường các loại bình chứa chỉ chứa khí lỏng tối đa khoảng80 ÷ 95 % thể tích bình, thể tích còn lại dành cho phần hơi có thể giãn nởkhi nhiệt độ tăng. 11   Thành phần hóa học chủ yếu của LPG là các hydrocacbon dạngparafin có công thức chung là CnH2n+2. LPG là hỗn hợp nhất định của cáchydrocacbon như: Propan (C3H8), Propylen (C3H6), Butan (C4H10),Butylen(C4H8). Tuy nhiên vẫn có khả năng xuất hiện vết của etan,etylenhoặc pentan trong LPG thương mại. Butadien 1,3 có thể xuất hiện nhưngkhông 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 đượcbằng khứu giác. Sản phẩm LPG cũng có thể có hydrocacbon dạng olefin haykhông có olefin phụ thuộc vào phương pháp chế biến. !"#$%&'( )*+,- ./&' &' 01+2 -2  . Điểm sôi 760mmHg0C -42 đến -45 -0,5 đến -0,2Nhiệt bốc cháy0C 520 500Tỷ trọng so với không khí1,4 đến 1,52 1,9 đến 2,01Khối lượng riêngKg/m31,83 2,46Nhiệt dung riêngBtu/1b0FkJ/kg0C0,62,5120,572,386Ân nhiệt bay hơiKJ/kg 358,2 372,2Áp suất hơi tại:150C200C250CBar6,5919,60,82,75722Nhiệt trị toàn phầnKcal/kg 12000 11800Nhiệt trị tối thiểuKcal/kg 11000 11900Tỉ lệ thể tích khíLít/lít 275 235Giới hạn cháy nổ dưói với không khí%V2 1,8Nhiệt độ cháy với không khí0C 1967 1973Nhiệt cháy với 0xi 0C 2900 2904Thể tích riêng ở15,60CLít/tấn 1957-2019 1723-1760Lượng không khí cần đốt cháy 1m3 khíM325 Từ bảng trên ta thấy rằng, ở thể lỏng cũng như ở thể khí Butan đềunặng hơn Propan nhưng với cùng một trọng lượng thì Propan tạo ra thể khílớn hơn so với Butan.!3$%456 Hệ số dãn nở khối của LPG là lượng thể tích tăng lên khi nhiệt độcủa vật chất tăng lên 10C. Sự dãn nở nhiệt của LPG rất lớn ( gấp 15 ÷ 20 lần so với nước vàlớn 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 cókhông gian cho LPG lỏng dãn nở khi nhiệt độ tăng lên. Do hệ số dãn nở của LPG lớn nên đòi hỏi:33 * Phải giữ khoảng trống phù hợp trong các bồn chứa, bình chứa; lắp đặtcác van an toàn cho bồn chứa, các ống dẫn. * Đo một cách chính xác nhiệt độ sản phẩm trong kho chứa chứa để khivận 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 gấp23 lần đối với propan và gấp 33 lần đối với butan. Đồng thời phản ứng sinhra lượng CO2 gấp từ 3 – 4 lần thể tích khí đốt. Điều này rất quan trọng vì đểlường trước được khả năng thiếu oxy bão hoà CO2 đột ngột trước khi đốtLPG trong không gian khí.!!;< : Ân nhiệt của chất lỏng là lượng nhiệt cần hấp thụ để bay hơi hoàntoàn một đơn vị khối lượng chất lỏng đó. Điều này đúng với cả khí hoálỏng và đúng với cả nước, nếu không có nhiệt cung cấp bên ngoài thì chấtlỏng không bay hơi được. Khi chất lỏng lạnh dần xuống thì sự bay hơi cóthể chậm lại hay dừng hẳn. Như vậy LPG lỏng đựng trong bình kín có mộtlượng khí thoát ra từ bình chứa tương ứng với lượng hơi được tạo ra do sựcung cấp nhiệt ở điều kiện áp suất khí quyển. !=>-? Tỷ trọng thể lỏng : ở điều kiện 15oC, 760mmHg ,tỷ trọng củapropan là 0,51 ; còn butan là 0,575. Propan và butan nhẹ hơn nước nên nónổi lên trên mặt nước. Tỷ trọng thể hơi : ở điều kiện 15oC, 760mmHg, tỷ trọng của propanhơi bằng 1,52 và butan hơi bằng 2,01. Như vậy ở thể hơi, tỷ trọng của LPGgấp 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 antoàn khi có rò rỉ cần tạo điều kiện thông thoáng phần dưới không gian sử dụng hoặc chứa LPG.44 !@A$'<522 LPG có áp suất hơi bão hoà cao hơn áp suất khí quyển, nên ở điềukiện 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 dạnglỏng và có thể tích nhỏ hơn rất nhiều lần so với dạng hơi, điều này thuận lợicho việc vận chuyển và tàng trữ. LPG chứa trong bình kín có thể làm tăng áp suất của bình do tínhchất dễ bay hơi của nó. Nhiệt độ môi trường quá thấp có thể làm giảm ápsuất hơi dưới mức áp suất khí quyển. Áp suất hơi bão hòa của LPG phụ thuộc vào nhiệt độ bên ngoài củathiết bị và tỷ lệ thành phần Butan/ propan. LPG với thành phần 70% butan và 30% propan có áp suất hơi bãohòa là 6 kg/ cm2. Ở cùng điều kiện nhiệt độ, khi thay đổi thành phần hỗnhợp , 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, ápsuất và thành phần. Vùng cháy nổ có giới hạn trên và giới hạn dưới vềnồng độ. Giới hạn dưới ứng với nồng độ nhiên liệu tối thiểu trong hỗn hợpmà ở đó hỗn hợp cháy khi gặp lửa. Giới hạn trên ứng với nồng độ cực đạicủa nhiên liệu để nhiên liệu cháy khi gặp lửa. Nếu quá giới hạn trên hỗnhợp không cháy nổ vì thiếu oxy, còn thấp hơn giới hạn dưới hỗn hợp quánghèo nhiên liệu phản ứng cháy không xảy ra được. Giới hạn cháy nổ đượcthể hiện ở bảng sau :./C:D C4 C-E55FGH&I FGH&IPropan thương phẩm 2,2 10,0Butan thương phẩm 1,8 9,0Khí than metan 5,0 40,0Khí thiên nhiên 5,0 15,0 Đối với LPG để đốt cháy và phát nổ nếu được trộn lẫn với không khítheo 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 lớnvà tương đối sạch không để lại tạp chất../!7:-1 K/L7+#:)' M898&F2I7-1F8 )M8I' 7N'!3O1967 22000 11000!3B2050=3P1973 11800 10900=3O2033!O7+#Q<R: Nhiệt độ tự bắt cháy là nhiệt độ mà tại đó phản ứng cháy tự xảy rađối với hỗn hợp không khí, nhiên liệu ( hoặc oxy/ nhiên liệu). Nhiệt độ bắtcháy tối thiểu phụ thuộc vào thiết bị thử, tỷ lệ không khí/ nhiên liệu, áp suấthỗn hợp../=7+#Q<R: #$%)2CE)C$'8&S:HK%TQ7E) 7+#:%HF2I-289 -2UV:668& FUI1 Propan 400 – 580 470 – 5752 Butan 410 – 550 280 – 5503 Acetylen 305 – 500 295 – 4404 Hydro 550 – 590 5605 Dầu DO 250 – 340 >2406 Xăng 280 – 430 >2407 Dầu hỏa >250 >2408 Metan 630 – 750=T4WS -?  Thành phần chủ yếu của LPG là propan và butan, được sản xuất bằngcách nén khí đồng hành hoặc khí từ các quá trình chế biến dầu mỏ ở cácnhà máy lọc dầu. Việc ứng dụng LPG thương phẩm thường phân chiathành loại chính :- Propan thương phẩm : làm nhiên liệu cho động cơ hoạt động ở nhữngđiều 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 trungbình.- Propan chuyên dùng : Là sản phẩm có chất lượng cao sử dụng trong cácđộng 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 hỏitrung bình. Hỗn hợp propan – butan là thích hợp cho việc chế biến thành sảnphẩm khí đốt gia dụng vì chúng có áp suất hơi bão hoà và nhiệt độ bay hơithích hợp trong các điều kiện sinh hoạt cụ thể. LPG có nhiệt cháy cao mặc dù tỷ trọng butan lớn hơn tỷ trọng propannhưng 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 lítxăng.77 Với những đặc tính trên, LPG được sử dụng rất rộng rãi trong mọilĩnh vực của đời sống. Một cách tương đối có thể phân chia các ứng dụng củaLPG như sau :- KX4W-24Y4WSử dụng trong nấu nướng, thay thế điệntrong các bình nước nóng, ứng dụng trong các hệ thống sưởi ấm nhà, chiếusáng, giặt là.- KX4W-2CSử dụng trong các bếp công nghiệp, lònướng, đun nước nóng trong các nhà hàng, trong công nghiệp chế biến thựcphẩm.- KX4W-29Sử dụng trong công nghiệp gia côngkim 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, đốtcỏ…- KX4W-2 29Là nhiên liệu lý tưởng thay thế chođộng cơ đốt trong vì trị số ốc tan cao, giá thành rẻ, ít gây ô nhiễm môitrường, đơn giản hóa cấu tạo động cơ. Nó làm giảm đáng kể sự thoát khí ởxe tải, làm nhiên liệu đốt trong thay xăng cho các xe du lịch, xe taxi. Ở mộtsố nước tiên tiến dùng LPG hoá lỏng thay xăng pha chế vừa hạn chế độchại trong sử dụng đối với con người, vừa kinh tế.- KX4W-2924 : LPG được sử dụng trongtinh chế và công nghiệp hoá dầu. Trong tinh chế, butan dùng để sản xuấtdầu nhờn, n- butan thêm vào để tăng tính bay hơi và chỉ số octan của nhiênliệu. Một trong những ứng dụng quan trọng khác của LPG là sử dụng làmnguyên liệu hoá học để tạo ra những polyme trung gian như : polyetylen,polyvinyl clorua, polypropylen và một số chất khác. Đặc biệt để sản xuấtMTBE là chất làm tăng trị số octan thay thế cho hợp chất pha chì trongxăng đã phát triển trong một vài năm gần đây.88- KX4W2:+Dùng LPG chạy các tuabin để sảnxuất ra điện phục vụ cho các ngành công nghiệp khác đem lại hiệu quả kinhtế cao và vốn đầu tư xây dựng ban đầu đối với công nghệ này là thấp hơnso 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 1000F,nhiệtđộ bình thường 250C, áp suất 1Bar thì LPG tồn tại ở dạng khí,chúng có thểhóa lỏng bằng cách làm lạnh dưới nhiệt độ điểm sôi ( áp suất thường ) haynén trên áp suất hơi bão hòa. Nhưng các chất khí hóa lỏng này sẽ hóa hơingay sau khi thoát ra ngoài ở nhiệt độ thường. Tính chất này cho phép tavận chuyển, tàng trữ LPG dưới dạng lỏng nhưng sử dụng chúng dưới dạngkhí. Propan và butan đều có nhiệt độ điểm sôi thấp (đối với butan là +320Fcòn đối với propan là -440F). Nhiệt độ này đặt biệt quan trọng trong việclựa chọn vật liệu chế tạo bồn chứa và trong việc thiết lập đập chống lanchất lỏng khi xảy ra sự cố. Khi tồn tại ở trạng thái lỏng thì tỉ trọng của LPG chỉ bằng ½ so với tỉtrọng của nước nước luôn luôn nằm phía đáy của bồn. Tính chất này đượcứng dụng khi thiết kế đường ống xả nước cho bồn. Khi LPG thoát ra ngoàimôi trường ở dạng hơi thì chúng đều nặng hơn không khí, vì vậy chúngkhông bay lên cao mà ở rất thấp gần mặt đất và khả năng khuyết tán chậmhơn các khí nhẹ hơn. Tính chất này đặt biệt quan trọng trong phòng chốngchay nổ, kiểm soát sự rò rỉ khí ra ngoài. LPG tinh khiết không gây ăn mòn đối với thép và các hợp kim củađồng. Tuy nhiên khi có hợp chất bẩn khác trong thành phần sẽ gây ăn mònlớn. LPG không màu, không mùi nên để kiểm tra phát hiện rò rỉ ra môitrường ngoài phải thêm chất tạo mùi cho khí.99B9$/V' Sau khi dầu thô được làm ổn định – phân ly thì trong quá trình vậnchuyển đến nhà máy tinh chế, những lượng nhỏ quan trọng của LPG vàthành phần nhẹ hơn (metan,etan)còn ở trong dầu được đưa đến nhà máytinh luyện. Tại đây dầu thô được đưa đến tháp chưng cất phân đoạn. Khíthuộc thành phần nhẹ được tạo ra là sản phẩm đầu từ cột cất phân đoạn baogồm LPG, etan, metan. Những thành phần còn lại bao gồm các phần nặngnhư : dầu mỏ, phần cặn. LPG và những phần nhẹ hơn thu được từ thành phần trực tiếp của dầuthô và từ thành phần những sản phẩm của các quá trình biến đổi tinh chếkhác nhau như: cracking, cracking xúc tác, hydrocracking, ankyl hoá. Tuỳ thuộc vào từng trường hợp mà ta áp dụng các phương pháp sảnxuất thu hồi LPG ở trong các nhà máy chế biến khí hay nhà máy tinh chếnhư : phương pháp nén, phương pháp làm lạnh, phương pháp hấp thụ, hấpphụ…. 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 lícủa hỗn hợp khí, mức độ phát triển của công nghệ chế biến khí và nhữngnhu cầu của nền kinh tế đối với sản phẩm. Công nghệ được lựa chọn đặcbiệt quan trọng và phụ thuộc vào hàng loạt yếu tố như : chất lượng nguyênliệu khí, các thông số công nghệ, các yếu tố ảnh hưởng, chu trình làmlạnh…. Sau khi thu được khí qua các công đoạn như thu gom, xử lí, tách cácthành phần khí bằng các cách khác nhau. Cuối cùng là công đoạn pha trộnthành phần LPG để tạo ra sản phẩm LPG.1010 Công đoạn pha trộn là công đoạn đơn giản nhất trong các công đoạn sảnxuất LPG. Tuỳ theo nhu cầu thị trường về tiêu thụ sản phẩm LPG mà cácnhà sản xuất sau khi đã có thành phần khí C3 và C4 riêng biệt sẽ đem trộnlẫn chúng với nhau theo 1 tỉ lệ thích hợp làm sao đáp ứng tốt về nhiệt trịcũng như tính an toàn. Trong quá trình pha trộn thành phần LPG thì chế độcông nghệ phụ thuộc vào tỉ lệ cấu tử chính là butan và propan cũng nhưnăng suất thiết bị. Tuỳ theo mục đích sử dụng mà người ta dùng các loạimáy 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 tồnchứa 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 năngchứa 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. Bểchứa áp lực thấp thường được dùng để chứa các chất lỏng dễ bay hơi như:1111dầu, xăng…Trong thực tế thường có bể áp lực thấp như sau:Bể chứa trụ đứng mái tĩnhBể chứa trụ đứng mái phaoBể chứa trụ ngang.HT -W+T] Bể chứa trụ đứng mái tĩnh có thể chứa từ 100 đến 20.000 m3 khithiết kế chứa xăng, hay khoảng 50.000 m3 khi chứa dầu mazut.Bể trụ đứng mái tĩnhCác bộ phận chính của bể gồm:—Đáy bể: Được đặt trên nền cát đầm chặt hoặc nền được gia cố có lớpcách 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 chínhnhư sau: Mái nón, mái treo, mái trụ cầu, mái vòm (xem hình dưới)1212.HT -W+T 2 Loại bể này hiện nay được sử dụng khá nhiều trên thế giới. Việc sửdụng loại mái mang lại hiệu quả kinh tế cao, làm giảm đáng kể sự mấtmát hydrocacbon nhẹ, giảm ô nhiễm môi trường xung quanh. Việc loạitrừ khoảng không gian hơi trên bề mặt xăng dầu chứa trong bể, cho phéptăng mức độ an toàn phòng cháy và vệ sinh môi trường hơn các loại bểkhác. Trên thực tế, người ta hay dùng hai loại bể: Bể hở có mái phaovà bể kín có mái phao. Trường hợp bể hở có hệ số xuất nhập lớn và nằmtrong vùng khí hậu không có tuyết thường dùng kiểu mái hở không cóphao. Bể chứa trụ đứng mái phaoCác bộ phận chính của bể gồm:—Phao nổi thường được làm từ các hợp loại kim nhẹ, có gioăng liênkết với thành bể.1313—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 chứkhông đóng vai trò chịu lực. !.HT -W  Chứa nhiều loại nhiên liệu khác nhau, có ưu điểm là hình dạng đơngiản, chịu biến động áp suất tốt. Nhược điểm chính là nó có thể tích nhỏvà phải có giá đỡ. Bể chứa trụ ngang được chế tạo từ các tấm thép (bể có kích thướclớn) hoặc đúc liền khối (bể có kích thước nhỏ). Với bể có kích thước lớnthì được tổ hợp từ các phân đoạn nhỏ. Các phân đoạn bể lại được tổ hợptừ các tấm thép và được hàn tự động trong xưởng chết tạo. Bên trong cònđược bố trí thêm các vành gia cường để đảm bảo độ ổn định cũng nhưđộ bền của bể.Bể chứa trụ ngang.HT )Q 2 Đối với các bể chứa nhiên liệu lỏng do có khoảng trống dẫn tớiviệc bay hơi của nhiên liệu trong khoảng mặt thoáng và mái bể gây nên ápsuất dư đồng thời gây hao nhiên liệu. Để chịu được áp lực dư này và hạnchế sự bay hơi của nhiên liệu người ta sử dụng nhiều loại bể chứa áp lựccao khác nhau. .H-W+T1414 Loại bể này dùng để chứa sản phẩm dầu, xăng nhẹ dưới áp lực dưPd = 0.01 - 0.07 Mpa. Mái gồm các tấm cong chỉ theo phương kinh tuyếnvới bán kính cong bằng đường kính thân bể. Thân bể được tổ hợp hàn từnhững tấm thép, bề dày thân bể có thể thay đổi được hoặc không thayđổi dọc theo chiều cao thành bể. Đáy bể cũng được đặt trên nền gia cốvới móng bằng bê tông cốt thép. Đối với loại bể này khi chế tạo phải chế tạo neo giữ vì khi trong bểcòn ít chất lỏng, dưới tác dụng của áp lực dư lớn, phần xung quanh đáy cóthể 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 caonhư gas hóa lỏng hoặc thành phần nhẹ của xăng với áp lực dư Pd = 0.25÷ 1.8 Mpa. Thể tích bể V =600-4000m3. Bể cầu chế tạo phức tạp hơn nhiều so với bể trụ. Bể được hàn tổ hợptừ các tấm cong hai chiều được chế tạo bằng cách cán nguội hoặc dậpnóng (Khi chiều dày lớn). Các tấm thường được hàn với nhau bằng đườnghàn đối đầu. Cách chia tấm trên mặt cầu có nhiều dạng khác nhau: múikinh tuyến với các mạch nối song song hoặc so le.1515 Bể được đặt trên gối dạng vành hay thanh chống bằng thép ốnghoặc thép chữ I. Dùng thanh chống đảm bảo được biến dạng nhiệt tự docho bể. Các thanh chống nên tiếp xúc với mặt bể để giảm ứng suất cụcbộ 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 lựcdư Pd < 0.2 Mpa và hơi hoá lỏng có Pd < 1.8 Mpa. Thể tích bể V < 100m3 đối với các sản phẩm dầu khí và V < 500 m3 đối với hơi hoá lỏng. Bể chứa trụ ngang có các ưu điểm chính sau: hình dạng đơn giản, dễchế tạo, có khả năng chế tạo tại nhà máy rồi vận chuyển đến nơi xâydựng. 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 bểbằng thép tấm gồm nhiều khoang, các tấm trong cùng khoang và cáckhoang được hàn lại với nhau bằng đường hàn đối đầu, bên trong bể cógia 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 bểchứa 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 chứasản phẩm, các bồn chứa này đều được thiết kế chung cho một tiêu chuẩntàng chứa propan Bồn chứa là loại chịu áp lực cao hình trụ nằm ngang, bồn được đặt1616trên một nền bê tông kiên cố. Bồn được phủ cát để tránh sự hấp thụ nhiệt từmôi trường bên ngoài. Trên mỗi bồn chứa được lắp đặt các thiết bị để đảmbảo an toàn cho bồn chứa. Mỗi bồn chứa được lắp hai van an toàn áp suất ( 1 làm việc và 1 dựphòng), mỗi van được thiết kế theo tiêu chuẩn API 520 và API 521. Trongquá trình vận hành nếu áp suất trong bồn chứa tăng vượt mức cài đặt thìvan tự động xả ra đuốc đốt. Các van này được nối ở mức kép để khi cầnthiết tháo dỡ kiểm tra thì một van xả áp ra đuốc đốt khi có bất kì sự cố vượtáp nào. Trường hợp các van an toàn áp suất được nối với đuốc đốt thì mỗivan an toàn cần lắp đặt thêm các van cách ly, bố trí ở phía xả các van antoàn cần được tháo gỡ để kiểm tra định kì. Trên mỗi bồn chứa có lắp đặt thiết bị báo mức trên mỗi bồn chứađược 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 theodõi và đo mức chất lỏng trong bồn để báo về phòng điều khiển ngừng quátrình xuất hay nạp sản phẩm. Tại đầu đường ống nạp của bồn còn lắp đặt các van SDV với mục đíchan toàn, các van SDV sẽ đóng khi có tín hiệu báo mức cao trong bồn nhằmmục đích bảo vệ bồn, tránh tình trạng xảy ra trường hơp quá đầy và tăngtính lưu động trong quá trình tàng trữ sản phẩm. Tại đường xuất của mỗi bồn chứa cũng lắp đặt các van SDV thứ 2, khicó tín hiệu báo mức thấp trong bồn thì van này sẽ đóng lại. Mục đích củaviệc lắp đặt van này là bảo vệ bồn chứa không bị tình trạng hút chân khôngvà làm hư các máy bơm của bồn. Chức năng thứ 2 của van này là nhận tínhiệu cháy từ các thiết bị dò báo cháy, các van này đều có 2 chế độ điềukhiển: Điều khiển bằng tay và điều khiển tự động. Trên bồn chứa được lắp đặt các thiết bị đo nhiệt độ và áp suất. Chúngđược thiết kế cho việc ghi lại nhiệt độ và áp suất một cách thưòng xuyên đểtruyền về phòng điều khiển.1717 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 nạpsản phẩm, giá trị đó được chuyển về phòng điều khiển. - L2 : Thiết bị chuyển đổi mức – Trong khi xuất nạp sản phẩm thiết bị nàysẽ tiền báo động về mức chất lỏng trong bồn chứa ở mức thấp hay caotương ứng. - L3 : Thiết bị truyền mức hoạt động bằng từ - sau khoảng 10 – 15 phút kểtừ khi tiền báo động về mức chất lỏng cao trong bồn thì thiết bị báo mứcL3 phát tín hiệu và kích hoạt động các van nạp sản phẩm ở đầu vào mỗibồn chứa. -L1 : bộ đo mức cao – trong quá trình nạp, chất lỏng trong bồn ở mức quácao thì thiết bị báo mức sẽ báo tín hiệu và công tắc áp suất quá cao LSHHsẽ đóng van nạp của cụm bồn bể. - L4 : bộ đo mức thấp – trong suốt quá trình xuất sản phẩm, khi mức lỏngtrong bồn chứa ở mức thấp thì công tắc áp suất mức thấp LSL sẽ đóng bơmxuất 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 bảodưỡng. - 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 nhucầu về tiêu thụ, cung ứng xăng dầu ngày càng to lớn. Do vậy, hàng loạt cácloại bồn chứa đã được xây dựng phục vụ cho khai thác dầu khí, công tác1818cung ứng vận chuyển xăng dầu và dự trữ xăng dầu cho mục tiêu an toànnăng 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 chứacó dung tích lớn tới 25.000m3 (Cát Lái –Thành phố Hồ Chí Minh) vànhiều loại bể có quy mô phức tạp. Nhưng hiện nay các kho xăng dầu củata đa số vẫn là những loại nhỏ và không tập trung, các bể có dung tích nhỏhơn 5000 m3 mà ta đã xây dựng trước đây tỏ ra không hiệu quả. Vấn đềnày đặt ra cho những nhà thiết kế, các nhà quản lý cần có các giải phápquy 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 từ10.000 m3 đến 20.000 m3, thậm chí lên đến 50.000 m3 nhằm giảmdiện tích xây dựng, giảm giá thành đầu tư xây dựng kho và giảm tổnthất nhiên liệu do quá trình vận chuyển và bay hơi.19192020&2[8[<HT  !*:[&2!7+#)a+#&2 Nhiệt độ làm việc là nhiệt độ của môi trường trong thiết bị đang thựchiện các quá trình công nghệ đã định trước. Nhiệt độ tính toán của thành ( tường ) và của các chi tiết khác bêntrong thiết bị khi nhiệt độ của môi trường nhỏ hơn 250oC thì lấy bằng nhiệt độcao nhất của môi trường đang thực hiện quá trình. Nếu thiết bị bọc lớp cách nhiệt thì lấy nhiệt độ tính toán bằng nhiệt độở bề mặt lớp cách nhiệt công thêm 20oC.!A$')a$'&2 Áp suất làm việc là áp suất của môi trường trong thiết bị sinh ra khithực hiện các quá trình không kể áp suất tăng tức thời( khoảng 10 % ápsuất làm việc) ở trong thiết bị. Áp suất tính toán là áp suất của môi trường trong thiết bị, được dùnglàm số liệu để tính toán thiết bị theo độ bền và độ ổn định. Nếu áp suất thủytĩnh 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 bịđược xác định như sau : P = pm + g.ρ.Hl , N/m2 ( 4.1 ) Trong đó pm là áp suất làm việc của môi trường, N/m2 ; g là gia tốc trọng trường , m/s2 ; ρ là khối lượng riêng của chất lỏng , kg/m3 ; Hl là chiều cao cột chất lỏng , m . !!b$'2c Việc lựa chọn ứng suất cho phép ở các chi tiết khi tính độ bền và độổn định của chúng phụ thuộc vào đặc tính bền của kim loại ở nhiệt độ tínhtoán. Đặc tính bền phụ thuộc vào nhiều yếu tố như công nghệ chế tạo ( hàn,2121đúc, rèn, dập ) vào chế độ nhiệt luyện, vào tính chất tác động của tải trọng(tĩnh, động ) vào các kích thước của chi tiết cũng như đặc điểm của môitrường trong thiết bị và điều kiện sử dụng. Đối với các chi tiết thiết bị được chế tạo từ các kim loại cơ bản( thép, gang, kim loại màu và hợp kim của chúng ) chịu tải trọng tĩnh do ápsuất trong hoặc áp suất chân không cũng như chịu tác dụng của tải trọnggió à dộng đất, người ta nêu ra một đại lượng tiêu chuẩn , đó là ứng suấtcho phép tiêu chuẩn [σ]*. ˜ng suất cho phép tiêu chuẩn này được dùng để tính các chi tiếtchịu kéo, nén và uốn. Còn khi các chi tiết chịu xoắn và cắt ở các điều kiệnkhác nhau thì lấy ứng suất cho phép tiêu chuẩn nhân với hệ số 0,6.!=3$%d Khi tính kiểm tra độ bền các chi tiết của thiết bị người ta dùng ứngsuất cho phép chứ không dùng ứng suất cho phép tiêu chuẩn và xác định nónhư sau : [σ] = η.[σ]* ( 4.2 ) Trong đó : η là hệ số hiệu chỉnh, được xác định theo điều kiện làm việccủa thiết bị. [σ]* là ứng suất cho phép tiêu chuẩn , N/mm2. Đại lượng hệ số hiệu chỉnh được xác định khi thiết kế phụ thuộc vàođiều 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, chấtdễ nổ có áp suất cao, các chi tiết bị đốt nóng bằng ngọn lửa, bằng khói lòhoặc bằng điện chọn η = 0,9. Đối với các thiết bị có bọc lớp cách nhiệtchọn η = 0,95. Các trường hợp khác chọn η = 1,0.!@3$%<%2222 Lúc ghép các chi tiết riêng biệt lại với nhau bằng mối hàn, phần lớnchúng kém bền hơn so với vật liệu để nguyên không hàn. Do đó khi tính độbền của các chi tiết ghép bằng mối hàn thì đưa thêm hệ số bền mối hàn φhvào công thức tính toán, đại lượng này đặc trưng cho độ bền của mối ghépso với độ bền của vật liệu cơ bản. !B3$%<D$<4:&2 Khi tính kiểm tra độ bền các chi tiết hoặc các bộ phận của thiết bịcần chú ý đến tác dụng hóa học và cơ học của môi trường lên vật liệu chếtạo thiết bị. Do đó cần bổ sung cho bề dày tính toán của các chi tiết và bộphận đó một đại lượng C. Đại lượng C được xác định theo công thức sau : C = Ca+ Cb+ Cc+ C0 ( 4.3 ) Trong đó Ca là hệ số bổ sung do ăn mòn hóa học của môi trường,mm; Cb là hệ số bổ sung do bào mòn cơ học của môi trường,mm ; Cc là hệ số bổ sung do sai lệch khi chế tạo, lắp ráp, mm ; C0 là hệ số bổ sung để quy tròn kích thước, mm . Đại lượng hệ số bổ sung Ca phụ thuộc vào sự ăn mòn hóa học củamôi trường và vào thời hạn sử dụng thiết bị. Nói chung, thời hạn sử dụngthiết 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 Ca như sau : - Ca = 0 đối với vật liệu bền trong môi trường có độ ăn mòn không lớn hơn 0,05 mm/ năm .2323 - Ca = 1 mm đối với vật liệu tiếp xúc với môi trường có độ ăn mòn lớnhơn, từ 0,05 đến 0,1 mm/ năm. Nếu độ ăn mòn lớn hơn 0,1 mm/năm thì căncứ vào thời hạn sử dụng thiết bị mà xác định Ca cho mỗi trường hợp cụ thể. - Ca = 0 nếu ta dùng vật liệu lót có tính bền ăn mòn hoặc thiết bị trángmen.Nếu hai phía của thiết bị tiếp xúc với môi trường ăn mòn thì hệ số Ca phảilấy lớn hơn. Đối với thiết bị hóa chất có thể bỏ qua hệ số bào mòn Cb . Người tachỉ tính đến hệ số Cb khi môi trường bên trong thiết bị chuyển động với vậntốc >= 20 m/s (đối với chất lỏng ) và >= 100 m/s ( đối với chất khí ) hoặcmôi trường chứa nhiều hạt rắn. Còn đại lượng Cc phụ thuộc vào dạng chi tiết, vào công nghệ chế tạochi tiết và thiết bị.2424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 màvấn đề an toán đối với khu bể chứa luôn được đặt lên vị trí hàng đầu. Do đóbể chứa cần được thiết kế đảm bảo cho con người, các thiết bị và khu vựclân cận. Những vấn đề đáng lưu ý trong thiết kế và lắp đặt hệ thống phòngcháy 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 củanước và khi hoá hơi ở áp suất khí quyển thể tích của chúng tăng lên 250lần. Ở pha khí cả propan và butan đều nặng hơn so với không khí vì vậy màchúng không khuyếch tán dễ dàng trong khí quyển. Hơi LPG tạo thành hỗnhợp 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). Trên10% pha hơi của sản phẩm cũng rất nguy hiểm khi pha loãng với không khíđối với khu vực có gió. Vì vậy biện pháp phòng cháy khi lắp đặt các đầu ròkhí cần chú ý đến tính chất trên của sản phẩm LPG làm đặt ở độ cao thấpcó 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 LPGđược lưu giữ trong bồn, trong đường ống thì không có nguy hiểm xảy ra.2525

Trích đoạn

Hệ thống chữa cháy bằng nước

Tài liệu liên quan

Tìm hiểu và tính toán thiết kế bồn chứa LPG
- 50
- 2
- 27
Nghiên cứu lựa chọn công nghệ xử lý nước thải cho khu dân cư Đại Nam có 16000 dân.Tính toán, thiết kế bể sinh học hiếu khí
- 53
- 1
- 6
Đồ án thiết kế bể chứa LPG
- 80
- 1
- 9
Đồ án tìm hiểu và tính toán thiết kế bồn chứa LPG dung tích 420 m3
- 50
- 854
- 1
Tính toán thiết kế bể nhuộm màu, bịt kín trong dây chuyền anot hoá 700.000 m2năm
- 39
- 1
- 19
Tính toán thiết kế bể chứa lpg
- 32
- 2
- 14
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BÌNH CHỨA KHÍ NITO NHÀ MÁY ĐẠM CÀ MAU
- 83
- 615
- 0
Tính toán thiết kế bê tông cốt thép cho mặt bằng sàn
- 42
- 470
- 0
tính toán,thiết kế bê tông, cốt thép nhà ở
- 176
- 448
- 0
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỂ UNITANK XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY MAY MẶC, Q = 4.000m3ng.đ
- 30
- 1
- 14