Giáo trình đường ống và bể chứa dầu khí - Chương 2

Chia sẻ: Nguyen Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:5

Thêm vào BST

Báo xấu

446
lượt xem 201
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tài liệu tham khảo Giáo trình đường ống và bể chứa dầu khí gồm 7 chương chuyên ngành thi công công trình ngành dầu khí - Chương 2 Thiết kế bồn chứa

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình đường ống và bể chứa dầu khí - Chương 2

Chương 2 THI T K B N CH A B n ch a trong ngành d u khí ch y u dùng ñ ch a các s n ph m nhiên li u như: khí, xăng, D.O, và các nguyên li u c a ngành hoá d u như: VCM, butadiene,… Các s n ph m d u khí có kh năng sinh ra cháy n cao, m c ñ ñ c h i nhi u nên ñòi h i vi c thi t k cũng như tính toán ph i h t s c c n th n. Các h th ng ph tr kèm theo ph i ñư c b trí c n th n, tính toán t m , nh t là h th ng phòng cháy ch a cháy, b trí m t b ng nh m h n ch t i thi u kh năng x y ra cháy n cũng như kh c ph c khi x y ra s c . Tuy nhiên, vi c tính toán cơ khí cho b n cao áp là quan tr ng nh t vì khi x y ra s c thì vi c kh c ph c ch mang tính ch t hình th c, thi t h i gây ra cho s c là khó lư ng. Quá trình tính toán b n cao áp bao g m các bư c sau: 1. Xác ñ nh các thông s công ngh b n ch a Các thông s công ngh c a b n bao g m: - Th tích c a b n ch a V. - Các kích thư c cơ b n như: chi u dài ph n tr (l), ñư ng kính ph n tr (d), chi u cao ph n n p b n ch a (h), lo i n p b n ch a. - Các thi t b l p ñ t trên b n ch a, bao g m: các valve áp su t, các thi t b ño áp su t, ño m c ch t l ng trong b n, ño nhi t ñ . - V trí l p ñ t các thi t b trên b n ch a. - Các yêu c u v vi c l p ñ t các thi t b trên b n ch a. 2. L a ch n v t li u làm b n Các s n ph m d u khí ch a trong b n thư ng có áp su t hơi bão hoà l n, nhi t ñ hoá hơi th p và có tính ñ c h i. M c ñ ăn mòn c a các s n ph m d u khí này thu c d ng trung bình, tùy thu c vào lo i v t li u làm b n, nhi t ñ môi trư ng mà m c ñ ăn mòn các s n ph m này có s khác nhau. Khi xét ñ n y u t ăn mòn, khi tính toán chi u dày b n, ta tính toán th i gian s d ng, t ñó tính ñư c chi u dày c n ph i b sung ñ m b o cho b n n ñ nh trong th i gian s d ng. Vi c ch n l a v t li u còn ph thu c vào y u t kinh t , vì ñ i v i thép h p kim có giá thành ñ t hơn nhi u so v i lo i thép cacbon thư ng, công ngh ch t o ph c t p hơn, giá thành gia công ñ t hơn nhi u, ñòi h i trình ñ tay ngh c a th hàn cao. Sau khi l a ch n ñư c v t li u làm b n, ta s xác ñ nh ñư c ng su t tương ng c a nó, ñây là m t thông s quan tr ng ñ tính toán chi u dày b n. ð i v i http://www.ebook.edu.vn 6
các lo i v t li u khác nhau thì ng su t khác nhau, tuy nhiên các giá tr này không chênh l ch nhau nhi u. 3. Xác ñ nh giá tr áp su t tính toán ðây là m t thông s quan tr ng ñ tính chi u dày b n ch a. Áp su t tính toán bao g m áp su t hơi c ng v i áp su t th y tĩnh do c t ch t l ng gây ra: Ptt = Ph + ρ g H Trong ñó: Ptt: Áp su t tính toán. Ph: Áp su t hơi. ρ: Kh i lư ng riêng s n ph m ch a trong b n nhi t ñ tính toán. g = 9.81 (m/s2): gia t c tr ng trư ng. H: Chi u cao m c ch t l ng trong b n. Thư ng ta tính chi u dày chung cho c b n ch a cùng ch u m t áp su t (nghĩa là áp su t tính toán chung cho c b n ch a). ð i v i các s n ph m d u khí ch a trong b n cao áp, áp su t tính toán thư ng có giá tr : - Propan : 18 (at) - Butan : 9 (at) - Bupro : 13 (at) 4. Xác ñ nh các tác ñ ng bên ngoài Các tác ñ ng bên ngoài bao g m: 4.1 Tác ñ ng c a gió Gió có th tác ñ ng ñ n b n, nh hư ng ñ n ñ n ñ nh c a b n, làm cho b n b u n cong hay tác ñ ng ñ n hình dáng c a b n. Tuy nhiên ñ i v i b n cao áp, do hình dáng cũng như cách ñ t b n nên nh hư ng c a gió tác ñ ng lên b n nh . nh hư ng gió có th b qua n u như ta xây tư ng b o v ho c ñ t b n v trí kín gió. 4.2 Tác ñ ng c a ñ ng ñ t ðây là tác ñ ng hy h u, không có phương án ñ ch ng l i. Tuy nhiên khi xét ñ n phương án này, ta ch d ñoán và ch ñ m b o cho các s n ph m không b th t thoát ra ngoài, nhưng vi c này cũng không th ch c ch n ñư c. Ph n l n các tác ñ ng này ta không th tính toán ñư c vì s ph c t p c a ñ ng ñ t. Tác ñ ng này gây ra hi n tư ng trư t b n ra kh i chân ñ , cong b n, gãy b n. T t nh t ta ch n khu v c n ñ nh v ñ a ch t ñ xây d ng. - Các t i tr ng tác ñ ng lên nó có th x y ra cũng ñư c xét ñ n, ch ng h n như các thi t b b trí trên thân b n: h th ng các thi t b kèm theo, c u thang, giàn ñ ,…Các t i tr ng này ñư c tính toán trong ph n tính toán b n. http://www.ebook.edu.vn 7
- Ngoài ra còn xét ñ n các y u t bên ngoài do con ngư i tác ñ ng như: ñào ñ t, các ho t ñ ng có th gây ra va ñ p v i b n, các ho t ñ ng mang tính ch t phá ho i. Chính các y u t ñó ñòi h i ta ph i có các phương án b o v thích h p như thư ng xuyên ki m tra, xây tư ng b o v , có các ký hi u cho bi t ñây là khu v c nguy hi m, có th gây ra cháy n l n và nh hư ng ñ n các vùng lân c n, ñ ng th i ph i có nh ng quy ñ nh, ch tài c th ñ i v i ngư i vi ph m. 5. Xác ñ nh chi u dày c a b n Công vi c xác ñ nh chi u dày c a b n ñư c th c hi n theo các bư c sau: Xác ñ nh tiêu chu n thi t k : ASME section VIII.Div.1 Xác ñ nh ñư c ng su t cho phép c a lo i v t li u làm b n ch a: δcp Xác ñ nh áp su t tính toán b n ch a: Ptt Xác ñ nh h s b sung chi u dày do ăn mòn C = Cc + Ca Các thông s công ngh như: ðư ng kính b n ch a (D), Chi u dài ph n hình tr (L). Các thông s v n p b n ch a: Lo i n p b n ch a, chi u cao n p b n ch a. 6. Xác ñ nh các l trên b n ði kèm v i b n là h th ng ph tr bao g m có các c a ngư i, các l dùng ñ l p các thi t b ño như nhi t ñ , áp su t, m c ch t l ng trong b n, các l dùng ñ l p ñ t các ng nh p li u cho b n, ng xu t li u, ng vét b n, l p ñ t các valve áp su t, các thi t b ño ñ t n ng ñ hơi s n ph m trong khu v c b n ch a. Các thi t b l p ñ t vào b n có th dùng phương pháp hàn hay dùng ren. Thư ng ñ i v i các l có ñư ng kính nh ta thư ng dùng phương pháp ren vì d dàng trong công vi c l p ñ t cũng như trong vi c s a ch a khi thi t b có s c . Khi t o l trên b n ch a c n chú ý ñ n kho ng cách gi a các l cũng như vi c tăng c ng cho l . 7. Xác ñ nh chân ñ và tai nâng Chân ñ b n ch a ta dùng chân ñ b ng thép hàn hay có th xây b ng g ch, bêtông. Tuy nhiên, trong ngành d u khí ta thư ng dùng chân ñ b ng thép hàn. Ta ch n v t li u làm chân ñ , các thông s chân ñ sau ñó ki m tra b n. Các yêu c u khi ki m tra b n: - Giá tr ng su t mà t i tr ng tác d ng lên giá ñ không l n hơn 2/3 giá tr ng su t v t li u làm chân ñ . 8. Các nh hư ng th y l c ñ n b n ch a 8.1 Áp su t làm vi c c c ñ i Là áp su t l n nh t cho phép t i ñ nh c a b n ch a v trí ho t ñ ng bình thư ng t i nhi t ñ xác ñ nh ñ i v i áp su t ñó. ðó là giá tr nh nh t thư ng http://www.ebook.edu.vn 8
ñư c tìm th y trong t t c các giá tr áp su t làm vi c cho phép l n nh t t t c các ph n c a b n ch a theo nguyên t c sau và ñư c hi u ch nh cho b t kỳ s khác bi t nào c a áp th y tĩnh có th t n t i gi a ph n ñư c xem xét và ñ nh c a b n ch a. Nguyên t c: áp su t làm vi c cho phép l n nh t c a m t ph n c a b n ch a là áp su t trong ho c ngoài l n nh t bao g m c áp su t th y tĩnh ñã nêu trên cùng nh ng nh hư ng c a t t c các t i tr ng k t h p có th xu t hi n cho vi t thi t k ñ ng th i v i nhi t ñ làm vi c k c b dày kim lo i thêm vào ñ b o ñ m ăn mòn . Áp su t làm vi c l n nh t cho phép có th ñư c xác ñ nh cho nhi u hơn m t nhi t ñ ho t ñ ng, khi ñó s d ng ng su t cho phép nhi t ñ ñó. Th nghi m áp su t th y tĩnh ñư c th c hi n trên t t c các lo i b n sau khi t t c các công vi c l p ñ t ñư c hoàn t t tr công vi c chu n b hàn cu i cùng và t t c các ki m tra ñã ñư c th c hi n tr nh ng yêu c u ki m tra sau th nghi m. B n ch a ñã hoàn t t ph i th a mãn th nghi m th y tĩnh. Nh ng b n thi t k cho áp su t trong ph i ñư c th áp th y tĩnh t i nh ng ñi m c a b n có giá tr nh nh t b ng 1,5 l n áp su t làm vi c l n nh t cho phép (áp su t làm vi c l n nh t cho phép coi như gi ng áp su t thi t k ), khi tính toán không dùng ñ xác ñ nh áp su t làm vi c l n nh t cho phép nhân v i t s th p nh t ng su t S nhi t ñ th nghi m và ng su t S nhi t ñ thi t k . Th nghi m th y tĩnh d a trên áp su t tính toán có th ñư c dùng b i th a thu n gi a nhà s n xu t và ngư i s dùng. Th nghi m áp su t tĩnh t i ñ nh c a b n ch a nên là giá tr nh nh t c a áp su t th nghi m ñư c tính b ng cách nhân giá tr áp su t tính toán cho m i thành ph n áp su t v i 1,5 và gi m giá tr này xu ng b ng áp su t th y tĩnh t i ñó. Khi áp su t này ñư c s d ng ngư i ki m tra nên ñòi h i quy n ñư c yêu c u nhà s n xu t ho c nhà thi t k cung c p các tính toán ñã ñư c s d ng ñ xác ñ nh áp su t th y tĩnh b t kỳ ph n nào c a b n ch a . Bu ng áp su t c a nh ng thi t k k t h p ñư c thi t k ho t ñ ng ñ c l p ph i ñư c th như m t b n ch a riêng bi t nghĩa là ti n hành th v i b n bên c nh không có áp. 8.2 T i tr ng gió T i tr ng gió b t bu c ph i ñư c xác ñ nh theo nh ng tiêu chu n, tuy nhiên nh ng ñi u lu t c a qu c gia ho c ñ a phương có th có nh ng yêu c u kh c khe hơn. Nhà th u nên xem xét m t cách k lư ng ñ xác ñ nh yêu c u nghiêm ng t nh t và s k t h p yêu c u này có ñư c ch p nh n v m t an toàn, kinh t , pháp lu t hay không. Gió th i b t kỳ hư ng nào trong b t kỳ trư ng h p b t l i nào ñ u c n ph i xem xét. 8.3 Dung tích ch a l n nh t cho b n mái n i Kho ng 85 – 90% dung tích c a b n mái n i ñư c s d ng trong ñi u ki n bình thư ng, ph n th tích không s d ng là do kho ng ch t trên (dead space) ñ nh và kho ng ch t dư i (dead stock) ñáy. http://www.ebook.edu.vn 9
ð i v i b n mái n i, ch n chi u cao b n ñ ñ t s c ch a l n nh t. Kho ng ch t trên và ch t dư i ch u nh hư ng nhi u b i chi u cao hơn là ñư ng kính, do ñó cùng v i m t th tích thì b n cao ch a nhi u hơn b n th p. Chi u cao l n nh t ñ t ñư c ñư c xác ñ nh b i ñi u ki n ñ t ñai nơi ñ t b n. Do ñó, khi ch n v trí ñ t b n ch a ph i ñi u tra v lãnh th nơi ñ t b n. Do kho ng ch t trên nên b không ñư c ch a ñ y, n u quá ñ nh m c thì s ñư c báo ñ ng b i ñèn báo ñ ng m c high level. http://www.ebook.edu.vn 10