Xem mẫu
- 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
nguon tai.lieu . vn
