ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS. Phạm Ngọc Anh
MỤC LỤC

MỞ ĐẦU.......................................................................................................................3
LỜI CẢM ƠN...............................................................................................................4
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN........................................................................................5
1.1. Sự cần thiết phải đầu tư cho công trình kho chứa xăng dầu.............................5
1.1.1. Tình hình tiêu thụ và sản xuất xăng dầu trong những năm qua........................5
1.1.2. Các dự án nhà máy lọc dầu đang thi công................................................................8
1.1.3. Kết luận.................................................................................................................................. 9
1.2. Khái quát về xăng dầu....................................................................................10
1.2.1. Khái quát về xăng............................................................................................................. 10
1.2.2. Khái quát về dầu DO....................................................................................................... 11
1.3. Tổng quan về bồn bể chứa..............................................................................12
1.3.1. Khái niệm bồn bể chứa................................................................................................... 12
1.3.2. Phân loại bể chứa:............................................................................................................ 12
1.3.3. Phân loại mái bể chứa:.................................................................................................... 17
1.3.4. Các bước tính toán và thiết kế bồn bể......................................................................21
1.3.5. Lựa chọn phương án tồn chứa..................................................................................... 26
CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN CÔNG NGHỆ...............................................................27
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN CƠ KHÍ.........................................................................29
3.1. Tính kết cấu chính...........................................................................................29
3.1.1. Tính thân bể chứa:............................................................................................................ 29
3.1.2. Tính đáy bể chứa:............................................................................................................. 35
3.1.3. Tính mái che bể chứa:..................................................................................................... 37
3.1.4. Tính mái nổi bể chứa....................................................................................................... 40
3.2. Tính và chọn các kết cấu phụ..........................................................................46
3.2.1. Chọn cửa người và tính tăng bền cho cửa người:.................................................46
3.2.2. Tính vành chống gió........................................................................................................ 48

3.2.3. Chọn cầu thang.................................................................................................................. 53
3.2.4. Các loại cửa bể................................................................................................................... 53
3.2.5. Chọn các thiết bị phụ khác............................................................................................ 54
3.3. Kiểm tra ổn định của bể dưới tác dụng của tải trọng gió...............................62
3.3.1. Tải trọng tác dụng lên bể............................................................................................... 62

SVTH: Đinh Thị Nhã

1


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
3.3.2.

GVHD: TS. Phạm Ngọc Anh

Kiểm tra lật của bể........................................................................................................... 63

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN VÀ LẮP ĐẶT HỆ THỐNG ĐƯỜNG ỐNG...............64
4.1. Tính trở lực hệ thống đường ống nạp xăng từ tàu thủy vào bể chứa:.............64
4.1.1. Tính đường kính đường ống:........................................................................................ 64
4.1.2. Tính trở lực hệ thống đường ống:...............................................................................64
4.1.3. Chọn bơm cho hệ thống bơm xăng vào bể chứa:.................................................67
4.2. Tính trở lực cho hệ thống đường ống bơm xăng từ bể chứa ra xe bồn và chọn
bơm: 67
4.2.1. Tính đường kính đường ống:........................................................................................ 67
4.2.2. Tính trở lực hệ thống đường ống:...............................................................................68
4.2.3. Chọn bơm cho hệ thống bơm xăng từ bể chứa ra xe bồn:.................................71
4.3.


Lắp đặt hệ thống đường ống xăng dầu............................................................71

CHƯƠNG 5: QUY TRÌNH THI CÔNG VÀ VẬN HÀNH BỂ CHỨA...................78
5.1. Đặc điểm công trình:......................................................................................78
5.1.1. Kiến trúc và quy mô công trình:.................................................................................78
5.1.2. Vị trí địa lý của công trình:........................................................................................... 79
5.1.3. Các phương án kết cấu chính:......................................................................................79
5.2. Công tác chuẩn bị...........................................................................................80
5.2.1. Mặt bằng thi công............................................................................................................. 80
5.2.2. Máy móc thiết bị thi công............................................................................................. 81
5.2.3. Chuẩn bị vật tư.................................................................................................................. 81
5.3. Quy trình công nghệ thi công..........................................................................82
5.3.1. Quy trình thi công móng bể..........................................................................................82
5.3.2. Quy trình thi công đáy bể.............................................................................................. 84
5.3.3. Quy trình thi công thành bể..........................................................................................86
5.3.4. Quy trình thi công kết cấu mái.................................................................................... 89
5.3.5. Quy trình hàn và kiểu tra các mối hàn......................................................................89
5.4.

An toàn lao động khi thi công.........................................................................95

KẾT LUẬN.................................................................................................................96
TÀI LIỆU THAM KHẢO..........................................................................................97
PHỤ LỤC.................................................................................................................... 98

SVTH: Đinh Thị Nhã

2



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS. Phạm Ngọc Anh

MỞ ĐẦU
Ngành công nghiệp xăng dầu đóng một vai trò quan trọng trong nền công nghiệp
thế giới cũng như của 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. Căn cứ vào nhu cầu tiêu thụ xăng dầu của thị trường trong nước và Thế giới,
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 tồn chứa.
Bản đồ án tốt nghiệp của em với đề tài là:
“Tính toán thiết kế hệ thống kho chứa xăng dầu với dung tích tồn chứa là
500000 m3”

SVTH: Đinh Thị Nhã

3


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS. Phạm Ngọc Anh

LỜI CẢM ƠN
Sau hơn 3 tháng tìm hiểu, nghiên cứu nỗ lực với sự hướng dẫn tận tình chu đáo của
thầy TS.Phạm Ngọc Anh và toàn bộ các thầy, cô giáo trong và ngoài bộ môn Máy &
Thiết Bị Công Nghiệp Hóa Chất Dầu Khí, em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp của
mình.

Trong quá trình làm đồ án, em đã nỗ lực hết sức mình, nhưng do trình độ thực tế
còn có hạn nên bản đồ án này không tránh được các thiếu sót. Em rất mong nhận được
sự góp ý, phê bình của các thầy cô giáo trong hội đồng và các bạn bè cùng lớp, để em
có thể rút ra được những kinh nghiệm quý báu phục vụ cho công việc của em sau này.
Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô và các bạn đã giúp đỡ em hoàn thành đồ án
này!
Hà Nội, Ngày 13 tháng 06 năm 2016
Sinh viên

ĐINH THỊ NHÃ

SVTH: Đinh Thị Nhã

4


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS. Phạm Ngọc Anh

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1.

Sự cần thiết phải đầu tư cho công trình kho chứa xăng dầu.

1.1.1. Tình hình tiêu thụ và sản xuất xăng dầu trong những năm qua.
 Cơ cấu tiêu thụ xăng dầu.

Hình 1.1: Cơ cấu tiêu thụ xăng dầu.
Xăng và dầu DO chiếm một tỷ lệ rất lớn trong tiêu dùng năng lượng của thế giới

nói chung và Việt Nam nói riêng.
Nhu cầu chủ yếu đến từ khu vực giao thông vận tải (xăng và dầu diesel), chiếm
57% tổng tiêu thụ. Các ngành công nghiệp và năng lượng, chiếm 19,2% và 6,9% lượng
tiêu thụ tương ứng, chủ yếu là tiêu thụ dầu diesel và dầu nhiên liệu với số lương dao
động trong khoảng 1,5-3 triệu tấn/năm (MTPA). Dầu nhiên liệu (FO) sẽ chiếm khoảng
16% trong những năm từ 2013. Nhu cầu JetA1 dự kiến sẽ chiếm khoảng 4% đến năm
2020 và duy trì ở mức 3% từ năm 2020. Tiêu thụ xăng và dầu diesel sẽ tăng lên, bù đắp

SVTH: Đinh Thị Nhã

5


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS. Phạm Ngọc Anh

sự suy giảm trong dầu nhiên liệu và tiêu thụ jetA1. Nếu chỉ tính đến những dự án có
khả năng được thực hiện, công suất lọc dầu của Việt Nam sẽ đạt khoảng 31 triệu tấn
trong năm 2020, 36 triệu tấn vào năm 2021 ở mức tối đa. Theo đó, nhập khẩu các sản
phẩm xăng dầu sẽ giảm, Việt Nam sẽ có nguồn thặng dư xăng và jetA1.
 Tình hình tiêu thụ xăng dầu.
Mức tiêu thụ dầu của Việt Nam được đánh giá là tăng nhanh nhất trong khu vực,
vượt qua cả Trung Quốc. Diễn biến này góp phần khiến Việt Nam từ một nước sản xuất
dầu trở thành nước tiêu thụ dầu từ năm 2010. Xét đến sự gia tăng trong sản xuất thiết
bị điện tử trong 3 năm qua, ngân hàng ANZ dự kiến mức tiêu thụ dầu sẽ tiếp tục tăng
khi tổng nhu cầu năng lượng theo kịp với nhu cầu tăng trưởng sản xuất.

Hình 1.2. Mức tiêu thụ xăng dầu của Việt Nam từ năm 1994-2013


 Tình hình sản xuất xăng dầu.
Việt Nam vừa là nước xuất khẩu dầu thô vừa là nước nhập khẩu các sản phẩm dầu
đã qua xử lý.

SVTH: Đinh Thị Nhã

6


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS. Phạm Ngọc Anh

Hình 1.3: Tỷ lệ xuất-nhập xăng dầu của Việt Nam từ năm 2003-2013
Dẫn báo cáo thống kê về năng lượng thế giới 2014 của ANZ cho biết, Việt Nam
nắm giữ 0,3% trữ lượng dầu đã dược phát hiện của thế giới, khoảng 4,4 tỷ thùng. Tại
khu vực Châu Á Thái Bình Dương, Việt Nam có tỷ lệ dự trữ so với sản xuất cao nhất ở
mức 34,5 – cao hơn các nước xuất khẩu dầu truyền thống như Brunei, Indonesia và
Malaysia.
Việt Nam có tỉ lệ hệ số dự trữ/ sản xuất (R/P) rất cao, trong đó (R/P) của dầu thô là
32,6 lần (đứng đầu khu vực châu Á Thái Bình Dương và thứ 10 thế giới) và chỉ số R/P
của xăng dầu là 66 (đứng đầu châu Á Thái Bình Dương và thứ 716 thế giới). Điều này
cho thấy sự phát triển tiềm năng trong tương lai của ngành này là rất cao.
Để phát triển nguồn cung xăng dầu trong nước, Việt Nam đang lên kế hoạch đưa
một số nhà máy lọc dầu đi vào hoạt động trong tương lai gần. Theo đó, công suất lọc
dầu của Việt Nam sẽ rơi vào khoảng 31 triệu tấn mỗi năm vào năm 2020, 36 triệu tấn
vào năm 2021 ở mức tối đa.
1.1.2. Các dự án nhà máy lọc dầu đang thi công.
 Dự án nhà máy lọc dầu Vũng Rô
Nhà máy đang được phát triển bởi Techno-Star. Công suất của nhà máy được dự

báo là 160 kbpd với vốn đầu tư 3.2 tỷ USD.
Dự án dự định được đặt tại tỉnh Phú Yên. Xây dựng tại Vũng Rô được lên kế
hoạch để bắt đầu vào năm 2013, sử dụng công nghệ thiết kế của UOP LLC
(Honeywell-Mỹ), dự kiến sẽ đi vào hoạt động sau năm 2015. Vũng Rô có 100% vốn
đầu tư nước ngoài.
 Dự án lọc dầu Nhơn Hội
Nhà máy sẽ đi vào hoạt động sau năm 2020. Dự án này sẽ được đặt tại Nhơn Hội,
Bình Định với vốn đầu tư khoảng 27 tỷ USD. Nhà máy lọc dầu Nhơn Hội dự kiến sẽ
có công suất 666 kpbd. Chỉ riêng một nguồn cung từ nhà máy này đã đủ cho tiêu thụ
trong nước. Chủ đầu tư là Tập đoàn PTT (Thái Lan).
 Dự án lọc hóa dầu Vân Phong.

SVTH: Đinh Thị Nhã

7


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS. Phạm Ngọc Anh

Nhà máy lọc dầu thứ tư dự kiến được xây dựng với công suất 10 triệu tấn (200
kbpd). Dự án dự định được đặt tại khu kinh tế Vân Phong, tỉnh Khánh Hòa với diện
tích 304,5 ha, gần tuyến đường sắt chính Bắc-Nam và đường cao tốc. Dầu thô cho
nhà máy lọc dầu Vân Phong sẽ đến từ nhập khẩu, dự kiến từ Singapore hoặc Trung
Đông. Về mặt tiến độ, Petrolimex ban đầu dự định hoàn thành vào năm 2015, nhưng
ngày này có thể sẽ được hoãn lại đến năm 2020.
 Dự án lọc hóa dầu Long Sơn.
Dự án lọc hóa dầu Long Sơn nằm ở Vũng Tàu, bên cạnh các dự án lưu trữ dưới
lòng đất PVOS, trên diện tích 810 ha. Nhà máy nằm ở vị trí chiến lược, gần với các

tuyến đường đường biển quốc tế chạy gần các khu công nghiệp hiện có, và có các tiện
ích và dịch vụ đầy đủ. Nhà máy lọc dầu Long Sơn dự kiến sẽ tinh lọc 200 kbpd dầu
thô, sản xuất khoảng 10 MTPA các sản phẩm dầu khí với thông số kỹ thuật tối thiểu
EURO IV. Tổng mức đầu tư dự kiến là 6 tỷ USD với PetroVietnam và Công ty TNHH
Dầu Ả Rập (AOC) lần lượt chiếm 29% và 35,5% cổ phần. Nhà máy lọc dầu dự kiến sẽ
đi vào hoạt động trong năm 2020.
 Dự án lọc hóa dầu Nghi Sơn
Dự án nhà máy lọc dầu Nghi Sơn, hiện đang trong giai đoạn thăm dò và khai
thác, nằm ở thành phố Thanh Hóa, phía Bắc của Việt Nam với diện tích 926 ha. Nhà
máy lọc dầu sẽ có công suất 10MTPA với tổng vốn đầu tư dự kiến 7,5 tỷ USD. Việc
xây dựng tại Nghi Sơn sẽ bắt đầu vào tháng năm 2013, và nhà máy lọc dầu dự kiến sẽ
đi vào hoạt động vào cuối năm 2014. Nghi Sơn là một nhà máy lọc phức tạp cao có
kích thước trung bình, được thiết kế để cung cấp cho thị trường nội địa Việt Nam
đang phát triển, có khả năng tăng gấp đôi quy mô về sau. Hợp đồng EPC được ký kết
vào ngày 27 tháng 1 năm 2013 và việc xây dựng bắt đầu vào tháng 7- 2013. Tổng giá
trị hợp đồng EPC vào khoảng 5 tỷ USD.
Dự báo đến năm 2018, Việt Nam sẽ có thể cung cấp tối đa là 6,3 triệu tấn sản
phẩm xăng dầu (bao gồm cả 0,8 triệu tấn từ nhà máy chế biến khí ngưng tụ nhỏ) đến
thị trường trong nước, chiếm khoảng 50% tổng nhu cầu.

SVTH: Đinh Thị Nhã

8


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS. Phạm Ngọc Anh

1.1.3. Kết luận.

Về tổng thể, động thái chủ đạo nổi bật trên thị trường xăng dầu toàn cầu năm
2016 dù tiếp tục xu hướng cung vượt cầu, nhưng sẽ cân bằng hơn, giá cả sẽ ổn định
và tăng nhẹ vào cuối năm 2016.
Từ nay đến năm 2020, nhu cầu dầu của thế giới sẽ tăng dưới 1%, và ước chỉ tăng
5% trong hai thập kỷ tới (nhu cầu dầu của thế giới sẽ không đạt ngưỡng 103,5 triệu
thùng/ngày cho đến năm 2040, từ mức 94,5 triệu thùng dầu/ngày hiện nay.
Ngành chế biến dầu khí của Việt Nam mới bắt đầu phát triển trong khi nhu cầu
tiêu thụ xăng dầu tăng lên nhanh chóng trong vài thập kỷ qua. Chúng ta có thể thấy
Việt Nam đã và đang đưa vào xây dựng một loạt các nhà máy lọc hóa dầu nhằm đáp
ứng nhu cầu này. Vì thế, việc xây dựng các hệ thống bồn bể để áp ứng nhu cầu tồn trữ
cũng như vận chuyển xăng dầu là hết sức cần thiết.
1.2.

Khái quát về xăng dầu.

1.2.1. Khái quát về xăng.
Xăng là một loại dung dịch nhẹ chứa hóa hỗn Hyđrocacbon từ C 5 đến C11, dễ bay
hơi, dễ bốc cháy, tỷ trọng d = 0,70 - 0,75, có mùi đặc trưng, nhiệt độ sôi từ 35-200
°C, khối lượng riêng 700 -760 kg/m3
Xăng được chế biến từ dầu mỏ bằng phương pháp:

Quá trình chưng cất trực tiếp.

Quá trình cracking nhiệt.

Quá trình cracking xúc tác (FCC).

Quá trình hidrocracking xúc tác.

Quá trình refoming xúc tác (RC).


Quá trình ankyl hóa.

Quá trình isomer hóa.
Các chỉ tiêu chất lượng của xăng
 Tính chống kích nổ.
Trị số octan của xăng thể hiện tính chống kích nổ của xăng. Xăng của trị số octan
càng cao thì có tính chống kích nổ càng cao.
Nếu sử dụng xăng có trị số octan thấp cho xe có tỉ số nén cao sẽ gây ra hiện tượng
cháy kích nổ.

SVTH: Đinh Thị Nhã

9


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS. Phạm Ngọc Anh

Nếu sử dụng xăng có trị số octan cao cho xe có tỷ số nén thấp thì xăng sẽ khó cháy
hoặc cháy không hết tạo cặn hay làm bẩn máy, hao xăng.
 Tính bay hơi thích hợp.
Xăng muốn cháy được trong máy phải bay hơi. Xăng bay hơi thích hợp sẽ cháy tốt
trong máy. Nếu xăng bay hơi không thích hợp, máy sẽ không phát huy được hết công
suất, hao xăng nhiều và gặp phải những sự cố kỹ thuật: hiện tượng nghẹt xăng hay nút
hơi, hiện tượng ngộp xăng (sặc xăng).
 Tính ổn định hóa học cao.
Khả năng giữ vững bản chất hóa học chống lại ảnh hưởng của môi trường xung
quanh gọi là tính ổn định hóa học của xăng. Tính ổn định hóa học của xăng bị ảnh

hưởng bởi nhiều yếu tố: nhiệt độ, diện tiếp xúc với không khí, độ sạch và khô của vật
chứa, mức độ tồn chứa và thời gian tồn chứa. Xăng có hàm lượng keo nhựa càng cao
thì tính ổn định hóa học càng thấp.
Ứng dụng của xăng.
Xăng được sử dụng như một loại nhiên liệu, dùng để làm chất đốt cho các loại
động cơ đốt trong sử dụng xăng, chất đốt dùng trong tiêu dùng, sinh hoạt hàng ngày
như đun nấu, một số lò sưởi, trong một số loại bật lửa,.... Làm dung môi hòa tan một số
chất, đùng để tẩy một số vết bẩn bám trên vải, kim loại, kính, nhựa, ... Một số loại vũ
khí như súng phun lửa, bom, mìn, …
Các loại xăng ở thị trường Việt Nam: A92, A95, A83, E5.
1.2.2. Khái quát về dầu DO.
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

SVTH: Đinh Thị Nhã

10


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS. Phạm Ngọc Anh

hợp cho động cơ Diesel mà không cần phải áp dụng những quá trình biến đổi hóa học
phức tạp.
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:


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.
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…).
1.3.

Tổng quan về bồn bể chứa.

1.3.1. Khái niệm bồn bể chứa.
Trong công nghiệp hóa dầu, tất cả các hoạt động sản xuất, buôn bán, tồn trữ đều
liên quan đến khâu bồn bể chứa.
Bồn bể chứa tiếp nhận nguyên liệu trước khi đưa vào sản xuất và tồn trữ sau sản
xuất.
Bồn chứa có vai trò rất quan trọng, nó có nhiệm vụ: tồn trữ nguyên liệu và sản
phẩm, giúp ta nhận biết được số lượng tồn trữ. Tại đây các hoạt động kiểm tra chất

lượng, số lượng, phân tích các chỉ tiêu trước khi xuất hàng đều được thực hiện.
Ngoài ra nó còn được hỗ trợ bởi các hệ thống thiết bị phụ trợ: van thở, nền móng,
thiết bị chống tĩnh điện, mái che …

SVTH: Đinh Thị Nhã

11


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS. Phạm Ngọc Anh

1.3.2. Phân loại bể chứa:

 Phân loại theo hình dạng bể chứa
a. Bể chứa hình trụ đứng:

Hình 1.4: Bể trụ đứng
Ưu điểm:
Bể trụ đứng có thể chứa với dung tích lớn, có khi lên tới 50.000 m 3, có thể dung
bể trụ đứng để chứa các chất như xăng, dầu mazut, và chứa hóa chất, …
Đối với bể chứa có dung tích lớn thì dùng bể trụ sẽ tiết kiệm được không gian
lắp đặt thiết bị và chi phí đầu tư ban đầu.
Nhược điểm:
Tổn thất nhiên liệu lớn so với các loại bể khác.
Khả năng xảy ra sự cố cao.
Do các thiết bị đi kèm với bể trụ thường lớn nên chi phí đầu tư cho thiết bị lớn.
b. Bể trụ ngang:


SVTH: Đinh Thị Nhã

12


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS. Phạm Ngọc Anh
Hình 1.5: Bể trụ ngang

Ưu điểm:
Bể trụ ngang có ưu điểm chính là có hình dạng đơn giản, dễ chế tạo, có khả năng
chế tạo tại các nhà máy rồi vận chuyển đến nơi xây dựng.
Chi phí đầu tư không cao, phù hợp cho việc chứa nhiên liệu với công suất tồn
chứa nhỏ.
Đảm bảo độ an toàn trong quá trình vận hành, xây dựng.
Nhược điểm:
Nhược điểm chính của bể trụ ngang là tốn chi phí để xây dựng các gối tựa.
Không gian lắp đặt thiết bị lớn.
Dung tích bể chứa không lớn, thường là dưới 2000 m3
Cần quan tâm đến sự dãn dài vì nhiệt của thiết bị trong quá trình chế tạo, lắp đặt
và vận hành.
c. Bể cầu:
Bể cầu thường được dùng để chứa hơi hóa lỏng với áp lực dư P d = 0,25 → 1,8
MPa.

SVTH: Đinh Thị Nhã

13



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS. Phạm Ngọc Anh
Hình 1.6: Bể cầu

Ưu điểm:
Bể cầu có ưu điểm là có khả năng chịu được áp suất cao, vì thế bể cầu thường
dùng để chứa hơi hóa lỏng với áp lực dư Pd = 0,25 → 1,8 MPa.
Nhược điểm:
Bể cầu có cấu tạo phức tạp hơn nhiều so với bể trụ, và dung tích của bể cầu
không lớn, thể tích bể V= 600 → 4000 m3.
d. Bể chứa hình giọt nước.
Hình 1.7: bể chứa hình giọt nước

Bể chứa hình giọt nước thường được dùng để chứa các chất có hơi đàn hồi cao,
nhược điểm của bể chứa hình giọt nước chế tạp và lắp đặt thiết bị khá phức tạp.
 Phân loại theo xây dựng.
Bể ngầm: được đặt bên dưới mặt đất, thường sử dụng trong các cửa hàng bán lẻ.
Bể nổi: được xây dựng trên mặt đất, được sử dụng ở các kho lớn.
Bể nửa ngầm: Loại bể có ½ chiều cao bể nhô lên mặt đất, nhưng hiện nay còn rất
ít.
Bể ngoài khơi: được thiết kế nổi trên mặt nước, có thể di chuyển từ nơi này đến
nơi khác một cách dễ dàng.

SVTH: Đinh Thị Nhã

14



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS. Phạm Ngọc Anh

So sánh hai loại bể ngầm và bể nổi:
Bể ngầm

Bể nổi

- An toàn: đây là lí do chính vì bảo dảm - Chi phí xây dựng thấp.
- Bảo dưỡng thuận tiện: dễ dàng súc
phòng cháy tốt và nếu có rò rỉ thì dầu
rửa, sơn và sửa chữa bể.
cũng không lan ra xung quanh.
- Dễ dàng phát hiện vị trí rò rỉ xăng dầu
- Ít bay hơi: do không có gió, không trao
ra bên ngoài.
đổi nhiệt với môi trường bên ngoài.
- Tạo mặt bằng thoáng.

 Phân loại theo đặc điểm của dung tích chứa:
Bể chứa có thể tích cố định: Là loại bể chứa có thể tích không đổi (mái tĩnh, bể
cầu).
Bể chứa có thể tích thay đổi: Là loại bể chứa có thể tích thay đổi (bể có mái phao
ngoài là mái cố định còn có mái phao nổi lên bề mặt chất lỏng, bể mái nổi - bản thân là
mái phao).
 Phân loại theo khả năng chịu áp suất:
Bể cao áp: áp suất chịu đựng trong bể > 200 mmHg.
Bể áp lực trung bình: áp suất từ 20 �200 mmHg thường bể KO, DO.
Bể áp thường: áp = 20 mmHg áp dụng bể dầu nhờn, FO, bể mái phao.

 Phân loại theo vật liệu làm bể.
a. Bể kim loại: làm bằng thép, áp dụng cho hầu hết các bể lớn hiện nay.
Ưu điểm:
Khó bị nứt vỡ, rò rỉ.
Chịu áp suất tương đối cao.
Kích thước bể không hạn chế.
Chế tạo nhanh, lắp ráp và sửa chữa dễ dàng.

SVTH: Đinh Thị Nhã

15


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS. Phạm Ngọc Anh

Nhược điểm:
Dễ bị gỉ và ăn mòn. Do vậy tuổi thọ thấp.
Dẫn nhiệt tốt làm tổn hao bay hơi dầu nhẹ nhiều.
Chứa dầu nặng thì hiệu suất giữ nhiệt thấp do mất mát nhiệt.
b. Bể phi kim: làm bằng vật liệu như: gỗ, composit, nhựa, bê tông… nhưng chỉ áp
dụng cho các bể nhỏ.
Ưu điểm:
Khả năng chịu nhiệt tốt không bị gỉ nên tuổi thọ khá cao.
Chi phí thấp.
Nhược điểm:
Xăng dầu ngấm qua bêtông tốt nên cần giải quyết tốt vấn đề chống ngấm khi
làm bằng bêtông.
Áp suất chịu không cao.

1.3.3. Phân loại mái bể chứa:
 Mái nón không có cột chống trung tâm.

Hình 1.8: Mái nón không có cột chống trung tâm
Ưu điểm: Chế tạo lắp ráp đơn giản, được sử dụng trong việc lắp ráp chế tạo các bể
có đường kính nhỏ hơn 15m.
Nhược điểm: Không sử dụng được trong các bể chứa có đường kính lớn hơn 15m,
vì khả năng chịu tải của mái nón không có cột chống trung tâm là không tốt khi mái có
đường kính lớn.
 Mái nón có cột chống trung tâm

SVTH: Đinh Thị Nhã

16


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS. Phạm Ngọc Anh

Hình 1.9: Mái nón có cột chống trung tâm
Ưu điểm: Do có cột chống trung tâm nên khi đường kính của mái lớn hơn 15m và
nhỏ hơn 25m thì mái nón trung tâm thường được sử dụng, mái nón có cột chống trung
tâm còn có ưu điểm dễ chế tạo hơn mái cầu khi sử dụng cho có đường kính lớn.
Nhược điểm: Chế tạo và lắp đặt phức tạp.
 Mái cầu không có cột chống trung tâm:

Hình 1.10: Mái cầu không có cột chống trung tâm
Ưu điểm: Mái cầu đuợc sử dụng khi chế tạo các bể có đường kính lớn hơn 25m do
lực phân bố tác dụng lên mái cầu đều hơn đối với mái nón.

Nhược điểm: Mái cầu không có cột chống trung tâm khó chế tạo và lắp đặt, khi lắp
đặt cần có công nhân có trình độ cao.
 Mái dome (một dạng của mái cầu)
Kết cấu mái là hệ thống giàn không gian được cấu tạo từ các thanh dầm chữ I, liên
kết với nhau thông qua hệ thống bulong và bản đệm, được bao che kín nhờ các panel
mái, tất cả hệ thống đều sử dụng vật liệu là hợp kim nhôm (aliminum). Ưu điểm của hệ
kết cấu mái là lắp dựng đơn giản, trọng lượng nhẹ do đó giảm được tải trọng tác dụng

SVTH: Đinh Thị Nhã

17


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS. Phạm Ngọc Anh

lên thân bể, móng bể, do đó giảm được chi phí xây dựng. Kết cấu mái gồm 2 thành
phần chính:
Hệ thống khung đỡ không gian với các nút liên kết đặc biệt. Các phần tử thanh
được cấu tạo từ dầm chữ I và được liên kết vứi nhau bằng bulong thông qua bản đệm.

Hình 1.11: Kết cấu nút liên kết của mái dome
Cấu tạo của hệ thống như sau:
 Silicone sealant: chất bịt silicone
 Gusset cover: nắp kẹp
 Lock bolts: bulong liên kết
 Dome strut: dầm vòm
 Panel: tấm mái
 Batten: tấm lót


 Silicone gasket: miếng đệm silicone

SVTH: Đinh Thị Nhã

18


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS. Phạm Ngọc Anh

Hệ thống panel kín được liên kết vững chắc vào các phần tử thanh.
Kết cấu mái này được liên kết và đỡ bởi bể thông qua các khung đỡ được bố trí
đều xung quanh thành bể.
Các tính chất đặc trưng của kết cấu này như sau:


Bảo dưỡng đơn giản, không cần phá vỡ kết cấu và không cần sơn phủ



Đảm bảo tính kín nước, kết quả thí nghiệm cho thấy loại mái này loại trừ được

sự đi vào của nước mưa.


Giảm sự hấp thụ nhiệt bởi tác động bên ngoài do cấu tạo mái từ aluminum là

hợp kim có màu sáng trắng.



Phù hợp với tất cả các loại sản phẩm của bể chứa.



Có trọng lượng nhẹ và vượt nhịp lớn do được chế tạo từ hợp kim aluminum và

thép không gỉ.


Có thể thử và điều chỉnh với những thay đổi nhỏ nhất.



Tuổi thọ của kết cấu mái có thể trên 50 năm.



Đáp ứng được yêu cầu thiết kế cho những bể chứa đặc biệt.



Dễ dàng lắp đặt, có thể lắp đặt trên mặt đất sau đó tiến hành cẩu mái lên hoặc

lắp đặt trực tiếp trên bể.


Có thể thiết kế cho tải trọng gió và tuyết lớn.


 Mái cầu có cột chống trung tâm:

Hình 1.12: Mái cầu có cột chống trung tâm

SVTH: Đinh Thị Nhã

19


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS. Phạm Ngọc Anh

Mái cầu có cột chống trung tâm thường được sử dụng khi đường kính bể chứa lớn
hơn 25 m, tải trọngvà áp suất dư tác dụng lên mái là lớn.
 Chọn loại mái bể chứa:
Việc chọn dạng mái phụ thuộc chiều và độ lớn tác dụng của tải trọng mái và đường
kính của bể chứa. Theo tiêu chuẩn API650, khi đường kính bể chứa nhỏ hơn 15 m và
áp suất trong không lớn thì ta có thể dùng mái bể chứa dạng mái nón không chống
trung tâm, còn khi đường kính từ 15m đến 25m thì dùng mái nón có cột chống trung
tâm, còn khi đương kính mái bể chứa lớn hơn 25 m thì ta phải sử dụng mái cầu. Với
phương án thi công chế tạo bể chứa hình trụ với đường kính thân bể 40m, để thuận tiện
cho việc chế tạo và lắp đặt và đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật về độ bền cho mái bể chứa,
ta chọn phương án thiết kế mái bể chứa dạng mái hình vòm (mái dome) ko cột chống
trung tâm.
1.3.4. Các bước tính toán và thiết kế bồn bể.
Bể chứa trong ngành dầu khí chủ yếu dùng để chứa các sản phẩm nhiên liệu như:
khí, xăng, DO,… và các nguyên liệu của ngành hóa dầu như: VCM, butadiene,…Các
sản phẩm dầu khí có khả năng sinh ra cháy nổ cao, mức độ độc hại nhiều nên đòi hỏi
phải được thiết kế cũng như tính toán hết sức cẩn thận. Các hệ thống phụ trợ kèm theo

cũng phải được tính toán tỉ mỉ, bố trí phù hợp, nhất là hệ thống phòng cháy chữa cháy,
bố trí mặt bằng nhằm hạn chế tối thiểu khả năng xảy ra cháy nổ cũng như khắc phục
khi xảy ra sự cố.
Quá trình tính toán bồn bể gồm các bước sau:
 Xác định các thông số công nghệ bồn chứa
Các thông số công nghệ bồn chứa bao gồm:
-

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.

SVTH: Đinh Thị Nhã

20


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
-

GVHD: TS. Phạm Ngọc Anh

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.

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.
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.
 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.

SVTH: Đinh Thị Nhã

21


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS. Phạm Ngọc Anh

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)
 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.

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

SVTH: Đinh Thị Nhã

22


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS. Phạm Ngọc Anh

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

 cp

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.
 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.
 Các ảnh hưởng thủy lực đến bồn chứa
- Áp suất làm việc cực đại: là áp suất lớn nhất cho phép tại đỉnh của bồn chứa ở vị
trí hoạt động bình thường tại nhiệt độ xác định đối với áp suất đó. Đó là giá trị nhỏ nhất
thường được tìm thấy trong tất cả các giá trị áp suất làm việc cho phép lớn nhất ở tất cả
các phần của bồn chứa theo nguyên tắc sau và được hiệu chỉnh cho bất kỳ sự khác biệt
nào của áp suất thủy tĩnh có thể tồn tại giữa phần được xem xét và đỉnh của bồn chứa.
Nguyên tắc: áp suất làm việc cho phép lớn nhất của một phần của bồn chứa là áp
suất trong hoặc ngoài lớn nhất bao gồm cả áp suất thủy tĩnh đã nêu trên cùng những
ảnh hưởng của tất cả các tải trọng kết hợp có thể xuất hiện cho việc thiết kế đồng thời
với nhiệt độ làm việc, bề dày kim loại thêm vào để đảm bảo ăn mòn.

SVTH: Đinh Thị Nhã

23


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS. Phạm Ngọc Anh

Áp suất làm việc lớn nhất cho phép có thể được xác định cho nhiều hơn một nhiệt
độ hoạt động, khi đó sử dụng ứng suất cho phép ở nhiệt độ đó.
Thử nghiệm áp suất thủy tĩnh được thực hiện trên tất cả các loại bồn sau khi tất cả

các công việc lắp đặt được hoàn tất trừ công việc chuẩn bị hàn cuối cùng và tất cả các
kiểm tra đã được thực hiện trừ những yêu cầu kiểm tra sau thử nghiệm.
Bồn chứa đã hoàn tất phải thỏa mãn thử nghiệm thủy tĩnh.
Những bồn thiết kế cho áp suất trong phải được thử áp thủy tĩnh tại những điểm
của bồn có giá trị nhỏ nhất bằng 1,5 lần áp suất làm việc lớn nhất cho phép (áp suất
làm việc lớn nhất cho phép coi như giống áp suất thiết kế).
Thử nghiệm thủy tĩnh dựa trên áp suất tính toán có thể được dùng bởi thỏa thuận
của nhà sản xuất và người sử dụng. Thử nghiệm áp suất tĩnh tại đỉnh của bồn chứa nên
là giá trị nhỏ nhất của áp suất thử nghiệm được tính bằng cách nhân áp suất tính toán
cho mỗi thành phần áp suất với 1,5 và giảm giá trị này xuống bằng áp suất thủy tĩnh tại
đó.
- Tải trọng gió: tải trọng gió buộc phải được xác định theo những tiêu chuẩn, tuy
nhiên những điều luật của quốc gia hoặc địa phương có thể có những yêu cầu khắt khe
hơn. Nhà thầu nên xem xét một cách kỹ lưỡng để xác định yêu cầu nghiêm ngặt nhất
và sự kết hợp yêu cầu này có thể được chấp nhận về mặt an toàn, kinh tế, pháp luật.
Gió thổi bất kỳ hướng nào, trong bất kỳ trường hợp bất lợi nào đều cần được xem xét.
- Dung tích lớn nhất cho bồn mái nổi.
Khoảng 85 – 90% dung tích của bồn mái nổi được sử dụng trong điều kiện bình
thường, phần thể tích không sử dụng là do khoảng chết trên (dead space) ở đỉnh và
khoảng chết dưới (dead stock) ở đáy.
Đối với bồn mái nổi, chọn chiều cao bồn để đạt sức chứa lớn nhất. Khoảng chết
trên và chết dưới chịu ảnh hưởng nhiều của chiều cao hơn là đường kính, do đó cùng
với một thể tích thì bồn cao chứa nhiều hơn bồn thấp.

SVTH: Đinh Thị Nhã

24


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP


GVHD: TS. Phạm Ngọc Anh

Chiều cao lớn nhất đạt được xác định bởi điều kiện đất đai nơi đặt bồn. Do đó, khi
chọn vị trí đặt bồn chứa phải điều tra về lãnh thổ nơi đặt bồn.
Do khoảng chết trên nên bể không được chứa đầy, nếu quá mức thì sẽ được báo
động bởi đèn báo động ở mức high level.
1.3.5. Lựa chọn phương án tồn chứa.
Với các đặc điểm xăng dầu là bay hơi, làm việc ở áp suất khí quyển và công suất
tồn chứa lớn, ta chọn phương án tồn chứa xăng dầu bằng bể trụ đứng, mái che là mái
dome, mái phao nhằm mục đích giảm chi phí đầu tư ban đầu và tiết kiệm không gian
lắp đặt thiết bị.

SVTH: Đinh Thị Nhã

25