›
›

Bài giảng Bảo dưỡng đường ống - Chương 5: Vận hành và bảo dưỡng hệ thống bồn bể

pdf 77 trang phuongnguyen 2140
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Bảo dưỡng đường ống - Chương 5: Vận hành và bảo dưỡng hệ thống bồn bể", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfbai_giang_bao_duong_duong_ong_chuong_5_van_hanh_va_bao_duong.pdf

Nội dung text: Bài giảng Bảo dưỡng đường ống - Chương 5: Vận hành và bảo dưỡng hệ thống bồn bể

  1. BÀI GIẢNG BẢO DƯỠNG ĐƯỜNG ỐNG VẬN HÀNH VÀ BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG BỒN BỂ
  2. Các loại thiết bị tồn chứa và vận chuyển đóng vai trò quan trọng trong công nghiệp hoá chất nói chung và trong công nghiệp dầu khí nói riêng. Hầu như tất cả các quá trình chế biến dầu khí đều có sự tham gia của các thiết bị tồn chứa, vận chuyển: Tồn chứa – vận chuyển nguyên liệu, sản phẩm trung gian trong quá trình chế biến, sản phẩm thương phẩm . Ngoài ra, thiết bị tồn chứa còn được sử dụng vào những mục đích như: kinh doanh, mục đích quốc phòng mang tính chiến lược của từng quốc gia. Người ta có thể tồn chứa xăng dầu vào các bể chứa bằng thép, bể chứa không phải bằng thép (bể phi kim loại) hoặc chứa dầu vào các phuy, can nhỏ. Các phương tiện tồn chứa xăng dầu nói chung phải đảm bảo các yêu cầu chung sau: - Tránh và giảm bớt hao hụt về số lượng và chất lượng xăng dầu - Thao tác thuận tiện - Đảm bảo an toàn phòng độc và phòng cháy
  3. 5.2 PHÂN LOẠI BỒ CHỨA – BỂ CHỨA  Phân loại theo áp suất Dựa vào áp suất làm việc của bồn người ta chia thành: - Bồn làm việc ở áp suất khí quyển - Bồn làm việc ở áp suất cao (Cao áp): áp suất trong bồn P > 20 atm. - Bồn làm việc ở áp suất thấp (áp suất P = 1 - 20 atm)  Dựa vào chiều cao xây dựng Dựa vào chiều cao xây dựng người ta có thể chia ra: - Bể ngầm: Bể chôn dưới đất - Bể nửa ngầm nửa nổi: 1/2 chiều cao bể nhô lên khỏi mặt đất - Bể nổi: Làm trên mặt đất  Theo hình dạng bồn chứa Theo hình dạng – vị trí người ta chia thành các loại bể: - Hình cầu: - Hình trụ: + Bể nằm thẳng đứng + Bể nằm ngang.
  4. 5.3 CẤU TẠO BỒ CHỨA BỂ CHỨA  Cấu tạo của một bồn chứa, bể chứa sử dụng trong công nghiệp dầu khí nói chung thường gồm ba bộ phận chính sau: - Thân bồn chứa, bể chứa - Đáy lắp bồn chứa, bể chứa - Các thiết bị phụ trợ
  5. 5.3 CẤU TẠO BỒ CHỨA BỂ CHỨA
  6. 5.3 CẤU TẠO BỒ CHỨA BỂ CHỨA  Vật liệu làm bồn chứa, bể chứa: Vật liệu chế tạo bồn bể chứa chủ yếu là thép cacbon có các thông số kỹ thuật cơ bản như sau:
  7. 5.3 CẤU TẠO BỒ CHỨA BỂ CHỨA - Các sản phẩm dầu khí chứa trong bồn chứa thường có áp suất hơi bão hòa lớn, nhiệt độ hóa hơi thấp và có tính độc hại. - Mức độ ăn mòn của các sản phẩm dầu khí này thuộc dạng trung bình, tùy thuộc vào loại vật liệu làm bồn, nhiệt độ môi trường mà mức độ ăn mòn các sản phẩm này có sự khác nhau. - Khi xét đến yếu tố ăn mòn, khi tính toán chiều dày bồn, ta tính toán thời gian sử dụng, từ đó tính được chiều dày cần bổ sung để đảm bảo cho bồn 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 tạo đòi hỏi phức tạp hơn, giá thành gia công cũng đắt hơn và đòi hỏi trình độ tay nghề của thợ hàn cao. - Sau khi lựa chọn vật liệu làm bồn ta sẽ xác định được ứng suất tương ứng của nó, đây là một thông số quan trọng để tính toán chiều dày bồn. Đối với các loại vật liệu khác nhau thì có ứng suất khác nhau, tuy nhiên các giá trị này thường không chênh lệch nhau nhiều. - Ngoài ra việc lựa chọn vật liệu chế tạo bồn chứa cũng cần quan tâm đến các yếu tố khác như: các yếu tố môi trường (sức gió, ăn mòn không khí ) và các loại nhiên liệu cần tồn chứa.
  8. 5.3 CẤU TẠO BỒ CHỨA BỂ CHỨA  Phương pháp thi công bồn bể chủ yếu sử dụng phương pháp hàn, gò, vê, đúc Các phương pháp hèn chủ yếu được sử dụng là:
  9. 5.3 CẤU TẠO BỒ CHỨA BỂ CHỨA
  10. 5.2 PHÂN LOẠI BỒ CHỨA – BỂ CHỨA  Đáy bồn: Đáy bồn bể chủ yếu được thiết kế bởi việc hàn và cắt gọt các tấm kim loại hình chữ nhật có chiều dày tối thiểu ¼ inch (tương đương 10.2 lb per sq ft) và chiều rộng nhỏ nhất là 72 inch. Trong trường hợp tổng quát, chiều dày tấm thép có thể được tính toán theo công thức sau: 1,456.10 9 D.(H 1).G Trong đó: t C D: Đường kính bồn chứa, ft S.E H: Chiều cao bồn chứa, ft G: trọng lượng riêng của chất lỏng tồn chứa, thường nhỏ hơn 1. S: ứng suất của thép làm đáy bồn, psi E: Hiệu suất mối hàn, thường E = 0.85
  11. 5.3 CẤU TẠO BỒ CHỨA BỂ CHỨA  Kích thước tiêu chuẩn của tấm thép làm đáy bồn cũng có thể chọn dựa trên cơ sở sau: - Nếu bồn có D 48 ft: ft (25,13 ft hoặc 7,66 m) dài, 6 ft chiều rộng (1,829m) và chiều dày tối thiểu từ ¼ - 1 ½ inch ( 6mm – 38 mm). 8
  12. 5.3 CẤU TẠO BỒ CHỨA BỂ CHỨA Đường kính Chiều dày tối  Một điểm cần chú ý: Do bồn, ft thiểu tấm đáy bồn phải chịu cả áp thép, inch suất của thủy tĩnh cột 200 3/8
  13. 5.3 CẤU TẠO BỒ CHỨA BỂ CHỨA  Trong các thiết bị tồn chứa ngoài đáy phẳng người ta còn dùng các loại đáy, nắp có hình : elip, chỏm cầu, nón (côn). - Với các thiết bị làm việc ở áp suất thường, nên dùng đáy nắp phẳng (tròn hoặc hình chữ nhật) vì chế tạo đơn giản, rẻ tiền. - Đáy nắp hình cầu, hình elíp được dùng trong thiết bị làm việc với áp suất lớn. - Đáy nón được dùng với các mục đích sau: + Để tháo sản phẩm rời hoặc chất lỏng có hàm lượng pha rắn cao. + Để phân phối tốt chất khí hoặc lỏng theo tất cả tiết diện thiết bị. + Để khuyếch tán làm thay đổi từ từ tốc độ chất lỏng hoặc chất khí nhằm mục đích giảm bớt sức cản thuỷ lực.
  14. 5.3 CẤU TẠO BỒ CHỨA BỂ CHỨA  Thân của các thiết bị tồn chứa thường là hình trụ hoặc hình cầu, chúng được chế tạo bằng phương pháp cuốn, dập, vê, hàn nhiều tấm thép lại với nhau. Độ dày của tấm thép tuỳ thuộc vào kích thước của bồn chứa. Thân bể hay thành bể bao gồm nhiều tấm thép ghép hàn với nhau, chiều dài tấm thép theo chu vi, chiều rộng theo chiều cao bể thường gọi là các tầng. Do phải chịu áp lực thuỷ tĩnh, trọng lực dầu và bể lớn dần theo độ sâu nên nên tôn làm thành bể có bề dày thay đổi từ 4 – 8 mm. Việc gá tôn thành bể có các cách gá sau: + Gá kiểu ống chui: Tầng trên có đường kính nhỏ hơn tầng dưới + Gá kiểu giao kết: Các tầng tôn gá xen kẽ nhau, tầng này vào trong tầng kia ra ngoài và cứ luân chuyển như thế. + Gá hỗn hợp: Phối hợp hai kiểu gá trên trong một bể.
  15. 5.3 CẤU TẠO BỒ CHỨA BỂ CHỨA
  16. 5.3 CẤU TẠO BỒ CHỨA BỂ CHỨA  Chiều dày tối thiểu tấm thép chế tạo thân bể được tính theo công thức: 2,6.D.(H 1)G t C.A 21.E (in) Trong đó: + C.A hệ số ăn mòn cho phép, in + t = Bề dày tối thiểu của tấm thép, in + D = đường kính bồn chứa, ft + H = Chiều cao bồn chứa, ft + G = khối lượng riêng chất lỏng cần tồn chứa nhưng nhỏ hơn 1 E = Hiệu suất mối hàn, thông thường E = 0,85 khi chiếu tia X có vết đốm và E = 0,7 khi không có vết đốm.
  17. 5.3 CẤU TẠO BỒ CHỨA BỂ CHỨA  Lắp bồn chứa: Nắp bồn chứa thông thường gồm 2 phần: Nắp bồn và mái bồn  Nắp bồn có thể di động hoặc cố định tùy thuộc vào loại nhiên liệu cần tồn chứa. Thông thường đối với loại nắp đi động được dùng với các sản phẩm bay hơi cao như: xăng, khí hóa lỏng, nhiên liệu phản lực nhằm giảm thiểu hao hụt do bay hơi, sự thở của bồn bể.  Mái che: Dùng để bảo vệ bồn, các thiết bị đo đếm, giảm nhiệt độ môi trường ảnh hưởng đến bồn Mái bồn thường có hình côn hoặc hình cong, chiều dày mái che có thể tính theo:
  18. 5.3 CẤU TẠO BỒ CHỨA BỂ CHỨA * Đối với mái hình côn Chiều dày tối thiểu tấm thép chế tạo mái hình côn được tính theo công thức: D t 400.sin  Trong đó: = Góc giữa mái hình côn và mặt phẳng ngang, độ - Chiều dày tối thiểu > 3/16 in, tối đa 3/16 in, tối đa < ½ in - R nhỏ nhất là R = 0,8 D và lớn nhất là R = 1,2 D.
  19. 5.3 CẤU TẠO BỒ CHỨA BỂ CHỨA  Ngoài bồn bể hình trụ đứng hay được sử dụng trên, ta còn gặp các dạng bồn bể hình cầu. Các bể hình cầu thường được sử dụng đối với các chất lỏng tồn chứa có áp suất hơi bão hòa cao như: LPG, khí tự nhiên Tuy nhiên nhược điểm của loại bồn bể này là khó chế tạo và khó khăn trong việc lắp đặt các thiết bị phụ trợ cũng như các thiết bị đo đếm lưu lượng áp suất
  20. 5.3 CẤU TẠO BỒ CHỨA BỂ CHỨA
  21. 5.3 CẤU TẠO BỒ CHỨA BỂ CHỨA
  22. 5.3 CẤU TẠO BỒ CHỨA BỂ CHỨA  Các thiết bị phụ trợ Các thiết bị phụ trợ được sử dụng trong hệ thống tồn chứa nhằm đảm bảo cho thao tác xuất nhập tại bồn chứa xăng dầu được thuận tiện và đảm bảo an toàn trong việc chứa xăng dầu trong bể. Dưới đây là một số thiết bị phụ trợ thường được sử dụng trong các bể chứa xăng dầu: 1. Cầu thang: Để phục vụ cho việc đi lại lên xuống bồn chứa xăng dầu trong quá trình thao tác tại bồn của công nhân giao nhận. 2. Lỗ ánh sáng: Được đặt trên nắp bể trụ đứng, có tác dụng để thông gió trước khi lau chùi bồn, sửa chữa và kiểm tra bên trong bể. 3. Lỗ chui người: Có tác dụng để đi vào trong bồn khi tiến hành lau chùi, sửa chữa, bảo dưỡng bên trong bể. 4. Lỗ đo lường lấy mẫu: Có tác dụng để thả các thiết bị đo, thiết bị lấy mẫu trong trường hợp xác định độ cao mức nhiên liệu và lấy mẫu nhiên liệu. Lỗ đo lường, lấy mẫu nhiên liệu được đặt lắp đặt trên mái bể trụ đứng.
  23. 5.3 CẤU TẠO BỒ CHỨA BỂ CHỨA 5. ống thông hơi: chỉ dùng trên các bể trụ đứng, để chứa dầu nhờn và DO, FO, ống này có tác dụng điều hoà không gian hơi nhiên liệu của bể với áp suất khí quyển. 6. ống tiếp nhận cấp phát: dùng để đấu nối với đường ống công nghệ tiếp nhận cấp phát nhưng ống này được đặt ngay ở tầng thép thứ nhất của bể thép trụ đứng. 7. Van hô hấp và van an toàn: - Van hô hấp: Van hô hấp kiểu cơ khí dùng để điều hoà áp suất dư và áp suất chân không trong bể chứa. - Van hô hấp được lắp kết hợp với van ngăn tia lửa: Có tác dụng điều chỉnh bởi trong bể chứa trong giới hạn 2 atm đến 20 atm và ngăn tia lửa từ bên ngoài vào tron bể. - Van an toàn kiểu thuỷ lực: Có tác dụng điều hoà áp suất dư hoặc chân không trong bể chứa khi van hô hấp không làm việc. Dưới áp suất dư từ 5,5 atm – 6 atm và chân không từ 3,5 atm – 4 atm.
  24. 5.3 CẤU TẠO BỒ CHỨA BỂ CHỨA 8. Hộp ngăn tia lửa: được lắp trên bể chứa phía dưới van hô hấp loại không kết hợp tác dụng ngăn chặn sự phát sinh ngọn lửa hoặc tia lửa bên trong bể. 9. Van bảo vệ: Có tác dụng hạn chế tổn thất mất mát nhiên liệu tỏng trường hợp đường ống bị vỡ hoặc khi van hai chiều chính của bể chứa bị hỏng hóc. Van bảo vệ được lắp ở đầu cuối ống tiếp nhậ cấp phát quay vào phía trong bể chứa. 10. Bộ điều khiển của van bảo vệ: Được lắp phía trên của ống tiếp nhận – cấp phát có tác dụng để mở van bảo vệ, giữ nó ở tư thế mở và đóng van bảo vệ lại. 11. Van Xi phông: có tác dụng định kỳ xả nước lắng lẫn trong bồn chứa. 12. Thiết bị đo mức nhiên liệu trong bể chứa: Với mục đích tiết kiệm thời gian đo mức nhiên liệu trong bể chứa. Đồng thời đảm bảo kiểm tra dễ dàng được mức nhiên liệu.
  25. 5.3 CẤU TẠO BỒ CHỨA BỂ CHỨA 13. Thiết bị cứu hoả: Phụ thuộc vào thể tích của bể chứa người ta có thể lắp đặt trên bể đến 6 bình bọt cứu hoả hỗn hợp và các bình bọit cố định. Có tác dụng để đẩy bọt khí cơ học vào bể khi trong bể xảy ra sự cố cháy. 14. hệ thống tiếp địa: Để tránh hiện tượng sét đánh vào bể. Trên bồn chứa thường được hàn từ 3 – 6 cột thu lôi. 15. Hệ thống tưới mát: Dùng để làm mát bể khi trời nắng to để giảm hao hụt xăng dầu do bay hơi. 16. Hệ thống thoát nước.
  26. 5.4 THI CÔNG VÀ BẢO DƯỠNG BỒN BỂ CHỨA  Kiểm tra độ kín đáy bể: Có thể tiến hành bằng hai cách: - Phương pháp chân không. - Phương pháp thuốc thử. Phương pháp chân không: Người ta dùng thiết bị gọi là rùa thử chân không, đó là một hình hộp một mặt trống, mặt đối diện có kính và các ống nối đến máy hút chân không và đến áp kế. Người ta đặt thiết bị lên một đoạn đường hàn cần thử, trát ma tít xung quanh, dùng bơm chân không hút không khí trong hộp để tạo độ chân không trong hộp. Nếu đường hàn không kín thì xà phòng bôi trên đường hàn sẽ có bong bóng, ta phái đánh dấu lại, tuy vậy cũng có thể đổ nước khi thủng thì sẽ có tăm khí nổi lên. Để thử độ độ kín đáy bể bằng phương pháp chân không với tôn dày 4mm thì trong rùa cần là 500mm cột thuỷ ngân. Nếu dày hơn thì tạo độ chân không là 600mm.
  27. 5.4 THI CÔNG VÀ BẢO DƯỠNG BỒN BỂ CHỨA Phương pháp thử bằng hoá chất Người ta đắp đất xung quanh thành bể ngăn không cho khí thoát ra khí nén khí vào đáy bể, chiều cao đất đắp khoảng 100 mm. Người ta đưa 3 – 4 vòi bơm khí amônắc vào đáy bể với áp suất dư 8 – 9 mm cột nước dưới đáy bể. Trên đường hàn đã được đánh sạch người ta quét dung dịch phênol talêin. Nếu thấy chỗ nào chuyển màu đỏ ta ghi lại. Còn nếu dùng dung dịch axit HNO3 2,5% thì quét dung dịch lên vải màn hoặc giấy bản phủ lên đường hàn, chỗ nào thủng chất chỉ thị ngả màu đen. Thử đường hàn đáy và tôn thành thứ nhất có thể thử bằng rùa vuông góc hoặc thử bằng dầu hoả quét bên ngoài, bên trong bể quét vôi hoặc phấn lên đường hàn.
  28. 5.4 THI CÔNG VÀ BẢO DƯỠNG BỒN BỂ CHỨA  Kiểm tra độ kín mối hàn thành bể Các mối hành thành bể kiểm tra độ kín bằng cách quét hoặc phun dầu hoả ở phía trong, phía bên ngoài quét nước vôi hoặc quét phấn. Quét 2 lần dầu hoả cách nhau 1 phút sau đó theo dõi nếu không có vết dầu loang coi như là được. Mối hàn gối ở đầu thành bể mà bên trong hàn ngắt quãng thì dùng máy hoặc đèn khò phun dầu vào kẽ 2 tấm tôn rồi quan sát bên ngoài. Những chố miếng vá tôn chồng lên nhau để thử độ kín phải khoan 1 lỗ nhỏ rồi bơm dầu vào trong giữa hai lớp tôn ấy với áp xuất 1 – 2kg/m2. Bên ngoài đường hàn quét nước vôi hoặc phấn theo dõi sau 12 giờ nếu không có vết dầu loang là tốt
  29. 5.4 THI CÔNG VÀ BẢO DƯỠNG BỒN BỂ CHỨA  Thử độ kín mái bể Thử bằng phương pháp nén khí trong bể và bôi nước xà phòng lên đường hàn mái bể, tôn giáp thành bể. Nếu đường hàn không kín bọt xà phòng sẽ nổi lên (áp xuất thử bằng 15% áp xuất làm việc của bể). Có thể thử độ kín mái bể bằng cách phun dầu hoả vào phần tiếp giáp mái bể và phía ngoài bể, trên đường hàn ta bôi phấn hoặc quét nước vôi rồi quan sát theo dõi xem lớp vôi được quét có bị thấm ướt hay không.
  30. 5.4 THI CÔNG VÀ BẢO DƯỠNG BỒN BỂ CHỨA  Thử cường độ của bể Thử cường độ của bể bằng cách bơm đầy nước vào bể chứa trong bể từ 3 đến 7 ngày nếu độ lún của bể không đáng kể, bể không bị biến dạng thì có thể kết thúc việc thử, coi như là tốt. Còn nếu bể có sự biến dạng lớn phải tìm cách khắc phục.  Thử độ bền mái bể Thử độ bền của bể là thử ở hai chế độ áp xuất, áp xuất dừng và áp xuất chân không bằng cách: bơm nước hoặc nén khí vào trong bể, hoặc rút nước ra khi đó phải có van khống chế áp xuất trong bể và áp kế theo dõi. Áp xuất khống chế như phần thử kín nhưng thời gian giữa áp xuất là 2 – 3 giờ.
  31. 5.5 LÚN BỂ – NGUYÊN NHÂN – SỬA CHỮA  Các dạng Lún bể - Lún đều: Nền bể sau khi xây dựng vào chứa dầu do xử lý nền không tốt bể bị lún không nghiêng lệch nhưng độ lún ấy giá trị số qui định. - Lún lệch: Sau khi đưa vào chứa dầu thì bể bị lún cục bộ từng phần làm cho bể bị nghiêng đi một góc theo phương thẳng đứng đối với bể trụ đứng. Với bể trụ nằm do một bộ đỡ bị lún làm cho bể bị nghiêng.
  32. 5.5 LÚN BỂ – NGUYÊN NHÂN – SỬA CHỮA  Nguyên nhân Hiện tượng lún đều chủ yếu là do nền đất không đủ độ chịu lực, mà việc gia cố móng bể không đảm bảo nên thường xảy ra lún hoặc do thay đổi các yếu tố thuỷ văn như mực nước ngầm đột nhiên lên cao một thời gian dài cũng làm cho bể bị lún. Hiện tượng lún lệch là do xử lý móng không đều chỗ đầm kỹ, chỗ đầm không kỹ hoặc móng bể thi công một phần ở đất nền một phần trên lòng đất mượn phái đầm nén. Trong quá trình chứa dầu sẽ gây nên lún lệch. Cũng có thể móng bể xây trên nền, đất đắp nhưng độ chịu lực khác nhau cũng gây ra lún lệch bể.
  33. 5.5 LÚN BỂ – NGUYÊN NHÂN – SỬA CHỮA  Kiểm tra độ lún bể Kiểm tra độ lún theo chu vi bể - Phương pháp đo thuỷ chuẩn xung quanh chu vi của bể. - Đo độ nghiêng lệch của bể bằng phương pháp dây dọi. Bộ đo thuỷ chuẩn caó ống cao su vòngchu vi bể. * Những qui định và cách đo: + Tuỳ theo chu vi bể mà chia các điểm đo xung quanh bể nhiều hay ít số điểm đo nhưng không được nhỏ hơn 8 điểm và khoảng cách giữa các điểm không nhỏ hơn 6m. + Với bể 2000 – 3000 m3 sau 4 năm sử dụng sử dụng chênh lệch hai điểm đo cạnh nhau không quá ± 40mm, hai điểm đối diện nằm trên đường kính không quá 180 mm. Nếu bể sử dụng quá 4 năm chênh lệch cho phép lần lượt ± 60mm và ± 150mm. + Những bể bé 400 – 5000m3 chêch lệch độ cao bằng 50% giá trị của bể lớn.
  34. 5.5 LÚN BỂ – NGUYÊN NHÂN – SỬA CHỮA Kiểm tra độ lún trong nền bể Có thể đổ nước vào đáy bể cho phủ khắp được nơi cao nhất sau đó đo chiều cao nước ở những chỗ lõm. Hoặc có thể đo khô đáy bể bằng phương pháp thuỷ chuẩn số điểm. - Số đo phải lớn hơn 8 điểm trên bề mặt. - Chiều cao vết lồi lõm trên đáy bể không được lồi quá 150mm, diện tích vết lồi lõm không quá 2m2.
  35. 5.5 LÚN BỂ – NGUYÊN NHÂN – SỬA CHỮA  Xử lý lún bể Việc xử lý lún bể tuỳ theo mức độ lún, nguyên nhân lún ta có cách xử lý khác nhau: Nếu do nền đất có độ chịu lực không tốt mà lún bể thì có thể phải kích bể, đào móng bể lên, đóng các cọc tre, cọc gỗ, cọc bê tông hoặc các cọc cát xuống móng bể sau đó phục hồi móng bể theo thiết kế. Đây là công việc xử lý toàn bộ lại móng bể là công việc khá phức tạp và tốn nhiều công sức. Nếu do lún cục bộ thì ta có thể chỉ cần kích phần lún quá nhiều tiến hành đóng cọc, làm lại nền móng, gia cố cọc cát v.v phục hồi lại phần móng bể đó là được
  36. 5.6 HAO HỤT VÀ CÁC BIỆN PHÁP GIẢM HAO HỤT  Nguyên nhân gây hao hụt: - Các mất mát do hô hấp Hiện tượng thở của các bể chứa là sự thở xen kẽ không khí bên ngoài và sự xả không khí có cacbon ra của chất lỏng được gây ra bởi các thay đổi nhiệt độ hàng ngày mà các bể phải chịu. Vào giờ nóng trong ngày các bể chứa hấp thụ nhiệt để: +Làm tăng nhiệt độ bề mặt chất lỏng: Sức căng hơi của chất lỏng tăng và trở lên cao hơn áp suất hydrocacbon trong pha hơi sẽ làm bay hơi chất lỏng được tồn chứa và áp suất của các hydrocacbon này cũng tăng lên. + Làm tăng nhiệt độ của pha hơi và làm tăng áp suất bộ phận khí mà nó tồn chứa. Tổng cộng áp suất bên trong bể chứa sẽ tăng đến giá trị cân tải của van, khi áp suất này tăng cao hơn van sẽ tự động mở và xả hơi ra bên ngoài bể cho đến khi cân bằng áp suất trong bể và không khí. Vào các giờ lạnh các hiện tượng ngược lại sẽ xảy ra và bể chứa sẽ hút không khí vào trong bể.
  37. 5.6 HAO HỤT VÀ CÁC BIỆN PHÁP GIẢM HAO HỤT  Các mất mát do hô hấp phụ thuộc vào các yếu tố: + Điều kiện thời tiết: nhiệt độ trung bình tồn chứa, biên đọ các thay đổi nhiệt độ hàng ngày, chế độ mưa + Điều kiện tồn chứa: lượng nhiệt hấp thụ hay mất đi trên bể chứa theo kích thước, hướng của bể, lớp sơn ngoài + Áp suất cân của van an toàn và mức độ nạp của bể chứa + Sản phẩm tồn chứa: Phụ thuộc vào độ bay hơi của chất lỏng được tồn chứa. Nghiên cứu lý thuyết lượng tử của hiện tượng hô hấp là rất khó khăn bởi một số lớn các biến số mà nó phụ thuộc, đặc biệt là các biến số trung gian giữa chúng cũng như nhiệt độ bề mặt tự do quyết định sức căng của hơi. Hơn nữa pha lỏng và pha hơi không bao giờ ở trạng thái cân bằng (do sự bão hoà của hơi không bao giờ đạt được). Các định luật Raoult và Dalton không thể áp dụng được cho cân bằng lỏng hơi với các pha trong các bể tồn chứa có thể tích lớn. Vì vậy, trong thực tế để tính toán mất mát do tồn chứa thường được xác định bằng sự theo dõi thực tế.
  38. 5.6 HAO HỤT VÀ CÁC BIỆN PHÁP GIẢM HAO HỤT  Các mất mát do chứa đầy Nguyên nhân của chúng là hoàn toàn cơ học. Sự hạ thấp thể tích dành cho pha hơi gây ra hiện tượng xả bớt một phần hơi khi áp suất trong bể chứa đạt đến giá trị cân của van an toàn. Việc nạp đầy được thực hiện ở các nhiệt độ không đổi do vậy không có sự thay đổi nồng độ khí thải ra. Tương tự như vậy khi tháo cạn bể chứa người ta cần phải đưa theo một dòng không khí vào để tránh hiện tượng đè bẹp thành bể.
  39. 5.6 HAO HỤT VÀ CÁC BIỆN PHÁP GIẢM HAO HỤT  Đánh giá và đo lường các hao hụt trong tồn chứa: Người ta có thể đánh giá mất mát trong quá trình tồn chứa một cách gần đúng bằng các tính toán thống kê hoặc bằng đo lường. - Do hô hấp: Như đã trình bày ở trên, nếu xét về bản chất của sự hô hấp thì không thể tính toán một cách chính xác các mất mát do hô hấp, do vậy ở đây chỉ tính toán được một lượng mất mát đáng xấp xỉ đáng tin cậy. Công thức này được rút gọn từ định luật Mariotte và áp dụng tính toán cho một bể chứa xăng mất mát do hô hấp:
  40. 5.6 HAO HỤT VÀ CÁC BIỆN PHÁP GIẢM HAO HỤT V i MM T g L 2,15( M m )( . 1) e M T m 1000 Công thức trên có giá trị đối với các bể tồn chứa ở nhiệt độ trung bình là 270C. Trong đó: L – mất mát hàng ngày của xăng, m3/ngày M; m- là các sức căng bề mặt cuối cùng của xăng trên bề mặt bay hơi; kg/cm3. TM; Tm - là các nhiệt độ tuyệt đối của pha hơi trong ngày. e; i - là các áp suất cân tuyệt đối Vg- thể tích bầu khí quyển hơi; m3.
  41. 5.6 HAO HỤT VÀ CÁC BIỆN PHÁP GIẢM HAO HỤT Một cách gần đúng, ta có thể tính Sự luân Quá trình Sản lượng hao hụt do đổ đầy bằng chuyển chế biến phẩm công thức sau: bồn/năm thương F = P.V.Kf/A phẩm Trong đó: 0-10 1.0 1.0 P: Áp suất hơi bão hòa nhiên liệu 12 0.91 1.0 tồn chứa V: Thể tích nhiên liệu tồn chứa 15 0.75 1.0 F: Lượng mất mất do đổ đầy 20 0.59 1.0 A: Hằng số chuyển đổi: 22740(SI); 3300(E) 25 0.50 1.0 Hằng số Kf có thể xác định từ bảng 30 0.47 1.0 dưới đây: 40 0.44 1.0
  42. 5.6 HAO HỤT VÀ CÁC BIỆN PHÁP GIẢM HAO HỤT  Do đổ đầy: Áp dụng định luật Mariotte với không khí chứa trong bể chứa với nhiệt độ trung bình tồn chứa xăng ở nhiệt độ 270C và cho mất mát xăng tương ứng với việc nạp đầy bộ phận một bể chứa: e i Trong đó: F Q C. . F – mất mát xăng trong khi nạp eđầy bộ phận 230 bể chứa; m3. C – Dung tích chứa của bể chứa, m3. Q – lượng xăng đưa vào, m3. - sức căng bề mặt hơi của xăng ở 270C e; i - áp suất cân tuyệt đối cho các van khi xả và khi hút; kg/cm 3.
  43. 5.6 HAO HỤT VÀ CÁC BIỆN PHÁP GIẢM HAO HỤT Mất mát do sự thở của bồn cũng Lỗ thông hơi F0 có thể tính theo: m ft B= (1,8.P.D.F0.Fp)/A - B: Mất mát do sự thở/năm 0,31 0.39 - P: Áp suất hơi bão hòa - A: Hệ số: 74 (SI); 14.5(E) 1,53 0.55 - Fp: Hệ số sơn bể: AL=1; sáng 3,05 0.72 màu = 1.1 - F0: Hệ số đối với đường kính lỗ 4,58 0.87 thông hơi 6,10 1.0 7,63 1.12 9,15 1.23 10,68 1.33
  44. 5.6 HAO HỤT VÀ CÁC BIỆN PHÁP GIẢM HAO HỤT  Đánh giá các hao hụt Để xác định một cách chính xác lượng nhiên liệu mất mát trong quá trình tồn chứa thì đó là một công việc rất khó khăn. Tuy nhiên, dựa vào việc đo lường và khảo sát các thay đổi đặc tính của sản phẩm tồn chứa ngưới ta có thể xác định một cách tương đối lượng nhiên liệu tồn chứa đã mất mát: - Đo khảo sát lượng nhiên liệu vào và ra trong qua trình tồn chứa với thiết bị chứa có gắn các thiết bị hiệu chỉnh nhiệt độ. - Đo thể tích và nồng độ khí thoát ra. - Sử dụng phương pháp Cheniceck và Whitman: Lấy hai ống mẫu sản phẩm, một mẫu dược lấy ở phần đầu chu kỳ tồn chứa, mẫu kia lấy sau khi lưu lại trong bể chứa. Tiến hành đo trong phòng thí nghiệm sức căng bề mặt của hơi trong hai mẫu được lấy ra đó, sau đó người ta làm bay hơi nhân tạo để nhiên liệu trong các ống mẫu thoát ra không khí, dựa vào sức căng bề mặt của hơi trong hai ống nghiệm người ta vẽ được hai đường cong song song theo % bay hơi. Độ chênh lệch ngang trung bình giữa hai đường cong là giá trị mất mát do bay hơi.
  45. 5.6 HAO HỤT VÀ CÁC BIỆN PHÁP GIẢM HAO HỤT  Các biện pháp giảm hao hụt 1. Tăng áp suất làm việc của các van làm việc: Để giảm hao hụt biện pháp đơn giản nhất là người ta điều chỉnh tăng áp suất cân bằng làm việc của các van trên hệ thống bể chứa. Điều này giảm thiểu các hao hụt do hô hấp. Dựa vào công thức dưới đây cho phép ta đánh giá lợi ích của phương pháp đem lại nhằm giảm hao hụt trong tồn chứa: TM e M (i m ). Tm
  46. 5.6 HAO HỤT VÀ CÁC BIỆN PHÁP GIẢM HAO HỤT 2. Nối trong các pha hơi nhiều bề tồn chứa cùng một loại nhiên liệu với nhau: Biện pháp này cũng có thể làm giảm đáng kể hao hụt trong các bể chứa nhờ việc bù trừ thể tích hơi giữa các bể thông nhau trong quá trình nạp đầy và tháo kiệt nhiên liệu của các bể tồn chứa. Tuy nhiên biện pháp này có nhược điểm là dễ bị nhiễm bẩn từ bể này sang bể khác và chỉ có thể nối thông nhau phần thể tích hơi ở các bể chứa cùng một loại nhiên liệu tồn chứa giióng nhau. 3. Nối các pha hơi với một khí kế: Khí kế là loại thiết bị hoạt động dựa trên nguyên tắc áp suất không đổi và thể tích thay đổi. Khí kế có nhiều loại khác nhau như: - Hình cầu hơi - Khí kế với khớp nối chất lỏng - Khí kế khô hay phổi hô hấp (hệ thống Wiggins)
  47. 5.6 HAO HỤT VÀ CÁC BIỆN PHÁP GIẢM HAO HỤT 4. Sử dụng màng chắn nổi: Đó là các màng tròn bằng chất dẻo, giăng trên bề mặt của chất lỏng tồn chứa. Các màng chắn này có tác dụng ngăn cách pha lỏng và pha hơi, nồng độ nhiên liệu trong pha hơi khi đó giảm đáng kể và người ta có thể thu được một sự rút giảm từ 80% - 90% các mất mát nhiên liệu tổng. 5. Sử dụng các vi hình cầu: Là các hình cầu nhỏ lõm bằng chất dẻo mà đường kính từ 20 - 40. Các vi hình cầu này được đưa vào bể chứa tạo trên bề mặt chất lỏng một lớp bọt mỏng (từ 0,5 inch – 1 inch). Lớp màng mỏng này cũng ngăn cách sự tiếp xuac pha giữa lỏng và hơi và cũng có thể rút giảm được 80 – 90% các hao hụt tổng. 6. Sử dụng các bể nóc nổi: Đây là biện pháp thường được dùng nhiều nhất đói với các bể tồn chứa có đường kính lớn và các loại nhiên liệu có khả năng bay hơi cao.
  48. 5.7 CÁC THIẾT BỊ ĐO ĐẾM VÀ AN TOÀN TRÊN ĐƯỜNG ỐNG – BỂ CHỨA  Trong các bể chứa dầu thô và các sản phẩm dầu mỏ, người ta thường sử dụng các dụng cụ đo để xác định: - Các thông số hoá lý của sản phẩm như nhiệt độ, áp suất - Các thông số nói lên tĩnh an toàn của sản phẩm trong tồn trữ như độ bay hơi, áp suất hơi bão hoà trên bề mặt, nhiệt độ của sản phẩm . . . - Các thông số liên quan đến vấn đề vận chuyển như lưu lượng, khối lượng, mực chất lỏng - Tất cả các thông số trên có nhiều hình thức hiển thị khác nhau tuỳ theo loại dụng cụ sử dụng: thang chia vạch (scale), dạng số (digital), lưu đồ (recorder) hay trên màn hình máy tính (monotor). - Các tính chất bất biến như: độ chính xác, độ ổn định . . . - Các tính chất động như: độ nhạy, độ tin cậy, . . .
  49. 5.7 CÁC THIẾT BỊ ĐO ĐẾM VÀ AN TOÀN TRÊN ĐƯỜNG ỐNG – BỂ CHỨA  Thiết bị đo nhiệt độ: - Nhiệt kế lưỡng kim (bimetallic thermometer): Cơ chế hoạt động của loại nhiệt kế lưỡng kim dựa trên nguyên tắc hai kim loại khác nhau sẽ có độ giãn nở nhiệt khác nhau.
  50. 5.7 CÁC THIẾT BỊ ĐO ĐẾM VÀ AN TOÀN TRÊN ĐƯỜNG ỐNG – BỂ CHỨA Một số nguyên tố lưỡng kim được tạo ra bằng cách nung chảy cho hai thanh kim loại dính lại với nhau sau đó tạo thành một thanh hình xoắn ốc. Dưới tác dụng của nhiệt độ, hai thanh kim loại giãn nở nhiệt khác nhau và làm cho thanh xoắn ốc co giãn. Chuyển động của thanh xoắn ốc này tác động lên kim chỉ thị trên mặt đồng hồ thông qua một thanh kim loại khác. Tóm lại, nguyên tắc hoạt động của loại nhiệt kế lưỡng kim là: Nhiệt độ nguyên tố lưỡng kim co giãn kim đồng hồ quay. Nhiệt kế lưỡng kim dùng để xác định nhiệt độ trong khoảng – 1500C đến 4200C. Ở nhiệt độ cao hơn nữa thì kim loại có xu hướng giãn nở quá độ làm cho phép đo không còn chính xác nữa. Loại nhiệt kế này rất phổ biến trong các bồn bể chứa sản phẩm dầu mỏ.
  51. 5.7 CÁC THIẾT BỊ ĐO ĐẾM VÀ AN TOÀN TRÊN ĐƯỜNG ỐNG – BỂ CHỨA
  52. 5.7 CÁC THIẾT BỊ ĐO ĐẾM VÀ AN TOÀN TRÊN ĐƯỜNG ỐNG – BỂ CHỨA  Nhiệt kế áp suất - lò xo: Ưu điểm của nhiệt kế này so với nhiệt kế lưỡng kim là vị trí đọc nhiệt độ có thể ở xa bồn mà không cần đọc tại chỗ như khi dùng nhiệt kế lưỡng kim. Khi đó người kỹ sư có thể ở trong phòng hay một vị trí thuận tiện để kiểm tra nhiệt độ của bồn. Cấu tạo chính của loại này là một ống xoắn ruột gà (ống Bourdon) được nối với kim chỉ vạch. ống này được nối với một bầu chứa chất lỏng ( thường là thuỷ ngân) hay hỗn hợp lỏng - khí ( thường là Nitơ). Dưới tác dụng của nhiệt độ thì áp suất trong bầu tăng lên do chất lỏng giãn nở hay áp suất hơi bão hoà tăng lên. Sự tăng áp suất này tác động lên ống xoắn ruột gà làm cho nó giãn ra làm chuyến động kim chỉ vạch. Tóm lại nguyên tắc hoạt động cửa loại nhiệt kế này là: nhiệt độ áp suất ống ruột gà co giãn kim đồng hồ quay giá trị nhiệt độ.
  53. 5.7 CÁC THIẾT BỊ ĐO ĐẾM VÀ AN TOÀN TRÊN ĐƯỜNG ỐNG – BỂ CHỨA
  54. 5.7 CÁC THIẾT BỊ ĐO ĐẾM VÀ AN TOÀN TRÊN ĐƯỜNG ỐNG – BỂ CHỨA  Cặp nhiệt điện: bao gồm hai kim loại khác nhau nối với nhau ở hai đầu. Đầu tiếp xúc với môi trường cần đo nhiệt độ được nối dính với nhau, đầu cón lại được nối với milivôn kế. Như vậy cặp nhiệt điện sẽ có một đầu có nhiệt độ thay đổi: đầu dò và một đầu có nhiệt độ cố định. điện cực tham khảo. Khi nhiệt độ đầu đó không đổi thì hiệu điện thế hai đầu điện cực tham khảo cũng không đổi. Khi nhiệt độ đầu dò tăng thì hiệu điện thế điện cực tham khảo cũng tăng. Tín hiệu điện ghi nhận dược chính là sự tăng hiệu điện thế. Trong milivôn kế có một nam châm vĩnh cửu rất nhạy với sự thay đổi của hiệu điện thế. Nam châm này làm quay cuộn dây nối với kim đồng hồ có thang chia nhiệt độ sẵn. Vì vậy milivôn kế nối với cặp nhiệt điện không phải để đo trực tiếp nhiệt độ mà để đo sự thay đổi hiệu điện thế. Chính vì vậy hiệu điện thế thay đổi theo nhiệt độ nên chúng ta mới có thể xác định được nhiệt độ thông qua milivôn kế
  55. 5.7 CÁC THIẾT BỊ ĐO ĐẾM VÀ AN TOÀN TRÊN ĐƯỜNG ỐNG – BỂ CHỨA  Ưu điểm lớn nhất của cặp nhiệt độ là chuyển tín hiệu nhiệt độ sang tin hiệu điện, từ đó các kỹ sư có thể dễ dàng xử lý tín hiệu này trong dây chuyền tự động hoá ví dụ như dùng tín hiệu điện này điều khiển các thiết bị khác. Hơn nữa giá trị nhiệt độ đo được sẽ vô cùng chính xác vì tín hiệu điện có thể chuyển sang tín hiệu số để quan sát trên màn hình (không phụ thuộc tính chủ quan của người quan sát)
  56. 5.7 CÁC THIẾT BỊ ĐO ĐẾM VÀ AN TOÀN TRÊN ĐƯỜNG ỐNG – BỂ CHỨA  Nhiệt kế điện trở: Nhiệt kế điện trở cũng có nguyên tắc hoạt động gần giống với cặp nhiệt điện. Sự thay đổi hiệu điện thế cũng được dùng để xác định sự thay đổi nhiệt độ. Đầu dò của nhiệt kế là một điện trở gồm dây đồng, niken hay platin quấn quanh một vật cách điện như mica chẳng hạn. Điện trở đầu dò được mắc với 3 điện trở khác tạo thành cầu Wheatstone. Dòng điện qua điện trở cấp bởi pin. Khi nhiệt độ môi trường tăng thì điện trở tăng làm thay đổi hiệu điện thế hai đầu cầu Wheatstone. Sự thay đổi hiệu điện thế này được ghi nhận bởi milivôn kế tương tự như trong cặp nhiệt điện.
  57. 5.7 CÁC THIẾT BỊ ĐO ĐẾM VÀ AN TOÀN TRÊN ĐƯỜNG ỐNG – BỂ CHỨA  Thiết bị đo áp suất: Áp suất trong bồn dùng để kiểm tra độ an toàn của bồn khi chứa các sản phẩm khí hoá lỏng. Trong một số trường hợp áp suất còn để xác định lượng khí hoá lỏng trong bồn. Mặc dù các bồn đều có van xả áp nhưng việc theo dõi áp suất bồn cũng góp phần đảm bảo công tác vận hành và bảo trì, phát hiện rò rỉ từ bồn chứa  Các thiết bị đo áp thường được sử dụng là:
  58. 5.7 CÁC THIẾT BỊ ĐO ĐẾM VÀ AN TOÀN TRÊN ĐƯỜNG ỐNG – BỂ CHỨA  Ống Bourdon: là nhân tố nhận biết áp lực chung nhất. Đây là một ống kim loại dẹt bằng phẳng, được bịt kín đầu cuối cùng và được uốn cong thành chữ C hay hình xoắn ốc, khi đó bên trong hay bên ngoài bề mặt của ống có những khu vực khác nhau. Sự không cân bằng lực gây ra bởi áp lực sẽ làm cho ống bị bung ra. Sự thay đổi này có thể đọc trực tiếp trên dụng cụ đo hay chuyển thành một tín hiệu điện hay khí nén tương xứng với áp lực. Cần phải bảo dưỡng để tránh sự ăn mòn và đọng cặn bên trong ống vì có thể ảnh hưởng tới đặc tính của nó. Trong bồn bể kín và bồn bể chứa khí hoá lỏng thường dùng loại áp kế ống xoắn Bourdon.
  59. 5.7 CÁC THIẾT BỊ ĐO ĐẾM VÀ AN TOÀN TRÊN ĐƯỜNG ỐNG – BỂ CHỨA  Màng ngăn (màng chắn): Màng chắn được sử dụng rộng rãi như một thiết bị có độ chính xác cao. Nó bằng phẳng hoặc có nếp gấp dựa trên loại áp lực được điều chỉnh bâng tay và thích hợp trong việc đo áp lực một vài mmH2O đến hàng ngàn psi. Màng chắn được thiết kế để truyền lực hay giới hạn sự vận động. Chúng tốt hơn ống Bourdon bởi vì được chế tạo từ kim loại chồng ăn mòn hay được phủ một lớp đàn hồi như Teflon.
  60. 5.7 CÁC THIẾT BỊ ĐO ĐẾM VÀ AN TOÀN TRÊN ĐƯỜNG ỐNG – BỂ CHỨA  Thiết bị đo mức chất lỏng: Với bồn chứa sản phẩm dầu mỏ dạng lỏng thì người ta quan tâm đến mực chất lỏng. Khi xuất thì không xuất hết (trừ trường hợp vệ sinh bồn) và khi nhập thì không nhập đầy. Để đảm bảo điều này người vận hành cần phải biết chất lỏng dâng đến mực nào trong bồn. Các dụng cụ đo mực chất lỏng khá đa dạng, ví dụ như dạng đo trực tiếp: - Phao nổi (float) - Phao chiếm chỗ (displacer) - Đầu tiếp xúc trực tiếp (contact) - Đầu dò điện (electric probe) Ngoài ra còn có các loại dụng cụ đo mực chất lỏng gián tiếp như: - Dụng cụ đo dùng áp suất thuỷ tĩnh (hydrostatic pressure) - Dụng cụ đo dùng bức xạ (radioactive device) - Dụng cụ đo sự thay đổi khối lượng (loss ofweight device)
  61. 5.7 CÁC THIẾT BỊ ĐO ĐẾM VÀ AN TOÀN TRÊN ĐƯỜNG ỐNG – BỂ CHỨA  Phao nổi: Phao nổi là loại dụng cụ kiểm soát mực chất lỏng thông dụng nhất. Phao nổi đơn giản nhất là loại phao nổi một vị trí (single - point float). Loại này gồm có một phao bằng nhựa nối với một cánh tay đòn. Cánh tay đòn này điều khiển van cấp liệu cho bồn ở trạng thải đóng hay mở. Ban đầu khi mực chất lỏng dưới mức cần thiết thì van ở trạng thái mở. Khi mực chất lỏng ở vị trí mong muốn, phao nổi ngang với mực chất lỏng cần bơm, tác động lên van thông qua cánh tay đòn làm đóng van lại. Phao nổi có thể gắn bên trong bồn hay gắn trong một bình bên ngoài thông với bồn. Một số loại phao nồi không dùng cánh tay đòn mà đùng khí nén để điều chỉnh van cấp liệu cho bồn. Điều này có lợi ở chỗ tăng độ nhạy cho van nhưng cũng chi phí thiết bị đáng kể (máy nén, đường ống dẫn khí).
  62. 5.7 CÁC THIẾT BỊ ĐO ĐẾM VÀ AN TOÀN TRÊN ĐƯỜNG ỐNG – BỂ CHỨA  Phao chiếm chỗ: Nguyên tắc hoạt động của loại này dựa trên lực đẩy Acsimet. Ví dụ một cân khi chưa nhúng vào chất lỏng sẽ có trọng lượng 3kg. Như vậy lực tác dụng lên cân chỉ có trọng lực ứng với 3kg. Khi chìm trong chất lỏng cao khoảng 1m thì phao còn chịu thêm lực đẩy Acsimet ngược chiều với trọng lực. Khi đó lực tác dụng lên cân giảm đi và cân chỉ giá trị 2kg. Chất lỏng dâng càng cao thì lực Acsimet càng mạnh và giá trị khối lượng của phao trên cân càng giảm. Bằng cách quan sát khối lượng, người vận hành bồn có thể biết chất lỏng dâng đến mức nào.
  63. 5.7 CÁC THIẾT BỊ ĐO ĐẾM VÀ AN TOÀN TRÊN ĐƯỜNG ỐNG – BỂ CHỨA  Đầu tiếp xúc trực tiếp: Phương pháp tiếp xúc chủ yếu được dùng cho bồn chứa các hạt rắn, tuy nhiên có thể dùng cho bồn chất lỏng. Về mặt nguyên tắc thì không có gì khác biệt khi thay đổi loại vật chất chứa trong bồn. Với hạt rắn thì đầu tiếp xúc là một quả nặng còn với chất lỏng là một cái phao. Ớ đây, chúng ta xét cho bồn bể chứa chất lỏng nên đầu tiếp xúc là phao. Đầu tiếp xúc được nối với đầu cảm biến nhờ một thanh kim loại. Nếu ban đầu chất lỏng ngập phao thì lực Acsimet sẽ tác dụng lên phao và cảm biến sẽ ghi nhận được lực này. Cảm biến sẽ truyền tín hiệu điều khiển motor quay kéo phao lên. Khi cảm biến ghi nhận được giá trị lực ưng với giá trị số thể hiện quãng đường đi của phao. Hay nói cách khác là mức chất lỏng dâng lên trong bồn. Khi phao nổi thì cảm biến lại điều khiển bơm cấp liệu vào bồn cho đến khi chất lỏng ngập phao và quá trình trên lại tiếp tục diễn ra theo chu kỳ.
  64. 5.7 CÁC THIẾT BỊ ĐO ĐẾM VÀ AN TOÀN TRÊN ĐƯỜNG ỐNG – BỂ CHỨA  Đầu dò điện: Đầu dò độ dẫn điện, điện dung, sóng siêu âm là các loại đầu dò điện phổ biến dùng để đo mực chất lỏng trong bồn. Hầu hết các loại đầu dò này dùng để kiểm soát mực chất lỏng ở một vị trí xác định trước. Sau đây chúng ta xét nguyên tắc hoạt động của 3 loại đầu dò trên: - Với chất lỏng dẫn điện thì đầu dò là một cực còn thành bồn là một cực. Khi chất lỏng ngập đầu dò thì có dòng điện giữa đầu dò và bồn. Môi trường truyền điện chính là chất lỏng. Dòng điện được ghi nhận nhờ cảm biến cho biết chất lỏng đã dâng đến mực quy định hay chưa. Bố trí đầy dò ở nhiều vị trí khác nhau sẽ cho biết mức chất lỏng ở nhiều vị trí khác nhau. Có thể gắn thêm các đèn báo mực chất lỏng hay chuông reo giúp cho quá trình vận hành dễ dàng hơn.
  65. 5.7 CÁC THIẾT BỊ ĐO ĐẾM VÀ AN TOÀN TRÊN ĐƯỜNG ỐNG – BỂ CHỨA - Đầu dò điện dung được sử dụng với nguyên tắc gần giống với đầu dò dẫn điện. Tuy nhiên chất lỏng ớ đây phải không dẫn điện hay nói cách khác là phải có tính điện môi khá tốt. Loại chất lỏng này có thể gặp ở các sản phẩm dầu mỏ tĩnh khiết như nhiên liệu phản lực chẳng hạn. Một đầu dò điện dung gồm các bản cực như trong một tụ điện. Khi mực chất lỏng dâng ngập tụ thì điện dung của tự sẽ có một giá trị nhất định. Khi mực chất lỏng hạ xuống thì một phần các bản tụ sẽ hở ra. Khi đó chất điện môi là hơi bão hoà của chất lỏng. Như vậy điện dung của tụ sẽ thay đổi báo hiệu chất lỏng đã qua mức xác định trên thành bồn.
  66. 5.7 CÁC THIẾT BỊ ĐO ĐẾM VÀ AN TOÀN TRÊN ĐƯỜNG ỐNG – BỂ CHỨA - Đầu dò sóng siêu âm về cơ bản bao gồm một đầu phát và một đầu thu gắn liền với nắp bồn. Giữa đầu phát và đầu thu có một chỗ hở. Đầu phát và đầu thu đều làm bằng vật liệu có cấu trúc là những tĩnh thể áp điện (piezo – electric crystal). Đầu dò sóng siêu âm được nối với bộ điều khiển bằng cáp điện. Bộ điều khiển trung tâm này sẽ phát tín hiệu điện đến đầu phát. Sau đó đầu phát bị kích thích và tạo ra sóng siêu âm. Tuy nhiên chỉ khi nào chất lỏng ngập đầy chỗ hở thì sóng siêu âm mới truyền được đến đầu nhận. Tại đầu nhận, tín hiệu sóng siêu âm lại được chuyển sang tín hiệu điện. Tín hiệu điện này được khuếch đại bằng các bộ phận trong bộ điều khiển trung tâm và kích hoạt một rơle điện. Rơle điện này có thể dùng để điều khiển bơm, van, . . . trong khi nhập hay xuất liệu.
  67. 5.7 CÁC THIẾT BỊ ĐO ĐẾM VÀ AN TOÀN TRÊN ĐƯỜNG ỐNG – BỂ CHỨA  Dụng cụ đo dùng áp suất thuỷ tĩnh: Dụng cụ xác định mực chất lỏng dựa trên áp suất thuỷ tĩnh đơn giản nhất là đồng hồ đo áp gắn phía dưới đáy bồn. Bất kì một sự thay đổi mực chất lỏng nào cũng làm thay đổi áp suất thuỷ tĩnh và làm thay đổi giá trị của đồng hồ đo áp. Bằng cách chia thang đo đồng hồ theo đơn vị chiều dài sẽ giúp xác định mực chất lỏng trong bồn. Với các sản phẩm dầu mỏ có tĩnh ăn mòn lớn hay phải tồn trữ ở nhiệt độ cao thì không thể cho chất lỏng tiếp xúc trực tiếp với đồng hồ. Khi đó người ta sử dụng không khí để truyền tác động của lực thuỷ tĩnh lên ống ruột gà gắn trong đồng hồ. Có thể dùng các lưu chất khác nhưng tốt nhất là không dùng không khí vì giá thành rẻ và luôn có sẵn. Sau đây là một số dụng cụ có đồng hồ đo không tiếp xúc trực tiếp với chất lỏng chứa trong bồn:
  68. 5.7 CÁC THIẾT BỊ ĐO ĐẾM VÀ AN TOÀN TRÊN ĐƯỜNG ỐNG – BỂ CHỨA - Bẫy hơi là một hộp nhỏ được nhúng chìm sâu trong bồn. Khi mực chất lỏng trong bồn dâng lên thì áp suất không khí trong bẫy sẽ tăng lên. Không khí thông với áp kế qua một ống kim loại. Quan sát áp kế hay chuyển thang đo áp sang thang đo chiều dài sẽ xác định được chiều cao mực chất lỏng. - Màng ngăn cũng có nguyên tắc hoạt động tương tự bẫy hơi. Điểm khác nhau ở chỗ không khí được giữ trong hộp nhờ màng ngăn che ở đáy hộp. Màng này rất linh động và có độ co giãn cao. Khi mực chất lỏng trong bồn tăng thì áp suất thuỷ tĩnh tác động lên màng ngăn. Sau đó màng ngăn tác động lên không khi trong hệ kín làm giãn ông Bourdon trong đồng hồ. Quan sát thang chia có thể biết được mực chất lỏng.
  69. 5.7 CÁC THIẾT BỊ ĐO ĐẾM VÀ AN TOÀN TRÊN ĐƯỜNG ỐNG – BỂ CHỨA - Phương pháp bong bóng khí không được sử dụng trong bồn bể chứa sản phẩm dầu khí do tạo bọt, khó quan sát và cũng không chính xác. - Các phương pháp gián tiếp trên chỉ được dùng khi bồn hở, thông với khí trời. Với bồn chứa các sản phẩm khí hoá lỏng thì một phương pháp gián tiếp có thể sử dụng là áp kế đo chênh lệch áp suất. Đó là một ống chữ U có chứa thuỷ ngân. Một đầu ống thông với đáy bồn chứa chất lỏng, đầu còn lại thông với khoảng không gian chứa hơi bão hoà trên bồn. áp suất thuỷ tĩnh do chất lỏng gây ra đè mức thuỷ ngân trong nhánh thông với chất lỏng xuống và làm mực thuỷ ngân bên đầu còn lại dâng lên. Chênh lệch mực thuỷ ngân cho ta biết chiều cao chất lỏng trong bồn chứa.
  70. 5.7 CÁC THIẾT BỊ ĐO ĐẾM VÀ AN TOÀN TRÊN ĐƯỜNG ỐNG – BỂ CHỨA  Dụng cụ đo dùng bức xạ: Loại dụng cụ này có thể dùng để xác định mực chất lỏng tại một điểm hay theo dõi mực chất lỏng dâng lên một cách liên tục. Phương pháp bức xạ được dùng khi sản phẩm có tính ăn mòn cao (phân đoạn dầu thô có hàm lượng H2S lớn hay nhiệt độ tồn trữ cao (bitum). Một số trường hợp không thể bố trí các loại dụng cụ đo khác thì có thể dùng các cảm biến bức xạ. Với loại dụng cụ đo dùng bức xạ, người ta bố trí một bên bồn là các đầu phát ra bức xạ một bên là đầu nhận tia bức xạ. Mực chất lỏng dâng lên che các đầu phát ra tia bức xạ. Cường độ bức xạ nhận được sẽ giảm dần. Tương ứng với sự thay đổi cường độ bức xạ của đầu nhận sẽ quy ra chiều cao mực chất lỏng.
  71. 5.7 CÁC THIẾT BỊ ĐO ĐẾM VÀ AN TOÀN TRÊN ĐƯỜNG ỐNG – BỂ CHỨA  Dụng cụ đo sự thay đổi khối lượng: Loại dụng cụ này cơ bản là dùng cảm biến khối lượng (load cell) để ghi nhận lượng chất lỏng có trong bồn. Trong công nghiệp dầu khí, bồn bể rất lớn và nền móng cũng có những yêu cầu kỹ thuật nhất định. Vì vậy sẽ rất khó khăn trong việc bố trí các load cell. Ngoài ra khi các cảm biến này bị hư thì việc lấy lên thay cái mới không phải dễ. Do đó người ta rất hạn chế việc dùng các load cell. Tuy nhiên loại dụng cụ này cũng có những ưu thế nhất định. Do đặc thù của sản phẩm dầu khí là dễ bay hơi và tuỳ theo nhiệt độ môi trường mà thể tích lượng chất lỏng có thể khác nhau. Vì vậy trong buôn bán, tồn trữ và đanh giá sản phẩm người ta đều dựa trên khối lượng. Khi đó sử dụng lại dụng cụ đo mực chất lỏng thông qua đo khối lượng sẽ rất có lợi. Bên cạnh việc kiểm soát được mức chất lỏng, chúng ta còn biết khối lượng xuất nhập là bao nhiêu.
  72. 5.7 CÁC THIẾT BỊ ĐO ĐẾM VÀ AN TOÀN TRÊN ĐƯỜNG ỐNG – BỂ CHỨA  Đê chắn lửa: Thường làm bằng đất hoặc bê tông, có bề dày và chiều cao đủ lớn để chứa hết chất lỏng có trong bồn nếu có sự cố trong trường hợp xảy ra sự cố vỡ bồn, cháy bức tường này sẽ ngăn chất lỏng lại đến khi nó được bơm sang bồn khác hoặc có biện pháp xử lý đồng thời nó còn bảo vệ, cách ly các bồn chứa và các công trình cơ sở kế cận trong trường hợp xảy ra sự cố, cô lập đám cháy tranh lây sang các khu vực khác.
  73. 5.7 CÁC THIẾT BỊ ĐO ĐẾM VÀ AN TOÀN TRÊN ĐƯỜNG ỐNG – BỂ CHỨA  Hệ thống làm mát: Trong quá trình tồn trữ, trong những điều kiện nhiệt độ môi trường cao quá nhiệt độ giới hạn cho phép làm cho nhiệt độ của bồn cũng như của sản phẩm tồn trữ tăng. Đây là nguyên nhân làm giảm độ bền của vật liệu chế tạo bồn cũng như việc gây thất thoát và cháy nổ nhất là đối với những sản phẩm. Do đó ta cần phải làm mát bồn bằng hệ thống ống nước uốn cong theo thân bồn phía trên nắp, dọc theo ống ta khoan nhiều lỗ tròn cách đều nhau để cho nước có thể làm mát toàn bộ bồn chứa.
  74. 5.7 CÁC THIẾT BỊ ĐO ĐẾM VÀ AN TOÀN TRÊN ĐƯỜNG ỐNG – BỂ CHỨA  Hệ thống chống tĩnh điện: Do các sản phẩm 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.  Thiết bị phát hiện rò rỉ: Trong quá trình thi công các bồn đã được kiểm tra về khả năng rò rỉ và nếu đạt yêu cầu thì mới đi vào hoạt động. Tuy nhiên trong quá trình vận hành có thể phát sinh các vết nứt, lỗ rạn do va chạm cơ học hay do tác động ăn mòn của lưu chất chứa trong bồn. Khi đó lưu chất có thể rò rỉ ra ngoài gây thất thoát sản phẩm, ô nhiễm môi trường, dễ gây cháy nổ, giảm độ bền cơ của bồn. Với các sự cố rò rỉ lớn của chất lỏng hay chất khì thì có thể phát hiện dễ dàng bằng cách quan sát thường xuyên hay bằng đồng hồ đo áp. Với các vụ rò rỉ rất nhỏ khó phát hiện, để lâu ngày sẽ nguy hiểm thì người ta tiến hành kiểm tra định kì bằng các thiết bị chuyên dụng.
  75. 5.7 CÁC THIẾT BỊ ĐO ĐẾM VÀ AN TOÀN TRÊN ĐƯỜNG ỐNG – BỂ CHỨA  Hệ thống phòng cháy- chữa cháy : 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 điều trong khu vực. Sử dụng các thiết bị chuyên dùng trong thao tác tránh tích điện gây cháy nổ. Lắp đặt hệ thống vòi tước trên các bồn, đảm bảo đủ nước tưới cho các bồn. Trên hệ thống ống này cấy thêm hệ thống ống dẫn bọt chữa cháy. Nếu có xảy ra sự cố thì bọt chữa cháy sẽ theo nước phun vào đám cháy cô lập đám cháy ngăn không cho tiếp xúc với không khí và dập tắt đám cháy. Lắp đặt các cột nước chữa cháy ở những vị trí thích hợp sao cho có thể cùng lúc chữa cháy chu hai khu vực khác nhau. Nguồn nước phải đảm bảo cung cấp đủ cho nhu cầu. Cần phải duy trì áp lực cho các vòi phun nước chữa lửa để đảm bảo an toàn cho nhân viên chữa cháy. Trên thành đê chắn lửa( firewall) bố trí các vòi phun bọt chữa cháy khi cần thiết. Các hệ thông phun nước và bọt chữa cháy có thể hoạt động tự động khi có sự cố hoặc bán tự động.
  76. 5.7 CÁC THIẾT BỊ ĐO ĐẾM VÀ AN TOÀN TRÊN ĐƯỜNG ỐNG – BỂ CHỨA - Lắp đặt hệ thống vòi nước trên mỗi bồn chứa đủ để tưới nước cho toàn bộ vùng chứa bằng 5 vòi phun với tốc độ 0,04 lmp gal/min/ft2 bề mặt bồn. Các vòi nước máy phải được lắp đặt tại những vị trí thích hợp sau cho nó có thể cung cấp nước chữa cháy cho ít nhất hai vị trí khi có sự cố. - Nguồn nước phải đủ cung cấp ít nhất trong 4 giờ (kể cả lượng nước dùng tưới cho bồn). áp suất của vòi chữa cháy phải lớn hơn hoặc bằng 8kg/cm2. Phải ít nhất một hệ thống tưới nước di động, dùng để tưới bảo vệ cho người đóng các van gần nơi đang cháy. Van giảm áp lắp đặt trên mỗi bồn phải được nối trực tiếp vào phần hơi bên trong bồn bằng ống thông hơi thẳng đứng cao ít nhất 2m. - Phải có thêm các bình chữa cháy bằng hóa học thích hợp. Vị trí đặt các bình này phải gần những nơi dễ xảy cháy nổ. Với kho tồn trữ cứ 100 m2 phải có một bình chữa cháy. Với những hệ thống phân phối phải có một hoặc hai bình tại bồn chứa.
  77. Chia sẻ bởi: dung@gmx.us