Bồn chứa dầu khí - Van, bơm và dụng cụ đo

Hồ Thanh Sơn Tác giả Hồ Thanh Sơn 10/06/2019 78 phút đọc

Bồn chứa dầu khí là gì? Van, bơm và dụng cụ đo là gì? Chúng ta cùng nhau tìm hiểu các kiến thức trong bài viết dưới đây nhé!

1. Hệ thống bơm bồn chứa dầu khí

1.1 Bơm ly tâm bồn chứa dầu khí

Bơm ly tâm làm việc theo nguyên tắc ly tâm. Chất lỏng được hút và đẩy cũng như nhận thêm năng lượng (làm tăng áp suất) là nhờ tác dụng của lực ly tâm khi cáng guồng quay. 

Bánh guồng được đặt trong thân bơm và quay với vận tốc lớn. Chất lỏng theo ống hút vào tâm guồng theo phương thẳng góc rối vào rãnh giữa các cáng guồng và chuyển động cùng với guồng. 

Dưới tác dụng của lực ly tâm, áp suất của chất lỏng tăng lên và văng ra khỏi guồng theo thân bơm (phần rỗng giữa vỏ và cánh guồng) rồi vào ống đẩy theo phương tiếp tuyến. Khi đó ở tâm bánh guồng tạo nên áp suất thấp. 

Nhờ lực mặt thoáng bể chứa (bể hở áp suất khí quyển), chất lỏng dâng lên trong ống hút vào bơm. Khi guồng quay, chất lỏng được hút và đẩy liên tục, do đó chất lỏng chuyển động rất đều đặn. Đầu ống hút có lưới lọc để ngăn không cho rác và vật rắn theo chất lỏng vào bơm gây tắc bơm và đường ống. 

Hình ảnh bồn chứa tại nhà máy
Hình ảnh bồn chứa tại nhà máy

Trên ống hút có van một chiều giữ chất lỏng trên ống hút khi bơm ngừng làm việc. Trên ống đẩy có lắp van một chiều để tránh chất lỏng khỏi bất ngờ đổ dồn về bơm gây ra va đập thuỷ lực có thể làm hỏng guồng và động cơ điện (khi guồng quay ngược do bơm bất ngờ dừng lại). 

Ngoài ra trên ống đẩy còn lắp thêm một van chắn để điều chỉnh lưu lượng chất lỏng theo yêu cầu. Bơm ly tâm lúc khởi động không đủ dể đuổi hết không khí ra khỏi bơm và ống hút, tạo ra độ chân không cần thiết. 

Vì vậy, trước khi mở máy bơm, phải mồi chất lỏng vào đầy bơm và ống hút hoặc có thể đặt bơm thấp hơn mực chất lỏng trong bể hút cho chất lỏng tự động choán đđầy thân bơm.

Áp suất của chất lỏng do lực ly tâm tạo ra hay chiều cao đẩy của bơm phụ thuộc vào vận tốc quay của guồng; vận tốc càng lớn thì áp suất và chiều cao đẩy càng lớn. 

Tuy nhiên, không thể tăng số vòng quay bất kì được, vì lúc đầy ứng suất trong vật liệu làm guồng sẽ tăng và đồng thời trở lực cũng tăng cùng vận tốc. Do dó bơm một cấp chỉ đạt được áp suất tối đa 40 đến 50m, còn muốn tăng áp suất chất lỏng lên hơn nữa thì phải dùng bơm nhiều cấp.

Bơm ly tâm 1 cấp trục ngang
Bơm ly tâm 1 cấp trục ngang

 

Bơm ly tâm 1cấp trục đứng
Bơm ly tâm 1cấp trục đứng

Ưu điểm của bơm ly tâm

  • Tạo được lưu lượng đều đặn đáp ứng yêu cầu kỹ thuật, đồ thị cung cấp đều đặn không tạo hình sin.
  • Số vòng quay lớn, có thể truyền động trực tiếp từ động cơ điện.
  • Cấu tạo đơn giản, gọn, chiếm ít diện tích xây dựng mà không cần kết cấu nền móng quá vững chắc. Do đó giá thành chế tạo, lắp đặt, vận hành thấp
  • Có thể dùng để bơm nhưng chất lỏng bẩn vì khe hở giữa cánh guồng và thân bơm tương đối lớn, không có van là bộ phận dễ bị hư hỏng và tắc do bẩn gây ra.
  • Có năng suất lớn và áp suất tương đối nhỏ nên phù hợp với phần lớn các quá trình

Vì vậy, gần đây bơm ly tâm đả dần dần thay thế bơm pittông trong trường hợp áp suất trung bình và thấp, còn năng suất trung bình và lớn. Tuy nhiên bơm ly tâm cũng tồn tại nhiều nhược điểm cần nghiên cứu cải tiến:

  • Hiệu suất thấp hơn bơm pittông từ 10 đến 15%
  • Khả năng tự hút kém nên trước khi bơm phải mồi đđầy chất lỏng cho bơm và ống hút khi bơm đặt cao hơn bể chứa.
  • Nếu tăng áp suất thì năng suất giảm mạnh so với thiết kế do đó hiệu suất giảm theo.
Bơm đa cấp nằm ngang
Bơm đa cấp nằm ngang

 

Bơm đa cấp trục đứng
Bơm đa cấp trục đứng

Các bạn quan tâm các sản phẩm về bơm và van hãy liên hệ ngay với chúng tôi nhé!

1.2 Bơm trục vít bồn chứa dầu khí

Bơm trục vít được sử dụng khi bơm các sản phẩm vài bồn có áp lực lớn và tránh tạo tia lửa điện.

Bơm có thể có một, hai, hoặc ba trục vít đặt ở vị trí nằm ngang hoặc thẳng đứng. Loại bơm ba trục vít thì trục giữa là trục dẫn và hai trục bên là trục bị dẫn. 

Khi làm việc bình thường trục dẫn không truyền momen xoắn cho các trục bị dẫn mà các trục này xoay dưới áp suất chất lỏng. Các trục bị dẫn chỉ có tác dụng bít kín.

2. Hệ thống van (valves) bồn chứa

Van được sử dụng thêm trong hệ thống để ngắt chuyển hoặc điều chỉnh dòng chất lỏng. 

Dựa vào chức năng của van, sự thay đổi trong trạng thái dòng của van, có thể điều chỉnh được bằng tay, hoặc tự động nhờ cài tín hiệu từ thiết bị điều khiển, hoặc là van có thể tự động để tác động để thay đổi chế độ của hệ thống. 

Một số loại van và những ứng dụng của chúng sẽ được mô tả trong phần này.

2.1 Van chặn bồn chứa dầu khí

Van chặn là loại van được dùng để ngăn dòng chảy hoặc một phần dòng chảy nhằm đạt được một dòng chảy mới ở sau van. Yêu cầu cơ bản thiết kế một van chặn là đưa ra trở lực dòng tối thiểu ở vị trí hoàn toàn mở và đạt được đặc tính dòng kín ở vị trí hoàn toàn đóng. 

Van cổng, van cầu, van bi, van bướm, van màng có thể đáp ứng được tất cả các yêu cầu trên ở những mức độ khác nhau, ví vậy được sử dụng rộng rãi trong việc đóng cắt. Những kiểu van thực tế được đánh giá bằng các thông số sau:

  • Chênh áp
  • Độ kín
  • Đặc tính dòng chất lỏng
  • Kín hệ thống
  • Yêu cầu tác động
  • Chi phí ban đầu
  • Bảo dưỡng

Van cổng hay van cửa (gate valve): 

Van cửa được thiết kế để làm việc như một van chặn. Khi làm việc, van loại này thường là đóng hoàn toàn hoặc là mở hoàn toàn. Khi mở hoàn toàn, chất lỏng hoặc là khí chảy qua van trên một đường thẳng với trở lực rất thấp. Kết quả tổn thất áp lực qua van là tối thiểu.

Van cửa không nên dùng để điều chỉnh hoặc tiết lưu dòng chảy bởi vì không thể đạt được sự điều khiển chính xác.

Hơn nữa, vận tốc dòng chảy cao ở vị trí van mở một phần có thể tạo nên sự mài mòn đĩa và bề mặt trong van. đĩa van không mở hoàn toàn cũng có thể bị rung động.

Cấu tạo van cửa
Cấu tạo van cửa

Van cửa bao gồm ba bộ phận chính: thân van, cổ van và khung van. Thân van thường được gắn với đường ống bằng mặt bít, ống vít, hoặc nối bằng hàn.

Cổ van bao gồm các phần chuyển động được ghép vào thân thông thường là bằng bulông để cho phép bảo dưỡng và lau chùi. 

Khung van bao gồm ty van, cửa van, đĩa van và đế van hình nhẫn. Hai loại van cửa cơ bản là kiểu van hình nêm và kiểu van hai đĩa. Ngoài ra còn có một số kiểu van cải tiến từ hai loại đĩa trên.

Van cầu (Globe valves):

Van cầu truyền thống dùng để chặn dòng chảy. Mặc dù van cầu tạo nên tổn thất áp lực cao hơn van thẳng (Ví dụ: van cửa, xả, bi…) nhưng nó có thể dùng trong trường hợp tổn thất áo lực không phải là yếu tố điều khiển.

Van cầu bao gồm: van cầu kiểu chữ Y và van góc.

Bản vẽ van cầu
Bản vẽ van cầu

Van cầu thường được sử dụng để điều chỉnh lưu lượng. Dải lưu lượng điều chỉnh, tổn thất áp lực và tải trọng làm việc phải được tính toán đến khi thiết kế van để đề phòng van sớm bị hỏng và đảm bảo vận hành thông suốt.

Van cầu thường là loại có ty ren trơn trừ van loại lớn thì có kết cấu bề ngoài bắt bulông bằng đòn gánh. Phụ kiện của van cầu cũng giống như phụ kiện van cửa. 

Bảo dưỡng van cầu thì tương đối dễ dàng vì đĩa van và đế van cùng phía. Với đĩa cố định, đĩa thường có bề mặt phẳng ép ngược vào đế van giống như một cái nắp. Kiểu thiết kế đế van này không phù hợp với tiết lưu áp suất cao và thay đổi.

Van cầu là những van tồn tại thường xuyên nhất. Những kiểu van khác cũng có thân cầu. Do đó, nó dựa vào cấu trúc bên trong để xác định kiểu van. Lối vào và ra của van được sắp xếp theo những yêu cầu của dòng chảy.

Bản vẽ tham khảo thêm về van cửa
Bản vẽ tham khảo thêm về van cầu

Van cầu truyền thống dùng để chặn dòng chảy. Mặc dù van cầu tạo nên tổn thất áp lực cao hơn van thẳng nhưng van cầu có thể được dùng trong trường hợp tổn thất áp lực không phải là yếu tố điều khiển nữa.

Van cầu thường sử dụng để điều chỉnh lưu lượng. Dải lưu lượng điều chỉnh tổn thất áp lực và tải trọng làm việc phải được tính toán đến khi thiết kế van để đề phòng van sớm bị hỏng và đảm bảo vận hành trong suốt.

Van phải chịu áp suất cao và thay đổi trong lĩnh vực tiết lưu phải có thiết kế kiểu van phải rất đặc biệt, thường sử dụng hai loại van sau: Van cầu cỡ lớn điển hình ghép bích và van cầu góc với mép bắt bulông.

Cấu tạo gồm các bộ phận chính như: tay vặn, cổ van, ty van, vòng chặn đĩa cổ, thân van, đĩa van, đế van.

Bản vẽ cấu tạo van cầu
Bản vẽ cấu tạo van cầu

Hoạt động: đĩa van truyền thống ngược với kiểu đĩa cắm, tạo ra lớp tiếp xúc mỏng giữa đế truyền thấy hình búp măng và bề mặt đĩa. Diện tích tiếp xúc hẹp này rất khó bị phá vỡ vì vậy làm kín áp lực dễ dàng. 

Kiểu thiết kế ny cho phép chôn kín và tiết lưu hợp ly trong van cầu quay, đĩa và đế hình nhẫn thường đựơc tráng bằng đồng thau. Trong van cầu bằng thép dùng đến nhiệt độ với 7500F, van thường được mạ thép không rỉ. 

Các bề mặt thường được tôi luyện nhiệt để đạt được được giá trị độ cứng khác nhau. Những loại vật liệu khác, bao gồm vả hợp kim Coban cũng được sử dụng.

Bề mặt đế van là nền, để đảm bảo chắc chắn toàn bộ bề mặt được tiếp xúc khi van đóng. Với những loại có áp lực thấp hơn, mặt phẳng tiếp xúc được duy trì bơi các đĩa khoá vít dài.

Đĩa quay một cách tự do quanh ty van để tránh làm xước bề mặt đĩa và đế hình nhẫn. Ty van dựa vào một tấm chặn cứng, tránh làm xước ty van và đĩa ở điểm tiếp xúc.

2.2 Van điều chỉnh bồn chứa dầu khí

Van điều chỉnh được sử dụng thêm cho hệ thống đường ống để điều chỉnh dòng chất lỏng, phụ thuộc vào mục đích ban đầu là điều khiển dòng chảy, áp lực hay là nhiệt độ. 

Nhiệm vụ đặt ra là tăng hoặc giảm dòng chất lỏng qua van nhằm thoả mãn tín hiệu từ bộ điều chỉnh áp suất, lưu lượng hoặc nhiệt độ.

Yêu cầu đầu tiên của một van điều chỉnh là điều chỉnh lưu lượng dòng chảy từ vị trí mở đến đóng trong dải áp suất làm việc mà không bị phá huỷ. 

Những van thiết kế đăc biệt như là cầu kim, bướm, bi, màng có khả năng đáp ứng những yêu cầu trên ở các mức độ khác nhau. Các nhà sản xuất nên chọn lựa giới hạn làm việc cho từng loại van cụ thể.

Van nút: 

Van nút còn gọi là van lẫy, thường được dùng để duy trì lưu lượng đđầy đủ giống như van cửa ở nơi cần phải tác động nhanh. Nó thường được dùng cho hơi, nước, dầu, khí và các áp dụng hoá chất lỏng. 

Van hút thường không được thiết kế điều chỉnh lưu lượng. Như vậy một số loại van này được thiết kế một cách đặc biệt dược dùng cho mục đích này, đặc biệt là cho tiết lưu dòng khí.

Cấu tạo van nút
Cấu tạo van nút

Thân và đĩa hình côn mang lại những đặc tính cần thiết cho van hút. Thiết kế cẩn thận phần thân trong van có thể mang lại hiệu suất dòng chảy rất cao. 

Cửa của đĩa hình côn thường là hình chữ nhật. Tuy nhiên, một số loại van có thể kết cấu cổng tròn. Những kiểu van chủ yếu là dạng bình thường, dạng ống venturi ngắn, cửa tròn và nhiều cửa

Các loại van nút
Các loại van nút

Ưu điểm của van nút nói chung có thể được sửa chửa nhanh chóng hoặc là rửa sạch mà không cần thiết phải tháo thân van ra khỏi hệ thống đường ống. 

Nó có thể được sử dụng trong lĩnh vực từ áp suất chân không đến 10.000 psi và nhiệt độ từ -50 đến 1500F. Các van nút có thể được tráng với rất nhiều vật liệu khác nhau, phù hợp với nhiều ứng dụng cho hoá chất

Van dạng màng: 

Van dạng màng có rất nhiều thuận lợi trong những ứng dụng với áp lực thấp mà không thể đạt được bằng các van khác. Dòng chất lỏng chảy qua van một cách đều đặn, giảm thiểu tổn thất áp lực.

Van này rất phù hợp với những ứng dụng hiện đại vào lĩnh vực tiết lưu, nó mang lại đặc tính làm kín tuyệt vời.

Dòng chất lỏng được ngăn khỏi những phần làm việc của van ngăn chặn tạp chất, hoá chất lỏng và sự mài mòn các kết cấu cơ khí. 

Bởi vì không có rò rĩ dọc theo xung quanh ty van nên loại van này hoàn toàn kín, đặc tính này làm cho van trở nên quan trọng trong các ứng dụng, vì nó không cho phép có rò rỉ ra khỏi hoặc từ ngoài vào hệ thống.

Van màng bao gồm thân van có đế van đặt ở dòng chảy, màng van mềm dẻo tạo nên một vùng áp lực phái trên van, một máy nén khí dùng để tạo áp lực lên màng ngược với đế van, cố van và tay vặn bảo vệ màng và thân van khi có tác động từ máy nén.

Van dạng màng
Van dạng màng

Áp suất tối đa mà van màng chịu được là khả năng chịu áp lực của vật liệu làm màng và nhiệt độ làm việc. Vì vậy, tuổi thọ thiết kế của van cũng bị ảnh hưởng bởi môi trường làm việc. Ngoài ra, áp lực thuỷ lực của hệ thống khi kiểm tra phải lớn hơn áp lực tối đa mà màng có thể chịu được.

Van màng dạng ống thường dùng trong công nghiệp bia rượu, nó cho phép sử dụng quả bóng hình cầu để chùi van cùng với hơi nước và dung dịch kiềm mà không cần phải tháo van ra khỏi đường ống.

Van bi: 

Van bi là van xoay ¼ vòng, ứng dụng cho khí, khí nén, chất lỏng và vữa xây dựng. Việc sử dụng những vật liệu làm kín, mềm như là nylon, cao su tổng hợp, polime tạo ra khả năng là kín tuyệt vời từ -450 đến 5000F

Van bi
Van bi

Vận hành van bi cũng giống như van hút, chúng không có mối ghép và tạo ra độ kín tố. 

Van bi tạo ra trở lực lý tưởng cho dòng chảy do có cửa và thân van rất trơn tru và đều đặn. Cho nên, van bi được sử dụng để đóng\mở hoàn toàn trong quá trình xuất nhập.

Những thành phần chính của van bi là thân van, nút hình cầu và đế. Van bi có thể được thiết kế ở 3 dạng: cửa van ống Venturi, cửa tròn, cửa giảm dần. 

Van cửa tròn có đường kính trong bằng đường kính trong của ống. Trong kiểu van cửa Venturi và cửa giảm dần, cửa van thường bé hơn đường ống.

Van kim (Needle valves): 

Van kim thường được dùng cho dụng cụ nổ, đồng hồ, bộ chỉ báo và thiết bị nổ âm. Van kim đạt được độ chính xác cao và vì vậy nó thường được dùng trong các ứng dụng có nhiệt độ cao và áp lực cao.

Van kim (Needle valves):
Van kim (Needle valves): 

Trong cấu tạo van kim, điểm dưới của ty van là đầu kim. Kim được khớp một cách chính xác vào lòng van, và vì vậy đảm bảo hoàn toàn kín và tác động mở đóng nhẹ nhàng.

Van bướm: 

Van bướm là van thiết kế hiệu quả dùng áp lực thấp, thường được dùng để điều khiển và điều chỉnh lưu lượng. đặc trưng của van bướm vận hành nhanh và tổn thất áp lực thấp. Van chỉ cần quay ¼ vòng từ vị trí đóng sang vị trí mở hoàn toàn.

2.3 Van kiểm tra bồn chứa dầu khí

Van kiểm tra thường được dùng để ngăn dòng chảy ngược. Đó là dạng van có đĩa van tự tác động, mở cho dòng chảy và đóng rất nhanh khi có dòng chảy ngược lại. 

Các ứng dụng có bộ tác động bằng khí nén cò thể được dùng để đóng nhanh van khi có tác động ngược. Các loại van kiểm tra là: van kiểm tra kiểu chữ T, kiểu cái đu, van kiểm tra đỉa rèn, van chữ Y; trong đó van kiểm tra kiểu cái đu thường được sử dụng nhất.

2.4 Hệ thống xả áp bồn chứa dầu khí

Van an toàn và van xả áp suất: 

Các van an toàn và van xả áp suất là các thiết bị tự động xả áp suất sử dụng bảo vệ quá áp trong đường ống và thiết bị. Van bảo vệ hệ thống bằng cách xả ra áp lực dư thừa. 

Ở áp suất bình thường, đĩa van được đóng vào đế van và cố định bởi một lò xo đã bị nén từ trước khi áp lực hệ thống tăng lên, áp lực tạo ra bởi chất lỏng và đĩa van tăng gần bằng áp lực lò xo. Khi mà các áp lực trên cân bằng, chất lỏng sẽ chảy ra qua cửa van ra ngoài.

Các van an toàn thường dùng cho khí vì đặc tính khi mở và đóng của nó thích hợp với đặc tính và sự nguy hiểm khi bị nén của chất khí.

Van an toàn
Van an toàn

Van xả áp thường dùng cho chất lỏng. Chức năng của các van này giống như van xả áp an toàn. Chí khác chất lỏng không giãn nở, nên không có lực này phát sinh thêm tác động vào đĩa, vì vậy lúc này van giảm bằng áp lực hệ thống. Van sẽ đóng khi áp lực thấp dưới áp lực đặt sẵn.

Van xả áp
Van xả áp

Đĩa phá huỷ: 

Một dạng thiết bị xả áp đặc biệt là đĩa phá huỷ. Thiết kế thường là các mặt bích với các lỗ dập sâu bằng máy bín kín hệ thống để ngăn chặn nó trượt giữa các đĩa.

Đĩa được thiết kế để bị phá vỡ ở một áp lực định sẵn. Những thiết bị máy có những ưu điểm đặc biệt khi ta phải xả một lưu lượng lớn khí hoặc chất lỏng ra ngoài.

Đĩa phá huỷ cũng có thể được dùng với van an toàn dạng lò xo. Bằng cách sử dụng đĩa phá huỷ để xả áp suất ở áp suất vào khoảng 5-10% lớn hơn áp lực đặt của van an toàn, đĩa phá huỷ sẽ tác động nếu van an toàn xả áp không hoạt động tốt. 

Cũng vậy ở nơi mà không chấp nhận việc rò rỉ, đĩa phá huỷ cũng có thể được lắp đặt giữa van và bộ phận cần được bảo vệ.

Khi vượt quá áp suất thiết kế của đĩa phá huỷ, nó sẽ nổ và van xả áp sẽ mở ra khi áp suất vượt quá áp suất đạt.

Van cửa hoặc van xả có thể được lắp trước đĩa phá huỷ. Khi đã lắp đĩa phá huỷ, những van này được mở để đảm bảo rằng hệ thống được bảo vệ. 

Việc đóng các van này lại cần thiết để cắt dòng chảy khi bảo dưỡng hoặc thay đĩa sau khi đã thực hiện chức năng phá huỷ.

Áp lực thiết kế của đĩa phá huỷ không thể điều chỉnh được

Các thiết bị bơm và van thường phải thõa mãn các yêu cầu như:

  • Hoạt động ổn định
  • Dễ điều khiển
  • Hạn chế tối đa sự cố trong quá trình điều hành (ăn mòn,….)
  • Phòng cháy chữa cháy… (hàng đầu) dùng bơm ly tâm (bơm trục vít dễ phát sinh tia lửa điện)
  • Hạn chế đặt van trên đường ống đẩy (đường ống ra)
  • Bơm pittông không được sử dụng do không ổn định và dễ phát sinh tia lửa điện.

3. Dụng cụ nổ bồn chứa dầu khí

Trong các bể chứa dầu thô và các sản phẩm dầu mỏ, người ta thường sử dụng các dụng cụ nổ để xác định:

  • Các thông số hoá lý của sản phẩm như nhiệt độ, áp suất, ….
  • Các thông số nói lên tính 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 lư 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, …

3.1 Thiết bị nổ nhiệt độ bồn chứa dầu khí

Chúng ta cũng biết rằng quá trình truyền nhiệt xảy ra 3 hình thức chủ yếu là đối lưu, dẫn nhiệt và bức xạ. Dựa trên những nguyên tắc truyền nhiệt trên mà người ta chế tạo các thiết bị nổ nhiệt độ khác nhau.

Các dụng cụ nổ trong công nghiệp nói chung: nhiệt kế thuỷ ngân, nhiệt kế lưỡng kim, nhiệt kế áp suất - lò xo, cặp nhiệt điện, nhiệt kế điện trở, nhiệt kế nổ nhiệt độ cao. Trong hệ thống bồn bể của công nghiệp dầu khí, người ta thường sử dụng các loại nhiệt kế sau:

  • Nhiệt kế lưỡng kim ( bimetallic thermometer)
  • Nhiệt kế áp suất - lò xo ( pressure - spring thermometer)
  • Cặp nhiệt điện (thermocouple)
  • Nhiệt kế điện trở ( resistance thermometer)

Nhiệt kế lưỡng kim

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.

Hình ảnh mô tả
Hình ảnh mô tả

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

Đồng hồ
Đồng hồ

Nhiệt kế lưỡng kim dùng để xác định nhiệt độ trong khoảng -1500C đến 4200C. Ớ nhiệt độ cao hơn nữa thì kim loại có xu hướng giãn nở quá độ làm cho phép nổ không còn chính xác nữa. Loại nhiệt kế này rất phổ biến trong các bồn bể chứa sản phẩm dầu mỏ.

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.

Nhiệt kế áp suất - lò xo:
Nhiệt kế áp suất - lò xo:

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 chuyển động kim chỉ vạch. Tóm lại nguyên tắc hoạt động của loại nhiệt kế này là:

Nhiệt độ -> áp suất -> ống ruột gà co giãn -> kim đồng hồ quay -> giá trị nhiệt độ

Cặp nhiệt điện:

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 nổ 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).

Cặp nhiệt điện bao gồm hai kim loại khác nhau nối với nhau ở hai đầu. đầu tiếp xúc với môi trường cần nổ 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 dó 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 được 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 nổ trực tiếp nhiệt độ mà để nổ 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.

Cơ chế trên có thể tóm gọn như sau:

Nhiệt độ -> hiệu điện thế -> milivôn kế -> nhiệt độ đọc

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.

Bản vẽ nhiệt kế điện trở
Bản vẽ nhiệt kế điện trở

Quá trình trên có thể tóm tắt như sau:

Nhiệt độ -> điện trở -> hiệu điện thế -> milivôn kế -> nhiệt độ đọc

3.2 Thiết bị nổ áp suất bồn chứa dầu khí

Áp suất trong bồn dung 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 nổ áp thường được sử dụng là:

Ống Bourdon:

Ống Bourdon là nhân tố nhận biết áp lực chung nhất. đây là một ống kim loai 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 nổ 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.

Bản vẽ ống Bourdon
Bản vẽ ống Bourdon

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 bằng tay và thích hợp trong việc nổ áp lực một vài mmH2O đế 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 chống ăn mòn hay được phủ một lớp đàn hồi như Teflon.

3.3 Thiết bị nổ mức chất lỏng bồn chứa dầu khí

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 nổ mực chất lỏng khá đa dạng, ví dụ như dạng nổ 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 nổ mực chất lỏng gián tiếp như:
  • Dụng cụ nổ dùng áp suất thuỷ tĩnh (hydrostatic pressure)
  • Dụng cụ nổ dùng bức xạ (radioactive device)
  • Dụng cụ nổ sự thay đổi khối lượng (loss of weight device)

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 thái 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 nổi không dùng cánh tay đòn mà dùng 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).

Loại phao nổi di động hình bánh rán (doughnut shape) cho phép người vận hành theo dõi mực chất lỏng dâng kên trong bồn. 

Phao nổi này di chuyển dọc theo một ống nhúng chìm trong bồn. Phao này là một nam châm. Một nam châm khác đặt trong ống sẽ dâng theo khi phao dâng nhờ lực từ giữa hai thanh nam châm.

Kim trên thang chia vạch được nối với nam châm trong ống bằng dây cáp. Như vậy chuyển động của nam châm làm kim di chuyển và từ đó đọc được giá trị mực chất lỏng.

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.

Thực tế, người ta thường nối phao với một hệ thống khí nén. Sự thay đổi lực tác dụng lên van khí làm thay đổi áp suất khí. 

Quan sát sự thay đổi áp suất khí cho phép thay đổi mực chất lỏng dù là rất nhỏ. Vì thế độ nhạy của loại dụng cụ này khá cao. Với các bồn có chiều cao lớn thì người ta dùng nhiều phao nối tiếp nhau ớ các vị trí nhất định. 

Chất lỏng dâng đến phao nào thì lực tác dụng lên toàn bộ chuỗi phao thay đổi đến đó. Lực này kích hoạt các thiết bị khí nén như đã nói ở trên và giúp ta ghi nhận được mực chất lỏng trong bồn.

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. Ở 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 ứng 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.

Ưu điểm lớn nhất của loại dụng cụ này là có thể tự động hoá hoàn toàn với độ chính xác cao.

Người kỹ sư có thể lập trình cho hệ thống vận hành với nhiều yêu cậu khác nhau về mực chất lỏng. Dĩ nhiên chi phí cho hệ thống dụng cụ này khá cao do sử dụng các cảm biến đắt tiền.

Đầu dò điện:

Đầu dò độ dẫn điện, điện dung, sóng siêu âm là các loại đầu dò điện phổ biến dùng để nổ 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.
  • 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 tinh 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 tụ 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 bao hiệu chất lỏng đã qua mức xác định trên thành bồn.
  • 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 tinh 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 đđầy 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. 
  • Loại đầu dò này tuy có giá thành cao nhưng lại đặc biệt hiệu quả đối với chất lỏng có độ nhớt rất cao, các loại chất lỏng đặc quánh hay có độ nhớt thấp. Nguyên nhân là với chất lỏng có độ nhớt cao sẽ dễ bám dính lên các phao gây ra sai lệch cho các loại cảm biến phao.

Khi dùng đầu dò sóng siêu âm để xác định mực chất lỏng tại một vị trí xác định thì người ta sẽ đặt đầu dò tại mức thấp và một mức cao trong bồn. Nếu muốn xác định liên tục sự dâng lên của chất lỏng thì đầu dò sẽ được đặt ở nắp bồn. 

Ứng với mỗi mực chất lỏng khác nhau thì khoảng thời gian từ lúc đầu phát truyền tín hiệu sóng siêu âm cho đến khi đầu thu nhận tín hiệu phản hồi sẽ khác nhau. 

Ghi nhận lại thời gian này thì chúng ta biết được chất lỏng đã dâng đến đâu. Như vậy nguyên tắc này cũng giống như cách người ta nổ độ sâu đáy biển.

Dụng cụ nổ dùng áp suất thuỷ tĩnh:

Dụng cụ xác định mực chất lỏng dựa trên áp suất thuỷ tĩnh đơn giản nhất là đồng hồ nổ 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 nổ áp. Bằng cách chia thang nổ đồng hồ theo đơn vị chiều dài sẽ giúp xác định mực chất lỏng trong bồn.

Với các sản phẩm dầu mỏ có tính 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 nổ không tiếp xúc trực tiếp với chất lỏng chứa trong bồn:

  • 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 nổ áp sang thang nổ 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 khí trong hệ kín làm giãn ống Bourdon trong đồng hồ. Quan sát thang chia có thể biết được mực chất lỏng.
  • 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 nổ 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.

Dụng cụ nổ 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 nổ khác thì có thể dùng các cảm biến bức xạ.

Với loại dụng cụ nổ 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.

Dụng cụ nổ 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 đánh giá sản phẩm người ta đều dựa trên khối lượng. Khi đó sử dụng lại dụng cụ nổ mực chất lỏng thông qua nổ 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

3.4 Các thiết bị hỗ trợ khác của bồn chứa dầu khí

Các thiết bị này giúp kiểm tra bồn, các thông số kỹ thuật của bồn. Các thử nghiệm này đều theo tiêu chuẩn API. 

Các thiết bị nổ chiều cao của bồn, độ lún của nền, kiểm soát chu vi cũng như độ méo của bồn, bề dày của bồn qua quá trình tồn trữ, hệ thống đường ống nối vào bồn.

 Ngoài ra còn có các thiết bị nổ tỷ trọng, nổ nhiệt độ đầu, thiết bị nổ hàm lượng cặntrong bồn (theo API và ASTM).

Song song đó cần thiết kế thêm cầu thang xoắn giúp kiểm tra các bộ phận trên đỉnh bồn như nắp bồn, hệ thống làm mát…

Cửa người (hole man) :

Mỗi bồn chứa có 1-2 cửa người lắp đặt trên thành bồn, được chế tạo cùng loại vật liệu với thân bồn. Cửa người được thiết kế để thuận lợi thao tác vệ sinh, sửa chữa bồn cũng như quan sát mực chất lỏng trong bồn.

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 tránh lây sang các khu vực khác.

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 tên nắp, dọc theo ống ta khoan nhiều lỗ tròn cách đều nhau để cho nước có thể làm mát toàn bộ bồn 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 nổ 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.

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 cho 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.

Lắp đặt hệ thống vòi nước trên mỗi bồn chứa đủ dể tưới nước cho toàn bộ vùng chứa bằng 5 vòi phung 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 100m2 phải có một bình chữa cháy. Với những hệ thống phân phối phải có một hoặc hai bình tại bồn chứa

Rất mong bạn đọc quan tâm và theo dõi tank.vn để cập nhật thông tin mới nhất về bồn chứa dầu khí.

Hồ Thanh Sơn
Tác giả Hồ Thanh Sơn admin
Chuyên gia về hệ thống bồn tank inox vi sinh, máy bơm inox vi sinh 9 năm kinh nghiệp với các công ty đa quốc gia!
Bài viết trước Bồn chứa dầu khí - Thi công

Bồn chứa dầu khí - Thi công

Bài viết tiếp theo

Cột nước

Cột nước

Bài viết liên quan

Thông báo

Bạn cần hỗ trợ?