BÀI GIẢNG BỂ CHỨA _C1

KHOA XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN VÀ DẦU KHÍ BÀI GIẢNG BỂ CHỨA DẦU KHÍ

BỘ MÔN CƠ SỞ KỸ THUẬT XDCTB&CTVB

MỞ ĐẦU

1

MỞ ĐẦU



MỞ ĐẦU

2

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU

1. Khái niệm và phân loại bể chứa

1.1. Khái niệm về bể chứa

Bể chứa là một công trình xây dựng nhằm mục đích phục vụ cho công tác tàng

trữ các sản phẩm dầu (xăng, dầu hoả…), khí hoá lỏng, nước, axít, cồn công

nghiệp…

Hiện nay cùng với sự tiến bộ của khoa học kĩ thuật và yêu cầu về mặt công

nghệ, người ta đã tiến hành nghiên cứu và xây dựng các loại bể chứa có cấu trúc

phức tạp nhưng hợp lý hơn về mặt kết cấu góp phần đem lại hiệu quả kinh tế cao.

1.2. Phân loại bể chứa

Bể chứa thường được phân loại theo vật liệu tạo thành bể chứa. Có 2 loại bể

chủ yếu: Bể chứa bê tông cốt thép (BTCT) và bể chứa kim loại (thường là bể thép)

Bể chứa bê tông cốt thép (BTCT) thường dùng để chứa chất lỏng. Chất lỏng có

thể là nước sạch hoặc nước thải (nước thải sinh hoạt và nước thải công nghiệp). Một

số trường hợp có thể dùng bể BTCT để chứa hóa chất; khi đó bề mặt bên trong có

thể bọc một lớp keo PVC (hoặc sơn) để chống ăn mòn bê tông.

Bể chứa kim loại thường dùng để chứa xăng dầu, hoặc khí hóa lỏng.

1.2.1. Bể chứa bêtông cốt thép

Về hình dáng, có thể phân bể bêtông cốt thép thành 2 loại chính: Bể tròn và bể chữ

nhật

Hình 1.1: Bể chứa nước hình trụ bán chìm



MỞ ĐẦU

3

Hình 1.2: Bể chứa nước chữ nhật bán chìm

Bể chứa chữ nhật có thể được phân thành nhiều ngăn bằng các tường vách

phân chia..

Bể BTCT có thể đặt nổi, hoặc đặt chìm, hoặc bán chìm.

Bể có thể dùng thép thường hoặc thép ứng lực trước.

Bể có thể sử dụng bê tông toàn khối, hoặc bể lắp ghép.



MỞ ĐẦU

4

1.2.2. Bể chứa kim loại

Tuỳ theo hình dạng bể mà phân ra:

• Bể chứa hình trụ (trụ đứng, trụ ngang).

• Bể hình cầu.

• Bể hình giọt nước…

Tùy theo vị trí của chúng trong không gian chúng có thể đặt cao hơn mặt đất

(trên gối tựa), đặt trên mặt đất , ngầm hoặc nửa ngầm dưới đất hoặc dưới nước.

Tùy theo loại mái bể mà phân ra:

• Bể chứa có thể tích không đổi (mái tĩnh - cố định).

• Bể chứa có thể tích thay đổi (mái phao – ngoài mái cố định còn có phao nổi

trên mặt chất lỏng; hoặc mái nổi - bản thân là mái phao)

Tuỳ theo áp lực dư (do chất lỏng bay hơi) mà phân ra:

• Bể chứa áp lực thấp: khi áp lực dư pd ≤ 0,002MPa và áp lực chân không po ≤

0,00025MPa

• Bể chứa trụ đứng áp lực cao: khi áp lực dư pd > 0,002MPa.

1.2.2.1. Bể chứa trụ đứng áp lực thấp

Bể chứa trụ đứng mái tĩnh thường để chứa các sản phẩm dầu mỏ có hơi đàn

hồi áp lực thấp. Thể tích có thể rất khác nhau, từ 100 đến 20000m3 (chứa xăng),

thậm chí tới 50 000m3 (chứa dầu mazút,…)

Hình 1.3: Bể chứa trụ đứng áp lực thấp



MỞ ĐẦU

5

Các bộ phận chính của bể:

• Đáy bể : Được đặt trên nền cát đầm chặt và chịu áp lực chất lỏng. Đáy bể gồm

các thép tấm có kích thước lấy theo định hình sản xuất và được liên kết với nhau

bằng đường hàn đối đầu.

• Thân bể : Là bộ phận chịu lực chính, gồm nhiều khoang thép tấm hàn lại,

chiều dày các thép tấm thân bể có thể thay đổi hoặc không dọc theo thành bể.

Liên kết giữa các thép tấm trong cùng một đoạn thân là đường hàn đối đầu, liên

kết giữa các đoạn thân dùng đường hàn vòng hoặc đối đầu. Nối thân bể và đáy

bể dùng đường hàn góc

• Mái bể : Cũng đựơc tổ hợp từ các tấm thép hàn lại với các dạng chính như sau:

Mái nón, mái treo, mái cầu, mái trụ cầu.

m¸i trô cÇum¸i nãn m¸i treo m¸i cÇu

cét cét

Hình 1.4: Các dạng mái bể chứa trụ đứng

1.2.2.1.1. Bể chứa trụ đứng mái nón.

Có đường kính có thể tới 300 feet và chiều cao 64 feet trong trường hợp bể có

đường kính rộng cần phải có dàn đỡ mái bên trong. Loại bể này rất phổ biến với ưu

điểm dễ thi công, lắp ráp và tương đối kinh tế, tuy nhiên phần trên của thành bể

chưa được tận dụng hết khả năng chịu lực.

1.2.2.1.2. Bể chứa trụ đứng mái phao.

Loại bể này hiện nay được sử dụng khá nhiều trên thế giới. Việc sử dụng loại

mái mang lại hiệu quả kinh tế cao, làm giảm đáng kể sự mất mát Cacbua-Hydro

nhẹ, giảm ô nhiễm môi trường xung quanh. Việc loại trừ khoảng không gian hơi

trên bề mặt xăng dầu chứa trong bể, cho phép tăng mức độ an toàn phòng hoả so

với các loại bể khác. Trên thực tế, người ta hay dùng hai loại bể :

• Bể hở có mái phao

• Bể kín có mái phao.

Bể mái phao hao tổn do bay hơi giảm đi tới 80% ÷ 90%.



MỞ ĐẦU

6

Hình 1.5: Bể chứa trụ đứng có phao nổi

1.2.2.1.3. Bể chứa trụ đứng mái trụ cầu

Loại bể này dùng để chứa sản phẩm dầu nhẹ dưới áp lực dư Pd =

0,01 ÷ 0,07Mpa.

Mái gồm các tấm chỉ cong theo phương kinh tuyến với bán kính cong r1 bằng

đường kính thân bể.

Thân bể được hàn từ thép tấm. Dưới bể được bố trí các bu lông neo quanh

thân tránh hiện tượng đáy bể bị uốn và nâng lên cùng thân dưới tác dụng của áp lực

dư lớn khi lượng chất lỏng trong bể giảm.

Hình 1.6: Bể chứa trụ đứng mái trụ cầu



MỞ ĐẦU

7

1.2.2.2. Bể chứa trụ ngang

Bể chứa trụ ngang dùng để chứa các sản phẩm dầu mỏ dưới áp lực dư pd ≤ 0,2Mpa

và hơi hoá lỏng có pd ≤ 1,8MPa, áp lực chân không po ≤ 0,1MPa.

Bể chứa trụ ngang có 3 bộ phận chính: thân, đáy và gối tựa

• Thân bể: bằng thép tấm, được chia làm nhiều khoang. Các tấm thép được liên

kết với nhau bằng đường hàn đối đầu, bên trong mỗi khoang đặt các vành cứng

bằng thép góc và hàn với thân bể.

• Đáy: có các hình dạng khác nhau: phẳng, nón, trụ, cầu, elíp. Việc lựa chọn đáy

phụ thuộc vào thể tích bể, và áp lực dư trong bể.

• Gối tựa: gồm hai gối hình cong lõm bằng bê tông hoặc gối tựa dạng thanh

đứng.

Bể chứa trụ ngang có những ưu điểm, nhược điểm chính sau

• Ưu điểm: hình dạng đơn giản, dễ chế tạo, có khả năng chế tạo trong nhà máy

rồi vận chuyển đến nơi xây dựng.Có thể tăng đáng kể áp lực dư so với bể trụ

đứng.

• Nhược điểm: tốn chi phí chế tạo gối tựa.

Hình 1.7: Bể chứa trụ ngang



MỞ ĐẦU

8

1.2.2.3. Bể chứa cầu

Bể chứa cầu dùng để chứa hơi hoá lỏng với áp lực dư pd 0,25 ÷ 1,8MPa, thể

tích bể V = 600÷4000m3.

Bể được ghép từ các tấm cong hai chiều và được chế tạo bằng cách cán nguội

hoặc dập nóng. Các tấm thép đựơc hàn với nhau bằng đường hàn đối đầu. Cách chia

các tấm trên mặt cầu có nhiều hình dạng khác nhau: múi kinh tuyến với các mạch

song song hoặc so le.

Bể được đặt trên gối dạng vành hay thanh chống bằng thép ống hoặc thép chữ

I. Dùng thanh chống đảm bảo được biến dạng nhiệt tự do cho bể. Các thanh chống

nên tiếp xúc với mặt bể để giảm ứng suất cục bộ và không tỳ vào đường hàn nối

các tấm của vỏ bể.

Hình 1.8: Bể chứa cầu

1.2.2.4. Bể chứa hình giọt nước

Khuynh hướng đi tìm một giải pháp kết cấu cho ứng lực trên bể tương đối

đồng nhất đã đưa đến giải pháp bể dạng giọt nước

Loại bể này thường được dùng để chứa xăng nhẹ do có khả năng chịu được áp suất

cao do khí dư bay hơi (Pd = 0.03 ÷ 0.05 Mpa) và có vòng quay sản phẩm lớn.

Bể chứa hình giọt nước được đặt trên hệ giá đỡ, được tổ hợp từ các thanh thép

ống. Hệ giá đỡ này được đặt trên móng bê tông cốt thép.



MỞ ĐẦU

9

Hình 1.9: Bể chứa hình giọt nước

1.2.2.5. Bể chứa trụ đứng mái dome

Đây là loại bể chứa trụ đứng, mái cầu. Trong đó 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 bulông và bản đệm, được bao che kín nhờ các panel mái, tất cả hệ thống đều

sử dụng loại vật liệu là hợp kim nhôm (aluminum).

Ưu điểm chính của hệ kết cấu mái này là lắp dựng đơn giản, trọng lượng nhẹ

do đó giảm được tải trọng tác dụng lên thân bể, móng bể dẫn đến giảm được giá

thành xây dựng

Hình 1.10: Bể chứa trụ đứng mái dome



MỞ ĐẦU

10

1.2.2.6. Bể chứa lắp ghép

Vật liệu: Bồn chứa nước được lắp ghép bằng các tấm thép dập nguội với kích

thước 1mx1m, 0.5mx1m, 0.5mx0.5m hoặc theo quy cách 1.2m x 1.2m.

Tuỳ theo yêu cầu và điều kiện môi trường, vật liệu có thể là:

• SS304/SS316: dùng chứa nước uống, nước có yêu cầu tính vệ sinh cao,dược

phẩm,thực phẩm.

• Thép nhúng kẽm (HDG) hoặc thép nhúng kẽm lót HDPE: thường dùng cho

nước có độ ăn mòn cao hoặc chứa nước sinh hoạt.

• Thép phủ epoxy: thường dùng cho chửa cháy, chứa nước làm lạnh.

• Thép phủ sơn: thường dùng chứa nước cho mục đích chứa nước thông thường

không dùng cho sinh hoạt.

Hình 1.11: Bể chứa lắp ghép bằng các tấm dập nguội

Vật liệu khác: bồn chứa nước lắp ghép bằng composite, FRP, SMC hay GRP

Bồn chứa nước lắp ghép FRP (GRP hay SMC) được làm từ vật liệu polyester trợ

lực với sợi thủy tinh đúc sẵn và có thể dễ dàng lắp ráp bằng cách vặn bulong. Tấm

panel SMC ép nóng được thiết kế để đạt tiêu chuẩn nước uống tinh khiết. Bể chứa

nước GRP được sử dụng cho các tòa nhà cao tầng, các khu thương mại, công

nghiệp và công trình công cộng khác.



MỞ ĐẦU

11

Phương pháp sản xuất:

• Dập nóng hỗn hợp SMC đặc biệt ở nhiệt độ lên tới 150oC tạo thành các tấm có

độ bền rất cao cả về mặt hoá lý và cơ học.

• Bề mặt bóng nhẵn cả hai bên

• Kích thước chế tạo chuẩn và chính xác à lắp ghép dễ dàng.

Về mặt an toàn:

• Bồn chứa nước GRP (SMC) không độc hại và có thể được dùng để chứa nước

uống.

• Vật liệu SMC đặc biệt có khả năng chống được tia cực tím rất tốt và không

cho ánh sáng đi qua sẽ làm giảm thiểu sự phát triển của rong tảo trong bồn.

Lắp đặt:

• GRP có tỉ trọng rất thấp. Một tấm GRP chuẩn có trọng lượng chỉ bằng 1/3 so

với tấm bằng thép. Khối lượng thấp sẽ tiết kiệm được chi phí vận chuyển, lắp

đặt cũng như mọi thao tác đều dễ dàng.

• Hơn nữa bồn chứa nước lắp ghép FRP (SMC hoặc GRP) còn có khả năng lắp

ghép rất linh động theo nhiều hình dạng và kích thước cũng như dung tích khác

nhau để đáp ứng mọi yêu cầu của khách hàng về tính năng cũng như điều kiện

cụ thể.

Hình 1.12:Bể chứa lắp ghép FRP

Engineering

BÀI GIẢNG BỂ CHỨA _C1