سیستمهای مخزن با سقف شناور برای کنترل بخار و ذخیرهسازی
مخزن با سقف شناور فضای بخار بالای مایع را حذف میکند بهجای اینکه آن را در خود نگه دارد. سقف شناور خارجی روی سطح محصول حرکت میکند، بنابراین تلفات ذخیرهسازی ساکن و تلفات تنفسی ناشی از پر و خالی شدن به تبخیر از طریق خود سقف کاهش مییابد، که استدلال اصلی کنترل VOC است. این تشت معمولاً از آلیاژ آلومینیوم مانند AA 5052 یا AA 5083 ساخته میشود، بر اساس AWWA D108 یا API 650 طراحی میگردد، و بار باد و برف از ADM 2015 و ASCE 7-10 گرفته میشود. در مقایسه با گنبد آلومینیومی ثابت، هزینه کمتری دارد و دسترسی کامل به مخزن را فراهم میکند اما بیشتر در معرض آبوهوا است و به برنامه نگهداری آببند و زهکشی نیاز دارد. در مقایسه با پوشش دوغشایی، یک تشت صلب است نه یک پوشش انعطافپذیر.
هر مخزن ذخیره مایع دو فلسفه سقفی دارد. یکی بخار را زیر یک سقف ثابت نگه میدارد و با انتشاراتی که از مایع خارج میشود مقابله میکند، و دیگری فضای بخار را حذف میکند تا مایع در همان سطح خود آببندی شود. آن فلسفه دوم، مخزن سقف شناور است، و هر جا محصولی فشار بخار قابلتوجهی داشته باشد، یا محدودیت انتشار الزامآور باشد، یا بخار باید همراه مایع بماند نه اینکه به سمت دستگاه کنترل فرار کند، ظاهر میشود. تیمهایی که این گزینه را میسنجند معمولاً بین تلفات تبخیر، محدودیتهای مجوز، تعمیر و نگهداری سقف و هزینه تعادل برقرار میکنند. مهندسی آن بیشتر مکانیکی است تا عجیب و غریب، و حالتهای خرابی همگی مربوط به آببندها، تخلیهها و شناور ماندن سقف به جای گرفتگی است.
نحوه کارکرد سقف شناور
سقف شناور است زیرا شناور و آببندی شده است. یک تشتک، معمولاً یک عرشه از صفحات آلیاژ آلومینیوم یا یک عرشه فولادی با محفظه شناوری، مستقیماً روی سطح مایع قرار میگیرد و با پر و خالی شدن بالا و پایین میرود. چون فضای بخار دائمی وجود ندارد، محصول از طریق سقف تنفس نمیکند، و تلفات ایستا تنها تبخیر از عرشه آببندی شده است، که بسیار کمتر از یک مخزن با سقف باز یا ثابت است. در حین پر کردن، سقف با مایع بالا میرود، بنابراین بخار جابهجا شده اندک است؛ در حین تخلیه، همین امر بهصورت معکوس اعمال میشود. به همین دلیل است که مبنای مقرراتی قوی است: این پیکربندی روش استاندارد برای کنترل انتشار ترکیبات آلی فرار از یک مخزن ذخیرهسازی بدون سیستم کنترل بخار است.
سقف نیاز به یک درزگیر لبه در دیواره پوسته دارد، یک درزگیر اولیه و معمولاً یک درزگیر ثانویه، پایههای تخلیه یا یک تخلیه داخلی برای حذف آب باران، و یک سقف ثابت در بالا به عنوان پوسته محافظ در برابر آب و هوا در آرایش سقف شناور داخلی. در آرایش خارجی سقف ثابتی وجود ندارد؛ خود پانل سطح محافظ در برابر آب و هوا است و مستقیماً باد و برف را تحمل میکند، به همین دلیل است که حالت بارگذاری به صراحت در برابر ADM 2015 و ASCE 7-10 برای سایت نوشته شده است.
سقف شناور خارجی در مقابل گنبد ثابت
تصمیم میان در معرض قرار گرفتن و دسترسی در برابر محصورسازی است. سقف شناور خارجی از این دو گزینه ارزانتر است و دسترسی بدون مانع به بالای مخزن را برای نازلها و تعمیرات فراهم میکند، و فضای بخار حذف میشود بنابراین کاهش تلفات زیاد است. نقاط ضعف آن قرار گرفتن در معرض آبوهوا است: پانل مستقیماً بار برف و نیروی بالابرنده باد را تحمل میکند، درزگیرهای لبه و پایههای تخلیه در معرض یخزدگی و آوار قرار دارند، و سقف باید پس از هر طوفان بررسی شود. یک گنبد ژئودزیک آلومینیومی ثابت، که بر اساس AWWA D108 یا API 650 با همان مرجع باد و برف طراحی شده است، پانل شناور را در زیر خود محافظت میکند و فضای بخار دائماً مهر و موم شدهای فراهم میآورد، با هزینه سرمایهای بالاتر و دسترسی کمتر آسان به بالای مخزن.
خانواده غشایی نیز وجود دارد. یک پوشش غشایی دوگانه گاز را در ±3 تا 5 کیلوپاسکال با یک غشای داخلی و یک غشای خارجی نگه میدارد، که برای یک هاضم بیهوازی یا نگهدارنده بیوگاز مناسب است، اما برای یک محصول مایع فرار، پیکربندی پانل صلب معمولاً پاسخ درست است زیرا مرز بخار را بدون سیستم فشردهسازی گاز نگه میدارد.
مشخصات فنی
پارامتر | مقدار / محدوده معمول | یادداشت |
نوع سقف | سقف شناور خارجی، پانل شناور داخلی، گنبد ثابت | بر اساس محصول و حد انتشار انتخاب میشود |
جنس پانل | آلیاژ آلومینیوم AA 5052 / AA 5083 | مقاوم در برابر خوردگی، عرشه شناور |
مرجع طراحی پوسته | AWWA D108 / API 650 | طراحی سقف و پوسته |
بار باد و برف | ADM 2015 / ASCE 7-10 | حالت بار خاص سایت |
سیستم آببندی | آببند اولیه لبه بههمراه آببند ثانویه | کنترل VOC و جلوگیری از نفوذ عوامل جوی |
آرایش زهکشی | زهکشی داخلی یا پایههای زهکشی | محافظت در برابر یخزدگی در اقلیمهای سرد مورد نیاز است |
گزینه پوشش داخلی پوسته | 0.25–0.45 میلیمتر مینا، پخت در 820–930 درجه سانتیگراد | Ra < 0.8 میکرومتر، مقاومت بالای 3,450 نیوتن بر سانتیمتر مربع |
گزینه پوسته پیچومهرهای | پانلهای ~1.2 متری، پیچهای درجه 8.8 | اتصالات فلنجی واشر EPDM |
عمر طراحی | ۳۰ سال یا بیشتر | با برنامه بازرسی فصلی |
تناسب محصول و پوسته مخزن
انتخاب سقف شناور از مایع تبعیت میکند. محصولاتی با فشار بخار قابلتوجه، حلالهای فرار، جریانهای شبیه بنزین و برخی واسطههای شیمیایی موارد کلاسیک هستند و کاهش انتشار در مقایسه با حد مجوز قابل اندازهگیری است. محصولاتی که خطر آتشسوزی ذاتی دارند ممکن است به سقف ثابت بههمراه سیستم تخلیه نیاز داشته باشند تا یک صفحه شناور، زیرا صفحه شناور به همان شکل سد آتش نیست و باید سناریوی آتشسوزی با مرجع پروژه بررسی شود. محصولات پایه آبی و با فشار بخار پایین سود کمتری میبرند و هزینه بهتر است جای دیگری صرف شود.
در سمت پوسته، مخزن یک ذخیرهساز اتمسفریک است که خوراکرسانی به یک پمپ یا خروجی گرانشی را انجام میدهد، نه یک مخزن تحت فشار. یک پوسته فولادی با شیشه ذوبشده پیچشده که پانلهای آن در دمای ۸۲۰ تا ۹۳۰ درجه سانتیگراد پخته شده و با آزمون جرقه در ۱۵۰۰ ولت جریان مستقیم آزمایش شدهاند، گزینهای مناسب است جایی که محصول نباید توسط زنگزدگی آلوده شود، و هر پانل پیش از ارسال بازرسی میشود. لبه، رابط حیاتی با سقف شناور است: بالای پوسته باید صاف و گرد باشد تا درزبند لبه بدون گیرکردن حرکت کند، و تلورانس قطر سقف باید در نقشه ذکر شود نه اینکه به سازنده تشت واگذار گردد.
عملیات و بازرسی
نگهداریای که یک مخزن سقف شناور را سالم و درستکار نگه میدارد، کاری بیزرقوبرق و مشخص است. در هر توقف، آببندهای لبه را از نظر پارگی و تجمع محصول بررسی کنید، مسیر تخلیه را باز و در صورت نیاز گرمشده تأیید کنید، پس از هر نشست فونداسیون مطمئن شوید که سقف با پوسته گیر نمیکند، بالای مخزن را از آوار پاک نگه دارید و برای بار برف فصلی برنامهریزی کنید، و مهار یا دستگاه ضدچرخش را بازرسی کنید تا سقف با باد نچرخد. سقف گیرکرده یا کج، خرابی کلاسیک است و معمولاً با تخلیهای که گرفته و سقفی که پر از آب شده آغاز میشود.
برای یک برنامه مخزن پیچومهرهای، همان نظم برای پوسته اعمال میشود: وضعیت واشر در فلنج، گشتاور پیچ پس از اولین پر شدن، و نشست فونداسیون در محدوده مجاز. هر دو در بازرسی تکمیل مکانیکی، پیش از آنکه مخزن محصول فرآیندی را دریافت کند، بررسی میشوند.
مطالعه موردی پروژه
پروژه | موقعیت | محصول | ظرفیت | دامنه |
مخزن آب آشامیدنی با قطر بزرگ | نامیبیا | مخزن GFS | ۴۴٬۹۰۰ متر مکعب | تأمین + نظارت، پوسته با قطر بزرگ و اتصال سقف |
مخزن آب آتشنشانی، دو واحد | سیچوان، چین | مخزن GFS | ۸,۹۳۰ متر مکعب | تأمین + نظارت، φ19.87 × 14.4 متر × 2 |
برنامه مخزن پساب شهری، 10 واحد | سیچوان، چین | مخزن GFS | 17,420 متر مکعب | تأمین، سایت چندمخزنی |
برای پروژههای در این کلاس خدماتی، Center Enamel مخازن فولادی با پوشش شیشهای ذوبشده قابل مقایسه برای ذخیرهسازی سیالات شهری و صنعتی ارائه میدهد، با محدوده ظرفیت تأییدشده توسط مشخصات پروژه.
قابلیت مهندسی Center Enamel
سنتر انامل (شرکت فناوری شيجياژوانگ ژنگژونگ) از سال ۲۰۰۸ مخازن ذخیرهسازی پیچومهرهای را طراحی و تولید کرده است. این شرکت بهعنوان نخستین تولیدکننده مخازن شیشه-ذوبشده-به-فولاد (GFS) در چین، نزدیک به ۲۰۰ اختراع مرتبط با انامل دارد، سالانه حدود ۳۰۰٬۰۰۰ ورق فولادی پوششدادهشده با انامل تولید میکند، بیش از ۳۰٬۰۰۰ پروژه نصبشده را تکمیل کرده و مخازن خود را به بیش از ۱۰۰ کشور عرضه میکند. پایگاه تولید جدید به مساحت ۱۵۰٬۰۰۰ مترمربع برای افزایش ظرفیت تولید اضافه شد و مخازن تکواحدی تا ظرفیت ۶۰٬۰۰۰ مترمکعب عرضه میشوند. تولید تحت استانداردهای ISO 9001 و ISO 45001 انجام میشود، با گواهینامههای محصول شامل NSF/ANSI 61، WRAS، FDA، LFGB، CE (EN 1090)، ISO 28765، FM، BSCI و EUROCODE، و طراحی با ارجاع به AWWA D103-09، AWWA C550 و NFPA در مواردی که کاربرد آن را ایجاب کند.
برای مخازن با سقف شناور، این موارد پوسته پیچومهرهای لعابکاریشده با گردی و تلورانس لبه مورد نیاز پانل را پوشش میدهد، انتخاب فرم سقف بر اساس حالت بار سایت، و جزئیات آببندی، زهکشی و دسترسی بازرسی در همان نقشه رابط.
سوالات متداول
س۱: مخزن با سقف شناور واقعاً چه چیزی را ذخیره میکند؟
پ۱: تلفات ذخیرهسازی ساکن و تلفات تنفسی ناشی از پر و خالی کردن، زیرا فضای بخار حذف میشود. در یک محصول فرار، این کل مبنای کنترل VOC است.
س۲: آلومینیوم یا تشت فولادی؟
پ۲: آلیاژ آلومینیوم AA 5052 یا AA 5083 برای یک تشت سبک و مقاوم در برابر خوردگی که نیاز به پشتیبانی عرشه کمتری دارد، رایج است. تشتهای فولادی در جایی استفاده میشوند که محصول یا شرایط آتشسوزی آن را ایجاب کند.
س۳: سقف بر اساس کدام استاندارد طراحی میشود؟
پ۳: پوسته سقف به AWWA D108 یا API 650 ارجاع داده میشود، با شرایط بار باد و برف برگرفته از ADM 2015 و ASCE 7-10 برای سایت.
س۴: سقف شناور یا گنبد آلومینیومی؟
A4: سقف شناور معمولاً ارزانتر است و دسترسی به بالای مخزن را فراهم میکند اما در معرض آب و هوا قرار دارد. یک گنبد ثابت از سقف محافظت میکند و فضای بخار را مهر و موم میکند اما هزینه بیشتری دارد و دسترسی را محدود میکند.
Q5: آیا سقف شناور یک مانع آتش است؟
A5: نه به همان روشی که سقف ثابت است. مورد آتش را با مرجع دارای صلاحیت برای محصول بررسی کنید، زیرا برخی محصولات خطرناک نیاز به سقف ثابت و سیستم کنترل بخار دارند.
Q6: ریسک اصلی نگهداری چیست؟
A6: یک درین مسدود که سقف را با آب پر میکند، و یک درزگیر لبه پاره یا آلوده به محصول. هر دو با بررسی خاموشی روتین درزگیرها و مسیر درین شناسایی میشوند.
Q7: آیا سقف شناور میتواند روی مخزن پیچومهر شده نصب شود؟
A7: بله، اگر بالای پوسته صاف و گرد در محدوده تلورانس مورد نیاز برای آببندی باشد و قطر سقف با پوسته مطابقت داشته باشد. آن تلورانس باید روی نقشه درج شود.
مخزن سقف شناور با حذف فضای بخار، انتشار را در منبع کاهش میدهد و مهندسی آن بهجای پوسته، در درز آببند لبه، تخلیه و شناوری سینی نهفته است. جایی که هزینه و دسترسی اهمیت دارد و قرار گرفتن در معرض آبوهوا قابل قبول است، سینی خارجی را انتخاب کنید، و جایی که فضای بخار باید آببند بماند، گنبد آلومینیومی ثابت را برگزینید. پوسته را با لبه گرد واقعی بسازید، در جایی که خلوص محصول اهمیت دارد از داخل لعابدار استفاده کنید، و برنامه بازرسی مستند برای آببندها و تخلیهها تدوین نمایید. محصول، فشار بخار آن، حد انتشار، ظرفیت و حالت بار سایت را به میز مهندسی ارسال کنید تا پیکربندی سقف همراه با بسته مستندات بازگردانده شود.
با یک مهندس صحبت کنید
ارسال دادههای مخزن: محصول و فشار بخار آن، حد انتشار یا مجوز، محدودیتهای ظرفیت و قطر مخزن، چرخه پر و تخلیه، اینکه آیا سقف ثابت توسط آییننامه برای محصول الزامی است، مقادیر باد و برف سایت، و دسترسی جرثقیل و جاده. ما پیکربندی سقف را همراه با مرجع طراحی آن، متریال کف شناور و آرایش آببند، گزینه تخلیه و محافظت در برابر یخزدگی، گزینه پوسته پیچومهرهای با تلورانس لبه آن، و بسته کامل اسناد مناقصه را بازمیگردانیم. ابتدا بررسی مهندسی، بدون هیچ تعهدی.