Projektowanie zbiorników do magazynowania osadu: objętość, proporcje, ściana i zakotwienie
Utworzono 09.04
Zbiorniki do przechowywania osadu – proporcje objętości projektowej, ściany i zakotwienie
Projekt zbiornika do magazynowania osadu rozpoczyna się od bilansu masy suchej substancji, następnie ustala się stosunek średnicy do wysokości, grubość ściany płaszcza, dach, izolację w miejscach, gdzie osad nie może się ochłodzić, oraz fundament i zakotwienie, które go utrzymują. W przypadku zbiornika skręcanego objętość robocza wynika z dziennej ilości suchej substancji podzielonej przez stężenie magazynowane pomnożone przez liczbę dni przetrzymywania plus wolna przestrzeń; następnie stosunek jest wybierany z wykresu i pompy; grubość ściany wynika z projektu paneli; a fundament musi kontrolować różnicę osiadania, ponieważ nieokrągły płaszcz przecieka na najwyższym pierścieniu. Izolacja ma znaczenie wszędzie tam, gdzie osad musi pozostawać powyżej temperatury zapewniającej jego pompowalność.
Spotkania projektowe dotyczące zbiornika osadowego przebiegają źle w przewidywalnej kolejności. Ktoś proponuje średnicę, ktoś inny pyta o pompę, a grubość ściany zostaje ustalona na podstawie tego, jaka blacha akurat była na półce. Tymczasem bilans masowy, który powinien był dać objętość, wciąż trwa, a fundament jest rysowany jako płaska płyta przez architekta, który nigdy nie widział wieńca fundamentowego zbiornika skręcanego. Ten artykuł przedstawia sekwencję projektowania w kolejności, w jakiej powinna być wykonana, przy czym każdy krok daje liczbę potrzebną w następnym.
Krok pierwszy: bilans masowy, który ustala objętość
Objętość wynika z suchej masy, a nie z przepływu, i to jest najważniejsze zdanie w projektowaniu zbiornika osadowego. Weź dzienną produkcję suchej masy z procesu poprzedzającego, podziel przez stężenie, jakie zbiornik może utrzymać, pomnóż przez liczbę dni przetrzymywania i dodaj zapas na osad, który się sedymentuje, oraz pianę, która się wznosi. Osad o zawartości 6 procent suchej masy i 10 ton suchej masy na dobę to około 167 m³ na dobę; pięć dni przetrzymywania to 835 m³ objętości użytkowej; przy 15-procentowym zapasie na osad i pianę płaszcz zbiornika wynosi blisko 960 m³.
Wolna przestrzeń nie jest błędem zaokrąglenia na zbiorniku osadu. Zagęszczona warstwa osadu zajmuje rzeczywistą objętość, a warstwa piany podnosi się wraz z wszelkim wytwarzaniem gazu, więc zbiornik zwymiarowany na dokładną objętość roboczą będzie pełny, zanim nadejdzie przypadek projektowy. Należy wyraźnie określić wolną przestrzeń, a następnie sprawdzić, czy wysoki poziom nadal pozostawia króciec wylotowy poniżej linii cieczy, aby pompa nigdy nie pracowała na pianie.
Krok drugi: stosunek średnicy do wysokości
Proporcja jest ustalana przez działkę, pompę i kolejność montażu, a nie przez objętość. Objętość równa się 0,785 razy średnica do kwadratu razy wysokość cieczy, więc stała objętość może być szerokim płytkim zbiornikiem lub wysokim wąskim. Szeroki płytki zbiornik to zwykle rozwiązanie na terenie oczyszczalni: krótsze ramię zgarniacza lub mieszadła, krótsza drabina, niższa obudowa przeciwwiatrowa, łatwiejszy pierścień nośny i płytszy wykop, jeśli zbiornik jest zagłębiony. Wysoki wąski zbiornik pasuje do ograniczonej działki, ale wymaga dłuższego mostu lub ramienia do mieszania, wyższych schodów i głębszego fundamentu.
Praktyczne stosunki dla skręcanych zbiorników osadu mieszczą się w umiarkowanym przedziale, roughly a diameter to height ratio between 0.8 and 2.0 for a circular shell. Poniżej około 0,6 płaszcz staje się wystarczająco wysoki, że wiatr i zakotwienie dominują, a sprzęt do mieszania staje się drogi; znacznie powyżej 2,5 powierzchnia dna zaczyna kosztować roboty budowlane, a wylot wymaga zgarniacza, aby dotrzeć do każdego narożnika. Stosunek należy sprawdzić względem układu mieszania na wczesnym etapie, ponieważ rozpiętość mieszadła napędza konstrukcję pomostu.
Krok trzeci: grubość ściany, panele i śruby
Grubość ściany w zbiorniku skręcanym jest wartością projektową panelu i powinna być podana dla każdego pierścienia. Szerokości paneli wynoszą około 1,2 m, a grubość jest dobierana ze względu na przypadek ciśnienia wewnętrznego i zewnętrznego, obciążenie gruntem w miejscu częściowego zakopania zbiornika oraz przypadek transportu wewnątrz zakładu. Grubsze dolne pierścienie i cieńsze górne są normalne dla płaszczy spawanych; system paneli skręcanych zazwyczaj stosuje jednakową grubość paneli dla płaszcza cylindrycznego, przy czym górne pierścienie mogą zmieniać profil, co ogromnie upraszcza gospodarkę częściami zamiennymi.
Połączenie to miejsce, w którym projekt albo działa, albo zawodzi. Uszczelniane połączenia z EPDM i śrubami klasy 8.8, dokręcanymi do zapisanej wartości i ponownie sprawdzanymi po pierwszym napełnieniu, to praktyczna specyfikacja. Uszczelka niezgodna z pH i temperaturą osadu stwardnieje i zacznie przeciekać najpierw w najwyższym pierścieniu, który jest również pierwszym miejscem, gdzie zauważy to operator. Należy określić w umowie klasę śrub, materiał uszczelki i interwał ponownego dokręcania, zamiast pozostawiać to instalatorowi, oraz zachować jeden zapasowy panel i zestaw uszczelek na cały okres eksploatacji zbiornika.
Krok czwarty: izolacja, temperatura i dach
Izolacja to decyzja procesowa: istnieje po to, aby utrzymać osad powyżej temperatury, w której przestaje zachowywać się jak ciecz. Gęsty osad, który miał 20 °C w procesie poprzedzającym, straci ciepło do zimnego zbiornika i zimnego otoczenia w ciągu kilku dni, a spadek poniżej granicy plastyczności oznacza, że rozmiar pompy wzrośnie, a rurociąg będzie wymagał własnego śledzenia. Izoluj płaszcz i dach tam, gdzie proces jest wrażliwy, i dopracuj uszczelnienie parowe, ponieważ mokra warstwa izolacji jest gorsza niż brak izolacji w ogóle.
Dach podąża za kwestią gazową. Przestrzeń nad osadem magazynowanym wytwarza siarkowodór i metan, a dach i odpowietrzenie muszą być zaprojektowane pod kątem tego wytwarzania, a nie ogólnego przypadku oddychania. Dach dwumembranowy z membraną wewnętrzną o ciśnieniu nominalnym około 2–3 kPa i urządzeniem odciążającym jest powszechny dla zbiornika zamkniętego; opcja sztywna jest odniesiona do AWWA D108 lub API 650 z obciążeniem wiatrem i śniegiem według ADM 2015 lub ASCE 7-10. W obu przypadkach stal przestrzeni nad osadem stanowi odrębną klasę korozyjną, dlatego wykładzina i dach są specyfikowane razem.
Specyfikacja techniczna
Parametr | Typowa wartość / zakres | Uwaga |
Podstawa projektowa | dzienne suche substancje podzielone przez stężenie razy dni przetrzymywania | bilans masowy określa objętość |
Przykładowy przypadek | 10 t/d suchej substancji przy 6 procent TS, 5 dni | około 960 m³ płaszcza z wolną przestrzenią |
Wolna przestrzeń | około 15 procent na osad i pianę | chroni wylot i przypadek projektowy |
Stosunek średnicy do wysokości | około 0,8 do 2,0 dla okrągłego skręcanego płaszcza | ustalany przez działkę, pompę i rozpiętość mieszania |
Szerokość panelu | około 1,2 m | spójny cylinder, uproszczone części zamienne |
Klasa śrub | śruby klasy 8.8 | z inhibitorem korozji, zapisana wartość momentu dokręcania |
Uszczelka | EPDM powszechnie stosowany, zweryfikowany pod kątem pH osadu | ponowne dokręcenie po pierwszym napełnieniu |
Temperatura topnienia emalii | 820–930 °C | szkło stopione ze stalą w jednym cyklu |
Grubość warstwy emalii | 0,25–0,45 mm | test iskrowy 1500 V DC po montażu |
odporność emalii na pH | 1–14 | obojętna w całej warstwie beztlenowej |
Dach | dwumembranowy lub sztywny AWWA D108 / API 650 | obciążenie ADM 2015 / ASCE 7-10 |
Fundament | pierścień żelbetowy, kontrolowana różnica osiadania | rozmieszczenie kotew dopasowane do panelu |
Krok piąty: fundament, zakotwienie i awaria, która objawia się przeciekiem
Fundament to część projektu zbiornika na osady, najczęściej rysowana przez kogoś, kto nigdy nie montował zbiornika skręcanego. Powłoka skręcana wymaga pierścienia żelbetowego lub płyty z kontrolowaną różnicą osiadania na średnicy oraz rozmieszczenia kotew dopasowanego do otworów w panelach. Powłoka o nieokrągłym przekroju powoduje przechylenie połączeń, które otwiera uszczelkę w najwyższym pierścieniu, a najwyższy pierścień przeciekający w drugą zimę to naprawa wymagająca pompy i zbiornika.
Wind uplift decyduje o zakotwieniu. Duży, smukły zbiornik na odsłoniętym terenie unosi się przy kotwie po stronie nawietrznej w stanie pustym, co jest najgorszym przypadkiem, ponieważ zbiornik jest najlżejszy, a ssanie największe. Należy obliczyć siłę unoszącą w stanie pustym, sprawdzić zakotwienie w wieńcu żelbetowym i nie dobierać zakotwienia na podstawie przypadku pełnego. Kolejność montażu również ma znaczenie: panele montuje się od wieńca w górę, okrągłość sprawdza się na szczycie każdego pierścienia, a moment dokręcenia śrub stosuje się według określonego schematu, a nie dowolnie przez ekipę.
Przypadek projektu
Projekt | Lokalizacja | Produkt | Pojemność | Zakres |
Zbiorniki na ścieki browarnicze | Chiny, Syczuan | Zbiorniki GFS | 14 655 m³ | dostawa zbiornika skręcanego i dachu |
Sekcja beztlenowa dla ścieków z przetwórstwa fasoli | Chiny, Hebei | Zbiorniki fermentacyjne GFS | sekcja procesu beztlenowego | dostawa zbiorników wraz z integracją procesu |
Zbiorniki na ścieki komunalne, 10 sztuk | Chiny, Syczuan | Zbiorniki GFS | Łącznie 17 420 m³ | dostawa i montaż na miejscu |
Zbiorniki na ścieki przemysłowe, 27 sztuk | Chiny, Xinjiang | Zbiorniki GFS | Łącznie 30 469 m³ | dostawa i nadzór |
Zdolności inżynieryjne Center Enamel
Center Enamel (Shijiazhuang Zhengzhong Technology Co., Ltd) projektuje i produkuje zbiorniki magazynowe skręcane od 2008 roku. Jako pierwszy w Chinach producent zbiorników ze stali powlekanej szkłem (GFS), firma posiada blisko 200 patentów związanych z emalią, produkuje około 300 000 stalowych płyt powlekanych emalią rocznie, zrealizowała ponad 30 000 zainstalowanych projektów i dostarcza swoje zbiorniki do ponad 100 krajów. Nowa baza produkcyjna o powierzchni 150 000 m² została dodana w celu zwiększenia zdolności produkcyjnych, a pojedyncze zbiorniki są dostarczane o pojemności do 60 000 m³. Produkcja odbywa się zgodnie z ISO 9001 i ISO 45001, z certyfikacją produktów obejmującą NSF/ANSI 61, WRAS, FDA, LFGB, CE (EN 1090), ISO 28765, FM, BSCI i EUROCODE, a projektowanie opiera się na AWWA D103-09, AWWA C550 i NFPA, tam gdzie wymaga tego zastosowanie.
W przypadku projektowania zbiorników na osady zdolność ta oznacza pełny łańcuch od bilansu masy po zakotwienie: wykładzinę emaliową wraz z zapisem testu iskrowego, grubość paneli i harmonogram momentów dokręcania śrub, dach i granicę gazową oraz pierścień nośny i przypadki wyporu obliczane łącznie.
Najczęściej zadawane pytania
P1: Na czym należy opierać objętość projektową?
O1: Na bilansie masy suchej substancji: dzienna masa suchej substancji podzielona przez stężenie magazynowane, pomnożona przez liczbę dni przetrzymywania, plus rezerwa na osad i pianę. Wskaźniki przepływu są niewiarygodne dla płynu nienewtonowskiego.
P2: Jak wybrać stosunek średnicy do wysokości?
O2: Na podstawie wykresu, ssania pompy i zakresu mieszania. Stosunek bliski 1,0 jest dobrym domyślnym rozwiązaniem dla skręcanego zbiornika okrągłego, z szerokim płytkim zbiornikiem, gdy dostępna jest powierzchnia podłogi, i wyższą powłoką, gdy jej nie ma.
P3: Czy grubość ściany skręcanego płaszcza zbiornika jest taka sama na całej wysokości?
O3: Często tak dla skręcanego cylindra, co jest praktyczną zaletą dla części zamiennych, przy czym górne sekcje mogą zmieniać profil. Spawany płaszcz zwykle cieńszy ku górze. Należy podać grubość paneli dla każdej sekcji w projekcie.
P4: Kiedy potrzebna jest izolacja na zbiorniku osadu?
A4: Zawsze, gdy szlam musi pozostać powyżej temperatury umożliwiającej pompowanie przez okres zimna. Należy zaizolować z paroszczelną powłoką, ponieważ mokra warstwa izolacji jest gorsza niż żadna, i rozważyć zarówno dach, jak i płaszcz zbiornika.
Q5: Czy zbiornik wymaga gazoszczelnego dachu?
A5: Tylko jeśli miejsce wymaga zamknięcia lub wychwytywania gazu. Przechowywany szlam nadal wytwarza siarkowodór i metan, więc dach, odpowietrznik i zawór nadmiarowy muszą być zwymiarowane pod kątem tej generacji, niezależnie od typu dachu.
Q6: Jaki jest najczęstszy błąd fundamentowy?
A6: Niekontrolowana różnica osiadania. Belka pierścieniowa narysowana jako płaska płyta pozwala płaszczowi zbiornika wyjść z okrągłości, a pierwszym objawem jest przeciek przy uszczelce górnego pierścienia w drugą zimę.
P7: W jaki sposób uwzględnia się parcie wiatru?
O7: Należy obliczyć parcie wiatru w stanie pustym, a nie w stanie pełnym, i dobrać zakotwienie w wieńcu żelbetowym pod to obciążenie. Panele są następnie montowane od wieńca, z kontrolą okrągłości po każdym pierścieniu.
Projekt zbiornika do przechowywania osadu to sekwencja: bilans masy określa objętość, działka i pompa ustalają proporcje, projekt paneli określa ścianę i połączenie, izolacja i dach odpowiadają na temperaturę i gaz, a pierścień nośny i zakotwienie utrzymują całość razem. Przejdź przez sekwencję, a projekt będzie obroniony; pomiń krok, a awaria objawi się jako przeciek na najwyższym pierścieniu trzy zimy później.
Prześlij nam produkcję suchej masy, stężenie, dni przetrzymywania, działkę i warunki terenowe, a zwrócimy obliczenia objętości, proporcje, przypadki ścian i zakotwień oraz pakiet dokumentacji technicznej.
Porozmawiaj z inżynierem
Przynieś dane osadu i działkę, a przeprowadzimy z Tobą sekwencję projektową. Otrzymasz bilans masy, średnicę i wysokość, specyfikację paneli i połączeń, przypadki fundamentów i wyporu oraz rysunki do przeglądu. Najpierw odpowiedź inżynierska, bez zobowiązań i bez nachalnej sprzedaży.
WhatsApp