Системы резервуаров с плавающей крышей для контроля паров и хранения
Создано 07.27
Системы резервуаров с плавающей крышей для контроля паров и хранения
Плавающая крыша резервуара устраняет паровое пространство над жидкостью вместо того, чтобы его содержать. Наружная плавающая крыша перемещается по поверхности продукта, поэтому потери от хранения в статике и потери от дыхания при заполнении и опорожнении сводятся к испарению через саму крышу, что является основным аргументом в пользу контроля ЛОС. Понтон обычно изготавливается из алюминиевого сплава, такого как AA 5052 или AA 5083, проектируется по AWWA D108 или API 650, при этом ветровая и снеговая нагрузки принимаются по ADM 2015 и ASCE 7-10. По сравнению с фиксированным алюминиевым куполом он стоит меньше и обеспечивает полный доступ к резервуару, но более подвержен воздействию погоды и требует режима обслуживания уплотнения и дренажа. По сравнению с двухмембранным покрытием это жёсткий понтон, а не гибкая оболочка.
У каждой ёмкости для хранения жидкости есть две философии крыши. Одна удерживает пары под фиксированной крышей и имеет дело с выбросами, которые исходят от жидкости, а другая устраняет паровое пространство, так что жидкость герметизируется на самой поверхности. Эта вторая философия — резервуар с плавающей крышей, и он появляется везде, где продукт имеет значительное давление паров, где действует ограничение на выбросы или где пар должен оставаться с жидкостью, а не улетучиваться в устройство контроля. Команды, рассматривающие этот вариант, обычно балансируют между потерями на испарение, ограничениями по разрешениям, обслуживанием крыши и стоимостью. Инженерная часть здесь скорее механическая, чем экзотическая, а режимы отказа связаны с уплотнениями, дренажами и тем, чтобы понтон оставался на плаву, а не засорялся.
Как работает плавающая крыша
Крыша плавает, потому что она обладает плавучестью и герметична. Понтон, обычно представляющий собой настил из алюминиевых сплавов или стальной настил с камерой плавучести, опирается непосредственно на поверхность жидкости и поднимается и опускается при наполнении и опорожнении. Поскольку постоянное паровое пространство отсутствует, продукт не «дышит» через крышу, и потери от испарения при хранении складываются лишь из испарения с герметичного настила, что значительно ниже, чем у резервуара с открытой или фиксированной крышей. При наполнении крыша поднимается вместе с жидкостью, поэтому объём вытесняемых паров невелик; при опорожнении происходит обратный процесс. Именно поэтому нормативные требования столь строги: данная конфигурация является стандартным способом контроля выбросов летучих органических соединений из резервуара хранения без системы улавливания паров.
Крыша нуждается в уплотнении по краю у стенки резервуара, первичном и обычно вторичном уплотнении, дренажных опорах или внутреннем дренаже для отвода дождевой воды, а также в стационарной крыше сверху в качестве защитного кожуха в конфигурации с внутренней плавающей крышей. В наружной конфигурации стационарная крыша отсутствует; сам понтон является погодной поверхностью и непосредственно воспринимает ветер и снег, поэтому расчётный случай явно прописан в соответствии с ADM 2015 и ASCE 7-10 для данной площадки.
Наружная плавающая крыша против стационарного купола
Решение — это открытое исполнение и доступ против герметизации. Наружная плавающая крыша — более дешёвый из двух вариантов и обеспечивает беспрепятственный доступ к крыше резервуара для патрубков и обслуживания, а паровое пространство устраняется, поэтому снижение потерь велико. Её слабые стороны — подверженность погодным воздействиям: понтон непосредственно воспринимает снеговую нагрузку и ветровой подъём, кромочные уплотнения и дренажные опоры подвержены замерзанию и засорению, а крышу необходимо проверять после каждого шторма. Фиксированный алюминиевый геодезический купол, спроектированный по AWWA D108 или API 650 с теми же ветровыми и снеговыми расчётными параметрами, сохраняет плавающий понтон защищённым под собой и обеспечивает постоянно герметичное паровое пространство — при более высоких капитальных затратах и менее удобном доступе к крыше резервуара.
Существует также семейство мембранных покрытий. Двухмембранное покрытие удерживает газ при ±3–5 кПа с внутренней и наружной мембраной, что подходит для анаэробного реактора или газгольдера, но для летучего жидкого продукта жёсткая конфигурация с понтоном обычно является правильным решением, поскольку она удерживает границу паров без системы компримирования газа.
Технические характеристики
Параметр | Типичное значение / диапазон | Примечание |
Тип крыши | внешняя плавающая крыша, внутренний плавающий понтон, фиксированный купол | Выбирается по продукту и пределу выбросов |
Материал понтона | алюминиевый сплав AA 5052 / AA 5083 | Коррозионностойкая, плавучая палуба |
Справочник по проектированию оболочки | AWWA D108 / API 650 | Проектирование крыши и стенки |
Ветровая и снеговая нагрузка | ADM 2015 / ASCE 7-10 | Расчётный случай нагрузки для конкретной площадки |
Система уплотнения | основное кромочное уплотнение плюс вторичное уплотнение | Контроль ЛОС и защита от атмосферных воздействий |
Схема дренажа | внутренний дренаж или дренажные патрубки | Требуется защита от замерзания в холодном климате |
Опция облицовки корпуса | Эмаль 0,25–0,45 мм, обжиг при 820–930 °C | Ra < 0,8 мкм, номинал выше 3 450 Н/см² |
Опция болтового корпуса | Панели ~1,2 м, болты класса 8.8 | Фланцевые соединения с прокладкой из EPDM |
Расчётный срок службы | 30 лет и более | При режиме сезонных проверок |
Соответствие продукту и корпус резервуара
Выбор плавающей крыши следует за жидкостью. Продукты со значительным давлением паров, летучие растворители, потоки, подобные бензину, и некоторые химические полупродукты являются классическим случаем, и сокращение выбросов измеримо по сравнению с разрешённым лимитом. Продукты с внутренней пожарной опасностью могут потребовать фиксированной крыши плюс системы сброса давления, а не плавающего понтона, потому что понтон не является противопожарным барьером в том же смысле, и пожарный случай следует проверять с надзорным органом проекта. Продукты на водной основе и с низким давлением паров дают меньший выигрыш, и деньги лучше потратить в другом месте.
Со стороны оболочки резервуар представляет собой атмосферное хранилище, питающее насос или гравитационный выпуск, а не сосуд под давлением. Болтовая стеклоплавильная стальная оболочка с панелями, обожжёнными при 820–930 °C и испытанными на искру при 1500 В постоянного тока, хорошо подходит там, где продукт не должен загрязняться ржавчиной, и каждая панель проверяется перед отгрузкой. Кромка — это критический интерфейс с плавающей крышей: верх оболочки должен быть ровным и круглым, чтобы уплотнение кромки работало без заеданий, а допуск на диаметр крыши должен быть указан на чертеже, а не оставлен на усмотрение изготовителя поддона.
Эксплуатация и inspection
Обслуживание, которое поддерживает плавающую крышу резервуара в рабочем состоянии, — дело неблагодарное и конкретное. Проверяйте уплотнения по периметру на разрывы и скопление продукта при каждой остановке, убеждайтесь, что дренажный путь свободен и обогревается там, где это необходимо, проверяйте, что крыша не заклинивает о стенку после любой осадки фундамента, содержите верх резервуара в чистоте и планируйте сезонную снеговую нагрузку, а также осматривайте анкерное или противовращательное устройство, чтобы понтон не вращался вместе с ветром. Заклинивший или наклонившийся понтон — классический отказ, и обычно он начинается с засорившегося дренажа и понтона, набравшего воду.
Для программы резервуаров болтового соединения та же дисциплина применяется к оболочке: состояние прокладки на фланце, момент затяжки болтов после первого заполнения и осадка фундамента в пределах допустимого значения. Оба проверяются при обходе механической готовности, прежде чем резервуар примет технологический продукт.
Пример проекта
Проект | Местоположение | Продукт | Вместимость | Объём работ |
Резервуар для питьевой воды большого диаметра | Намибия | Резервуар GFS | 44 900 м³ | поставка + надзор, сопряжение оболочки и крыши большого диаметра |
Резервуар для противопожарной воды, две единицы | Сычуань, Китай | Резервуар GFS | 8 930 м³ | поставка + надзор, φ19,87 × 14,4 м × 2 |
Программа резервуаров для муниципальных сточных вод, 10 единиц | Сычуань, Китай | Резервуар GFS | 17 420 м³ | поставка, площадка с несколькими резервуарами |
Для проектов этого класса обслуживания Center Enamel поставляет сопоставимые резервуары из стеклоплавкой стали для хранения муниципальных и промышленных жидкостей, при этом диапазон ёмкостей подтверждается спецификацией проекта.
Инженерные возможности Center Enamel
Center Enamel (Shijiazhuang Zhengzhong Technology Co., Ltd) занимается проектированием и изготовлением сборных резервуаров с 2008 года. Будучи первым в Китае производителем резервуаров из стеклоэмалированной стали (GFS), компания владеет почти 200 патентами, связанными с эмалью, выпускает примерно 300 000 стальных пластин с эмалевым покрытием в год, реализовала более 30 000 установленных проектов и поставляет свои резервуары более чем в 100 стран. Новая производственная база площадью 150 000 м² была добавлена для увеличения производственных мощностей, а единичные резервуары поставляются объёмом до 60 000 м³. Производство осуществляется в соответствии с ISO 9001 и ISO 45001, сертификация продукции включает NSF/ANSI 61, WRAS, FDA, LFGB, CE (EN 1090), ISO 28765, FM, BSCI и EUROCODE, а проектирование выполняется с учётом AWWA D103-09, AWWA C550 и NFPA там, где этого требует применение.
Для резервуаров с плавающей крышей это охватывает эмалированную болтовую стенку с круглостью и допуском по кромке, необходимыми для понтона, выбор формы крыши в соответствии с нагрузочным случаем площадки, а также детали уплотнения, дренажа и доступа для inspection на одном и том же монтажном чертеже.
Часто задаваемые вопросы
В1: Что на самом деле экономит резервуар с плавающей крышей?
О1: Потери от хранения в статике и потери от дыхания при заполнении и опорожнении, поскольку паровое пространство устраняется. Для летучего продукта это и есть вся основа контроля ЛОС.
В2: Алюминий или стальной понтон?
О2: Алюминиевый сплав AA 5052 или AA 5083 обычно применяется для коррозионностойкого лёгкого понтона, требующего меньшей поддержки настила. Стальные понтоны используются там, где это диктуется продуктом или противопожарным случаем.
В3: По какому стандарту проектируется крыша?
О3: Корпус крыши ссылается на AWWA D108 или API 650, при этом ветровая и снеговая нагрузка принимаются по ADM 2015 и ASCE 7-10 для данной площадки.
В4: Плавающая крыша или алюминиевый купол?
A4: Плавающая крыша обычно дешевле и обеспечивает доступ к верхней части резервуара, но подвержена воздействию погоды. Фиксированный купол защищает крышу и герметизирует паровое пространство, но стоит дороже и ограничивает доступ.
Q5: Является ли плавающая крыша противопожарным барьером?
A5: Не в том смысле, в каком является фиксированная крыша. Проверьте противопожарный случай с органом, имеющим юрисдикцию, для данного продукта, поскольку некоторые опасные продукты требуют фиксированной крыши и системы контроля паров вместо этого.
Q6: Каков основной риск при техническом обслуживании?
A6: Засорённый дренаж, который нагружает крышу водой, и порванное или загрязнённое продуктом уплотнение по краю. И то, и другое выявляется при плановой проверке уплотнений и дренажного пути во время остановки.
Q7: Можно ли установить плавающую крышу на болтовой резервуар?
A7: Да, если верхняя часть оболочки ровная и круглая в пределах допуска, необходимого для уплотнения, и диаметр крыши соответствует оболочке. Этот допуск должен быть указан на чертеже.
Плавающая крыша резервуара снижает выбросы у источника за счёт устранения парового пространства, а инженерная задача сосредоточена на уплотнении по периметру, дренаже и плавучести понтона, а не на стенке резервуара. Выбирайте внешний понтон там, где важны стоимость и доступ, а воздействие погоды приемлемо, и фиксированный алюминиевый купол там, где паровое пространство должно оставаться герметичным. Стенку резервуара выполняйте по истинному круглому периметру, внутреннюю поверхность — эмалированной там, где важна чистота продукта, а также предусмотрите документированный регламент inspections уплотнений и дренажей. Передайте продукт, его давление паров, предел выбросов, вместимость и расчётную нагрузку площадки в инженерный отдел — и конфигурация крыши вернётся вместе с комплектом документации.
Поговорить с инженером
Отправьте данные по резервуару: продукт и его давление паров, предел выбросов или разрешение, ограничения по вместимости и диаметру резервуара, цикл наполнения и опорожнения, требуется ли по нормам фиксированная крыша для данного продукта, значения ветровой и снеговой нагрузки для площадки, а также данные по крановому и дорожному доступу. Мы вернём конфигурацию крыши с её проектным обоснованием, материал понтона и схему уплотнения, вариант дренажа и защиты от замерзания, вариант болтового корпуса с допуском по обрезу, а также полный комплект тендерной документации. Сначала инженерная экспертиза, без обязательств.
WhatsApp