Большие сельскохозяйственные резервуары для воды: орошение и хранение для животноводства в больших масштабах
Создано 09.03
Большие сельскохозяйственные резервуары для воды: ирригация и хранение для животноводства в промышленных масштабах
Большой сельскохозяйственный резервуар для воды рассчитывается исходя из окна спроса в наихудшем случае: объём, необходимый между заполнениями, что для орошения означает пиковую суточную эвапотранспирацию и запас на перекачку в течение самого засушливого периода сезона, а для животноводства — поголовье, умноженное на суточное потребление, плюс эксплуатационный запас. Как только объём зафиксирован, диаметр и высота определяются исходя из площади в плане и доступного участка, а материал — исходя из химического состава воды. Стеклоэмалированная сталь — обычное решение в таком масштабе, поскольку эмалевое покрытие инертно, имеет поверхность ниже Ra 0,8 мкм и подкреплено сертификацией продукции для питьевого применения. Два ограничения участка, которые определяют форму, — это земельный надел и наибольшая панель, которую примет дорога.
Управляющий фермой знает, что резервуар слишком мал. Они наблюдали, как уровень падал три дня подряд в засушливый период, и у них есть выбор: качать сильнее, принять более короткий сезон или купить воду. Инженера просят назвать цифру, и он выдаёт спецификацию, которая превращается в фундамент, трубопровод и насос, и всё это должно быть установлено до открытия сезона. Расчёт размера — это та часть, которая должна быть правильной в первую очередь, потому что объём определяет всё, что от него зависит. В этой статье рассматривается расчёт потребности, геометрия, выбор облицовки для сельскохозяйственной воды и то, как сборный резервуар из панелей доставляется на удалённый объект.
Расчёт размеров исходя из окна потребления
Резервуар для воды рассчитывается исходя из окна наихудшего спроса, а не из среднегодового значения. Для обычных сельскохозяйственных случаев применяются два разных расчёта. Для орошения оцените пиковую суточную чистую потребность в воде для площади под культурами, которая представляет собой эвапотранспирацию культуры минус эффективные осадки за самый засушливый период, затем умножьте на количество последовательных сухих дней, которые вы хотите пережить, и добавьте запас на потери при фильтрации и перекачке. Для животноводства умножьте поголовье на суточное потребление на одно животное по проектному виду и добавьте цикл обслуживания для доильной или поилной линии. В любом случае объём определяется сезонной динамикой, а не годовым итогом.
Проработанный пример делает картину ясной. Двести гектаров капельно-орошаемой культуры при пиковой потребности 5 мм в день — это 1 000 м³ в день чистой потребности; добавьте 20 процентов на фильтрацию, перекачку и потери в линиях, и хозяйству нужно иметь возможность забирать 1 200 м³ в день. Покрытие пяти последовательных сухих дней даёт 6 000 м³ полезного запаса, а с учётом свободного борта и допуска на осадок корпус задаётся около 7 000 м³. Это число скромное для болтового резервуара и значительное для сооружаемого на месте бассейна, и в этом суть: в таком масштабе заводской корпус — более разумная покупка, чем монолитная конструкция.
Диаметр против высоты на фермерском участке
Как только объём зафиксирован, размеры площадки определяют пропорции. Зависимость неприглядная, но решающая: объём равен 0,785 умножить на диаметр в квадрате умножить на высоту столба жидкости. Семь тысяч кубических метров на площадке 20 м дают глубину жидкости 22 м — это высоко, требуется высокая лестница или стремянка, и на оболочку действует большая ветровая нагрузка. Тот же объём при диаметре 31 м даёт глубину жидкости 9 м — это удобно для доступа, легко чистится и легче для кольцевой балки. Большинство сельскохозяйственных объектов по этим самым причинам лучше обслуживаются большим диаметром и умеренной высотой.
Высота также взаимодействует с насосом. Более высокий резервуар обеспечивает лучший напор на всасывании насоса, но более длинный столб, которым оператору приходится управлять в цикле заполнения. Мелкий широкий резервуар означает, что насос забирает воду ближе к уровню площадки, и корпус всасывания требует большего внимания в жарком климате, где запас по давлению паров сужается. А для животноводческих или молочных нужд мелкий резервуар легче чистить между партиями, что является реальным трудовым аргументом, а не гигиеническим.
Обшивка, качество воды и сертификация
Для сельскохозяйственной воды вопрос облицовки касается хлора, жёсткости и конечного использования. Грунтовые и скважинные воды часто жёсткие и образуют накипь; поверхностные воды и воды из прудов несут ил, водоросли и органическую нагрузку; магистральное или учётное водоснабжение может содержать хлор. Панели со стеклоэмалевым покрытием, наплавленным при 820–930 °C, толщиной 0,25–0,45 мм, инертны в диапазоне pH 1–14, с поверхностью ниже Ra 0,8 мкм, которая препятствует удержанию биоплёнки, и сертифицированы для контакта с питьевой водой по NSF/ANSI 61 и WRAS. Для хозяйства, которое забирает воду как для орошения, так и для скота, это покрывает типичный случай одним продуктом. Там, где содержание хлоридов действительно высокое, например в прибрежных или солоноватых грунтовых водах, перед выставлением предложения убедитесь, что эмалевое решение по-прежнему подходит, а там, где конечное использование — пищевой продукт, применяются сертификации FDA и LFGB.
Сплавное эпоксидное покрытие является альтернативным вариантом покрытия при толщине плёнки 180–280 мкм с сопротивлением соляному туману более 4000 часов согласно AWWA C550, и оно хорошо подходит там, где покрытие предпочтительно на геометрии или где существующая оболочка выполнена из стали. Горячее цинкование по GB/T 13912-2020 обычно ограничивается чистой водой и сухими навалочными грузами, поскольку миграция цинка и кислая вода являются проблемой для хранения и контакта. Остальная часть аргументации в пользу коррозионной защиты — это соединение: болтовые соединения панелей с прокладками из EPDM и болтами класса 8.8, испытание на искру при 1500 В постоянного тока после сборки и проверка повторной затяжки после первого заполнения — это практический интервал inspections.
Технические характеристики
Параметр | Типичное значение / диапазон | Примечание |
Основа расчета | наихудшее окно потребления, обычно 5–10 последовательных сухих дней | поголовье для орошения или животноводства |
Пример пикового расхода | около 1 200 м³ в сутки после потерь | 200 га при 5 мм/сутки плюс 20 процентов |
Примерный объём оболочки | около 7 000 м³ | полезный объём хранения плюс запас |
Стандартные пропорции | большой диаметр, умеренная высота | удобный доступ, очистка и опорное кольцо |
Температура спекания эмали | 820–930 °C | однократное термическое сплавление со стальным основанием |
Толщина эмалевого покрытия | 0,25–0,45 мм | Испытание искрой 1500 В пост. тока после сборки |
Прочность эмалевого покрытия на сжатие | свыше 3 450 Н/см² | номинал для эмалевого покрытия |
Шероховатость внутренней поверхности | Ra < 0,8 мкм | устойчивость к биоплёнке, лёгкость очистки |
Устойчивость эмали к pH | 1–14 | инертен к жесткой, щелочной или хлорированной воде |
Сертификация для питьевой воды | NSF/ANSI 61, WRAS | подтвердить для запаса или контакта с пищевыми продуктами |
Ширина панели | около 1,2 м | поставляется в плоском виде, модульная болтовая сборка |
Расчетный срок службы | не менее 30 лет | в рамках указанных условий водоснабжения |
Доставка болтового резервуара на удалённый объект
Логистическое обоснование применения болтового резервуара из стеклоплавильной стали на ферме обычно оказывается весомее технического. Панели шириной примерно 1,2 м перевозятся на стандартной платформе по фермерской дороге, которую сборный бассейн или сегмент сварного корпуса никогда бы не преодолели, а один резервуар может быть поставлен объёмом до 60 000 м³ там, где потребность действительно велика. Сборка представляет собой болтовую работу с прокладками: бригада работает от кольцевой балки вверх, а фундаментом служит бетонная кольцевая балка или плита с контролируемой разностью осадок и анкерной схемой, соответствующей отверстиям панелей.
Две детали на площадке решают, будет ли он герметичным с первого дня. Первая — опорное кольцо: сельскохозяйственную площадку часто строят быстро, и неровная балка выводит первый ряд из вертикали, а швы начинают протекать сверху. Вторая — выпускное отверстие и перелив: для сельскохозяйственного резервуара это обычно шаровой клапан или пропеллерный клапан внизу, перелив на линии надводного борта и промывочное или дренажное отверстие в самой низкой точке для осадка. Правильное расположение патрубков на заводе означает отсутствие резки на месте на панели с покрытием, где и появляются точечные отверстия.
Пример проекта
Проект | Местоположение | Продукт | Емкость | Объём работ |
Резервуар для питьевой воды | Малайзия | Резервуар GFS | 20 380 м³ | поставка и надзор |
Резервуар для питьевой воды | Индонезия | резервуар GFS | 21 099 м³ | φ42,04 × 15,2 м, поставка |
Крупногабаритный резервуар для воды | Намибия | резервуар GFS | 44 900 м³ | поставка и надзор |
Противопожарные резервуары, две единицы | Китай, Сычуань | резервуары GFS | 8 930 м³ | φ19,87 × 14,4 м каждый, поставка |
Инженерные возможности Center Enamel
Center Enamel (Shijiazhuang Zhengzhong Technology Co., Ltd) занимается проектированием и производством сборных резервуаров с 2008 года. Являясь первым в Китае производителем резервуаров из стеклоэмалированной стали (GFS), компания владеет почти 200 патентами, связанными с эмалью, производит около 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 сельскохозяйственного водоснабжения это основа продукта: сертифицированная облицовка питьевого класса, формат болтовых панелей, позволяющий добраться до участков, куда не может проехать тяжелый транспорт, и оболочка, рассчитанная на 30-летний срок службы, ожидаемый от ирригационного объекта.
Часто задаваемые вопросы
Вопрос 1: Как рассчитать размер ирригационного резервуара?
A1: Оцените пиковую суточную чистую потребность культуры, добавьте потери на фильтрацию и перекачку, умножьте на количество последовательных сухих дней, которые вы хотите покрыть, затем добавьте запас. Определяющей переменной является засушливый период, а не годовой объем.
Q2: Резервуар должен быть высоким и узким или широким и неглубоким?
A2: Обычно широкий и неглубокий на ферме. Его легче чистить, легче получить доступ к клапану, он лучше подходит для кольцевой балки и обеспечивает меньшую ветровую нагрузку. Высокие узкие резервуары лучше подходят там, где участок ограничен.
Q3: Сертифицирован ли резервуар из стеклоплавильной стали для питьевой воды?
A3: Материалы облицовки и прокладок имеют сертификацию продукции для контакта с питьевой водой, включая NSF/ANSI 61 и WRAS, а также FDA и LFGB, если жидкость является пищевым продуктом. Подтвердите сертификацию в соответствии с вашим конкретным анализом воды перед заключением договора.
Q4: Может ли он выдерживать жесткую или солоноватую грунтовую воду?
A4: Жёсткая вода с накипью подходит для эмалированной поверхности. Воду с высоким содержанием хлоридов или солоноватую воду следует сначала проверить, а если содержание хлоридов экстремально высокое, выбор материала может сместиться в сторону стали с покрытием или специального сплава, поэтому лучше провести испытания, а не полагаться на предположения.
Q5: Сколько времени занимает возведение фермерского резервуара?
A5: Модульный болтовой резервуар собирается ярусами от опорного кольца, причём график зависит от поставки панелей и численности монтажной бригады, а не от одного соединения или длительного отверждения. Уточните последовательность с учётом ваших сезонных сроков.
Q6: Какое обслуживание требуется сельскохозяйственному водяному резервуару?
A6: Наружное покрытие, болтовые соединения и их прокладки, уровнемер, выпускной клапан и промывка от осадка. Практическая программа: повторная затяжка после первого заполнения, затем ежегодная проверка.
Q7: Можно ли увеличить резервуар позже, если посевная площадь вырастет?
A7: Да. Дополнительные панели увеличивают высоту, дополнительные отсеки увеличивают диаметр, или можно подключить второй резервуар параллельно. Расчет кольцевой балки для большего случая на начальном этапе — это недорогая страховка.
Большой сельскохозяйственный резервуар для воды следует подбирать исходя из окна потребления, формировать по форме участка, а не по привычке, и облицовывать материалом, сертифицированным для воды, которую он будет содержать. Правильный выбор этих трех параметров обеспечивает резервуар, который реже наполняется, чистится за один день и все еще имеет остаточный срок службы, когда ферма снова засаживает поля. Остальная работа обычна: надежная кольцевая балка, правильно расположенные патрубки и сигнализатор уровня.
Отправьте нам обрезанную область или поголовье скота, анализ воды, участок и дату вашего сезона, и мы вернем расчет размеров, диаметр и высоту, а также пакет технической документации.
Связаться с инженером
Расскажите нам, что резервуар должен выдерживать и как долго, и мы подберем его размеры вместе с вами. Вы получите расчет объема, геометрию оболочки, рекомендации по облицовке и прокладкам, а также чертежи для ознакомления, плюс запасную панель и комплект прокладок, включенные в стоимость с самого начала.
WhatsApp