Резервуар для хранения воды: типы, материалы и подбор размеров для промышленных и муниципальных нужд
Создано 09.04
Резервуар для хранения воды: типы, материалы и расчёт размеров для промышленных и муниципальных нужд
Резервуар для хранения воды выбирается в первую очередь по качеству воды: для питьевой и сырой воды требуется покрытие, которое не будет выделять материалы в подаваемую воду, для пожарной воды требуется вместимость, подтверждённая против потребности спринклерной системы, а для технологической или охлаждающей воды требуется покрытие, устойчивое к хлоридам. Резервуары из стеклоэмалированной стали сплавляют эмалевый слой при 820–930 °C толщиной 0,25–0,45 мм, проходят испытание на искру при 1500 В постоянного тока и выдерживают pH 1–14 в течение более 30 лет с шероховатостью Ra ниже 0,8 мкм; эпоксидное покрытие FBE толщиной 180–280 мкм по AWWA C550 подходит для агрессивной промышленной воды; горячее цинкование и нержавеющая сталь покрывают остальные случаи низкой агрессивности и высокого содержания хлоридов.
Инженер по коммунальным системам или объектам инфраструктуры, составляющий спецификацию на резервуар для хранения воды, обычно одновременно работает в условиях двух ограничений: требуемого технологией объёма и бюджета, которым располагает проект. Сложность спецификации заключается в том, что вода — это не одна жидкость. Питьевая вода требует облицовки с сертификатом для питьевой воды и поверхности, на которой не образуется биоплёнка; сырая и технологическая вода может содержать хлориды, агрессивные к углеродистой стали; пожарный запас воды простаивает годами, а затем должен быть подан мгновенно, что представляет собой совершенно иной вид отказа. Выбор резервуара следует начинать с химического состава воды и режима работы, а затем переходить к диаметру, покрытию, фундаменту и инспекции.
Химический состав воды определяет облицовку
Обшивка решает, будет ли резервуар активом на тридцать лет или объектом циклической перекраски. Резервуар из стеклоэмалированной стали сплавляет стекло со сталью при 820–930 °C, образуя слой эмали толщиной 0,25–0,45 мм с номиналом выше 3 450 Н/см², проходит искровой контроль каждой панели при 1500 В постоянного тока, поддерживает внутреннюю поверхность с шероховатостью Ra ниже 0,8 мкм и выдерживает pH 1–14; для питьевого применения эмаль инертна, и к поверхностям, контактирующим с водой, применяются документы NSF/ANSI 61 и WRAS. Резервуар с эпоксидным покрытием, нанесённым методом наплавления, имеет порошковое покрытие толщиной 180–280 мкм, соответствующее AWWA C550, с устойчивостью к солевому туману свыше 4000 часов, что является обычным решением для агрессивной промышленной воды, кислых или щелочных технологических потоков и прибрежных площадок. Горячее цинкование по GB/T 13912-2020 обеспечивает протекционную защиту для чистой воды и сухих сыпучих материалов, но не должно использоваться для сильно кислой или щелочной воды или для контакта с пищевыми продуктами. Нержавеющая сталь 304 или 316L покрывает задачи высокой чистоты и высокого содержания хлоридов, причём 316L выбирается при наличии хлоридов и серы.
Расчёт размеров: потребление, противопожарный расход и диапазон уровней
Запас необходимо подтверждать для наихудшего случая потребления, а не для среднесуточного. Для резервуара питьевой или сырой воды расчёт ведётся от пикового водоразбора плюс противопожарный запас, если применимо противопожарное требование, при этом следует предусматривать нижний уровень, при котором зона сопряжения никогда не оказывается выше нормального рабочего диапазона. Для противопожарной воды объём определяется произведением интенсивности орошения спринклерной системы на защищаемую площадь и требуемую продолжительность, причём NFPA 22 и NFPA 20 являются общепринятыми нормативными документами для хранения и насоса; резервуар должен затем обеспечивать этот расход при остаточном давлении, необходимом насосу, поэтому противопожарные резервуары часто поддерживаются на более высоком уровне, чем технологические, и имеют специальный узел перемешивания или рециркуляции, чтобы вода не застаивалась. После определения объёма распределение между диаметром и высотой является решением гражданского строительства и площадки, а болтовой резервуар можно наращивать дополнительными кольцевыми поясами или расширять панелями при росте потребности.
Крышки, переливы и атмосферная граница
Резервуар для воды — это атмосферный сосуд, и именно в деталях крыши обычно происходит загрязнение. Болтовая крыша резервуара может быть мелкоконической, алюминиевым геодезическим куполом в соответствии с AWWA D108 и API 650 с ветровыми и снеговыми нагрузками по ADM 2015 или ASCE 7-10, либо погодным укрытием над открытой оболочкой; важно то, что уплотнение крыши, переливной водослив и воздушный клапан спроектированы как единая система, чтобы птицы, насекомые и мусор не могли достичь воды и чтобы резервуар не «дышал» через заблокированный клапан. Перелив должен быть рассчитан на максимальный приток с положительным запасом над уровнем воды, а воздушный клапан должен быть рассчитан на максимальную скорость наполнения и опорожнения, чтобы избежать частичного вакуума, который может деформировать лёгкую крышу, или избыточного давления, которое выталкивает воду вверх через клапан. На закрытом резервуаре для питьевой воды клапан также должен быть оснащён сеткой от насекомых с размером ячеек, согласованным в спецификации для питьевой воды.
Технические характеристики
Параметр | Типичное значение / диапазон | Примечание |
Температура обжига эмали | 820–930 °C | Стекло, сплавленное со сталью, за один цикл |
Толщина эмали | 0,25–0,45 мм | Свыше 3 450 Н/см² |
Испытание на искру | 1500 В пост. тока | Обнаружение точечных отверстий перед отгрузкой |
Внутренняя шероховатость | Ra < 0,8 мкм | Низкая адгезия биоплёнки |
Устойчивость к pH | 1–14 | Широкая устойчивость к химическому составу воды |
Покрытие FBE | 180–280 мкм | AWWA C550, солевой туман > 4000 ч |
Горячее цинкование | HDG по GB/T 13912-2020 | Чистая вода и сухие сыпучие материалы |
Марка нержавеющей стали | 304 / 316L | 316L для хлоридной среды |
Крыша | Алюминиевый купол AWWA D108 / API 650 или болтовой конус | Нагрузки по ADM 2015 / ASCE 7-10 |
Расчетный срок службы | 30 лет и более | Эмалированный корпус |
Применение резервуара для реальных задач
Пожарная вода, питьевая вода и технологическая вода — это три различных спецификации с одним общим типом корпуса. Резервуар для пожарной воды обычно является самым крупным из трех, часто это болтовой резервуар GFS или эпоксидный резервуар на кольцевом фундаменте с защитой от замерзания или схемой циркуляции в холодном климате и записью периодических проверок, подтверждающей, что вода по-прежнему пригодна для подачи; сычуаньская система подачи пожарной воды объемом 8 930 м³ — это тот случай, когда болтовой эмалированный резервуар является стандартным решением. Резервуар для питьевой воды требует сертификации на пригодность для питья, очищаемой внутренней поверхности и герметичной крыши, с документацией NSF/ANSI 61 и WRAS и облицовкой, которая не изменяет вкус или химический состав воды. Резервуар для технологической или охлаждающей воды требует решения вопроса с хлоридами, а также схемы подпитки и регулирования уровня, которая поддерживает стабильную концентрацию в контуре, а не заливает резервуар периодически возвращаемой водой с высоким содержанием хлоридов.
Проектный пример
Проект | Местоположение | Продукт | Объём | Объём работ |
Резервуар сырой воды большого диаметра | Намибия | Резервуар GFS | 44 900 м³ | поставка и надзор за строительством |
Противопожарный запас воды, два резервуара | Сычуань, Китай | Противопожарный резервуар GFS | 8 930 м³ | поставка и надзор за строительством |
Резервуар питьевой воды | Индонезия | Питьевой резервуар GFS | 21 099 м³ | надзор за поставкой и строительством |
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, выпускает 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 хранения воды это означает полный цикл работ — от облицовки до крыши: сертификация материалов, контактирующих с питьевой водой, проверенная пропускная способность при пожаре в соответствии с расчётом потребности, детали перелива и вентиляции, рассчитанные на скорость заполнения, а также протокол повторной затяжки и испытания на герметичность в качестве документа о приёмке.
Часто задаваемые вопросы
Вопрос 1: Какой материал резервуара лучше всего подходит для питьевой воды?
A1: Стеклоэмалированный резервуар из стали со стеклянным покрытием, имеющий документацию NSF/ANSI 61 и WRAS на поверхностях, контактирующих с водой, является отличным выбором, поскольку эмаль инертна, гладкая при Ra ниже 0,8 мкм и рассчитана на 30 лет и более без перекраски. Альтернативой при агрессивных условиях эксплуатации являются резервуары с эпоксидным покрытием, соответствующие AWWA C550.
Q2: Как рассчитать размер резервуара для противопожарного запаса воды?
A2: Исходя из проектной интенсивности подачи, умноженной на защищаемую площадь и требуемую продолжительность, с обычными ссылками на NFPA 22 и NFPA 20, затем проверьте, что насос может обеспечить требуемый расход при остаточном давлении. Резервуар также должен поддерживать диапазон уровней, при котором сигнал низкого уровня остаётся выше зоны сопряжения.
Q3: Бывают ли резервуары для хранения воды под давлением?
A3: Сам резервуар работает при атмосферном давлении. В некоторых системах в газовое пространство добавляется небольшое давление, чтобы подавать воду на более высокие отметки; в этом случае избыточное давление имеет низкое значение и предусматривается предохранительное устройство; сосуд по-прежнему не рассматривается как сосуд под давлением, а газовое пространство обычного резервуара находится при атмосферном давлении.
Q4: Может ли один и тот же резервуар использоваться как для технологической, так и для пожарной воды?
A4: Да, это распространённое решение, при котором пожарный расход обеспечивается за счёт поддержания специального неприкосновенного запаса, который не может отбираться технологическим процессом, с регулированием уровня и пожарным насосом, включающимся при опускании уровня ниже линии неприкосновенного запаса. При этом внутреннее покрытие резервуара всё равно должно соответствовать химическому составу технологической воды.
Q5: Какое техническое обслуживание требуется для сборного резервуара для воды?
A5: Проверка момента затяжки болтов и прокладки после первого заполнения и после первой зимы, затем периодический осмотр при каждом входе в резервуар, ежегодная проверка перелива, сетки вентиляции и уплотнения крыши, а также периодическое испытание воды, если это требуется питьевой спецификацией.
Q6: Как увеличить объем хранения на существующей площадке?
A6: Болтовой резервуар можно поднять, добавив кольцевые пояса, или расширить дополнительными панелями, либо установить второй резервуар параллельно, что позволяет избежать новых фундаментов исходного масштаба и сохранить существующий трубопроводный коридор в рабочем состоянии.
Резервуар для хранения воды определяется характером самой воды: для питьевой воды требуются сертифицированные, инертные, очищаемые покрытия; для пожарной воды — подтверждённая ёмкость и уровень, который никогда не опускается ниже уплотнения стыка; для технологической воды — покрытие, устойчивое к хлоридам и периодическим ударным нагрузкам. Выбирайте покрытие по результатам анализа, размер — по наихудшему случаю потребления, а резервуар закрывайте крышей, вентиляцией и переливом, спроектированными как единая атмосферная система. Пришлите нам анализ воды, требуемую ёмкость и цикл работы — и мы вернём конфигурацию резервуара с покрытием, крышей и объёмом испытаний.
Связаться с инженером
Отправьте ваш анализ воды, включая хлориды и pH, требуемый объем хранения и рабочий цикл, применяется ли питьевой или пожарный запас, ограничения по участку и высоте, а также ветровые, снеговые и морозные условия на площадке. Мы вернем рекомендацию по типу резервуара с размерами, деталями крыши, перелива и вентиляции, а также комплект чертежей и спецификаций для вашего архива.
WhatsApp