Hệ thống bể mái nổi cho kiểm soát hơi và nhiệm vụ lưu trữ
Tạo vào 07.27
Hệ thống bể mái nổi cho kiểm soát hơi và nhiệm vụ lưu trữ
Bể mái nổi loại bỏ không gian hơi phía trên chất lỏng thay vì chứa nó. Mái nổi bên ngoài nổi trên bề mặt sản phẩm, do đó tổn thất lưu trữ tĩnh và tổn thất hô hấp từ việc nạp và xả được giảm xuống chỉ còn sự bay hơi qua chính mái, đây là lập luận kiểm soát VOC cốt lõi. Chảo thường được làm bằng hợp kim nhôm như AA 5052 hoặc AA 5083, được thiết kế theo AWWA D108 hoặc API 650, với tải trọng gió và tuyết lấy từ ADM 2015 và ASCE 7-10. So với mái vòm nhôm cố định, nó có chi phí thấp hơn và cho phép tiếp cận toàn bộ bể nhưng phơi nhiễm với thời tiết nhiều hơn và cần chế độ bảo trì phớt và ống xả. So với mái che hai màng, nó là một chảo cứng thay vì một vỏ bao linh hoạt.
Mỗi bồn chứa chất lỏng đều có hai triết lý về mái. Một loại giữ hơi bên dưới mái cố định và xử lý lượng khí thải thoát ra từ chất lỏng, còn loại kia loại bỏ không gian hơi để chất lỏng được niêm phong ngay tại bề mặt. Triết lý thứ hai đó chính là bồn mái nổi, và nó xuất hiện ở bất cứ nơi nào sản phẩm có áp suất hơi đáng kể, nơi giới hạn phát thải là bắt buộc, hoặc nơi hơi phải ở lại với chất lỏng thay vì thoát ra thiết bị kiểm soát. Các đội ngũ cân nhắc lựa chọn này thường cân bằng giữa tổn thất bay hơi, giới hạn giấy phép, bảo trì mái và chi phí. Kỹ thuật ở đây mang tính cơ khí nhiều hơn là kỳ lạ, và các dạng hỏng hóc đều xoay quanh phớt làm kín, ống xả và việc máng nổi vẫn duy trì độ nổi thay vì bị tắc.
Cách thức hoạt động của mái nổi
Mái nổi vì nó có sức nổi và được làm kín. Một chảo, thường là một bộ tấm hợp kim nhôm hoặc một sàn thép có buồng nổi, nằm trực tiếp trên bề mặt chất lỏng và nâng lên hạ xuống theo việc nạp và rút. Vì không có không gian hơi cố định, sản phẩm không "thở" qua mái, và tổn thất tĩnh chỉ là sự bay hơi từ sàn được làm kín, thấp hơn nhiều so với bể mái hở hoặc mái cố định. Trong quá trình nạp, mái nâng lên cùng với chất lỏng, nên lượng hơi bị dịch chuyển là nhỏ; trong quá trình rút, điều tương tự cũng xảy ra theo chiều ngược lại. Đó là lý do vì sao cơ sở pháp lý rất mạnh: cấu hình này là cách tiêu chuẩn để kiểm soát phát thải hợp chất hữu cơ dễ bay hơi từ một bồn chứa mà không có hệ thống kiểm soát hơi.
Mái cần có đệm kín vành tại thành vỏ, một đệm kín chính và thường có một đệm kín phụ, chân xả hoặc ống xả nội bộ để loại bỏ nước mưa, và một mái cố định phía trên làm vỏ chắn thời tiết trong cấu hình mái nổi bên trong. Trong cấu hình bên ngoài không có mái cố định; bản thân khay là bề mặt chắn thời tiết và chịu trực tiếp gió và tuyết, đó là lý do trường hợp tải được viết rõ ràng theo ADM 2015 và ASCE 7-10 cho địa điểm.
Mái nổi bên ngoài so với mái vòm cố định
Quyết định là giữa phơi nhiễm và tiếp cận so với việc bao kín. Mái nổi bên ngoài là phương án rẻ hơn trong hai phương án và cho phép tiếp cận không bị cản trở đến đỉnh bể để lắp vòi phun và bảo trì, đồng thời không gian hơi bị loại bỏ nên mức giảm thất thoát rất lớn. Điểm yếu của nó là phơi nhiễm với thời tiết: phao chịu tải trọng tuyết và lực nâng của gió trực tiếp, các vòng đệm vành và chân ống xả bị ảnh hưởng bởi đóng băng và mảnh vụn, và mái cần được kiểm tra sau mỗi cơn bão. Một mái vòm trắc địa bằng nhôm cố định, được thiết kế theo AWWA D108 hoặc API 650 với cùng tham chiếu gió và tuyết, giữ cho phao nổi được bảo vệ bên dưới và tạo ra không gian hơi được niêm phong vĩnh viễn, với chi phí vốn cao hơn và khả năng tiếp cận đỉnh bể kém thuận tiện hơn.
Cũng có họ màng. Một tấm phủ màng đôi giữ khí ở ±3 đến 5 kPa với một màng bên trong và một màng bên ngoài, phù hợp cho bể phân hủy kỵ khí hoặc bình chứa biogas, nhưng đối với sản phẩm lỏng dễ bay hơi, cấu hình khay cứng thường là câu trả lời đúng vì nó giữ ranh giới hơi mà không cần hệ thống nén khí.
Thông số kỹ thuật
Thông số | Giá trị / Khoảng điển hình | Ghi chú |
Loại mái | mái nổi bên ngoài, phao nổi bên trong, vòm cố định | Được chọn dựa trên sản phẩm và giới hạn phát thải |
Vật liệu phao | hợp kim nhôm AA 5052 / AA 5083 | Chống ăn mòn, sàn nổi |
Tham chiếu thiết kế thân bể | AWWA D108 / API 650 | Thiết kế mái và thân bể |
Tải trọng gió và tuyết | ADM 2015 / ASCE 7-10 | Trường hợp tải trọng đặc thù theo địa điểm |
Hệ thống làm kín | đệm làm kín vành chính cộng với đệm làm kín thứ cấp | Kiểm soát VOC và ngăn chặn thời tiết |
Bố trí thoát nước | ống thoát nước bên trong hoặc chân thoát nước | Cần bảo vệ chống đông ở vùng khí hậu lạnh |
Tùy chọn lót vỏ | Men 0,25–0,45 mm, nung 820–930 °C | Ra < 0,8 µm, định mức trên 3.450 N/cm² |
Tùy chọn vỏ bắt bu lông | Tấm ~1,2 m, bu lông cấp 8.8 | Mối nối mặt bích đệm EPDM |
Tuổi thọ thiết kế | 30 năm hoặc hơn | Với chế độ kiểm tra theo mùa |
Độ phù hợp sản phẩm và vỏ bể
Lựa chọn mái nổi đi theo chất lỏng. Các sản phẩm có áp suất hơi đáng kể, dung môi dễ bay hơi, dòng xăng và một số chất trung gian hóa học là trường hợp điển hình, và việc giảm phát thải có thể đo lường được so với giới hạn trong giấy phép. Các sản phẩm có nguy cơ cháy nội tại có thể cần mái cố định kèm hệ thống xả áp thay vì đĩa nổi, vì đĩa nổi không phải là rào chắn cháy theo cùng cách, và trường hợp cháy cần được kiểm tra với cơ quan có thẩm quyền của dự án. Các sản phẩm gốc nước và có áp suất hơi thấp ít được lợi hơn, và tiền nên được chi vào việc khác thì tốt hơn.
Về phía vỏ bồn, đây là bồn chứa áp suất khí quyển cấp liệu cho máy bơm hoặc đầu ra trọng lực, không phải bình chịu áp lực. Vỏ thép liên kết thủy tinh bằng bu lông với các tấm được nung ở 820 đến 930 °C và kiểm tra tia lửa ở 1500 V DC là lựa chọn phù hợp khi sản phẩm không được nhiễm gỉ, và mỗi tấm đều được kiểm tra trước khi xuất xưởng. Vành là giao diện quan trọng với mái nổi: đỉnh vỏ phải thẳng và tròn để đệm làm kín vành chạy không bị kẹt, và dung sai đường kính mái phải được ghi trên bản vẽ thay vì để cho nhà chế tạo khay tự quyết định.
Vận hành và kiểm tra
Việc bảo trì giúp một bể chứa mái nổi luôn hoạt động đúng cách thật ra rất bình thường và cụ thể. Kiểm tra các vòng đệm vành xem có bị rách và có cặn sản phẩm tích tụ không trong mỗi lần dừng vận hành, xác nhận đường thoát nước thông suốt và được gia nhiệt ở những nơi cần thiết, kiểm tra xem mái có bị kẹt vào thành bể sau bất kỳ sự lún nền nào không, giữ mặt trên bể sạch mảnh vụn và có kế hoạch cho tải trọng tuyết theo mùa, đồng thời kiểm tra thiết bị neo hoặc thiết bị chống xoay để đảm bảo phao mái không quay theo gió. Một phao mái bị kẹt hoặc nghiêng là kiểu hỏng hóc điển hình, và nó thường bắt đầu từ một đường thoát nước bị tắc và một phao mái bị đọng nước.
Đối với chương trình bể chứa bu lông, kỷ luật tương tự cũng được áp dụng cho thân bể: tình trạng gioăng tại mặt bích, mô-men xoắn bu lông sau lần nạp đầu tiên và độ lún móng trong giá trị cho phép. Cả hai đều được kiểm tra tại buổi nghiệm thu hoàn thiện cơ khí, trước khi bể tiếp nhận sản phẩm công nghệ.
Dự án tiêu biểu
Dự án | Vị trí | Sản phẩm | Dung tích | Phạm vi |
Bể chứa nước uống đường kính lớn | Namibia | Bể GFS | 44.900 m³ | cung cấp + giám sát, giao diện thân và mái đường kính lớn |
Bể chứa nước chữa cháy, hai đơn vị | Tứ Xuyên, Trung Quốc | Bể GFS | 8.930 m³ | cung cấp + giám sát, φ19.87 × 14.4 m × 2 |
Chương trình bể chứa nước thải đô thị, 10 đơn vị | Tứ Xuyên, Trung Quốc | Bể GFS | 17.420 m³ | cung cấp, khu vực nhiều bể |
Đối với các dự án thuộc loại dịch vụ này, Center Enamel cung cấp các bể thép tráng men nung chảy tương đương để lưu trữ chất lỏng đô thị và công nghiệp, với phạm vi dung tích được xác minh theo thông số kỹ thuật của dự án.
Năng lực Kỹ thuật của Center Enamel
Center Enamel (Shijiazhuang Zhengzhong Technology Co., Ltd) đã thiết kế và chế tạo bồn chứa lắp ghép bằng bu lông từ năm 2008. Là nhà sản xuất bồn thép tráng men nung chảy (GFS) đầu tiên tại Trung Quốc, công ty sở hữu gần 200 bằng sáng chế liên quan đến men, sản xuất khoảng 300.000 tấm thép phủ men mỗi năm, đã hoàn thành hơn 30.000 dự án lắp đặt và cung cấp bồn chứa của mình đến hơn 100 quốc gia. Cơ sở sản xuất mới rộng 150.000 m² được bổ sung để nâng cao năng lực sản xuất, và các bồn đơn lẻ được cung cấp với dung tích lên đến 60.000 m³. Hoạt động sản xuất diễn ra theo ISO 9001 và ISO 45001, với chứng nhận sản phẩm bao gồm NSF/ANSI 61, WRAS, FDA, LFGB, CE (EN 1090), ISO 28765, FM, BSCI và EUROCODE, và thiết kế tham chiếu theo AWWA D103-09, AWWA C550 và NFPA khi ứng dụng yêu cầu.
Đối với bể mái nổi, điều này bao gồm thân bể bulông tráng men với độ tròn và dung sai vành mà chậu nổi cần, việc lựa chọn dạng mái theo trường hợp tải trọng tại địa điểm, và các chi tiết làm kín, thoát nước và lối vào kiểm tra trên cùng một bản vẽ giao diện.
Câu hỏi thường gặp
Q1: Bể mái nổi thực sự tiết kiệm được gì?
A1: Tổn thất lưu trữ tĩnh và tổn thất hô hấp từ quá trình nạp và xả, vì không gian hơi đã được loại bỏ. Đối với sản phẩm dễ bay hơi, đó là toàn bộ cơ sở của phương án kiểm soát VOC.
Q2: Nhôm hay thép tấm?
A2: Hợp kim nhôm AA 5052 hoặc AA 5083 thường được dùng cho tấm nhẹ, chống ăn mòn, cần ít giá đỡ mái hơn. Tấm thép được dùng khi sản phẩm hoặc trường hợp cháy yêu cầu.
Q3: Mái được thiết kế theo tiêu chuẩn nào?
A3: Vỏ mái tham chiếu theo AWWA D108 hoặc API 650, với trường hợp tải trọng gió và tuyết lấy từ ADM 2015 và ASCE 7-10 cho địa điểm.
Q4: Mái nổi hay mái vòm nhôm?
A4: Tấm phao thường rẻ hơn và cho phép tiếp cận từ đỉnh bể nhưng lại chịu tác động của thời tiết. Mái vòm cố định bảo vệ tấm phao và bịt kín không gian hơi nhưng tốn kém hơn và hạn chế việc tiếp cận.
Q5: Mái phao có phải là rào chắn cháy không?
A5: Không theo cách giống như mái cố định. Hãy kiểm tra trường hợp cháy với cơ quan có thẩm quyền đối với sản phẩm, vì một số sản phẩm nguy hiểm yêu cầu mái cố định và hệ thống kiểm soát hơi thay thế.
Q6: Rủi ro bảo trì chính là gì?
A6: Ống xả bị tắc khiến tấm phao tích nước, và đệm vành bị rách hoặc bị sản phẩm làm bẩn. Cả hai đều được phát hiện qua kiểm tra định kỳ khi dừng hoạt động đối với các đệm và đường thoát nước.
Q7: Mái phao có thể lắp trên bể bulông không?
A7: Có, nếu đỉnh vỏ là thật và tròn trong dung sai mà phớt cần và đường kính nắp được khớp với vỏ. Dung sai đó thuộc về bản vẽ.
Bể mái nổi giảm phát thải tại nguồn bằng cách loại bỏ không gian hơi, và phần kỹ thuật nằm ở đệm làm kín vành, hệ thống xả và độ nổi của mái chứ không phải ở thân bể. Chọn mái phao ngoài khi chi phí và khả năng tiếp cận là yếu tố quan trọng và điều kiện thời tiết chấp nhận được, còn chọn mái vòm nhôm cố định khi không gian hơi phải được làm kín. Chế tạo thân bể theo vành tròn thực, mặt trong tráng men khi độ tinh khiết của sản phẩm là yếu tố quan trọng, và có quy trình kiểm tra được ghi chép cho các đệm làm kín và hệ thống xả. Gửi sản phẩm, áp suất hơi của nó, giới hạn phát thải, dung tích và trường hợp tải trọng tại công trường đến bộ phận kỹ thuật và cấu hình mái sẽ được trả về kèm theo bộ tài liệu.
Nói chuyện với Kỹ sư
Gửi dữ liệu lưu trữ: sản phẩm và áp suất hơi của nó, giới hạn phát thải hoặc giấy phép, giới hạn dung tích và đường kính bể, chu kỳ nạp và xả, liệu mã có yêu cầu mái cố định cho sản phẩm hay không, giá trị gió và tuyết tại địa điểm, cùng khả năng tiếp cận của cần cẩu và đường bộ. Chúng tôi sẽ trả lại cấu hình mái cùng tài liệu tham chiếu thiết kế, vật liệu đáy phao và bố trí đệm kín, tùy chọn thoát nước và chống đông, tùy chọn vỏ bắt bu lông với dung sai vành, và trọn bộ hồ sơ mời thầu. Xem xét kỹ thuật trước, không ràng buộc.
WhatsApp