Bể chứa nước: Các loại, vật liệu và kích thước cho nhiệm vụ công nghiệp và đô thị
Tạo vào 09.04
Bể chứa nước: Các loại, vật liệu và tính toán kích thước cho nhiệm vụ công nghiệp và đô thị
Bể chứa nước được lựa chọn dựa trên chất lượng nước trước tiên: nước uống được và nước thô cần lớp lót không rơi rụng vật liệu vào nguồn cấp, nước chữa cháy cần dung tích được chứng minh đáp ứng nhu cầu của hệ thống phun sprinkler, còn nước công nghệ hoặc nước làm mát cần lớp lót ổn định với clorua. Bể thép nung chảy thủy tinh hợp nhất một lớp men ở 820–930 °C, dày 0,25–0,45 mm, kiểm tra tia lửa ở 1500 V DC và chịu được pH 1–14 trong tuổi thọ hơn 30 năm với Ra dưới 0,8 µm; epoxy FBE ở 180–280 µm theo AWWA C550 phù hợp với nước công nghiệp có tính ăn mòn cao; HDG và thép không gỉ đáp ứng các trường hợp còn lại có độ ăn mòn thấp và hàm lượng clorua cao.
Một kỹ sư tiện ích hoặc kỹ sư công trình khi viết thông số kỹ thuật cho bồn chứa nước thường phải làm việc với hai ràng buộc cùng lúc: con số dung tích mà quy trình yêu cầu và ngân sách mà dự án có. Điều khiến bản thông số kỹ thuật trở nên khó là vì nước không phải là một loại chất lỏng duy nhất. Nước uống cần lớp lót có chứng nhận nước uống và bề mặt không phát triển màng sinh học; nước thô và nước công nghệ có thể chứa clorua ăn mòn thép carbon; nước chữa cháy nằm yên nhiều năm rồi phải cấp ngay lập tức, đây lại là một kiểu hỏng hóc khác. Việc lựa chọn bồn chứa nên bắt đầu từ thành phần hóa học của nước và chu kỳ làm việc, sau đó mở rộng ra đường kính, nắp đậy, móng và kiểm tra.
Thành phần hóa học của nước quyết định lớp lót
Lớp lót quyết định liệu bồn chứa là tài sản ba mươi năm hay một chu kỳ sơn lại. Bồn thép nung kết hợp thủy tinh nung chảy thủy tinh vào thép ở 820–930 °C, tạo thành lớp men dày 0,25–0,45 mm có định mức trên 3.450 N/cm², kiểm tra tia lửa từng tấm ở 1500 V DC, giữ bề mặt bên trong ở Ra dưới 0,8 µm và chịu được pH 1–14; đối với dịch vụ nước uống, men là trơ và tài liệu NSF/ANSI 61 và WRAS áp dụng cho các bề mặt tiếp xúc với nước. Bồn epoxy liên kết nóng chảy phủ bột ở 180–280 µm, tham chiếu AWWA C550, với hiệu suất phun sương muối trên 4000 giờ, đây là câu trả lời thông thường cho nước công nghiệp ăn mòn, dòng quy trình axit hoặc kiềm và các vị trí ven biển. Mạ kẽm nhúng nóng theo GB/T 13912-2020 cung cấp bảo vệ hy sinh cho nước sạch và hàng khô rời nhưng không được sử dụng cho nước có tính axit hoặc kiềm mạnh hoặc cho tiếp xúc với thực phẩm. Thép không gỉ 304 hoặc 316L đáp ứng các nhiệm vụ độ tinh khiết cao và clorua cao, với 316L được chọn khi có mặt clorua và lưu huỳnh.
Tính toán kích thước: nhu cầu, lưu lượng chữa cháy và dải mức nước
Công suất phải được chứng minh dựa trên trường hợp nhu cầu xấu nhất, không phải ngày trung bình. Đối với bể chứa nước uống hoặc nước thô, hãy tính kích thước từ lượng nước lấy đỉnh điểm cộng với lượng dự trữ chữa cháy khi yêu cầu chữa cháy được áp dụng, và duy trì một dải mức thấp không bao giờ để lộ dải mối nối nằm trên phạm vi vận hành bình thường. Đối với nước chữa cháy, thể tích được tính từ mật độ phun sprinkler nhân với diện tích được bảo vệ và thời gian yêu cầu, với NFPA 22 và NFPA 20 là các tài liệu tham chiếu phổ biến cho việc lưu trữ và máy bơm; sau đó bể phải cung cấp lưu lượng đó ở áp suất dư mà máy bơm cần, đó là lý do tại sao bể nước chữa cháy thường được giữ ở mức cao hơn bể xử lý và có chi tiết khuấy trộn hoặc tuần hoàn chuyên dụng để ngăn nước bị tù đọng. Khi thể tích đã được cố định, việc phân chia đường kính so với chiều cao là quyết định của kỹ thuật dân dụng và hiện trường, và một bể lắp ghép bằng bu lông có thể được nâng cao bằng các vòng đai bổ sung hoặc mở rộng bằng các tấm panel khi nhu cầu tăng lên.
Nắp đậy, tràn và ranh giới khí quyển
Bể chứa nước là một bình chứa áp suất khí quyển, và phần chi tiết mái là nơi nhiễm bẩn thường xuyên xâm nhập. Mái bể chứa được bắt bu lông có thể là một hình nón nông, một vòm trắc địa bằng nhôm được tham chiếu theo AWWA D108 và API 650 với tải trọng gió và tuyết từ ADM 2015 hoặc ASCE 7-10, hoặc một nắp che thời tiết trên một vỏ hở; điều quan trọng là con dấu mái, máng tràn và lỗ thông hơi được thiết kế như một hệ thống thống nhất để chim, côn trùng và mảnh vụn không thể tiếp cận nước và để bể không thể "thở" qua một lỗ thông hơi bị tắc. Máng tràn phải được định cỡ cho lưu lượng vào tối đa với một khoảng trống dương, và lỗ thông hơi phải được định cỡ cho tốc độ làm đầy và hạ mức tối đa để tránh chân không một phần có thể làm oằn một mái nhẹ hoặc áp suất dương đẩy nước lên qua lỗ thông hơi. Trên một bể chứa nước uống có nắp che, lỗ thông hơi cũng phải có lưới chắn côn trùng với kích thước mắt lưới được thống nhất trong đặc điểm kỹ thuật nước uống.
Đặc tính kỹ thuật
Thông số | Giá trị / Phạm vi điển hình | Ghi chú |
Nhiệt độ nung chảy men | 820–930 °C | Thủy tinh nung chảy vào thép trong một chu kỳ |
Độ dày lớp men | 0,25–0,45 mm | Trên 3.450 N/cm² |
Kiểm tra tia lửa điện | 1500 V DC | Kiểm tra lỗ kim trước khi xuất hàng |
Độ nhám bề mặt bên trong | Ra < 0,8 µm | Độ bám dính màng sinh học thấp |
Khả năng chống chịu pH | 1–14 | Dung sai rộng với thành phần hóa học của nước |
Lớp phủ FBE | 180–280 µm | AWWA C550, phun muối > 4000 h |
Mạ kẽm | HDG theo GB/T 13912-2020 | Nước sạch và hàng khô rời |
Mác thép không gỉ | 304 / 316L | 316L cho dịch vụ clorua |
Mái | Mái vòm nhôm AWWA D108 / API 650, hoặc hình nón bắt bu lông | Tải trọng theo ADM 2015 / ASCE 7-10 |
Tuổi thọ thiết kế | 30 năm trở lên | Vỏ tráng men |
Áp dụng bồn chứa vào các nhiệm vụ thực tế
Nước chữa cháy, nước uống được và nước công nghệ là ba thông số kỹ thuật khác nhau với một loại vỏ chung. Bồn nước chữa cháy thường là loại lớn nhất trong ba loại, thường là bồn GFS hoặc bồn epoxy ghép bu lông trên móng vòng với chi tiết chống đóng băng hoặc tuần hoàn ở vùng khí hậu lạnh và hồ sơ kiểm tra định kỳ chứng minh nước vẫn còn phù hợp để cấp; hệ thống cấp nước chữa cháy Tứ Xuyên với dung tích 8.930 m³ là loại dung tích mà bồn tráng men ghép bu lông là câu trả lời tiêu chuẩn. Bồn nước uống được cần chứng nhận nước uống, bề mặt bên trong có thể vệ sinh và mái kín, với tài liệu NSF/ANSI 61 và WRAS cùng lớp lót không làm thay đổi mùi vị hoặc thành phần hóa học của nước. Bồn nước công nghệ hoặc nước làm mát cần giải đáp câu hỏi về clorua, cùng với bố trí bổ sung và kiểm soát mức nước giữ cho nồng độ trong vòng tuần hoàn ổn định thay vì đưa nước hồi lưu có hàm lượng clorua cao không liên tục vào bồn.
Dự án tiêu biểu
Dự án | Vị trí | Sản phẩm | Dung tích | Phạm vi |
Bể chứa nước thô đường kính lớn | Namibia | Bể GFS | 44.900 m³ | cung cấp và giám sát thi công |
Bể chứa nước chữa cháy, hai bể | Tứ Xuyên, Trung Quốc | Bể chứa nước chữa cháy GFS | 8.930 m³ | cung cấp và giám sát thi công |
Bể chứa nước uống | Indonesia | Bể chứa nước uống GFS | 21.099 m³ | giám sát cung cấp và thi công |
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 chứa thép tráng men nung (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 cho 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 chứa đơn lẻ được cung cấp lên đến 60.000 m³. Hoạt động sản xuất được vận hành 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 lưu trữ nước, điều đó có nghĩa là toàn bộ nhiệm vụ từ lớp lót đến mái: chứng nhận tiếp xúc với nước cho dịch vụ nước uống, dung tích dòng chảy chữa cháy được xác minh dựa trên tính toán nhu cầu, chi tiết tràn và thông hơi được thiết kế theo tốc độ làm đầy, và hồ sơ siết lại bu lông và kiểm tra rò rỉ như tài liệu bàn giao.
Câu hỏi thường gặp
Q1: Vật liệu bồn nào tốt nhất cho nước uống?
A1: Bồn thép tráng men nung chảy với tài liệu NSF/ANSI 61 và WRAS trên các bề mặt tiếp xúc với nước là một lựa chọn mạnh mẽ, vì men là trơ, nhẵn ở mức Ra dưới 0,8 µm và được đánh giá cho 30 năm trở lên mà không cần sơn lại. Bồn phủ epoxy đáp ứng AWWA C550 là giải pháp thay thế khi điều kiện vận hành khắc nghiệt.
Q2: Làm thế nào để tôi tính toán kích thước bồn chứa nước chữa cháy?
A2: Từ mật độ thiết kế nhân với diện tích được bảo vệ và thời gian yêu cầu, với NFPA 22 và NFPA 20 là các tài liệu tham khảo thông thường, sau đó xác minh rằng máy bơm có thể cung cấp nhu cầu ở áp suất dư. Bồn cũng phải duy trì dải mức để giữ cảnh báo mức thấp trên dải mối nối.
Q3: Bồn chứa nước có bao giờ được điều áp không?
A3: Bản thân bồn chứa là bồn áp suất khí quyển. Một số hệ thống thêm một áp suất nhỏ vào khoảng không khí để đẩy nước lên độ cao lớn hơn, và trong trường hợp đó áp suất dư là giá trị thấp với thiết bị xả áp; bồn vẫn không được coi là bình chịu áp lực, và khoảng không khí trên bồn thông thường ở áp suất khí quyển.
Q4: Cùng một bồn có thể phục vụ cả nước công nghệ và nước chữa cháy không?
A4: Có, đây là một bố trí phổ biến trong đó nhu cầu chữa cháy được đáp ứng bằng cách duy trì một lượng dự trữ chuyên dụng mà quy trình công nghệ không thể lấy ra, với điều khiển mức và bơm chữa cháy tiếp quản khi dưới mức dự trữ. Lớp lót bồn vẫn phải phù hợp với tính chất hóa học của nước công nghệ.
Q5: Bồn nước lắp ghép bằng bu lông cần bảo trì những gì?
A5: Kiểm tra mô-men xoắn bu lông và gioăng sau lần nạp đầu tiên và sau mùa đông đầu tiên, sau đó khảo sát định kỳ mỗi lần vào bồn, kiểm tra hàng năm tràn, lưới thông hơi và niêm phong mái, và kiểm tra nước định kỳ khi đặc điểm kỹ thuật nước uống yêu cầu.
Q6: Làm thế nào để tôi tăng dung lượng lưu trữ trên một địa điểm hiện có?
A6: Một bồn bắt bu lông có thể được nâng lên bằng cách thêm các vòng ống hoặc mở rộng với các tấm bổ sung, hoặc một bồn thứ hai có thể được lắp đặt song song, điều này tránh được nền móng mới theo quy mô ban đầu và giữ cho hành lang đường ống hiện có vẫn sử dụng được.
Một bồn chứa nước được định nghĩa bởi chính loại nước mà nó chứa: nước uống được cần lớp lót được chứng nhận, trơ và có thể làm sạch; nước chữa cháy cần dung tích đã được kiểm chứng và dải mức nước không bao giờ xuống dưới mối nối kín; nước công nghệ cần lớp lót ổn định trước clorua và tải trọng dạng xung không liên tục. Chọn lớp lót từ kết quả phân tích, chọn kích thước từ trường hợp nhu cầu tồi tệ nhất, và đóng kín bồn bằng mái, lỗ thông hơi và ống tràn được thiết kế như một hệ thống khí quyển thống nhất. Hãy gửi cho chúng tôi kết quả phân tích nước, yêu cầu dung tích và chu kỳ làm việc, chúng tôi sẽ gửi lại cấu hình bồn với lớp lót, mái và phạm vi kiểm tra.
Nói chuyện với Kỹ sư
Gửi phân tích nước của bạn bao gồm clorua và pH, thể tích lưu trữ yêu cầu và chu kỳ làm việc, liệu áp dụng cho nước uống được hay dự trữ chữa cháy, giới hạn lô đất và chiều cao, cùng với điều kiện gió, tuyết và đóng băng tại địa điểm. Chúng tôi sẽ trả lại khuyến nghị loại bồn chứa kèm theo kích thước, mái, chi tiết tràn và thông hơi, cùng bộ bản vẽ và thông số kỹ thuật cho hồ sơ của bạn.
WhatsApp