مخزن سقف شناور داخلی و خارجی چیست؟ ویژگی، تفاوت، مزایا و الزامات ایمنی
مخزن سقف شناور یکی از پرکاربردترین مخازن صنعتی مورد استفاده از صنایع پتروشیمی به منظور ذخیره سازی میعانات گازی و نفتی است. طراحی، ساخت و اجرای مخازن سقف شناور داخلی و خارجی مستلزم دقت و تخصص بالایی است. در این مقاله از پاوان سازه به طور مفصل به این موضوع پرداخته شده است.
مخزن سقف شناور چیست؟
سقف شناور این نوع مخزن صنعتی، بر روی سطح مایع ذخیره شده شناور است، که همراه با سطح مایع بالا و پایین می‌رود. بین سقف شناور و دیواره مخزن یک فضای حلقوی با یک درپوش وجود دارد تا هوا را در هنگام شناور شدن مایع ذخیره شده روی سقف جدا کند تا تبخیر مایع در فرآیند ذخیره‌سازی تا حد زیادی کاهش یابد.
در مقایسه با مخزن سقف ثابت، استفاده از یک مخزن سقف شناور برای ذخیره فرآورده نفتی می‌تواند خسارات تبخیر را تا 80 درصد کاهش دهد. در مجموع، مخزن سقف شناور را می‌توان به مخزن سقف شناور داخلی و مخزن سقف شناور خارجی تقسیم کرد.
بیشتر بخوانید: انواع قالب بندی سقف، از وافل تا عرشه فولادی، کدام بهترین است؟
مخزن سقف شناور چگونه کار می‌کند؟
مخزن سقف شناور را می توان یک سازه فلزی در نظر گرفت. همان‌طور که از نام آن پیداست، مخزن سقف شناور دارای یک سقف شناور است. این سقف شناور بسته به سطح محصول، ارتفاع خود را تنظیم می‌کند. چنین مخازن ذخیره‌سازی صنعتی به طور گسترده برای ذخیره نفت فرار، مانند سوخت هواپیما، بنزین، نفت خام، نفت دیزل و سایر روغن‌های سبک استفاده می‌شوند.
سقف شناور ویژگی اساسی این مخازن است. این نوع سقف، تمام سطح مایع را به جز یک فضای حاشیه کوچک می‌پوشاند. این سقف به صورت صاف شناور است و در شرایط عادی شناور در داخل پوسته مخزن قرار می‌گیرد.
سقف مخزن شناور را می‌توان به دو نوع سقف شناور داخلی و سقف شناور خارجی تقسیم کرد. مخازن سقف شناور داخلی در مقایسه با مخازن سقف شناور خارجی در جلوگیری از تبخیر مایع و ورود آلودگی عملکرد بهتری دارند.
دو جزء اصلی مخزن سقف شناور عبارت‌اند از:
- خود سقف
- درپوش خارجی
درپوش مخزن سقف شناور شبیه لوله‌ای است که در داخل لاستیک دوچرخه قرار می‌گیرد. این درپوش اساساً در کنار مخزن قرار می‌گیرد و با بالا و پایین رفتن سطح مایع، تماس دائمی با دیواره مخزن را حفظ می‌کند تا اطمینان حاصل شود که مایع از کنار درپوش عبور نمی‌کند.
برای بالا و پایین آمدن سقف، مخازن سقف شناور داخلی و خارجی هر دو با درپوش جانبی ساخته می‌شوند. معمولاً یک درپوش برای خروج بخار کافی است. با این حال، روش معمول این است که یک درپوش ثانویه بر روی درپوش اول قرار داده شود. این کار برای جلوگیری از انتشار بیشتر گازها و بخارها و در نتیجه محافظت از محیط‌زیست و افزایش ایمنی انجام می‌شود.
بیشتر بخوانید: سقف تیرچه کرومیت چیست و چگونه اجرا می شود؟ اجزای، ویژگی ها، مزای و معایب
تفاوت مخزن سقف شناور داخلی و مخزن سقف شناور خارجی
فرستنده و گیرنده در دو روش ذخیره‌سازی مایع یکسان هستند. تفاوت‌های خاص بین مخزن سقف شناور خارجی و مخزن سقف شناور داخلی ثابت به شرح زیر است:
- هر دو می‌توانند میزان تبخیر را تا حد زیادی کاهش دهند.
- روی سطح مایع مخزن شناور یک سقف شناور پوشانده شده است. مایع ذخیره شده در مخزن، توسط هوا جدا می‌شود تا آلودگی هوا و خطر آتش‌سوزی و انفجار را کاهش دهد و به راحتی از مقدار مایع اطمینان حاصل شود. این روش به ویژه برای ذخیره‌سازی بنزین، سوخت جت، مواد سمی و مواد شیمیایی که به راحتی آلوده می‌شوند، مناسب است.
- مخزن سقف ثابت، از جمله مخزن سقف شناور داخلی، می‌تواند از آلودگی مایع ذخیره شده توسط باد و طوفان شن، باران، برف و گرد و غبار جلوگیری کند. این مخازن می‌توانند کیفیت مایع ذخیره شده را در هر شرایط آب‌وهوایی تضمین کنند که با نام «مخزن مناسب هر آب‌وهوا» معروف هستند.
- در شرایط آب‌بندی مشابه، در مقایسه با مخزن سقف شناور خارجی، مخزن سقف شناور داخلی می‌تواند میزان تبخیر را کاهش دهد. در نتیجه در مقایسه با سقف شناور دوطبقه روی مخزن سقف شناور خارجی، که توسط سقف ثابت و لایه گازی پوشانده شده، بین سقف ثابت و صفحه شناور داخلی، تأثیر قابل توجهی بر عایق حرارتی می‌گذارد.
- برخلاف صفحه شناور باز شده بر روی مخزن سقف شناور خارجی، در مخزن سقف شناور داخلی هیچ‌گونه فشار باران و برف روی سقف شناور داخلی وجود ندارد. با فشار کمتر و ساختار ساده و سبک، صفحه شناور داخلی می‌تواند لوازم جانبی مانند زهکشی مرکزی و نردبان که به راحتی ساخته و نگهداری می‌شوند را ذخیره کند، و همچنین می‌تواند از فرسوده شدن مواد آب‌بندی در اثر نور شدید جلوگیری کند.
- مخزن سقف شناور داخلی در مقایسه با مخزن سقفی شناور خارجی یک مخزن امیدوارکننده با مزایای بیشتر و همچنین کاربردهای گسترده‌تر است. تاکنون، مخزن سقف شناور داخلی با طراحی کامل، بهترین و کم‌هزینه‌ترین روش سرمایه‌گذاری برای کنترل میزان تبخیر از مخزن سقف ثابت است. مخزن سقف شناور داخلی را می‌توان برای ذخیره محصولات شیمیایی مایع از جمله نفت فرار مانند بنزین و سوخت جت، آلدهید، الکل مانند متانول و اتیل الکل، کتون مانند استون، بنزن مانند بنزن، تولوئن، زایلن و استایرن استفاده کرد.
مخزن سقف شناور داخلی چیست؟
مخزن سقف شناور داخلی به مخزن ذخیره‌سازی سقف شناور داخلی، مخزن نفتی سقف شناور، مخزن ذخیره‌سازی صفحه شناور داخلی و مخزن نفتی صفحه شناور داخلی و غیره معروف است. به طور ویژه، این یک مخزن ذخیره‌سازی سازگار با محیط‌زیست و مقرون به صرفه است.
سقف زیر طاق مخزن، معمولاً از آلومینیوم، فولاد ضدزنگ یا مواد دیگر برای جلوگیری از فرار مایع ساخته شده است. این یک مخزن ذخیره مایع فرار و همچنین یک مخزن سقف شناور همراه با ساختار داخلی سقف شناور است که به طور گسترده در بنزین، نفت سفید هوانوردی و مایع شیمیایی فرار استفاده شده است.
بیشتر بخوانید: راهنمای جامع سقف عرشه فولادی در اسکلت فلزی از اجرا و جزئیات تا حداکثر دهانه و ضخات
ویژگی‌های ساختار سقف شناور داخلی
سقف شناور داخلی یا صفحه شناور داخلی، پوششی است که روی سطح مایع شناور بوده و با مایع بالا و پایین می رود. استفاده از پوشش سقف شناور داخلی در سطح مایع به عنوان ایدئال‌ترین روش اقتصادی و عملی برای کاهش تبخیر فرآورده‌های نفتی شناخته شده است.
مزایای مخزن سقف شناور داخلی
- مزایای اقتصادی زیست‌محیطی آشکار: در شرایط آب‌وهوایی خاص، با توجه به داده‌های تاریخی نشان می‌دهد که ارزش اقتصادی تبخیر نفت و گاز توسط مخزن سقف شناور داخلی در طی 3 تا 6 ماه کاهش می‌یابد که با هزینه‌های نصب و خرید سقف شناور داخلی برابر است و می‌تواند هزینه سقف شناور داخلی را در شش ماه جبران کند.
- این نوع سقف، محصولات نفتی یا مواد شیمیایی را آلوده نمی‌کند و می‌تواند میزان تبخیر محیط را کاهش دهد و از آلودگی هوا جلوگیری کند. این یک سقف شناور داخلی ایدئال و صفحه شناور با هزینه کم است. دوره ساخت آن کوتاه بوده، در برابر خوردگی مقاوم است، فضای اضافی را اشغال نمی‌کند، و ماندگاری طولانی مدتی دارد.
- ایمنی بالا: صفحه شناور داخلی بر روی سطح مایع شناور شده که باعث می‌شود حالت مایع فضای تبخیر نداشته باشد و از دست دادن تبخیر 85 تا 90 درصد کاهش می‌یابد. در عین حال، از طریق صفحه شناور، می‌تواند از ورود هوا و مایع جلوگیری کند و آلودگی هوا و وقوع آتش‌سوزی را نیز کاهش دهد.
- عمر اقتصادی طولانی: از آنجایی که در مخزن سقف شناور داخلی فضای گازی روی سطح مایع وجود ندارد، می‌تواند نوسان مایع را در فرآیند انتقال مایع در مخزن کاهش دهد، از ضربه به دیواره داخلی مخزن یا فشار داخلی سیال جلوگیری کند، خوردگی بالای مخزن و دیواره مخزن را کاهش داده و عمر مخزن ذخیره را افزایش دهد.
پارامترهای مخزن سقف شناور داخلی به شرح زیر است:
- فشار کاری: مخزن ذخیره اتمسفریک
- دمای کار: 30- درجه سانتی‌گراد تا 150 درجه سانتی‌گراد
- محیط مایع: محصولات نفتی مختلف از جمله نفتا، بنزین، گازوئیل، نفت سفید، نفت خام، نفت کوره، نفت سنگین، بنزن، زایلن، متانول، اتانول و غیره.
- حجم مخزن: ≤10,000 مترمکعب
مخزن سقف شناور خارجی چیست؟
مخزن سقف شناور خارجی به مخزن نفتی سقف شناور خارجی معروف است که یک مخزن سقف شناور روباز و بدون طاق است. معمولاً یک سقف شناور خارجی در آن وجود دارد که می‌تواند به صورت عمودی به سمت بالا و پایین شناور شود.
معمولاً در مخازن روباز فولادی بزرگ با ظرفیت بیش از 000/20 مترمکعب و برای فرآورده‌های نفتی فرار مانند نفت خام، بنزین، نفت سفید و غیره استفاده می‌شود و سقف شناور خارجی با سطح مایع بالا و پایین می‌رود.
روی مخزن سقف شناور خارجی یک صفحه شناور وجود دارد که همراه با مایع جابجا می‌شود. از آنجایی که تقریباً هیچ فضای گازی بین صفحه شناور و سطح نفت وجود ندارد، تبخیر شدن محصول نفتی ذخیره شده تا حد زیادی کاهش می‌یابد.
ویژگی مخزن سقف شناور خارجی
سقف شناور، اصلی‌ترین جزء مخزن سقف شناور است. مخزن سقف شناور را می‌توان به دو نوع سقف شناور داخلی و سقف شناور خارجی تقسیم کرد. مخزن سقف شناور داخلی یک مخزن سقف شناور است که سقف ثابت اضافی را روی سقف شناور ثابت می‌کند تا سقف شناور را از باد و باران محافظت کرده و کیفیت نفت ذخیره شده را تضمین کند.
از آنجایی که سقف شناور سقفی است که بر روی سطح مایع شناور است، محکم بودن آن بسیار اهمیت دارد. صفحه شناور عمدتاً برای پرکننده الاستیک استفاده می‌شود و در عین حال، اطراف مخزن با دیواره مخزن توسط یک لایه فشرده می‌شود و به سقف شناور با پیچ و مهره ثابت می‌شود.
صفحه شناور با سطح مایع بالا و پایین می‌آید و هنگامی که سطح آن به حدود 1.8 سانتی‌متر کاهش یافت، ستون‌هایی برای حمل صفحه شناور و برای نگه داشتن آن در موقعیت وجود دارد.
مزایای مخزن سقف شناور خارجی
در مقایسه با مخزن سقف شناور داخلی، مخزن سقف شناور خارجی دارای مزایای زیر است:
- در مقایسه با مخزن سقف ثابت بدون سقف شناور، هیچ فضای تبخیری در مخزن سقف شناور خارجی وجود ندارد، که اصولاً از تبخیر شدن مایع جلوگیری می‌کند.
- تبخیر نه تنها می‌تواند منجر به از دست دادن کمیت محصول شود، بلکه بر کیفیت محصول تأثیر می‌گذارد و هم‌زمان محیط را نیز آلوده می‌کند. هنگامی که محیط قابل احتراق در فضایی با هوا ترکیب شود و به حد معینی برسد، مستعد انفجار می‌شود، بنابراین تثبیت سقف شناور خارجی روی مخزن استوانه‌ای فولادی، اقدامی ضروری است.
- یک شکاف 100 تا 500 میلی‌متری بین پوسته مخزن و سقف شناور خارجی وجود دارد تا از گیر کردن مخزن در طول فرآیند کار جلوگیری شود. مخزن سقف شناور خارجی نیز از سیستم آب‌بندی لبه برای کاهش تبخیر در لبه‌ها استفاده می‌کند.
- فرم سازه‌ای سقف شناور خارجی شبیه سقف شناور داخلی است. هر دو دارای فرم سینی فولادی، فرم کابین شناور، سقف شناور تک عرشه یا سقف شناور دوطبقه، و حتی سقف شناور خارجی با ساختار لایه‌ای آلیاژ آلومینیوم می‌باشند. پایه نگهدارنده سقف شناور قابل جمع شدن است که معمولاً در مایع معلق می‌ماند.
- سقف شناور خارجی برای مخازن بزرگ ذخیره نفت خام با ظرفیت‌های 000/20، 000/30، 000/50 و 000/100 مترمکعب و غیره مناسب‌ترین است.
الزامات ایمنی مخزن سقف شناور
- در حین کار، صفحه شناور مجاز به عبور از بالاترین سطح نیست و همچنین نباید در پایین‌ترین سطح قرار گیرد تا از پرت شدن یا غرق شدن صفحه شناور جلوگیری شود.
- سرعت حمل و نقل مخزن سقف شناور باید با سرعت بالابری مجاز صفحه شناور تطبیق داده شود. به طور کلی سرعت بالابر نباید از 5/3 مایل بر ساعت تجاوز کند.
- هنگامی که سطح صفحه شناور کمتر از 1.8 متر است، سرعت جریان لوله نفتی ثابت روی مخزن باید بر 1 متر بر ثانیه محدود شود تا از پایداری صفحه شناور اطمینان حاصل شود و از غرق شدن صفحه شناور جلوگیری شود.
- اندازه‌گیری و نمونه برداری مصنوعی در 12 تا 18 ساعت پس از شناور شدن صفحه شناور مجاز نیست تا از آتش‌سوزی و انفجار ناشی از تجمع الکتریسیته ساکن جلوگیری شود.
- هنگام تنظیم ارتفاع تکیه‌گاه سقف شناور، میل سوپاپ شیر هواکش اتوماتیک سقف شناور باید همراه با تمامی تکیه‌گاه سقف شناور تنظیم شود.
- ممکن است در مخزن سقف شناور به دلیل دمای پایین، خروجی لوله زهکشی منجمد شود. در این صورت باید عایق حرارتی در قسمت خروجی به کار برده شود و آب موجود در لوله تخلیه قبل از سرد شدن تخلیه شود.
- هنگامی که لوله تخلیه در حین کار عادی مخزن نفتی، نزدیک نگه داشته می‌شود، شیر خروجی باید قبل از بارندگی 75 میلی‌متری بالای سقف شناور باز شود. هنگامی که لوله تخلیه در طول کار عادی مخزن نفتی کاملاً باز است، کارگران باید همواره بررسی کنند تا از نشت نفت جلوگیری شود.