تكنولوجيا القبة

عندما اتصلت بها شركة فحم تحتاج إلى تخزين الفحم في المنجم وترغب في استعادة 100 في المائة من المنتج دون دخول الأفراد إلى منشأة التخزين ، كان النموذج المثالي واضحًا.

A دوم سيلو سيوفر هذا القطر 105 قدمًا وطوله 150 قدمًا التخزين المطلوب ، ولجعل الأشياء تعمل على النحو الأمثل ، سيتم بناء نظام قادوس كامل مع شيفرون بارتفاع 25 قدمًا مباشرة في القبة ، مما يلغي الحاجة إلى الأنظمة الميكانيكية بالداخل.

"هذا لا يتطلب أي أفراد داخل القبة - لا يوجد ميكانيكي داخل القبة للدخول والإصلاح. قال لين روبرتس ، مدير مبيعات Dome Technology ، إن فكرة أننا يمكن أن نجعلها طويلة ونحيلة حقًا تزيد من استعادة الحياة.

مع وجود نطاط على شكل شيفرون في القبة ، يتدفق المنتج بسهولة عن طريق الجاذبية. وعند التصميم الهندسي للزاوية المثلى ، فإن تنظيف القبة لا يمثل مشكلة على الإطلاق ، ناهيك عن تقلص احتمالية الشيخوخة في الوبر لأن المنتج يكون بطبيعة الحال أول ما يدخل أولاً.

ولكن كانت هناك حاجة إلى الكثير من العمل خلف الكواليس قبل الاستقرار على هذا النموذج المخصص.

الهندسة الخيار الأفضل

عندما سأل العميل عن الشجاعة المثلى له تخزين الفحم dome ، أول شيء فعله فريق Dome Technology هو اقتراح عدد الأنفاق التي يُعتقد أنها الأفضل ، بناءً على الخبرة ، وهو ثلاثة. لكن الخطوة الثانية كانت تحديد أدنى زاوية يتدفق عندها المنتج بشكل صحيح. تحدد هذه الزاوية زاوية الشيفرون داخل القبة.

بعد تحديد زاوية التدفق ، قامت Dome Technology بحساب بالضبط كيف يمكن للشركة توفير المال مع الاستمرار في تحقيق الاستعادة والتخزين الذي تريده. اختبر الفريق سيناريوهات مختلفة ، وقام بتغيير عدد الأنفاق وعدد الشيفرون ولكن مع مراعاة زاوية التدفق هذه دائمًا. بعد حساب تكاليف النماذج المختلفة ، كان الفريق واثقًا من أن المزيد من الأنفاق ستكلف أقل من المزيد من الشيفرون.

شركة Chevrons ليست تثبيتًا رخيصًا ؛ كل واحد يتطلب كميات هائلة من الخرسانة والفولاذ. زيادة عدد الأنفاق تعني أن الشيفرون لن يضطر إلى الوصول إلى هذا الارتفاع ، مما يؤدي إلى خفض هذه التكلفة بشكل كبير.

قال روبرتس ، "لقد قمنا بتشغيل النموذج ، وعندما نزلنا إلى نفقين من ثلاثة ، أصبحت الشيفرون عالية جدًا وتضاعفت كمية الخرسانة لتشكيل شيفرون" ، مضيفًا ربع مليون في مواد البناء (ناهيك عن يزيد العمل).

ستوفر العودة إلى التوصية الأصلية الخاصة بثلاثة أنفاق مساحة تخزين أكبر نظرًا لأنه كلما زاد ارتفاع الشيفرون ، زادت المساحة التي تستهلكها داخل القبة. شيفرات أقصر توفر مساحة للمنتج.

من خلال إيجاد التوازن المثالي - ما هو عدد الأنفاق الذي يكمل بشكل أفضل زاوية شيفرون المناسبة - يمكن لشركات مثل هذه تحقيق التخزين الضروري وتوفير المال. إنه مبدأ التصميم والبناء في أفضل حالاته.

لماذا يعمل نظام النطاط الكامل جيدًا مع الفحم

يوفر نظام القادوس الكامل إمكانية الاسترجاع أولاً ، ومن الأفضل استخدام أنواع الفحم المعرضة للاحتراق التلقائي. بشكل عام ، تعتبر القباب مناسبة تمامًا لتخزين الفحم. تتيح DomeSilos مزيدًا من التخزين ضمن مساحة أصغر - تم بناء المنشأة وليس خارجها - لذلك يمكن للشركات تخزين مساحة أصغر مما تسمح به المستودعات أو وحدات التخزين المسطحة. وتحمي DomeSilo المنتج بشكل طبيعي أيضًا - وهي جودة مهمة عند العمل بالفحم المتطاير.

مكافحة النيران

تتمثل إحدى طرق تقليل احتمالية نشوب حريق في تحديد خيار التخزين بالجملة الذي يقاوم بطبيعته الاحتراق ، كما أن بعض خصائص القبة تجعل احتمالية نشوب حريق أقل مما هي عليه في مرافق التخزين الأخرى. القشرة الخرسانية للقبة غير قابلة للاحتراق ولديها موصلية حرارية منخفضة ، مما يؤدي إلى أداء أفضل في الحرائق الكبيرة مقارنة بالخشب أو حتى الصلب.

الطبيعة المعزولة للقشرة الخرسانية ، المكونة من عازل رغوة البولي يوريثان والخرسانة الموضوعة باستخدام طريقة الخرسانة المرشوشة ، تعمل على تعديل تقلبات درجات الحرارة المتولدة من الخارج ، وكلما كانت البيئة أكثر ثباتًا ، كانت المنتجات المتطايرة أكثر استقرارًا. تقلل الطبيعة المعزولة للقبة أيضًا من تسخين وتبريد الجدران والهواء بالداخل ، وبالتالي منع التكثيف من تكوين وإدخال الرطوبة إلى المنتج ، مما قد يؤدي إلى التسخين الذاتي.

القبة محكمة الإغلاق إلا في أي مكان يتم فيه الاختراق ، مما يساعد في احتواء الغازات الخاملة التي يتم ضخها في الداخل لردع الحرائق وتقليل الأكسجين المتاح لدعم الحرائق. لا يشجع الهيكل الخالي من الجمالون تراكم الغبار ، وقد أثبت الانحناء المزدوج في أمثلة العالم الواقعي أن القبة مستقرة هيكليًا في ظل ظروف الحريق والحرارة الشديدة. يمكن للهيكل نفسه أن ينجو من كارثة قد لا تكافئها أنواع التخزين الأخرى ومن المرجح أن تكافئ العملاء بمدخرات أقساط التأمين.

ميزات التصميم الإضافية هي مفتاح الوقاية من الحرائق. باستخدام ماسح ضوئي حراري فوق الحزام على جانب الاستقبال الداخلي ، تتحقق كاميرات الأشعة تحت الحمراء من درجات حرارة الفحم ، أثناء وجودها على الحزام ، للتأكد من عدم دخول أي منتج خارج المواصفات إلى القبة. يراقب كابل الحرارة الخطي للحريق على الحزام ، ويفحص أيضًا المحامل في حالة إلقاء شرارات ؛ قد يكتشف هذا الكبل حريقًا ينتقل على طول الحزام قبل أن يصل إلى الماسح الحراري. منتج فريد بالنسبة للمواد المعرضة للاحتراق ، يقوم هذا النظام بإيقاف النقل وتنبيه إدارة المنشأة بالحريق. اعتمادًا على الإعداد ، يمكن للعمال إما إطفاء الحريق ، أو أن نظام إخماد حريق موجود يعتني بالمشكلة.

التعامل مع الغبار

توجد مجموعة من أنظمة التحكم في الغبار في السوق. أحد الخيارات هو نظام الرش الذي يرش الفحم بالمياه حرفيًا لتبليل الغبار ، مما يمنعه من أن ينتشر في الهواء. نظرًا لأن الماء يقلل من قيمة BTU المفيدة للفحم ، فإن هذا النظام غير شائع. أحد الأشكال هو رش الزيت على الفحم بدلاً من الماء ؛ لا يزال الغبار خاضعًا للإدارة ، ولكن لا يتم تقليل قيم BTU المفيدة - على الرغم من أنه يجب على الشركات تخصيص جزء من الميزانية لشراء الزيوت المعدنية أو النباتية.

لتجميع الغبار داخل القبة ، يفضل استخدام جهاز تنقية الغاز الرطب لأنه يسحب الغبار من خلال نظام مائي ؛ نظرًا لأنه مبلل ، فإن الغبار ليس قابلاً للاشتعال تقريبًا. يتم تخزين الغبار في مجرى الهواء حتى يمكن إزالته من المنشأة أو إتلافه. يعتبر جهاز التنظيف بديلاً جذابًا لنظام الكيس الذي يمتص الهواء ويسحب الجسيمات عبر مرشح قماشي ، وبالتالي يجمع الغبار ويخزنه بتركيز عالٍ حيث لا تزال فرصة الاحتراق حقيقية.

يمكن تصميم أنظمة جمع الغبار الأوتوماتيكية لنقل الغبار بعيدًا بالهواء المضغوط عبر الحزام إلى جهاز الاحتراق. بالتناوب ، يمكن جمع الغبار في سلة المهملات أو كيس كبير ليتم إزالته بعيدًا.

حتى الآن ، كانت تنفيس الانفجارات المربعة والمستطيلة هي القاعدة في تخزين المنتجات المعرضة للاحتراق ، لكن فريق Dome Technology ابتكر نموذجًا هجينًا دائريًا تم تثبيته على قباب تخزين كبيرة لشركتين في عام 2016.

وتتكون فتحات الانفجار الخاصة من شبكة فولاذية جيوديسية دائرية مغطاة بنفس نسيج PVC المستخدم في عملية بناء القبة. يتم تثبيت اللوحة على القبة بمسامير تنفيس تنفيس تنفيس الانفجار تظل آمنة أثناء أحمال التصميم الميتة والحيوية والرياح. ولكن في حالة حدوث احتراق ، تقوم البراغي بتحرير اللوحة وتسمح بتحرير الضغط الداخلي المفرط. النظام مانع لتسرب المياه ويلبي أحمال التصميم التشغيلي المطلوبة.

عند حدوث انفجار ، يقبل القماش الحمل وينقله بشكل موحد حول محيط الحلقة.

الحفاظ على سلامة المنتج والبيئة

تبدأ الحماية من القبة نفسها. تشتمل كل قبة على غشاء PVC وطبقة عازلة ، وتضمن هذه الميزات أن الفحم المخزن سيحافظ على قيمته الحرارية من خلال الحفاظ على الجفاف. تمنع طبيعة DomeSilo المعزولة أيضًا تسخين وتبريد الجدران والهواء بالداخل ، مما يحبط التكثيف الذي يمكن أن يساهم في الاحتراق التلقائي.

نظرًا لأن القباب مبنية بدون استخدام الدعامات الداخلية ، فإن تراكم الغبار على الجمالونات ليس مصدر قلق. الانفجارات الثانوية - النوع الذي يحدث عندما تهز الانفجارات الأولية غبار الفحم المتراكم - أقل احتمالًا لأن القباب الخالية من الدعم لا تحتوي على حواف لتراكم الغبار.

تعد إدارة غبار الفحم أمرًا ضروريًا لحماية البيئة ، ومرة ​​أخرى ، توفر القبة خط الدفاع الأول. محكم الإغلاق وغير ملحوم ، يوجد غبار بالداخل ولا يمكن امتصاصه في المياه الجوفية.

استعادة الفحم وتخزينه: تأتي المرونة كمعيار

على الرغم من أن القبة المستديرة يمكن التنبؤ بها والأكثر شيوعًا ، إلا أن القباب ذات الشكل الإهليلجي يمكن أن تعمل أيضًا في المواقع الضيقة. بالنسبة لمشروع واحد ، تقترح Dome Technology قبة بيضاوية الشكل تقع على ميناء للوصول إلى السعة المطلوبة وتناسب المساحة المتاحة. يبلغ طول القبة 300 قدم وعرضها 200 قدم و 80 قدمًا من مستوى الأرض إلى قمة القبة. ثلاث نقاط تعبئة ستبطن الجزء العلوي من قبة القبة بسلسلة جر وجرافة أمامية توفر الاسترداد. قال روبرتس ، نظرًا لأن القبة البيضاوية مثل هذه ليست مستديرة تمامًا وبالتالي لن توزع الأحمال بالتساوي ، فإن المهندسين سيصممون الهيكل لدعم الأحمال المتوقعة.

لأكثر من أربعة عقود ، قامت Dome Technology ببناء منشآت فعالة مع أنظمة ذكية لإدارة الغبار ومراقبة المنتجات المخزنة ، مما يقلل من احتمالية الخطأ البشري أو الإشراف. يمكن للشركات التي تعمل مع Dome Technology الاستمتاع براحة البال وهي تعلم أن فحمها محمي بواسطة قبة شاقة ومتينة.

بقلم ريبيكا لونج بايبر لتكنولوجيا القبة

ملاحظة المحرر: تم نشر هذا المقال في عدد مايو / يونيو 2020 من الفحم العالمي.