تطور فحم التخزين في ازدياد مستمر. بمجرد اعتبارها قذرة وخطرة على البيئة ، يتم الآن بناء الهياكل مع تحكم محكم في الانبعاثات ، وتفاعل منتج مع العالم الخارجي من الحد الأدنى إلى الصفر واستخدام مبتكر للمنتجات الثانوية التي كانت مخصصة لمدافن النفايات. الفحم صناعة مرنة تستمر في التكيف لتظل ذات صلة.
حتى عندما ترى الصناعة تغييرًا استباقيًا ، تظل بعض الأشياء كما هي ، وأحد هذه الأشياء هو أن القباب مناسبة تمامًا لتخزين الفحم. لمساعدة شركات الفحم في التخطيط للمشروع المثالي ، تعتمد Dome Technology على هذه القاعدة البسيطة: يحدد نوع الفحم عملية الاستعادة ، ونوع الاستعادة يحدد شكل القبة.
أنواع الفحم وخيارات الاستصلاح
مع الفحم تحت القيري ، تكون متطلبات التخزين والمناولة صارمة. بناءً على التقلبات ، يجب على شركات الفحم أن تقرر كيف ستحافظ على الوصول إلى الكومة للتعامل مع الحرائق المحتملة والبقع الساخنة. الكومة الدائرية هي خيار جيد لتخزين الفحم تحت القيري. يتم وضع الكومة واستصلاحها باستخدام آلة إعادة تدوير المعبئ ؛ يسمح هذا النموذج بالوصول إلى الكومة ويمكن أن يعمل جيدًا بشكل خاص عند إجراء التنظيف كل أسبوعين. نظام المراقبة على الناقل الداخلي هو نظام آخر يجب أن يتم رفضه حتى يتم رفض الفحم الساخن قبل وضعه في التخزين. يعد تنظيف الغبار الهارب ضروريًا أيضًا للتخزين السليم وتجنب مخاوف الحريق والانفجار.
يمكن أيضًا أن تعمل الكومة على شكل الكلى بشكل جيد. ينشئ المعبئ كومة تتناقص تدريجيًا على الجانب ، ويكون أرجوحة ذراع التعبئة من 230 إلى 250 درجة. يوفر هذا الشكل وصولاً وافياً إلى الكومة ، لذا في حين أنه قد لا يحقق أقصى استفادة من سعة القبة ، فإنه يوفر راحة البال والأمان عند إدارة منتج متقلب ومراقبته.
مع الفحم الحجري والليغنيت ، تكون خيارات التكديس والاستصلاح واسعة النطاق. من اللودر الأمامي إلى آلة إعادة التكديس أو سلسلة السحب ، يمكن لمنتجي الفحم اختيار منتجي الفحم ، وتحقيق التوازن بين التكلفة المنخفضة والتطور. رأى فريق Dome Technology أيضًا المحاريث الدوارة بأكوام مخروطية الشكل كخيار استصلاح فعال ، وهناك خيار فعال آخر وهو القباب الطويلة ذات الأرضية السفلية للحفاظ على دوران المنتج.
خيارات الاستصلاح وأنواع القبة التكميلية
ل استعادة النظام لكي تعمل بشكل أفضل ، يجب بناء القبة لتكملها. يعتبر التخزين المتراكم أكثر أمانًا داخل قبة نصف كروية مع سهولة الوصول إلى النقاط الساخنة من داخل التخزين ، ولكن يجب تصميم الشكل الداخلي للقبة بدقة أيضًا. على سبيل المثال ، باستخدام مُصلح التكديس ، تم تصميم الهيكل لحساب ذراع الاسترداد الذي يتم تمديده بالكامل دون كشط جدار القبة. عادةً ما يتم بناء القبة بجدار جذع قصير وقاعدة يتم وضعها فوقها أداة إعادة تدوير رافعة التكديس.
يمكن أن يترك هذا النموذج جيوبًا من المنتج خلفه على الأرض ، لذلك غالبًا ما يتم بناء أرضية القبة بمنحدر لضمان إمكانية إعادة المنتج في الغالب إلى قادوس النفق بدلاً من البناء في المساحات التي يصعب الوصول إليها.
يستفيد كل من الفحم البيتوميني أو الأنثراسايت أو اللجنايت من جهاز التكديس أو الاستصلاح الحي. عند تحديد نظام استصلاح مباشر بنسبة 100 في المائة ، يمكن أن تكون القبة أطول وأصغر في القطر - نموذجًا مثاليًا للمواقع ذات مساحة البناء الأقل. إذا تم اختيار رافعة ، يوصى باستخدام قبة نصف كروية بجدران جذعية قصيرة.
يتم تخصيص كل قبة من الفحم بحيث يتم استصلاحها وعمل نوع القبة جنبًا إلى جنب. بالنسبة لعميل محتمل يعمل مع الفحم الحجري ، أوصت Dome Technology بأربعة قباب طويلة مع استصلاح مباشر بنسبة 80 في المائة يغذي ثلاثة أنفاق دون المستوى ويوفر القدرة على تنظيف الباقي باستخدام اللوادر الأمامية. مع هذه القباب التي تحتوي على 60,000 طن متري للقطعة الواحدة ، يمكن للشركة تحقيق هدفها المقصود بنقل 4 ملايين طن سنويًا ، أو حوالي 76,000 طن في الأسبوع ، كل ذلك بفضل خطة صلبة في الواجهة الأمامية.
قال مدير المبيعات لين روبرتس: "بمجرد أن نعرف نوع الفحم ، فإن ذلك سيدفع نوع الاسترداد ، والذي سيدفع شكل القبة ، ثم نصممه ليلائمه على الموقع إن أمكن".
التحكم في الغبار: مزايا المغلف المختوم
تعتبر قبة تخزين الخرسانة المسلحة خيارًا طبيعيًا للشركات المتحمسة لذلك تقليل التأثير البيئي. يعتبر الغبار مصدر قلق للعديد من المنتجات المخزنة ، لكنه لا يمكنه الهروب من القبة الخرسانية المتجانسة نظرًا لعدم وجود الوصلات أو اللحامات. في الداخل ، لا يشجع التصميم الداخلي الخالي من الجمالون تراكم الغبار ، وتوجد مجموعة من أنظمة التحكم في الغبار في السوق لإدارة إنتاج الغبار. يمكن تصميم أنظمة جمع الغبار الأوتوماتيكية لنقل الغبار مرة أخرى إلى تيار المنتج.
تحافظ القبة محكمة الإغلاق وغير الملحومة على المنتج بالداخل وتمنع التفاعل مع البيئة. هذا المغلف متعدد الطبقات. يتم بناء القبة باستخدام طريقة الخرسانة المرشوشة ، لذلك يتم رش الخرسانة في مكانها دون أي فواصل إنشائية. من الخارج ، يغطي غشاء PVC عالي القوة الهيكل بأكمله. بين الغشاء والخرسانة ، تحمي رغوة اليوريثان عمر الهيكل وكذلك المنتج المخزن.
يضمن غشاء PVC حماية كاملة ضد الماء للقشرة الخرسانية المسلحة ، وبالتالي المواد المخزنة بداخلها. راتينج مقاوم للعفن ومقاوم للأشعة فوق البنفسجية يكسو جانبي الغشاء ، مما يوفر حماية طويلة الأمد من هذين المصدرين الشائعين للتدهور. لا يوجد خيار آخر للصومعة يوفر هذا النوع من الحماية ضد الماء ، وهذا الجزء الخارجي لا يتطلب أي صيانة سطحية تقريبًا.
تُبنى القباب دائمًا بدون المسامير أو السحابات أو الوصلات الميكانيكية الموجودة في وحدات التخزين الأخرى ، وبالتالي القضاء على المصادر المحتملة للتسرب والصدأ. يعد هذا النهج الشامل للعزل المائي بحماية طويلة الأمد للمنتج المخزن والهيكل نفسه.
يوفر الانحناء المزدوج للقبة القوة في جميع نقاط الهيكل ، حتى بالقرب من القمة. مع وجود القوة في القمة ، لا تواجه شركة الفحم أي مشكلة في تأمين مساحة كافية لأنظمة تجميع الغبار.
القوة الهيكلية
يمكن للقبة نفسها أن تنجو من كارثة قد لا تكافئ أنواع أخرى من التخزين ، ومن المرجح أن تكافئ الشركات بمدخرات أقساط التأمين. القبة متأصلة قوة هياكل التخزين السائبة الأخرى لا تفعل ذلك. في حالة حدوث زلزال أو تسونامي أو إعصار أو إعصار ، فإن الهيكل لديه فرصة أفضل للبقاء من المبنى التقليدي.
في حالة الاحتراق ، يخرج الشكل المستدير للقبة الطاقة مع أضرار هيكلية أقل. تاريخياً ، كان تنفيس الانفجار المربع والمستطيل هو القاعدة في تخزين المنتجات المعرضة للاحتراق ، لكن فريق Dome Technology ابتكر نموذجًا هجينًا دائريًا بدأ التثبيت على المشاريع في عام 2016. سواء كانت لوحة مستطيلة مسبقة الصنع أو قطعة تكسية معدنية ، لوحة مربعة الشكل تخلق نقطة ضعف. يفضل استخدام الألواح الدائرية لعدم وجود زوايا حادة لتركيز الضغط في الهيكل. هذا يسمح بتحرير الضغط وحماية الهيكل.
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. قال جيسون ساوث ، نائب رئيس Dome Technology للهندسة والبحث والتطوير: "نظرًا لأنه دائري ، يمكننا توقع الحمل الذي يذهب إلى كل من أدوات التثبيت بشكل جيد حقًا". "إذا كان مستطيلًا ، فقد يكون الضغط الذي يمر على كل قفل مختلفًا" ويصعب تقديره.
كل تنفيس تنفجر فريدة من نوعها للمشروع. يستخدم فريق الهندسة في Dome Technology نمذجة العناصر المحدودة المنفصلة وديناميكيات السوائل الحسابية لنمذجة حدث الانفجار المحتمل وتحديد مقدار المساحة المفتوحة المطلوبة لألواح الانفجار بحيث يصل الضغط إلى مستوى معين فقط قبل إطلاق السحابات.
دروس من الفحم الصيني
عندما التقى برادلي بيتمان ، الرئيس التنفيذي لشركة Dome Technology فحم الصين الإدارة ، كان من الواضح ما تريده الشركة: نظام استرداد مباشر مرتفع بسعر اقتصادي - والمظهر الجميل لم يضر أيضًا.
سعت شركة China Coal إلى إنشاء مرافق تخزين لمنجمي Hulusu و Menkeqing للفحم ، اللذين يقعان على بعد خمسة عشر ميلاً في مقاطعة منغوليا الداخلية شمال الصين. استنادًا إلى "قدرتها على منع الرطوبة الخارجية ،" قال بيتمان إن سلسلة القباب كانت حلاً اقتصاديًا أكثر من الصوامع التقليدية. وفي أرض اليورت ، كان هناك عامل آخر “هو الجماليات ؛ قال.
يعتبر تراكم الغبار دائمًا مصدر قلق عند تخزين الفحم ، وقد تعاملت شركة China Coal الأمر على محمل الجد. نظرًا لأن القباب مبنية بدون استخدام الدعامات الداخلية ، فإن تراكم الغبار على الجمالونات ليس مصدر قلق. الانفجارات الثانوية - من النوع الذي يحدث عندما تهز الانفجارات الأولية غبار الفحم المتراكم - أقل احتمالًا لأن القباب الخالية من الدعم لا تحتوي على حواف لتراكم الغبار. قال بيتمان: "تتمثل إحدى مزايا القبة الرئيسية في منع الحريق لأنه لا توجد أرفف داخلية لتجميع الغبار ، وقد أحب الفحم الصيني ذلك كثيرًا - بالنسبة لهم كان مشكلة كبيرة".
ميزات التصميم الأخرى هي مفتاح الوقاية من الحرائق. لجعل كومة الفحم خاملة ، يمكن للفحم الصيني إغلاق القباب في الأعلى والأسفل لقطع مصادر الأكسجين وضخ النيتروجين بالداخل لخفض مستوى الأكسجين. 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.
سيشاهد زوار أحد المناجم اليوم ثلاث قباب تحتوي على 60,000 ألف طن متري من الفحم لكل منها وعلى مسافة ثلاث قباب متطابقة في المنجم الآخر. يمنح نظام معالجة المواد المبتكر China Coal القدرة على نقل المنتج بسرعة. داخل كل قبة ، يسمح نظام قادوس كامل مشابه لسلسلة من المسارات الموجودة جنبًا إلى جنب للفحم بالتدفق عبر الهيكل تحت وزنه بدلاً من اللودر.
كما تضيف تفاصيل التصميم الأخرى قيمة أيضًا ، خاصة وأن احتمال الإشعال الذاتي للفحم في القبة كان أحد الاهتمامات الرئيسية للفحم الصيني ، حسبما قال تشاو جيا بينغ من فحم الصين. يمنع غشاء PVC الخارجي الرطوبة من المساهمة في الاحتراق التلقائي. تكون الانفجارات الثانوية أقل احتمالا لأن القباب لا تحتوي على حواف لتراكم الغبار. يمكن للفحم الصيني أيضًا أن يجعل كومة الفحم خاملة عن طريق إغلاق القبة وضخ النيتروجين لخفض مستوى الأكسجين.
انتهى المشروع في أغسطس 2015 ، وهو جهد مشترك حقيقي بين تكنولوجيا الفحم الصيني والقبة. قال تشاو: "إن الإنجاز من مشروعي Menkeqing و Hulusu يعود لشركتنا".
تسمح قباب Dome Technology للشركات ببناء وحدات تخزين تلبي اللوائح الخضراء الآن وفي المستقبل. تعتبر القبة حلاً جاهزًا ومخصصًا للشركات التي تأمل في تنمية أعمالها مع العمل كمسؤول أفضل عن البيئة.
بقلم ريبيكا لونج بايبر لتكنولوجيا القبة
ملاحظة المحرر: نشر هذا المقال في العدد الثالث من الفحم العالمي 2021