Лихай Цементная Компания заключила контракт с Dome Technology на строительство купола для хранения клинкера в Митчелле, штат Индиана, США, который повысит операционную мощность и выведет компанию в следующее десятилетие бизнеса.
Это также крупнейшее хранилище клинкера в Западном полушарии и второе место в мире после румынского сооружения Dome Technology, построенного в 2008 году.
Этот купол для Lehigh Cement, дочерней компании Lehigh Hanson, затмевает большинство других сыпучих хранилищ, имея диаметр 220 футов и высоту 160 футов. Емкость хранилища достигает 169,000 83 метрических тонн, а три туннеля для рекуперации на уровне грунта обеспечивают XNUMX-процентную регенерацию в реальном времени.
«Это колоссальный проект. Это один из наших самых больших куполов с точки зрения вместимости», — сказал Лейн Робертс, менеджер по продажам Dome Technology.
Проект был сосредоточен вокруг второй по величине печи для обжига в Северной и Южной Америке — точное отражение «сильного роста Lehigh в Соединенных Штатах и нашей неизменной приверженности наших клиентов удовлетворению растущего спроса на стабильный высококачественный цемент при одновременном повышении эффективности нашего производства. и сокращение выбросов», — сказал заместитель директора проекта и гражданский менеджер Lehigh Cement Кевин Коув.
В объем работ Dome Technology входило строительство купола, глубокие фундаменты, кольцевая балка, туннели и вход на уровне земли для фронтального погрузчика. Хотя размер и сложность купола впечатляют, они просто представляют собой большую цель для Lehigh: снижение воздействия на окружающую среду.
Зеленый подход к бизнесу
Проект Mitchell был частью усилий Lehigh Cement по модернизации существующего участка в 1.2 милях от карьера, предпринятых в упреждающих усилиях по снижению воздействия объекта на окружающую среду. Lehigh Hanson определил устойчивость как корпоративную ценность, и ее стратегия ее достижения основана на трех столпах: защита окружающей среды, социальная ответственность и надлежащее корпоративное управление.
Это макро-представление, и успех заключается в деталях. По словам Коува, купол Митчелла достаточно велик, чтобы заменить работу, выполняемую в настоящее время пятью существующими — и стареющими — печами, и сократит общие выбросы, чтобы соответствовать и превышать текущие стандарты EPA. «Клинкерный купол позволяет полностью удерживать клинкер, что значительно снижает выбросы твердых частиц или пыли. Долгосрочный успех Lehigh Hanson зависит от устойчивой деловой практики, а также доверительных отношений с нашими соседями, деловыми партнерами и сотрудниками», — сказал он.
Кроме того, компания Lehigh разработала EcoCemPLC, портландцемент из известняка, который соответствует стандартам ASTM C595 Type IL и содержит больше известняка, меньше клинкера и меньше выбросов CO2 в процессе производства. Это новый продукт, который будет производиться и храниться на заводе в Митчелл, и чтобы доказать, насколько он может быть эффективным, Лихай попросил, чтобы купол был построен с его использованием.
Dome Technology провела серьезные полевые испытания материала перед началом строительства, и, убедившись в этом, команда распылила 7,000 кубических ярдов, чтобы сформировать купол. Применение было бесшовным, и ECOCemPLC станет предпочтительным материалом для будущего Lehigh. «Мы хотели, чтобы все наши новые конструкции использовали его, чтобы продемонстрировать свои возможности, включая специальные приложения, такие как набрызг-бетон, который использовался для купола», — сказал Коув.
Еще во время строительства проект привлек внимание общественности. Ассоциация готовых бетонных смесей штата Индиана признала купол Митчелла выдающейся наградой за бетон. ENR технология представил проект, подчеркнув его состав бетона, который снижает потребление энергии и выбросы для уменьшения углеродного следа бетона.
Большое купольное хранилище: новая модель Lehigh
Руководство Lehigh уделяло особое внимание планированию проекта. Они знали, что весь их новый клинкер будет направляться через этот единственный купол, поэтому структурная и механическая концепции должны были быть надежными. В частности, общая осадка должна была быть ограничена до менее 75 мм, а вместимость живого хранилища должна составлять не менее 140,000 XNUMX метрических тонн.
Купол идеально подходил для этих требований. Купол построен с неограниченным сроком службы, а его бетонная оболочка и геометрия обладают непревзойденной прочностью. Методы строительства купола не требуют внутренних ферм, поэтому весь внутренний объем может быть использован для систем хранения или регенерации.
Все купола предлагают идеальные условия для хранения материалов, требующих контролируемой среды. Бесшовная бетонная конструкция в сочетании с мембраной, окружающей весь купол, предотвращает проникновение воды и влаги. Изолированный характер купола снижает нагрев и охлаждение стен и воздуха внутри, предотвращая образование конденсата. Пена и бетон контролируют влажность и умеренные температурные колебания извне.
Прочность и геометрия купола также обеспечивают допуск на неравномерную осадку. Эти качества в сочетании с инженерно-геологическим проектированием и анализом площадки обеспечивают правильный выбор фундамента и его эксплуатационные характеристики.
Список требований Лихай требовал целенаправленных и частых бесед с командой Dome Technology. «Большие купола для хранения — относительно новое явление для Lehigh Hanson, поэтому нам требовался высокий уровень прозрачности при проектировании и методах строительства», — сказал Коув. «Чтобы свести к минимуму проблемы с нашим оборудованием для кормления и извлечения, нам нужно было понять общие и дифференцированные расчеты и сбалансировать риски с затратами».
По словам Коува, Dome Technology предложила несколько вариантов, основанных на моделировании методом конечных элементов, «которые позволили нам найти экономически эффективное решение, которое соответствовало бы допускам поставщиков нашего оборудования».
Системы и решения
Lehigh Cement управляла площадкой в Митчелл в течение многих лет, но модернизация хранилища была сложной задачей, поскольку проблема с грунтовыми водами не позволяла прокладывать туннели под землей. Однако туннели, построенные на одном уровне, снизят пропускную способность. Поэтому Dome Technology предложила новую идею: три туннеля можно было бы установить на уровне грунта, а затем окружить структурной обратной засыпкой на расстоянии одного фута от вершины туннелей. Затем верхнее основание было покрыто клинкером, и этот слой выполняет функцию «пола» купола. При заполнении купола компания могла рассчитывать на 83% рекуперации через 10 разгрузочных бункеров в три туннеля, а любой клинкер, оставшийся между желобами, будет использоваться в качестве резерва продукта. Lehigh одобрил этот вариант, поскольку он удовлетворял требованиям по производительности в 169,000 140,000 метрических тонн и 29,000 XNUMX живых метрических тонн плюс резерв в XNUMX XNUMX тонн.
Как только работы начнутся, клинкер будет извлечен из купола в три туннеля эллиптической формы — 15 футов в ширину и 9 футов в высоту. Оттуда он будет транспортироваться для обработки в виде цементного порошка, а затем храниться в существующих бетонных силосах. Готовый цемент будет доставляться клиентам автотранспортом или по железной дороге.
Сотрудничество для решения проблем
Еще одна проблема, с которой столкнулась компания Dome Technology, заключалась в достижении необходимой производительности при неизменном угле наклона конвейера. Инженеры определили максимальный угол для оптимальной производительности конвейера, и установка купола в этой конфигурации не обеспечила бы производительность, необходимую Лихай.
Увеличение диаметра купола было очевидным, но неприемлемым решением. «Мы могли бы увеличить занимаемую площадь, но это существенно увеличило бы стоимость», — сказал Робертс.
Вместо этого компания Dome Technology посмотрела вверх — прямо на вершину купола. Отверстие на вершине было увеличено в размерах, а его бордюр стал выше, от стандартных двух футов до 10 футов в высоту. Это позволит свае дойти до головного дома, максимально увеличив внутреннее пространство и сэкономив Лихай серьезные деньги. Клинкер «может достигать высоты бордюра, что позволило им достичь тоннажа», — сказал Робертс. «Это было важно, чтобы мы могли получить необходимый угол наклона конвейера, но при этом достичь тоннажа».
Вскоре купол будет засыпан в первый раз, и Lehigh Cement начнет реализовывать все преимущества, для которых был разработан этот участок.
«Dome Technology работает точно так, как описано, выполняя свои обязательства и выполняя точно так, как планировалось. Все аспекты включали открытое и честное общение. На сегодняшний день мы полностью удовлетворены строительством и уже наняли Dome Technology для другого проекта Lehigh Hanson», — сказал Коув.
Примечание редактора: эта статья была опубликована в сентябрьском номере журнала BMHR. Мировой Цемент.