از اوایل دهه 1950 میلادی تاکنون مخزن هایی عمودی که سقف شناور دارند برای نگهداری میعانات فرار کاربرد دارند تا حجم بخار سیال را به حداقل برسانند در پالایشگاه ها و صنایع شیمیایی مورد استفاده قرار میگیرند. مایعاتی مثل بنزین که در دمای معمولی بخار زیادی تولید میکنند را در چنین مخازنی نگهداری میکنند. همچنین این مخازن برای ذخیره موادی استفاده میشوند که بخارات سمی و یا خطرناک برای محیط زیست دارند. ترکیب سقف شناور و مخزن شبیه ترکیب پیستون و سیلندر میباشد که پیستون به راحتی و آزادانه داخل سیلندر حرکت میکند. انواع این مخازن عبارتند از:
- مخزن عمودی سقف متحرک رو باز
- مخزن سقف متحرک داخلی سرپوشیده
ساختار این گونه تانک ها تشکیل شده از یک مخزن با بدنه فولادی و یک صفحه داخلی که روی سطح سیال شناور است و به همراه آن بالا و پایین میرود. معایب این سیستم، گران بودن هزینه ساخت آن و همچنین احتمال انباشته شدن برف و باران روی سقف متحرک مخزن میباشد (انباشته شدن برف باعث چرخش و حرکات اضافی سقف در بالا و پایین آمدن آن میشود) که البته این عیب در مخازن سرپوشیده وجود ندارد. مزایای این مخازن عبارتند از:
- جلوگیری از انتشار آلاینده ها و گازهای خطرناک برای محیط زیست
- پایین آمدن احتمال آتش سوزی و یا انفجار
- جلوگیری از ورود آلودگی هایی مثل گرد و غبار به داخل سیال
- انعطاف پذیر بودن حجم ذخیره سازی
- جلوگیری از برخورد صاعقه
استاندارد طراحی و ساخت مخازن با سقف شناور
طبق پارامتر های استاندارد API هرگونه مایعی که از آن بخاری متصاعد شود که باعث ایجاد مشکل شود باید در مخازن با سقف شناور ذخیره شوند. در پیوست C از استاندارد API 650 شرح کامل الزامات طراحی، ساخت و نگهداری این مخازن منتشر شده است. چند نمونه از توصیه هایی که در این استاندارد آمده به شرح زیر میباشد:
- در مخازن با قطر بیشتر از 4 متر استفاده شود
- برای ذخیره مایعاتی که فشار بخار بیشتر از 0.5 psia دارند این سیستم لازم است
- طراحی مخزن باید بتواند جلوی 98% تلفات تبخیری را بگیرد
فرمول هایی جهت محاسبه تلفات تبخیر در API 19.2 هستند که برای کارایی و صحت عملکرد مخزن میتوان از آن ها استفاده کرد. این فرمول های محاسباتی اولین بار در سال 1962 ابداع شدند ولی در سال 1997 به روز رسانی شدند. این مخازن طبق استاندارد مخزن تحت فشار نیستند زیرا مواد نفتی به صورت اتمسفریک در آن ذخیره میشوند.
PDF: دستورالعمل ایمنی مخازن با سقف شناور
قسمت های مختلف مخازن سقف متحرک
قسمت های اصلی این مخزن ها عبارتند از بدنه اصلی مخزن و سقفی که روی سیال شناور است. سقف شناور نیز دارای پایه هایی هست که وقتی مخزن خالی میشود تا یک حد خاصی پایین بیاید به حدی که جایی برای عبور یک نفر در مواقع ضروری باقی بماند. سقف شناور در هنگام حرکت به سمت بالا و پایین نباید به دور خود بچرخد و یا حرکتی اصافی داشته باشد لذا برای جلوگیری از آن ستون هایی درون مخزن تعبیه شده تا از چرخش سقف جلوگیری کند. سایر قسمت های دیگر مخزن سقف متحرک عبارتند از:
- روی بدنه کناری این مخازن باید منهولی به قطر حداقل 75 سانتیمتر نصب شود تا در مواقع ضروری یک نفر بتواند وارد مخزن شود. استاندارد API 620، 650 و 651 در مورد دریچه های دسترسی به داخل مخزن شرح مفصلی داده است.
- سنسورهای و حسگرهای مختلفی جهت اندازه گیری دما و فشار داخل مخزن روی بدنه تانک نصب میشود و به پردازشگر مرکزی متصل میشوند.
- نردبان، پله، راهرو و سکو برای دسترسی سریع افراد به قسمت های مختلف از جمله تجهیزات ضروی اینگونه مخازن میباشد
- سیستم های تخلیه آب از کف و سقف مخزن و هدایت آن به بیرون
- مجراهای تخلیه و سرریز که در مواقع خاصی مثل پرشدن و یا نشتی داشتن مخزن به کار می آیند
- هشداردهنده سطح بالا و پایین سیال برای اینکه اپراتور تانک بدان که چقدر سیال در مخزن وجود دارد
- سایر شیرآلات و اتصالات
طرز کار مخازن سقف متحرک
مخزن سقف شناور مخزن ذخیره سازی با سقف صاف است که بر روی سطح روغن شناور می شود و در نتیجه تبخیر را به حداقل می رساند. این تانکرهای بزرگ با سقف شناور از یک پوسته فولادی استوانه ای مجهز به سقفی تشکیل شده اند که روی سطح مایع ذخیره شده شناور هستند. این مخازن به جای اینکه از کف پر شوند از توسط لوله ای انعطاف پذیر و دریچه ای که روی سقف متحرک آن تعبیه شده پر میشوند ولی تخلیه مخزن از پایین آن انجام میشود. طرز کار سایر قسمت های ایمنی و پایپینگ مخزن شبیه به مخازن با سقف ثابت میباشد. برنامه های تعمیر، نگهداری و اورهال مخزن باید طبق دستورالعمل آئین نامه های ایمنی تانکرهای نگهداری سوخت به دقت و در زمان دقیق خود انجام گیرد.
این مخازن اغلب به عنوان مخازن اتمسفریک ذخیره سازی مواد نفتی مورد استفاده قرار میگیرند. در مخازنی که سقف شناور داخلی دارند یک دریچه ورود و خروج هوا در سقف ثابت مخزن نصب میشود که حرکت سقف متحرک باعث ایجاد خلاء و یا فشار هوا نشود. منهول هایی که روی سقف نصب میشوند امکان بازدید و تعمیرات را برای اپراتور مخزن فراهم میکنند. دور تا دور سقف شناور با قسمت داخلی بدنه مخزن در تماس است و به طور دقیق و کامل آب بندی شده است. در مخازن بسیار بزرگ، سقف شناور با حداقل یک ستون داخلی مهار میشود.
بدنه اصلی سقف شناور کاملا به بدنه مخزن نمیچسبد بلکه فاصله ای دارد که آن فاصله را نوعی تیوپ (ترکیبی از فلز و لاستیک) پر میکنند. این کار برای لغزش بهتر و آب بندی سقف و بدنه مخزن است. این حرکت میتواند به کمک غلطک هایی نیز تسهیل شود ولی بهتر است از غلطک استفاده نشود زیرا میتواند باعث بروز حادثه شود.
