Magazynowanie gorących chemikaliów: obliczanie temperatury powierzchni i redukcja kosztów naprawy nawet o 30%

Opublikowane przez Markus Filian - 05 June, 2019

Tekst oryginalny dostępny na oficjalnym blogu Master Builders Solutions: https://blog.master-builders-solutions.basf.com/en/hot-stored-chemicals-temperature-calculation-tool

Przypadkowe rozlanie kawy z filiżanki, zdarzenie które często zdarza się w życiu codziennym, pokazuje dwie główne zasady dotyczące funkcjonalności zbiorników wtórnych: po pierwsze, gorący płyn musi być zamknięty; po drugie, ciecz zaczyna stygnąć natychmiast po tym, jak opuści pierwotną obudowę. Tak właśnie dzieje się z przechowywaniem gorących chemikaliów, co jest standardową sytuacją w każdej firmie chemicznej.  Odpowiedni system wtórnego zabezpieczenia jest niezbędny do radzenia sobie z możliwymi wyciekami i kontrolą kosztów remontu. Potencjalne oszczędności z tego tytułu wynosić mogą nawet 30%.

Obliczenie rzeczywistej temperatury oddziaływania w przypadku wycieku gorących chemikaliów jest niezbędne do zaprojektowania wtórnego rozwiązania zabezpieczającego, które będzie zarówno funkcjonalne, jak i opłacalne. Jak wyjaśniono w artykule Obliczanie temperatur powierzchni betonu dla barier wtórnych, aby tego dokonać BASF opracował specjalne narzędzie do takich obliczeń we współpracy z Uniwersytetem w Kaiserslautern. Sebastian Wiesner, Starszy Inżynier Budownictwa w centrum kompetencyjnym zajmującym się zbiornikami wtórnymi w BASF, przedstawia prawdziwy przykład pokazujący, jak wykorzystał narzędzie do obliczania temperatury do zaprojektowania funkcjonalnego, bezpiecznego i ekonomicznego rozwiązania naprawczego dla zakładu produkcyjnego. Szczegóły podano poniżej.

Podstawy:

Obecnie zbiornik wtórny jest konstrukcją żelbetową, która ma kilka wad (pęknięcia, uszkodzenia powierzchni itp.). Aby zachować funkcjonalność zbiornika, wymagany jest remont.

Patrz rysunek 1. Izometryczny rysunek zbiornika wtórnego


                        • Temperatura przechowywania w zbiorniku: 70°C
                        • W przypadku wycieku substancja chemiczna musi zostać zatrzymana w zbiorniku.
                        • Zbiorniki wtórne są zwykle wykonane z betonu o grubości 30 cm na ścianie i 70 cm na płycie podłoża. Ta masywna objętość betonu ma bardzo duży potencjał energetyczny i nagrzewa się w przypadku wycieku.
                        • Standardowe systemy powłok epoksydowych są dobrze zaprojektowane dla tego rodzaju renowacji.
                        • Temperatura zeszklenia standardowego systemu powłok epoksydowych wynosi około 60°C.
                        • W takim przypadku nie można potwierdzić wytrzymałości 70°C przez 72 godziny.

Optymalizacja:

Szczegółowe obliczenie rzeczywistej temperatury powierzchni lub ekspozycji potencjalnej powłoki z uwzględnieniem przepływu ciepła do konstrukcji betonowej.

Rezultat dla tego konkretnego przypadku:

Biorąc pod uwagę geometrię i rzeczywiste elementy konstrukcji z jednej strony, oraz indywidualną charakterystykę produktu z drugiej, wpływ na powłokę można było znacznie zmniejszyć.
Odpowiednią temperaturę, którą należy wziąć pod uwagę ze względu na odporność, można było obniżyć z 70°C do 52°C. W rezultacie możliwe było pokrycie zbiornika standardowym systemem epoksydowym MasterTop 1278 AS.  Rozwiązanie to umożliwiło redukcję kosztów o 30% w porównaniu do zastosowania kosztownego laminatu VE.

Ten przykład wyraźnie pokazuje, jak ważna jest ocena dokładnej temperatury wpływającej na powierzchnię zbiornika wtórnego w przypadku wycieku. Pozwala to na wybranie bezpiecznego i odpowiedniego rozwiązania, unikając zastosowania zbyt zaawansowanych, a tym samym dużo droższych rozwiązań