Các loại bồn chứa nước: Bồn inox, bồn chịu áp, phòng cháy chữa cháy & Giá cả

Các loại Bể chứa nước : Một so sánh thực tế

Bể chứa nước được phân loại theo vật liệu, cấu hình kết cấu, định mức áp suất và ứng dụng. Hiểu được sự khác biệt giữa các loại bể giúp ngăn ngừa các lỗi thông số kỹ thuật tốn kém và đảm bảo bể được chọn phù hợp với cả yêu cầu về hiệu suất và môi trường pháp lý của quá trình lắp đặt.

Theo chất liệu

Bể thép không gỉ (cấp 304 và 316) là lựa chọn cao cấp cho nước uống, ứng dụng cấp thực phẩm và bất kỳ công trình lắp đặt nào yêu cầu tuổi thọ lâu dài mà không cần bảo trì lớp lót hoặc lớp phủ bên trong. Bề mặt oxit crom thụ động chống lại sự ăn mòn mà không cần xử lý bổ sung, khiến bể chứa không gỉ trở thành lựa chọn bảo trì thấp nhất trong thời gian sử dụng 30–50 năm.

Bể chứa Polyethylene (HDPE hoặc LLDPE) chiếm lĩnh thị trường nhà ở và nông nghiệp giá rẻ. Chúng nhẹ, rẻ tiền và có sẵn trên kệ với nhiều kích cỡ khác nhau. Hạn chế của chúng là sự suy giảm tia cực tím theo thời gian (gây ra hiện tượng giòn và đổi màu), độ nhạy nhiệt độ (bể HDPE mềm ra trên 60 ° C) và tuổi thọ sử dụng là 10–15 năm khi lắp đặt ngoài trời trước khi cần thay thế.

Bể GRP (nhựa gia cố bằng thủy tinh/sợi thủy tinh) đưa ra mức trung bình - tuổi thọ dài hơn polyetylen và chi phí thấp hơn thép không gỉ. Bề mặt bên trong lớp phủ gel của chúng có thể bị phân hủy và giải phóng các hạt vào nước được lưu trữ theo thời gian, đòi hỏi phải kiểm tra định kỳ và sơn lại trong dịch vụ cung cấp nước uống được.

Bể thép cacbon , tấm được bắt vít tại nhà máy hoặc được hàn bằng lớp lót epoxy, là tiêu chuẩn cho việc lưu trữ nước công nghiệp không uống được với khối lượng lớn, nơi mà kinh tế khối lượng ưu tiên thép hơn thép không gỉ nhưng nhựa hoặc GRP sẽ không đủ về mặt cấu trúc ở quy mô lớn.

Theo cấu hình

Ngoài vật liệu, cấu hình bồn chứa còn xác định cách lắp đặt bồn chứa và vị trí lắp đặt của bồn chứa trong hệ thống thủy lực. Bể khí quyển (mở hoặc thông hơi) trữ nước ở áp suất xung quanh và dựa vào trọng lực hoặc bơm tăng áp để cung cấp áp suất. Bình áp lực — được che chắn riêng bên dưới — lưu trữ nước dưới áp suất cao để duy trì áp suất hệ thống mà không cần vận hành máy bơm liên tục. Bể tăng cao sử dụng đầu trọng lực từ độ cao lắp đặt của chúng để tạo ra áp lực cung cấp. Bể ngầm là các bể chứa được chôn dưới đất được sử dụng ở những nơi không có không gian bề mặt, thường được xây dựng từ bê tông cốt thép, GRP hoặc polyetylen.

Bình tăng áp lực nước bằng thép không gỉ: Cách chúng hoạt động và thời điểm sử dụng chúng

Bể áp lực nước không gỉ - còn được gọi là bình áp lực, bể thủy lực hoặc bể giãn nở tùy theo ứng dụng - hoạt động về cơ bản khác với bể chứa khí quyển. Thay vì chỉ giữ một lượng nước ở áp suất xung quanh, bình áp lực duy trì đệm khí được nạp sẵn để lưu trữ năng lượng tiềm năng và sử dụng nó để duy trì áp suất nước trong hệ thống phân phối mà không yêu cầu máy bơm chạy liên tục.

Nguyên tắc hoạt động

Trong bình áp suất bằng thép không gỉ dạng bong bóng, một bong bóng cao su linh hoạt sẽ tách nước ra khỏi buồng khí được nạp trước. Khi máy bơm đổ đầy bình, nước đi vào bàng quang, nén khí nạp và tăng áp suất hệ thống. Khi vòi mở, khí nén sẽ đẩy nước ra khỏi bàng quang mà máy bơm không chạy, cho đến khi áp suất giảm xuống điểm đặt giới hạn và máy bơm hoạt động trở lại. Sự sắp xếp này giảm tần số chu kỳ bơm xuống 80–90% so với hệ thống không có bình áp suất, kéo dài đáng kể tuổi thọ của máy bơm bằng cách giảm số lần khởi động động cơ mỗi giờ — sự kiện vận hành gây tổn hại lớn nhất đối với động cơ máy bơm và phốt cơ khí.

Bình áp lực không gỉ kiểu màng ngăn sử dụng màng ngăn cao su cố định được hàn xuyên qua bên trong bể thay vì bàng quang có thể thay thế được. Bể màng thường được sử dụng cho các bình chịu áp lực nhỏ hơn (dưới 100 lít) trong các ứng dụng hệ thống tăng áp và sưởi ấm dân dụng.

Tại sao thép không gỉ cho bồn áp lực

Bể áp lực phải chịu tải cơ học theo chu kỳ - mỗi lần khởi động máy bơm sẽ tạo áp lực cho bể, mỗi lần hạ áp sẽ làm giảm áp suất. Trong suốt thời gian sử dụng của bồn chứa trong tòa nhà thương mại hoặc cơ sở công nghiệp sầm uất, điều này có nghĩa là phải trải qua hàng chục nghìn chu kỳ áp suất. Sự kết hợp của thép không gỉ giữa độ bền kéo cao, khả năng chống ăn mòn và chống mỏi làm cho nó trở thành vật liệu được lựa chọn cho các bể chịu áp lực trong dịch vụ nước uống, hệ thống nước dược phẩm, chế biến thực phẩm và bất kỳ ứng dụng nào mà tính nhạy cảm của thép carbon đối với sự ăn mòn bên trong không thể được quản lý chỉ bằng lớp phủ dưới áp suất tuần hoàn.

Bể áp suất không gỉ cho các ứng dụng cấp nước được định mức áp suất từ ​​mức thấp tới 6 bar (87 psi) cho mục đích dân dụng và thương mại nhẹ lên đến 16 bar (232 psi) cho các trạm tăng áp công nghiệp và nguồn cung cấp cho tòa nhà cao tầng. Tất cả các bình chịu áp lực trên ngưỡng thể tích-áp suất nhất định phải được thiết kế và chứng nhận theo ASME Phần VIII, PED (Chỉ thị về Thiết bị Áp suất Châu Âu) hoặc các tiêu chuẩn quốc gia tương đương - một yêu cầu không phụ thuộc vào việc lựa chọn vật liệu.

Kích thước bể áp lực nước không gỉ

Kích thước bể áp lực được xác định bởi thể tích giảm cần thiết từ lúc khởi động máy bơm đến khi máy bơm bắt đầu hoạt động - không phải theo tổng thể tích chứa nước. Thể tích xả phải đủ lớn để cung cấp các sự kiện nhu cầu điển hình (xả bồn cầu, xả vòi sen ngắn) mà không kích hoạt máy bơm khởi động. Đối với các ứng dụng dân dụng, bể chứa 20–40 lít có thể rút xuống là tiêu chuẩn với hầu hết các bộ máy bơm có tốc độ thay đổi hiện đại. Hệ thống bơm tốc độ cố định với công tắc áp suất thông thường yêu cầu bình chứa lớn hơn - thường là 80–200 lít cho ngôi nhà 4 phòng ngủ - để ngăn chặn việc đạp xe trong thời gian ngắn. Giảm kích thước bình áp lực là lỗi lắp đặt phổ biến nhất; nó dẫn đến việc bơm quay vòng nhanh, quá nóng và hỏng máy bơm sớm trong vòng 2–5 năm kể từ khi lắp đặt.

Bể chứa nước phòng cháy chữa cháy: Yêu cầu và thiết kế

Bể chứa nước để phòng cháy chữa cháy có chức năng cơ bản khác với bể cung cấp nước sinh hoạt hoặc xử lý. Chúng là các bộ phận an toàn tính mạng cần thiết để cung cấp lưu lượng và tốc độ dòng xác định trong khoảng thời gian xác định trong các điều kiện khẩn cấp — và thiết kế, lắp đặt và bảo trì của chúng được điều chỉnh bởi các quy tắc có hiệu lực pháp lý bất kể sở thích của chủ sở hữu tòa nhà là gì.

Tiêu chuẩn quản trị

Tại Hoa Kỳ, bể chứa nước phòng cháy chữa cháy được quản lý chủ yếu bởi NFPA 22 (Tiêu chuẩn cho bồn chứa nước phòng cháy chữa cháy tư nhân) . NFPA 22 xác định các yêu cầu xây dựng, phương pháp xác định công suất, yêu cầu lắp đặt (bao gồm bảo vệ chống đóng băng), lịch kiểm tra và thiết kế các phụ kiện của bể (van nạp, kết nối nạp khẩn cấp, van xả và hệ thống sưởi). Cần phải có sự phê duyệt của Chính quyền địa phương có thẩm quyền (AHJ) bên cạnh việc tuân thủ NFPA ở hầu hết các khu vực pháp lý.

Các tiêu chuẩn quốc tế tương đương bao gồm EN 12845 (tiêu chuẩn Châu Âu cho hệ thống chữa cháy cố định), AS 2304 (bể chứa nước của Úc/New Zealand để phòng cháy) và các quy chuẩn quốc gia tương đương ở các thị trường khác. Các tiêu chuẩn này khác nhau về chi tiết nhưng có chung yêu cầu cơ bản là bể chữa cháy phải có một thể tích dự trữ chuyên dụng mà bất kỳ kết nối phi dịch vụ chữa cháy nào không thể rút ra được.

Xác định khối lượng

Thể tích bể chữa cháy được tính từ nhu cầu thủy lực của hệ thống phun nước hoặc hệ thống vòi chữa cháy mà nó phục vụ nhân với thời gian cung cấp cần thiết. Hệ thống phun nước nguy hiểm nhẹ cho một tòa nhà thương mại nhỏ có thể cần 30 phút cung cấp ở tốc độ 150 gpm - tạo ra thể tích bể tối thiểu là 4.500 gallon (17.000 lít). Một hệ thống nguy hiểm thông thường dành cho một nhà kho có nhu cầu thiết kế là 500 gpm và thời gian 60 phút cần có nguồn dự trữ chuyên dụng 30.000 gallon (114.000 lít). Kỹ sư đã tính toán các yêu cầu này từ các tính toán thủy lực cho hệ thống chữa cháy và kích thước bể chứa để đáp ứng thể tích tính toán đó với giới hạn được quy định theo tiêu chuẩn hiện hành.

Vật liệu bồn chứa phòng cháy chữa cháy

NFPA 22 cho phép các bể phòng cháy được chế tạo từ thép (hàn hoặc bắt vít), bê tông cốt thép, gỗ (đối với các hệ thống lắp đặt hiện có) và vật liệu composite đáp ứng các yêu cầu về kết cấu của tiêu chuẩn. Thép không gỉ và thép cacbon phủ là những vật liệu được chỉ định phổ biến nhất cho việc lắp đặt mới ở hầu hết các thị trường. Thép không gỉ được ưu tiên sử dụng khi bên trong bể sẽ được sử dụng để lưu trữ cho mục đích kép (dự trữ lửa và cung cấp cho sinh hoạt) vì nó tránh được những lo ngại về chất lượng nước liên quan đến lớp lót bằng thép carbon và nơi bể được đặt trong môi trường ăn mòn như khu công nghiệp ven biển. Bể thép bắt vít được phủ tại nhà máy (thép hợp nhất bằng thủy tinh hoặc phủ epoxy) được sử dụng rộng rãi cho các bể chữa cháy thể tích lớn trên 50.000 gallon trong đó thép không gỉ hàn sẽ có chi phí rất cao.

Bể chứa nước lớn để làm gì - và ai sử dụng chúng

Bể chứa nước lớn - cấu trúc thép hình trụ xác định đường chân trời của các cơ sở công nghiệp, đô thị và cơ sở thương mại - phục vụ một loạt chức năng mà không phải lúc nào cũng rõ ràng đối với những người không quen với cơ sở hạ tầng nước. Hiểu được công dụng của những chiếc xe tăng lớn sẽ làm rõ lý do tại sao chúng có kích thước như hiện tại và tại sao cần có một số thông số kỹ thuật về vật liệu và cấu hình nhất định.

Cân bằng cấp nước thành phố

Tháp nước thành phố và bể nước sạch trên mặt đất cân bằng sự khác biệt giữa tốc độ sản xuất ổn định của nhà máy xử lý và nhu cầu rất khác nhau hàng giờ của người dân mà nó phục vụ. Nhu cầu nước đạt đỉnh điểm vào buổi sáng và buổi tối gấp 2–4 lần mức trung bình hàng ngày; nếu không có nơi lưu trữ, nhà máy xử lý và máy bơm phân phối sẽ cần phải có kích thước phù hợp với nhu cầu cao điểm thay vì nhu cầu trung bình - bội số chi phí vốn gấp 2–4 lần so với thiết kế dựa trên lưu trữ. Tháp nước cũng duy trì áp suất hệ thống một cách thụ động: độ cao của nước được lưu trữ tạo ra cột nước thủy lực cung cấp nước cho các gia đình và doanh nghiệp mà không cần bơm liên tục trong thời gian có nhu cầu bình thường.

Bộ đệm quy trình công nghiệp và nguồn cung cấp khẩn cấp

Các cơ sở sản xuất, nhà máy điện và trung tâm dữ liệu duy trì lượng nước dự trữ lớn tại chỗ vì hai lý do riêng biệt: tính liên tục của quy trình (tháp giải nhiệt hoặc hệ thống làm lạnh hết nước bổ sung có thể ngừng hoạt động sản xuất trong vài phút) và công suất khẩn cấp (hệ thống chữa cháy, hệ thống làm mát khẩn cấp và lũ lụt yêu cầu khối lượng mà kết nối nguồn cung cấp của thành phố không thể cung cấp ở tốc độ dòng chảy tức thời cần thiết). Bể chứa nước công nghiệp thuộc loại này thường có dung tích từ 50.000 đến 2.000.000 gallon , được giữ trong các thùng chứa bằng thép hàn hoặc thép bắt vít ở trên mặt đất.

Dự trữ thủy lợi nông nghiệp

Các hoạt động nông nghiệp quy mô lớn dự trữ nước trong thời gian dư thừa - lượng mưa mùa đông, thời gian phân bổ nước tưới ngoài giờ cao điểm hoặc lũ lụt - để sử dụng trong thời kỳ nhu cầu cao điểm khi lượng nước mặt có sẵn hoặc giới hạn phân bổ sẽ hạn chế việc tưới tiêu. Các bể chứa trong ứng dụng này có dung tích từ 10.000 đến 500.000 gallon và thường được xây dựng từ thép tôn mạ kẽm với lớp lót hoặc từ hệ thống bảng không gỉ bắt vít, nơi việc duy trì chất lượng nước rất quan trọng đối với các hệ thống tưới nhỏ giọt nhạy cảm với ô nhiễm.

Bồn chứa nước bằng thép 10.000 gallon: Giá cả và yếu tố thúc đẩy chi phí

Bể chứa nước bằng thép 10.000 gallon (khoảng 38.000 lít) là kích thước phổ biến để dự trữ phòng cháy chữa cháy thương mại, kho chứa nông nghiệp và bể đệm quy trình công nghiệp. Nó đủ lớn để yêu cầu lắp đặt chuyên nghiệp nhưng đủ nhỏ để trở thành một bộ phận hàn nguyên khối thay vì một cấu trúc được lắp ráp tại hiện trường. Hiểu được yếu tố thúc đẩy giá ở quy mô này giúp người mua đánh giá báo giá và tránh so sánh các thông số kỹ thuật không tương đương.

Phạm vi giá theo vật liệu và cấu hình

Giá tham khảo cho bồn chứa nước bằng thép 10.000 gallon (chỉ bồn chứa, không bao gồm móng, lắp đặt và phụ kiện) theo điều kiện thị trường hiện tại:

Các yếu tố làm thay đổi giá

Giá thép là biến số lớn nhất trong việc định giá bồn không gỉ - giá thép cuộn không gỉ 304 dao động từ 1.800 USD đến 3.500 USD/tấn trong 5 năm qua và sự biến động này ảnh hưởng trực tiếp đến giá bồn thành phẩm. Báo giá nhận được trong một quý có thể khác với báo giá nhận được sáu tháng sau đó từ 15–25% vì những lý do hoàn toàn nằm ngoài tầm kiểm soát của nhà chế tạo. Việc khóa giá bằng đơn đặt hàng là điều nên làm đối với các dự án vốn lớn cần có sự chắc chắn về ngân sách.

Ngoài chi phí vật liệu, các yếu tố chính làm tăng giá bồn ở quy mô 10.000 gallon là: Chứng nhận ASME hoặc NSF (thêm chi phí thử nghiệm, tài liệu và kiểm tra của bên thứ ba); thông số kỹ thuật của gói phụ kiện (chỉ báo mức, cửa truy cập, lỗ thông hơi, cụm tràn, cổng mẫu và bộ phận làm nóng thêm 2.000–8.000 USD vào giá bình cơ sở tùy theo phạm vi); yêu cầu về độ hoàn thiện bề mặt (lớp hoàn thiện theo tiêu chuẩn nhà máy 2B là tiêu chuẩn; lớp hoàn thiện được chải hoặc đánh bóng bằng điện số 4 dành cho dịch vụ thực phẩm hoặc dược phẩm làm tăng thêm 10–20% chi phí chế tạo); và giao hàng nhanh, có mức phí bảo hiểm là 15–30% trong thời gian giao hàng tiêu chuẩn là 8–16 tuần đối với các bồn chứa không gỉ hàn ở kích thước này.