고정식 지붕형 탱크와 부유식 지붕형 탱크의 주요 차이점 설명

산업용 저장 탱크는 운영 안전, 배출 제어, 제품 품질 및 수명 주기 비용에 직접적인 영향을 미칩니다. 엔지니어링 구매 관리자, 정유 공장 계획 담당자 및 규제 담당자는 고정식 지붕 탱크와 부유식 지붕 탱크 중에서 선택해야 합니다. 잘못된 선택은 증기 손실 증가, 검사 빈도 증가 및 규제 위반으로 이어질 수 있습니다. 이 글에서는 사양 구매 및 조달 결정을 지원하기 위한 기술적 비교 정보를 제공합니다.

고정식 지붕형 물탱크란 무엇인가요?

고정식 지붕 탱크는 수직형 강철 저장 탱크 지붕이 영구적으로 부착된 탱크입니다. 디젤, 물, 화학물질 및 공정 중간액과 같은 휘발성이 낮은 액체를 저장하는 데 사용됩니다. 지붕은 움직이지 않으며 저장될 제품 위에 증기층을 형성합니다. 고정식 지붕 탱크는 배출물 관리가 거의 필요하지 않고 초기 투자 비용이 낮은 대기 저장에 적합합니다.

플로팅 루프 탱크란 무엇인가요?

부유식 지붕 탱크는 저장된 액체 표면에 떠 있는 데크를 사용합니다.

갑판은 수위 변화에 따라 오르내립니다. 또한 증기 공간을 최소화하여 증발로 인한 낭비를 최소화합니다. 탱크 테두리의 밀봉 시스템은 증기를 차단하고 고정식 지붕 탱크와 부유식 지붕 탱크 중에서 선택하는 데 도움을 줍니다.

고정식 지붕형 탱크와 부유식 지붕형 탱크의 주요 차이점 10가지

· 지붕 이동성 및 설계

• 고정식 지붕 탱크

고정식 지붕 탱크는 API 650 설계에 따라 탱크 본체에 견고한 지붕이 부착된 탱크입니다. 물을 채우거나 빼거나 열팽창이 일어나는 동안에도 지붕은 움직이지 않습니다. 이는 저장된 액체 위의 증기층이 일정하게 유지되는 설계 방식입니다. 증기 제어는 벤트, 압력 진공 밸브 및 외부 배출 시스템에 의존합니다.

• 부유식 지붕 탱크

부유식 지붕 탱크는 액체 표면에 직접 설치되는 부유식 지붕을 가지고 있습니다. 이 시설은 탱크 작업이 있을 때마다 제품 수준의 변화에 대응하기 위해 사용되는 이동식 지붕으로 구성되어 있습니다. 이러한 동작은 탱크 내부에 증기 공간이 형성되는 것을 줄여줍니다. 밀봉 시스템은 림 방출을 조절하고 대기 저장 조건에서 증발로 인한 손실을 최소화합니다.

· 증기 공간 및 배출 제어

• 고정식 지붕 탱크

고정식 지붕 탱크는 저장된 액체를 위쪽의 증기 공간과 항상 접촉된 상태로 유지합니다. 이 증기 공간은 온도와 액체 흐름의 변화에 따라 확대되거나 축소됩니다. 숨을 들이쉬고 내쉬는 과정은 배출을 통해 벤트(배출구)를 열어줍니다. 휘발성 유기 화합물의 배출을 제어하기 위해서는 추가적인 증기 회수 장비를 사용할 필요가 있다.

• 부유식 지붕 탱크

부유식 지붕 탱크 r액체 표면에 지붕을 설치하여 증기 공간을 제거합니다. 이러한 설계는 정상적인 사용 중 탱크 내부에 증기가 축적되는 것을 방지하는 데 도움이 됩니다. 증발 손실은 저장과 이송 과정 사이에 발생할 수 있으며, 이러한 과정을 통해 손실량이 크게 줄어듭니다. 1차 및 2차 밀봉 시스템은 EPA 및 API 지침에 따른 규제 배출 한도를 충족하도록 설계되었습니다.

· 유지 관리 요구 사항

• 고정식 지붕 탱크

고정식 지붕 탱크 기계적 형태가 덜 복잡하고 움직이는 부품이 더 적습니다. 유지보수의 목적은 지붕판 용접부의 건전성 점검, 부식 검사 및 환기 시스템 점검을 포함합니다. 증기 제어 장비는 테스트 및 교정이 필요합니다. 내부 검사 API 653 접근이 원활하기 때문에 장기간에 걸쳐 발생합니다.

• 부유식 지붕 탱크

부유식 지붕 탱크는 지붕 구조와 밀봉 시스템도 움직이기 때문에 유지 관리가 어렵습니다. 1차 및 2차 씰은 사용 빈도에 따라 5~10년마다 정기적으로 점검 및 조정해야 합니다. 지붕 부유체, 배수구 및 안내 기둥에 대해서는 지속적인 모니터링이 필요합니다. 기계적 마모는 유지 보수 비용이 많이 들 뿐만 아니라 고정식 지붕 탱크에 비해 더 자주 점검해야 합니다.

· 배출량 및 환경 영향

• 고정식 지붕 탱크

고정식 지붕 탱크는 저장된 액체 위에 증기 공간이 지속적으로 존재하기 때문에 증발로 인한 배출량이 더 많습니다. 기압 변화와 열역학적 팽창에 따른 호흡 손실은 통풍구로 인해 발생합니다. 적재 및 비우기 작업으로 인해 작업 손실이 크게 증가합니다. 일반적으로 규정 준수를 위해서는 증기 회수 장치 또는 밀폐형 환기 시스템이 필요합니다. 휘발성 유기 화합물이나 경질 탄화수소를 저장할수록 환경에 미치는 영향은 커집니다.

• 부유식 지붕 탱크

부유식 지붕 탱크는 내부 증기 공간이 제거되므로 배출량을 줄이는 데 가장 효과적인 방식 중 하나입니다. 지붕의 윗부분이 액체 표면과 직접 접촉하여 증기 발생을 억제합니다. 배출원1은 여전히 림 씰과 데크 피팅으로 제한됩니다. 잘 설계된 밀봉 시스템은 휘발성 유기 화합물 배출량을 크게 줄여줍니다.

· 안전 고려 사항

• 고정식 지붕 탱크

고정식 지붕 탱크는 가연성 탄화수소 혼합물을 저장할 수 있는 영구적인 증기 공간을 남깁니다. 충전 또는 열팽창 과정에서 증기 농도가 하한 폭발 한계에 근접하거나 초과할 수 있으며, 이는 제품에 따라 일반적으로 부피 기준으로 1~10% 사이입니다. 과압이나 진공 상태가 되면 지붕이 손상될 가능성이 높아집니다.

• 부유식 지붕 탱크

부유식 지붕 탱크는 정상 작동 상태에서 탱크 내부에 증기 공간이 없기 때문에 안전성을 향상시키는 데 도움이 됩니다. 지붕과 직접 접촉하는 액체는 외피 내부에서 증기가 생성되는 것을 억제합니다. 또한 고정식 지붕 설계에 비해 폭발 위험이 감소합니다. 주요 안전 문제로는 테두리 밀봉 화재, 지붕 기울어짐, 배수구 고장 등이 있습니다. 폰툰, 가이드 및 씰의 기계적 무결성은 매우 중요합니다. 적절한 점검과 지붕 배수 시스템을 통해 안정적이고 안전한 작동이 보장됩니다.

· 환기 및 압력 관리

• 고정식 지붕 탱크

고정식 지붕 탱크는 일반적인 저장 과정 중 발생하는 내부 압력 변화를 처리할 수 있는 능동 환기 장치가 필요합니다. 충전 및 열팽창 과정에서 증기 공간의 압력이 증가합니다. 압력 진공 밸브는 일반적으로 ±2.5mbar ~ ±15mbar 범위에서 사용됩니다. 환기구가 작을수록 지붕의 변형 및 외피 응력 위험이 커집니다. 잦은 압력 변화로 인해 호흡 손실이 크게 발생합니다. 환기 시스템 설계는 배출물의 안전성과 구조적 안정성에 직접적인 영향을 미칩니다.

• 부유식 지붕 탱크

부유식 지붕 탱크는 대기압에 가까운 압력에서 작동하며 최소한의 환기만 필요합니다.  시스템이 정상적으로 작동할 때 압력은 대기압과 거의 같습니다. 환기량은 고정식 지붕 탱크보다 적습니다. 비상 환기구가 처리하는 비정상적인 상황에는 테두리 밀봉 불량이나 지붕 착륙 불량 등이 포함됩니다. 압력 부하는 증기량이 아닌 지붕의 기계 부품으로 배출됩니다.

· 제품 품질 및 오염 위험

• 고정식 지붕 탱크

지붕이 고정된 탱크는 호흡 주기 동안 산소 유입을 허용합니다. 용존산소량은 리터당 6밀리그램을 넘는 경우가 흔합니다. 0.1% 이상 첨가되는 자유수는 지붕 결로에 의해 유입됩니다. 산화는 질소 블랭킷 없이 폴리머 생성 속도와 연료 분해 속도를 향상시킵니다.

• 부유식 지붕 탱크

부유식 지붕 탱크는 증기층이 없어 저장된 액체로의 산소 확산을 제한합니다. 용존산소는 일반적으로 리터당 최소 2밀리그램으로 유지됩니다. 습기 응결이 줄어듭니다. 산화 속도가 감소합니다. 밀봉 효율은 잔류 오염을 조절하고 제품의 장기적인 안정성을 유지합니다.

· 규모 및 운영 적합성

• 고정식 지붕 탱크

일반적으로 6만 세제곱미터 미만의 소형에서 중형 저장 용량은 고정식 지붕 탱크와 기술적으로 유사합니다. 이 제품들은 실제 증기압이 14kPa 미만인 액체에서 효과적으로 작동합니다. 직경이 커지면 통풍 손실, 지붕판 응력 및 환기구 크기 요구 사항이 증가합니다. 이러한 탱크는 지붕의 기계적 제약 없이 자주 채우고 비울 수 있도록 해줍니다. 이 시설의 운영 적합성은 배출물에 대한 민감도가 중간 정도이고 배치 유연성이 필요한 유틸리티, 화학 물질, 디젤 및 중간 제품 분야에 집중되어 있습니다.

• 부유식 지붕 탱크

부유식 지붕 탱크는 일반적으로 60,000 세제곱미터 이상의 대형 직경 및 대용량 저장 탱크로 제작됩니다. 그들은 원유, 휘발유, 나프타와 같이 증기압이 높은 액체를 다룹니다. 연속 처리 작업 중 지붕의 이동성은 대규모 변동을 보입니다. 증기 공간을 제거하면 방출을 제어하는 데 있어 넓은 표면적이 확보됩니다.

· 일반적인 적용 사례

• 고정식 지붕 탱크

증기압이 14kPa 미만인 낮은 액체는 지붕이 닫힌 탱크에 저장됩니다. 일반적인 예로는 공정 중간재와 물-디젤 혼합 연료 화학물질이 있습니다. 유틸리티 서비스 및 빈번한 배치 작업은 고정형 지붕 설계로 지원됩니다. 이러한 용도는 배출가스 제어 요구 사항 측면에서 중간 정도입니다.

• 부유식 지붕 탱크

원유, 휘발유, 나프타와 같이 증기압이 14kPa 이상인 고증기압 액체는 부유식 지붕 탱크에 저장됩니다. 일반적으로 정유소, 터미널 및 대규모 연료 저장 시설에서 사용됩니다. 증발로 인한 손실은 가동식 지붕을 통해 조절됩니다. 이 탱크들은 배출량을 크게 줄이고 환경 규정을 준수합니다.

· 비용 및 복잡성

• 고정식 지붕 탱크

고정식 지붕형 물탱크는 일반 지붕판과 기존 환기 시스템으로 구성됩니다. 일반적인 초기 투자 비용은 부유식 지붕형 수조보다 20~30% 낮습니다. 설계 계산은 풍압 및 풍양력의 정적 하중 한계에 집중되어 있으며, 이 한계는 +/-15밀리바로 추정되었습니다. 복잡한 엔지니어링은 과소평가됩니다.

• 부유식 지붕 탱크

부유식 지붕 탱크는 움직일 수 있는 1차 및 2차 밀봉 장치, 안내 기둥 및 데크를 갖추고 있습니다. 씰의 종류와 직경에 따라 초기 투자 비용은 20~40% 증가합니다. 설계에는 부력, 안정성, 테두리 밀봉 효율 및 지붕 침하 방지 계산이 포함됩니다. 공학적 복잡성은 여전히 높습니다.

매개변수	고정식 지붕 탱크	플로팅 루프 탱크
지붕 이동성 및 설계	지붕은 외피에 영구적으로 부착되어 있습니다.	움직이는 지붕이 액체 표면에 떠 있습니다
증기 공간	영구적인 증기 공간이 존재합니다	작동 중에 증기 공간이 제거됩니다.
배출 제어	환기구, PVRV 및 증기 회수 장치에 의존합니다.	1차 및 2차 씰에 의해 제어됨
증발 손실	높은 호흡 손실 및 작업 손실	증발 손실이 크게 감소했습니다.
유지	낮은 복잡성, 더 적은 움직이는 부품	지붕 배수구 및 가이드 밀봉재의 유지 보수 비용 증가
환경 영향	제어 장치 없이 VOC 배출량 증가	낮은 VOC 배출량은 규정을 준수합니다.
안전 위험	증기 공간 가득 참, 화재 및 폭발 위험	폭발 위험 감소, 림 씰, 화재 우세
환기 요구 사항	능동 환기 ±2.5 ~ ±15 mbar	대기압에 가까운 최소한의 환기
제품 품질	산소 및 수분 오염 위험 증가	품질 유지력 향상, 산화 감소
일반적인 적용 사례	저증기압 액체, 유틸리티, 화학 물질	휘발성 탄화수소, 원유, 나프타
비용 및 복잡성	자본 지출 감소, 엔지니어링 간소화	20~40% 더 높은 CAPEX, 더 높은 설계 복잡성

고정식 지붕형 수조 vs. 부유식 지붕형 수조 – 어떤 것을 선택해야 할까요?

 고정식 지붕형 탱크와 부유식 지붕형 탱크 중 어떤 것을 선택할지는 다음 요인에 따라 결정됩니다. 제품 증기압, 저장 용량 및 배출 한도. 고정식 지붕 탱크는 압력이 14킬로파스칼 미만이고 저장 용량이 작은 액체에 사용됩니다. 그들은 환기 제어와 질소 포집이 허용되는 지역에서 작업합니다. 부유식 지붕 탱크는 휘발성 탄화수소의 경우, 특히 직경이 크고 엄격한 규제가 적용되는 경우에 적합합니다.

 이러한 조치는 증발 손실을 최소화하고 화재 규모를 줄여줍니다. 엔지니어링 방식을 선택할 때는 API 표준, 처리 빈도, 유지 보수 능력 및 환경 규제 준수 목표를 고려해야 합니다.

자주 묻는 질문

내부 부유식 지붕 탱크가 외부 부유식 지붕 탱크보다 더 안전한가요?

내부 부유식 지붕 탱크는 날씨의 영향을 차단하고 테두리 밀봉재의 손상을 줄입니다. 이러한 시스템은 악천후 조건에서 화재 위험을 외부 부유식 지붕 수준으로 줄여줍니다.

부유식 지붕형 수조에는 보조 장비가 필요한가요?

예. 부유식 지붕형 탱크는 안전하고 안정적인 작동을 위해 밀폐 시스템, 지붕 배수구, 비상 환기구를 안내하는 기둥 및 안내 기둥이 필요합니다.

고정식 지붕형 탱크는 증기 배출량을 최소화하도록 설계할 수 있을까요?

예. 고정식 지붕 탱크는 압력 진공 밸브, 질소 블랭킷, 증기 회수 장치를 사용하여 공급되며, 이러한 장치들은 배출물을 관리합니다.

고정식 지붕형 탱크와 부유식 지붕형 탱크의 증발 손실은 어떻게 비교되나요?

휘발성 제품의 경우, 부유식 지붕 탱크는 고정식 지붕 탱크에 비해 증발 손실을 최대 90%까지 최소화합니다.

대용량 저장에는 부유식 지붕 탱크가 더 나은 선택일까요?

예. 직경이 큰 경우, 증기 손실이 매우 커지는 고정식 지붕 설계에 비해 부유식 지붕 탱크가 더 우수합니다.

탱크 크기는 지붕 유형 선택에 어떤 영향을 미치나요?

휘발성 액체를 저장하는 대형 탱크에는 부유식 지붕이 선호됩니다. 고정식 지붕은 증기압이 낮은 저압 제품을 운반하는 소형 탱크에 적합합니다.

부유식 지붕이 보행로나 장비를 지탱할 수 있나요?

예. 제대로 설계하면 부유식 지붕은 가벼운 통로, 계측기 및 소방 장비를 수용할 수 있습니다.

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