كيفية حساب سعة خزان تخزين البيتومين لمحطة خلط الأسفلت

إن اختيار السعة المناسبة لخزان تخزين البيتومين لا يقتصر على اختيار أكبر خزان متوفر فحسب، بل يجب أن يتناسب نظام التخزين مع معدل الإنتاج الفعلي لمحطة خلط الأسفلت، واستهلاك البيتومين اليومي، وتواتر الإمداد، وقدرة التسخين، وجدول التشغيل.

إذا كان الخزان صغيرًا جدًا، فقد يتوقف مصنع الأسفلت أثناء انتظار وصول شحنات جديدة من البيتومين أو أثناء استمرار انصهار البيتومين الصلب. أما إذا كان الخزان كبيرًا جدًا، فقد يتكبد المشروع تكاليف إضافية للمعدات والعزل والأساسات وقدرة التدفئة والحفاظ على درجة الحرارة على المدى الطويل، أكثر من اللازم.

يشرح هذا الدليل كيفية حساب سعة خزان تخزين البيتومين لمحطة خلط الأسفلت وكيفية تحويل الحساب إلى تكوين عملي للخزان.

لماذا يجب أن تتناسب سعة خزانات البيتومين مع إنتاج مصنع الأسفلت

يستهلك مصنع خلط الأسفلت مادة البيتومين باستمرار أثناء عملية الإنتاج. ولذلك، تعتمد سعة التخزين المطلوبة بشكل أساسي على كمية الأسفلت التي ينتجها المصنع وكمية البيتومين الموجودة في كل طن من خليط الأسفلت.

مع ذلك، لا تكفي الطاقة الإنتاجية الاسمية للمصنع وحدها. فنادراً ما يعمل مصنعٌ مصممٌ لإنتاج 160 طناً في الساعة بكامل طاقته الإنتاجية في كل ساعة مُجدولة. إذ تؤثر عواملٌ عديدة، منها تغذية المواد، ورطوبة الركام، وتغييرات الخلطة، وتوافر الشاحنات، والصيانة، وانقطاعات الإنتاج، على معدل التشغيل الفعلي.

لذا، ينبغي أن تأخذ الحسابات الموثوقة في الاعتبار ما يلي:

• إنتاج مصنع الأسفلت المصنف
• معدل الاستخدام الفعلي للنبات
• محتوى البيتومين في خليط الأسفلت
• ساعات العمل اليومية
• أيام التخزين المطلوبة
• موثوقية التوريد والتسليم
• احتياطي الأمان
• أقصى حجم خزان قابل للاستخدام
• عدد درجات البيتومين المستخدمة

الخطوة 1: حساب استهلاك البيتومين بالساعة

تتمثل الخطوة الأولى في حساب كمية البيتومين التي يستهلكها مصنع الأسفلت خلال ساعة واحدة من الإنتاج.

صيغة:

معدل استهلاك البيتومين بالساعة = إنتاج مصنع الأسفلت × محتوى البيتومين

على سبيل المثال، افترض أن مصنع الأسفلت لديه إنتاج مصنف يبلغ 160 طنًا في الساعة وأن خليط الأسفلت يحتوي على 5% من البيتومين.

160 طن/ساعة × 5% = 8 أطنان من البيتومين في الساعة

إذا عمل المصنع باستمرار بكامل طاقته، فسوف يستهلك ما يقرب من 8 أطنان من البيتومين كل ساعة.

يجب أن تُستمد النسبة الفعلية للبيتومين دائمًا من تصميم الخلطة الإسفلتية المعتمدة. قد تستخدم طبقات التآكل، وطبقات الأساس، وخلطات الإسفلت الحجري، وخلطات الإسفلت المعدلة نسبًا مختلفة من المادة الرابطة.

الخطوة الثانية: التعديل وفقًا للاستخدام الفعلي للمصنع

قد يؤدي استخدام الإنتاج المُصنّف للمصنع دون تعديل إلى المبالغة في تقدير الطلب اليومي. يوفر عامل الاستخدام تقديرًا أكثر واقعية للإنتاج الفعلي.

صيغة:

إنتاج الأسفلت الفعلي بالساعة = الإنتاج المقدر × عامل الاستخدام

لنفترض أن المصنع الذي تبلغ طاقته الإنتاجية 160 طن/ساعة يعمل بمعدل استخدام متوسط قدره 80%.

160 طن/ساعة × 80% = 128 طن/ساعة متوسط الإنتاج الفعلي

متوسط استهلاك البيتومين المقابل هو:

128 طن/ساعة × 5% = 6.4 طن من البيتومين في الساعة

لإجراء الحسابات الأولية، يمكن للمقاولين استخدام عامل استخدام تقديري بناءً على مشاريع سابقة. أما لاختيار المعدات النهائية، فإن سجلات الإنتاج الفعلية أو الجدول الزمني المتوقع لمشغل المصنع تُعدّ أكثر موثوقية.

الخطوة 3: حساب الطلب اليومي على البيتومين

يعتمد استهلاك البيتومين اليومي على متوسط الاستهلاك الساعي وعدد ساعات التشغيل الإنتاجية.

صيغة:

الطلب اليومي على البيتومين = إنتاج المصنع المقدر × عامل الاستخدام × ساعات التشغيل × محتوى البيتومين

باستخدام المثال السابق:

• إنتاج مصنع الأسفلت: 160 طن/ساعة
• عامل الاستخدام: 80%
• مدة التشغيل: 10 ساعات يومياً
• محتوى البيتومين: 5%

160 × 0.80 × 10 × 0.05 = 64 طنًا من البيتومين يوميًا

وبالتالي، ينبغي أن يستقبل المصنع ويذيب ويخزن ويورد ما يقرب من 64 طنًا من البيتومين لكل يوم إنتاج كامل.

الخطوة الرابعة: تحديد عدد أيام التخزين المطلوبة

تُعدّ فترة التخزين من أهمّ متغيرات التصميم. فمشروعٌ يستقبل كميات كبيرة من البيتومين يومياً قد يحتاج إلى مساحة تخزين أقلّ من مشروع طريق نائي يُزوّد بالبراميل أو الأكياس الكبيرة.

تتضمن الأسئلة النموذجية ما يلي:

• كم مرة يمكن توصيل البيتومين؟
• هل المورد محلي أم مستورد؟
• هل يمكن أن تؤدي الأحوال الجوية أو حالة الطرق إلى تأخير النقل؟
• هل يُنفذ المشروع في منطقة نائية؟
• هل يتم توريد البيتومين بكميات كبيرة، أم في براميل، أم في أكياس؟
• كم من الوقت تستغرق عملية الصهر؟
• هل يمكن أن يؤدي تأخير تسليم شحنة واحدة إلى توقف إنتاج الأسفلت؟

بالنسبة للمصانع التي تتلقى إمدادات يومية منتظمة من المواد السائبة، قد يكفي تخزينها لمدة يوم أو يومين. أما المشاريع التي تعاني من عدم استقرار الخدمات اللوجستية، أو استيراد البيتومين، أو توريد البراميل، أو مسافات النقل الطويلة، فقد تتطلب مخزوناً يكفي لعدة أيام.

صيغة:

متطلبات التخزين الأساسية = الطلب اليومي على البيتومين × أيام التخزين المطلوبة

بالنسبة للمصنع الذي تبلغ طاقته الإنتاجية 160 طن/ساعة ويستهلك 64 طنًا يوميًا ويحتاج إلى مخزون يكفي لمدة يومين:

64 طن/يوم × يومين = 128 طن

الخطوة 5: إضافة احتياطي أمان

لا ينبغي أن يمثل الاستهلاك المحسوب عادةً كامل المخزون المتاح. يساعد الاحتياطي في التعويض عن تأخيرات التسليم، وتقلبات الإنتاج، والتغيرات غير المتوقعة في مزيج المنتجات، واختلافات القياس.

صيغة:

مساحة التخزين القابلة للاستخدام المطلوبة = متطلبات التخزين الأساسية × (1 + احتياطي الأمان)

في حالة استخدام احتياطي 15%:

128 طنًا × 1.15 = 147.2 طنًا من سعة التخزين القابلة للاستخدام

يعتمد الاحتياطي المناسب على موثوقية سلسلة التوريد. قد يتطلب مشروع يقع بالقرب من مصفاة أو محطة احتياطياً أقل من مشروع بعيد يعتمد على براميل البيتومين المستوردة.

الخطوة 6: تحويل وزن البيتومين إلى حجم الخزان

يتم تحديد خزانات تخزين البيتومين عادةً حسب الحجم، بينما يتم حساب استهلاك المشروع عادةً حسب الوزن.

صيغة:

الحجم المطلوب = وزن البيتومين المطلوب ÷ كثافة البيتومين

تتغير كثافة البيتومين تبعاً لدرجته ودرجة حرارته. يمكن استخدام الكثافة التقديرية في الحسابات الأولية، ولكن يجب أن تعتمد الحسابات النهائية على بيانات المنتج الفعلية المقدمة من المورد.

بافتراض كثافة أولية تبلغ 0.98 طن لكل متر مكعب:

147.2 طن ÷ 0.98 طن/م³ = حوالي 150.2 م³ من الحجم القابل للاستخدام

الخطوة 7: مراعاة مستوى التعبئة الأقصى

لا ينبغي ملء خزان التخزين بنسبة 100% من حجمه الاسمي. يجب ترك مساحة كافية للتمدد الحراري، والتشغيل الآمن، وتغير مستوى السائل، والدوران الداخلي.

صيغة:

السعة الاسمية للخزان = الحجم القابل للاستخدام المطلوب ÷ نسبة التعبئة القصوى

إذا كانت نسبة التعبئة المسموح بها هي 90%:

150.2 م³ ÷ 0.90 = حوالي 166.9 م³

في اختيار المعدات العملية، قد يأخذ هذا المشروع في الاعتبار سعة اسمية إجمالية تتراوح من 180 إلى 200 متر مكعب تقريبًا، اعتمادًا على أحجام الخزانات القياسية المتاحة والاحتياطي التشغيلي المطلوب.

معادلة السعة الكاملة لخزان البيتومين

يمكن كتابة الحساب الأولي الكامل على النحو التالي:

حجم الخزان الاسمي = إنتاج المصنع × عامل الاستخدام × ساعات التشغيل × محتوى البيتومين × أيام التخزين × عامل الأمان ÷ كثافة البيتومين ÷ نسبة التعبئة

أين:

• إنتاج المصنع يتم قياسها بأطنان الأسفلت في الساعة
• عامل الاستخدام يمثل متوسط الإنتاج الفعلي
• ساعات العمل عدد الساعات المنتجة في اليوم
• محتوى البيتومين مأخوذ من تصميم الخلطة الإسفلتية
• أيام التخزين يمثل فترة المخزون المطلوبة
• عامل الأمان يشمل الاحتياطي الإضافي
• كثافة البيتومين يحول الوزن إلى حجم
• نسبة التعبئة ويحدد ذلك السعة القابلة للاستخدام للخزان

أمثلة على سعة محطات خلط الأسفلت المختلفة

تستخدم الأمثلة التالية نفس الافتراضات الأولية:

• عامل الاستخدام: 80%
• مدة التشغيل: 10 ساعات يومياً
• محتوى البيتومين: 5%
• مدة التخزين: يومان
• احتياطي الأمان: 15%
• كثافة البيتومين: 0.98 طن/م³
• نسبة التعبئة القصوى: 90%

هذه التكوينات هي أمثلة وليست توصيات ثابتة. يعتمد الحجم الفعلي للخزان على أبعاد الخزان القياسية، ودرجات البيتومين، وظروف التسليم، وطريقة التسخين، وتصميم المشروع، ومتطلبات التكرار.

هل يجب استخدام خزان كبير واحد أم عدة خزانات أصغر؟

يمكن في كثير من الأحيان تقسيم السعة الإجمالية المحسوبة بين عدة خزانات. بالنسبة للعديد من مصانع الأسفلت، توفر الخزانات المتعددة مرونة تشغيلية أفضل من خزان واحد كبير.

مزايا الخزانات المتعددة

• يمكن تخزين درجات البيتومين المختلفة بشكل منفصل.
• يمكن لخزان واحد تزويد المصنع بالمواد بينما يستقبل خزان آخر المواد الجديدة أو يقوم بتسخينها.
• Maintenance can be completed without shutting down the entire storage system.
• Heating and circulation can be controlled independently.
• The project retains partial storage if one tank is temporarily unavailable.
• Future system expansion may be easier.

When One Large Tank May Be Suitable

• The plant uses only one bitumen grade.
• Bitumen deliveries are stable and frequent.
• Site space is limited.
• The operating process is simple and continuous.
• A separate standby or buffer tank is already available.

For plants using both penetration-grade bitumen and polymer-modified bitumen, separate tanks are normally required because the products must not be mixed.

Tank Capacity Must Match Heating Capacity

A large storage capacity is useful only when the heating system can bring incoming bitumen to the required operating temperature and compensate for heat loss.

The heating system should be selected according to:

• Bitumen delivery temperature
• Required storage temperature
• حجم الخزان
• وقت التسخين المطلوب
• درجة الحرارة المحيطة
• Insulation thickness and quality
• طريقة التسخين
• Pipeline and pump heat loss

A tank designed only to maintain temperature requires less heating power than a tank expected to heat cold or partially solidified bitumen rapidly.

Oversizing storage without increasing heating capacity can create slow startup, uneven temperature distribution, higher fuel consumption, and insufficient bitumen supply during peak asphalt production.

Special Considerations for Drum and Jumbo-Bag Bitumen

When bitumen arrives in drums or one-tonne bags, the melting equipment must also match daily consumption.

For example, if an asphalt plant consumes 64 tonnes of bitumen per day but the melting machine processes only 40 tonnes per day, increasing storage capacity will not solve the supply shortage. The melting system, storage system, pumps, pipelines, and asphalt plant must be sized as one complete process.

The system should be checked for:

• Daily drum or bag melting capacity
• Molten bitumen buffer capacity
• Storage tank heating and circulation
• Bitumen transfer pump flow rate
• Pipeline diameter and heat tracing
• Asphalt plant peak consumption

Common Bitumen Storage Tank Sizing Mistakes

Using Only the Asphalt Plant’s Rated Output

Nameplate output does not represent actual daily production. Operating hours and utilization must also be considered.

Ignoring the Usable Volume

A nominal 100 m³ tank does not necessarily provide 100 m³ of usable storage. Safe filling limits and operational space reduce the available volume.

Forgetting the Safety Reserve

A system designed for exact theoretical consumption has no protection against delivery delays or production increases.

Using One Tank for Different Bitumen Grades

Different grades, especially conventional and modified bitumen, should be stored separately to avoid contamination and performance problems.

Oversizing the Tank but Undersizing the Heater

The tank may hold enough bitumen but still fail to heat it quickly enough for asphalt production.

Ignoring Bitumen Supply Form

Bulk bitumen, drums, and jumbo bags require different receiving and melting arrangements. Storage capacity should be coordinated with the upstream supply method.

Information to Provide When Requesting a Quotation

To receive an accurate bitumen tank configuration, provide the equipment manufacturer with the following project data:

• Asphalt mixing plant capacity in tonnes per hour
• Expected daily operating hours
• Average bitumen percentage in the asphalt mixture
• أيام التخزين المطلوبة
• Number and type of bitumen grades
• Bitumen supply form: bulk, drums, or jumbo bags
• Bitumen delivery temperature
• Required storage and pumping temperature
• Local minimum ambient temperature
• Available fuel or electrical power
• Site layout and installation restrictions
• Required vertical or horizontal tank design

Providing this information allows the manufacturer to calculate not only the total storage capacity but also the heating system, pump capacity, pipeline arrangement, insulation, control system, and installation layout.

الأسئلة الشائعة

How many days of bitumen storage should an asphalt plant have?

The correct storage period depends on delivery reliability and project location. Plants with stable local bulk deliveries may require less stock, while remote projects or projects using imported drums may require several days of storage.

Is a 100 m³ bitumen tank enough for a 160 t/h asphalt plant?

It depends on operating hours, binder percentage, utilization rate, and delivery frequency. Under the example conditions used in this article, a 160 t/h plant requires more than 160 m³ of nominal storage for two days of production and a safety reserve.

Can one tank store both normal bitumen and modified bitumen?

Separate tanks are recommended. Mixing conventional and polymer-modified bitumen can affect material properties and asphalt performance.

Should bitumen tank capacity be calculated in tonnes or cubic metres?

Consumption is usually calculated in tonnes, while tank capacity is specified in cubic metres. The conversion should use the actual bitumen density at the relevant temperature.

Does a larger bitumen tank reduce operating costs?

Not automatically. A larger tank may reduce delivery risk, but it also increases investment, insulation area, heating demand, and temperature-maintenance costs. Capacity should be matched to actual production and logistics.

How do I choose between vertical and horizontal bitumen tanks?

The decision depends on site space, transport limitations, foundation conditions, installation method, maintenance access, and required capacity. Both designs can provide reliable storage when correctly engineered.

الخاتمة

The correct bitumen storage tank capacity should be calculated from actual asphalt production rather than selected by guesswork.

The basic process is to calculate daily bitumen demand, multiply it by the required number of storage days, add a safety reserve, convert weight into volume, and account for the tank’s maximum usable filling level.

The final storage system must also match the bitumen heating equipment, melting capacity, pumps, pipelines, bitumen grades, and supply method.

FEITENG can design complete bitumen melting, heating, storage, circulation, and supply systems for asphalt mixing plants and road construction projects.

For a recommended tank capacity and technical configuration, send us your asphalt plant output, daily operating hours, bitumen percentage, supply method, project location, and required storage period.

WhatsApp: +86 15335447006
Website: www.bitumenmachine.com

For additional information about equipment investment and configuration factors, read our Bitumen Storage Tank Price Guide.