低溫儲(chǔ)罐，低溫液體儲(chǔ)罐，低溫壓力容器

低溫液體儲(chǔ)罐，低溫液體儲(chǔ)槽的結(jié)構(gòu)、型式，近幾年低溫液體市場(chǎng)日益紅火，液氧、液氬、液氮，液體二氧化碳，LNG天然氣銷量大幅增加，所以制氧機(jī)副產(chǎn)品這一塊創(chuàng)利十分可觀，成為鋼鐵企業(yè)非鋼產(chǎn)品收入重要部分 。低溫液體的生產(chǎn)、貯存、運(yùn)輸離不開(kāi)絕熱保溫貯槽，他們被大量的安裝、使用。

中文名 低溫液體儲(chǔ)罐 c  準(zhǔn)狀態(tài)下的氣液體積比 t  穩(wěn)定氣體時(shí)間 v 被測(cè)貯罐有效容積

絕熱保溫貯槽分為真空粉末絕熱型和常壓粉末絕熱型，粉末絕熱，利用低熱導(dǎo)率的粉末、纖維或泡沫材料來(lái)減少熱量傳入。分兩種形式：一種是在大氣壓下應(yīng)用普通粉末絕熱（堆積絕熱），絕熱層較厚，并充入干燥氮?dú)饩S持正壓，以防止水分進(jìn)入和冷凝，最低可時(shí)適用于液氮溫度以上；另一種真空粉末絕熱，即對(duì)填裝粉末的空間抽真空，減少了氣體傳熱，同時(shí)粉末顆粒也削弱輻射傳熱，使絕熱效果更好。

真空粉末貯槽為雙層圓筒結(jié)構(gòu)、內(nèi)筒及其配管均用奧氏不銹鋼制造，外殼用炭鋼制造，夾層充滿膨脹珍珠巖（又稱珠光砂）同時(shí)設(shè)置了經(jīng)過(guò)特殊處理的吸附劑，并抽成高真空度（0.5～6Pa），容量為200m3以下。工作壓力較高（四車(chē)間鋼包底吹氬兩個(gè)儲(chǔ)槽工作壓力為2.0 Mpa），槽外有氣化器，既可使槽內(nèi)升壓便于充車(chē)，又可直接送出壓力氣。按用途可分為固定式和運(yùn)輸式兩種，固定式主要用于低溫液體的貯存，它安裝在低溫液體的生產(chǎn)地、使用點(diǎn)或供應(yīng)站；運(yùn)輸式將低溫液體從生產(chǎn)地或供應(yīng)站運(yùn)往使用點(diǎn)，常有陸運(yùn)、水運(yùn)等形式，他們分別稱為槽車(chē)、拖車(chē)及槽船。

常壓粉末貯槽為平底雙層結(jié)構(gòu)，內(nèi)膽由不銹鋼制造，外殼由碳鋼制造，內(nèi)膽裝介質(zhì)，內(nèi)膽與外殼間的夾層形成一個(gè)保冷空間，內(nèi)膽外殼均為平底結(jié)構(gòu)，罐頂為球缺形。內(nèi)膽與外殼底部間用泡沫玻璃磚絕熱，夾層用珠光砂絕熱，外殼設(shè)有旋轉(zhuǎn)盤(pán)梯，槽頂有操作平臺(tái)和安全護(hù)欄。容量為200m3以上，國(guó)內(nèi)最大做到2000m3，與國(guó)外相比差距甚遠(yuǎn)。工作壓力較低，34KPa∽40Kpa左右，充裝靠液體泵或液位差，也可作為氧氣調(diào)峰供氣用，當(dāng)制氧機(jī)短暫停車(chē)或氧壓低時(shí)投用，經(jīng)泵加壓后通過(guò)汽化器汽化送入管網(wǎng)。

二、低溫液體儲(chǔ)槽的點(diǎn)檢：

貯槽處于工作狀態(tài)時(shí)，存在著泄漏、超壓、爆炸等潛在危險(xiǎn)，若不及時(shí)發(fā)現(xiàn)處理發(fā)生這些事故前的隱患，就會(huì)發(fā)展成嚴(yán)重事故。因此制定完善的點(diǎn)檢制度并認(rèn)真執(zhí)行，對(duì)確保貯槽安全運(yùn)行非常重要。貯槽日常點(diǎn)檢主要包括以下內(nèi)容：

1、閥門(mén)、管路是否泄露，殼體是否結(jié)霜、出汗。

2、所有閥門(mén)是否處于正常啟閉狀態(tài)。

3、儀表（液位計(jì)、壓力表）工作是否正常，DCS顯示參數(shù)與現(xiàn)場(chǎng)一次表是否一致。

4、儲(chǔ)槽壓力是否正常，當(dāng)壓力接近或等于最高壓力時(shí)，需打開(kāi)放空閥泄壓。

5、液體充滿率是否超過(guò)95%。

6、對(duì)于常壓粉末絕熱儲(chǔ)槽，密封氣是否正常。（50mmH2O）

7、液氧儲(chǔ)槽附近嚴(yán)禁放置易燃、易爆物品及一切雜物。

8、液氧儲(chǔ)槽附近嚴(yán)禁煙火。

9、每周至少化驗(yàn)一次儲(chǔ)槽液氧中乙炔和總烴含量，其中乙炔含量不得超過(guò)0.1×

10-6(v/v)，超過(guò)時(shí)必須及時(shí)排放液氧進(jìn)行置換處理。

10、液氧儲(chǔ)槽接地是否良好。

11、如果不長(zhǎng)期停用，要保證罐內(nèi)有一定量的液體，以免重新冷卻置換罐而用去很長(zhǎng)時(shí)間。

12、支腿是否損壞，基礎(chǔ)是否下沉、傾斜、開(kāi)裂，緊固螺栓完好情況，罐體有無(wú)變形。

13、定期檢查儲(chǔ)槽的真空度。

三、低溫液體儲(chǔ)槽的年檢：

檢驗(yàn)內(nèi)容：

1、原始資料審查

⑴、對(duì)產(chǎn)品的出廠技術(shù)文件審查，包括內(nèi)筒、外筒的材質(zhì)證書(shū)和復(fù)驗(yàn)報(bào)告，不銹鋼焊接工藝評(píng)定報(bào)告，焊縫探傷報(bào)告（含焊接返修部位的探傷報(bào)告），水壓試驗(yàn)報(bào)告，氣壓（密）試驗(yàn)報(bào)告，氦泄露試驗(yàn)報(bào)告，蒸發(fā)率試驗(yàn)報(bào)告和真空度測(cè)試報(bào)告等資料。⑵、審查貯槽運(yùn)行記錄，詢問(wèn)設(shè)備的管理、操作人員。在運(yùn)行過(guò)程中壓力有無(wú)明顯

變化。安全閥是否起跳，蒸發(fā)量是否變大等。

2、外部檢查

除按一般壓力容器的要求進(jìn)行外部檢查，還應(yīng)主要檢查以下內(nèi)容：

（l）各種閥門(mén)開(kāi)閉是否正常；

⑵、壓力表、液位計(jì)等安全附件是否按規(guī)定進(jìn)行檢驗(yàn)，其使用是否在校驗(yàn)期限內(nèi)；

⑶、容器、管道和管閥連接處是否有泄露；

⑷、貯槽的外表面（特別是外筒的頂部、底部外表面）是否有“冒汗”、“結(jié)霜”；

⑸、支腿的損壞，基礎(chǔ)下沉、傾斜、開(kāi)裂，緊固螺栓的完好情況。

3、壁厚測(cè)試

在外筒外側(cè)選4～8點(diǎn)進(jìn)行壁厚測(cè)試，確定最小壁厚H；同時(shí)從外筒外側(cè)測(cè)量外筒的直徑D2，根據(jù)原始資料審查的記錄的內(nèi)簡(jiǎn)直徑D1，按公式

（D2－H－D1）/2<300mm

4、內(nèi)窺鏡內(nèi)筒內(nèi)表面檢查

檢查內(nèi)筒內(nèi)表面的腐蝕情況。對(duì)可疑部位進(jìn)行重點(diǎn)檢查。

5、表面探傷（MT或PT）

對(duì)所有外筒接管角焊縫的外表面進(jìn)行表面探傷，不能做磁粉探傷（MT）的部位進(jìn)行滲透探傷（PT）。

6、真空度的測(cè)試

在冷態(tài)下，測(cè)試的真空度達(dá)到16Pa或安全閥起跳頻繁、內(nèi)筒異常升壓時(shí)，需重新抽真空。

7、氣壓試驗(yàn)

對(duì)儲(chǔ)槽內(nèi)筒進(jìn)行氣壓試驗(yàn)，試驗(yàn)壓力為1.2倍的工作壓力。具體步驟按《容規(guī)》有關(guān)條款進(jìn)行。對(duì)內(nèi)筒進(jìn)行氣壓試驗(yàn)，一方面校核其強(qiáng)度，另一方面檢驗(yàn)內(nèi)筒的密封性能，通過(guò)壓力表的顯示情況來(lái)確定內(nèi)筒是否存在泄漏。以上檢驗(yàn)方案是針對(duì)在不開(kāi)蓋或是通過(guò)對(duì)原始資料的審查、外部檢驗(yàn)和真空度測(cè)試后認(rèn)為沒(méi)有必要開(kāi)蓋的情況下制訂的。因?yàn)檫@種容器的設(shè)計(jì)壽命一般為15年，貯存介質(zhì)對(duì)內(nèi)筒體基本上沒(méi)有腐蝕，又有要求較高的NDT作保證，在正常使用狀況下，設(shè)備投入使用5－10年一般不會(huì)有較大的問(wèn)題出現(xiàn)。但是，如果設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中發(fā)現(xiàn)有影響設(shè)備正常運(yùn)行的重大問(wèn)題必須開(kāi)蓋的，或若重新抽真空還達(dá)不到要求，說(shuō)明有泄露情況，需要開(kāi)蓋檢修的，必須開(kāi)蓋檢修。在檢驗(yàn)方案中除了上述5項(xiàng)內(nèi)容外還應(yīng)增加如下內(nèi)容：

（l）對(duì)內(nèi)筒環(huán)、縱焊縫進(jìn)行超聲波探傷（UT）和對(duì)內(nèi)筒環(huán)、縱焊縫的內(nèi)表面進(jìn)行滲透探傷（PT）。

①主要針對(duì)內(nèi)筒對(duì)接焊縫返修部位和T字焊縫處進(jìn)行。UT和PT探傷比例按對(duì)接焊縫長(zhǎng)度20%的比例抽查；當(dāng)上述探傷仍然查不出問(wèn)題的原因時(shí)，對(duì)接焊縫UT和PT的探傷比例增加至100%；

②對(duì)母材本身進(jìn)行20%以上的UT和PT抽查，特別是原始資料的審查后，檢驗(yàn)員認(rèn)為的重點(diǎn)懷疑部位；另外，檢驗(yàn)員可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)的實(shí)際情況增加探傷比例。

（2）對(duì)外筒的對(duì)接焊縫進(jìn)行20%的超聲波探傷（UT），外筒對(duì)接焊縫的外表面進(jìn)行20%的磁粉探傷（MT）；應(yīng)包括外筒的所有T字焊縫部位和原始資料記錄中外筒焊縫存在缺陷的部位。

（3）按前文所述的制造要求進(jìn)行內(nèi)筒水壓試驗(yàn)，試驗(yàn)壓力為1.25倍的設(shè)計(jì)壓力；內(nèi)筒氣密試驗(yàn)，試驗(yàn)壓力為設(shè)計(jì)壓力；夾套氣壓試驗(yàn)，試驗(yàn)壓力為0.2MPa，保壓4h；氦檢漏試驗(yàn)；真空度測(cè)試和蒸發(fā)率測(cè)試。

自耗量測(cè)定：貯罐技術(shù)特性要求：日蒸發(fā)率0.5%，這又是一重要指標(biāo)，日蒸發(fā)率過(guò)高將降低工作效率，浪費(fèi)原料，也可判斷內(nèi)筒是否出現(xiàn)泄漏。具體檢測(cè)方法如下：內(nèi)膽加人50%以上低溫液體，打開(kāi)放氣閥，除壓力表問(wèn)、液位計(jì)間開(kāi)啟外，其它閥門(mén)關(guān)閉，熱平衡48h，然后在放氣閥管口裝上轉(zhuǎn)子流量計(jì)，每小時(shí)測(cè)一次流量，經(jīng)過(guò)數(shù)小時(shí)，得到穩(wěn)定氣體流量值，并用下式計(jì)算日蒸發(fā)率 Q%

Q=Q1/c×t/V×100%≤0.5%

式中：Q1—— 穩(wěn)定氣體流量值 m3/h

c －－ 準(zhǔn)狀態(tài)下的氣液體積比，液氧 c= 800

t —— 穩(wěn)定氣體時(shí)間；

V一一 被測(cè)貯罐有效容積

四、低溫液體儲(chǔ)槽的維修

常見(jiàn)問(wèn)題分析及處理：儲(chǔ)槽夾層真空度的保持，是儲(chǔ)槽絕熱性能的保證，更是儲(chǔ)槽正常運(yùn)行的根本保證。在儲(chǔ)槽投入使用后，常見(jiàn)的問(wèn)題往往是與真空度保持程度有關(guān)的。⑴儲(chǔ)槽外面有明顯的大面積“冒汗”、“結(jié)霜”。可能是由于儲(chǔ)槽夾層的管路泄露、珠光砂未填實(shí)或其他原因?qū)е聤A層真空度破壞而產(chǎn)生的。這需要進(jìn)行檢查修復(fù)，或檢漏，或補(bǔ)充珠光砂，可重抽真空。⑵、儲(chǔ)槽內(nèi)筒壓力異常升高，安全閥起跳。可能是由于以下三種原因產(chǎn)生的：a.儲(chǔ)槽夾層真空度被破壞；b.內(nèi)筒增壓閥失靈，需要對(duì)增壓閥進(jìn)行修理或更換；c.接口下部泄露泄露部位處在不銹鋼與碳鋼外殼焊接處，或銅管與不銹鋼內(nèi)筒連接處，即異種焊接接頭處，主要是在異種焊接接頭處形成電化學(xué)腐蝕。（3）蒸發(fā)量變大，真空度變小。可能是珠光砂放氣的緣故。珠光砂在填充時(shí)有一定的粒度、溫度要求的。當(dāng)珠光砂的粒度、溫度不適當(dāng)時(shí)，運(yùn)行一段時(shí)間后，珠光砂就會(huì)釋放水蒸氣，使真空度降低，蒸發(fā)量變大。 （4）貯槽外筒頂部“冒汗”。可能是由于珠光砂聚集在下部造成的。由于投入使用一段時(shí)間后，珠光砂下沉，在容器頂部形成空間，局部的絕熱效果明顯下降，導(dǎo)致容器跑冷。在這種情況下，如果蒸發(fā)量很大，可以將夾套外筒頂部挖開(kāi)，補(bǔ)加珠光砂。

真空貯槽修復(fù)技術(shù)（補(bǔ)加珠光砂、試壓、抽真空）介紹：

1、首先選一臺(tái)可靠的高性能真空泵很關(guān)鍵，我們選用的是2X--70型二級(jí)旋片式真空泵，抽速70升/秒，可獲得真空度10-3托（0.133Pa)，使用效果不錯(cuò)，為了縮短抽氣時(shí)間，可選用串聯(lián)泵，即再增加一個(gè)羅茨后級(jí)泵。

2、真空度測(cè)量的準(zhǔn)確性是抽真空能否成功的關(guān)鍵。一般真空貯槽上都隨機(jī)安裝有真空規(guī)管，用熱偶真空計(jì)可隨時(shí)直接測(cè)量真空度，但因真空規(guī)管極易受污染，造成測(cè)量值誤差很大，曾用熱偶真空計(jì)測(cè)量多臺(tái)真空貯槽，大部分測(cè)量值偏差很大，已沒(méi)有參考價(jià)值，筆者推薦選用便攜式旋轉(zhuǎn)表氏真空儀，它是根據(jù)玻意耳-馬洛特理想氣體恒溫壓縮定律設(shè)計(jì)造成的，因此它的標(biāo)度是根據(jù)儀器計(jì)算即得，測(cè)量讀數(shù)具有“絕度精確”。

該系列低溫液體儲(chǔ)罐為雙層固定真空粉末絕熱儲(chǔ)罐（貯槽）。內(nèi)膽材質(zhì)采用不銹鋼（其中二氧化碳儲(chǔ)罐為16MnDR），外膽材質(zhì)為Q345R或者16MnR。表面防腐涂層采用噴砂除銹、吹掃、噴涂等工藝，同時(shí)采用了雙組分快速固化液體涂料。

應(yīng)用范圍及特點(diǎn)

1立方米液體可以代替130支氣體鋼瓶。它可以取代每天用氣瓶往返運(yùn)輸，節(jié)約大量的人力物力資源。廣泛應(yīng)用在氣體行業(yè)、醫(yī)院、金屬冶煉等用氣量較大的用戶，是實(shí)現(xiàn)集中供氣的常規(guī)產(chǎn)品。具有使用壽命長(zhǎng)、結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積少、集中控制、操作方便等特點(diǎn)。

產(chǎn)品型號(hào)：5立方、10立方、15立方、20立方、30立方、50立方、100立方