低温固定储罐培训

基本知识
储存介质
有效容积m3
工作压力MPa
5、10
1.0 /1.75
15、20
LO2、LN2、 LAr
30
50
0.8 /1.75
0.8 /1.6
0.8 /1.75
100
0.8 /1.6
LCO2 10、15、20、30、50、100 2.2
30、45、50、100、150 0.8气化站立式
LNG 20、27、54、60
结构设计
专用结构：插图 防超装结构：溢流口。 排尽结构：能使内容器内的液体及可能存在于深冷液体中的固体 颗粒杂物完全排尽。 真空封结装置：真空隔离阀或自吸式堵头等，真空隔离阀的漏气 速率应比夹层漏气速率指标至少小一个数量级。 增压器：满足正常工作状态和应急调峰状态对供液流量和内容器 升压速率的要求。 汽化器：满足正常工作状态和应急调峰状态对供气压力、流量和 气体温度的要求。
低温储罐培训
• 基本知识？ • 产品结构？ • 结构件及其作用？ • 安全防护及其作用？ • 工作流程？ • 技术标准、法规？ • 新产品及技术？ • 。。。
基本知识
1、低温储罐（习惯叫法） 固定式真空绝热深冷压力容器（标准叫法，简称深冷容器）
由储液内容器和维持真空绝热空间的外壳组成，且有一 套完整的安全附件、仪表装置及满足操作要求的系统，用于 储存冷冻液化气体的压力容器。
强化储罐
06Cr19Ni10（S30408） Rp1.0
16MnDR(正火） 06Cr19Ni10（S30408）
Q245R
Q245R Q345R
天燃气LNG
非强化储罐 06Cr19Ni10（S30408）
（低压力）
Rp1.0
Q345R
内容器与介质相容的耐低温材料制成，常用奥氏体不锈钢S30408，温度可 低至-196℃。外壳是在常温下工作，一般多为普通碳素钢和低合金钢制造， 常用Q245R、Q345R。
结构设计
支撑部位设置垫板：
支撑件的材料可能与容器壳体 材料不同，为了保证连接焊缝
的质量，避免异种钢相焊 ，通常设置与壳体材料相 同的垫板，避免支撑件直 接与容器壳体相焊。
管路结构： 作成较柔性的连接结构， 如采用弯、扭的方式，来 保证管路具有足够的柔性 以承受内容器和外壳之间 的温差及管端位移引起的 管路载荷。
带传感器或者电气控制元件的测量装置： 满足罐体内温度、压力、液位等参数的实时测量，信号转化为数据， 必要时可远传。
结构设计
夹层管路： 喷淋装置：设置在顶部充液管路在内容器的出口端，充液时尽 可能使内容器被均匀冷却。 挡液板：设置在底部充液管入口。 防涡流装置：设置在向离心泵供液的液相管入口。 液封结构：夹层内的液相管一般设置液封结构。
管路系统
设置要求： 一般应设置超压泄放装置、放空管路、顶部喷淋充液管路、底部 充液与液体输出管路、增压管路、溢流管路、液位与压力测量等 管路和附件，以满足泄压、放空、充液、出液、增压、溢流、压 力测量、液位测量等使用要求。
结构型式
立 式
卧 式
结构组成
组成部分： 罐体 管路 安全附件 仪表 装卸附件 支座 自增压器 汽化器 。。。
内容器
外壳
结构组成
内容器：储存冷冻液化 气体，并能承受工作压 力的内胆。 外壳：形成和保护真空 绝热空间的密封容器。
夹层：指内容器与外壳 之间形成的密闭空间。
罐体：由内容器、外壳 和绝热层等组成的压力 容器。
罐体
结构组成
• 内容器由1个圆筒体和2个封头焊接而成，圆筒和封头均可以拼接。 • 内封头一般是拼接的，凹面承受压力，形状为长短轴比为2:1的标
准椭圆形。
• 外容器由1个圆筒体和2个封头焊接而成，圆筒和封头均可以拼接。 • 外封头一般是拼接的，凸面承受压力，形状为球冠区内半径与过
渡区内半径之比为10:1的碟形封头。
安全防护
压力表(监测压力,LNG配变送器远程监控)
液位计(监测液位,LNG配变送器远程监控)
常用：无锡凯丰、 WIKA压力表
常用：成都兰石、WIKA 液位计
安全防护
温度测量装置： 按照需求设置，如机械指针式温度计，或者数字式温度显示仪器。
真空度测量装置： 一般由真空隔离阀和真空规管组成，并与配套的真空计组合使用。 真空夹层至少设置一套。 整体漏气速率和漏放气速率优于真空夹层的漏气速率和漏放气速率。
测真空装置
仪表：压力测量装置、液位测量装置、真空度测量装置等
结构组成
装卸附件：装卸阀门、装卸接头等
支座
Βιβλιοθήκη Baidu
结构组成
支
承
腿
式
裙
式
支
座
支
座
座
结构组成
3支座 ≤33m
3
4支座 ≥40m
3
裙座
大型、装载重 一般达150方
结构组成
自增压器：将内容器中引出的冷冻液化 气体气化后返回内容器中，以提高内容 器自身压力的装置。
基本知识
• 储存介质
工业气体LO2, LN2, LAr 液态二氧化碳LCO2（不属深冷容器） 液态天然气LNG
• 绝热方式
真空粉末绝热 高真空多层绝热 真空复合绝热
• 内容器几何容积 1m3~500m3
• 内容器工作压力 ≥0.1MPa
基本知识
工业气体主要指LO2、LN2、Lar，气氧、气氮、气氩以及LO2、LN2、LAr 都是从空分装置（制氧机）以空气为原料经过低温精馏分离而获得的，但气 体与液体的贮存、运输方式则迥然不同：
抽真空装置：
通过抽真空装置将绝热 层的空间抽至一定的真 空，从而保证良好的绝 热性能。
结构设计
真空粉末绝热
高真空多层绝热
吊耳： 适合空罐状态下起吊。 顶部通常采用2个侧壁板式吊耳，支腿上通常设置1~2个板式吊耳，裙 座上通常设置2个尾部吊耳。
结构设计
夹层支撑材料的选用原则： 1、非金属材料
热导率小，耐低温，真空下表面放气率低，低温冲击韧性良好。 材料制造单位应委托具有相应资质的试验机构进行材料性能测试，并取得 试验机构出具的材料性能试验报告。 应有材料出厂文件。 常用材料：玻璃钢。 2、金属材料 耐低温，低温冲击韧性良好，满足储罐的低温性能要求。 常用材料：奥氏体不锈钢S30408。
气化器：依靠自身显热和 吸收外界大气环境的热量 来实现气化的装置。
结构组成
其他部件： 1、顶部吊耳 2、尾部吊耳 3、抽真空装置 4、夹层支撑 5、吸附装置 6、梯子架 7、安放支座
结构组成
夹层支撑结构： 1、 V≤20m3 底部侧壁采用3根不锈 钢钢管支撑；上部采用 玻璃钢支撑，其中 120°为主玻璃钢支撑 ；60°/180°/300°为 辅助支撑玻璃板，防止 运输过程中内罐发生左 右位移偏差。 2、V＞20m3 底部侧壁采用3根或4 根不锈钢钢管；上部采 用3根或4根不锈钢横 拉带支撑。
气体储运
空分装置
O2 N2 Ar
气柜
气体高压 压缩机
充瓶
钢瓶运输 使用点
空分装置
液体储运
LO2 LN2 贮存 LAr 贮罐
用户接 收贮罐
汽化器 使用点
基本知识
低温储运的优点： 气液体积比大（标态）：氧810，氮643，氩780，使储存容积大大减少。 气体质量好：从空分出来的氧氮氩气体都是干燥、清洁的，并达到了一定的 纯度要求，如果钢瓶气体在压缩充瓶过程中会被油、水和钢瓶本身所污染， 用钢瓶运送高纯气体则更难。采用储罐，则可以做到使用点的气体质量与出 空分装置的气体质量（干燥度、纯度）基本相同，从而保证各种工艺过程对 气体纯度的要求。 辅助时间少，劳动效率高：正常情况下储罐不需要专人管理，而钢瓶则需要 接管、换瓶等手续。 可实现集中生产 安全可靠：液体能量比气体低得多，低温储罐设有安全防护装置。
LNG储罐
液氧、液氮、液氩储罐
主安全阀：整定压力≤设计压力，回座压力≥0.9倍设计压力。作用：防止内容器在非火灾 条件下的压力不超过1.1倍设计压力，单独不小于非火灾条件下内容器的安全泄放量； 辅助泄放装置：主安全阀的动作压力≤ 动作压力≤ 1.1倍设计压力。其作用：单独不小于 非火灾条件下内容器的安全泄放量。
一组（主+辅）：共同保证内容器在火灾条件下的压力不超过1.21倍设计压力，排放能力 不小于火灾条件下内容器的安全泄放量。
安全防护
LNG储罐的安全附件设置要求： 紧急切断装置：在遭遇火灾或充装、排液过程中发生意外泄漏时，能够 及时闭止，以免发生火灾。设置在液相进出管线，靠近容器的位置。 导静电接地装置：罐体金属与接地导线末端之间的电阻值不大于5Ω。 LNG储罐采用带电气控制元件的安全附件，应符合电气元件防爆设计的 相关标准的要求。
储罐外部支座一般采用裙
图1
图2
座。
结构组成
内容器
外壳及 罐体
卧罐的夹层支撑结构一般均采用玻璃钢八点支撑，右端（管路端）为固定端 ，左端为滑动端，以满足内容器热胀冷缩的需要。
结构组成
主要部件： 1内容器、2外壳、3夹层管路、4内支撑结构、5保温材料、6鞍座 7外部管路、8吊耳、9抽空装置、10外壳防爆装置、11增压器等
吸附剂（一般按5年真空设计使用年限确定用量）： 1、低温吸附剂
5A+13X。 应经过活化处理，放置在真空夹层的冷侧，尽可能紧贴内容器壳体底部 ，避免集中布置。 2、常温吸附剂 氧化钯：昂贵，不宜用于液氧储罐； 从美国进口的Ag400； 放置在高真空多层绝热的储罐的热侧，避免集中布置。
绝热设计
为最大限度减少“冷量”损失，隔绝内外部的温度传递，在内容器和外壳 之间通常填充有多孔性或细粒型绝热材料，如珠光砂，或填充具有高绝热 性能的多层间隔防辐射材料，如铝箔或镀铝膜塑性薄膜间隔以及玻璃纤维 制品等。 绝热方式：根据所充装介质的特性及对真空绝热性能的要求进行选择。 绝热层包扎松紧度、夹层间隙和夹层真空度等对绝热性能的影响。
液位测量装置： 设置一个或多个，如机械指针式液位计、数字式液位显示仪器。 精度等级不低于2.5级。 作用：罐体液位测量和充装量的辅助测量。
压力测量装置： 设置一个或多个，如机械指针式压力表、数字式压力显示仪器。 表盘直径≥100mm，精度不低于1.6级，刻度范围=工作压力*（1.5~3）。 作用：显示罐体内的工作压力
结构组成
罐体界定范围： （1）与外部管路焊接连接的第一道环 向接头的坡口端面； （2）罐体与非受压元件的连接焊缝。
结构组成
管路：包括所有低温储罐自带的可能与深冷介质接触的管子与管件。
外部管路 管件 夹层管路
结构组成
安全附件：安全阀、爆破片装置、外壳防爆装置、紧急切断装置、 导静电装置等。
结构组成
结构组成
卧罐的外部采用两个鞍式支座支撑整个罐体，右端（管路端）的鞍座底板 上的地脚螺栓孔制作成圆形孔，作为固定端，左端的鞍座底板上的地脚螺栓 孔制作成腰形孔，作滑动端，当储罐的外壳壁温与安装环境有较大差别时， 需要根据外壳金属温度、两鞍座间距计算确定腰形孔的长度，以满足储罐外 壳热胀冷缩的需要。
吸附剂设置
基本知识
2、常见的术语和定义
工作压力：在正常工作情况下，容器顶部可能达到的最高压力（表压力） ，单位为兆帕（MPa）。 设计压力：设定的容器顶部的最高压力，与相应的设计温度一起作为容器 的基本设计载荷条件，其值不低于工作压力，单位为兆帕（MPa）。 几何容积：按设计的几何尺寸确定的内容器内部体积（扣除内件的体积） ，单位为立方米。 有效容积：内容器允许盛装液体的最大体积，单位为立方米。 额定充满率：储液量达到设计规定最高液面时，其容器内液体的体积与内 容器的几何容积之比。氧氮氩等非易燃易爆介质的一般取95%，LNG等易 燃易爆介质一般取90%。
0.8气化站卧式
54
1.2加气站立、卧
最低设计金 属温度℃ -196 -196
-196
-196
-196
-40 -196 -196 -196
基本知识
储存介质 氧氮氩
产品类型
内容器材质
强化储罐 06Cr19Ni10（S30408）
外壳材质 Q245R
氧氮氩
二氧化碳 天燃气LNG
非强化储罐 （低压力）
非强化储罐
安全防护
安全附件 仪表 装卸附件
安全防护
安全阀、爆破片、紧急切断装置： 制造单位应持有国家市场监督管理总局
颁发的制造许可证。
安全附件：
应符合相应标准的规定，且有产品质 量证明书或产品质量合格证。
成空安全阀
安全防护
内容器应至少设置两组相互独立的超压泄放装置，任何情况下应保证至少有一 组超压泄放装置与内容器保持连通。
结构组成
夹层支撑结构：
图1、底部采用4根不锈钢
横拉带支撑，顶部采用4
个玻璃钢支撑，用于运输
工况。采用4根垂直不锈
钢吊带连接内容器和外壳
，作为储罐竖立状态下支
撑住内容器。
图2、底部采用内裙座焊
接在内底封头上以支撑整
个内容器，内筒体上、下
部处各设置4个玻璃钢，
作为运输工况时支撑内容
器使用。
以上两种夹层支撑结构的