二氧化碳储罐的设计要求
核心设备液态二氧化碳储罐,由于受井下空间及矿车自身大小的限制,储罐有效容积宜在2立方米,由此计算出该储罐的罐体直径应为1.2米,简体长度1.5米,两边椭圆封头,卧式结构。由于该装置由二氧化碳运输槽车直接充装,故该储罐的设计压力及温度均按照现行的二氧化碳槽车的要求设计。
目前我国生产的二氧化碳槽车的设计温度一般为一4O摄氏度,设计压力为2.73MPa。按照此设计条件,该储罐已达到《固定式压力容器安全监察规程》中的Ⅱ类容器条件,由于该储罐的结构的陛,无法在如此小的储罐上开设检查孔,因此设计时应注意到必须将该储罐的焊接接头系数取为1.0.所有A、B类焊缝均必须进行10x射线检测,结果应符合JB/T4730中Ⅱ级要求。考虑到该设备的设计温度已经达到了一4嚎氏度,普通的压力容器用钢板已无法满足其要求,结合经济性和实际情况,选用16MnDRt——板进行,该钢板的使用温度下限值为一40摄氏度,符合该设备的要求。由此,该设备的主要设计参数及材质均已确定完毕。
二氧化碳对16gnD——质的腐蚀较为轻微,但考虑到该设备以后使用过程中内部不可检测性,为了提高其安全性,故取2rrm腐蚀余量。因此该设备的设计厚度为9.12+2=11.12mm::——设计厚度的基础上加上材料厚度负偏差后向上圆整至材料标准规格的厚度12ram,即为名义厚度。经过以上步骤,该设备的主体设计已完成,由于液态二氧化碳储罐的工作温度一般一4旷_一20摄氏度左右,该设备尤其要考虑应力集中对低温脆断的影响。钢材随着使用温度的降低,会由延性状态向胎陛状态转变,降低了抗冲击性能。结构不连续引起应力集中,很可能成为脆断的起源。对于接近韧一旦鬯性转变温度的钢材,仅由于残余应力就可能发生脆性破坏。
为减少结构不连续导致的局部高应力,使结构具有足够的柔性,应通过设计要求达要求:
结构应尽量简单,减少约束
避免产生过大的温度梯度
应尽量避免结构形状的突然变化,以减少局部高应力,接管端应打磨成圆角,呈圆滑过渡,容器的制作或支腿须设置垫板,不得直接焊在壳体上根据以上原则,储罐的终装配图如图所示,设计及工艺要求均综合考虑了上述情况,对于可能产生的残余应力,通过终焊后热处理进行消除后应考虑储罐的保冷措施,液态二氧化碳储罐保冷的目的在于阻止周围水汽向绝热体渗透,防止储罐外层结露甚至产生冰层。
按照此要求,参考目前国内吖常用的几种保温层材料综合分析后选用聚氨酯发泡材料作为保温材料。该材料以为主要成分,加上其它辅料组合而成,发泡聚氨酯组合料具有优异的理化性能和便捷的施工工艺性能,其导热系数仅为0.Ol6-0.030W/(in·k),在已知的保温材料中,导热系数是低的,尤其是发泡组合料是一种天然的胶粘材料魔能形成连续的保温层,保证了保温层与储罐的粘结强度高,无需任何胶粘剂和锚固。
通过以上设计,一台二氧化碳液体储在矿用平板车上,搭建外部保护架及防护在井下自由移动达到防灭火的目的。
关于lng储罐内罐材料的相关知识
熟悉lng储罐的朋友应该知道,lng储罐是双层罐体组成的,有内罐和外罐。内外罐使用的材料都是比较的材料,这样才能保证lng气体的运输存储安全。目前我国能源短缺、能源结构调整和环保压力的增加,对天然气的需求逐渐的增长。lng储罐的内罐和外罐材料也越来越受到重视。使用安全的罐体材料,是保证液化天然气气体存储和运输安全的必要条件,所以在罐体材料的选择很重要的。
在相关人员的讲解下,我们可以了解到大型lng储罐内罐用低温材料的选用是其设计与制造的关键技术之一。由于LNG储罐的工作温度为-163℃,要求内罐材料不仅要有必要的强度指标,而且还要保证塑性、韧性以及良好的可成型性和焊接性,同时价格相对较低。目前常用的是9Ni钢,又称Ni9钢,是含镍量(质量分数)为8.5%~9.5%的温钢。关于lng储罐内罐材料的相关知识
结构说明 Structure Description
1. 泄放装置 Discharge device
2. 内胆 Liner
3.保温层(珠光砂) Insulation (pear sand)
4.外壳
5.仪表(差压计、氧压表、组合阀) Meter (differential pressure gauge, oxygen pressure gauge, combination valve)
6.抽空口及真空阀门Evacuation port and vacuum valve
7.管路阀门 Pipeline Valve
说 明Description:
⑴本储罐的操作系统多集中于储罐底部,仪表系统及组合阀设置在筒壁,便于观察操作.
The operating system of the tank and more concentrated in the bottom of the tank, instrument system and valve combination set in the cylinder wall, easy to observe the operation.
(2) 内胆设置有两个安全阀S1、S2,夹层泄压装置B。
There are two safety valves S1, S2 inside the liner, sandwich pressure relief device B.
(3) 连接形式:进液口→2"螺纹连接,排液阀→2"螺纹连接,抽空口→法兰.
Connection: inlet → 2 "thread connection, drain valve → 2" thread connection, exhaust port → flange.
【产品详情图片】
【变量3】【变量2】【变量1】
关于lng储罐在选择上的小常识
目前,国内外常用的lng储罐有常压储存、子母罐带压储存及真空罐带压储存三种方式。采用哪种储存方式,主要取决于储存量的大小。
1、真空lng储罐
真空罐为双层金属罐,内罐为耐低温的不锈钢压力容器,外罐采用碳钢材料,夹层填充绝热材料,并抽真空。真空罐是在工厂制造试压完毕后整体运输到现场。
LNG总储存量在1000m3以下,一般采用多台真空罐集中储存,目前国内使用的真空罐单罐容积大为150m3。真空罐工艺流程比较简单,一般采用增压器给储罐增压,物料靠压力自流进入气化器,不使用动力设备,能耗低,因此国内外的小型LNG气化站基本上全部采用真空罐形式。
2、子母lng储罐
子母罐的内罐是多个耐低温的不锈钢压力容器,外罐是一个大碳钢容器罩在多个内罐外面,内外罐之间也是填充绝热材料,夹层通入干燥氮气,以防止湿空气进入。子母罐的内罐在工厂制造、试压后运到现场,外罐在现场安装。
储存规模在1000m3到5000m3的储配站,可以根据情况选用子母罐或常压罐储存,由于内罐运输要求,目前国内单台子罐大可以做到250m3,采用子母罐的气化工艺流程与真空罐大致相同,由于夹层需要通氮气,装置中多了一套液氮装置。
3、常压lng储罐
常压罐的结构有双金属罐,还有外罐采用预应力混凝土结构的;有地上罐,还有地下罐,20000m3以下的多为双金属罐。
常压罐的内外罐均在现场安装制造,生产周期较长。
LNG低温常压储罐的操作压力为15KPa,操作温度为-162℃,为平底双壁圆柱形。其罐体由内外两层构成,两层间为绝热结构,为保冷层。内罐用于储存液化天然气,而外壳则起保护、保冷作用。为了减少外部热量向罐内的传入,所设计的内外罐是各自分离并立的。罐项是自立式拱顶,内罐罐项必须有足够的强度及稳定性以承受由保冷材料等引起的外部压力和由内部气体产生的内部压力。
lng储罐采用珠光砂为保冷材料,并充入干燥的氮气,保证夹层微正压,绝热材料与大气隔离,避免了大气压力或温度变化的影响以及湿空气进入内、外罐间保冷层,增加了保冷材料的使用寿命,有效保证和提高了保冷材料的使用效果。在设计和制造绝热结构时,必须注意采用防潮措施。
通过技术经济比较,低温常压储罐方案的一次性投资低于子母罐的方案,但运行费用低温常压储罐方案远高于子母罐的方案。
关于lng储罐在选择上的小常识
技术参数 Technical Parameters
【产品详情图片】
容 器 类 别 Tank Type:Ⅱ类
介质 Medium:LCO2
设 计 压 力 Design Pressure: 2.2MPa
允许工作压力Max. Allowance working pressure: 2.27MPa
容 积 Volume :10.5m3
材料Materials:
内胆Liner:16MnDR
外胆 :Q345R
规格Specifications:
内胆 Liner:φ1600×8/8
外胆 :φ2100×8/8
总重 Weight:7600kg
夹层保温材料Sandwich insulation material:
CEP60型珠光砂(含水量≤0.3%) CEP60 pearl sand (water content ≤0.3%)
内胆气压试验 Liner pressure test:
介质 Medium:氮气 Nitrogen 试验压力 test pressure:2.61MPa
内胆内管材料Liner tube materials:S30408
阀门 Valve:低温不锈钢三段式球阀 cryogenic stainless steel three stage ball valve
制造验收标准 manufacturing accept standards:
According to GB/T 18442-2011 Stationary vacuum insulated cryogenic pressure vessel
TSG 21-2016 Safety technical supervision procedures for fixed pressure vessels
主要是用于牛、羊等优良种公畜以及珍惜动物的保存,以及远距离的运输储存。
2.生物样本的活性保存。
在生物领域内的疫苗、菌毒种、细胞以及人、动物的,都可以浸泡于液氮罐储存的液氮中,长期活性保存。需要使用时,取出解冻复温即可使用。
3.金属材料的深冷处理。
利用液氮罐中储存的液氮对金属材料进行深冷处理,可以改变金属材料的金相组织,显著提高金属材料的硬度、强度和耐磨性能。
4.精密零件的深冷装配。
将精密零件经过液氮深冷处理后进行装配,提高零件装配质量,从而提高设备或仪器的整机性能。
5.卫生行业的冷藏冷冻,手术制冷。
正确使用
一般而言,冲慎液氮时,蒸发损失要经过四十八小时才能恢复定常状态,优良液氮罐恢复定常状态所需时间能缩至十二小时,蒸发损失可减少50%。我们认识了液氮的特性和液氮罐的简要构造,便以正确使用它,也才能充分发挥其性能。现就使用的要点概述如下:
一、要有专人负责管理、使用和保养。液氮罐储存室要空气流通·如在密闭的室内储存多只液氮罐,则蒸发了的氮气将滞留室内,从而造成缺氧状态,就有可能发生窒息事故。操作液氮罐要轻拿轻放避免与其他物体相碰撞,因为液氮罐经排气而成为高度的真空状态,内外槽受到大气的压力是相当大的,以DR一10和DR一30为例,外槽所受的压力,大约有40公斤至90公斤,虽然它制成能经受三倍于自重的强度,操作时也要十分注意,切不可掉下或碰撞。天驰液氮罐技术人员提醒液氮罐要保持垂直,严禁倾倒罐内液氮以免发生事故。
二、初次充填液氮,或液氮罐内部处于干燥状态时、先要进行检查、看罐外部有无凹陷或发生其他异常情况。罐内有无异物,底座是否确切固定好。这些情况都良好,则可开始充填液氮,并宜在通风良好的地点进行,一般可在室外进行。如在室内进行时,须打开门窗以保持良好的通风通气状态。液氮的充填一种是加压注入法,是从大的液氮容器打开液阀接上挠性软管,直接对液氮罐充填液氮。另种是直接用漏斗浇注法,这要特别注意的是要使漏斗的端部稍离开颈管,使液氮蒸发的气体能从漏斗与容器的间隙顺利逸出,否则会使液体从漏斗溢出,不仅会增加_液氮损失,且会发生冻伤事故。充填液氮的速度要缓慢,先注入小量,然后稍停几分钟,使其冷却再逐渐注足至规定容量‘
三、取放储精提斗时,应先将提斗略为提高,使斗底离开底座,再将提斗平行移至罐的,顺其自然向上提,动作要从容迅捷,不可使用强力,以免扭弯或折断把柄,取放提斗时还要注意避免碰擦颈管内壁,以免损坏颈管,手柄要放妥分度圈内,盖好盖塞以免多跑氮。
四、液氮补充的周期。液氮减少到多少的时候才进行补充呢?一般而言液氮残余量等于全容量的三分之一或只够使用一星期时,加以补充为好。要知补充容量,可将液氮罐放在秤上测重。一立升液氮重为0.8公斤加上罐的重量得出满罐时的重量,减去现有秤重,就是应补充的的容量。为了简便也可用一根细木棒,插入液氮内数秒钟,将木棒迅速取出在空气中摇晃几下,插入液氮的部份因温度低而结成白霜,很易容检测罐内液氮的存量。
五、用车辆输送和搬运时,液氮由于车辆的振动而跟着振荡,从而增加消耗。增加消耗量的比率,随容器形状而有差异,如DR一10立升液氮罐,句天输送时间八小时,则消耗量大约为100克(含0.12公升)同时由于取出提手的操作也增加消耗,如DR一10每次操作大约将消耗10克左右,为了使储存物降低活性和安全运输,液氮罐要做外套或木箱包扎,途中特别严防液氮罐的倒翻,以免发生事故。
六、液氮罐内部的洗涤和干燥:液氮罐使用过程中,在内部会积蓄水分。并混有杂菌,也有可能掉进提手,以及从提手流出的混入于液氮里面。液氮原是一种惰性物质,容器内部是不会腐蚀的,由于上述原因,有时可能出现相当程度的腐蚀现象,如果一旦混有杂菌,人工授精的受胎率也会因而降低。因此,每年对液氮罐内部要清洗并干燥1一2次,步骤是:①从容器取出提手和液氮,放置两天左右。这样容器内部温度即上升到。℃附近。②用40℃一50℃的温水或配以中性去垢剂注入液氮罐内,然后用布擦洗。③用水进行冲洗。④倒置容器使干燥。干燥法可以采用自然风干法或热风吹干法。如采用后者,温度限制在40℃一50℃之间,应避免60℃以上热风,以免影响液氮罐性能,缩短使用年限。
七、液氮罐只能用于盛装液氮,不能盛装其他冷藏剂。
山东中杰股份有限公司,位于菏泽市开发区济南路2218号。公司共有厂区3处,总占地25万余平方米,主车间面积60000余平方米,员工1000多人,其中工程技术人员220余人。 公司高度聚焦绿色能源行业,主导产品有:燃油(气)锅炉、有机热载体炉、生物质锅炉、余热锅炉等锅炉产品;LNG储罐、氧氮氩储罐、CO2储罐等真空绝热深冷压力容器;液化石油气储罐、液氨储罐、脱硝工程设备、蓄热储能设备、成套化工设备等压力容器产品;地(水)源热泵、空气源机组、水冷螺杆机组、风冷模块等中央空调暖通设备,同时承接LPG液化气站安装、LNG标准站安装、锅炉安装、工业管道安装、化工设备安装等业务。公司规划产品有大型热能中心、LNG运输车、LNG罐式集装箱等绿色能源装备。公司销售网络广泛,先后为中国石油、中国石化、中国海油、中国燃气、中国中车、中国华冶、青岛啤酒、汇源果汁、金正大等两万多家大中型企业提品和技术服务,同时产品还出口到东南亚、中亚及非洲、拉丁美洲等国家和地区,销售,深受用户好评。公司拥有自营进出口权,具有B级锅炉制造许可及A2级压力容器制造许可资质,A2级压力容器设计许可资质,2级锅炉安装和GB2类、GC类压力管道安装许可资质及机电设备安装*,累计获得授权实用新型专利15项,授权发明专利2项,并通过了ISO9001质量管理体系、ISO14001环境管理体系和OHSAS18001职业健康安全管理体系认证,现已成为国家。历经多年积淀,企业已发展成为集团化、规模化、多元化的大型企业。公司下设燃气锅炉、导热油炉、深冷容器、压力容器、中央空调、工程安装和国际贸易7大事业中心,内部管理规范,职工餐厅、职工宿舍、职工班车等配套设施齐全,为各类人才搭建了没有天花板的广阔发展平台。山东中杰股份有限公司致力于绿色能源事业的发展,以的产品和服务奉献社会!选择中杰特装,携手共铸辉煌!