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液氮罐的操作及检验—班德液氮罐

液氮罐的操作及检验—班德液氮罐

北京德世科技有限公司
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  1 液氮罐www.yedanguan1688.com的结构及使用特点

  氮气是一种无色、无味的惰性气体,在一个标准大气压下,液氮的沸点为-195165℃。当温度在0℃,在一个标准大气压下,1升的液氮可迅速膨胀为647升气氮,因此,为了贮存液氮,需要使用到低温绝热的压力容器。现在普遍使用的是夹套式真空绝热容器,其结构由两个同心圆筒组成,分为内筒和外筒,夹层用真空粉末(普遍为珠光砂)绝热。使用时,通过附属的蒸发器,使液氮气化成氮气,再输送到各个用户,其结构示意图如图1。

  此贮罐在我国被划分为真空绝热压力容器类,根据国家质量技术监督局***新颁发的《压力容器安全技术监督规程》,低温绝热压力容器定期检验项目至少包括:

  (1)用户使用情况调查。

  ①运行记录(包括使用频率和工况,有无异常情况发生等)。

  ②日蒸发率变化情况,外表体有无结霜、冒汗等情况发生。

  (2)外部检验及外表体结构检查和腐蚀情况检验。

  (3)压力表、安全阀、液面计、内胆爆破片装置的检验和校验。

  (4)管路系统和阀门的检验。

  (5)必要时,利用适合的介质进行内胆气压试压。

  由以上可见,对低温绝热压力容器的定期检验,在我国现行的检验规范和标准中也只是有一个大的原则,检验参数并不十分具体及详细,更没有对平时的操作与监控提出明确的具体要求。这里其中一个原因是由于低温绝热压力容器在制造时对质量的要求比较严格,贮存介质对内筒基本上没有腐蚀,其设计寿命一般为15年以上。因此,在正常使用的状况下,设备在投入使用15年内一般不会有较大的问题,运行中常见的问题往往是与内筒的压力控制及夹层真空度的保持程度有关。针对具体的液氮罐,关键还是根据生产厂家提供的技术资料进行监控。

  2 运行中可能遇到的问题与对策

  正如以上所述,为保证液氮罐的正常运行,贮罐调压系统以及夹层真空度是两个关键因素。

  2.1 贮罐调压系统

  调压系统是保证内筒压力及输送压力的关键,内筒的压力控制既要保证贮罐能提供合乎压力要求的连续稳定的氮气供应,又不能超过内筒所能承受的设计压力。某聚酯厂采用的是美国Taylor2Wharton贮罐,主要的技术性能如下:

  设备型号:TM6000

  有效容积:2213m3

  内筒的设计压力:1.9MPa

  内筒的工作压力:1.7MPa

  安全阀:1.73MPa

  爆破片::1175MPa

  常温时的夹层真空度:17129Pa

  工作时的夹层真空度:1313Pa

  日蒸发率:≤013%。

  该聚酯生产线实际上需要氮气压力为017MPa,其压力调节如图1所示,主要是通过升压阀7及节省阀9来控制压力,当内筒压力及输送压力不够时,将增压阀7调大,利用小型的蒸发器以增大内筒的压力,而节省阀9则对内筒压力进行微调及恒定。因此,调节阀7和节省阀9能否正常工作非常关键,特别是设备工况发生重大改变时,一定要及时对其进行调整。本例中所提到的聚酯厂在一次全线停产大修时,正是由于对该点有所疏忽,没有及时调整好贮罐内筒压力,造成贮罐内筒压力升高超过规定值,爆破膜爆破。幸好事故中没有造成人员及设备损毁,但贮罐中的十多吨液氮则全部损失,教训十分深刻。

  2.2 夹层真空度

  2.2.1 夹层真空度是贮罐绝热性能的保证

  在贮罐夹层中起绝热作用的主要是真空粉末(珠光砂),在制造过程中,夹层内填满真空粉末后被抽空,封结真空度较高,如上例所提到的贮罐夹层真空度在运行时达到1313Pa。但是由于渗透等原因,该真空度会逐渐丧失,严重者将会直接影响到贮罐的正常运行。因此,对真空度必须定期检查,掌握其变化情况。

  2.2.2 真空度恶化的特征

  (1)在排除调压系统影响后,贮罐内筒压力仍然异常升高。

  (2)贮罐外表面出现明显的“冒汗”、“结霜”现象,尤其是刚投入使用后的一段时间内,贮罐顶部极易出现这种情况。

  (3)夹层一般装有一个爆破片,并安装在贮罐顶部,真空度丧失严重时,该爆破片便会爆破,该情况可直接观察得到。

  2.2.3 造成真空度丧失的主要原因及应对措施

  (1)贮藏夹层的管路泄漏,泄漏部位多在管口下部,即不锈钢或铜管与碳钢外表焊接处,这主要是由异种焊接接头形成的化学腐蚀所致。对此需用氦质谱仪法进行检漏,修复后需重新按技术要求进行抽真空。

  (2)填充的珠光砂要符合一定的技术要求,包括粒度、含湿度及可溶物含量等,在填充时也需要一定的温度配合,假如上述要求达不到,贮罐投入运行一段时间后,珠光砂会释放水蒸气,破坏夹层真空度。

  (3)珠光砂未填实,在使用过程中逐渐下沉,特别容易在贮罐顶部形成空间,局部的绝热效果明显下降,导致贮罐跑冷,在这种情况下,可重新补充珠光砂并抽真空。

  需特别强调的是,在进行贮罐的检查维修中,如果需要排走内筒液氮及破坏夹层真空,则一定要注意保证内筒的压力高于夹层压力,否则会造成内筒的真空塌陷。

  2.2.4 其它应注意的问题

  (1)各利仪表要定期检验,正确反映贮罐的各种参数。

  (2)贮罐外表要定期维护。例如,贮罐外表面油漆要保证完好,以防锈蚀引起渗漏而破坏真空。

  (3)不断提高各类人员的技术水平及管理水平。

  3 结语

  液氮罐属于低温绝热压力容器,应按有关规定进行定期检验。在平时的操作运行中,应加强对各种运行参数的监控,并建立完整的技术档案,发现问题及时维护。另外,与制造厂家保持经常的联系,对问题的正确分析及解决都会有很大的帮助。


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