空分裝置低溫液體罐設備培訓資料

空分裝置低溫液體罐設備培訓資料第一節(jié)低溫液體貯槽的基本原理、結構及功能一、低溫液體貯槽功能將空分裝置（或其它低溫裝置）生產(chǎn)的液化氣體（如液液、液氮、液氬、LNG等）產(chǎn)品貯存起來，或運輸?shù)接脩籼?。由于低溫液體標準沸點低、汽化潛熱小，極易汽化為氣體，故低溫液體貯槽對絕熱性能要求高。常見液化氣體物性參數(shù)見表1。表1：常見液化氣體物性參數(shù)名稱標態(tài)密度ρo(kg/m3)沸點（在0.1Mpa(G)下）臨界點氣液比溫度Tb(K)汽化潛熱r(Kcal/kg)液體密度ρL(kg/m3)氣體密度ρg(kg/m3)溫度Tc(K)壓力Pc(標準大氣壓)空氣1.292878.8518734.485132371:675氧1.428990.1751.0311404.5154.7850.141:800氮1.250677.3547.598104.69126.133.51:643氬1.784087.2939.19214106.95150.7481:780甲烷0.7167111.7121.754261.8190.745.81:591乙烯1.2610169.5115.39567.42.13283.0550.491:450氫0.0898820.38106.6871.0211.33332.97612.761:788二、低溫液體貯槽分類按用途分：固定式（用于貯存低溫液體）移動式（用于運輸?shù)蜏匾后w）固定式低溫液體貯槽按安裝位置分為立式貯槽、臥式貯槽移動式低溫液體貯槽按運輸方式分為鐵路罐車、公路罐車、罐式集裝箱（可用于鐵路、公路、水路及其聯(lián)運）。按絕熱方式分為：真空粉末絕熱貯槽、真空多層絕熱貯槽、真空纖維絕熱貯槽、堆積絕熱貯槽。按內(nèi)容器工作壓力分為：常壓貯槽（按JB/T4735-1997《鋼制焊接常壓容器》設計、制造），適合幾何容積V≥300m3,采用堆積絕熱結構的低溫液體貯槽。壓力容器類貯槽（按GB150-1998《鋼制壓力》設計、制造），適合幾何容積V≤150m3,絕熱形式為真空粉末、或真空纖維、或真空多層絕熱或堆積絕熱結構的低溫液體貯槽。具體采用何種絕熱方式，由貯運介質(zhì)低溫特性、運輸距離遠近、內(nèi)容器幾何容器等綜合確定。三、低溫液體貯槽結構、特點立式真空粉末絕熱貯槽見圖1，常壓堆積絕熱貯槽結構見圖2（1）立式真空粉末絕熱低溫液體貯槽結構簡介貯槽為雙層圓筒結構，用真空粉末絕熱。設備主要由內(nèi)容器、外殼、絕熱材料、內(nèi)容器支撐、閥門、安全附件（壓力表、液位計、安全閥、防爆裝置、外容器防爆裝置）等組成。特點：占地面積小，整體交貨，現(xiàn)場安裝工作量小，可通過自增壓方式向外供液。所有操作閥門位于貯槽底部，操作方便。（2）常壓堆積絕熱貯槽結構簡介貯槽為立式圓筒形、雙層壁、平底拱頂結構,采用珠光砂粉末堆積絕熱。設備主要由內(nèi)槽、外槽、絕熱層、平臺梯子、閥門儀表、基礎平臺、安全附件（壓力表、液位計、呼吸閥、外筒泄放裝置）等組成。內(nèi)槽主要由拱頂、筒體和底板組成，用奧氏體不銹鋼材料制成。在槽體頂部和側部設置人孔。檢查內(nèi)槽時，從頂部人孔進入，通過槽內(nèi)直梯可到達底部；側部人孔為工藝人孔，便于建造時人員進出，完工后焊接封死。整個內(nèi)槽通過拉帶固定于基礎上。外槽主要由拱頂，筒體和底板組成，并設置頂部和側部人孔，利于檢修。底部為泡沫玻璃磚絕熱層。夾層裝填珠光砂，并充干燥氮氣，使絕熱材料保持干燥,保證珠光砂具有良好絕熱性能。筒殼外設置有旋梯，操作維護時，便于工作人員上、下。特點：貯存液體量大，現(xiàn)場安裝工作量大，制造周期長。通過低溫液體泵向外供液。四、低溫液體貯槽流程立式真空粉末絕熱低溫液體貯槽流程見圖3，常壓堆積絕熱低溫液體貯槽流程見圖4注：流程圖中各儀表、閥門用途見表2注：流程圖中各儀表、閥門用途見表2第二節(jié)低溫液體貯槽的操作一、真空粉末絕熱低溫液體貯槽（槽車）操作（1）操作前準備工作使用單位應按照國家質(zhì)量技術監(jiān)督局《壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程》（以下簡稱《容規(guī)》）有關規(guī)定，辦理壓力容器使用登記手續(xù)。操作人員應經(jīng)安全教育、技術操作培訓，考核合格后，持證上崗。使用單位操作人員除應遵守《容規(guī)》相關規(guī)定外，還應按設備制造廠技術文件的有關規(guī)定進行操作、維護、保養(yǎng)。操作人員應熟悉設備流程、設備原理。操作人員應熟悉低溫液體（液氧、液氮、液氬）及低溫安全技術知識。在正常操作過程中，液位計讀數(shù)，液位高度，液體容積對應關系可參考設備供貨技術資料。正常操作時，各閥門啟閉狀態(tài)可參考表3。表3閥門啟閉狀態(tài)對照表閥門編號充液操作貯存操作升壓操作排液操作備注空分裝置進液用槽車進液無壓貯存帶壓貯存向槽車排液向汽化器（泵）排液V1關關關關開關*關*需增壓時開V2關開*關關關關關上部進液開,V3關V3關關關關關開關*V4開開開開開開開檢修A1、A2閥關V5開開開開開開開V6開關關關關關關V7關關關關關關關V8關關關關關關開V9關關關關關關開E1開*開*開關關關關帶壓進液時關E2關關*關關關關*關吹除及放殘液時開MV關*關*關關關關關測滿時開G1開開開開開開開檢修壓力表關L4開開開開開開開L5開開開開開開開R1關關關*關關關關液相取樣分析時開R2關關關*關關關關氣相取樣分析時開注：(1)V5為三通截止閥，在任何操作過程中，都應保證與S1或S2暢通。（2）A1、A2閥可以根據(jù)用戶使用要求進行調(diào)節(jié)。液位計上閥、下閥、平衡閥操作當啟用液位計時，應先開啟平衡閥，再同時打開液位計上閥和下閥，再關閉平衡閥。當停用液位計時，應首先開啟平衡閥，再同時關閉液位計上閥和下閥。（2）進液操作貯槽首次進液前，應按設備供貨圖規(guī)定，對內(nèi)容器、管路做氣密性檢查。并用介質(zhì)氣體吹掃置換，直至符合產(chǎn)品純度后，才能進液。貯槽有首次進液和補充進液兩種進液方式。首次進液時，內(nèi)容器處于熱狀態(tài)，其操作步驟如下：A、聯(lián)接輸液軟管。B、對輸液軟管進行吹除（每次進液前都需進行）。在V2、V3開啟前，由液源排出閥向輸液管放少量液體，同時打開E2閥，將管道內(nèi)潮濕空氣和機械雜質(zhì)吹出干凈。C、打開E1放空閥、MV測滿閥，G1壓力表閥，并啟動液面計（全開L1，L3閥，關閉L2閥）。D、開啟V2，由貯槽頂部進液，因內(nèi)容器處于熱狀態(tài)。V2閥開度要小，待管路和內(nèi)容器冷卻至低溫液體溫度，E1放空閥排氣穩(wěn)定時，可開大V2閥，加大進液速度。4)待液面計指示有液體時，開V3閥，關V2閥，改頂部進液為下部進液。E、當MV測滿閥（已先開啟）噴出液體時，表明貯槽液位已到設計液位，應立即關閉V3閥，停止進液，同時開啟E2閥，排除輸液管路中殘余氣液。F、進液結束后，拆除輸液軟管。補充充液（指內(nèi)容器已有低溫液體冷態(tài)下的充液）。補充進液操作程序與首次進液操作程序基本相同，所不同的是，內(nèi)容器已處于冷態(tài)，不需要冷卻，管路吹除后，可直接由V3閥進液?？辗盅b置進液將貯槽內(nèi)容器壓力降至空分裝置排液壓力以下，開啟V6閥，向貯槽進液。按進液時，內(nèi)容器壓力大小，分無壓進液和帶壓進液兩種進液方式。無壓進液：在進液過程中，E1閥始終開啟，使內(nèi)容器和大氣相通，內(nèi)容器壓力等于大氣壓。帶壓進液：進液過程中，E1閥關閉，內(nèi)容器壓力高于大氣壓。帶壓進液時，內(nèi)容器壓力不得高于最高工作壓力。首次進液必須采用常壓進液方式進液，補充進液可以采用帶壓進液方式進液。（3）貯存操作a)無壓貯存貯槽在貯存液體期間，E1閥開啟，內(nèi)容器壓力P1為零。優(yōu)點：與帶壓貯存相比，設備安全、可靠。其缺點是，貯槽蒸發(fā)的氣體全部排走，未得到充分利用。b)帶壓貯存貯槽在貯存液體期間，E1閥關閉。貯存期間，因熱量不斷漏入，內(nèi)容器壓力會緩慢自然升高（自然升壓）。因此，需要隨時觀察內(nèi)容器壓力，防止貯槽超壓。（4）升壓操作當內(nèi)容器需要升壓時，可打開V1閥進行增壓，壓力視用戶需要而定，但最高不得超過容器最高工作壓力。V4閥應處于常開狀態(tài)，不需增壓時，應關嚴V1閥。A1和A2閥用于調(diào)節(jié)內(nèi)容器壓力，一旦調(diào)定后，禁止經(jīng)常調(diào)節(jié)，需檢修該閥時，應關閉V1閥和V4閥。（5）排液操作向槽車供液A、槽車軟管與快速接口相連，軟管另一端暫不與槽車相連。B、微開V2閥，吹除軟管中雜質(zhì)。C、關閉V2閥。D、將軟管與槽車相連，開啟E2閥，微開V2閥，再次對軟管進行吹出，直到符合純度要求。E、關閉E2閥，并開啟槽車進液閥門，向槽車排液。F、供液完畢，關閉V2閥和槽車進液閥門。G、開啟E2閥，排除管道殘液。H、卸下軟管。向汽化器(或低溫泵)供液開啟排液閥，可向汽化器或低溫泵供液。排液量可參考設備使用說明書。二、維護、保養(yǎng)設備維護保養(yǎng)除遵守《容規(guī)》等國家相關法律、法規(guī)外，還應遵守設備使用說明書的規(guī)定。（1）儀表校驗壓力表每半年校驗一次，液位計每年校驗一次，校驗合格后加鉛封，并有合格證，上面注明下次校驗日期。（2）安全閥校驗安全閥每年校驗一次，合格后加鉛封，并有校驗合格證，合格證注明下次校驗日期。（3）設備一般維護A、設備外表面需保持良好的油漆防腐層，凡發(fā)現(xiàn)有剝落之處，應及時修復。B、本設備所配低溫閥門，當需對閥體進行施焊接時，應將閥芯取出后再施焊，以免損壞密封墊。C、不得擅自在容器本體上施焊，以防破壞外殼致密性。如確需施焊，應取得制造廠技術部門同意。D、夾層真空度直接影響設備絕熱性能和安全性能，如無特殊需要，禁止打開VV閥（抽空閥）和外筒防爆裝置。當夾層真空度低67帕，而貯槽頂部未出現(xiàn)結霜、冒汗現(xiàn)象，此時，可用真空泵直接抽空，恢復絕熱性能。夾層抽空至1.33帕后，再連續(xù)抽空72小時以上，方可關閉真空閥。應在內(nèi)容器處于常溫狀態(tài)下進行抽真空工作。貯槽經(jīng)運輸振動，珠光砂會下沉，有可能導致貯槽頂部出現(xiàn)結霜、冒汗現(xiàn)象，此時，貯槽需補裝珠光砂并抽真空。補裝珠光砂粒徑在0.1~1.2mm間，堆積密度40~60kg/m3，含濕量<0.3%(重量比)。（4）抽真空注意事項A、嚴禁長時間打開真空閥或珠光砂充填口，以免濕空氣進入夾層，造成抽真空困難。B、打開抽空閥前，應先將無油干空氣或干氮氣接通此閥，再開啟該閥，將干燥氣體引入夾層。C、抽空之前，應將內(nèi)容器加熱至60~80℃，可縮短抽空時間。（5）其它意外情況需大修時，應同設備制造廠聯(lián)系，制定切實可行的修復方案。三、安全注意事項（1）設備任何部位發(fā)生凍結需解凍時，禁止用明火烘烤、敲擊，也不得用水淋，正確方法是用加溫空氣解凍。（2）場地周圍不得有明火，不得有容易起火或電火花的發(fā)生源存在。（3）液體流經(jīng)的管道，管道閥門啟閉動作不宜過快，以免液體突然進入熱管段被加熱，造成局部壓力升高，損壞設備。（4）場地應通風良好，避免因泄漏產(chǎn)生窒息事故。（5）當需對貯槽夾層進行氣密性檢查時，內(nèi)容器應先加壓至0.1MPa，然后對夾層加壓0.2MPa；檢查完畢，應先將夾層壓力泄放后，再泄放內(nèi)容器壓力。否則，內(nèi)容器將有壓癟（失穩(wěn)）的危險。四、故障處理貯槽使用中，可能發(fā)生的故障，產(chǎn)生原因及處理方法見表4表4常見故障處理方法故障現(xiàn)象產(chǎn)生原因處理方法使用過程中，內(nèi)容器壓力異常升高a.V1閥關不嚴，發(fā)生內(nèi)漏對V1閥檢修，或更換密封墊片b.壓力表指示不準確。檢修或更換壓力表液面計指示不真實a.液位計失靈檢修液位計b.液位計上、下管滲漏檢修堵漏c.液位計接頭處漏氣檢修清除漏氣蒸發(fā)率超過設計值、頂部冒汗結霜a.V1閥未關嚴、內(nèi)漏檢修閥門b.真空度惡化重抽真空c.頂部珠光砂下沉，珠光砂未裝實補裝珠光砂、重抽真空液體或氣體從閥帽或接頭處漏泄a.密封填料未壓緊緊填料壓蓋b.密封圈破損更換密封圈c.密封面損傷修理或更換零件d.焊縫漏氣補焊五、常壓堆積絕熱低溫液體貯槽操作（1）使用前的準備工作本條在貯槽進液前實施。A、耐壓試驗貯槽安裝完成后，按《安裝技術條件》進行耐壓試驗。應先進行基礎沉降試驗，然后在不放水的情況下，進行耐壓試驗，耐壓試驗壓力按圖紙規(guī)定進行。此條試驗應與安裝試驗一同進行。B、強度試驗合格氣密性試驗前，應對內(nèi)槽內(nèi)表面進行清潔處理。徹底去除油污和機械雜質(zhì)，達到JB/T6896-93《空氣分離設備表面清潔度》要求。C、清潔處理合格后，按圖紙要求對內(nèi)槽進行氣密性試驗。D、內(nèi)槽吹除內(nèi)槽清潔處理合格后，用600C-800C的干潔空氣或干氮氣對系統(tǒng)進行吹除，除去內(nèi)壁面和管內(nèi)水分,同時將貯槽和管閥中潮濕空氣和固體顆粒吹出。每根管道皆輪流排氣。(注意:比空氣重的吹除氣體從貯槽底部進入，頂部排出。比空氣輕的吹除氣體從貯槽頂部進入，下部排出)，最后用貯槽工作氣相介質(zhì)進行吹除置換，檢查排出氣體露點，當排出氣體露點低于-40℃時，方可停止吹除置換。吹除置換結束后，關閉各閥門，槽內(nèi)保持0.5～2KPa正壓，以免潮濕空氣進入。E、夾層吹除用干氮氣對夾層（珠光砂，底部絕熱層---泡沫玻璃磚）進行吹除。吹除氣體由頂部進，從外槽下部廢氣排放口排出,排除氣體露點應不高于-40℃。夾層吹除氣需加熱到60-800C。（2）操作說明充液首次充液首次充液前,必須檢查各安全通道是否暢通，各安全裝置是否就位，壓力表是否處于工作狀態(tài)。同時將手動放空閥全開。剛開始進液時，貯槽處于熱態(tài)，需緩慢進液（必要時，可間斷小流量進液），待內(nèi)槽冷透后，當?shù)撞拷^熱層溫度計穩(wěn)定顯示在-160℃左右，可加大進液速度。進液過程中，因槽內(nèi)壓力上升較快，需經(jīng)常觀察內(nèi)槽壓力，保證槽內(nèi)壓力不超過最高工作壓力。首次進液時，宜將內(nèi)槽防爆裝置（如有）取下，待底部絕熱層溫度計達-160℃時再裝上。當測滿閥噴出液體，表明容器液位已到設計液位，應立即停止進液。此時底部絕熱層溫度計穩(wěn)定在-1600C以下。在進液過程中，夾層需補充一定量的氮氣。內(nèi)槽進液后，須確保夾層壓力在允許范圍內(nèi)。補充進液當槽內(nèi)已有低溫液體時,可直接大流量進液。其操作注意事項與首次進液時內(nèi)槽冷透后進液相同。貯存貯槽壓力高于最大工作壓力時，自動放空閥開啟泄壓，低于最低壓力時，增壓閥開啟，對貯槽增壓。貯存期間，應注意槽內(nèi)壓力變化，嚴禁超壓運行。同時注意夾層情況：若夾層密封氣壓力正常，外殼上不應有結霜現(xiàn)象,否則應檢查內(nèi)槽或管路是否有泄漏。若外槽緊急泄放裝置開啟頻繁、外殼有霜露或結冰現(xiàn)象（低溫液體流經(jīng)管道除外），應認真檢查原因并進行處理。（3）排液貯槽一般有兩種排液方式，一種是用低溫泵向槽車加注液體，另一方式是用低溫泵向大型汽化器供液。當排量排較大時，應注意增壓器是否處于正常工作狀態(tài)，禁止內(nèi)槽處于負壓狀態(tài)。（4）設備維護A、安全裝置維護內(nèi)槽呼吸閥、內(nèi)槽防爆裝置、外槽呼吸閥、外槽緊急泄放裝置及放空調(diào)節(jié)閥等都是貯槽安全裝置。每6個月至1年需檢查一次，必須驗證安全閥開啟壓力，確保開啟壓力準確。內(nèi)、外槽呼吸閥的呼氣、排氣壓力嚴格按貯槽使用說明書規(guī)定值進行檢查。（內(nèi)槽呼吸閥通常低于-0.5KPa時吸氣，高于最高工作壓力時排氣；外槽呼吸閥工作壓力范圍通常在-0.3KPa～+0.8KPa之間）。確保內(nèi)槽和夾層壓力均在設計范圍內(nèi)，設備不發(fā)生超壓事故。B、夾層密封氣純度分析經(jīng)常分析夾層密封氣純度是十分重要的。當貯存LO2時，如果夾層中氧成份比平時測量值高，應查明原因并立即進行處理。夾層壓力異常升高，外槽安全閥啟跳頻繁，說明內(nèi)槽或管路有可能發(fā)生泄漏，應及時處理。夾層中不允許空氣混入，避免潮濕氣體進入夾層后，降低絕熱材料性能。C、氮封調(diào)節(jié)閥（微壓自力式調(diào)節(jié)閥）維護如果夾層壓力偏高，應檢查氮封調(diào)節(jié)閥閥后壓力上限是否過高。氮封調(diào)節(jié)閥工作可靠性是常壓低溫液體貯槽安全性重要保證之一，應定期進行檢驗，確保閥門保持良好工作狀態(tài)。閥后壓力按設備使用說明書給定值進行調(diào)整。（通常為0.4KPa～1.0KPa）。D、壓力表﹑液位計按各自的使用說明書進行定期檢測、校正。（5）安全注意事項A、