大型常压低温液体贮槽的现场安装方式分析

大型常压低温液体贮槽的现场安装方式分析

张家港中集圣达因低温装备有限公司江苏张家港215600;开封空分集团有限公司河南开封475002

【摘要】空分设备的建设中,逐渐趋于大型化,尤其是目前,在大型化的趋势下,大型低温液体贮槽得带了诸多青睐,但是在现场安装技术方法依然有很多的不足之处。基于此,本文从结构设计、工艺流程、安装要求、施工要求等方面对大型常压低温液体贮槽进行了阐述。面对制造施工过程中的诸多问题进行了简要分析,为了保证大型常压低温液体贮槽的安全性、可靠性,就要规范操作步骤,建立完善的管理制度。

【关键词】大型贮槽;低温液体;常压;安装

大型常压低温液体贮槽就是指运用双层粉末绝热、平底、采用拱顶结合方式建立的贮槽,它一般用来储存液氮、液氧、液氩等低温液化气体,由于它自身特点需要在现场安装的大容积容器。随着社会发展,空分设备的建造逐渐大型化,特别是近几年,大型低温液体贮槽应用越来越广泛,但是目前国内安装技术还是比较狭隘,在设计和施工过程中还存在很多问题,导致效率低下、检验不全、内容脱节、资料不全等一系列问题,根据国民经济发展的需要,保障大型常压低温液体贮槽的稳定性和科学性十分重要,时刻要把安全放在首位,提出完整性的设计要求,建立完善的管理制度,从而提高贮槽建设质量。

一.结构设计和工艺流程

低温液体贮槽主要是用来保存贮藏空分产品液氮、液氧的有效容器。大型的空分,都需要专门配备低温液体贮藏系统,需要大量的低温液体、空分紧急检修时候供气、气体外销等等。低温液体贮槽,通常而言,可以分为低温液体真空贮槽、大型常压低温液体贮槽两种,其中低温液体真空贮槽,最大容积通常不会超过,抽真空流程以及其他流程均可在场内制作完成,直接运输到安装现场直接安装,而大型常压低温液体贮槽,因为面积较大,且运输成本较高、运输限制等原因,需要现场进行组装。

在贮槽设计中,包括进液管线、内外槽安全装置、排液管线、温度等仪器设备、液体分析取样口、夹层气体分析取样口。随着时代的进步,人们对贮槽功能设备的要求越来越高,为了提高贮槽的安全性和可靠性,建造工艺也愈加复杂。举例对宝山钢铁公司的2000m3液氮贮槽进行简要分析。它具有以下几个特点,首先,贮槽设有增压器,在液体排出时,贮槽内压力是维持在正常状态。其次在排液管上安装了紧急截断阀,当液体排出出现紧急情况时,可以使用紧急阻截阀进行阻断。为了达到压力平衡,在外槽还设有紧急排放装置,当夹层压力过大时,可以自动开启泄压装置。在内筒中,不仅设置了双呼吸装置还设置了双防爆装置,在内槽超压时,可以自动爆炸放空,这些措施都是为了让设备在发生意外时也是安全可靠的。

一般情况贮槽都是在水泥支撑的平台上建立,它主要是由外槽、内槽、管路系统、绝热体、安全防止系统等组成,在实际建设过程中容量3000m3以上贮槽,在内槽壁表面靠近夹层的一方要设置缓冲层,这是保证其安全的重要措施,所以在贮槽建立时要根据实际情况来进行设计,时刻把安全放在第一位。在对储罐进行设计时,特别是对储罐半径和最小公称厚度要有准确的控制。

二.设计、施工常见问题分析

(一)底部绝热建造。底部绝热建造质量好坏,直接关系到贮槽的绝热性能和稳定性,这里使用的绝热材料主要是泡沫玻璃砖,泡沫玻璃砖是由玻璃粉末作为原料,在泡沫剂的作用下形成的多孔、不吸水、不透气导热系数极低的绝热材料,在施工时要保证材料不受潮,影响它的绝热性。泡沫玻璃砖要承受贮槽和内部储存介质的所有重量,但是它的承受力比钢板弱的多,因此泡沫玻璃砖的建设需要更加专业,素质水平极高的施工团队。

(二)基础和负荷分配板建造。负荷分配板是把贮槽和储存介质的负荷均匀的分布到绝热层上,在传给基础,负荷分配板的厚度设立可以不一样,除了考虑压力原因,还有边缘应力工况。对于基础的建造国内一般采取混凝土钢筋搭建的水泥平台上,这样不仅通风效果好,还可以有效的防止地下水渗漏,避免绝热层受潮。如果直接在地面建造,不仅降低了贮槽高度,不能有效防止地下水渗漏,还增加了建造成本。

(三)温差变形补偿设计。大型低温液体贮槽建立,特别是内槽建立,常温建造,低温工作,两阶段的温度差达到了200℃,不锈钢在低温下要冷缩,贮槽高度和管道也会受低温影响导致冷缩。很多零件由于所处位置不同,受到温度影响不均一,导致零件不同程度的冷缩。温差过大会使贮槽受到损害,针对管径较大,刚性较强的低温管道,更要考虑它的变形补偿量。

三.现场安装要求及施工准备

大型常压低温液体贮槽的建造,贮槽都是在生产厂内预制完成,大部分焊接工作在安装阶段进行,焊接质量好坏直接影响到贮槽建设质量。大型贮槽维修难度高,效果不佳,特别是小零件部位的维修。比如内槽底部管道小零件,一旦发生渗漏,就要把内外槽顶盖搬走,还要拆除底部绝热层,因此这样的小部件几乎不能进行维修,所以在对设备进行安装时,要求施工人员要有超高的专业知识技能。

常压低温液体贮槽虽然是常压,但是贮藏介质温度极低,不是普通液体进行贮藏,因此对绝热和压力容器的要求极高,涉及专业领域更广。贮槽安装质量和最终质量直接影响到使用者的使用效果,所以对施工单位进行选择时,要综合全面的分析和考虑。特别是在对1000m3以上容量贮槽的建立,更要关注安装质量的好坏,一旦发生事故,不仅影响使用质量,还会危害用户生命安全。

(一)施工准备

施工人员应当全面了解施工要求规范以及施工图纸,清楚施工流程步骤以及安装方案,清楚施工每个环节的安全注意事项以及质量要求;施工场地的布置要根据工程总平面图、施工设计来进行布置;此外,还要确定施工设备落实到位情况,比如台钻、吊车、弯管机、脚手架以及焊机、砂轮切割机等等。

(二)定位与验收

检查表面水平高度、贮槽基础标高以及定位尺寸,并将这些三个方面所涉及的部位做好卫生清洁工作,基础验收的资料要完整,应当具备施工设计单位的基础完工移交单、混凝土石块实验报告以及施工设计单位的基础设计蓝图等,主要包含了坐标位置、中心误差以及标高误差等,以设计图来确定水平标高基准位置,根据有关技术要求以及蓝图技术规范,对其进行验收复查,检验基础资料之后,将全部资料与安装一起,纳入施工档案。

按照图纸的需求,首先在基础上标示出中心点以及90度、270度、180度、0度的轴线,并做好明显的标记,将以此轴线作为基准,为之后的底板铺设提供指导,并作为管口方向位置、扶梯定位的根据。

(三)半成品复查检验以及设备开箱清点验收

根据设备安装流程,对现场的设备要做好开箱清点检查工作,检查设备的数量以及质量,并做好校对记录。开箱清点应当根据供货单位所提供的装箱清单作为验收依据,材料、设备强电完成之后,将检查核实之后的资料收入档案。

四.总结

改革开放以后,随着工业发展,低温液体贮槽的规模越来越大,它在更多领域被广泛使用,人们对贮槽的稳定性安全性要求越来越高,社会的进步它还有更大发展空间。特别是对大型贮槽的建设一定要严格控制安装质量,特别是对不能进行维修的小零件安装,更要按照标准严格操作,用户在对施工单位进行选择时,要综合考虑合理分析,保证贮槽建设质量。根据我国发展现状,人们对天然气、液氮等自然资源的需求在逐渐加大,特别是我国沿海地带,因此大型贮槽的需求量也随之增加,所以加强我国技术人员培养,提高建造技术,促进技术创新势在必行。

参考文献

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