1、公司培訓(xùn)公司培訓(xùn) 講義講義一、低溫儲運(yùn)裝備發(fā)展概況一、低溫儲運(yùn)裝備發(fā)展概況公司培訓(xùn)公司培訓(xùn) 講義講義 （一）（一） 低溫貯運(yùn)裝備的發(fā)展歷史低溫貯運(yùn)裝備的發(fā)展歷史 1、1883年，波蘭的克拉克大學(xué)第一個(gè)完成了空氣的液化，從此以后，開始了低溫液體貯罐的研制。 2、1887年，法國的物理學(xué)家達(dá)爾遜巴爾發(fā)明了雙層結(jié)構(gòu)的玻璃容器，并抽真空，由于沒有解決輻射傳熱的問題，所以沒有得到實(shí)用。 3、1898年，英國物理學(xué)家杜瓦最早成功完成了氫氣的液化，其貯罐就是在達(dá)爾遜巴爾發(fā)明的保溫瓶基礎(chǔ)上，為克服其輻射熱傳入而在內(nèi)筒的外表面鍍銀，將輻射熱減少至最小，制成了高真空的杜瓦瓶。 4、1918年法國的克勞特發(fā)明了金屬

2、杜瓦瓶，作為安全貯藏輸送的工具代替了玻璃杜瓦瓶。當(dāng)時(shí)的金屬杜瓦瓶是由銅或銅合金加于研磨或鍍金或鍍銀的內(nèi)外球形構(gòu)成，為保持真空，在夾層內(nèi)裝一個(gè)活性碳的吸收器。公司培訓(xùn)公司培訓(xùn) 講義講義5、在1931年左右，日本試制金屬杜瓦瓶，1933年正式生產(chǎn)。6、1928年，西德林德公司制造了運(yùn)送液氧的牢固的移動式貯槽，貯槽的容積為3m3，內(nèi)槽用黃銅板制成，絕熱材料為爐渣絨，外槽用鋼板作保護(hù)，這也是當(dāng)今低溫液體貯槽的最早結(jié)構(gòu)。7、 1940年以后，歐美國家不斷改進(jìn)這種低溫液體貯槽的結(jié)構(gòu)，到1950年，確立了液化氣體安全貯槽、輸送、氣化與供給系統(tǒng)。這也就為現(xiàn)代低溫液運(yùn)設(shè)備奠定了良好的基礎(chǔ)。8、在我國，從五十年代

3、起，就開始了低溫絕熱技術(shù)和低溫液體設(shè)備的研制工作，最早生產(chǎn)的15L液氧容器，是采用高真空絕熱，球形雙層壁結(jié)構(gòu)，內(nèi)外筒體均采用紫銅板制成，頸管采用德銀管制成。這種形式現(xiàn)已被高真空多層絕熱結(jié)構(gòu)所取代。 公司培訓(xùn)公司培訓(xùn) 講義講義9、隨著低溫絕熱技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，新型絕熱材料如珠光砂、硅膠、氣凝膠等相繼試制成功，一種性能優(yōu)良的真空粉末絕熱技術(shù)在生產(chǎn)中被廣泛采用。最先應(yīng)用這種絕熱形式的是容積為18.5立方米的臥式液氮貯槽。該貯槽的內(nèi)筒體采用不銹鋼板制成，外筒體采用普通碳素鋼板制成。絕熱材料為80120目的硅膠粉末，夾層真空度為110-2托（1.33Pa）。10、特別是近三十年隨低溫技術(shù)的發(fā)展，我國

4、現(xiàn)已能自行設(shè)計(jì)制造容量從200L到350m3的各種類型真空粉末絕熱和高真空多層纏繞貯槽。包括液氧、液氮、液氬、液態(tài)乙烯和液體二氧化碳在內(nèi)的多品種，多規(guī)格的液體貯運(yùn)設(shè)備系列。隨著我們工業(yè)的發(fā)展，空分等液化裝置的大型化，帶動低溫常壓貯罐的發(fā)展。目前我公司能設(shè)計(jì)和建造容積從20010000m3的低溫常壓貯罐，低溫貯罐裝備容積的大型化是現(xiàn)在的發(fā)展趨勢。公司培訓(xùn)公司培訓(xùn) 講義講義（二）低溫容器貯存低溫液體是為了適應(yīng)下列幾方面的需要（二）低溫容器貯存低溫液體是為了適應(yīng)下列幾方面的需要1、集中生產(chǎn)的低溫液體產(chǎn)品供分散的用戶使用。如氣體液化工廠生產(chǎn)的LO2、LN2、LAr、LNG、LPG等介質(zhì)的貯存。設(shè)在消費(fèi)

5、中心的低溫液體（或氣化后供氣的）供應(yīng)站也屬這種情況；2、短時(shí)間生產(chǎn)的或一次購進(jìn)的低溫液體供較長時(shí)間使用。如醫(yī)院及一般的實(shí)驗(yàn)室購進(jìn)的LO2、LN2等；3、較長時(shí)間生產(chǎn)的低溫液體供短時(shí)間集中使用。如進(jìn)行大型低溫試驗(yàn)及進(jìn)行火箭發(fā)射所需要的大量液氮、液氧、液氦、液氫；4、協(xié)調(diào)不同運(yùn)輸工具間的不和諧性。如設(shè)在海陸運(yùn)輸交接點(diǎn)的LNG轉(zhuǎn)運(yùn)站。公司培訓(xùn)公司培訓(xùn) 講義講義二、公司產(chǎn)品介紹二、公司產(chǎn)品介紹 1.1.主要低溫介質(zhì)的基本物主要低溫介質(zhì)的基本物- -化數(shù)據(jù)與特性化數(shù)據(jù)與特性 2.2.介質(zhì)的主要應(yīng)用領(lǐng)域介質(zhì)的主要應(yīng)用領(lǐng)域 3.3.公司產(chǎn)品介紹公司產(chǎn)品介紹 4.4.深冷液體儲運(yùn)設(shè)備的優(yōu)越性深冷液體儲運(yùn)設(shè)備的

6、優(yōu)越性 公司培訓(xùn)公司培訓(xùn) 講義講義公司培訓(xùn)公司培訓(xùn) 講義講義 1.1.主要低溫介質(zhì)的基本物主要低溫介質(zhì)的基本物- -化數(shù)據(jù)與特性化數(shù)據(jù)與特性1.1介質(zhì)來源：1）、GO2、GN2、GAr及LO2、LN2、LAr均從空分裝置（制氧機(jī)）以空氣為原料經(jīng)過低溫精餾分離而獲得的，但氣體與液體的貯存、運(yùn)輸方式則迥然不同。 2）、 CO2：化工裝置中產(chǎn)生的二氧化碳，發(fā)酵石灰燒結(jié)，以及天然氣分離中的附屬產(chǎn)品，地下貯存的CO2開采氣等。 3）、NG：主要為油田。4）、C2H4 ：主要從煉油廠和石化廠所生產(chǎn)的氣體分離出來 氧、氮、氬、LNG、LCO2、 LC2H4等介質(zhì)物-化數(shù)據(jù) 詳見”壓力容器介質(zhì)手冊”公司培訓(xùn)公

7、司培訓(xùn) 講義講義 1.2 特性：1)、氧的基本特性氧為無色無味氣體，空氣中氧含量約為20.95，為強(qiáng)氧化劑。氧不能燃燒，但是助燃物，空氣中氧含量21稱為富氧，在有可燃物時(shí)，應(yīng)特別注意防火防爆。液體為微蘭色。 2)、氮的基本特性氮為無色無味氣體，空氣中氮含量約為78.09，氮一般情況下為表現(xiàn)為惰性，氮?dú)鈱θ擞兄舷⒑吐樽碜饔茫旱獮闊o色。 3)、氬的基本特性氬為無色無味氣體，空氣中氬含量約為0.93，氬為一種典型的惰性氣體，氬氣對人有窒息和麻醉作用，液氬為無色。公司培訓(xùn)公司培訓(xùn) 講義講義4)、二氧化碳的基本特性二氧化碳為無色、無臭、無毒而稍有酸味的氣體；在臨界壓力后，可在31以上溫度下液化為無色液

8、體。5)、天然氣的基本特性LNG為一種混合氣體：主要成份為甲烷（85-95），化學(xué)名稱為CH4,還有少量的乙烷C2H6、H2S丙烷C3H8以及氮N2等其他成份組成。由于天然氣主要有甲烷組成故其物理性質(zhì)類似甲烷，但隨天然氣成分不同而會有所變化。對于液化的天然氣，可作為甲烷來考慮。甲烷是一種無色無臭、易燃易爆氣體。6)、乙烯的基本特性乙烯是一種無色無臭、稍有甜香為的、易燃易爆氣體。乙烯屬于低毒性物質(zhì)，具有較強(qiáng)的麻醉作用，對眼和呼吸系統(tǒng)粘膜有輕微的刺激作用。公司培訓(xùn)公司培訓(xùn) 講義講義名稱化學(xué)式分子量密度（標(biāo)況）臨界溫度（）臨界壓力（MPa）沸點(diǎn)（0.1MPa）0.1 MPa，1m3液體可汽化為0.1

9、 MPa，0氣體體積溫度（）液體密度kg/m3氣體密度（kg/m3）氧O2321.4289-118.375.079-182.9811404.5800氮N2281.2506-147.053.394-195.88104.69643氬Ar401.7840-122.454.862-185.8614106.95780二氧化碳CO2441.97731.047.387-56.51.01692.74513.4甲烷CH4160.7167-82.604.6395-82.34261.8591乙烯C2H4281.26109.215.038-103.71567.40.983450公司培訓(xùn)公司培訓(xùn) 講義講義1.2 介質(zhì)的

10、毒性程度及爆炸危險(xiǎn)程度介質(zhì)的毒性程度及爆炸危險(xiǎn)程度 介質(zhì)的毒性程度及爆炸危險(xiǎn)程度，是指生產(chǎn)過程中因事故致使介質(zhì)與人體大量接觸、發(fā)生爆炸，或因泄露引起職業(yè)性危害的程度。 HG20660壓力容器中化學(xué)介質(zhì)毒性危害和爆炸危險(xiǎn)程度分類給出了具體化學(xué)介質(zhì)的分類，若無規(guī)定時(shí)，根據(jù)容規(guī)，按下列原則確定介質(zhì)的毒性危害程度： 極度危害（I級）最高容許濃度0.1mg/m3; 高度危害（II級）最高容許濃度0.1mg/m31.0mg/m3; 中度危害（III級）最高容許濃度1.0mg/m310.0mg/m3; 輕度危害（IV級）最高容許濃度大于10.0mg/m3 易燃介質(zhì)是指其氣體或液體蒸氣、薄霧與空氣混合形成爆炸

11、混合物，且其爆炸下限小于10%，或爆炸上限與爆炸下限的差值大于或等于20%的介質(zhì)公司培訓(xùn)公司培訓(xùn) 講義講義 2. 介質(zhì)的主要應(yīng)用領(lǐng)域介質(zhì)的主要應(yīng)用領(lǐng)域氮?dú)猓ǘ栊裕荷罾?、食品冷凍、化工、焊接等氬氣（惰性）：焊接、煉鋼、照明等二氧化碳：碳酸飲料、焊接、鋼鐵、化工、食品冷凍、干冰等液化天然氣（能源）：許多城市管道供氣、汽車燃料、城市高峰負(fù)荷和事故調(diào)峰等公司培訓(xùn)公司培訓(xùn) 講義講義3 3、公司產(chǎn)品、公司產(chǎn)品介紹介紹( ( 氧、氮、氧、氮、氬低溫罐流程氬低溫罐流程及結(jié)構(gòu)簡介）及結(jié)構(gòu)簡介）公司培訓(xùn)公司培訓(xùn) 講義講義 3.1 低溫液體貯罐系列（真空粉末絕熱、高真空多層纏繞絕熱）： 容積 2350m3 工作壓

12、力 大于0.2MPa 介質(zhì) LO2、LN2、LAr、LNG、LCO2、LC2H4、LH2 型式 立式、臥式 應(yīng)變強(qiáng)化低溫貯罐：內(nèi)容器在加工完畢后承受計(jì)算并加以控制的內(nèi)壓（強(qiáng)化壓力），在強(qiáng)化操作過程中由于其屈服點(diǎn)升高，容器發(fā)生受控的塑性變形，得到更高的新的允許強(qiáng)度。因此根據(jù)公式計(jì)算可以減薄鋼板厚度，降低制造成本。3.2 低溫液體運(yùn)輸車系列（真空粉末絕熱、高真空多層纏繞絕熱）3.2.1 LNG低溫液體運(yùn)輸車（高真空多層纏繞絕熱） 容積 1552.6m3 工作壓力 0.20.8MPa公司培訓(xùn)公司培訓(xùn) 講義講義 3.2.2其它低溫液體運(yùn)輸車(真空粉末絕熱、高真空多層纏繞絕熱) 介質(zhì)：LO2、LN2、L

13、Ar、LC2H4 容積：634m3 工作壓力：0.21.6MPa3.2.3 二氧化碳低溫液體運(yùn)輸車(真空粉末絕熱、聚氨脂發(fā)泡絕熱) 容積： 1027m3 工作壓力：2.2MPa3.3 低溫液體罐式集裝箱系列（高真空多層纏繞絕熱）3.3.1 LNG低溫液體罐式集裝箱 規(guī)格：20英尺、40英尺、43英尺 容積：14.544m3 工作壓力：0.7MPa3.3.2 其它低溫液體罐式集裝箱規(guī)格：20英尺、40英尺、43英尺公司培訓(xùn)公司培訓(xùn) 講義講義 介質(zhì)：LO2、LN2、LAr、LCO2 容積：520m3 工作壓力：0.22.2MPa3.4 工程系列產(chǎn)品3.4.1 大型低溫常壓液體儲罐（粉末堆積絕熱）

14、介質(zhì)：LO2、LN2、LAr、LC2H4、LNG 容積：20010000m3 工作壓力：1050KPa3.4.2 大型低溫液體子母罐（粉末堆積絕熱） 介質(zhì)：LO2、LN2、LAr、LCO2、LNG 容積：6002500m3 工作壓力：0.21.6MPa公司培訓(xùn)公司培訓(xùn) 講義講義 3. 5 成套裝備系列產(chǎn)品3.5.1 汽車用液化天然氣瓶（高真空多層纏繞絕熱） 介質(zhì)：LNG 規(guī)格：275L、300L、335L、375L、450L 工作壓力：1.6MPa3.5.2 工業(yè)氣體焊接絕熱氣瓶（高真空多層纏繞絕熱） 介質(zhì)：LO2、LN2、LAr、LCO2 規(guī)格：175L、210L、410L、450L、495

15、L 工作壓力：2.88MPa公司培訓(xùn)公司培訓(xùn) 講義講義 3. 6 LNG氣化站3. 7 LNG汽車加氣站3. 8 L-CNG汽車加氣站公司培訓(xùn)公司培訓(xùn) 講義講義4.低溫液體儲運(yùn)技術(shù)的優(yōu)越性 為區(qū)別于普通低溫，液氧、液氮等應(yīng)該叫“深冷液體”更恰當(dāng)。 前面我們已經(jīng)提到“氣體液化成液體，其體積可減少至原來的1/4001/800。這對氣體的有效儲存、運(yùn)輸?shù)榷紩順O大的方便性和經(jīng)濟(jì)性?！?，同時(shí)安全性也大大提高。 氧、氮、氬等工業(yè)氣體廣泛應(yīng)用在國民經(jīng)濟(jì)的各行各業(yè)。不可能也沒有必要在使用上述工業(yè)氣體的所有場所建立空氣分離設(shè)備。因此，在使用上就存在工業(yè)氣體的儲存和運(yùn)輸問題。 氣體與液體的儲存、運(yùn)輸差別：氣體

16、與液體的儲存、運(yùn)輸差別： 氣體儲運(yùn)氣體儲運(yùn)空分裝置（O2等）-氣柜-壓縮機(jī)壓縮-鋼瓶-鋼瓶運(yùn)輸使用點(diǎn) 鋼瓶壓力1215MPa,以常規(guī)40L/15MPa鋼瓶為例: 鋼瓶自重56.3kg/只 裝氧量(40L)5m3x1.4289=7.1445kg 氣體/總重比：7.1445/(56.3+7.1445)=11.26% 液體運(yùn)輸液體運(yùn)輸空分裝置（LO2等）-低溫液體儲罐-槽車-低溫液體儲罐汽化器使用點(diǎn) 槽車壓力1.6MPa,以公司24.46m3/0.3MPa液氧半掛車為例: 罐體總量:7600kg, 裝運(yùn)介質(zhì)重量:24.46X0.92X1140=25654kg 介質(zhì)/總重比:25654/(7600+2

17、5654)=77.14%公司培訓(xùn)公司培訓(xùn) 講義講義從上面的氣體與液體的儲存和運(yùn)輸?shù)牟町惙治?可以看出低溫儲運(yùn)設(shè)備方面的以下優(yōu)越性:1.）安全性好）安全性好 低溫液體的儲存、運(yùn)輸壓力比氣體的儲存、運(yùn)輸壓力低很多。 鋼瓶的充裝和運(yùn)輸是在高壓情況下進(jìn)行的。而低溫液體的儲存、運(yùn)輸是在比較低的壓力下進(jìn)行的。 高壓氣體本身所儲存的內(nèi)能很大。儲存高壓氣體的設(shè)備爆炸所釋放的能量以及爆炸所帶來的沖擊波的破壞與液體儲罐爆炸所釋放的能量和產(chǎn)生的破壞完全是兩回事； 氣體儲罐一般是單層結(jié)構(gòu)，儲罐材料是碳素鋼或低合金鋼，材料韌性一般比奧氏體不銹鋼差。低溫液體儲罐/槽車一般是雙層結(jié)構(gòu)，內(nèi)罐材料是奧氏體不銹鋼，外罐材料是碳素

18、鋼或低合金鋼。公司培訓(xùn)公司培訓(xùn) 講義講義 氣體儲罐發(fā)生爆炸的事故已有不少報(bào)道。氣體儲罐發(fā)生爆炸后，碳鋼殼體因材料韌性相對較差，可能會分裂成大小不等的眾多碎塊。而低溫液體儲罐，到目前為止，除所了解到的平底拱頂?shù)拇笮统阂貉鮾?，因炭氫化合物聚積發(fā)生過爆炸外，還沒有聽到有發(fā)生爆炸的報(bào)道。2.）經(jīng)濟(jì)性好）經(jīng)濟(jì)性好 由于低溫液體的氣液體積比大。儲存相同質(zhì)量的氣體的儲罐與低溫液體儲罐相比較，低溫液體儲罐的儲存氣體量大，設(shè)備占地面積小。如立式5m3/0.8MPa的液氧儲罐的儲氧量相當(dāng)于120m3/3.0MPa的氣體儲罐儲氧量，而占地面僅為氣體儲罐的確1/4左右。 公司培訓(xùn)公司培訓(xùn) 講義講義同樣道理，采用一臺11m3的液氧罐車，相當(dāng)于至少運(yùn)輸1760個(gè)常規(guī)的40升的高壓鋼瓶。 1760個(gè)常規(guī)的40升的高壓鋼瓶的重量（含充裝的氧氣）為111,660kg,相當(dāng)于需要30噸車（每車最多300瓶）6輛左右。 與氣體產(chǎn)品設(shè)備相比，低溫液體儲運(yùn)設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性不言而喻。3.）氣體質(zhì)量好）氣體質(zhì)量好 從空分裝置出來的氣體/液體(O2、N2、Ar等)都是干燥、清潔的，純度上達(dá)到了一定要求的。但是，鋼瓶氣體在壓縮充瓶過程中存在被油、水和鋼瓶本身所污染，不能完全保證氣體的質(zhì)量。用鋼瓶運(yùn)送高純氣體則更加困難。 采用低溫液體運(yùn)輸車/罐儲存運(yùn)輸?shù)蜏匾后w，則基本可以保證使用點(diǎn)的氣體質(zhì)量與出空分