低温储罐绝热技术交流

270CPCI 中国石油和化工石油工程技术浅谈低温储罐施工技术赵天武（吉林石化公司工程管理部　吉林吉林　132021）摘 要：本文介绍了储罐的基础施工，罐体制作安装、焊接，罐体严密性试验和强度试验，储罐的脱脂、除锈和钝化以及珠光砂充填的技术要求及施工过程关键词：低温　储罐　施工技术低温技术随着工业化的发展得到迅速普及，液氮、液氧、液氩、液氢、液化天然气等低温液体的应用日趋广泛，各行各业对储存和输送低温液体的需求不断增长。

由于低温液体的沸点低，汽化潜热小，制取成本高，对低温液体进行安全有效的储运，具有重要的经济价值。

本文只以吉化北方化学工业有限公司25000Nm 3/h 空分装置中三台低温储罐为例，对低温储罐施工技术简要介绍：本工程中低温储罐分别为：1台2500 m 3氧气储罐， 2台4000 m 3氮气储罐。

储罐安装在标高为3.3米的混凝土基础上，三台储罐均为夹套储罐，内罐为不锈钢，外罐为碳钢。

V40氧气储罐总重320吨，V50.1氮气储罐总重540吨，V50.2氮气储罐总重540吨。

1 储罐的基础施工空分装置罐区储罐基础共三个，其混凝土标号为C35，两个罐基础的底板及顶板半径为11米，厚度各为1.2米，单体浇筑量为456m 3，一个罐基础混凝土的底板及顶板半径为10.4米，厚度为1.2米，单体浇筑量为408 m 3。

1.1 混凝土浇筑原则：混凝土一次浇筑，不得留施工缝。

1.2 混凝土振捣：混凝土振捣采用振动棒及平板振动器相结合的办法，混凝土表面在钢筋下时采用振动棒振捣，混凝土面在钢筋以上时采用平板振动器振捣。

1.3 钢筋防止移位措施：采取定点下料，对称振捣的措施防止混凝土将钢筋推离设计位置。

1.4 泌水处理：大体积混凝土在浇筑、振捣过程中，上涌的泌水和浮浆顺混凝土坡面下流到坑底。

1.5 混凝土表面的处理：混凝土浇捣后初步按设计标高用木括尺刮平、压实，混凝土经收水后，覆盖保温、保湿材料进行大体积混凝土的养护。

图1 不同容量的LNG储罐甲烷含量与BOG日蒸发率的关系图2 纵坐标截取值的线性拟合
是每种材料最高温度表面的温度，是最低温度表面的温度：
式中，
图3 等效传热示意图
其中，为太阳辐射；为对流传热；为考虑的对流系数；为罐顶材料的吸收率。

为进入混凝土层的热量；是通过容器壁和罐体底部的热量；度；为罐顶和绝缘层之间的温度；
和分别为混凝土层和绝热层的热传导率。

储罐罐顶的表面温度：
为管道的长度；为环境温度；
为绝缘材料的传导率。

为
对于计算通过装卸泵进入的热量，传热过程的计算
为通过泵传递给为每的蒸发率和温度的改变不会影响
蒸发率增大时，从
（a）整体结构 （b）动力部分结构
图1 皮带式抽油机整体及动力部分结构示意图
三相异步电机经减速器后，将动力输出至下链轮从而驱动链轮及传动链的转动，由于皮带式抽油机传动链条始终保持同一方向转动，为了实现井下抽油杆及其配套工具的往复运动，采用了曲拐与滑车架相结合的机械式换向结构，图2所示为机械换向结构示意图。

曲拐头部与传动链相连接，相当于传动链条的一个特殊链节，始终与传动链条保持运动且保持相对静止，曲拐圆轴部
的成本的比较提供了基础。

低温液体储罐工作原理
低温液体储罐是用于储存低温液体的设备，通常采用双层结构。

其工作原理如下：
1. 内层罐体：内层罐体由高强度材料制成，通常为不锈钢或铝合金。

内层罐体用于储存液体，其具有良好的密封性，可以有效防止液体泄漏和蒸发。

2. 外层罐体：外层罐体是内层罐体的保护层，通常由碳钢制成。

外层罐体具有隔热、耐蚀等特性，可以减少外部环境对内层罐体的影响，并提供一定的安全防护。

3. 绝热层：内外层罐体之间采用绝热材料填充，如泡沫塑料或硅酸盐纤维。

绝热层具有优异的隔热性能，可以减少液体在储存过程中的蒸发和温度变化。

4. 冷却装置：低温液体储罐通常配备冷却系统，用于维持液体的低温状态，以防止液体过热或汽化。

冷却装置可以通过外部冷却介质（如冷水或制冷剂）来降低罐体温度，保持液体处于目标温度范围内。

5. 压力控制系统：储罐还需配备压力控制系统，用于监测和控制内部罐体的压力，以保证罐体的安全性。

当内部压力超过允许范围时，压力控制系统会自动释放多余压力，确保罐体不会发生爆炸或泄漏。

低温液体储罐的工作原理是通过保温和冷却措施来控制液体的
温度，并通过压力控制系统确保罐体的安全性。

这种储罐广泛应用于液化天然气（LNG）、液化石油气（LPG）、液氮、液氧等低温液体的储存和运输领域。

低温储罐原理引言低温储罐是一种用于储存液态气体（如液态氮、液态氧等）的设备，其工作原理基于以下几个方面：绝热性能、压力容器设计、液体输送和安全防护。

绝热性能低温储罐的绝热性能是确保液态气体在长时间储存过程中不发生蒸发和损耗的关键因素。

绝热层主要由多层金属材料构成，如不锈钢、铝等。

这些金属材料具有较低的导热系数，可以有效地阻止外界热量传递到内部。

另外，绝热层之间通常填充有低导热系数的材料（如珍珠岩或玻璃纤维），进一步提高绝热性能。

压力容器设计低温储罐需要承受高压力和低温环境下的冷却效应。

因此，压力容器设计必须满足以下要求： 1. 强度要求：由于内部液体的高压力和外部环境的低温效应，低温储罐必须具有足够的强度来承受这些力。

通常采用圆筒形设计，因为圆筒形在承受压力时具有较好的均匀分布特性。

2. 材料选择：常用的材料有不锈钢、铝等。

这些材料具有良好的抗腐蚀性和耐高低温性能。

3. 焊接技术：焊接是制造低温储罐时常用的连接方式。

焊缝必须经过严格检测和测试，以确保其质量和强度。

液体输送液态气体在储存过程中需要输送到储罐内，并保持一定的流动性以方便使用。

液体输送主要包括以下几个方面： 1. 泵站：泵站负责将液态气体从生产设备输送到低温储罐中。

泵站通常由多台泵、阀门和管道组成，能够提供足够的流量和压力来满足需求。

2. 蒸发器：在使用液态气体时，需要将其转化为气态。

蒸发器通过传热作用将液态气体加热至其饱和温度，使其蒸发为气体。

蒸发器通常采用管壳式结构，通过外部热源（如水蒸汽或电热）提供热量。

3. 管道系统：低温储罐与使用点之间需要建立一套完善的管道系统，以便输送气体。

这些管道必须具有良好的绝热性能和耐低温性能，以防止能量损失和结冰。

安全防护低温储罐是一种高压、低温的设备，因此需要采取一系列安全措施来保护人员和设备的安全。

主要包括以下几个方面： 1. 泄漏监测：安装泄漏监测系统以及液位传感器来监测罐内液态气体的泄漏情况和液位变化。

低温容器绝热技术上海交通大学 汪荣顺1低温容器绝热技术1 绝热的目的和方法 2 低温容器用的绝热材料 3 堆积绝热 4 高真空绝热 5 真空粉末绝热 6 高真空多层绝热 7 高真空多屏绝热 8 五种绝热方法的比较211 绝热的目的和方法绝热：减少或抑制从环境介质传入的热量(由导热、对流和辐射引起)绝热在低温技术中有特殊的重要性• 得到低温液体的功耗很大 • 低温液体与环境温度的温差大，周围环境是个很大的热 源；绝热方法分类• • • • • ①堆积绝热 ②高真空绝热 ③真空粉末绝热 ④高真空多层绝热 ⑤高真空多屏绝热真空技术返 回32 低温容器用的绝热材料除高真空绝热外都要应用绝热材料。

绝热材料的种类种类 优点 泡沫型 缺点 措施 粉末型 纤维型 粉末型与 纤维型的 共性 种类 种类 优点 缺点 措施 聚氨脂、聚苯乙烯、橡胶、硅、玻璃 成本低，有一定的机械强度，不需要真空罩 热膨胀率大。

热导率会随温度变化。

当容器中输入低温液体 时，泡沫会收缩 为防止低温下收缩开裂，在泡沫中放置防收缩裂开的纤维材 料 珠光砂(膨胀珍珠岩)、气凝胶、软木 玻璃纤维、矿棉、石棉 成本低、易用于不规则形状，不会燃烧 水蒸气和空气能通过绝热层渗入到冷表面，需防潮层。

粉末 沉降易造成热导率增大 在绝热层中充入高于大气压的干氮气以防止水分的渗入42绝热材料的热物理性质• 导热系数• 温度升高，导热系数增大 • 压力降低，导热系数降低 • 密度增大，导热系数增大 • 含湿量降低，导热系数降低 • 环境气体改变，导热系数也随之改变• 比热• 数值越大，降温时所需的冷量就越多• 线性膨胀系数 返 回• 用来估计绝热结构在温度变化时的牢固性和稳定性，线性膨胀系 数越小，绝热结构降温时收缩或破裂的可能性就越小 • 大多数材料的线性膨胀系数随温度的降低而显著减小53 堆积绝热定义：选用导热系数小的绝热材料装填在需要绝热的部位上以达到绝热的目的。

低温储罐绝热防腐技术规程
低温储罐绝热防腐技术规程是指用于低温储罐的绝热防腐技术的具体规范和要求。

以下是可能包含在低温储罐绝热防腐技术规程中的内容：
1. 设计要求：包括储罐的结构、尺寸、材料选择等。

2. 绝热材料选择：选择适合低温环境的绝热材料，如聚氨酯泡沫、岩棉、玻璃棉等。

3. 绝热层厚度：规定绝热层的厚度，以确保有效的绝热效果。

4. 绝热层安装：规定绝热层的安装方法和要求，包括固定方式和接缝处理等。

5. 防腐层材料选择：选择适合低温环境的防腐层材料，如环氧涂料、聚脲涂料等。

6. 防腐层厚度：规定防腐层的厚度，以确保有效的防腐效果。

7. 防腐层施工：规定防腐层的施工方法和要求，包括底漆、面漆的涂刷方式和涂层干燥时间等。

8. 检验和验收：规定对绝热防腐工程的检验和验收标准，包括绝热层和防腐层的表面质量、抗压强度等。

9. 维护和检修：规定低温储罐绝热防腐工程的定期维护和检修措施，包括涂层补修和绝热层保护措施等。

以上仅是可能包含在低温储罐绝热防腐技术规程中的一部分内容，具体要求可能因不同储罐的用途和环境条件而有所不同。

实际应根据相关国家或地区的标准和规范进行具体制定。

低温液体储罐（立式）技术协议甲方：（以下简称甲方）乙方：（以下简称乙方）甲乙双方经友好协商，就甲方向乙方购买立式低温液体储罐，达成如下协议。

甲乙双方在设计、制造、交货、验收、技术培训、售后服务等方面共同信守。

一、设备名称型号及参数1、设备名称：低温液体储罐（立式）2、设备型号：50m³3、设备数量：1台4、有效容积：50m35、几何容积：52.63m36、设计压力： 1.68Mpa7、工作压力： 1.6Mpa8、设计温度：-196℃9、贮存介质：O2、N2、Ar10、绝热方式：真空粉末二、基本要求1、材料、设计、制造、检验与试验、安全防护除应符合GB/T18442.1~18442.6的规定外，还需遵守国家颁布的有关法律、法规和安全技术规范。

2、设计制造单位应分别按TSG R1001、TSG R0004和《锅炉压力容器制造监督管理办法》的规定，取得国家特种设备安全监督管理部门办法的相应资格证书。

3、制造单位应按型号进行形式试验，低温性能检测应由国家特种设备安全监督管理部门认可的形式试验机构进行，形式试验机构负责出具低温性能型式试验报告。

当罐体主要设计参数、主体材料、结构型式、关键制造工艺和使用条件等发生变更，且影响产品的低温性能时，应重新进行型式试验。

4、制造单位应当接受特种设备监督检验机构对其制造过程的监督检验，特种设备监督检验机构负责出具“特种设备制造监督检验证书”。

5、设计单位应对设计文件的正确性和完整性负责。

6、设计文件需包括以下文件：⑴设计计算书（至少包括容积计算、受压元件承载能力计算、绝热性能计算、支撑结构承载能力计算、安全泄放装置的泄放能力计算等）；⑵设计图样（至少包括总图、随罐配管流程图，必要时还应提供基础条件图）；⑶设计说明书；⑷制造技术条件；⑸安装与使用维护说明书；⑹风险评估报告。

7、设计单位应在容器设计使用年限内保存全部容器设计文件。

8、设计总图和设计计算书应盖有压力容器设计单位资格印章。

低温储罐保温工艺低温储罐保温工艺介绍如下：一、绝热材料选择在低温储罐的保温工艺中，绝热材料的选择至关重要。

理想的绝热材料应具备低导热系数、高耐温性能、良好的化学稳定性以及足够的机械强度等特点。

常用的绝热材料包括泡沫玻璃、膨胀珍珠岩、纳米气凝胶等。

选择合适的绝热材料能够有效地降低热传导，减少热量损失，提高储罐的保温性能。

二、绝热层结构设计绝热层结构的设计直接影响到低温储罐的保温效果。

设计时需充分考虑绝热材料的特性以及储罐的使用环境，制定合理的绝热层结构方案。

通常，绝热层由多层不同材料组成，通过优化各层材料的厚度和排列顺序，可以进一步提高储罐的保温性能。

同时，要确保绝热层结构的稳定性，防止因外部压力或温度变化而发生形变。

三、防潮防渗处理在低温储罐的保温工艺中，防潮防渗处理是关键环节之一。

水分和湿气对低温储罐的保温性能影响较大，因此，必须采取有效的防潮措施，如涂覆防潮涂料或设置防潮层。

同时，要防止储罐渗漏，确保罐体密封性能良好。

在施工过程中，应对罐体进行严格的质量检测，及时发现并处理渗漏隐患。

四、强化保温施工强化保温施工是提高低温储罐保温性能的重要手段。

通过改进施工工艺、提高施工质量和加强施工监管，可以进一步降低热量损失，提高保温效果。

例如，采用先进的喷涂技术，将绝热材料均匀地喷涂在储罐内壁上，形成一层致密的保温层。

同时，要严格控制施工过程中的温度和湿度条件，确保施工质量。

五、真空夹层技术真空夹层技术是低温储罐保温工艺中的一种先进技术。

通过在储罐内壁和外壁之间形成真空层，可以大幅度降低热传导效率，提高储罐的保温性能。

同时，真空夹层技术还可以减轻储罐重量，方便储罐的运输和安装。

在采用真空夹层技术时，需注意维持夹层的真空度，定期进行检测和维护。

六、温度监测与控制在低温储罐的保温工艺中，温度监测与控制是保障储罐正常运行的重要措施。

通过安装温度传感器和温度控制装置，可以实时监测储罐内的温度变化，并采取相应的控制措施，确保储罐内温度稳定。