液氮贮罐冷损为何会添加?
为什么要增加液氮储罐的冷损?下面举几个例子来说明,欢迎大家了解。空气分离设备有四个储罐(分别为Tk 1302 a~d)每个储罐的有效容积为75m3,储罐为立式双壁圆筒结构*热模式为真空珠光砂粉,层间真空度113~617 Pa,正常待机压力0178MPa,计划日蒸腾速率不大于015%30℃全负荷时)。
4个储罐主要功能是:当外部氮气消耗量较大或空分设备出现故障时,液氮会被汽化送至氮气管网,以保证外部设备对氮气的正常使用。另外,当储罐液位较高时,可以出售部分液氮,提高空分设备的效益。液氮储存系统于1996年5月投入使用,运行初期液氮储罐冷损始终在正常范围内。
1、近两年发现液氮储罐的液氮损耗明显增加,当外界气温下降到10℃左右时,TK1302a、TK1302d两个储罐*该部出现了明显的出汗和结霜现象。因此加强了对液氮储罐的监测,特别是选择了平时使用较少的TK1302a进行统计分析可以看出,TK1302a储罐在16℃时的日平均损耗是满载时30℃时的1213倍。液氮储存系统的冷却损失大大增加,严重影响空分设备运行的效益,有时甚至危及正常生产。
2、液氮储罐冷损的原因有5个方面(1)储罐的缸筒焊接质量不好,尤其是广州,天气潮湿、酸雨严重的地区,炮弹*易腐蚀穿孔,使外界潮湿空气进入夹层,造成真空度下降,导热系数增加,单位面积传热量增加,使液氮日蒸腾速率超限。
(1)夹层之间的珠光砂在设备时填充不当,运行时逐渐下沉,导致储罐上部没有夹层*保温填料降低了保冷效果,加快了传热,增加了日蒸腾速率。
(2)储存液氮的升压器阀门关闭不严或内部泄漏,泄漏的液氮被升压器汽化,使液氮储罐压力不断升高当超过储罐的设定压力时,就开始通过主动放空阀放空,以维持储罐的压力稳定,相当于不断地放空被升压器汽化后的液氮,必然会增加液氮储罐的损耗。如果液氮储罐到增压器的阀门关闭不严密或者内部有泄漏,那么阀门就会结霜,阀体温度会低于其他部位。在TK1302a储罐上,阀门的阀体没有结霜,阀体的温度与现场设备的其他部分温度基本相同。澄清TK1302a储罐增压阀无内漏或密封不严。
(3)液氮储罐排气阀泄漏导致储罐压力低于设定压力或液氮储罐本身的设定压力过低(低于正常备用压力0178MPa),那么相应的液氮饱和温度也会在这个压力下下降在外界环境温度相同的情况下,液氮储罐表面与内部的温差会增大,会出现*当自然蒸腾后排出更多的液氮时,液氮的损失也会增加。从现场调查和日常运行记录来看,几个储罐一直保持0178MPa的正常备用压力,完全排除了这种可能。
(4)液氮储罐中的钢瓶和管道焊接质量不好,出现裂纹,导致液氮泄漏,液氮损失增加。此时,裂缝的下部会结霜、它会冻结,甚至使外缸破裂。但从调查来看,除了室外温度较低时,水箱除了出汗和结霜,其他部位没有异常现象。也排除了这种可能。针对前两个原因,请专业检测公司进行检测,检测结果如表2所示。从测试结果可以看出,四个液氮储罐的真空度都下降了不少,夹层中填充的珠光砂也有一定程度的下沉,部分泄漏导致液氮储罐冷损严重。
3、检修及处理办法
(1)排空待处理液氮储罐中的液氮;
(2)用钻孔空气或氮气吹漏液氮贮罐的内筒,升温至内筒和夹层完全恢复到常温;
(3)从真空阀向夹层内充入钻孔空气或氮气,使夹层内压力保持在011MPa左右,检查储罐外筒各部位的泄漏情况,并对泄漏点进行处理,直至完全消除;
(4)从储罐上部的手孔向储罐夹层填充干燥珍珠岩,然后密封手孔;
(5)对储罐夹层重新抽真空;
(6)处理结束后,应对储罐进行低温氮气吹扫,并逐渐降低温度。内筒彻底冷却后,分析内筒的微量氧和露点,直至置换合格,液体才能灌装投入使用。
4、维护功能在四个液氮储罐全部检修完毕后,对维护功能进行跟踪检查,并选取使用较少的TK1302a进行分析(见表3)大修后,液氮储罐的冷却损失大大降低,基本达到了规划要求,节约了设备运行成本,创造了一定的经济效益。