低溫液體貯罐的使用管理

郭 穎

（浙江省特種設(shè)備科學(xué)研究院，浙江杭州 310020）

0 引言

隨著低溫液體需求的增長，低溫液體貯罐在企業(yè)中大量安裝使用，主要介質(zhì)如液氧、液氬、液氮、液態(tài)二氧化碳、液化天然氣（LNG）等，主要運用在焊接、切割、食品、醫(yī)療等領(lǐng)域，低溫液體貯罐是一種特殊的壓力容器，由內(nèi)筒和外筒（夾套）組成，材料一般是奧氏體不銹鋼（304 等），內(nèi)筒和外筒的絕熱方式分為真空粉沫絕熱（珠光砂、膨脹珍珠巖等）和真空多層纏繞絕熱（鋁箔、纖維、紙等），內(nèi)筒和外筒之間抽真空，低溫液體貯罐系統(tǒng)由貯罐、氣化器、減壓裝置、緩沖罐、管路等組成。低溫液體具有沸點低、易氣化，有的具有易燃易爆等特性，一旦發(fā)生泄漏、爆炸事故，將給員工生命安全和企業(yè)生產(chǎn)帶來重大影響，企業(yè)在選擇制造質(zhì)量良好的貯罐基礎(chǔ)上，在安裝、日常操作、使用管理等環(huán)節(jié)都要按相應(yīng)要求進行管理。

1 對貯罐安裝場所的要求

（1）安裝場所應(yīng)具有良好的通風(fēng)條件，容積1 m3以上的貯罐應(yīng)安裝在室外，周圍5 m 內(nèi)不得有通往地下室等密閉空間處，貯罐與辦公室、公共場所等人群密集地區(qū)的間距應(yīng)大于10 m；

（2）貯罐區(qū)應(yīng)裝護欄，低溫貯罐系統(tǒng)（包括貯罐、氣化器、附屬管道、減壓裝置等）周圍10 m 內(nèi)嚴禁煙火，接地良好，接地電阻應(yīng)小于10 Ω；

（3）非正常操作和事故中排放的液體應(yīng)排放至安全地點，室內(nèi)的安全閥應(yīng)加裝放空管，放空管應(yīng)引向室外安全地點。

2 貯罐的安裝

（1）做地基時，貯罐系統(tǒng)周圍應(yīng)設(shè)置排水溝，以排除雨水、結(jié)霜水，貯罐在安裝過程中，應(yīng)避免碰撞等機械損傷，外筒真空閥、真空規(guī)管、防爆裝置應(yīng)小心保護，應(yīng)保證安裝的鉛垂度，貯罐軸心線與地面垂直度應(yīng)符合相應(yīng)規(guī)范要求。

（2）安裝完成后貯罐系統(tǒng)應(yīng)做氣密性試驗，系統(tǒng)充干氮氣至設(shè)計壓力，保壓一定時間，若罐體、閥門、管路、減壓裝置、法蘭、儀表等無滲漏，則安裝完成。

3 貯罐充液

（1）首次充液（指內(nèi)筒處于熱狀態(tài)下的充液），打開上部進液閥，此時由于內(nèi)筒處于熱狀態(tài)，進液閥開度要小，使內(nèi)筒和管道逐漸冷卻至所充低溫液體的溫度，穩(wěn)定排氣時，槽內(nèi)已有液體時（可見液位計指示），可由下部進液閥進液，當(dāng)頂部溢流閥（已先開啟）噴出液體時，說明已充滿液體，應(yīng)立即關(guān)閉進液閥，停止充液。

（2）補充充液（指內(nèi)筒已有低溫液體冷態(tài)下的充液），補充充液程序與首次充液基本相同，不同的地方是內(nèi)筒已有低溫液體，不需要冷卻內(nèi)筒，因此可直接由底部進液閥進液。

（3）充液從壓力角度還可分為無壓充液和帶壓充液，無壓充液為在充液過程中，排氣閥始終開啟，使內(nèi)筒和大氣相通，內(nèi)筒壓力為常壓，帶壓充液為充液過程中排氣閥呈關(guān)閉狀態(tài)，貯罐內(nèi)壓力高于大氣壓力，帶壓充液時，內(nèi)筒壓力不得高于該貯罐的最高工作壓力，首次充液必須采用無壓充液，補充充液可以采用帶壓充液，液體容積與液位高度關(guān)系可查貯罐上的容積液位曲線圖。

4 增壓

當(dāng)排液需要穩(wěn)定罐內(nèi)壓力時，利用增壓器增壓，使液體進入增壓器氣化，增壓時注意檢查儀表是否正常，并確認系統(tǒng)斷流閥呈開啟狀態(tài)，貯罐在不要求增壓的時間內(nèi)應(yīng)關(guān)閉增壓閥，避免增壓閥內(nèi)漏增大蒸發(fā)損失。

5 排液

（1）向氣化器（或泵）排液時，當(dāng)貯罐內(nèi)壓力達到排液要求后，即可打開排液閥向外供應(yīng)液體，排液時一般不應(yīng)將貯罐內(nèi)的液體全部排空，保證罐內(nèi)留有一定量的余液。

（2）向槽車排液時，將槽車軟管與貯罐快速接口連接，微開排液閥，向軟管排入少量液體，以清除軟管中的異物，打開槽車上的閥門，向槽車排液，排液完畢，關(guān)閉排液閥和槽車上的閥門，迅速開啟排液閥，排出軟管內(nèi)的殘液，卸下軟管。

6 事故風(fēng)險和應(yīng)急措施

（1）在裝卸低溫液體過程中，裝卸軟管如果破裂和脫落，應(yīng)及時關(guān)閉液相、氣相管等處的貯罐出口閥門，待軟管內(nèi)氣體安全放散后，更換軟管。

（2）貯罐內(nèi)筒泄漏，低溫液體流入罐體外筒部位，容易引起外筒脆性破壞，應(yīng)及時將低溫液體排入管網(wǎng)或?qū)①A罐中的低溫液體導(dǎo)入相鄰空的貯罐或罐車中。

（3）貯罐系統(tǒng)的接管、管路、閥門、法蘭等部位泄漏，應(yīng)查清泄漏部位，視情況關(guān)閉上游閥門或兩側(cè)閥門以切斷氣源。

7 使用管理要點

（1）內(nèi)筒低溫液體的充裝量不得超過充裝系數(shù)（以設(shè)計圖紙為準(zhǔn)，一般為0.9，0.92，最大不得超過0.95）；罐體和管路上的壓力表、安全閥應(yīng)定期檢定或校驗（圖1），安全閥整定壓力應(yīng)≤內(nèi)筒設(shè)計壓力，爆破片應(yīng)定期檢查和更換（一般

2～3 年）。

（2）日常檢查罐體、接管、閥門等部位是否泄漏，殼體是否結(jié)霜、冒汗，如果外殼結(jié)霜、冒汗，則表明罐體保溫絕熱性能不良，真空度下降，應(yīng)定期用真空計（圖2）連接下封頭處真空規(guī)管（圖3）檢測內(nèi)外筒之間的真空度（表1），超過標(biāo)準(zhǔn)時應(yīng)聯(lián)系廠家或維保單位用真空泵抽真空處理。

（3）定期檢測貯罐蒸發(fā)率，日蒸發(fā)率要求見（表1），檢測方法為內(nèi)筒加入50%以上低溫液體，熱平衡48 h，關(guān)閉物料進出口接管，在放氣管上加裝流量計，得到穩(wěn)定氣體流量值，計算出蒸發(fā)率，如果蒸發(fā)率過高則內(nèi)筒可能泄漏或真空度偏高。

圖1 安全閥、爆破片

圖2 真空計

（4）如果緩沖罐材料為碳鋼，需注意貯罐的氣化速度，如果低溫液體來不及氣化導(dǎo)致低溫液體進入緩沖罐引起低溫脆性破壞，建議緩沖罐采用不銹鋼材料或在管路上加裝限流閥。

圖3 真空規(guī)管

表1 真空度及日蒸發(fā)率測量

（5）壓力表、液位計等附屬儀表按設(shè)備使用說明書和相應(yīng)規(guī)定進行使用和維護；新安裝的閥門必須徹底去除油污（脫脂）后才能投入使用。