薛 迪

(中國化學(xué)工程第十一建設(shè)有限公司 , 河南 開封 475000)

低溫液氨儲存要求儲罐的溫度能夠穩(wěn)定在液氨常壓沸點以下(低于-33 ℃),考慮到液氨本身的屬性,氣相壓力也是影響其存在形態(tài)的重要因素之一,儲存容器的大氣壓力要與其氣相壓力相同或相近。在液氨儲罐實際運行的過程中,其存在連續(xù)運行時間較長的特點,為了保障罐內(nèi)壓力能夠保持穩(wěn)定,并且氨罐的冷量損失能夠在最大程度上得到控制,液氨儲罐制作安裝施工是極為重要的環(huán)節(jié)之一。科學(xué)合理的液氨儲罐制作安裝施工工藝不僅在減少冰機負(fù)荷方面具有積極作用,還在保障裝置運行的安全性和穩(wěn)定性上也有重要的意義。本文以低溫雙層液氨儲罐為研究對象,對液氨儲罐現(xiàn)場制作安裝施工工藝進行了研究,并分析了設(shè)計施工工藝的應(yīng)用效果。為液氨的儲存和管理工作提供參考,在保障液氨保存質(zhì)量的前提下,最大限度地降低保存成本。

1 現(xiàn)場制作安裝施工工藝設(shè)計

1.1 低溫雙層液氨儲罐現(xiàn)場制作

考慮到液氨儲罐在工作過程中,既要確保自身的運行參數(shù)滿足液氨的存儲需求,又要最大限度地保持其穩(wěn)態(tài)。本文在現(xiàn)場制作階段主要針對保冷層材料以及安全閥的選擇進行了研究。

首先是保冷層材料,泡沫玻璃磚作為液氨儲罐中常用的保冷材料,其種類和形式具有多樣化的特征?？紤]到維穩(wěn)需求,在制作過程中對其具體的指標(biāo)進行篩選。水蒸氣傳遞能力非常低,吸水率≤0.5%,對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)密度≥120 kg/m3。其次,對泡沫玻璃磚的壓縮強度進行約束,其平均壓縮強度≥0.80 MPa,考慮到生產(chǎn)加工的穩(wěn)定性,允許最低限定值為0.55 MPa。導(dǎo)熱系數(shù)平均最大值≤0.031 5 W/(m·K) ,單體最大值<0.034 0 W/(m·K)。再按照從下往上的順序逐層進行粘貼前,首先要確保儲罐的清潔和干燥,避免水跡、灰塵、油漬、銹跡等對粘貼效果造成影響。本文采用水平和垂直方向拉線繩的方式對粘貼的直度和垂度進行控制。在靠近上支撐圈和拱頂部分,結(jié)合實際的空間形態(tài)對泡沫玻璃磚的形狀進行適應(yīng)性切割,以此確保其密封性。需要注意的是,安裝時內(nèi)外層磚縫應(yīng)進行錯邊施工,距離≥100.0 mm,具體如圖1所示。

圖1 泡沫玻璃磚錯邊處理方式示意圖

按照圖1所示的方式,采用TN-1黏結(jié)劑完成對玻璃磚與罐壁的粘貼,需要注意的是,黏結(jié)劑需要呈“十”字形均勻涂刷,且面積不小于貼合面的一半。最后,將密封膠作為填充材料對>2.0 mm的拼接縫進行處理。

其次就是對儲罐安全閥的選擇,為了避免出現(xiàn)氨氣外漏的情況,本文選擇密封式安全閥,并且確保密封面為聚四氟乙烯(PTFE)軟密封,在材質(zhì)上,避免銅類材料的使用。在確保其性能良好的基礎(chǔ)上,以垂直度方式加固安全閥安裝在儲罐的氣相界面位置。

1.2 低溫雙層液氨儲罐安裝

在對低溫雙層液氨儲罐進行安裝過程中,主要分為三個階段:安裝位置平層處理、材料鋪設(shè)、平層校正處理。為了最大限度地保障低溫雙層液氨儲罐的穩(wěn)定性和安全性,選擇鋪設(shè)材料為SBS瀝青氈、泡沫玻璃磚以及SBP氣液隔離層。

在實際施工過程中,利用干沙實現(xiàn)對最底部的找平處理。需要注意的是,干沙找平層鋪設(shè)厚度不能盲目設(shè)置,而是要以儲罐底部環(huán)梁保冷層對應(yīng)的混凝土找平層高度作為具體的標(biāo)高。通過這樣的方式,能夠最大限度地保障后續(xù)對SBS瀝青氈的鋪設(shè),在插口對接上滿足要求。在鋪設(shè)第一層SBS瀝青氈時,以同向?qū)R的方式與接近罐底環(huán)梁保冷層SBS瀝青氈進行對接。鋪設(shè)泡沫玻璃磚鋪設(shè)前,首先要確定儲罐在不同方向上的徑向為中心位置以及標(biāo)高,并以此為基礎(chǔ)拉設(shè)線繩,實現(xiàn)對鋪設(shè)直線度和水平度的有效控制。完成鋪設(shè)后,采用手持砂輪機對局部平整度出現(xiàn)異常的部位進行打磨處理,以此確保其平整度。在鋪設(shè)第二層SBS瀝青氈時,其方向應(yīng)與第一層SBS瀝青氈保持垂直關(guān)系,第三層SBS瀝青氈按照同向?qū)R的方式與次接近罐底環(huán)梁保冷層SBS瀝青氈進行對接。最后再鋪設(shè)厚度≥5.00 cm的SBP氣液隔離層,并確保其與儲罐環(huán)梁預(yù)留接口搭接。完成施工后,再利用干沙對儲罐整體進行平層校正。

2 運行效果分析

2.1 運行環(huán)境

本文以某集團新建的低溫氨罐為測試目標(biāo),儲罐的容積為4 600 m3,設(shè)計儲罐的內(nèi)外直徑分別為22.0 m和24.0 m,對應(yīng)的內(nèi)外罐高度分別15.20 m和18.00 m。在運行條件下,內(nèi)罐罐頂壓力范圍為5.00～7.50 kPa,溫度范圍-50.0～-40.0 ℃,設(shè)計其外罐壁的保冷材料為DH800型泡沫玻璃磚,具體尺寸大小為520 mm×450 mm×60 mm。在此基礎(chǔ)上,設(shè)置了兩層保冷結(jié)構(gòu),對應(yīng)的保冷層厚度為120 mm。在穩(wěn)定狀態(tài)下,為了維持儲罐溫度,冰機負(fù)荷范圍為120.0～150.0 kW·h。利用本文設(shè)計的方法進行安裝施工,測試其運行效果。

2.2 運行效果

對儲罐10個工作日的運行情況進行統(tǒng)計,對應(yīng)的參數(shù)如表1所示。

表1 儲罐的運行情況統(tǒng)計表

由表1可知,在測試的10天時間內(nèi),液氨儲罐內(nèi)罐罐頂壓力均處于設(shè)置的壓力范圍(5.00～7.50 kPa)內(nèi)。對液氨儲罐的溫度情況進行分析可看出,其溫度波動幅度相對較小。處于允許溫度范圍(-50.0～-40.0 ℃)內(nèi)。對儲罐冰機的負(fù)荷情況進行分析,其始終穩(wěn)定在130.0 kW·h以內(nèi),最大值僅為128.03 kW·h。這是因為儲罐自身具有較高的保冷性能,在極大程度上降低了冷量損失。根據(jù)運行結(jié)果可以看出,本文設(shè)計的低溫雙層液氨儲罐現(xiàn)場制作安裝施工工藝具有良好的應(yīng)用效果。

3 結(jié)束語

在液氨儲罐的設(shè)計和安裝過程中,充分考慮溫度和壓力維穩(wěn)問題是極為必要的,其對于保障液氨的穩(wěn)定性,降低儲存風(fēng)險和儲存成本都具有十分重要的現(xiàn)實意義。本文提出低溫雙層液氨儲罐現(xiàn)場制作安裝施工工藝研究,針對液氨儲罐的應(yīng)用需求,進行了對應(yīng)的設(shè)計,并在極大程度上保障了儲罐運行過程中的穩(wěn)定性和可靠性。