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低温容器和一般压力容器相比,差别较大。压力容器一般为单层,承压高等特点。而低温容器为双层,夹层为真空绝热。就低温容器绝热结构来说,一般分为非真空绝热和真空绝热两类。非真空绝热是在低温容器筒体外包覆 厚度的绝热材料,或在内外壳之间装填绝热材料,起到绝热贮运低温液体的目的,但效果不如真空绝热好,目前使用的不多。真空绝热一般是采用密闭双层金属壁,内外金属壁之间做成真空绝热体,常用的有真空粉末绝热、真空纤维绝热、真空微球绝热、高真空绝热、高真空多层绝热、高真空多屏绝热、高真空多层多屏绝热等。制作绝热体所用的材料有起隔热作用的纤维类(玻璃、陶瓷、矿、植物纤维等)、粉末类(膨胀珠光砂、碳酸镁、硅藻土、气凝胶等)、泡沫类(发泡聚胺脂、发泡聚苯乙烯、发泡玻璃、微孔橡胶等),起反射作用的有阻光剂、铝箔、镀铝有机薄膜等,还有起真空低温吸附作用的活性碳、分子筛等低温吸附剂。就绝热效果而言,目前高真空多层绝热效果 好,其次是真空粉末或纤维绝热。就适用范围而言,高真空多层绝热或真空纤维绝热适用于运输型低温容器、真空粉末绝热适用于固定型低温容器。目前我国大量制造和使用的是这一类产品。
低温储罐内罐设计及技术应用前景
其一、天然气储罐的内罐设计
低温储罐内罐设计应用的标准为API620附录Q。内罐是整台低温储罐的核心,也是设计的。
一、静力设计
液化天然气储罐内罐筒体的高度应考虑满足储罐的设计容积(设计液位),同时应当考虑由于泵吸入口高度造成一部分液态LNG存留于内罐中所占据的高度,以及针对地震造成液面晃动预留出的顶部自由空间。
不锈钢内罐壁板设计的厚度应满足下列要求:
(1)相当于液态LNG设计液位的液柱压力;
(2)相当于液态LNG设计液位的液柱压力1.25倍的水压试验压力。
由于内罐为开口结构,内罐两侧所受到的气相压力大小相等,因此在内罐壁厚的计算中无需考虑蒸发气体压力。
二、筒体压缩
筒体底部的较大纵向压缩力可以根据API620附录L5.2计算,结果需满足API620附录L5.3筒体较大纵向压应力要求。
三、抗震设计
天然气储罐内罐抗震设计采取预埋锚固带,以抵抗由于地震产生的倾覆力矩。应在水压试验过程中进行内罐锚固带与内罐壁板的焊接,而在气压试验过程中完成外罐锚固带与外罐壁板的焊接工作。
四、抗倾覆计算
储罐可以由罐体重量和储存液体的重量来确定壳体底部的抗倾覆力矩,通过比较计算结果是否满足API620附录L4.1及L4.2来判断储罐是否需要采用锚固带解决。对于非锚固带设计的储罐,可以利用壳体下提升基础底板宽度的这部分介质来抗倾覆。
五、液体晃动值计算
由地震造成液体晃动的高度值可以由API620附录L8计算得出,将该计算结果加上较小为1英尺的数值作为内罐高度的预留液体晃动高度值。
六、吊顶设计
吊顶设计应考虑吊顶自身重量以及覆盖在吊顶上的保冷材料、接管套筒、压力平衡孔的重量和施工中的临时载荷。由于储罐在常温状态下安装,因此吊顶上接管开孔与接管应当偏心布置,以补偿由于温度变化造成的吊顶甲板收缩量,否则可能会由于甲板收缩与接管产生碰撞,造成吊顶甲板或接管变形。
七、接管设计
接管的设计除了要满足工艺要求外,还应考虑到在储罐气体置换及预冷过程中需要配置的一些临时接管。
其二、天然气液化技术应用前景
液化天然气简称天然气储罐,因为其高储存效率和可灵活运输的性质,而且与储气库和柜比较具备容易建设、投资小以及受外部因素影响较小和迅速等等优点,所以特别适合扩容并调峰城市中的输配气系统。LNG还可用作车用燃料,因为其中辛烷值比现有汽车燃料高,抗爆性好,并且能够完全燃烧、排气污染少,能够提高发动机寿命和降低运行成本等。拿压缩天然气与LNG进行比较,LNG也具有一定优点,比如高储存效率,延长续驶里程,储瓶压力较低,重量轻且数量小,提高系数,在建站时不受供气管网的相关限制等等。
在我国,天然气资源的分布不同于能源消耗程度分布状况,甚至是恰恰相反。天然气的资源多集中在西部,而天然气的应用却是越往东南方向。故而急需解决天然气运输问题。随着我国经济和基础设施的发展齐备,国民广泛应用天然气已然开始风靡。然而,如此长距离的天然气输送管线,其中的建设投资规模巨大以及因部分地区地质地貌造成的施工技术困难,外加建成后高昂的维护费用,种种问题都是能影响长江中下游地区用户的天然气灵活供给的不确定因素。其次,因为输送管道布置事关各大燃气供应商的切身利益,所以考虑近期和远期天然气输送管道输气能力的利用率,从而在进行输气管网布置规划设计时,需要依据一般城市的发展规律,对大中小城市近期和远期天然气用气规模进行预测,但是因为这些预测事关社会经济环境等许多不确定因素而变得难以确定,所以大多数燃气供应商会选择舍远求近。这使得输气管道网在往后的时间中,只会随着天然气需求增加而缓慢改造发展。其三,因为国民用气量会有季节性的差异,输气管路也会不时出现故障,这都会造成供气的不平衡。故而,急需建设大量LNG调峰工厂以起到调峰作用。据了解,因为LNG工厂相比地而高压储气罐和地下储气库具有众多优点,例如投资资金少,节约土地,建设工期短等等。而且,天然气在液化之后的运输为经济可靠,在长距离运输的情况下具有小风险、强适应能力等特性,另外有的LNG槽车和轮船可以运输边远区域的液态天然气。伴随着经济的发展,天然气必然因其高燃烧率和环保以及经济可靠的性质而广受城市居民的青睐。
黄骅百恒达祥通机械制造有限公司(http://www.chinaxiangtong.com)位于新兴的港口城市黄骅市,于2002年经质量监督检验检疫总局批准的特种设备生产企业。公司现具有A2压力容器设计许可证,压力容器A1、A2、D1、D2制造许可证,锅炉B级制造许可证。主要产品有液氩储罐、LNG容器、低温压力容器、液氮储罐、低温容器等。公司占地面积67320平方米。生产50多种工业产品,低温液体储罐(250m3)主要市场方向液氧储罐,LNG加注站,工业气体分装站,企业和居民气化站。油田加热炉,现阶段的市场方向西北油田、大庆油田、华北油田。各种锅炉产品及各种二氧化碳储罐产品的市场方向各大化工业。