近年来,随着气体工业及 气工业的发展,以液氧、液氮、液氩、液态乙烯及LNG等为介质的低温储罐应用越来越广泛。除大型LNG装置及LNG接收站配套大型及特大型低温储罐外,空分装置、中小型LNG装置、LNG储配站及LNG气化站一般配置中小型低温储罐,罐容多在10000m3以下。低温储罐作为这类装置的核心设备,型式的选择关系着整个装置的造价及运行成本,选择何种型式低温储罐以满足装置要求变得尤为重要。
现有中小规模陆地装置及场站一般采用的低温储罐型式包括:真空粉末绝热储罐、子母型低温储罐、球形低温储罐、立式平底圆筒型低温储罐。
真空粉末绝热储罐由内筒体和外筒体组成,夹层采用真空粉末绝热技术,受运输条件限制,目前 大罐容200m3,多用于储液量较小的场合。储液量大于200m3时,可采用多台真空粉末绝热储罐并联组成集群罐。当储液量超过1500m3时,宜采用子母型低温储罐(简称子母罐),与集群罐相比具有场站设备少、投资省、操作维护方便、 可靠的优点。子母罐由多个(3个以上)子罐并列组成内罐,组装在一个大型外罐(母罐)中。子罐也受运输吊装条件限制,单台 大容积250m3,总容积 大为5000m3。储液量超过200m3时,也可选择球形低温储罐和立式平底圆筒型低温储罐。当储液量超过10000m3时,多选用立式平底圆筒型低温储罐。低温储罐现役无损检测以及技术概述
一、现役储罐的无损检测
1、射线检测
工业无损检测较重要的门类之一是射线检测。射线检测较主要的应用是探测被检物内部的宏观几何缺陷(检测)。按照不同特征(例如使用的射线种类、记录的器材、工艺和技术特点等),可将射线检测分为许多不同的方法。射线照相法是指用X射线或γ射线穿透试件,以胶片作为记录信息的器材的无损检测方法,这种方法是较基本、应用较广泛的一种射线检测方法。对于LNG储罐来说,因为LNG储罐不能进入人来检测,只能借助先进的设备,比如采用γ射线照相来检测LNG储罐的内部缺陷。这就能及时发现LNG储罐内部存在的缺陷,并及时进行处理,确保LNG储罐的运行。
2、超声检测
超声检测就是通过超声波与试件互相作用,对被检物进行宏观缺陷检测、几何相关特性测量、组织结构变化和力学性能的进行检测,进而对其特性进行评价的技术。超声波检测的优点为:
(1)适用于金属、非金属和复合材料等多种制件的无损检测;
(2)穿透能力强,可对较大厚度范围内的试件内部缺陷进行检测。如对金属材料,可检测厚度为1~2mm的薄壁管材和板材,也可检测几米长的钢锻件;
(3)缺陷定位较准确;
(4)对面积型缺陷的检出率较高;
(5)灵敏度高,可检测试件内部尺寸很小的缺陷。
但是我们也应该认识到,超声波检测同样存在着局限性,如:不能准确的定量和定性缺陷;对具有复杂形状或不规则外形的试件进行超声检测有困难;试件缺陷的位置、取向和形状对检测结果有一定影响等。超声检测法可以检测LNG储罐焊接缝内部的裂纹,也可用于低温储罐锻件和高压螺栓可能出现裂纹的检测。
3、涡流检测
涡流检测是以电磁感应原理为基础的。其将通有交流电的线圈置于待测的金属板上或套在待测的金属管外。线圈内产生交变磁场,使被检物呈旋涡状的感应交变电流,形成涡流。在保持其他因素相对不变的条件下,用探测线圈测量涡流所引起的磁场变化,可推知试件中涡流的大小和相位变化,进而获得有关电导率、缺陷、材质状况和其他物理量(如形状、尺寸等)的变化或缺陷存在等信息。但由于涡流是交变电流,所检测到的信息仅能反映试件表面或近表面处的情况。它可以检测出表面和近表面的缺陷。由于它采用非接触式检测,所以检测速度很快。由于涡流检测的探测结果是以电信号输出,所以很容易实现自动化检测。
二、天然气液化技术概述
天然气的液化系统可以分为五个部分,即预处理、液化、存储、运送和使用。在当前液化天然气储罐的工艺线路中,三种主流工艺包括膨胀制冷工艺、混合制冷工艺以及阶式制冷工艺。
1、阶式制冷工艺
在过去,较为常用的制冷工艺便是阶式制冷工艺。该工艺方式是通过三个制冷循环阶段构成并实现天然气液化的。三个阶段有三个系统,即丙烷制冷系统、乙烯制冷系统以及甲烷制冷系统,其按照制冷温度梯度(即零下30℃和零下90℃以及零下150℃逐级给天然气提供足以使其液化的冷量。其具体过程可描述为,天然气在经过净化之后,进入三阶制冷循环系统之中,在三个冷却器中先进行冷却,其后进行冷凝,然后是将天然气进行液化处理,然后进行过冷处理,通过节流降压之后制造出低温常压液态的天然气并进行储存。
阶式制冷工艺的特点在于可以将制冷系统从天然气液化系统中出来,其中的制冷剂是单一的单元,两个系统之间的关联性不大,因此操作简单稳定,不必担心系统之间的相互影响,比较适合高压气源,因为其可以利用气源压力能。然而,该工艺制冷系统也有缺点,一点是制冷机组很多,制冷流程过长,要求高纯度的制冷剂,二点便是该制冷系统不适合氮含量过大的天然气,因此,天然气液化装置市场上已然抛弃了这种液化工艺。
2、混合制冷工艺
在六十年代末,在工作经验积累之下慢慢演变并设计出混合制冷工艺,这种制冷工艺主要是通过改变制冷剂并替代之前的阶式制冷工艺中多个纯组分。其制冷剂通常采用烃类混合物,包括N2、C1、C2、C3、C4和C5,而其具体使用成分是依据原料气的压力和组成而定。依据原料天然气能否与混合制冷剂相混合可把混合制冷工艺分为两类:开式混合制冷工艺以及闭式混合制冷工艺。
相对阶式制冷工艺而言,混合制冷工艺的特点有工艺简单、机器设备少,而且成本金额低等等。但是,该工艺还有一些缺陷,比如高能耗,工艺系统开发困难,而且对混合制冷剂组分配比的要求极为严格。
3、膨胀制冷工艺
在该工艺中主要是运用原气的压力能量进行对外做功,从而给液化提供相应冷量。天然气的膨胀以及膨胀效率是决定系统液化率的关键因素,故而,该制冷工艺适合在使用压力低但是输送压力高,需要进行中间降压的气源场合。
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。