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关 键 词：二氧化碳储存罐
行 业：机械 其他行业专用设备
发布时间：2022-07-26
二氧化碳储罐的设计要求
核心设备液态二氧化碳储罐，由于受井下空间及矿车自身大小的限制，储罐有效容积宜在2立方米，由此计算出该储罐的罐体直径应为1.2米，简体长度1.5米，两边椭圆封头，卧式结构。由于该装置由二氧化碳运输槽车直接充装，故该储罐的设计压力及温度均按照现行的二氧化碳槽车的要求设计。
目前我国生产的二氧化碳槽车的设计温度一般为一4O摄氏度，设计压力为2.73MPa。按照此设计条件，该储罐已达到《固定式压力容器安全监察规程》中的Ⅱ类容器条件，由于该储罐的结构的陛，无法在如此小的储罐上开设检查孔，因此设计时应注意到必须将该储罐的焊接接头系数取为1.0.所有A、B类焊缝均必须进行10x射线检测，结果应符合JB／T4730中Ⅱ级要求。考虑到该设备的设计温度已经达到了一4嚎氏度，普通的压力容器用钢板已无法满足其要求，结合经济性和实际情况，选用16MnDRt——板进行，该钢板的使用温度下限值为一40摄氏度，符合该设备的要求。由此，该设备的主要设计参数及材质均已确定完毕。
二氧化碳对16gnD——质的腐蚀较为轻微，但考虑到该设备以后使用过程中内部不可检测性，为了提高其安全性，故取2rrm腐蚀余量。因此该设备的设计厚度为9.12+2=11.12mm：：——设计厚度的基础上加上材料厚度负偏差后向上圆整至材料标准规格的厚度12ram，即为名义厚度。经过以上步骤，该设备的主体设计已完成，由于液态二氧化碳储罐的工作温度一般一4旷_一20摄氏度左右，该设备尤其要考虑应力集中对低温脆断的影响。钢材随着使用温度的降低，会由延性状态向胎陛状态转变，降低了抗冲击性能。结构不连续引起应力集中，很可能成为脆断的起源。对于接近韧一旦鬯性转变温度的钢材，仅由于残余应力就可能发生脆性破坏。
为减少结构不连续导致的局部高应力，使结构具有足够的柔性，应通过设计要求达要求：
结构应尽量简单，减少约束
避免产生过大的温度梯度
应尽量避免结构形状的突然变化，以减少局部高应力，接管端应打磨成圆角，呈圆滑过渡，容器的制作或支腿须设置垫板，不得直接焊在壳体上根据以上原则，储罐的终装配图如图所示，设计及工艺要求均综合考虑了上述情况，对于可能产生的残余应力，通过终焊后热处理进行消除后应考虑储罐的保冷措施，液态二氧化碳储罐保冷的目的在于阻止周围水汽向绝热体渗透，防止储罐外层结露甚至产生冰层。
按照此要求，参考目前国内吖常用的几种保温层材料综合分析后选用聚氨酯发泡材料作为保温材料。该材料以为主要成分，加上其它辅料组合而成，发泡聚氨酯组合料具有优异的理化性能和便捷的施工工艺性能，其导热系数仅为0.Ol6-0.030W／（in·k），在已知的保温材料中，导热系数是低的，尤其是发泡组合料是一种天然的胶粘材料魔能形成连续的保温层，保证了保温层与储罐的粘结强度高，无需任何胶粘剂和锚固。
通过以上设计，一台二氧化碳液体储在矿用平板车上，搭建外部保护架及防护在井下自由移动达到防灭火的目的。
概述lng储罐低温储罐绝热性能
随着国家能源结构的调整和对环境保护要求的提高，天然气的使用日益广泛，公交车、出租车等也用天然气作为动力。天然气是一种清洁能源，主要成分是甲烷，通常被储存在lng低温储罐中，因为这种lng储罐为微正压低温状态，外部有绝热保温材料覆盖，以减少与外界的热传递造成lng气化，因此在设计时就要考虑其绝热保冷性能。
1、外界热量漏入lng低温储罐主要通过储罐顶部、侧面和底部。对于大面积区域，要考虑白天的太阳等因素。
2、lng低温储罐底部主要是通过传导的方式进行热传递，绝热材料一般采用的是刚性泡沫玻璃，由于其耐压性强，能承担液体和内罐的重量。内壁下面是一层珍珠岩混凝土支撑圈，用以支撑整个内罐壁的重量。
3、储罐顶部的绝热材料主要是安置在悬浮甲板上的玻璃纤维毡。
4、储罐侧面的绝热材料主要用膨胀的珍珠岩粉末，并且在内罐壁外侧安装纤维毡，用来防止珍珠岩与内罐壁直接产生摩擦而损坏内罐壁。
概述lng储罐低温储罐绝热性能
液体的储存 liquid storage
液体二氧化碳的储存属于带压（压力不低于0.8Mpa）储存。储存期间除压力表、液位计、安全阀应投入使用外，其他阀门应处于关闭状态。当储罐压力超过2.1Mpa时，开启V7排气阀降压。但应注意：内罐的压力不得降至低于0.8Mpa，否则将引起液体二氧化碳转变为干冰。
Liquid carbon dioxide storage with pressure (pressure not less than 0.8Mpa) storage. During the storage, the pressure gauge,level gauge, safety valve should be put into use, the other valves should be closed. When the tank pressure exceeds 2.1Mpa, open the V7 exhaust valve buck. However, it should be noted that the pressure inside the tank must not drop below 0.8Mpa, otherwise liquid carbon dioxide will be converted to dry ice.
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技术参数 Technical Parameters
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容 器 类 别 Tank Type：Ⅱ类
介质 Medium：LCO2
设 计 压 力 Design Pressure: 2.2MPa
允许工作压力Max. Allowance working pressure: 2.27MPa
容 积 Volume ：10.5m3
材料Materials：
内胆Liner：16MnDR
外胆 ：Q345R
规格Specifications：
内胆 Liner：φ1600×8/8
外胆 ：φ2100×8/8
总重 Weight：7600kg
夹层保温材料Sandwich insulation material:
CEP60型珠光砂（含水量≤0.3%） CEP60 pearl sand (water content ≤0.3%)
内胆气压试验 Liner pressure test：
介质 Medium：氮气 Nitrogen 试验压力 test pressure：2.61MPa
内胆内管材料Liner tube materials：S30408
阀门 Valve：低温不锈钢三段式球阀 cryogenic stainless steel three stage ball valve
制造验收标准 manufacturing accept standards：
According to GB/T 18442-2011 Stationary vacuum insulated cryogenic pressure vessel
TSG 21-2016 Safety technical supervision procedures for fixed pressure vessels
维护与检修 Maintenance and repair
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1.储罐的使用与维护，应按“压力容器安全技术监察规程”要求和本说明进行。
The use and maintenance of the storage tank shall be carried out according to the requirements of the Pressure Vessel Safety Technical Supervision Regulations and these instructions
2.日常检查与维护 Daily inspection and maintenance
储罐在运行过程中，要经常检查安全阀、压力表、液位计工作是否正常，阀门管路是否有泄漏，外部有无异常现象，发现问题及时处理。
During operation of the tank, check the safety valve, pressure gauge and liquid level meter regularly, whether the valve line is leaking, whether there is any abnormal phenomenon outside, and find the problem to be handled in time.
3.定期校验 Regular verification
3.1安全阀整定压力不大于2.27Mpa，每年至少校验一次，并加铅封，作好记录。
Safety valve setting pressure is not more than 2.27Mpa, at least once a year, and add seals, make a record.
3.2定期检查夹层真空度，未装低温介质的情况下真空度应低于65Pa，装有低温介质的情况下，真空度应低于10Pa为合格。
Regularly check the sandwich vacuum, the vacuum should be less then 65Pa without vacuum medium; with a low temperature medium, the vacuum should be less than 10Pa for the pass.
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外罐就是能承受各种负荷的外壳，它必须具有足够的强度。根据所用材料不同可以分为以下几种：冻土壁、钢制壁、钢筋混凝土壁及预应力混凝土壁。
①冻土壁。冻土壁和隔热盖形成气密性封闭空间作为外罐，又称为坑储穴。在建造时，用冷却管使内罐周围土壤冻结而成。坑储穴投产后，低温液体会使周围继续保持冷冻状态，而且这一冻土层还会逐年扩张，因此蒸发损失也会逐年减少。建造坑储穴的先决条件是要有一个较高的地下水位，此外，坑储穴的底应该是不容易渗透的岩石或黏土层。
②钢制壁(包括合金及铝)。它只适用于建造地上低温储罐液化天然气的地上低温储罐与一般常温储罐不同，必须考虑罐底下的地面因土壤冻结膨胀而鼓起，使储罐有损坏的危险。所以必须采取措施，防止地面土壤冻结，一般可以将地上储罐分为落地式和高架式两种。落地式底部用珍珠岩混凝土隔热，在预埋的管道中通入热风或热水，或在基础内部预设电加热器，以防土壤冻结。高架式是用立柱支撑罐体底盘，使其与地面分开，保持储罐与地面之间空气畅通，防止液化天然气吸收地面大量热量，以避免土壤冻结。
③钢筋混凝土壁及预应力混凝土壁。这两种外壁是地下罐外壳的主要材料，具有如下优点：
a．钢筋混凝土和预应力混凝土是很好的低温材料，即使薄膜受损，低温储液与预应力混凝土壁接触也不会损坏外壁；
b．耐久性好，不受地下水腐蚀，不变脆；
c．它有很好的液密性，并且具有较好的抗震性能。
