液氧儲(chǔ)罐技術(shù)與管理措施

低溫液氧儲(chǔ)罐是一種專門用于貯存和供應(yīng)低溫液化氣體(如液氮、液氧、液氬、液體二氧化碳等)的夾套式真空粉末絕熱壓力容器。在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中,已被廣泛應(yīng)用。本文通過對(duì)低溫液體危險(xiǎn)特性分析,結(jié)合低溫液體貯槽各種供氣模式,簡述其基本要求和安全使用要點(diǎn)。

1 低溫液體危險(xiǎn)特性分析

低溫液體具有較低沸點(diǎn),較大膨脹性,較強(qiáng)窒息性和強(qiáng)氧化性等危險(xiǎn)特性。

1.1低溫液體在101.3kpa壓力下的沸點(diǎn):液氮為-196℃,液氧為-183℃,液氬為-186℃。當(dāng)與人體接觸時(shí),會(huì)對(duì)皮膚、眼睛引起嚴(yán)重凍傷。低溫液體少量泄露或管閥內(nèi)漏時(shí),會(huì)吸收周圍環(huán)境熱量,泄漏點(diǎn)會(huì)迅速結(jié)露凝霜,嚴(yán)重時(shí)會(huì)結(jié)冰。

1.2 低溫液體接受周圍環(huán)境高熱或大量泄露吸收周圍能量,其體積會(huì)因迅速氣化而膨脹。在0℃和101.3kpa壓力下,1l低溫液體氣化后的氣體體積:氮為674l,氧為800l,氬為780l。在密閉容器或管道內(nèi),因低溫液體氣化而致內(nèi)壓升高,易引起容器或管道超壓爆炸。

1.3 在低溫液體貯槽周圍環(huán)境中,低溫液體泄露氣化后易形成富氣區(qū)域。若氮、氬、二氧化碳濃度較大時(shí),極易引起窒息傷害。另外,氧濃度較大時(shí),也會(huì)發(fā)生富氧傷害。

1.4 氧是一種強(qiáng)助燃劑,具有極強(qiáng)氧化性。液氧與可燃物接近,遇明火極易引起燃燒;與可燃物接觸,因震動(dòng)、撞擊等易產(chǎn)生爆震;與可燃物混合,具有潛在爆炸危險(xiǎn)。液氧能粘附于衣服織物,遇點(diǎn)火源易引起閃燃,傷及人身。

2 低溫液體貯槽供氣模式及基本要求

根據(jù)使用場(chǎng)合和用戶需求不同,低溫液體貯槽的供氣模式主要

有:高壓氣瓶充裝,低溫絕熱氣瓶分裝,管網(wǎng)集中供氣和低溫液體噴淋供液等。

2.1 高壓氣瓶充裝

由低溫液體貯槽作為供氣源,用于高壓氣瓶充裝,適宜于眾多分

散零星氣體用戶需求,一般須由專業(yè)生產(chǎn)充裝單位規(guī)范化實(shí)施。根據(jù)當(dāng)前國家行政許可要求,充裝單位須持有危險(xiǎn)化學(xué)品定點(diǎn)生產(chǎn)(儲(chǔ)存)批準(zhǔn)書、安全生產(chǎn)許可證和氣瓶充裝許可證,即“一書二證”,方可進(jìn)行高壓氣瓶充裝。在低溫液體貯槽液體出口,配置低溫液體泵和高壓氣化器,用高壓充裝系統(tǒng),將高壓氣體充裝進(jìn)入專用氣瓶內(nèi)。在氣瓶充裝工藝流程中,必須設(shè)置管路低溫和超壓自動(dòng)停車保護(hù)系統(tǒng)。當(dāng)氣化器出氣口尚存在有低溫液體或管路壓力超過氣瓶最高工作壓力時(shí),低溫液體泵應(yīng)自動(dòng)停車,低溫液體貯槽應(yīng)停止供氣,避免低溫液體直接充裝進(jìn)入氣瓶或氣瓶充裝超壓造成爆炸。

2.2 低溫絕熱氣瓶分裝

由低溫液體貯槽液體出口,借助槽內(nèi)貯存壓力,直接將低溫液體

分裝進(jìn)入低溫絕熱氣瓶等專用小容器內(nèi),可供相對(duì)獨(dú)立且較大用戶使用。在低溫絕熱氣瓶分裝時(shí),若氣瓶上設(shè)有放空閥,應(yīng)打開放空閥放空。分裝時(shí),操作人員應(yīng)注意站立于側(cè)面作業(yè),且液體出口處或放空口不宜長久停留。在分裝過程中,若管閥凍結(jié),宜用70℃左右熱水解凍,禁用電熱烘烤或強(qiáng)行敲擊。在分裝場(chǎng)所,應(yīng)保持空氣暢通,避免低溫液體或氣體積聚。

2.3 管網(wǎng)集中供氣

由低溫液體貯槽液體出口,配接低溫液體低壓氣化器和終端管路

調(diào)節(jié)系統(tǒng),后接氣體使用管網(wǎng),可集中供應(yīng)較大區(qū)域或較多用戶使用。根據(jù)管網(wǎng)使用氣量需求,確定氣體使用壓力后,經(jīng)終端管路調(diào)節(jié)系統(tǒng)調(diào)節(jié)增壓設(shè)定工作壓力,并以自動(dòng)恒定壓力輸出使用氣體,滿足區(qū)域集中用氣要求。低溫液體貯槽內(nèi)的低溫液體應(yīng)始終保持一定存量,使其內(nèi)容器確保處于低溫狀態(tài),供氣系統(tǒng)確保處于低壓恒定運(yùn)行工況。

2.4 低溫液體噴淋供液

利用低溫液體貯槽,通過低溫管路向外界物體直接現(xiàn)場(chǎng)供應(yīng)低溫

液體(常用介質(zhì)為液氮)噴淋,用于低溫加工工藝(如低溫粉碎、食品速凍等)。低溫液體貯槽,配接低溫液體噴淋系統(tǒng),應(yīng)盡量縮短兩者之間的距離,以減少低溫管路長度,降低低溫冷量的損失。輸送低溫液體管道應(yīng)有絕熱保護(hù)措施和防潮處理結(jié)構(gòu),一般采用真空絕熱管道或采用絕熱效果較佳的聚氨脂類發(fā)泡材料外敷白鐵皮管道連接。

3 低溫液體貯槽安全使用要點(diǎn)

低溫液體貯槽的主要功能是充裝、貯存低溫液體。對(duì)低溫液體貯

槽的安全使用要求,應(yīng)全面考慮氣體危險(xiǎn)特性、低溫保護(hù)效果、周圍環(huán)境狀況、壓力容器特性等,采取相應(yīng)技術(shù)管理措施,確保安全運(yùn)行。

3.1 低溫液體貯槽作業(yè)人員,應(yīng)詳細(xì)了解設(shè)備及其管閥系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn),熟悉掌握低溫液體危險(xiǎn)特性,嚴(yán)格掌控周圍環(huán)境狀況,按低溫液體貯槽安全操作程序進(jìn)行作業(yè)。作業(yè)人員須經(jīng)地市級(jí)及以上質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督部門培訓(xùn)考核合格,持有壓力容器操作資格證書,方可上崗作業(yè)。作業(yè)前,作業(yè)人員應(yīng)按規(guī)定做好勞動(dòng)安全防護(hù)措施。

3.2 低溫液體貯槽使用,應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行《低溫液體貯運(yùn)設(shè)備使用安全規(guī)則》(jb6898-1997),加強(qiáng)日常安全管理。貯存低溫液體時(shí),充裝率不得大于0.95,嚴(yán)禁過量充裝。低溫液體貯槽投入使用前,應(yīng)確保容器密閉狀況良好,各種附件(包括閥門、儀表、安全裝置)齊全有效、靈敏可靠,管路材質(zhì)選用適當(dāng),系統(tǒng)內(nèi)部干燥且無油污。

3.3 在低溫液體貯槽正常使用過程中,應(yīng)有專人負(fù)責(zé)巡回檢查。檢查內(nèi)容器壓力不得超過貯槽的最高工作壓力,若超壓時(shí),應(yīng)采取泄壓措施。檢查各閥門所處狀態(tài)及泄漏狀況,發(fā)現(xiàn)狀態(tài)有異或有泄漏,應(yīng)及時(shí)采取處理措施,妥善糾正異常。

3.4 定期檢查低溫液體貯槽夾套內(nèi)的真空度,若真空度惡化,應(yīng)采取補(bǔ)抽真空措施(貯槽抽真空應(yīng)約請(qǐng)專業(yè)單位或原制造單位負(fù)責(zé)實(shí)施)。

3.5 低溫液體貯槽屬于國家強(qiáng)制安全監(jiān)察的特種設(shè)備,被列入第三類壓力容器,應(yīng)按國家有關(guān)技術(shù)規(guī)范實(shí)施定期檢驗(yàn)。貯槽安全附件也應(yīng)定期進(jìn)行檢查,一般壓力表、液位計(jì)、安全閥、爆破片裝置等每年至少校驗(yàn)或更換一次。若發(fā)現(xiàn)低溫液體貯槽設(shè)備及附件有各種故障,均應(yīng)隨時(shí)查明原因,作出正確分析判斷,采取合理解決方法,確保其持續(xù)正常運(yùn)行和安全使用。

工業(yè)氣體部分:主要集中于工業(yè)氣體輸送、深冷設(shè)備生產(chǎn)及最終使用。醫(yī)藥食品部分:主要集中于醫(yī)院集中供氧系統(tǒng)、食品速凍保鮮、飲料配調(diào)。開發(fā)應(yīng)用部分:大棚蔬菜供氣系統(tǒng)、液化天然氣項(xiàng)目