低溫液體貯罐的使用管理

郭 穎

（浙江省特種設備科學研究院，浙江杭州 310020）

0 引言

隨著低溫液體需求的增長，低溫液體貯罐在企業中大量安裝使用，主要介質如液氧、液氬、液氮、液態二氧化碳、液化天然氣（LNG）等，主要運用在焊接、切割、食品、醫療等領域，低溫液體貯罐是一種特殊的壓力容器，由內筒和外筒（夾套）組成，材料一般是奧氏體不銹鋼（304 等），內筒和外筒的絕熱方式分為真空粉沫絕熱（珠光砂、膨脹珍珠巖等）和真空多層纏繞絕熱（鋁箔、纖維、紙等），內筒和外筒之間抽真空，低溫液體貯罐系統由貯罐、氣化器、減壓裝置、緩沖罐、管路等組成。低溫液體具有沸點低、易氣化，有的具有易燃易爆等特性，一旦發生泄漏、爆炸事故，將給員工生命安全和企業生產帶來重大影響，企業在選擇制造質量良好的貯罐基礎上，在安裝、日常操作、使用管理等環節都要按相應要求進行管理。

1 對貯罐安裝場所的要求

（1）安裝場所應具有良好的通風條件，容積1 m3以上的貯罐應安裝在室外，周圍5 m 內不得有通往地下室等密閉空間處，貯罐與辦公室、公共場所等人群密集地區的間距應大于10 m；

（2）貯罐區應裝護欄，低溫貯罐系統（包括貯罐、氣化器、附屬管道、減壓裝置等）周圍10 m 內嚴禁煙火，接地良好，接地電阻應小于10 Ω；

（3）非正常操作和事故中排放的液體應排放至安全地點，室內的安全閥應加裝放空管，放空管應引向室外安全地點。

2 貯罐的安裝

（1）做地基時，貯罐系統周圍應設置排水溝，以排除雨水、結霜水，貯罐在安裝過程中，應避免碰撞等機械損傷，外筒真空閥、真空規管、防爆裝置應小心保護，應保證安裝的鉛垂度，貯罐軸心線與地面垂直度應符合相應規范要求。

（2）安裝完成后貯罐系統應做氣密性試驗，系統充干氮氣至設計壓力，保壓一定時間，若罐體、閥門、管路、減壓裝置、法蘭、儀表等無滲漏，則安裝完成。

3 貯罐充液

（1）首次充液（指內筒處于熱狀態下的充液），打開上部進液閥，此時由于內筒處于熱狀態，進液閥開度要小，使內筒和管道逐漸冷卻至所充低溫液體的溫度，穩定排氣時，槽內已有液體時（可見液位計指示），可由下部進液閥進液，當頂部溢流閥（已先開啟）噴出液體時，說明已充滿液體，應立即關閉進液閥，停止充液。

（2）補充充液（指內筒已有低溫液體冷態下的充液），補充充液程序與首次充液基本相同，不同的地方是內筒已有低溫液體，不需要冷卻內筒，因此可直接由底部進液閥進液。

（3）充液從壓力角度還可分為無壓充液和帶壓充液，無壓充液為在充液過程中，排氣閥始終開啟，使內筒和大氣相通，內筒壓力為常壓，帶壓充液為充液過程中排氣閥呈關閉狀態，貯罐內壓力高于大氣壓力，帶壓充液時，內筒壓力不得高于該貯罐的最高工作壓力，首次充液必須采用無壓充液，補充充液可以采用帶壓充液，液體容積與液位高度關系可查貯罐上的容積液位曲線圖。

4 增壓

當排液需要穩定罐內壓力時，利用增壓器增壓，使液體進入增壓器氣化，增壓時注意檢查儀表是否正常，并確認系統斷流閥呈開啟狀態，貯罐在不要求增壓的時間內應關閉增壓閥，避免增壓閥內漏增大蒸發損失。

5 排液

（1）向氣化器（或泵）排液時，當貯罐內壓力達到排液要求后，即可打開排液閥向外供應液體，排液時一般不應將貯罐內的液體全部排空，保證罐內留有一定量的余液。

（2）向槽車排液時，將槽車軟管與貯罐快速接口連接，微開排液閥，向軟管排入少量液體，以清除軟管中的異物，打開槽車上的閥門，向槽車排液，排液完畢，關閉排液閥和槽車上的閥門，迅速開啟排液閥，排出軟管內的殘液，卸下軟管。

6 事故風險和應急措施

（1）在裝卸低溫液體過程中，裝卸軟管如果破裂和脫落，應及時關閉液相、氣相管等處的貯罐出口閥門，待軟管內氣體安全放散后，更換軟管。

（2）貯罐內筒泄漏，低溫液體流入罐體外筒部位，容易引起外筒脆性破壞，應及時將低溫液體排入管網或將貯罐中的低溫液體導入相鄰空的貯罐或罐車中。

（3）貯罐系統的接管、管路、閥門、法蘭等部位泄漏，應查清泄漏部位，視情況關閉上游閥門或兩側閥門以切斷氣源。

7 使用管理要點

（1）內筒低溫液體的充裝量不得超過充裝系數（以設計圖紙為準，一般為0.9，0.92，最大不得超過0.95）；罐體和管路上的壓力表、安全閥應定期檢定或校驗（圖1），安全閥整定壓力應≤內筒設計壓力，爆破片應定期檢查和更換（一般

2～3 年）。

（2）日常檢查罐體、接管、閥門等部位是否泄漏，殼體是否結霜、冒汗，如果外殼結霜、冒汗，則表明罐體保溫絕熱性能不良，真空度下降，應定期用真空計（圖2）連接下封頭處真空規管（圖3）檢測內外筒之間的真空度（表1），超過標準時應聯系廠家或維保單位用真空泵抽真空處理。

（3）定期檢測貯罐蒸發率，日蒸發率要求見（表1），檢測方法為內筒加入50%以上低溫液體，熱平衡48 h，關閉物料進出口接管，在放氣管上加裝流量計，得到穩定氣體流量值，計算出蒸發率，如果蒸發率過高則內筒可能泄漏或真空度偏高。

圖1 安全閥、爆破片

圖2 真空計

（4）如果緩沖罐材料為碳鋼，需注意貯罐的氣化速度，如果低溫液體來不及氣化導致低溫液體進入緩沖罐引起低溫脆性破壞，建議緩沖罐采用不銹鋼材料或在管路上加裝限流閥。

圖3 真空規管

表1 真空度及日蒸發率測量

（5）壓力表、液位計等附屬儀表按設備使用說明書和相應規定進行使用和維護；新安裝的閥門必須徹底去除油污（脫脂）后才能投入使用。