低溫儲罐外壁溫度定量計算的探索

葛 陽，李 陽，任 超

(華陸工程科技有限責任公司，陜西 西安 710065)

隨著世界各國對能源儲備及調節要求(地區間或季節間的能源調節)的日益增長，以及大型綜合化工裝置對原料的緩沖需求，近些年來低溫儲罐得到了迅速發展和廣泛應用。與常溫壓力儲罐相比，低溫儲罐具有存儲容量大、操作維護成本低、安全性能較高等特點【1】。常見的需大規模低溫存儲的物料有液氨、 丙烷、 丙烯、 乙烯、 LNG等。其中液氨的沸點為-33.3 ℃，丙烷的沸點為-42.0 ℃，丙烯的沸點為-47.7 ℃，乙烯的沸點為-103.7 ℃，LNG的沸點為-161.5 ℃【2】。可見要穩定地存儲這些物料，低溫儲罐除了要滿足機械強度的要求外，還需要維持深冷環境的優良絕熱性能，因此機械設計和絕熱設計是低溫儲罐設計中的兩大主要課題。機械設計方面目前主要是應用API 620或EN 14620標準并結合有限元應力分析進行計算，絕熱設計方面主要是應用傳熱學原理對低溫儲罐各層保冷材料進行漏冷計算，但漏冷計算的前提條件——儲罐外壁溫度尚無比較精確的確定方法，通常的做法是根據經驗在環境溫度的基礎上加上較大的溫度裕量作為儲罐外壁溫度進行計算。由于低溫儲罐外壁溫度的高低會直接影響到保冷材料厚度和儲罐蒸發率的計算結果，對于儲罐的安全和性能都至關重要，所以筆者認為精確、定量地計算低溫儲罐外壁溫度是非常必要的。本文試圖對影響儲罐外壁溫度的各項因素進行全面地研究和探討，并給出一種定量計算儲罐外壁溫度的方法。……