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國內外低溫絕熱氣瓶應用現狀


1 低溫絕熱氣瓶概況

 
隨著低溫技術的普及,低溫液體從最早的高端技術應用逐步向工業生產和民用生活領域內滲透。低溫液體適用領域的拓展也帶動了低溫容器的設計及製造向著多元化方向改進。固定式的低溫容器趨於規模化,移動式的低溫儲運容器趨於集約化。低溫絕熱氣瓶正是基於杜瓦瓶結構,結合大型低溫儲運設備技術,發展而成的適合工業生產及民用的一種中小型低溫儲運設備。

低溫絕熱氣瓶,又稱焊接絕熱氣瓶,是用於儲存液氧、液氮、液氬等低溫液化氣體的特種焊接氣瓶。常規低溫絕熱氣瓶的工作壓力≤3. 5 MPa, 規格或容積小於≤1 000 L, 國際市場價格一般介於1 000 美元-5 000 美元之間。低溫絕熱氣瓶從型式上可設計成立式或臥式。規格上,目前國內市場上較多見的有60 L 、160 L 、175 L 、180 L 、200 L 、210 L 、335 L 、410 L和450 L 。低溫絕熱氣瓶具有安全可靠、使用方便、裝載率低溫儲運設備。高和可反复充裝等特點,已被用來替代傳統杜瓦和高壓鋼製氣瓶。隨著對低溫絕熱氣瓶的需求量日益增大,對低溫絕熱氣瓶在絕熱性能、加註技術和無損儲存方面的要求也越來越高。日蒸發率低,加註量大, 儲存時間長的低溫絕熱氣瓶越來越受到市場的青睞。

低溫絕熱氣瓶裝配完整,可分為內容器、外殼、絕熱層、支撐系統、輸液系統、增壓系統和汽化系統7個主要部分,實現儲存,運輸,供液和供氣四大功能。對於一般的立式低溫絕熱容器(如下圖所示)所有的管路出口都通過頂部分配頭組合起來。對於臥式的低溫絕熱容器,分配頭基本位於前外封頭處。典型的低溫絕熱氣瓶配置氣體使用閥,放空閥,進出液閥,壓力控制閥和組合壓力調節器。

 

2.低溫絕熱氣瓶結構及主要工藝規範

低溫絕熱氣瓶的內容器和外殼採用奧氏體不銹鋼製作,內外筒體通過頸管焊接連接,起固定支撐作用。內外筒體間真空夾層內佈置吸附劑,低溫吸附劑通常採用活性炭、一氧化鈀和分子篩的組合,但對於儲存液氧的低溫絕熱氣瓶,不可使用活性炭。

 低溫絕熱氣瓶的具體製造工藝或要求可參照美國運輸部DOT 4L -1999 《焊接絕熱氣瓶》。洩放量計算可參照美國壓縮氣體協會CGAS-1. 1《壓力洩放裝置標準第一部分:壓縮氣瓶》的規定來執行。國內生產製造低溫絕熱氣瓶廠家應參考GB 24159-2009 國家標準.

 

3.國內外低溫絕熱氣瓶的發展和應用現狀

早在20 世紀80 年代初,杭州制氧機研究所已在國內開始設計並製造可移動立式CD 200 型200 L 低溫絕熱氣瓶。充滿率≤95% , 最高工作壓力為1. 4 MPa, 常用壓力為0.3MPa -0. 98MPa, 最大供氣能力(配台空溫式汽化器)為20 m3 /h, 日蒸發率為LO2 ≤1 . 45%,LN2 ≤2. 1%, 貯存介質為高純液氧,液氮或液氬。容器空重約170 kg, 容器外形尺寸為(直徑×高) 585 ×1 540mm 。當前,高性能低溫絕熱氣瓶的生產廠商往往也是具有國際影響力的低溫儲運公司, 主要有美國查特公司(Chart Industries Inc. ) 、美國泰萊華頓( Taylor Wharton)等, 而且各公司有自己具有國際市場競爭力的產品。國內低溫絕熱氣瓶的生產廠家主要有中集集團聖達因低溫裝備有限公司、四川空分集團、北京天海、寧波明欣, 瀋陽航天星光等。

 

4 低溫絕熱氣瓶的主要運用場合

 

 

低溫絕熱氣瓶類型

中國已應用的專案

液氧

 

1、氣割和焊接的氣源,尤其是造船工業和沿海拆船業等氣割和焊接氣源消耗大的部門特別需要;

2 、超高純氣體的低溫液體貯運;

3 、飛船、飛機、潛艇生命呼吸系統;

4. 強化養魚等。

液氮

 

1、充氮輪胎,適用於飛機輪胎、賽車、挖土機、運土機等大型工程車輛;

2 、超高純氣體的低溫液體貯運;

3 、低溫治療;

4 、液 氮速凍食品等。

液氬

 

1、氣割和焊接的氣源,尤其是造船工業和沿海拆船業等氣割和焊接氣源消耗大的部門特別需要;

2 、超高純氣體的低溫液體貯運;

液氫

氫燃料推進器

LNG

液化天然氣汽車

 


文章摘自低溫工程期刊.