一种大型低温全容罐氮气置换结构及其氮气置换方法技术

本发明专利技术公开了一种大型低温全容罐氮气置换结构，外罐、內罐、热角保护、泡沫玻璃砖、膨胀珍珠岩及玻璃棉共同构成低温全容罐本体；所述环形空间排气管、底部绝热排气管、热角保护平衡管、高点放空管、置换进气管、热角保护排气管、排气格栅及通气孔共同组成了低温全容罐的氮气置换结构；氮气通过所述置换进气管进入所述內罐，并逐步开启所述高点放空管、环形空间排气管、底部绝热排气管、热角保护排气管进行排气。本发明专利技术的有益效果是：操作简便，置换效率高，有效解决了大型低温全容罐由于置换不完全，导致储罐置换一段时间后露点、氧含量回升的情况，从而需要对储罐进行进一步的置换的问题。

A Nitrogen Replacement Structure for Large Low Temperature Full-Volume Tank and Its Nitrogen Replacement Method

【技术实现步骤摘要】
一种大型低温全容罐氮气置换结构及其氮气置换方法
本专利技术涉及大型低温储罐
，具体涉及一种大型低温全容罐氮气置换结构及其氮气置换方法。
技术介绍
越来越多的大型低温储罐应用于能源、石化行业，这些大型低温储罐多采用全容罐，內罐和外罐之间使用玻璃砖、膨胀珍珠岩和玻璃棉作为绝热保冷材料。储罐施工安装完成之后，在投料运行之前，需使用氮气对罐内各个部位的空气进行置换，降低储罐漏冷或爆炸的风险。由于目前大型低温全容罐体积均较大，置换时难以保证所有部位均能够完全置换，尤其是底部绝热空间和热角保护空间，静置一段时间后，往往出现氧含量和露点回升情况，需进一步进行置换，造成项目工期延误，并导致经济损失。
技术实现思路
为了解决现有技术上存在的上述不足，本专利技术提供了结构设计合理、使用操作方便简单的一种大型低温全容罐氮气置换结构及其氮气置换方法。本专利技术的技术方案如下：一种大型低温全容罐氮气置换结构，其特征在于，包括外罐、內罐、热角保护、泡沫玻璃砖、膨胀珍珠岩、玻璃棉、环形空间排气管、底部绝热排气管、热角保护平衡管、高点放空管、置换进气管、热角保护排气管、內罐底承压环及排气格栅，所述內罐底承压环上设有通气孔；所述外罐、內罐、热角保护、泡沫玻璃砖、膨胀珍珠岩及玻璃棉共同构成低温全容罐本体；所述环形空间排气管、底部绝热排气管、热角保护平衡管、高点放空管、置换进气管、热角保护排气管、排气格栅及通气孔共同组成了低温全容罐的氮气置换结构；氮气通过所述置换进气管进入所述內罐，并逐步开启所述高点放空管、环形空间排气管、底部绝热排气管、热角保护排气管进行排气，逐步将罐内对应各个区域的空气置换至所要求的露点和氧含量合格的氮气。所述的一种大型低温全容罐氮气置换结构，其特征在于，所述环形空间排气管由自所述外罐顶部到所述內罐和所述外罐之间的环形空间底部的排气管竖直管道、位于所述內罐和所述外罐之间的环形空间底部的排气管环形管道以及所述外罐顶部上方的阀门组成，其排气管环形管道水平两侧设置排气管开孔用以通气，其排气管环形管道外侧包裹所述玻璃纤维布，用以阻挡所述膨胀珍珠岩从排气管开孔处随气流飘走，同时保证通气性。所述的一种大型低温全容罐氮气置换结构，其特征在于，所述底部绝热排气管由自所述外罐顶部到所述內罐和所述外罐之间的环形空间底部的竖直管道、位于所述热角保护上方从所述內罐和所述外罐之间的环形空间底部水平延伸至罐中心绝热层的水平管道以及所述外罐顶部上方的阀门组成，其水平管道末端位于罐中心，与所述排气格栅相连。所述的一种大型低温全容罐氮气置换结构，其特征在于，所述热角保护平衡管由自所述外罐拱顶空间到所述內罐和所述外罐之间的环形空间的平衡管水平管道、自所述內罐和所述外罐之间的环形空间的顶部到所述热角保护的顶部的平衡管竖直管道以及位于所述热角保护顶部空间的平衡管环形管道组成，其平衡管环形管道顶部设置一组平衡管开孔，并包裹所述玻璃棉，用以对局部进行绝热保冷，同时保证通气性。所述的一种大型低温全容罐氮气置换结构，其特征在于，所述高点放空管由与所述外罐拱顶中心最高点连接的竖直管道和位于所述外罐顶部上方的阀门组成。所述的一种大型低温全容罐氮气置换结构，其特征在于，所述置换进气管由自所述外罐拱顶到所述內罐底部的进气管竖直管道、位于所述內罐底部的进气管水平管道、位于所述內罐底部的进气管环形管道以及位于所述外罐顶部上方的阀门组成，其进气管环形管道直径为所述內罐直径一半，并在进气管环形管道下方设置进气管开孔。所述的一种大型低温全容罐氮气置换结构，其特征在于，所述热角保护排气管由自所述外罐顶部到所述热角保护空间底部的竖直管道、水平延伸至罐中心绝热层的水平管道以及所述外罐顶部上方的阀门组成，其水平管道末端位于罐中心，与所述排气格栅相连。所述的一种大型低温全容罐氮气置换结构，其特征在于，所述排气格栅为圆筒形，在其筒壁设置栅格用以通气，所述排气格栅内部填充所述玻璃棉用以绝热保冷，同时保证通气性，所述排气格栅底部与所述底部绝热排气管的水平管道、所述热角保护排气管的水平管道分别连通。所述的一种大型低温全容罐氮气置换结构，其特征在于，所述外罐由低温钢制成，或由预应力混凝土和钢衬板共同组成；所述內罐由低温钢制成，其顶部为平吊顶结构，上有供所述內罐空间和所述外罐拱顶空间气相压力平衡用的平衡孔，并整体覆盖所述玻璃棉进行绝热保冷。所述的一种大型低温全容罐氮气置换结构的氮气置换方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1）关闭环形空间排气管、底部绝热排气管、热角保护排气管的阀门，开启高点放空管阀门，开启置换进气管阀门，置换气通过阀门开度控制进气量和排气量，保证储罐压力控制在要求范围内，每隔12小时检测高点放空管阀门处所排气的露点和氧含量，直至相应的检测值低于技术要求，则內罐空间与外罐顶部空间气相置换合格；步骤2）开启环形空间排气管阀门，氮气通过外罐拱顶空间的膨胀珍珠岩挡墙进入到內罐和外罐之间的环形空间顶部，气流随着压差从顶部往底部流动，并进入到环形空间排气管的排气管水平管道，随后沿排气管竖直管道排出到罐外；观察到有气排出后，关闭高点放空管阀门，通过阀门开度控制进气量和排气量，保证储罐压力控制在要求范围内，每隔12小时检测环形空间排气管阀门处所排气的露点和氧含量，直至相应的检测值低于技术要求，则內罐和外罐之间的环形空间气相置换合格；步骤3）开启底部绝热排气管阀门，內罐和外罐之间的环形空间的合格置换气通过內罐底承压环上的通气孔进入到底部绝热空间，沿着泡沫玻璃砖之间的缝隙，进入到位于罐中心的排气格栅，然后沿着底部绝热排气管，排出罐外，观察到底部绝热排气管有气排出后，关闭环形空间排气管阀门，通过阀门开度控制进气量和排气量，保证储罐压力控制在要求范围内，每隔12小时检测底部绝热排气管阀门处所排气的露点和氧含量，直至相应的检测值低于技术要求，则內罐底部绝热层置换合格；步骤4）开启热角保护排气管阀门，外罐顶部气相空间的合格置换气通过热角保护平衡管位于外罐顶部的水平管口，进入热角保护平衡管，然后沿着热角保护平衡管的平衡管水平环形管均匀的进入热角保护顶部空间，置换气沿着玻璃砖之间的缝隙，进入到位于罐中心的排气格栅，然后沿着热角保护排气管排出罐外，观察到有气排出后，关闭热角保护排气管阀门。步骤5）控制储罐压力维持在8-10kPa，关闭置换进气管阀门，储罐置换结束。本专利技术的有益效果是：操作简便，置换效率高，有效解决了大型低温全容罐由于置换不完全，导致储罐置换一段时间后露点、氧含量回升的情况，从而需要对储罐进行进一步的置换的问题。附图说明图1是专利技术主视结构示意图；图2是专利技术置换进气管结构示意图；图3是专利技术A处结构放大示意图；图4是专利技术环形空间排气管结构示意图；图5是专利技术B处结构放大示意图；图6是专利技术热角保护平衡管结构示意图；图7是专利技术C处结构放大示意图；图8是专利技术內罐底承压环及其通气孔结构示意图；图9是专利技术排气格栅结构示意图；图10是专利技术置换內罐及外罐拱顶空间过程的结构示意图；图11是专利技术置换內罐和外罐之间环形空间过程的结构示意图；图12是专利技术置换底部绝热空间过程的结构示意图；图13是专利技术置换热角保护空间过程的结构示意图；图中：1-环形空间排气管，2-底部绝热排气管，3-热角保护平衡管，4-高点放空管，5-置换进气管，6本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大型低温全容罐氮气置换结构，其特征在于，包括外罐（7）、內罐（8）、热角保护（16）、泡沫玻璃砖（10）、膨胀珍珠岩（9）、玻璃棉（11）、环形空间排气管（1）、底部绝热排气管（2）、热角保护平衡管（3）、高点放空管（4）、置换进气管（5）、热角保护排气管（6）、內罐底承压环（12）及排气格栅（14），所述內罐底承压环（12）上设有通气孔（15）；所述外罐（7）、內罐（8）、热角保护（16）、泡沫玻璃砖（10）、膨胀珍珠岩（9）及玻璃棉（11）共同构成低温全容罐本体；所述环形空间排气管（1）、底部绝热排气管（2）、热角保护平衡管（3）、高点放空管（4）、置换进气管（5）、热角保护排气管（6）、排气格栅（14）及通气孔（15）共同组成了低温全容罐的氮气置换结构；氮气通过所述置换进气管（5）进入所述內罐（8），并逐步开启所述高点放空管（4）、环形空间排气管（1）、底部绝热排气管（2）、热角保护排气管（6）进行排气，逐步将罐内对应各个区域的空气置换至所要求的露点和氧含量合格的氮气。

【技术特征摘要】
1.一种大型低温全容罐氮气置换结构，其特征在于，包括外罐（7）、內罐（8）、热角保护（16）、泡沫玻璃砖（10）、膨胀珍珠岩（9）、玻璃棉（11）、环形空间排气管（1）、底部绝热排气管（2）、热角保护平衡管（3）、高点放空管（4）、置换进气管（5）、热角保护排气管（6）、內罐底承压环（12）及排气格栅（14），所述內罐底承压环（12）上设有通气孔（15）；所述外罐（7）、內罐（8）、热角保护（16）、泡沫玻璃砖（10）、膨胀珍珠岩（9）及玻璃棉（11）共同构成低温全容罐本体；所述环形空间排气管（1）、底部绝热排气管（2）、热角保护平衡管（3）、高点放空管（4）、置换进气管（5）、热角保护排气管（6）、排气格栅（14）及通气孔（15）共同组成了低温全容罐的氮气置换结构；氮气通过所述置换进气管（5）进入所述內罐（8），并逐步开启所述高点放空管（4）、环形空间排气管（1）、底部绝热排气管（2）、热角保护排气管（6）进行排气，逐步将罐内对应各个区域的空气置换至所要求的露点和氧含量合格的氮气。2.根据权利要求1所述的一种大型低温全容罐氮气置换结构，其特征在于，所述环形空间排气管（1）由自所述外罐（7）顶部到所述內罐（8）和所述外罐（7）之间的环形空间底部的排气管竖直管道（101）、位于所述內罐（8）和所述外罐（7）之间的环形空间底部的排气管环形管道（102）以及所述外罐（7）顶部上方的阀门组成，其排气管环形管道（102）水平两侧设置排气管开孔（103）用以通气，其排气管环形管道（102）外侧包裹所述玻璃纤维布（13），用以阻挡所述膨胀珍珠岩（9）从排气管开孔（103）处随气流飘走，同时保证通气性。3.根据权利要求1所述的一种大型低温全容罐氮气置换结构，其特征在于，所述底部绝热排气管（2）由自所述外罐（7）顶部到所述內罐（8）和所述外罐（7）之间的环形空间底部的竖直管道、位于所述热角保护（16）上方从所述內罐（8）和所述外罐（7）之间的环形空间底部水平延伸至罐中心绝热层的水平管道以及所述外罐（7）顶部上方的阀门组成，其水平管道末端位于罐中心，与所述排气格栅（14）相连。4.根据权利要求1所述的一种大型低温全容罐氮气置换结构，其特征在于，所述热角保护平衡管（3）由自所述外罐（7）拱顶空间到所述內罐（8）和所述外罐（7）之间的环形空间的平衡管水平管道（302）、自所述內罐（8）和所述外罐（7）之间的环形空间的顶部到所述热角保护（16）的顶部的平衡管竖直管道（303）以及位于所述热角保护（16）顶部空间的平衡管环形管道（301）组成，其平衡管环形管道（301）顶部设置一组平衡管开孔（304），并包裹所述玻璃棉（11），用以对局部进行绝热保冷，同时保证通气性。5.根据权利要求1所述的一种大型低温全容罐氮气置换结构，其特征在于，所述高点放空管（4）由与所述外罐（7）拱顶中心最高点连接的竖直管道和位于所述外罐（7）顶部上方的阀门组成。6.根据权利要求1所述的一种大型低温全容罐氮气置换结构，其特征在于，所述置换进气管（5）由自所述外罐（7）拱顶到所述內罐（8）底部的进气管竖直管道（501）、位于所述內罐（8）底部的进气管水平管道（503）、位于所述內罐（8）底部的进气管环形管道...

【专利技术属性】
技术研发人员：江炜，李积杰，周思雯，方其，邵先胜，杜春波，魏强，郑宏华，雷晓林，冯广明，赵方华，
申请(专利权)人：中国空分工程有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33