PAGEPAGE2第2頁共6頁國內(nèi)低溫容器制造現(xiàn)狀和低溫容器新產(chǎn)品開發(fā)趨勢廣西廣匯低溫設(shè)備有限公司張生高低溫容器簡介低溫容器是指用于低溫液體（液化天然氣、液氮、液氧、液氬、液氫、液氦等液體）運輸與儲存的設(shè)備，該設(shè)備主要為工業(yè)氣體及液化天然氣行業(yè)服務(wù)，目前非?？春靡夯烊粴鈨\設(shè)備的開發(fā)。早在50年前，發(fā)達國家已采用集中供氣來滿足工業(yè)氣體的要求，健全了集中供氣的產(chǎn)業(yè)鏈，集中供氣產(chǎn)業(yè)鏈中需要大量的低溫液體的儲存及轉(zhuǎn)運設(shè)備，使低溫儲運設(shè)備的行業(yè)得到快速發(fā)展，他們發(fā)展之路是依托更新制造設(shè)備、完善生產(chǎn)工藝、添加生產(chǎn)工裝、技術(shù)不斷更新來降低成本，以及開發(fā)新產(chǎn)品來保證低溫設(shè)備生命力。低溫設(shè)備是利用低溫絕熱技術(shù),來保證貯存在低溫設(shè)備中的低溫液體盡量少的損失，使得低溫液體能較長時間的儲存，低溫絕熱技術(shù)就是利用真空獲得與絕熱技術(shù)到低溫壓力容器上的一種技術(shù)。低溫設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)是低溫絕熱，它在低溫領(lǐng)域內(nèi)起著特別重要的作用。由于低溫液體沸點通常都很低，而且氣化潛熱小。環(huán)境溫度比低溫液體一般要高一、二百度，這于低溫液體的儲存按單層容器設(shè)計是不可能的。為了液化獲得這些低溫液體，消耗了很多能量；所以為了保存低溫液體必需采取有效的措施。低溫絕熱就是用于達到這一目的的關(guān)鍵手段。這就是為什么在運輸和使用低溫液體過程中，都必須要有良好絕熱的原因。因此，低溫絕熱技術(shù)是整個低溫液體貯運和使用中廣泛應(yīng)用的基礎(chǔ)技術(shù)之一，低溫絕熱也就成了低溫容器的一個不可分割的部分。低溫容器的原理：低溫容器一般由內(nèi)筒體、外筒體、真空夾層、真空夾層內(nèi)絕熱材料(粉末或多層)、進排液管路、供液及供氣管路、安全排放系統(tǒng)組成。反映低溫設(shè)備質(zhì)量的一個綜合指標(biāo)是隔熱性能，通常用日蒸發(fā)率表示，指在20℃二.低溫容器制造現(xiàn)狀2.1低溫容器品種低溫容器按結(jié)構(gòu)通?？煞譃椋旱蜏亟^熱氣瓶、低溫貯罐、低溫汽車罐車（運輸車和運輸半掛車）、低溫鐵路罐車和低溫罐式集裝箱、低溫船的統(tǒng)稱。低溫容器通常根據(jù)貯存和運輸?shù)囊簯B(tài)氣體種類來命名，例如，液氮容器、液氧容器、液氫容器、液氦容器、液氬容器、液化天然氣容器等。低溫容器按其工作壓力又分成常壓容器和壓力容器，設(shè)計壓力小于0.1MPa的容器稱為常壓容器，設(shè)計壓力大于等于0.1MPa的容器為壓力容器。壓力容器一般用于直接供液，供氣或帶壓貯運等；常壓容器適用于一般的貯存與運輸，也適用于常規(guī)的低溫實驗研究。低溫容器按用途分，可以分成固定式和移動式兩種。固定式的作用是貯存，有立式和臥式兩種形式，通常設(shè)置在生產(chǎn)低溫液體的地方，例如液化站、調(diào)峰站、接收站和加注站。移動式用于運輸，把低溫液體從液化站送往調(diào)峰站、接收站和加注站。移動式容器有公路運、鐵路運、海上運幾種形式，分別稱為運輸車、拖車、集裝箱、槽船。這種移動式容器通常都是臥式的。中、大型低溫液體容器在結(jié)構(gòu)上通常包括以下幾個系統(tǒng)：進、排液的管路（包括溫度補償裝置）及閥門系統(tǒng)；調(diào)壓系統(tǒng)（自增壓）；液位、壓力指示系統(tǒng)；安全閥、防爆膜等安全系統(tǒng)。低溫容器按絕熱類型分成兩大類：一類是非真空絕熱型低溫容器，它主要是大型的液氧、液氮和液化天然氣的貯存和運輸容器,該種絕熱主要為粉末堆積絕熱或發(fā)泡絕熱。另一類是真空絕熱型低溫容器，此種絕熱主要為真空粉末絕熱或高真空多層絕熱。它主要是中、小型的液氧，液氮、液氫、液氦、液化天然氣等的貯存和運輸容器。近年來用于運輸LNG等的運輸車和集裝箱主要為高真空多層絕熱型低溫容器。采用高真空絕熱低溫容器還有：用于做實驗的低溫絕熱氣瓶、液氫和液氦等的貯運；采用真空粉末(或纖維)絕熱低溫容器主要用于固定式的液氧、液氮和液氬的貯存容器。LNG常壓大型儲罐有單容罐（圖1）、雙容罐（圖2）及全容罐（圖3）3種。單容罐內(nèi)容器內(nèi)壁一般為奧氏體不銹鋼或9Ni鋼，外壁為低合金鋼，而輔助容器只是由較低防護堤圍成的收液槽，用于防止在內(nèi)容器發(fā)生事故時LNG外溢擴散。與單容罐相比雙容罐的輔助容器則是在內(nèi)容器外圍設(shè)置的一層高度與罐壁相近，并與內(nèi)容器分開的圓柱形混凝土防護墻。全容罐內(nèi)壁為奧氏體不銹鋼或9Ni鋼、不銹鋼薄膜和預(yù)應(yīng)力混凝土，外壁為預(yù)應(yīng)力混凝土。因此全容罐外壁不僅可防止罐內(nèi)LNG泄漏時外溢，還可防止子彈擊穿、熱輻射等，也起到了輔助容器的作用。圖1單容式儲罐圖2雙容式儲罐圖3全容式儲罐圖4LNG儲槽剖面PAGE第6頁共6頁LNG大型貯罐另一種形式為立式子母罐：由3～7只子罐并列一組或分成二組裝于大型外罐（又稱母罐）中，滿足儲存大容量儲液的要求。子罐通常為立式圓柱形，每只子罐容積150～250m3。外罐為立式圓柱形平底拱頂，容積750～LNG船由船舶動力及推進系統(tǒng)，輔助設(shè)備系統(tǒng)，貨物圍護系統(tǒng)，特殊管路系統(tǒng)。2.2中小型真空絕熱低溫容器目前,按新《容規(guī)》要求，低溫容器不完全為Ⅲ類壓力容器，有很大一部份低溫容器劃為Ⅲ類以下。生產(chǎn)低溫容器所需制造許可資質(zhì)（D2、A2、B3、C1、C2、C3級壓力容器），一般同時具有幾種資質(zhì)的企業(yè)很少，國內(nèi)生產(chǎn)低溫絕熱壓力容器企業(yè)中大都只具有A2級壓力容器資格，因此，能作的低溫容器產(chǎn)品范圍很窄。A2級所覆蓋的低溫容器往往是低溫壓力容器中利潤低端的產(chǎn)品。故而，前些年有些只作固定式低溫絕熱壓力容器的企業(yè)慢慢改行生產(chǎn)非低溫壓力容器。新建較大規(guī)模的低溫壓力容器生產(chǎn)廠家，由于國家對汽車改裝企業(yè)準(zhǔn)入條件的限制，難取得C2級壓力容器車輛改裝資質(zhì)，影響企業(yè)發(fā)展。還有些企業(yè)只有制造資質(zhì)沒有設(shè)計資質(zhì)，制約了公司的發(fā)展。國內(nèi)目前中小型固定式低溫容器大都采用真空粉末絕熱，高真空多層絕熱處于發(fā)展階段，移動式低溫容器少數(shù)廠家采用高真空多層絕熱，但國內(nèi)很少企業(yè)有完善的隔熱性能的研究設(shè)備，來確定隔熱工藝，隨意性大，所以產(chǎn)品的性能不穩(wěn)定，返修率高，尤其是制造低溫儲運設(shè)備的工裝大多數(shù)遠遠落后于國際上著名的低溫容器廠，相當(dāng)于國際上著名的低溫容器廠的80年代水平。國內(nèi)只有少數(shù)低溫設(shè)備公司在制造設(shè)備上接近于國際水平，但制作工藝、管理及生產(chǎn)規(guī)模上還遠不如國外。大多數(shù)企業(yè)在沒有對高真空多層絕熱結(jié)構(gòu)充分研究的基礎(chǔ)上，匆匆上馬制作高真空多層絕熱低溫壓力容器，支承結(jié)構(gòu)用粉末絕熱結(jié)構(gòu)，沒有成熟的抽空工藝，制造周期及成本增大，沒有真正體現(xiàn)高真空多層絕熱容器的優(yōu)越性，總的來看僅解決了移動式壓力容器的粉末下沉問題。上海交通大學(xué)近幾年來一直致力于高真空多層絕熱工藝及配套內(nèi)支承結(jié)構(gòu)和抽空工藝研究，目前已成功研制成高真空多層絕熱被及配套內(nèi)支承結(jié)構(gòu)，絕熱性能和抽真空時間的技術(shù)指標(biāo)完全達到國際水平。由于低溫容器大多直徑大、壁厚薄、剛性小，容器環(huán)縫對口錯邊量的控制必須采用必要的工裝設(shè)備如內(nèi)撐圓工裝或外卡圓工裝，保證容器的圓度和錯邊量。低溫罐主要由奧氏體不銹鋼內(nèi)筒和低合金鋼外筒組成，其主要工藝應(yīng)是罐的清潔度和控制，檢漏技術(shù)、抽真空，絕熱技術(shù)，奧氏體不銹鋼內(nèi)筒制造時的防鐵離子污染。按《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》要求，不銹鋼壓力容器及其受壓元件的制造，應(yīng)當(dāng)有專用的工裝和場地，不得與黑色金屬制品或者其它產(chǎn)品混雜制造，工作場所要保持清潔、干燥，嚴(yán)格控制灰塵。因此，在內(nèi)筒制作時需要投入兩套工裝及機加工設(shè)備，包括下料和坡口加工、卷板、焊接成形，但很少有廠家達到此要求。因此，奧氏體不銹鋼鐵離子污染嚴(yán)重，抽真空困難。另外，在不銹鋼零件和真空夾層的表面處理上也不徹底，很少有廠家進行不銹鋼的酸洗、鈍化處理。因受環(huán)境評的影響，很多地方不允用酸洗，因而不銹鋼的表面不能徹底去油脫脂嚴(yán)重影響到后續(xù)抽真空工藝。碳鋼零部件噴砂處理基本上能達到金屬本色。絕熱材料的裝填上，未有良好的烘烤設(shè)備，難除去絕熱材料中的濕氣，使得抽真空困難，在筒節(jié)組對時，采用強力組裝，使得焊接應(yīng)力增加，再加之焊接時，工藝控制差一點，因此，焊縫合格率低下，成本居高不下。很少有廠家采用圓筒組對工裝，進行環(huán)縫的組對。設(shè)備工藝布置上與產(chǎn)品生產(chǎn)工藝不協(xié)調(diào)，造成過多的資源浪費，起吊轉(zhuǎn)運時間長，生產(chǎn)效率低下，勞動強度高。大多生產(chǎn)場地小，不滿足生產(chǎn)真空罐的要求，免強接活制造。纏繞工裝、纏繞場地的干凈決定了高真空多層絕熱設(shè)備的質(zhì)量，有的建廠購買設(shè)備時主要考慮制造小型低溫容器，沒有考慮生產(chǎn)大型低溫容器，造成纏繞絕熱材料污染受潮，因此，后來免強套裝好了，真空抽不到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求，產(chǎn)品不能按時交貨，影響到交貨進度和貨款的回收，涉及到公司形象和產(chǎn)品質(zhì)量，公司信譽降低。纏繞松緊度的檢查，沒有合適的工裝及好的方法，難以確定絕熱層材料的緊密結(jié)實程度，以至影響到抽真空時的放氣，多層絕熱材料層間抽氣阻力大，多層絕熱材料本身又要放氣，很少有在多層絕熱材料上打孔保證多層層間壓力平衡，保證里層的殘余氣體能被充分抽走，更少采用填碳紙作為間隔物材料利用活性炭在低溫下的高吸附能力，吸附真空夾層中的放氣，因而不能長時間地保證容器的高真空。使真空抽不上或抽真空時間長，甚至有的廠家真空多層絕熱材料包扎層數(shù)也不確定，影響整個產(chǎn)品的絕熱性能，包扎時有開天窗的裸露部份，局部漏熱嚴(yán)重，產(chǎn)品使用時出現(xiàn)局部結(jié)霜冒汗；比方說管道存在不包扎，工裝位置附近留空白，或者說，纏繞時搭接長度不合適，捆扎方式不合理，鋼釘布置不合理，產(chǎn)品在運行過程中造成松動垮蹋。高真空絕熱設(shè)備的關(guān)鍵工序是纏繞好的烘烤，此工序需要專用的烘烤房，進行恒溫度及規(guī)定時間烘烤，為了保證纏繞層的干燥，保證抽空順利，需要整個設(shè)備都進入纏繞烘烤房烘烤。套裝工裝是保證內(nèi)外筒進行套裝的保證，大多采用小車加行車的辦法，基本上能保證內(nèi)外筒同軸心，四周間隙一致。國內(nèi)真空低溫容器種類上基本上與國外差不多，從90年代起國內(nèi)低溫容器設(shè)計技術(shù)發(fā)展是一個飛躍，特別是天然氣利用工程上的低溫容器，大型低真空低溫容器能作到350m3∽600m3,低溫液體運輸車最大容積到53m國外大多采用高真空多層絕熱，在移動式低溫容器上90%以上采用高真空多層絕熱。近40多年來國際上著名的低溫容器廠采用內(nèi)外筒體的自動焊接設(shè)備、自動焊管設(shè)備、先進的自動化程度高的檢漏設(shè)備、性能優(yōu)異的隔熱材料及工藝，大大減少人為的因素，用先進的制作設(shè)備及工藝來保證產(chǎn)品的質(zhì)量，返修率低。為了保護環(huán)境，減少焊接時的污染物質(zhì)與廢棄物，國外近年來用于氣體保護焊的金屬粉型藥芯焊絲發(fā)展很快，這些產(chǎn)品熔渣少，可使焊渣飛濺減少30%∽40%，焊接煙塵減少30%∽35%，施焊工藝和焊縫力學(xué)性能都很好。國外低溫容器企業(yè)進入中國的不多，目前美國Chart公司是一個在低溫容器領(lǐng)域覆蓋面很廣的全球供應(yīng)商。它的產(chǎn)品涉及的范圍很廣，有生物醫(yī)學(xué)用小型容器（美國明尼蘇達MVE子公司生產(chǎn)）、國際標(biāo)準(zhǔn)低溫集裝箱（被認(rèn)為是市場上性價比最好的產(chǎn)品）、ORCA小型儲罐系統(tǒng)（低溫液體運輸車）、油田設(shè)備（提供海岸和近海各種液氮的運輸設(shè)備）等。效果與成本分析：高真空多層絕熱低溫容器的制作工藝及制作工裝，焊接機械化、自動化水平不斷提高，制作成本與制造周期與真空粉末絕熱的低溫容器已經(jīng)一致。高真空多層絕熱容器的優(yōu)勢是明顯的，隔熱性能好、真空夾層小，重量輕，穩(wěn)定性好，外筒體用料少，需要占用的空間小，制造環(huán)境好，對人體損害小，因技術(shù)含量高而價格高，利潤高出30%。難點是抽高真空不容易，抽空工藝復(fù)雜。國外能廣泛采用高真空多層絕熱技術(shù)的原因是：重點解決了高真空多層的制作工藝，目前有二大流派：以美國為主以包扎工裝來實現(xiàn)，而俄羅斯采用的是高真空多層絕熱被。高真空多層絕熱的抽真空工藝，10天內(nèi)就能達到要求；配套的內(nèi)外筒體內(nèi)支承結(jié)構(gòu)。LNG船方面，1997年上海滬東中華造船（集團）公司著手進行LNG船建造的前期工作，從法國的CTT公司引進LNG船的建造技術(shù)，2004年底開工建造，2008年4月中國自己生產(chǎn)的LNG船首船（14.7萬m3）正式交付。2009年LNG船又有新進展，世界首艘配備再液化裝置小型LNG船由挪威與我國船廠建造，該船可裝載1萬m32.3大型常壓低溫容器現(xiàn)狀國內(nèi)還沒有大規(guī)模液化天然氣系統(tǒng)工程實踐，天然氣液化技術(shù)的發(fā)展使得西部地區(qū)的天然氣低成本走向東、南部沿海地區(qū)成為可能，進而緩解我國天然氣資源分布不均的矛盾。目前我國對天然氣液化技術(shù)方面所做的研究還很少，尚未掌握液化天然氣核心技術(shù)，也沒有大型LNG儲罐國家標(biāo)準(zhǔn)，與發(fā)達國家相比還存在很大的差距。國內(nèi)目前尚無自行設(shè)計、建造的大型常壓LNG儲罐，由國外引進技術(shù)自行承建的也屈指可數(shù)。隨著液化天然氣工業(yè)的發(fā)展，我國對液化天然氣儲罐的研究也越來越重視。近10年來我國在積極引進液化天然氣開拓能源供應(yīng)渠道多元化，繼建成了上海LNG事故調(diào)峰站、河南中原天然氣液化工廠和新疆天然氣液化工廠等。同時引進的廣東、福建和上海LNG項目近年來均獲重大進展。由德林公司承建的新疆廣匯容量為30000m3、壓力為15kPa的圓筒雙層壁LNG儲罐；由法國索菲公司承建的上海浦東容量為10000m3的鋼筋混凝土LNG儲罐；由法國和意大利STTS集團聯(lián)合承建的廣東深圳兩臺160000m3大型LNG儲罐。江蘇如東、遼寧大連等LNG項目也都在投資策劃中。2020年我國LNG年進口量將超過60000噸/年，使天然氣在一次能源消費中所占比例上升到8％以上。但在大型低溫液體儲罐領(lǐng)域，如液氧、液氮儲罐，國內(nèi)已有成熟的設(shè)計、建造技術(shù)。四川空分設(shè)備（集團）有限公司從20世紀(jì)80年代開始吸收外國設(shè)計，建造大型儲罐的先進技術(shù)，近年來自主開發(fā)了400∽6000m3的大型低溫液體儲罐，目前已建成該類儲罐上百臺，其中2000m3國外大型常壓LNG儲罐現(xiàn)狀,LNG貯存是LNG工業(yè)中非常重要的一個環(huán)節(jié)，但對LNG接收站或調(diào)峰型液化工廠來說占有很高的投資比例，因此世界上許多國家都非常重視大型常壓LNG儲罐設(shè)計和制造。阿爾及利亞、文萊和印度尼西亞等LNG輸出國和英國、法國、日本等輸入國都建有大量大型常壓LNG儲罐。目前LNG在亞洲應(yīng)用量最大，占全球78%，其中日本應(yīng)用量占全球62%.LNG儲罐儲存容量通常按照液化裝置的液化能力、長距離運輸所需總?cè)萘炕蚨救細(xì)庹{(diào)峰貯備來考慮，其工作壓力可在3.4∽30KPa之間選擇。儲罐形式取決于容量大小、投資費、安全因素及當(dāng)?shù)氐慕ㄔ鞐l件等。目前世界上不少國家都有能力和技術(shù)建造大中型常壓儲罐。容量為45000∽200000m3液化天然氣應(yīng)急事故備用站是集液化、儲存、氣化、輸配天然氣等功能為一體的綜合性生產(chǎn)機構(gòu)，LNG儲罐是LNG接收站的主要設(shè)施，LNG儲罐的正常運行是整個LNG接收站保持正常運轉(zhuǎn)的關(guān)鍵。儲罐均為雙層結(jié)構(gòu)，內(nèi)筒體為含9%Ni低溫鋼，外層為碳鋼，中間絕熱層為膨脹珍珠巖，罐底絕熱層為泡沫玻璃。儲罐容量一般都是在10000m3以上，LNG儲罐投資巨大，截止2001年世界LNG液化基地和接受基地62處中，共有309座LNG儲罐，其中日本168座，其它地區(qū)141座。LNG儲罐容量隨著時代進展也在不斷擴大，20世紀(jì)70年代前為60000m3以下；90年代超過60000m3，以100000m32.4低溫容器配件我國生產(chǎn)的低溫容器配件基本上能滿足低溫容器配套的需要，如真空絕熱管道硬管和軟管都有，可滿足長距離輸送低溫液體，蒸發(fā)損失小，真空保持時間長，流體介質(zhì)壓降低，高真空絕熱低溫閥門，高真空閥，真空規(guī)管，真空設(shè)備，測真空儀器，但有些低溫動設(shè)備還需進口，如LNG低溫潛液泵，LNG管道轉(zhuǎn)注泵，2.5低溫容器銷售情況國內(nèi)低溫容器已逐漸被國外用戶接收，很多公司已把生產(chǎn)的低溫容器遠銷東南亞、歐洲、非洲、美洲等各國各地區(qū)，特別是工業(yè)氣體低溫罐箱（10英尺、20英尺）銷售量較大，今年大多數(shù)低溫容器公司活較多，生產(chǎn)能力跟不上，有規(guī)模有財力的公司正在加緊擴建增大產(chǎn)能，如廣西廣匯低溫09年銷售合同6000萬元人民幣，10年銷售合同150000萬元人民幣,今年已簽合同250000萬元人民幣,達產(chǎn)可作到350000萬元人民幣。三.低溫容器發(fā)展趨勢縱觀LNG儲罐的發(fā)展歷程可以看出，儲罐大型化是必然趨勢，其具有以下突出優(yōu)點：儲罐越大，越節(jié)省鋼材、節(jié)省投資，布局緊湊，占地面積小。在總?cè)莘e相同的情況下，幾臺大設(shè)備要比一群小設(shè)備占地面積節(jié)省得多；便于操作管理，幾臺大設(shè)備比一群小設(shè)備在檢測、維修和管理等方面都比較方便。這些優(yōu)點是儲罐大型化的動力。大型常壓LNG儲罐將會成為LNG儲罐的發(fā)展趨勢。這有利于LNG的統(tǒng)一管