Raffreddamento e spurgo del serbatoio criogenico: requisiti fondamentali per il primo utilizzo

La prima messa in servizio di un serbatoio criogenico è una fase importante che richiede adeguate procedure di raffreddamento e di sostituzione del fluido. Un serbatoio criogenico di nuova fabbricazione contiene un recipiente interno relativamente caldo e il suo riempimento diretto con liquido criogenico senza un'adeguata preparazione può provocare un rapido aumento della pressione durante la fase iniziale di riempimento.

Per i serbatoi criogenici di ossigeno, azoto e argon, la procedura di primo utilizzo dovrebbe includere entrambiraffreddamento del serbatoio e spostamento della purezzaIl processo è concepito per rimuovere gradualmente il calore dal recipiente interno, portando al contempo la purezza del gas al livello richiesto.

Cos'è il raffreddamento di una cisterna criogenica?

Il raffreddamento del serbatoio criogenico è il processo di rimozione del calore dal recipiente interno prima dell'inizio della normale conservazione del liquido criogenico.

Quando un nuovo serbatoio criogenico viene messo in servizio per la prima volta, il recipiente interno si trova a una temperatura relativamente elevata. Quando il liquido criogenico entra nel serbatoio, l'ampia differenza di temperatura provoca un significativo scambio di calore. Se il calore non viene adeguatamente dissipato durante il processo di raffreddamento iniziale, il serbatoio potrebbe subire un rapido aumento di pressione dopo il primo riempimento.

Pertanto, il processo di raffreddamento iniziale è una parte essenziale della messa in servizio di un serbatoio di stoccaggio criogenico.

Perché è necessario il trasferimento di purezza?

Oltre al raffreddamento del serbatoio, è necessario spostare il gas all'interno del recipiente interno per raggiungere la purezza richiesta.

Il processo di raffreddamento e di spostamento della purezza per i serbatoi di ossigeno, azoto e argon utilizza un liquido criogenico introdotto attraverso illinea di riempimento superiorePer i serbatoi criogenici orizzontali, le aperture del tubo di riempimento superiore devono essere orientate verso l'alto e con un'angolazione di circa 45° a sinistra e a destra, anziché verso il basso.

Il numero di cicli di raffreddamento e di spostamento dipende dalla purezza del gas richiesta:

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Per i requisiti generali di tempo di ricarica:almeno 3 cicli

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Per la purezza del gas di99,9% o superiore: almeno 4 cicli

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Per la purezza del gas di99,99% o superiorePotrebbero essere necessari 6-7 cicli

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Anche la purezza del liquido criogenico utilizzato per l'operazione è un prerequisito importante per raggiungere la purezza finale del gas richiesta.

Procedura di raffreddamento del serbatoio criogenico e di spostamento della purezza

La procedura di base consiste nell'introdurre una certa quantità di liquido criogenico nel recipiente interno attraverso il sistema di riempimento superiore, nel mantenere il liquido per un periodo di tempo specificato e quindi nel rilasciare la pressione dal recipiente interno.

Questo processo viene ripetuto in base al numero di cicli richiesti e alle dimensioni del serbatoio criogenico.

Una volta completato il numero di cicli richiesto, la purezza del gas deve essere verificata all'uscita dello sfiato utilizzando un analizzatore di purezza del gas per confermare che sia stato raggiunto il livello di purezza richiesto.

Ad esempio, per i serbatoi nel5–30 m³Nella gamma di prodotti, il primo ciclo richiede circa 1 minuto di riempimento dall'alto seguito da 10 minuti di mantenimento. I tempi di riempimento e di mantenimento aumentano progressivamente con i cicli successivi.

Per serbatoi da50–100 m³E150–250 m³I corrispondenti tempi di riempimento e di mantenimento sono inoltre specificati in base alla capacità del serbatoio e al numero di cicli.

La procedura operativa effettiva deve essere conforme alla capacità del serbatoio e ai relativi requisiti di messa in servizio.

Raffreddamento e spurgo del serbatoio criogenico di GNL

I serbatoi di stoccaggio del GNL richiedono un approccio diverso durante le fasi iniziali di raffreddamento e svuotamento.

Secondo i requisiti operativi,L'azoto liquido è raccomandato per il raffreddamento iniziale dei serbatoi di GNL..

Esistono diverse ragioni per utilizzare l'azoto liquido. In primo luogo, l'azoto liquido è relativamente economico per questa applicazione. In secondo luogo, può ridurre la temperatura del serbatoio interno a uno stato criogenico in un periodo di tempo relativamente breve. In terzo luogo, il gas generato durante lo scambio termico può essere sfiatato in sicurezza.

L'utilizzo diretto del GNL per il raffreddamento iniziale può risultare meno economico, mentre la grande quantità di gas generata durante lo scambio termico crea ulteriori problemi di sicurezza, poiché il gas naturale può incendiarsi se esposto a una fonte di innesco.

Controllo dell'ossigeno durante lo spurgo del serbatoio di GNL

Nei serbatoi di stoccaggio di GNL, lo scopo del processo di spostamento è quello di ridurre la concentrazione di ossigeno all'interno del recipiente interno.

I requisiti operativi forniti specificano che il contenuto di ossigeno deve essere ridotto anon più del 3%prima di procedere con il relativo processo di messa in servizio.

Ciò è particolarmente importante perché l'ossigeno e il gas naturale possono formare una miscela combustibile a determinate concentrazioni. Pertanto, il controllo della concentrazione di ossigeno è un aspetto fondamentale durante la preparazione dei serbatoi di GNL.

Perché il riempimento superiore è importante

Durante il processo di raffreddamento e spostamento, il serbatoio di GNL dovrebbe utilizzare ilLinea di riempimento superiore per l'introduzione di azoto liquido durante tutto il processo.

Il processo deve continuare fino a quando la concentrazione di ossigeno non raggiunge il livello richiesto. Quando la quarta misurazione raggiunge il valore specificato, l'azoto liquido rimanente può essere introdotto nel serbatoio attraverso la linea di riempimento superiore. Se la concentrazione di ossigeno non soddisfa il requisito, il processo di raffreddamento e spostamento deve continuare fino al raggiungimento dell'obiettivo.

Utilizzo raccomandato di azoto liquido per il raffreddamento dei serbatoi di GNL

I requisiti operativi raccomandano che la quantità di azoto liquido utilizzata per il raffreddamento del serbatoio di GNL sia generalmente la seguente:

Dal 5% all'8% del volume nominale del serbatoio.

È opportuno evitare un uso eccessivo di azoto liquido, poiché potrebbe influire sul potere calorifico del GNL.

Produzione di serbatoi criogenici e supporto alla messa in servizio

Un raffreddamento adeguato e uno spostamento di purezza appropriato sono aspetti importanti della messa in servizio iniziale dei serbatoi di stoccaggio criogenici.

Un serbatoio criogenico ben progettato dovrebbe prevedere un sistema di riempimento dall'alto e una disposizione interna a spruzzo adeguati per supportare il processo di raffreddamento e spostamento richiesto. Per diverse capacità e applicazioni del serbatoio, la procedura di messa in servizio deve essere definita in base alla progettazione del serbatoio, ai requisiti operativi, alla purezza richiesta e alle condizioni di progetto applicabili.

In qualità di produttore professionale di apparecchiature criogeniche,Hebei Runfeng Cryogenic Equipment Co., Ltd.Fornisce serbatoi di stoccaggio criogenici e relative apparecchiature criogeniche per gas industriali e altre applicazioni.

Conclusione

Il raffreddamento del serbatoio criogenico e lo spostamento del fluido di purezza sono procedure essenziali durante la messa in servizio di un nuovo serbatoio di stoccaggio criogenico.

Per le bombole di ossigeno, azoto e argon, il processo combinaRiempimento dall'alto, raffreddamento, rilascio della pressione, cicli di spostamento ripetuti e verifica finale della purezza del gas.Per i serbatoi di GNL, l'azoto liquido può essere utilizzato per il raffreddamento iniziale, mentre la concentrazione di ossigeno deve essere controllata prima che il serbatoio venga messo in servizio.

La comprensione di queste procedure aiuta gli operatori a preparare al meglio i serbatoi criogenici per il loro primo riempimento e contribuisce a un funzionamento più sicuro e affidabile.

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