一种大型低温储罐吹扫用液氮气化系统的制作方法

本技术属于低温储罐，具体涉及一种大型低温储罐吹扫用液氮气化系统。

背景技术：

1、在低温储罐(比如lng储罐)建造的最后阶段，按规范和设计要求通常需要采用高纯氮气对储罐内部各个区域进行吹扫、干燥及置换。lng储罐的吹扫、干燥及置换需持续不断进行，直至各个排放口水露点和氧含量均满足设计和规范要求。因此，氮气吹扫是lng储罐预冷进液前的关键步骤。

2、由于大型lng储罐(有效容积不低于5000m3的储罐)的罐容大，且要满足各部位水露点和氧含量要求，氮气吹扫周期通常要持续十几天甚至数十天。长期稳定的高纯氮气气源，通常有2种获取方法：其一是通过工厂配套的空分装置、氮气发生装置等提供；其二是采购液氮，通过液氮槽车运输至现场使用，第二种的限制条件少，具有普适性。

3、在常压(101.325kpa)下，液氮(ln)的沸点为-196.56℃，1立方米的液氮可以气化膨胀至648立方米的纯气态氮(0℃)。温度越高，液氮的气化也越充分。为保证气化效果，根据其物理特性，液氮运达现场后，并不能直接进入储罐的氮气吹扫管路，而是需要先使用专用气化装置，控制液氮充分吸热气化，以满足吹扫的温度和压力要求。

4、cn202020569555.9披露了一种基于自动温度控制的多工况液氮气化装置，其通过在空温式气化器的后面串联电加热水浴气化器，使液氮充分气化，电加热水浴气化器是通过热电阻通电加热设备中的水，以水为媒介，将热量传递给设备内的换热盘管，从空温式气化器出来的低温氮气，进入电加热水浴气化器的换热盘管吸收热量。但电加热水浴气化器存在以下缺点：

5、1)电加热水浴气化器一次性投入高。大型lng储罐通常建造遍布全国，且选址偏僻，远离市区。因此在无法及时租赁到满足要求的电加热水浴气化器的情况下，便只能选择直接采购设备。然lng储罐的吹扫本身是一次性工作，吹扫完成后，电加热水浴气化器则基本会一直处于闲置状态，投入产出比低。

6、2)电加热水浴气化器维护成本高。在气化吹扫过程中，电加热水浴气化器的压力将达到0.3～0.5mpa，属于压力容器，要受到所在地省级质量技术监督局的特种设备安全监察，因此维护期需要额外投入人力物力满足监管要求，增加管理成本。

技术实现思路

1、本实用新型旨在解决现有技术中存在的技术问题，本实用新型的目的是提供一种大型低温储罐吹扫用液氮气化系统。

2、为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种大型低温储罐吹扫用液氮气化系统，包括能够与液氮槽车出液口相连的输氮管路、以及用于给低温储罐进行吹扫的氮气吹扫管路，输氮管路的出口端设有控制阀，氮气吹扫管路的出口端设有位于低温储罐吹扫口根部的根部阀；其特征在于，输氮管路上设有空温式气化器，氮气吹扫管路靠近根部阀的节段外缠绕有电伴热带。

3、上述技术方案，利用电伴热带补充加热来代替传统电加热水浴气化器，电伴热带采购成本远低于电加热水浴气化器，电伴热带是常用成品材料，全国各地的机电市场，网上电商平台均可快速完成采购；而且在吹扫结束后，可从氮气吹扫管路上将电伴热带拆除，无需后期维护，节约人力物力。

4、在本实用新型的一种优选实施方式中，电伴热带与根部阀之间的氮气吹扫管路上设有第一压力表和第一温度表。

5、上述技术方案，第一压力表用于监测最终气化后氮气的压力指标，第一温度表用于监测最终气化后氮气的温度指标，同时配合调整根部阀的开度，使第一压力表和第一温度表维持在一个稳定的数值。

6、在本实用新型的一种优选实施方式中，空温式气化器与控制阀之间的输氮管路上设有第二压力表和第二温度表。

7、上述技术方案，第二压力表用于监测经空温式气化器气化后氮气的压力指标，第二温度表用于监测经空温式气化器气化后氮气的温度指标，同时配合调整控制阀的开度，使第二压力表和第二温度表维持在一个稳定的数值。

8、在本实用新型的一种优选实施方式中，氮气吹扫管路的入口端设有截止阀；和/或电伴热带外包覆有保温层。

9、上述技术方案，截止阀用于控制氮气吹扫管路的通断，在吹扫之前，打开截止阀和根部阀，便于通电并测试电伴热带的加热和温度调节功能；保温层可以使电伴热带产生的热量更集中到氮气吹扫管路上，避免散失到空气中，提高加热效率。

10、在本实用新型的一种优选实施方式中，保温层由玻璃纤维棉制成。

11、上述技术方案，玻璃纤维棉成本低，且具有良好的绝热性能。

12、在本实用新型的一种优选实施方式中，氮气吹扫管路该管路的长度不低于50米。

13、上述技术方案，根据大型lng储罐的氮气吹扫管路从地面至罐顶距离长的特点，使流经氮气吹扫管路的低温氮气可以吸收空气中的热量二次升温，然后利用电伴热带完成三次升温，实现相同的液氮气化效果，相较于使用电加热水浴气化器，总体能耗更低。

14、在本实用新型的另一种优选实施方式中，该液氮气化系统还包括控制器，控制器包括第一比较器和第二比较器；第一比较器的第一输入端与第一压力表的压力模拟信号输出端相连，第一比较器的第二输入端与压力低阈值存储器相连，第一比较器的输出端与第一或门的第一输入端连接；第二比较器的第一输入端与第一温度表的温度模拟信号输出端相连，第二比较器的第二输入端与温度低阈值存储器相连，第二比较器的输出端与第一或门的第二输入端连接；第一或门的输出端与根部阀的开度调小控制端连接。

15、上述技术方案，通过设置第一比较器、第二比较器、压力低阈值存储器、以及温度低阈值存储器，当第一压力表显示压力低或第一温度表显示温度低时，自动调小根部阀的开度，延长低温氮气在氮气吹扫管路末段的停留时间，持续吸收电伴热带产生的热量，提高吹扫氮气的温度和压力。

16、在本实用新型的另一种优选实施方式中，控制器还包括第三比较器和第四比较器；第三比较器的第一输入端与第一压力表的压力模拟信号输出端相连，第三比较器的第二输入端与压力高阈值存储器相连，第三比较器的输出端与第二或门的第一输入端连接；第四比较器的第一输入端与第一温度表的温度模拟信号输出端相连，第四比较器的第二输入端与温度高阈值存储器相连，第二比较器的输出端与第二或门的第二输入端连接；第二或门的输出端与根部阀的开度调大控制端连接。

17、上述技术方案，通过设置第三比较器、第四比较器、压力高阈值存储器、以及温度高阈值存储器，当第一压力表显示压力高或第一温度表显示温度高时，自动调大根部阀的开度，缩短低温氮气在氮气吹扫管路末段的停留时间，降低吹扫氮气的温度和压力。

18、在本实用新型的另一种优选实施方式中，低温储罐的边侧设有支撑于地面的竖向设置的管架，管架的外侧设有支撑于地面的公用管廊，管架的上端连接有位于低温储罐顶部的罐顶操作平台，氮气吹扫管路通过公用管廊和管架铺设至罐顶操作平台。

19、上述技术方案，通过设置公用管廊、管架和罐顶操作平台，可用于氮气吹扫管路的铺设，而且罐顶操作平台可用于工作人员操作、检修低温储罐罐顶的管路、控制阀门和仪表等。

20、在本实用新型的另一种优选实施方式中，电伴热带缠绕在罐顶操作平台上的氮气吹扫管路外。

21、上述技术方案，在吹扫前，可通过罐顶操作平台在氮气吹扫管路外缠绕电伴热带。

22、相比现有技术，本实用新型较优的技术方案具有如下有益效果：

23、1)成本投入较低。本实用新型的电伴热带采购成本远低于电水浴式气化器，电伴热带和保温层都是常用成品材料。全国各地的机电市场，网上电商平台均可快速完成采购。

24、2)节省维护期成本。电伴热带和保温层在吹扫结束后，即从氮气吹扫管路拆除，无需后期维护，节约人力物力。

25、3)加热温度可控。通过改变电伴热带的伴热长度和缠绕密度，或使用温控器，都可以灵活控制电伴热带的发热量大小，以应对更多复杂环境。

26、4)节约能耗。本实用新型根据大型低温储罐附属的氮气吹扫管路从地面至罐顶距离长的特点，使流经氮气吹扫管路的低温氮气可以吸收空气中的热量二次升温，然后利用电伴热带完成三次升温，实现相同的液氮气化效果，相较于使用电水浴式气化器，总体能耗更低。

27、5)节约空间。本实用新型辅助加热的电伴热带直接缠绕在氮气吹扫管道上，不需要单独考虑气化设备安装位置，更节省空间。

28、本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。