低温乙烯丙烯球罐保冷设计及工程应用

石油和化工设备. 20-■论文广场2013年第16卷低温乙烯丙烯球罐保冷设计及工程应用王龙岗，郭恢龙^(1.合肥通用机械研究院，安徽合肥230088)(2.中化泉州石化有限公司，福建泉州362103)[摘要] 本文以JFB-HITEN610U2L低温 乙烯丙烯球罐为例，对比分析了三种不同保冷材料的绝热效果，用防凝露法、允损法、球形容器法计算了三种保冷材料的最小厚度，选择了合理的保冷材料和厚度规格，提出了施工检验要点。经实践证明，此次保冷设计及施工质量达到了预期要求。[关键词] JFE-HITEN610U2L; 低温;乙烯、丙烯球罐;保冷材料乙烯、丙烯球罐在低温环境下工作，工况条要点。实践证明，球罐保冷施工质量和保冷效果件苛刻，对材料、制造以及安装要求高。某项目达到预期要求。17台乙烯、丙烯球罐材质选用日本JFE公司生产的1球罐基本情况JFE-HITEN610U2L钢板。按照工艺要求，乙烯、丙烯球罐应进行保冷施工。结合设计工况，计算低温乙烯、丙烯球罐设计参数如表1。最低工后选择厚度为80mm的硬质闭孔聚氨酯塑料板为保作温度为-45C，材质为日本JFE-HITEN610U2L板冷材料，提出了防腐及保冷施工技术要求及注意材。按照工艺要求应进行保冷施工。表1乙烯丙烯球罐 设计参数最高/最低设计温度| 设计压力/ 最高/正常工作种类类别|操作介质公称容积/m 内径/m| 壁厚/m| 工作温度/C/°C_MPa压力/MPa乙烯球罐(10台)三类|乙烯200015.738-30/-4550/-45 2. 0/FV1. 83/1. 57丙烯球罐三类丙烯250016. 840/-4550/-45| 2. 16/FV 1. 66/1. 51(6台)废丙烯球罐(1台)废丙烯100012.3850/-45| 2. 16/FV 1. 66/1. 51.2保冷材料选择及厚度计算温度，即-45C。2.1基础数据(1)按防凝露法计算t为环境温度，取累年夏季空调室外干球计算按GB/T8175-2008《设备及管道绝热设计导温度，按GB50264-1997 《工业设备及管道绝热工则》6.2.2条计算圆简面单层保冷层厚度计算公程设计规范》附录C取值为31.6C.式:ta为露点温度，当地气象条件下最热月的露点D1X ln(DI/Do)=2 λ (t,-t)/[a,(ta-ts)]，温度(°C) 。t的取值按GB50264- 1997附录C提供δ =(D-D)/2，计算得δ =79mm。式中: D。为乙烯的环境温度和相对湿度查有关环境温度、相对湿球罐外径，Do=15776mm。度、露点对照表，取值为28.2°C。(2)按允损法计算2.2硬质闭孔聚氨酯塑料板保冷层厚度计算按GB50264- 1997中4.3.3.1条计算: D,In(D1/导热系数:硬质闭孔聚氨酯塑料板导热系数方程式:作者简介:王龙岗中国煤化工科，工程师。λ =0.029+0.00018t=0.028 W/(m.K), t为设计在合肥通用机械研究防MHCNMHG第10期王龙岗等低温乙烯丙烯球罐保冷设计及工程应用-21-Do)=2λ [(-t)/Q-1/a]， δ= (Dr- Do)/2， 式中: Q报告，在10°C 下ZES800平均导热系数为0.043为以每平方米绝热层外表面积为单位的最大允许W/(m.K)。由于JC/T647-2005《泡沫玻璃绝热制热、冷损失量，单位为W/m2。按GB50264- 1997附品》附录C导热系数方程式λ=λ 2s+0.000183(t-录B取值为58W/m2。计算δ =30mm。25)+3.26X 10~7(t-25),以25"C平均导热系数为基(3)球形容器法计算准，则λ2s=λ 1o-[0.0001 83(t-25)+3.26X 10-"(t-按GB/T8175-2008中6.2.4条，球形容器保冷25)}]=0.0457W/(m.K)。计算-45°C时导热系数层厚度D| δ /D, =λ (-()[a.(-t)]，δ =(D- D)/2。λ =0.0345W/(mK)。计算结果如表2所示。计算得δ=79mm，式中t，为保冷层外表面温度2.4 ZES1000泡沫玻璃保冷层厚度计算(°C)，取,=露点温度t+(1-3) °C，取29.2C; a为.导热系数:依据供货方出具的ZES1000检测报保冷层外表面与大气的换热系数( W/(m2.K)) ,告，在10C下ZES1000平均导热系数为0.0407 W1一般取值为8. 14W/(m2.K)。(m.K)。计算λ 2s= λ 1o-[0.000183(t-25)+3.26X 1072.3 ZES800泡沫玻璃保冷层厚度计算(t-25)]=0.0434W/(m*K)。计算-45°C时导 热系数导热系数:依据供货方出具的ZES800检测λ =0.0322W/(m.K)。计算结果如表2所示。表2保冷层厚度计算结果材料防凝露法计算厚度/mm允损法计算厚度/mm球形 容器法计算厚度/mm取值/mm| 硬质闭孔聚氨酯塑料板793080ZES800泡沫玻璃13247130ZES1000泡沫玻璃12112表3保冷材料技术参数标准规定最高使用密度kg/m’导热系数/W/ (m.K)|平 均抗压强度MPa|体积吸水率Vo1%温度"CI硬质闭孔聚氨酯塑料板30~600. 028-180~ 100ZES800120士50. 03450.8≤0. 5%-200~ 400ZES1000130. 03221. 02≤0. 3%由以上计算可知，硬质闭孔聚氨酯塑料板施工规范》和SH3010-2000《石油化工设备和管道和泡沫玻璃比较，其密度更小，导热系数更高，隔热技术规范》执行。施工过程除满足标准规定计算保冷厚度较泡沫玻璃要薄。在三种计算方法外，还应特别注意以下内容:中，允损法计算厚度最薄，防凝露法和球形容器(1)金属表面除锈质量的高低，直接影响防腐法计算结果相近。对于低温乙烯、丙烯球罐保冷工程的使用寿命，必须严格按照要求的除锈等级厚度的计算应采用防凝露法或球形容器法。低温进行。球罐表面除锈处理后，应在4小时内涂底乙烯、丙烯球罐保冷材料选用硬质闭孔聚氨酯塑漆。当发现有新锈时，应重新进行表面处理。料板，厚度为80mm。(2)涂层的施工宜采用刷涂、滚涂。刷涂或滚.3防腐及保冷施工检验要求涂时，层间应纵横交错，每层往复进行，涂匀为球罐金属表面采用石英砂进行喷砂除锈，除止，不得漏涂。锈等级达到GB/T8923.1-2011《涂覆涂料前钢材表(3)使用稀释剂时，其种类和用量应符合涂料面处理》中的Sa2.5级要求。喷砂检查合格后喷涂生产厂规定的标准。两遍冷底子油，干膜厚度≥80 um。(4)配制和使用防腐蚀涂料时，应先搅拌均球罐本体保冷层选用与球罐曲率相同的预制匀，必要时可用200日铜丝网过滤后使用。开桶使硬质闭孔型聚氨酯塑料板，厚度为40mm。保冷层用后的剩余涂料，必须密封保存。结构为保冷层(两层) +隔热层+保护层。球罐各(5)防腐工| 中国煤化工湿度必须.部位保冷材料及要求见表4所示。施工方法和检验符合有关规范及MYHCNMHG施工环境要求按GB50126-2008《工业设备及管道绝热工程石油和化工设备-22-■论文广场2013年第16卷表4球罐各部位保冷要求结构保冷部位材料名称规格球罐本体及上支柱外壁硬质闭孔型聚氨酯塑料板δ =80m硬质闭孔型聚氨酯塑料管壳|δ=80mm(与支柱曲率相同)保冷层制品与球罐基面以及制品端、侧面粘结剂316L不锈钢带20X 0.5mm制品外表面316L固定圆环φ =10mm沥青玛蹄脂隔热层无蜡中碱粗格平纹玻璃布保护层铝板薄板δ=0.9 mm应通风良好，并符合下列要求:温度以13~30°C为有关技术要求;伸缩缝的宽度应用塞尺检查，允宜，但不得低于5°C;相对湿度不宜大于80%;遇许偏差为5mm。雨、雾、强风天气不得进行室外施工;不宜在强(13)保冷层施工时保冷砌块应粘结严实，烈日光照射下施工。2~ 10mm的缝隙应用超细玻璃棉填塞，大于10 mm(6)防腐施工中各道工序(如除锈、底漆、的缝隙应用保冷材料碎块填塞，填塞后再用密封面漆)之间必须进行质量检查，前道工序合格后剂密封;保冷厚度的允许偏差为0~+5mm。方可进行下道工序的施工，最后一道工序完毕(14)防潮层施工所有接头及层次应密实、连后应进行彻底检查，发现有不合格的缺陷时，应续、无漏设和机械损伤;表面平整、无气泡、翘修补合格，即涂层总厚度和涂装道数应符合设计口、脱层、开裂等缺陷。对有金属保护层的防潮要求;表面应平滑无痕，颜色-致，无针孔、气层，其表面平面度不得大于5mm;防潮层的总厚泡、流坠、粉化和破损现象。度，不得小于6mm。(7)防腐工程施工完毕表面实干后，应进行漆(15)应注意合理设计保护层的固定方法。纵向膜厚度的测量，涂层漆膜厚度应满足设计要求。接缝和环向接缝应采用搭接方式，搭接宽度均为(8)防腐工程全部完工后，养护周期应符合涂50mm。在搭接部位采用抽芯铆钉进行紧固，其间料说明书的规定。距为10-200mm，且在Im长度内不应少于5个。(9)保冷施工时球罐表面应干燥、干净。如遇(16)管壁开口及其它固定件等的支撑处，应用雨天时应停止施工，以免造成保冷层或防潮层夹密封胶进行严缝，以防雨水浸入。杂水分，影响保冷效果。4施工结果及结论(10)施工时，聚氨酯塑料板内外表面涂刷- -层经实践证明，低温乙烯丙烯球罐保冷效果达2.5~ 3mm厚的黏结剂。砌好后应挤紧接缝，挤出缝到预期要求，防腐层、保冷层、防潮层、保护层外的黏结剂应立即刮去，以防止干燥后造成表面施工质量符合相关标准要求。凹凸不平，影响贴合效果。(1)硬质闭孔聚氨酯塑料板和泡沫玻璃比较，(11)为便于施工及捆扎固定保冷层，球罐保冷其密度更小，导热系数更高，计算保冷厚度较泡层外应捆扎从赤道向两极呈橘瓣状的固定钢带，沫玻璃要薄，使用温度范围比泡沫玻璃要广。并在上下人孔、赤道带、.上 下极共设置5件不锈钢(2)从防凝露法、允损法、球形容器法三种固定圆环，圆环直径为10mm，各圆环间用不锈钢方法计算的结果可知，允损法计算厚度最薄，防带拉紧，将粘贴好的聚氨酯塑料板进行固定。不凝露法和球形容器法计算结果相近。对于低温乙锈钢带与圆环的连接方式，采用打包机固定，不烯、丙烯球罐保冷厚度计算应采用防凝露法或球锈钢带在赤道带中心线间距不大于300 mm。形容器法。(12)保冷层的伸缩缝和膨胀间隙，应按设计和规范的有关规定检查缝的位置、宽度、间距、膨(3)球罐保| 中国煤化工施工过程胀方向等。伸缩缝内填充物的使用温度，应符合中应严格按照相YHCNMHG， 按工序(下转35页)第10期杨龙进等闪蒸罐的制造质量控制-35-3结语◆参考文献针对该闪蒸罐的特殊结构，通过制定科学合[]GB 150.1-150.4-2011，压力容器[S].[2]JBT 4730.1-4730.6-2005,承压设备无损检测[S].理的制造工艺，保证了设备的制造质量，满足了[3] NB/T 47002.1-2009，压力容器用爆炸焊接复合板第- -部客户要求，该闪蒸罐投入使用已有两年多，运行分:不锈钢-钢复合板[S].[4]马淑霞，郭世娟，陈晗.硫化物凝聚罐接管夹套的设计与情况良好，各项指标均达到设计要求。制造[D].压力容器，2010， 27(10).收稿日期: 2013-06-04; 修回日期: 2013-08- 16(上接2页)逐步验收，以达到理想的施工质量。(4)经实践证明，低温乙烯、丙烯球罐保冷效[1] GB/T8923.1-2011，涂覆涂料前钢材表面处理[S][2] GB50264-1997，工业设备及管道绝热工程设计规范[S].果达到预期要求。防腐层、保冷层、防潮层、保[3] GB/T 8175-2008，设备及管道绝热设计导则[S].护层施工质量符合相关标准要求。[4] GB50126-2008，工业设备及管道绝热工程施工规范[S].[5] SH3010-2000,石油化工设备和管道隔热技术规范[S].收稿日期: 2013-07-05; 修回日期: 2013-08-15(_ 上接27页)依存度呈逐年.上升趋势。瓦斯全循环油页岩分级干馏技术的研发及成功应用，使油页岩采矿、干[1]吴启成.瓦斯全循环油页岩分级干馏工艺及装置[M]北馏及固体废弃物资源化利用形成了--条产业链，京:地质出版社，2011.实现了油页岩资源的高效和清洁利用，为我国油[2]刘丛茹，贾世阳，岳春彤，王克峰.油页岩干馏产燃料油和液化石油气的创新工艺[J].辽宁化工，2010， 39(6): 604-页岩综合利用提供了一条崭新的发展道路。对于608.[3]杨忠厚.辽宁新工艺改写中国油页岩炼油史[N].辽宁日弥补石油生产与供给的不足，落实石油多元化战报，2011-12-19.略，促进国民经济发展具有重大现实意义。收稿日期: 2013-05-17; 修回日期: 2013-08-16小知识:用“粘”?还是“黏”?“黏”、“粘”二字自古有之。“粘” 字产生出(zh6n) 的读音后，因其偏旁“米”在书写上较之“黍”便利，因而逐渐广为应用。.1955年12月22日，《关于发布第一 -批异体字 整理表的联合通知》中，将“黏”(ni0n) 视为“粘”的异体字，予以停止使用。由于“粘”字有两个读音，且义项上有较密切的联系，在日常应用中经常读混，所以一些辞典并未将“黏”当作异体字对待。如商务印书馆1978年12月版的《现代汉语词典》等。鉴于此，国家语言文字工作委员会和新闻出版署1988年3月25日在《关于发布<现代汉语通用字表>的联合通知》中增收了1955年淘汰的异体字15个，其中就有“黏”字。因长期存在争论，全国科技名词委组织专家就这两个易混字进行了多次专题讨论。规范意见为:正式出版物表达“黏”(nian) 的概念时，恢复使用“黏”字，如黏度、黏合、黏秘泌黏胶、黏弹性、黏塑性、黏均分子量，多为名词;在表述“粘”(zhon) 的概念时,某化工n粘贴、粘连，多为动词。TYH| CNMHG