低温储罐是用于储存 – 40℃及以下低温液体(如 LNG、液氮、液氧等)的专用绝热压力容器,核心特点是通过高效绝热设计减少冷量损失,防止储罐内低温液体大量蒸发,同时确保储存过程安全稳定,广泛应用于能源、化工、医疗等领域。
其核心分类、关键技术及安全要点可分为以下三个模块。
低温储罐的分类主要依据绝热原理和储存介质,不同类型适用场景差异显著。
这是最核心的分类方式,直接决定储罐的保冷性能和适用规模。
- 真空粉末绝热储罐:采用双层壳体结构,夹层内填充珠光砂等绝热粉末并抽成高真空,绝热性能优异。适用于中大型储罐(容积通常 50m³ 以上),如 LNG 储配站、大型化工厂的液氮储罐。
- 真空多层绝热储罐:夹层内铺设多层铝箔 + 玻璃纤维复合绝热材料,真空度更高,冷损失更小。适用于小型储罐(容积 1-50m³)或移动设备(如低温槽车),如实验室用液氮罐、车载 LNG 储罐。
- 堆积绝热储罐:通过在储罐外侧堆积厚厚的绝热材料(如泡沫玻璃、聚氨酯)实现保温,成本较低但绝热效果差。仅适用于短期储存或对冷损失要求不高的场景,目前应用较少。
不同介质的化学性质不同,储罐材质和安全要求有差异。
- LNG 储罐:储存液化天然气(-162℃),材质需耐低温(如 9Ni 钢、304 不锈钢),需配套防爆、泄漏检测设备,常见于 LNG 加气站、卫星站。
- 液氮 / 液氧 / 液氩储罐:液氮(-196℃)、液氧(-183℃)均为惰性或助燃介质,液氧储罐需避免与油脂接触(防止燃烧),材质多为不锈钢,应用于医疗(液氮冷冻)、工业切割(液氧助燃)。
低温储罐的技术核心围绕 “减少冷损失” 和 “控制超压风险” 展开,主要包含三大技术体系。
- 绝热技术:是储罐的核心,直接影响运行成本。通过双层壳体 + 真空 + 绝热材料组合,将冷损失控制在极低范围(如真空多层绝热储罐的日蒸发率可低于 0.5%),避免液体过快蒸发导致压力升高。
- 压力控制技术:低温液体蒸发会产生气体,导致罐内压力上升。储罐需配备安全阀(超压时自动泄压)、爆破片(紧急泄压备用)、压力调节阀(稳定罐内压力),确保压力在安全范围(通常 0.3-1.6MPa,依介质而定)。
- 材质与结构技术:储罐内胆需使用耐低温材料(如不锈钢、9Ni 钢),避免低温下脆裂;外壳用碳钢或不锈钢,承受外部大气压和真空压力;夹层需设置吸附剂(如分子筛),吸收残留水分和气体,维持真空度。
低温储罐的安全重点是 “防真空失效”“防超压”“防低温冻伤”,日常操作需严格遵循以下要求。
- 外观检查:每日查看储罐外壳是否有变形、结霜结冰(正常仅顶部少量凝露,大面积结霜说明真空失效),底座是否松动、腐蚀。
- 压力与液位检查:每日记录罐内压力(是否在设定范围)、液位(保持 1/3-2/3,避免低于 1/3 导致真空受潮,或高于 95% 引发超压)。
- 安全附件检查:每周检查安全阀是否灵敏(手动排气测试)、压力表 / 液位计读数是否准确,每月校验一次仪表精度。
- 充装操作:首次充装或长期停用后充装,需缓慢进行(流速≤1m/s),避免低温液体对储罐内胆造成热冲击;充满率不得超过 95%,禁止过量充装。
- 排液与使用:排液时控制阀门开度,避免流速过快产生 “液击”;操作时必须佩戴防冻手套、护目镜,严禁皮肤直接接触低温液体(会导致冻伤)。
- 环境要求:储罐需安装在通风良好、无明火的区域,远离热源(如距离明火≥15m);室外储罐需防晒、防雨,冬季清除周边积雪,防止滑倒。
- 真空度维护:每 1-2 年检测一次夹层真空度,若真空度下降(如日蒸发率明显升高),需联系专业单位补充真空或更换吸附剂。
- 泄漏处理:若发生低温液体泄漏,立即撤离人员,关闭上游阀门,打开通风设备;泄漏区域禁止踩踏(低温会导致地面结冰打滑),小范围泄漏用干沙覆盖,大范围泄漏需联系应急队伍。
- 冻伤处理:若皮肤接触低温液体,立即用 40-45℃温水冲洗(禁止揉搓或用热水),持续 15-20 分钟,严重时及时就医。