| 品牌 | 其他品牌 | 产地类别 | 国产 |
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| 应用领域 | 环保,化工,生物产业,制药/生物制药,综合 | | |
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空分装置液氮储存和汽化系统是一套围绕低温液氮介质特性设计，集液氮储存、输送、汽化、提纯及安全控制于一体的高效工业系统。该系统以空分塔产出的高纯度液氮为原料，通过精密的储存、过滤、增压、换热、缓冲及分配流程，将低温液氮转化为符合不同行业需求的常温氮气，为电子、化肥、煤化工、钢铁等领域提供稳定、可靠的氮气供应，具备高安全性、低损耗率、强适应性等优势。
系统的原料为空分塔下塔顶部产出的液氮，其纯度高达 99.999%，温度稳定维持在 - 196℃，是保障后续氮气品质的基础。
液氮输送采用直径 150mm 的不锈钢低温管道，管道外层采用双重防护保温设计：第一层为 50mm 厚的珠光砂保温层，能有效阻隔外界热量侵入，减少液氮蒸发损耗；第二层为 0.5mm 厚的铝皮防护套，可?；けＮ虏悴皇芡饬ζ苹担徊教嵘Ｎ滦Ч?。
管道末端配备气动截止阀，阀门开启度由 PLC 系统根据储罐液位自动调节，实现智能化流量控制。当储罐液位达到 85% 时，阀门会自动关小至 30% 开度，确保液氮输送流量稳定在 50m3/h 左右，避免液位过高导致的安全风险或流量波动影响系统稳定。
液氮进入储罐前，必须经过过滤精度为 5μm 的低温过滤器，过滤器内部采用铜网滤芯，可精准拦截管道焊接过程中残留的铁屑、氧化皮等固体杂质。
某化工厂曾因未安装该过滤器，导致 1mm 直径的金属颗粒进入储罐，堵塞后续汽化器的翅片通道，直接造成汽化能力下降 40%，企业不得不停产 36 小时清理，造成严重的经济损失。而安装过滤器后，每季度拆开检查仅发现滤芯上附着少量灰白色粉末状杂质，不影响系统正常运行，充分体现了过滤环节对系统稳定性的关键作用。
系统采用立式低温储罐作为液氮储存核心设备，有效容积为 500m3，能满足企业大规模、连续化生产的液氮储存需求，其结构设计充分考虑低温环境下的安全性与保温性：
罐体材质：罐体内胆采用 06Cr19Ni10 不锈钢，具备优异的低温耐腐蚀性和韧性，可适应 - 196℃的低温环境；外胆为 Q345R 碳钢，强度高、成本低，为罐体提供可靠的结构支撑。
绝热设计：内胆与外胆之间抽至 10?3Pa 的高真空度，同时填充绝热性能的膨胀珍珠岩，大幅降低热量传递，减少液氮蒸发损耗，保障储罐长时间稳定储存液氮。
支撑与沉降防护：罐底安装 6 组不锈钢支撑腿，每组支撑腿与基础之间垫有 30mm 厚的聚四氟乙烯板，能有效减少地基沉降对罐体的挤压变形，延长储罐使用寿命。
液位监测：储罐顶部装有磁翻板液位计，液位显示精度达 ±5mm，方便现场操作人员直观查看液位；同时配备雷达液位变送器，可将液位数据实时传输至中央控制室的监控屏幕，实现远程实时监控，便于及时调整液氮输送量。
储罐压力控制是保障系统安全的核心，正常操作压力严格维持在 0.5MPa，具体控制措施如下：
安全阀泄压：当外界环境温度升高，液氮蒸发导致罐内压力升至 0.6MPa 时，储罐顶部的安全阀会自动起跳，释放的低温氮气通过放空管道引至 30m 高的放空筒，避免氮气在低空积聚引发安全风险。放空管道采用煨弯工艺，无直角弯头，可减少局部阻力，确保泄压顺畅；管道外壁同样做保温处理，防止低温氮气导致管道结霜，影响周围设备正常运行。
事故警示：某天然气处理厂曾因安全阀校验不准确，导致罐内压力超升至 0.8MPa，引发罐体法兰密封面泄漏，虽经紧急降压处理避免事故扩大，但也警示了安全阀定期精准校验的重要性。
爆破片备用防护：为防止安全阀失灵导致的超压风险，储罐还装有爆破片，其爆破压力设定为 0.7MPa。当安全阀无法正常泄压，罐内压力持续升高至 0.7MPa 时，爆破片会在超压瞬间破裂，快速释放压力，?；す尢灏踩?。爆破片需每年更换一次，更换时必须确保密封面清洁无划痕，防止更换后出现泄漏。
当需要使用液氮时，储罐底部的出液阀开启，液氮通过泵前过滤器进入低温液氮泵，该泵是液氮增压输送的核心设备，具体参数与操作要求如下：
设备参数：采用柱塞式结构，电机功率 75kW，流量可在 20-100m3/h 范围内灵活调节，出口压力最高可达 2.5MPa，能满足不同下游用户的压力与流量需求。
低温防护设计：泵体外壳包裹聚氨酯发泡层，减少冷量损失；轴封采用波纹管机械密封，密封面材质为 WC-Co 合金，具备优异的低温密封性和耐磨性，确保在 - 196℃工况下无泄漏。
启动操作规范：启动泵前必须进行预冷，打开泵体上的预冷阀，让液氮缓慢流过泵腔，待泵壳温度降至 - 180℃以下方可启动电机。若未按规范预冷，温差过大可能导致泵体部件变形，引发设备故障。
从液氮泵出来的高压液氮，首先进入板式换热器进行汽化，该环节是将低温液氮转化为常温氮气的关键：
换热器参数：采用 316L 不锈钢材质的钎焊板式结构，单板面积 0.5㎡，总传热面积 80㎡，具备高效的传热性能；高温侧通入来自蒸汽管网的 0.8MPa 饱和蒸汽，通过蒸汽冷凝释放的热量将液氮加热至常温。
温度控制：换热器进出口管道上装有温度传感器，当出口氮气温度低于 - 5℃时，蒸汽调节阀会自动开大，增加蒸汽供应量，确保氮气汽化。
事故案例：某煤化工项目曾因蒸汽压力波动，导致换热器传热不足，汽化不充分的 - 30℃氮气进入后续管道，造成法兰垫片冻裂，引发氮气泄漏，凸显了该环节温度稳定控制的重要性。
紧急汽化保障：系统还配备紧急汽化器，当板式换热器出现故障，氮气出口温度低于 - 10℃时，蒸汽进口阀会关闭，同时打开旁通阀，让未充分汽化的气液混合物进入紧急汽化器。该汽化器为空气浴式，翅片管总长度达 500m，可利用环境空气的热量将剩余液氮汽化，确保进入下游管道的是干燥的氮气，避免低温气液混合物损坏下游设备。
汽化后的氮气进入缓冲罐，该设备容积为 50m3，设计压力 2.0MPa，主要作用是稳定氮气压力，具体功能与设计如下：
压力稳定功能：当下游用户用气量突然增加时，缓冲罐内储存的氮气可及时补充，将压力波动控制在 ±0.05MPa 范围内，避免压力骤降影响用户生产；罐顶装有压力表和压力变送器，当压力低于 1.8MPa 时，液氮泵会自动提速，增加供气量；压力高于 2.0MPa 时，泵会减速或?；?，实现压力自动调节。
防腐设计：罐体内壁做喷砂除锈处理，去除表面氧化层，然后涂刷环氧富锌底漆和面漆，具备优异的防腐蚀性能，延长缓冲罐使用寿命。
缓冲罐出口的氮气分为两路，分别满足不同行业用户的需求，同时配备精准的计量设备：
高纯氮支路：一路氮气经过精密过滤器，过滤器内装有活性炭和分子筛，可有效去除氮气中的水分和油分，使氮气露点降至 - 70℃，满足电子行业对高纯氮的严苛需求，保障电子元器件生产过程中的产品质量。
工业氮支路：另一路氮气直接进入总管，输送至化肥厂的合成氨装置，作为?；て褂茫乐购铣砂惫讨性嫌氩繁谎趸?，保障生产安全与产品纯度。
流量计量：两路管道上均装有涡街流量计，测量精度为 ±0.5%，可实时计量各用户的用气量，并将数据上传至能源管理系统，便于企业进行能源消耗统计与成本核算。
系统设有完善的安全联锁装置，覆盖关键设备与核心环节，全面保障系统运行安全：
液氮泵安全?；?/span>：当液氮泵的轴承温度超过 80℃时，会触发?；藕?，同时自动关闭泵出口阀，防止泵体干磨导致设备损坏或引发火灾等安全事故。
换热器安全?；?/span>：当板式换热器的氮气出口温度低于 - 10℃时，除了启动紧急汽化器外，还会关闭蒸汽进口阀，避免蒸汽持续通入造成能源浪费或设备异常。
储罐液位安全?；?/span>：当储罐液位低于 15% 时，中央控制室会发出低液位报警，提醒操作人员联系空分装置增加液氮产量；液位低于 10% 时，系统会自动关闭出液阀，优先保证空分塔的正常运行，避免空分塔因原料不足引发连锁故障。
管道作为系统内介质输送的核心载体，其布置与防护设计直接影响系统的稳定性与安全性：
布置原则：遵循 “冷上热下" 的原则，低温管道尽量架空敷设，与高温管道之间保持至少 300mm 的距离，避免高温管道向低温管道传递热量，减少液氮蒸发损耗。
支架设计：低温管道的支架采用滑动支架，允许管道在低温下收缩时自由移动，避免管道因热胀冷缩产生应力导致破裂；支架与管道之间垫有木块，防止金属直接接触产生冷桥效应，进一步减少冷量损失。
阀门选择：管道上的阀门均采用低温球阀，阀芯材质为铜合金，具备良好的低温韧性；密封面为聚四氟乙烯，确保在低温工况下开关灵活，泄漏率低于 1×10??Pa?m3/s，保障系统密封性。
高安全性：从储罐的安全阀、爆破片双重超压防护，到设备的温度、压力联锁保护，再到管道的低温防护设计，系统形成了全面的安全保障体系，可有效规避低温、高压环境下的安全风险。
低损耗率：通过储罐的高真空绝热、管道的双重保温、换热器的高效传热等设计，大幅减少液氮蒸发与冷量损失，某大型钢铁厂应用该系统，液氮损耗率控制在 0.5% 以下，降低企业生产成本。
高稳定性：PLC 系统自动调节流量、压力，缓冲罐稳定压力，过滤器拦截杂质，各环节协同作用，确保氮气供应的流量、压力、纯度稳定，满足下游用户连续生产需求。
强适应性：液氮泵流量可灵活调节，氮气分为高纯氮与工业氮两路输出，能适配电子、化肥、煤化工等不同行业的需求，应用范围广泛。
某大型钢铁厂自投用该空分装置液氮储存和汽化系统以来，实现连续运行 1800 天无问题，为钢铁生产过程中的轧钢、热处理等环节提供稳定的氮气保护，有效防止钢材氧化，提升钢材质量，同时低损耗率也为企业节约了大量的液氮采购与运行成本，成为企业生产稳定运行的重要保障。
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