【正文】 上進液口之所以采用噴淋方式，是為了加大氣液的換熱面積，氣液兩相在儲罐內(nèi)形成對流，加速降壓過程。當槽車的液體溫度比儲罐的液體溫度低時，可以選擇上進液。這些問題的解決措施如下： LNG卸車時，一般不需要額外消耗動力，通過卸車增壓器使槽車壓力升高，在壓力差的作用下將LNG送至儲罐內(nèi)。則取100m3/h的空溫式汽化器。L=Q L=Q/Qn=5)汽化器的結(jié)構(gòu)設(shè)計翅片管按lm/根,2根一組，共4組的結(jié)構(gòu)排布，實際換熱管長度8m，滿足設(shè)計排量。h 單肋片的截面積A=δh/2=105 h3/2[α/(λA)] 1/2=[(105425) ] 1/2= 按文獻《傳熱學(xué)》得\nf=98% 3)單位長度換熱管換熱能力計算 由于換熱管的材質(zhì)為鋁，而鋁在低溫下有很強的導(dǎo)熱性能，因此可按整個肋基溫度進行計算，一個肋片兩面的散熱量為: Qo=2haΔT=2=基管散熱量為: Qj=(28Л8δ)ah 2)換熱管肋效率nf值的確定 根據(jù)換熱管的截面形狀，可按三角形直肋進行計算，換熱管材質(zhì)為鋁，鋁在159℃導(dǎo)熱系數(shù)λ=425kca1/mλ/Φ=實驗關(guān)聯(lián)式:aa=(Gr =108 因為104GrPr=(gβΔTΦ3/V2)K=℃ΔT 按格拉曉夫準則Gr=g基管Φ283，鋁材質(zhì)。直肋高h = 46mm。2）氣體的流量：V = Vf=15m3 /h。介質(zhì)為液態(tài)LNG，貯罐貯液溫度Tf=162℃(111K)，汽化器換熱環(huán)境溫度為Tr=20℃(293K)，翅片直肋片進行對流換熱的流體為自然對流之空氣，現(xiàn)計算換熱所需換熱量及所需換熱管總長。i一汽化器出口處氣體焓近似等于工作氣體的焓，即壓力為P,溫度為T狀態(tài)下的焓(kcal/kg)。V一工作氣體排量。ρ(i一if)+NN一氣體單位時間內(nèi)所作的功，N=PV105/418 kcal/h。汽化器的設(shè)計要充分考慮結(jié)構(gòu)的合理性。實踐證明采用翅片管串聯(lián)設(shè)計方案，工作時汽化器的前5m結(jié)霜，貯罐排液時間過長，汽化器無法正常工作。在檢修中我們曾發(fā)現(xiàn)過由于翅片管反面焊漏造成汽化能力下降導(dǎo)致無法正常排液的情況。4）汽化器管路焊接問題汽化器采用鋁材質(zhì)，易造成反面焊漏問題。結(jié)合不同的車型，其安裝位置可選擇懸掛在車底盤的付油箱或后懸(操縱箱)的下部。2）汽化器換熱翅片管的型式和種類從結(jié)構(gòu)上分:由于翅片管生產(chǎn)廠家不同，采用的結(jié)構(gòu)和尺寸各不相同，從而換熱面積也不同，其型式主要有以下三種，見下圖從顏色上分:有銀白色和茶褐色兩種，其吸收太陽輻射熱能不同，不同顏色的翅片管也為汽化器的設(shè)計提供了更多選擇。1）環(huán)境溫度:汽化器吸收的熱量含液體汽化和氣體作功兩部分能量，汽化器汽化即熱交換是空冷式換熱方式，由傳熱學(xué)原理可知，其換熱能力與空氣溫度有關(guān)。在這套封閉的增壓系統(tǒng)中，可以看出低溫液體是依靠重力作用流人汽化器并與空氣環(huán)境進行熱交換的，工作原理見圖1，在設(shè)計汽化器時要充分考慮:（5）導(dǎo)靜電接地滅火裝置 本產(chǎn)品配有導(dǎo)靜電接地裝置，以消除裝置靜電；此外，在車的前后左右兩側(cè)均配有4只滅火機，以備有火災(zāi)險情是應(yīng)急使用。隨即轉(zhuǎn)入用產(chǎn)品氣進行置換至純度符合要求。（4）吹掃置換系統(tǒng) 吹掃置換系統(tǒng)由EE3和E4閥組成。（3）阻火器 阻火器內(nèi)裝耐高溫陶瓷環(huán)，阻火器安裝在安全閥和放空閥的出口匯集總管路上。泄壓后的緊急截斷閥在彈簧的作用下迅速自動關(guān)閉，達到截斷裝卸車作業(yè)的目的。易熔塞直接裝在緊急截斷閥的氣源控制氣缸上，當易熔塞的溫度達到（70177。伍德合金澆注在螺塞的中心通孔內(nèi)。（2）易熔塞 易熔塞為伍德合金，其熔融溫度為（70177。F管口噴淋出液體時，則液體容量已達設(shè)計規(guī)定的最大允裝量，該閥并可用于取樣分析LNG純度。R為真空規(guī)管，與真空計配套可測定夾層真空度。S1為容器安全閥；SS3為管路安全閥，此為第一道防護措施；S4為外筒安全裝置；阻火器D用于阻止放空管口著火時火焰會竄。低于此壓力即可關(guān)閉。3）氣控系統(tǒng) M1為氣源總閥；MM3為三通排氣閥。（6）緊急截斷裝置與氣控系統(tǒng) 在液相和氣相進出口管路上，分別設(shè)有下列緊急截斷裝置和氣控系統(tǒng)：1）液相緊急截斷裝置 V8為液相緊急截斷閥，在緊急情況下由氣控系統(tǒng)實行緊急開啟或截斷作用，它也是液相管路的第二道的安全防范措施；V8閥為氣開式低溫截止閥，且具有手動氣動兩種操作方式。P1壓力表和LG液位計安裝在操作箱內(nèi)；P2安裝在車前。a、b、c管口排出，關(guān)閉VVV9閥，可以單獨吹掃管道；打開VVV9和E1閥，可以吹掃容器和管路系統(tǒng)。（4）吹掃置換系統(tǒng) 此系統(tǒng)由EE3和E4閥組成。V1閥排出液體區(qū)增壓器加熱器化成氣體后經(jīng)V2閥返回筒頂部增壓。也可不用此口。裝成時，槽車的氣體介質(zhì)經(jīng)此閥排出予以回收。（2）進排氣系統(tǒng) VV9閥為進排氣閥。V3為底部進排液閥，V4為頂部進排液閥，V8為液相管路緊急截斷閥。整車按GB11576標準規(guī)定，在兩側(cè)設(shè)置有安全防護欄桿，車后部設(shè)置有安全防范裝置，并按GB4785標準規(guī)定設(shè)置有信號裝置燈。軟管為不銹鋼波紋管。兩側(cè)設(shè)置平臺，便于阻擋泥漿飛濺。操作箱三面設(shè)置鋁合金卷簾門，便于操作維護。（5）儲槽 儲槽型號為TCB27/8型低溫液體儲槽。（4）車型選擇 該產(chǎn)品整車裝備質(zhì)量為18500Kg，允載總量為34000Kg，滿載總質(zhì)量為30700Kg。（3）選材 考慮到LNG等介質(zhì)的低溫特性，儲槽內(nèi)筒及管道材料選用0Cr18Ni9奧氏體不銹鋼，外筒選用16MnR低合金鋼鋼板。CB技術(shù)所增加的成本相對與低溫液體儲槽的總成本而言，上升一般不超過5%左右。即對真空度獲得與維持所需的成本是CB技術(shù)接近于CF技術(shù)，低于CD技術(shù)。因此人工費接近于CD技術(shù)，高壓CF技術(shù)。CB材料價格介于CF材料及CD材料之間。其包扎方法與高真空多層隔熱相似，具有永不下沉的優(yōu)點。產(chǎn)品的日蒸發(fā)率和自然升壓速度指標理論計算值見下表：隔熱技術(shù)日蒸發(fā)率/（%/d）自然升壓速度/(KPa/d)CF小于等于20CB小于等于17CD小于等于142）隔熱施工可靠性。真空纖維隔熱技術(shù)、真空粉末隔熱技術(shù)和真空多層隔熱技術(shù)（簡稱CD技術(shù)）的分析比較如下：1）隔熱性能指標。（1）主要技術(shù)參數(shù)見下表設(shè)備項目名稱內(nèi)筒外筒備注儲槽容器類別三類充裝裝置LNG有效容積/m327**容積充裝率90%幾何容積/m33018**夾層容積最高工作壓力/MPa指外壓設(shè)計壓力/MPa1最低工作溫度/℃196常溫設(shè)計溫度/℃196主體材料Ocr18Ni9*16MnR***GB4327**GB6654安全閥開啟壓力/MPa隔熱形式真空纖維簡稱：CB日蒸發(fā)率/（%/d）≤**LNG自然升壓速度/（Kpa/d）≤17**LNG空質(zhì)量/Kg約14300滿質(zhì)量/Kg25800LCH4牽引車型號ND1926S北方奔馳發(fā)動機功率/Kw188最高車速/（Km/d）最低油耗/（g/）216制動距離/m30Km/h百公里油耗/l軸距/mm3250允許列車總重量/Kg38000鞍座允許亞重/Kg12500自重/Kg6550半掛車底架型號THT9360型自重/Kg4100允載總質(zhì)量/Kg36000滿載總質(zhì)量/Kg30700列車型號KQF9340GDYBTH**不含牽引車充裝質(zhì)量/Kg12500LN2整車整備質(zhì)量/Kg約25100允載總質(zhì)量/Kg38000LNG滿載總質(zhì)量/Kg約37600LN2（2）隔熱方式及隔熱性能指標 該槽車采用真空纖維隔熱（簡稱CB技術(shù)），取代真空粉末隔熱（簡稱CF技術(shù)）。由于泵送液體的技術(shù)還不夠推廣且費用高所以本設(shè)計還是采用傳統(tǒng)的壓力輸送。4）泵前壓力要求低，因此槽車罐體的最高工作壓力和設(shè)計壓力低，槽車的裝備重量輕，重量利用系數(shù)和運輸效率高。3）泵前壓力要求低。這種輸液方式的優(yōu)點如下：1）轉(zhuǎn)注流量大，轉(zhuǎn)注時間短。槽車采用泵送液體是較好的方法。例如國產(chǎn)STYER1491底盤改裝的11m3LNG槽車，其空載重量約為17000Kg（），載液量為4670Kg。又由于槽車空間有限，增壓器的換熱面積有限，使轉(zhuǎn)注壓差下降過快。這種輸液方式有以下缺點：1）轉(zhuǎn)注時間長。壓力輸送是利用在增壓器中氣化LNG返回儲罐增壓，借助壓差擠壓出LNG。液壓控制的緊急切斷閥，由于在低溫下液壓油凝固，一般不采用。該閥一般為氣動的球閥或截止閥，通氣開啟，放氣截止。2）公路運輸時，如果壓力增高，降低調(diào)節(jié)先緩慢開啟以降低壓力，防止因安全閥起跳壓力低而造成LNG的突然大流量的卸放，即提高了安全性又防止了LNG外泄。它僅在槽車運輸時與氣相空間相通；但在槽車輸液時，用截止閥隔離降壓調(diào)節(jié)閥它就不起作用。為了運輸安全，在有的槽車上，除了安全閥和爆破片外，還設(shè)有公路運輸泄放閥。一般通過目視檢查安全閥是否結(jié)冰或結(jié)霜來判斷。在低溫系統(tǒng)中，安全閥由于凍結(jié)而不能及時開啟所造成的危險應(yīng)引起重視。根據(jù)低溫領(lǐng)域的運行經(jīng)驗在儲罐上必須有兩套安全閥在線安裝的雙路系統(tǒng)，并設(shè)一個轉(zhuǎn)換。安全設(shè)計主要包含兩個方面：防止超壓和消除燃燒的可能性（禁火、禁油、消除靜電）。高真空多層隔熱比真空粉末隔熱的施工難度大，但在制造工藝逐漸成熟適合批量生產(chǎn)后，廣泛應(yīng)用的前景是好的。因此，采用高真空多層隔熱可以大大減少槽車的裝備重量。2）對于大型半掛槽車，由于夾層空間較大，粉末的重量也相應(yīng)增大從而增加了槽車的裝備重量，降低載液重量。因此，對于相同容量級的外筒，高真空多層隔熱槽車的內(nèi)筒容積比真空粉末隔熱槽車的內(nèi)筒容積大27%。真空多層隔熱今年來因為其獨特的優(yōu)點，加上工藝逐漸成熟，為一些制造商所看好。由于真空粉末隔熱具有真空度要求不高、工藝簡單、隔熱效果好的優(yōu)點，往往被選用。用于LNG槽車隔熱主要有三種型式：真空粉末隔熱 真空纖維隔熱 高真空多層隔熱。 LNG儲罐因用途、規(guī)模及地形等原因，選擇的結(jié)構(gòu)形式、絕熱方式各不相同，對儲罐蒸發(fā)率的要求也有不同。其定義為低溫絕熱壓力容器在裝有大于有效體積1/2低溫液體時，靜置達到熱平衡后，24h內(nèi)自然蒸發(fā)損失的低溫液體質(zhì)量和容器有效體積下低溫液體質(zhì)量的百分比，換算為標準環(huán)境下(20℃，101325Pa)的蒸發(fā)率值。 儲罐靜態(tài)蒸發(fā)率LNG儲罐的主要性能指標有靜態(tài)蒸發(fā)率、封結(jié)真空度、真空夾層漏率、真空夾層放氣速率及真空夾層漏放氣速率等。第一，如站區(qū)設(shè)有低溫泵，可以采用低溫泵使儲罐內(nèi)LNG循環(huán)，從而消除LNG密度差；第二，儲罐之間相互倒罐，使LNG循環(huán)。為保證儲罐壓力的穩(wěn)定，必須防止LNG的翻滾與分層。圖32 立式LNG儲罐工藝流程圖A單向閥 B防爆閥 D阻火器 E1E4 截止閥 G壓力表閥 H液位計 L1L2液位計閥M1M6 放氣閥 MV測滿閥 N緊急切斷閥 Pr增壓器 P1P3 壓力表 R連通閥S1S3 安全閥 S4外殼爆破膜 V1V10 截止閥 W抽空閥 儲罐內(nèi)LNG的翻滾與分層流程中包括進、排氣系統(tǒng)，自增壓系統(tǒng)，吹掃置換系統(tǒng)，儀表控制系統(tǒng)，緊急截斷閥與氣控系統(tǒng)，安全系統(tǒng)，抽真空系統(tǒng)，測滿分析取樣系統(tǒng)等。隔熱形式采用真空粉末隔熱技術(shù)。根據(jù)填充、抽取真空等要求，綜合考慮經(jīng)濟因素，裝填珠光砂。綜合考慮絕熱性能、設(shè)備的制造成本以及加工難易程度等因素，立式LNG儲罐（槽）絕熱方式應(yīng)選用真空多孔介質(zhì)絕熱方式。（3）真空多層絕熱：絕熱結(jié)構(gòu)是由許多層輻射屏及其間的間隔物組成，將其置于夾套中，再將夾套空間抽至高真空。（2）真空多孔介質(zhì)絕熱：是一種在真空空間充填多孔介質(zhì)絕熱材料的絕熱形式，一般的多空介質(zhì)材料為粉末和纖維，真空空間的真空度一般維持在1～10 Pa。一般要求絕熱的封閉空間（夾層中）保持1．3310－3Pa以下壓強的真空度，才能消除對流換熱和絕大部分的氣體導(dǎo)熱。 絕熱方式及材料選用絕熱方式和材料在選用時主要從以下幾方面來考慮：絕熱的效果、是否經(jīng)濟、結(jié)構(gòu)是否牢固、重量和體積的影響、制作加工是否方便，以及技術(shù)上是否能夠?qū)崿F(xiàn)等。因為管徑規(guī)格只有DN70較之接近，所以選取DN70的管。儲罐出口總管徑：因為管道的經(jīng)濟流速為1m/s4m/s，所以估取為2m/s則每個儲罐的出口小時流量為:(液態(tài))。因為管徑規(guī)格只有DN32和DN25較之接近，所以選取DN32的管。儲罐出口支管徑：因為管道的經(jīng)濟流速為1m/s4m/s，所以估取為2m/s則每個儲罐的出口小時流量為:(6006)=(液態(tài))。因為管徑規(guī)格只有DN32較之接近，所以選取DN32的管。儲罐入口支管徑：因為管道的經(jīng)濟流速為1m/s4m/s，所以估取為2m/s則每個儲罐的入口小時流量為: (液態(tài))。操作閥門、儀表均安裝在外下封頭上；所有從內(nèi)筒引出的管子均采用套管形式的保冷管段與外下封頭焊接連接結(jié)構(gòu)，以保證滿足管道隔熱及對閥門管道的支承要求。內(nèi)筒封頭采用標準橢圓形封頭，外封頭選用標準蝶形封頭。奧氏體不銹鋼0Cr18Ni9（304）在低溫條件下有較好的韌性和強度性能，且與天然氣能很好相容，因此內(nèi)容器和管路均可選用；外容器由于在常溫和真空條件下工作，故可選用質(zhì)優(yōu)價廉的碳鋼。經(jīng)計算，進期選用100m3立式儲罐6個，遠期增加2個。若只有一個氣源廠，則儲罐的總?cè)莘e應(yīng)考慮在氣源廠檢修期間能保證正常供氣?？紤]到立式罐節(jié)省占地