CN104390135B - 大型球罐的负压加惰性气体置换法 - Google Patents
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Abstract
一种大型球罐的负压加惰性气体置换法，根据球罐的材质、罐容和罐壁厚度得出球罐承受外压的能力，再根据球罐的容量计算出所配真空泵组的气体排量和负压极限，其包括以下步骤：先用真空泵对球罐进行抽真空，抽至1000pa后往球罐内注入氮气至0.01Mpa，再进行二次抽真空至6000pa后往球罐内充氮气至0.02Mpa（每罐组只一台球罐充氮气至0.4Mpa）便可使罐内含氧量小于1%，远远达到了所规定的置换要求。本发明的使用置换成本较低，置换完成后不会对后续物料营运造成不良影响，大大缩短了置换时间，使得球罐提前产生效益，对以后年检置换缩短了大量时间，提高球罐的使用率，使球罐产生效益最大化。
Description
技术领域
本发明涉及化工行业大型球罐用惰性气体置换氧气的方法。
背景技术
目前行业内的大型球罐置换大致有两种，1、惰性气体直接置换法，该方法消耗惰性气体量大，置换时间长，与罐相连的管道置换不彻底。2、用水置换法，该方法置换完成后含水量超标，与罐相连的管道内存水。
发明内容
针对上述不足，本发明提供了一种大型球罐的负压加惰性气体置换法。
本发明是通过以下技术方案实现的：一种大型球罐的负压加惰性气体置换法，根据球罐的材质、罐容和罐壁厚度得出球罐承受外压的能力，再根据球罐的容量计算出所配真空泵组的气体排量和负压极限，负压极限采用一级负压，一级负压的压力范围值为0-100pa，其特征是包括以下步骤：
a.用真空泵组对球罐进行抽真空，抽出的气体先进入缓冲罐对杂质和液体进行分离；
b.球罐抽至1000pa后，往球罐内注入氮气至0.01Mpa；
c.进行二次抽真空；
d.抽至6000pa后，往球罐内充氮气至0.02Mpa；
f.此时罐内含氧量小于1%，达到规定置换要求，完成气体置换。
该发明的有益之处是：本发明的使用置换成本较低，置换完成后不会对后续物料营运造成不良影响，大大缩短了置换时间，使得球罐提前产生效益，对以后年检置换缩短了大量时间，提高球罐的使用率，使球罐产生效益最大化。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图中，1 球罐，2缓冲罐，3真空泵组
具体实施方式
根据目前国内大型球罐置换方法的研究与分析，若采用以惰性气体正压置换法进行球罐置换耗费较大且用时较长，水置换法后续对物料的影响较大，其综合考虑，并根据多年工作实践经验，研究出负压加惰性气体置换法。根据球罐的材质、罐容和罐壁厚度得出球罐承受外压的能力，再根据球罐的容量计算出所配真空泵组的气体排量和负压极限（可用一级负压也可用二级负压）。其置换过程包括以下步骤：
a.用真空泵组对球罐进行抽真空，抽出的气体先进入缓冲罐对杂质和液体进行分离；
b.球罐抽至1000pa后，往球罐内注入氮气至0.01Mpa；
c.进行二次抽真空；
d.抽至6000pa后，往球罐内充氮气至0.02Mpa（每罐组只一台球罐充氮气至0.4Mpa）；
f.此时罐内含氧量小于1%，完成气体置换。
本实施例以32台2000m³球罐为例，比较惰性气体直接置换法、水置换法与本发明的置换成本。
（1）、惰性气体（氮气）正压置换法：
每个球罐通氮气0.6Mpa后放空至常压，再通至0.6Mpa再放空，往返5次才可达到规范要求（含氧量＜2%）。
需氮气费：1、置换一台球罐所需费用为：2000m³X5次X0.6Mpa800m
³/吨X880元/吨=66000元。
2、32台球罐置换完成所需费用为：32台X66000元/台=2112000元。
需用时间：1、球罐通一次氮气至0.6Mpa需用时19小时，放空需5小
时。置换完成一台球罐需用时：（19h+5h）X5次=5天。
2、32台球罐置换完成需用时：32台X5天=160天。
（2）、水置换法：
用水泵向球罐内注水，待球罐注满水后，再用氮气将罐内水顶出，直至将水排净，并将罐内氮气压力通至0.6Mpa，并检测罐内氧含量小于2%为合格。
设备投资：水泵5000元。
需用水费：最理想状态下每8台球罐共用一球罐水，则需水费：4个罐组X2000m³x5元/m³=40000元。
需用电费：7.5千瓦水泵电机，40小时充满2000m³。7.5元/小时X32台X40小时=9600元。
需用氮气费：1、每个罐组第一台球罐需氮气费：2000m³X0.6Mpa800m³/吨X880元/吨=13200元。其它七台球罐需氮气费：7台X2000m³/台X0.1 Mpa 800m³/吨X880元/吨=15400元。
2、4个罐组置换完成所需氮气费用为：4组X（13200元+15400元）=114400元。
费用合计：水费40000元 +电费9600元+氮气费114400元=164000元。
需用时间：水泵注水50m³/h，注满一球罐水需：2000m³50m³/h=40h；
充氮气将水顶出仍需要40h。
1、置换完成一台球罐需用时：(40h+40h)24 h =3.33天。
2、32台球罐置换完成需用时：32台X3.33天=106.56天。
（3）、本发明提出的负压加惰性气体置换法：
设备投资：真空机组90000元
所需附件：电缆、管道、管件、阀门、安装110000元
合计：200000元
抽真空氮气置换方法：先用真空泵对球罐进行抽真空，抽至1000pa后往球罐内注入氮气至0.01Mpa，再进行二次抽真空至6000pa后往球罐内充氮气至0.02Mpa（每罐组只一台球罐充氮气至0.4Mpa）便可使罐内含氧量小于1%，远远达到了所规定的置换要求。
真空泵用电费用：抽真空至1000pa需用时4.6小时，抽真空至6000pa需用时2.5小时。
1、置换一台球罐所需电费：（4.6h+2.5h）X50度/小时X1元/度=355元。
2、32台球罐置换完成所需电费：32台X 355元\台=11360元
抽真空所需氮气费用：1.一台球罐所需费用：2000m³X（1000pa+0.01Mpa+6000pa+0.02Mpa）800m³/吨X880元/吨=3850元；
2.每罐组需一台球罐充氮气0.4Mpa，所需氮气费用：2000m³X（1000pa+0.01Mpa+6000pa+0.4Mpa）800m³/吨X880元/吨=12210元
3.32台球罐置换完成所需氮气费用：（32-4）台X3850元+4 X 12210元=156640元
费用合计：电费11360元+氮气费156640元=168000元。
需用时间：抽真空至1000Mpa需用时4.6小时，充氮气至0.01Mpa需1.5小时，抽真空至6000Mpa需用时2.5小时，每个罐用时8.6小时。一天完成两个球罐置换工作，32个球罐置换总用时16天。
减少污染情况：因前期用水对球罐及管道进行过强度性试压，故球罐及管道的死角内有不同程度的水存在，负压置换法正利用了水在减压状态下易气化的特点，用负压把水蒸气抽走。
由本实施例可以看出，本发明的使用置换成本较低，降低了实际所需费用，节约了使用成本，置换完成后不会对后续物料营运造成不良影响，大大缩短了置换时间，使得球罐提前产生效益，对以后年检置换缩短了大量时间，提高球罐的使用率，使球罐产生效益最大化。
Claims (1)
1.一种大型球罐的负压加惰性气体置换法，根据球罐的材质、罐容和罐壁厚度得出球罐承受外压的能力，再根据球罐的容量计算出所配真空泵组的气体排量和负压极限，其特征是包括以下步骤：
a．用真空泵组对球罐进行抽真空，抽出的气体先进入缓冲罐对杂质和液体进行分离；
b．球罐抽至1000pa后，往球罐内注入氮气至0.01Mpa；
c．进行二次抽真空；
d．抽至6000pa后，往球罐内充氮气至0.02Mpa；
e．此时罐内含氧量体积比小于1%，完成气体置换。
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