化工氨製冷裝置的容器設計

『壹』 氨冷庫製冷系統原理圖

在液氨冷庫設備製冷系統中，以液氨（R717）作為製冷劑，低壓氨蒸汽經過壓縮機被壓縮成高壓氣體，經過氨油分離器分離壓縮機帶出的冷凍油霧後，進入冷凝器被冷凝成高壓液氨，進入貯氨器。

高壓液氨經過節流閥降壓後，通過直接膨脹供液、氨泵強制供液（低壓循環桶）、重力供液（氨液分離器）等方式送入蒸發器，吸收外界的熱量製冷有液態轉化為氣態，再次被壓縮機壓縮。

為確保製冷壓縮機吸入氣態製冷劑，通過氨液分離器、低壓循環桶將未被完全蒸發的製冷劑液體留在容器中繼續供給蒸發器吸熱製冷，通過空氣分離器，排除系統內空氣等不凝性氣體，避免影響換熱效率。

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注意事項：

冷庫設備中冷器在工作時，低壓級壓縮機排出的氨氣進中冷器內，與節流後的氨液混合、洗滌，被完全冷卻成中間壓力下的干飽和蒸汽，經傘形擋板阻擋、分離夾帶的液滴，由出氣口進入冷庫設備高壓級壓縮機。

同時低壓級排氣中夾帶的潤滑油被分離出來並沉積於中冷器底部。油可以從放油管放出。中冷器內的氨液吸收熱量後汽化，成為中間壓力下的干飽和蒸汽，並隨同低壓級排出的已被冷卻的蒸汽一起進入高壓級。冷庫設備蛇形管內的液體沉浸在氨液中被過冷，從出液管供往蒸發器。

『貳』 關於氨製冷的安全評價

.1冷庫氨泄漏事故風險分析
(1)氨的性質簡介氨，製冷劑代號R717，是一種理想的製冷工質，具有良好的熱力學性質。在限制和禁止使用CFC物質的形勢下，氨由於對臭氧層無破壞作用，使用較廣泛。氨（NH3）為無色、有剌激性辛辣味惡臭的氣體，分子量17.03。比重0.597。沸點―33.33℃。溶點―77.7℃。爆炸極限為15.7%～27%（容積）。急性毒性：LD50350mg/kg(大鼠經口)；LC501390mg/m3，4小時，(大鼠吸入)。氨在常溫下加壓易液化，稱為液氨，接觸液氨可引起嚴重凍傷。與水形成氨水（NH3+H2O=NH3·H2O），呈弱鹼性。氨水極不穩定，遇熱後分解，1%水溶液PH值為11.7。濃氨水含氨28%～29%。氨在常態下呈氣體，比空氣輕，易逸出，具有強烈的刺激性和腐蝕性，故易造成急性中毒和灼傷。
(2)風險識別
本項目所用製冷劑氨不屬於劇毒物質和一般毒物(屬低毒類)；氨屬火災、爆炸危險物質；根據重大危險源辯識(GB18218-2000)中規定，項目全部冷庫使用氨的數量約35t，不超過臨界量，不構成重大危險源。製冷是一個封閉的系統，製冷工質在系統中藉助壓縮機械能輸送流動，完成製冷循環。對照《爆炸和火災危險環境電力裝置設計規范》(GB50058-92)規范標准，氨製冷系統屬於第二級釋放源，製冷裝置在正常運行時不會釋放易燃物質；即使釋放也是在壓縮機、氨泵的軸封處和閥門、法藍、管件接頭等密封處偶爾的、短時的發生。第二級釋放源存在的區域，可劃為2區。2區的概念是在正常運行時不可能出現爆炸性氣體混合物的環境。正常運行是指正常的開車、運轉、停車，易燃物質產品的裝卸，密閉容器蓋的開閉，安全閥、排放閥、以及所有工廠設備都在其設計參數范圍內工作的狀態。但規范第2.2.5條又說：「當通風良好時，應降低爆炸危險區域等級」；規范第2.2.2條還同時規定：「易燃物質可能出現的最高濃度不超過爆炸下限的10%」，可劃為非爆炸危險區。根據《冷庫設計規范》(GBJ72-84)第8.0.2條規定「氨壓縮機房應設事故排風裝置，換氣次數應取8次/小時，排風機宜選用防爆型」。據此，氨壓縮機房可視為通風良好，應按降低區域等級處理；從上述分析中得知，出現最高濃度能超過爆炸下限10%的概率近似為零。同時氨的比重很輕，在標准狀態下，氨的比重是0.59kg/m3。僅為空氣的0.546，而且其擴散能力較強，擴散系數為17×10-2cm2/s，僅次於氫、氧。因此，它難以聚集到爆炸極限的濃度。因此，可以將氨製冷系統作為非爆炸危險區看待。同時，冷庫氨在正常工況下的自然損耗不會對環境造成污染影響。
發生氨泄漏的常見原因是由於管理不善，工人違章操作以及設備、容器陳舊，管道破裂，閥門損漏，鋼瓶或貯槽、貯罐爆炸或運輸不當，貯罐暴曬等導致生產性事故或意外事故所造成。
綜上所述，本項目冷庫環境風險來源於氨泄漏。氨泄漏因素主要有：
(1)管路系統泄漏（包括管道、閥門、連接法蘭、泵的密封等設備及部位）；
(2)儲氣罐泄漏；
(3)自然因素，如地震、雷擊等。根據類比資料，冷庫氨泄漏一般產生自儲氣罐泄漏，本項目每座冷庫氨儲罐液氨儲量為5～6噸，根據統計資料，該類容器失效允許概率1.0×10—5。本次評價考慮當且僅當有一座冷庫氨儲罐發生事故時可能對周圍環境造成的影響。

『叄』 液氨儲罐的機械設計包括哪些內容

1、液氨貯罐的設計背景
化學工業和其它流程工業的生產都離不開容器.所有的化工設備的殼體都是一種容器,容器的應用遍及各行各業,諸
如航空、航海、機械製造、輕工、動力等行業.然而化工容器又有其本身特點,不僅要適應化學工藝過程所要求的壓力和溫度條件,還要承受化學介質的作用,要能
長期的安全工作且保證良好的密封.因此在容器的設計中應綜合考慮個方面的因素,使之達到最優.
液氨主要用於生產硝酸、尿素和其它化學肥料,
還可用作醫葯和農葯的原料.在國防工業中用於製造火箭、導彈的推進劑,可用作有機化工產品的氨化原料,還可用作冷凍劑,將氨進行分解,分解成氫氮混合氣體
這種混合氣體是一種良好的保護氣體,可以廣泛地應用於半導體工業、冶金工業以及需要保護氣氛的其它工業和科學研究中.
為能夠進行連續的生產,需要有儲存液氨的容器,因此設計液氨貯罐是製造貯罐的必備步驟,是化工生產能夠順利坦李進行的前提.
2、液氨貯罐的分類及選型
儲罐的形狀有圓形或球形.圓筒形儲罐兩端的封頭有橢圓形、球形、錐形和平蓋等形狀.
在
本設計中由於設計體積較小且工作壓力較小,可採用卧式圓筒形容器,方形和矩形容器大多在很小設計體積時採用,因其承壓能力較小且使用材料較多；而球形容器
雖承壓能力強且節省材料,但製造較難且安裝內件不讓納遲方便；立式圓筒形容器承受自然原因引起的應力破壞的能力較弱,故選用卧式圓筒形容器.
卧式圓筒形液氨儲罐通常由卧式圓筒形筒體和兩端的橢圓形封頭組成,按照化學生產工藝的要求設置進料口、出料口、放空口、排污口、壓力表、安全閥和液面計等.為了檢修方便,還要開設人孔,用鞍式支座支承於混凝土基座上.
選擇化工容器的材料也是設計中的重要問題,應該綜合考慮容器的操作條件和鋼材的性能、價格等.
氨對鋼材的腐蝕作用很小,但是,置於室外的液氨儲罐,它的操作溫度就是大氣溫度,它的操作壓力就是操作溫度對應的飽和蒸汽壓.隨著氣溫的變化,液氨儲罐的操作溫度和壓力也隨之變化,製造儲罐的鋼材應能承受這種變化.液氨儲罐通常選擇16MnR鋼,它是屈服強度為350MPa級的普通低合金高強度鋼,具有良好的綜合力學性能、焊接性能、工藝性能以及低溫沖擊韌性.在我國北方嚴寒地區,冬季最低氣
3、設計溫度和設計壓力的確定
罐儲存的是經過壓縮機壓縮後,被冷卻水冷凝的液態氨,由於冷卻水的溫度隨氣候變化而波動,通常氨被壓縮
到0.9～4MPa才能被冷卻水冷凝.儲罐通常置於室外,罐內液氨的溫度和壓力直接受到大氣溫度的影響,在冬季可達-30℃,在夏季儲罐經太陽曝曬後,液
氨的溫度可達50℃,這時候氨的飽和蒸汽壓,隨著氣溫的變化,儲罐的操作壓力也在不斷改變（參考下表1）.
表1：液氨的飽和蒸茄爛汽壓和密度
液氨儲罐的操
作溫度通常可取夏季的最高氣溫50℃.為了確保操作安全,我國勞動和社會保障部頒布的《壓力容器安全技術監察規程》第24條規定：壓力容器的設計壓力不得
低於最高工作壓力,裝有安全泄放裝置的壓力容器,其設計壓力不得低於安全泄放裝置的開啟壓力或爆破壓力.工程中其設計壓力不低於安全閥開啟壓力（安全閥開
啟壓力取1.05～1.10倍工作壓力）,通常選取為2.16MPa（相當於取50℃時飽和蒸汽壓對應的設計壓力）.又因為廣東地區天氣最高室溫一般不會
超過50℃,此時氨的飽和蒸汽壓為2.07MPa（絕對壓力）,故取P=2.16MPa.

『肆』 氨製冷壓力容器及管道應塗什麼顏色

氨製冷壓力容器標准有：《壓力容器安全技術監察規程》與《鋼制壓力容器》(gb150-1998)。