低温储罐,作为储存液氮、液氧、液氩、液化天然气(LNG)等介质的关键设备,广泛应用于工业、医疗、能源和科研领域。长期闲置(通常指超过一个季度或更长时间)的储罐,其内部状态会发生一系列复杂变化,潜在风险远高于日常运行中的储罐。因此,其重启工作绝非简单的“打开阀门”,而是一项需要系统规划、严格检查、循序渐进的综合性工程任务。
本文将深入探讨低温储罐长期闲置后重启的全流程,旨在为操作人员提供一份详尽的安全与技术指南。
第一阶段:重启前的全面准备与风险评估(规划与审查)
1. 成立重启专项小组:
重启工作必须由一支经验丰富的团队执行,成员应包括设备工程师、安全员、操作专员及供应商或第三方技术支持人员。明确总负责人,统一指挥,确保信息畅通,指令清晰。
2. 调阅历史档案,进行风险评估:
查阅技术资料:仔细研究储罐的原始设计图纸、操作维护手册、制造合格证、压力容器使用登记证等,重温其设计参数、材料规格和特殊要求。
分析闲置历史:明确闲置时长、闲置前的储存介质、闲置前的操作状态(是否完全清空?如何封存?)。检查闲置期间的维护保养记录,是否进行过干燥、氮气吹扫等保护性措施。
评估环境影响:考虑闲置期间的环境因素,如是否经历极端天气(暴雨、洪水、极端高温或低温)、地震等自然灾害,这些可能对储罐基础、外部结构及保温性能造成影响。
制定详细的重启方案(SOP):基于以上信息,编写一份详尽的、步骤化的重启操作规程,内容包括人员分工、检查清单、操作步骤、安全预案、验收标准等,并报请相关负责人审批。
第二阶段:系统性的外部检查与准备工作
1. 宏观目视检查:
基础与支座:检查混凝土基础有无开裂、沉降、剥落。检查支座有无严重腐蚀、位移,地脚螺栓是否紧固。这是结构安全的根本。
外容器(外壳):检查碳钢外壳有无油漆剥落、锈蚀、凹陷或机械损伤。重点检查底部易积水区和焊缝处。
管道与支架:检查所有外部管道、阀门、支架是否有变形、腐蚀或支撑失效的迹象。
安全区域:确保储罐周围无障碍物,消防通道畅通,安全警示标志清晰完好。
2. 安全系统验证:
灭火系统:确认消防设施(喷淋系统、消防栓)处于待命状态,并在有效期内。
气体检测仪:校准固定式和便携式可燃气体检测仪、氧气浓度检测仪,确保其功能正常。重启过程中需持续监测周边环境,防止介质泄漏导致的窒息或燃爆风险。
紧急切断系统:测试远程紧急切断阀(ESD)的功能,确保其能快速、可靠地关闭。
防雷防静电:检查接地电阻是否符合要求,确保静电跨接和接地设施完好可靠。
第三阶段:深入细致的内部状态评估与处理
此阶段需在确保安全的前提下进行,如需进入容器内部,必须严格执行受限空间作业程序。
1. 内罐检查(通过人孔):
内部清洁度:检查内壁是否有油脂、污垢、腐蚀产物或异物。长期闲置可能积聚灰尘、水分甚至滋生微生物。
腐蚀与损伤:使用强光手电和内窥镜仔细检查内壁、焊缝是否有点蚀、裂纹、变形等缺陷。奥氏体不锈钢在含有氯离子的环境中可能发生应力腐蚀开裂。
干燥度检查:这是至关重要的一步。任何水分的存在,在预冷过程中都会冻结成冰,冰的体积膨胀会损坏内罐材料、管道甚至阀门密封件,冰晶脱落随流体流动也会造成机械损伤。使用高精度露点仪测量内部气氛的露点温度,理想值应低于-40℃甚至更低。若露点过高,必须进行干燥处理(如用干燥氮气吹扫、使用干燥剂)。
2. 真空与绝热性能核查:
真空度测量:对于真空粉末绝热或高真空多层绝热储罐,必须测量夹层的真空度。长期闲置可能导致真空度缓慢下降。如果真空度显著低于设计值(如从10^-4 Pa升至10^-1 Pa),意味着绝热性能已严重劣化,日蒸发率(BOR)会大幅上升,运行经济性变差。此时需联系专业厂家进行抽真空处理,这是一项专业性强、耗时较长的工作。
外壳“冒汗”结霜观察:在潮湿天气下,若发现储罐外壁有局部大面积结露或结霜,通常表明该区域的绝热层已失效,存在“冷桥”,必须予以标记并在后续处理。
第四阶段:仪表、阀门与安全附件的校验
所有仪表和控制元件是储罐的“眼睛和手脚”,其可靠性直接决定重启安全。
压力表、差压表:送至计量部门进行校验,确保精度在允许范围内。
液位计:检查差压式液位计、雷达液位计等,测试其显示是否准确、灵敏。校准探头。
温度传感器:校验各测点(内罐、管道、蒸发气)的温度传感器。
阀门:
安全阀:必须强制性拆下并送至有资质的机构进行校验,确保其起跳压力、回座压力和排放能力符合设计要求。这是防止超压爆炸的一道防线。
切断阀、调节阀:进行开关测试和行程测试,检查其动作是否灵活、到位,有无内漏或外漏。对阀门填料函、密封面进行检查。
管道系统:检查所有管道法兰连接处的密封面,更换可能老化的垫片。紧固螺栓。
第五阶段:吹扫、置换与气密性试验
1. 吹扫与清洁:使用洁净、干燥的无油压缩空气或高纯氮气,对储罐内腔和所有工艺管道进行彻底吹扫,清除可能存在的灰尘、颗粒物和水分。
2. 置换:
若闲置前储存的是易燃介质(如LNG),重启时需注入惰性介质(通常是氮气),将罐内原有的空气(氧气)置换出去,直至测得的氧含量降至安全值(通常<1%)以下,防止形成爆炸性混合物。
若闲置前储存的是惰性介质(如液氮),但罐内已进入空气,同样需要用氮气置换掉氧气,防止预冷时氧气冷凝形成富氧液体,带来安全隐患。
置换方法可采用抽真空法或加压置换法,确保置换彻底、无死角。
3. 气密性试验:在吹扫置换后,对整个系统(储罐、管道、阀门)进行压力气密性试验。缓慢充入氮气至设计压力,保压一段时间,用肥皂水对所有焊缝、法兰、阀门填料函等密封点进行仔细检漏。压力降需在标准允许范围内。
第六阶段:谨慎的预冷与投料操作
这是重启过程中热应力大的阶段,必须“慢”字当头。
制定预冷方案:根据储罐的材质、厚度和容积,计算并控制降温速率(通常建议在5-10℃/小时),防止因急剧冷却导致材料收缩过快而产生过大热应力,引发焊缝开裂或设备变形。
缓慢进液:初始进料时,采用“喷淋”或“微流量”模式,让少量低温液体通过顶部喷淋管进入罐内,使其缓慢汽化吸热,逐步冷却内罐和内容构件。
监控关键参数:
温度梯度:密切监控内罐不同高度、外壳以及关键支撑构件的温度变化,确保温差在可控范围内。
压力控制:在预冷过程中,液体会大量蒸发导致压力升高,需通过BOG(蒸发气)排放系统严格控制压力在安全范围内。
收缩与位移:监测储罐的收缩量和位移情况,确保管道柔性设计能够补偿位移,避免产生额外应力。
逐步加注:当内罐温度均匀降至工作温度范围后,方可逐步加大充装速率,直至达到预定液位。









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