
低温装卸撬,是把液氮、液氧、液氩、LNG 或液态二氧化碳在公路槽车或罐式集装箱与储罐之间转移的那套设备,也是气体工厂里最常被最后才想起、又最先让人后悔的一环。撬块选小了,四十分钟的卸车会变成三个小时;没有像样的计量,每一次送货都会引发争执;没有预冷和吹扫逻辑,泵的密封件会被一点点吃掉。本文说明装卸撬上有哪些部件,泵送与压力输送有何不同,如何按真实的槽车周转时间确定流量,以及买方在询价之前必须先说清楚的安全与计量要求。
低温装卸撬做什么
撬块是一个预先配管、预先接线的框架,通过一条受控的输送路径把两个容器连接起来。在卸车工况下,液体从槽车或 T75 罐箱进入固定储罐;在装车工况下方向相反,工厂用自己的大容量储罐给槽车、罐箱或大型液体气瓶充液。同一套框架通常兼顾两种工况,泵的吸入和排出总管都装有阀门,操作人员无需拆接管线即可选择方向。因为所有部件都在制造厂内完成安装、试验和文件整理,现场工作就只剩下把框架放到基础上、连接储罐、公用工程和软管站,然后调试。
泵送还是压力输送
低温液体的两种常用输送方法是压力输送和泵送。压力输送是利用源容器自身的增压汽化器提高其压力,靠压差把液体推入接收储罐。它结构简单、没有转动设备,但速度慢、会使产品升温,并在接收端排放气体。泵送则用低温离心泵把液体提升,让两个储罐都维持在正常工作压力附近,流量可达 10 到 100 m3/h,几乎没有产品损失。撬块就是为泵送而生的:泵本身、它的预冷和回流管线、气相回流以及仪表,才是把这些东西做成一个撬块的理由。每周只收一车小批量液体的现场有时会继续用压力输送;每天周转槽车、给罐箱充液或按吨销售的现场,几乎都需要泵。
框架上的部件
一套完整的装卸撬包含一组固定的部件,凡是漏掉其中任何一项的报价都值得仔细看:
- 低温输送泵:潜液电机或外置驱动的离心泵,材质为不锈钢或青铜,叶轮和密封设计与介质匹配;各种形式见我们的低温泵页面。
- 吸入口过滤器:防止焊渣和最初几车带来的槽车杂质损伤叶轮。
- 预冷与回流管线:把冷气相和液体送回源储罐,使泵在排出阀打开前已经冷透并灌泵。
- 气相回流管线:平衡两个容器之间的压力,让接收储罐在充液时不必向大气排放产品。
- 流量计:用于贸易交接的科里奥利质量流量计、同样取得 MID/OIML 认证的带温度补偿涡轮流量计,或用于内部核算的未经认证的涡轮流量计。
- 软管站或装卸臂:小流量用真空绝热软管,LNG 和大吞吐量场站用铰接式装卸臂。
- 阀门、安全泄放与仪表:低温截止阀和止回阀,凡可能截留液体的管段都设热膨胀安全阀,压力和温度变送器,以及就地控制柜。
- 驱动与控制:带软启动或变频器的电机,以及不允许泵干转或未冷透就启动的联锁。
按真实周转时间为撬块选型
定义一套装卸撬的唯一关键数字是流量,而它应当由周转时间推导,而不是从泵的样本里挑。一辆 20 m3 的槽车以 25 m3/h 卸车,泵送约 50 分钟,连同接管、预冷和吹扫占用车位约一小时一刻;同一辆车在 10 m3/h 的撬块上要占用车位两个半小时,在繁忙的现场这意味着要再建一个车位。随后泵的性能曲线必须在装置所要求的扬程下提供这一流量:两容器之间的压差、从槽车出口到储罐入口的高差,以及流量计、阀门和软管的沿程阻力。低温泵对汽蚀余量非常敏感,因此源容器压力、液位和泵入口处的过冷度都应写进数据表;每车最后几立方米都汽蚀的泵,撑不过第一年。介质同样重要:LNG 工况要增加防爆设备和静电控制,氧气工况对清洁度和材料有限制,而 15 到 20 bar 的二氧化碳与 2 到 4 bar 的氮气根本不在同一个压力等级。
计量与贸易交接
如果经过撬块的液体按流量计读数买卖,流量计通常就会纳入当地法制计量管理。科里奥利质量流量计是低温贸易交接的标准选择,因为它直接测量质量,不受液体在管线中升温带来的密度变化影响,在标定液体上的参考精度可达读数的 0.1% 到 0.2%,而 MID 与 OIML R 117 对低温液体计量系统规定的法定准确度等级要宽松得多(2.5 级)。在欧盟,整套计量系统按计量器具指令(MI-005)和国际建议 OIML R 117 进行型式批准;其他市场有各自的法制计量体系,买方必须在撬块设计之前说明适用哪一种,因为它决定了流量计、流量计算机、铅封点和校准文件。若只用于工厂内部核算,未经认证的涡轮流量计甚至储罐液位差就足够,而且便宜得多。
每套撬块都应具备的安全功能
装卸作业的本质,是一个人站在一根充满零下 196 度液体的软管旁边,所以撬块必须自带保护。紧急切断回路可以从车位旁的按钮和控制室同时停泵并关闭隔离阀。软管或装卸臂上的拉断阀,能在槽车带管驶离时干净地断开。任何两个阀门之间的管段都要有热膨胀安全阀,因为被截留的低温液体升温到常温时产生的压力,没有哪根管子承受得住。接地和跨接对 LNG 是强制要求,对其他介质也是良好做法。氧气撬块需要整体脱脂、达到氧气清洁度并全程采用相容材料。氮气吹扫接口让操作人员可以在首次预冷前和检修后吹干管线。这些都不是选配项;比较报价的买方应逐项确认它们是否存在,而不是想当然。
规范与文件包
装卸撬的承压部件遵循目的地国家的压力设备规范:北美是 ASME B31.3 管道和第 VIII 卷容器,欧盟是 PED 加 EN 13480 管道,中国是 TSG 特种设备安全技术规范加 GB/T 150 容器和 GB/T 20801 管道标准,而与可移动容器的接口部分则由 ADR、TPED 或 DOT 规则管辖。LNG 撬块还要按目的地要求为电气设备取得防爆认证:欧盟为 ATEX,国际为 IECEx,中国为防爆 CCC 认证,北美为 NEC/CEC 认证。交付时的文件包应包括管道仪表流程图、泵的性能曲线和数据表、承压件材质证明、焊接记录和无损检测报告、压力和泄漏试验证书、流量计校准证书,以及电气和控制图纸。另一端的储罐也适用同样的要求,见我们的储罐安装指南。
Cryofortune 提供什么
Cryofortune 从我们在已交付项目中验证过泵、管道和控制系统的中国制造商处采购低温装卸撬,并按介质、流量、计量体系和目的地规范逐套配置。我们可以单独供应撬块,也可以连同储罐、ISO 罐箱车队和汽化器一起,组成完整的液体处理装置,并在下单制造前把数据表与现场实际的槽车规格和周转目标逐项核对。这些成套设备如何嵌入一座气体工厂的全貌,见我们的气体充装系统页面。
低温装卸撬:常见问题
什么是低温装卸撬?
一种预先组装、安装在撬座上的设备,用于在槽车或 ISO 罐箱与储罐之间输送低温液体。它把输送泵、预冷与气相回流管线、流量计、软管或装卸臂接口、安全阀和控制系统集成在一个框架上,出厂前完成试验和文件整理。
用泵撬卸一辆槽车要多久?
典型低温装卸撬的流量为 10 到 100 m3/h。以 25 m3/h 计,一辆 20 m3 槽车泵送约 50 分钟,连同接管、预冷和吹扫约一小时一刻卸空,而压力输送需要两小时或更久。
低温贸易交接用哪种流量计?
科里奥利质量流量计,因为它直接测量质量,不受液体升温引起的密度变化影响。用于法定贸易时,整套计量系统需按当地法制计量体系批准,例如欧盟的 MID MI-005 和 OIML R 117。
一套撬块能同时用于氮、氧、氩吗?
氮和氩可以共用一套撬块,在切换介质之间进行吹扫。氧气需要氧气清洁度和相容材料,通常单独设撬;LNG 和二氧化碳因防爆规则和不同的压力等级,需要各自独立的设计。
