Причины и методы устранения «ложного уровня жидкости» в криогенных резервуарах хранения

«Ложный уровень жидкости» означает ситуацию, когда указанный уровень жидкости в криогенном хранилище (например, LOX, LIN, LAr, СПГ) не соответствует фактическому внутреннему объему жидкости. Это явление может привести к неправильным решениям по эксплуатации, рискам переполнения и нестабильной производительности системы. Понимание его причин и осуществление эффективных коррективных мер имеют важное значение для безопасной и точной эксплуатации цистерны.

1. Причины ложного уровня жидкости в криогенных хранилищах

(1) Заморожение датчика или блокировка льда При крайне низких температурах замораживание на зонде уровня или внутри направляющей трубки может помешать правильной передаче сигнала, приводя к неточным чтениям уровня.

(2) Вакуумная деградация, вызывающая высокую скорость кипения Потеря вакуума увеличивает проникновение тепла, что ускоряет генерацию пара. Быстрое испарение может создать нестабильную стратификацию, вызывая колебания или вводящие в заблуждение показатели уровня.

Криогенные жидкости могут иметь теплые и холодные слои, особенно во время наполнения или при термической стратификации. Датчики уровня, опирающиеся на плотность или емкость, могут неправильно интерпретировать границы слоя.

(4) Заблокированные или неисправные дифференциальные измерители уровня давления Лед или примеси внутри кранов давления могут блокировать датчиковые линии, вызывая неправильную дифференцию давления и, следовательно, ложное указание уровня.

(5) Протекающие или поврежденные трубки датчика уровня Если трубка измерения уровня (для радаров с направляемыми волнами, датчиков плавательного типа или датчиков емкости) имеет трещины или утечки, измерение становится нестабильным.

(6) Остаточные карманы газаГаз, захваченный в дно резервуара или в измерительных трубках, может вызвать внезапные прыжки или падения показателей.

2. Методы ликвидации

(1) Компоненты измерения уровня разморозки и чистоты

Удалите лед или мороз с поверхностей датчиков или направляющих труб.

Обеспечьте надлежащую изоляцию вокруг точек монтажа датчика, чтобы избежать холодных утечок, которые вызывают лед.

(2) восстановить вакуум бака или улучшить изоляцию

Восстановить вакуум в двойных стенных резервуарах.

При необходимости заменить поврежденную влагой изоляцию.

Улучшенная изоляция уменьшает кипение и стабилизирует уровень жидкости.

(3) Устранить стратификацию посредством надлежащего наполнения и вентиляции

Используйте контролируемые скорости наполнения для минимизации теплового слоя.

Проводите периодическое смешивание (через внешнюю циркуляцию или контролируемую вентиляцию) для выравнивания температуры и плотности.

(4) Проверьте и очистите трубопроводы дифференциального давления

Устранить блокировки импульсных линий.

Замените трещинные или старые линии давления, чтобы обеспечить точную передачу давления.

Добавьте теплоотслеживание, если лед часто происходит.

(5) Замена или ремонт неисправных датчиков уровня

Проверьте проводку, калибровку датчика и структурную целостность зондных труб.

Замените поврежденные датчики или уплотнения для стабилизации показаний.

(6) Удалите газовые карманы

Вентиляционные газы, захваченные в сенсорных трубах или на дне резервуара.

Сохраняйте надлежащий баланс давления, чтобы избежать захвата пара.

3. Профилактические меры

Регулярно проверять и калибрировать датчики уровня.

Поддержание вакуумной целостности криогенных резервуаров посредством периодического мониторинга.

Обеспечить надлежащие процедуры предварительного охлаждения перед наполнением.

Избегайте быстрого, большого объема заполнения, что увеличивает риск стратификации.

Держите импульсные линии сухими, чистыми и хорошо изолированными.

Установка избыточных систем измерения уровня жидкости для критических резервуаров.

Вывод

Ложные показатели уровня жидкости в криогенных резервуарах обычно вызваны ледом датчика, вакуумной деградацией, стратификацией жидкости, блокировкой линии давления и повреждением оборудования. Устранение этих проблем посредством разморозки, восстановления вакуума, обслуживания датчиков и надлежащих процедур наполнения обеспечивает точный мониторинг и безопасную работу резервуара.

Ссылки

NFPA 55 - Кодекс сжатых газов и криогенных жидкостей.

EN 13458 - Криогенные сосуды - Статические вакуумно изолированные сосуды.

ISO 21014 - Криогенные сосуды - Руководящие принципы измерения температуры и давления.

Barron, R. F. (1999). Криогенные системы, 2-е издание. CRC Press.

Hord, J. (2011). Обработка и хранение криогенных жидкостей.