1. 压力容器氨气储罐液氨的储存状态

• 氨气在常温下通过适当的压力（一般在 0.7 - 1.2MPa 左右）被液化后储存于储罐中。在这个压力下，液氨能够保持液态，减少其体积，方便储存和运输。液氨的沸点较低（约 - 33.5℃），所以储罐需要具备一定的保温性能，以防止液氨过度蒸发。

2. 压力控制原理

• 储罐内部设有压力控制系统。当液氨因温度变化或其他原因导致压力升高时，压力传感器会检测到压力变化并将信号传输给控制单元。如果压力超过设定的安全上限（例如，设计压力的 90% 左右），安全阀会自动开启，将部分氨气释放到安全区域，使储罐内压力恢复到正常范围。同时，为了防止压力过低影响液氨的正常储存和输送，也会有相应的稳压措施，如通过增压泵补充氨气来维持合适的压力。

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三、主要组成部分

1. 罐体

• 材质选择：氨气储罐的罐体通常采用优质的碳钢或低合金钢。这些材料具有良好的强度和韧性，能够承受液氨的压力和可能产生的应力。为了防止液氨对罐体的腐蚀，罐体内壁会进行特殊的防腐处理，如采用搪瓷涂层或衬里材料。

• 结构设计：罐体一般为圆筒形，两端采用椭圆形或半球形封头。这种结构可以有效地分散内部压力，减少应力集中。罐体的壁厚根据设计压力、直径、材料的许用应力等因素计算确定。例如，对于一个直径为 3 米、设计压力为 1.0MPa 的氨气储罐，罐体壁厚可能在 10 - 15mm 左右。

2. 接管和阀门

• 进料接管：用于将液氨输送到储罐内。进料接管通常位于罐体顶部或上部，并且配备有切断阀门，方便控制进料过程。阀门的选型要考虑液氨的性质，如耐腐蚀性和密封性，一般采用不锈钢材质的截止阀或球阀。

• 出料接管：连接到罐体底部或下部，用于将液氨输送出去。出料接管也有相应的阀门，并且为了确保安全，可能会设置紧急切断装置。在靠近储罐的管道上还会安装流量调节阀，用于控制液氨的出料流量。

• 安全阀接管：与安全阀相连，当储罐内压力超过安全阀的开启压力时，氨气通过安全阀接管排出。安全阀接管的尺寸要根据安全阀的排量和储罐的容积等因素确定，以保证在紧急情况下能够快速有效地释放压力。

• 放空接管：用于在储罐检修或其他需要排空液氨的情况下，将氨气安全地排放到大气中或回收系统中。放空接管上会有放空阀，并且在排放氨气时需要遵守相关的环保和安全规定。

3. 安全附件

• 安全阀：这是氨气储罐最重要的安全附件之一。安全阀的开启压力通常设定为略高于储罐的设计工作压力，一般为设计压力的 1.05 - 1.1 倍。当储罐内压力升高到安全阀开启压力时，安全阀自动开启，将氨气排出，防止储罐因超压而破裂。安全阀的排量要满足储罐在可能出现的最大超压情况下能够快速降压的要求。

• 压力表：安装在储罐顶部或便于观察的位置，用于实时显示储罐内的压力。压力表的精度一般要求较高，例如，精度等级为 1.6 级或更高，并且需要定期校验，以确保压力读数的准确性。操作人员通过观察压力表来监控储罐的压力状态，以便及时采取措施。

• 液位计：用于测量储罐内液氨的液位高度。常见的液位计有磁翻板液位计、雷达液位计等。磁翻板液位计通过磁性原理直观地显示液位高度，操作简单；雷达液位计则更加精确，不受液氨的密度、温度等因素影响。液位计的准确性对于控制液氨的进出料和防止储罐超装或空罐非常重要。

• 温度计：用于监测储罐内液氨的温度。由于液氨的沸点较低，温度变化会对其压力产生较大影响，所以通过温度计可以提前预警可能出现的压力变化。温度计一般采用铂电阻温度计或热电偶温度计，能够准确测量 - 50℃ - 50℃的温度范围。

四、设计要点

1. 压力设计

• 根据液氨的储存和使用要求，确定储罐的设计压力。设计压力要考虑液氨的饱和蒸气压、充装系数、可能出现的温度变化等因素。例如，在常温下储存液氨，考虑到夏季可能出现的高温情况，设计压力一般要高于液氨在最高环境温度下的饱和蒸气压，以确保储罐的安全性。

2. 材料设计

• 选择合适的罐体材料，既要考虑材料的强度和韧性，又要考虑其对液氨的耐腐蚀性。对于罐体的防腐处理，要根据液氨的纯度、含水量等因素选择合适的防腐材料和工艺。例如，如果液氨中含有少量水分，可能会加速对罐体的腐蚀，此时就需要采用更有效的防腐涂层。

3. 结构设计

• 优化罐体的结构，包括筒体和封头的连接方式、接管的布局等。在筒体和封头的连接处，要采用合理的焊接工艺和加强结构，以减少应力集中。接管的布局要考虑方便操作和维护，同时要避免对罐体结构强度的影响。例如，多个接管之间要保持一定的距离，防止在接管处形成薄弱环节。

五、制造要点

1. 焊接工艺

• 焊接是氨气储罐制造的关键环节。由于罐体要承受一定的压力，焊接质量直接影响储罐的安全性。在焊接过程中，要严格控制焊接参数，如电流、电压、焊接速度等。对于罐体的纵缝和环缝，一般采用自动埋弧焊或氩弧焊等高质量的焊接方法。焊接完成后，要进行无损检测，如射线探伤（RT）、超声波探伤（UT）等，确保焊缝质量符合设计和标准要求。

2. 成型工艺

• 对于罐体的筒体，通常采用卷板机进行卷制。在卷制过程中，要保证筒体的圆度和直线度符合要求。封头则采用冲压或旋压工艺成型，成型后的封头要进行尺寸精度检查，确保与筒体的配合精度。例如，椭圆形封头的长短轴尺寸偏差要控制在一定范围内，以保证与筒体焊接后的整体结构强度。

3. 热处理

• 根据材料和焊接工艺的要求，氨气储罐可能需要进行热处理。热处理可以消除焊接残余应力、改善材料的性能。例如，对于一些高强度合金钢制造的罐体，焊后热处理可以提高材料的韧性和抗疲劳性能。热处理过程要严格按照工艺要求进行，包括加热速度、保温时间、冷却速度等参数的控制。

六、安装与维护

1. 安装要点

• 基础施工：氨气储罐的基础要坚实、平整，能够承受储罐的重量和液氨的重量。基础的设计和施工要根据储罐的尺寸、重量、当地地质条件等因素进行。一般采用混凝土基础，并且要保证基础与罐体底部的连接牢固，防止储罐发生不均匀沉降。

• 安装顺序：首先安装罐体的底部部件，如鞍座或裙座，然后将筒体和封头组装焊接，接着安装接管、阀门和安全附件。在安装过程中，要严格控制各部件的安装精度，如筒体的垂直度、接管的位置精度等。

• 管道连接：储罐的进出料管道、安全附件管道等的连接要紧密、无泄漏。在连接管道时，要注意管道的材质和阀门的选型，确保与液氨的性质相适应。同时，要进行管道的压力试验和吹扫，以保证管道系统的清洁和密封性。

2. 维护要点

• 定期检查：包括外观检查，查看罐体是否有变形、腐蚀、泄漏等迹象；检查安全附件是否正常工作，如安全阀是否在有效期内、压力表和液位计读数是否准确等。一般每年至少进行一次全面检查，并且根据使用情况和液氨的性质，可能需要增加检查频率。

• 压力和液位监控：在储罐的使用过程中，要实时监控压力和液位变化。如果发现压力或液位异常，要及时采取措施，如停止进料或出料、检查安全附件等。同时，要建立压力和液位记录档案，以便分析储罐的工作状态。

• 防腐维护：定期检查罐体的防腐涂层是否完好。如果发现防腐涂层有脱落、损坏等情况，要及时进行修复或重新涂装。对于采用衬里材料的罐体，要检查衬里是否有渗漏、剥离等问题。

• 维护保养：根据检查结果和使用要求，对储罐进行维护保养。这可能包括对阀门的维护和更换、对安全附件的校准、对管道系统的检查和维修等工作。对于发现的小问题，要及时修复，避免问题扩大导致安全事故。