２０１１年１２月 第３４卷第６期 Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｎｉｔｒｏｇｅｎｏｕｓ Ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ 缸儆 Ｄｅｃ－２０１１ Ｖｏ１．３４ Ｎｏ．６ 浅谈液氨球罐保冷的设计及聚氨酯 现场发泡喷涂施工 高雁 ，杨清 ，王华 ，李辉林， （１．青海盐湖工业集团股份有限公司，青海格尔木８１６０００；２．圣德宝（南京）防水防腐保温工程有限公司，江苏南京２１００００； ３．国家盐湖资源综合利用工程技术研究中心．青海格尔木８１６０００） 摘要：分析环境温度的选取对保冷层厚度的影响，总结聚氨酯模具预制砌块型、硬质板材现场粘贴型、现场 发泡浇注型、现场发泡喷涂型四种常用保冷施工方法的优缺点及聚氨酯现场发泡保冷施工方法的要点。 关键词：环境温度 保冷层厚度 聚氨酯 发泡喷涂 施工方法 １概述 对液氨球罐保冷的要求很严格。 ２保冷温度和保冷厚度的确定 青海盐湖工业集团股份有限公司综合利用项 目二期工程（简称盐湖二期）年产３０万吨合成氨 装置有２台液氨球罐。单台球罐容积为５ ０００ｍ３； 球罐直径２１ ２００ｍｉＴｔ；设计压力（表压）为０．６５ ＭＰａ， 顶部最高工作压力（表压）不大于０．６０ＭＰａ：设计 温度１４℃，操作温度０～１０ 。 盐湖二期合成氨２个５ ０００ｍ 的液氨球罐原 设计根据ＧＢ／Ｔ１ １７９０－－１９９６《设备及管道保冷技 术通则》的规范而确定厚度。采用防凝露方法计算 （环境温度为夏季空调温度２８．２℃，相对湿度为夏 青海盐湖工业集团股份有限公司当地气候条 季最热月平均值４４％）或热平衡方法计算（环境温 度为冬季采暖温度一２５℃，风速平均风速４．１－ｎ／ｓ） 设计管道和设备的绝热厚度。按此设计，盐湖二期 液氨球罐保冷厚度为５０ｍｍ。原设计保冷层采用聚 氨酯泡沫塑料板粘贴。防潮层采用聚氨酯阻燃防 水卷材包扎粘贴。保护层采用Ｏ．８ ｍｍ镀锌薄钢板 件：历年平均气温５．９ ，历年日极端最高气温 ３３．５℃，历年日极端最低气温一２９．７℃；最高月相对 湿度４４％，最低月相对湿度１８％；历年平均气压 ７３．５６ｋＰａ：金属表面最高日照温度８５℃（夏季１４： ００—１７：００）；该地区有较强的盐雾和沙尘暴。由于 该地属于青藏高原气候，夏天太阳曝晒，因此夏天 咬合。液氨饱和状态下氨的物理状态见表Ｉ。 表１液氨饱和状态下氨的物理状态 从表１可以看出，液氨球罐保冷效果的重要 性。随着气温的升高，球罐所承受的压力也随之上 ３液氨球罐保冷层材料施工方法的确定 聚氨酯的保冷一般有模具预制砌块型、硬质 板现场粘贴型、现场发泡浇注型、现场发泡喷涂 型。 收稿日期：２０１１－０７—１１；收到修改稿日期：２０１１－１１－２５。 作者简介：高雁，女，高级工程师，１９９０年毕业于贵州工学 升，从而会造成很大的安全隐患。 由于盐湖二期５ ０００ ｍ，液氨球罐是露天安装， 没有凉棚或其他遮挡物，要经受长年累月的日晒 雨淋，夏天则受太阳直接曝晒。而液氨球罐原设计 保冷厚度未考虑夏天太阳曝晒下的温度，根据这 一大学化工系无机化工专业，现任青海盐湖工业集团股份有限公司 综合利用二期工程合成氨尿素项目副经理。联系电话：０９７９— ８４４０８７０：Ｅ—ｍａｉｌ：ｑｈｙｈｇｙ＠１６３．ｃｏｎ。 因素，设计修正后将聚氨酯保冷厚度从５０ｒａｉｎ 修改为１００ｍｉｌｌ。 第６期 高 雁等．浅谈液氨球罐保冷的设计及聚氨酯现场发泡喷涂施工 ３６７ ３．１模具预制砌块型 由厂家按照罐体尺寸开模具预制，安装后外 型较规整。缺点是罐体特殊部位如封头、弯头等节 点需要进行现场切割拼接，所以接缝较多，施工难 度大，施工周期长。且预制块之间的粘接缝在经过 施工后不得进行电焊等施工作业。 ４．２聚氨酯发泡喷涂 一般配比Ａ料占５０％，Ｂ料占５０％，如有特殊 需要和特别要求，可调节两种料配比大小，经试 配、试喷样品确定施工配合比。施工工艺及注意事 项如下。 多次开停车、热胀冷缩后，容量产生裂缝形成冷 桥。 ３．２硬质板现场粘贴型 ２０１１年某公司年产１８万吨合成氨装置球罐 和氨冷器等设备保冷时用聚氨酯硬板，所以在安 装前必须进行切割分类，大多切成细条后捆扎、粘 贴在设备上进行保冷，保冷效果很不理想。 ３．３现场发泡浇注型 现场发泡浇注型的优点是不受设备形状的影 响。聚氨酯泡沫塑料可以填充到每一个角落。保冷 材料和设备贴合粘接好，不易剥离，保冷层可以形 成整体，没有缝隙，不易形成冷桥。缺点是需要现 场制作、安装发泡模具，有些部位（如平台、接管、 支撑等的连接部位）模具安装难度大。施工周期长 且施工费用较高。 ３．４现场发泡喷涂型 现场发泡喷涂型优点：聚氨酯直接喷涂是将 Ａ料、Ｂ料两种材料在现场按设定比例调配。通过 机器加温并通过Ａ料泵、Ｂ料泵输送到喷枪．同时 用压缩空气加压后喷射到物体表面而形成保温层 的施工工艺。①直接喷涂法不受工作面、保温体 型、尺寸、几何形状的限制，适用于各种形状的保 温体；②喷涂后可与保温体形成整体，无拼接缝、 不开裂且附着力强 某公司年产３０万吨合成氨装置在修改了原 设计方案后，为充分利用已采购回来的聚氨酯板， 不得不采用粘贴聚氨酯板材和现场喷涂聚氨酯相 结合的施工工艺对第一台液氨球罐进行保冷。该 公司直接采用现场发泡聚氨酯喷涂的施工方法对 第二台液氨球罐进行保冷。通过施工对比看出．采 用聚氨酯现场发泡喷涂施工方法的优越性 ４聚氨酯现场发泡喷涂施工方法 ４．１准备工作 保温施工前应会同有关部门做好罐体结构验 收的确认，罐体表面防避雷装置应安装到位，表面 防锈应处理完毕，符合现行国家施工及验收规范 要求。球罐施工单位应将所有工序安装完毕。保温 １）检查喷涂机、空压机的空转情况，设备运转 应平稳，无卡壳、异常响声或振动现象。 ２）把Ａ、Ｂ两种料分别倒人各自容器内，进行 物料循环，检查有无泄漏和堵的情况。加料时要经 过过滤，防止异物或结块状物料进入容器。 ３）校准计量泵流量，按Ａ、Ｂ料的试配比例进 行调试。 ４）高压供料泵以压缩空气为驱动能量，喷涂 时应先启动空压机，并打开压缩空气开关，启动物 料泵，将由Ａ、Ｂ两泵引出的胶皮管分别接到事先 清理的干净的Ａ、Ｂ接头上。调节空压机，要求排气 压力达到０．３ ０．４ ＭＰａ后，方可介入喷枪，压缩空 气应干净、无油污和水。开始时喷枪口不能直接对 准被喷物表面，待物料泵喷出物呈雾状后，再将枪 口对准罐体表面进行试喷，经试喷达到要求后．方 可开始正式喷涂作业。因Ａ料和Ｂ料黏度不同，开 始时应启动自动调温、保温系统。 ５）喷涂前应再次用压缩空气吹扫基层，以保 证清除基层表面灰尘与杂物，使硬泡与基层间有 良好的粘结性 ６）喷涂时枪口要对准罐体表面，喷枪和受喷 面形成９Ｏ０ １２０。的角度，并保持０．６／／１左右的距 离，喷枪移动要均匀，速度宜控制在０．５～０．８ ｍ／ ａｒｉｎｏ ７）保温层厚度大于２０ｍｍ时，要根据每次喷 涂保温层厚度逐层喷涂，直至达到最终保温厚度， 一般每层以２０ｍｍ厚为宜。多次喷涂时，第一层为 打底层，应适当增加Ｂ料的比例．以增加与基层的 粘结力，厚度约为５ｍｍ．第二层以后按正常比例施 工。喷涂过程中要严格控制硬泡聚氨酯的喷涂的 平整度和厚度，对于硬泡聚氨酯保温层厚度超出５ ｍｍ部分可用手锯将过厚处修平。最后用４，１ ｍｍ钢 针采用插针法检查保温层的最小厚度不得小于设 计厚度 ８）喷涂质量控制。物料变白的时间称乳化时 间，乳化时间太短，枪口要阻塞，乳化时间太长．物 料要流失或滴落，所以喷涂前要选择合适的乳化 缸舷 ２０１１年第３４卷 时间。与此同时要掌握物料初凝时间，物料初凝可 用手测试，以不粘手计算，一般控制在ｌ０ １２ Ｓ内。 初凝时间太长影响施工进度，初凝时间太短，下一 次喷涂时，前一次喷涂的表面已形成固化层。两层 之间将产生间隔层，影响导热系数。 ９）喷涂过程中压缩空气不能中断，保证两种 物料充分混合，施工间歇时，先停物料泵。空压机 应继续工作，将剩余物料喷涂完毕，否则枪口会被 物料堵住，影响下次使用。 １０）在喷涂过程中要随时检查泡沫质量与外 观平整度，发现脱落及发脆发软现象，应立即停机 并查明原因，及时处理。发泡后表面平整度偏差控 制在５ ｍｍ以内，保温层最小厚度不得小于设计厚 度。 １１）本工程聚氨酯喷涂顺序为：先罐顶，再顶 圈，然后从上到下逐圈喷涂，直到底圈板 １２）为了减少风速对喷涂质量的影响，喷涂每 一圈时在喷涂圈的周围利用外围脚手架围一圈塑 料或帆布等材料进行遮拦，减少风力对喷涂质量 的影响。喷涂聚氨酯的施工环境温度及基层温度 不应低于５℃，风力不应大于４级，应有防风措施， 雨、雪天不得施工。风速超过５ｍ／ｓ时不应施工。 １３）喷涂作业完毕，应先关掉物料泵，然后把 喷枪零件在丙酮内进行彻底清洗。同时要保证泵 内与外部空气隔绝，方法是先把喷枪从供料管上 拔下，然后将２根料管分别埋浸入各自料桶内的 液面以下，将料桶盖严。一般情况下，喷涂３天左 右要彻底清洗一次物料泵，保证泵运转正常，管路 畅通。 ｌ４）聚氨酯白料、黑料（Ａ、Ｂ料）应在干燥、通 风、阴凉的场所密封贮存，白料贮存温度以１５～２０ ℃为宜，不得超过３０℃，不得曝晒。黑料贮存温度 以１５～３５℃为宜，最低贮存温度不得低于５℃，贮 存期为１２个月。聚氨酯白料、黑料在贮运过程中 应有防晒措施。 ４．３聚氨酯聚保温系统构成 氨酯硬泡球罐保温系统构成如图ｌ所示。 球罐保冷施工分四部分进行。①基层防锈处 理；②分层喷涂硬泡聚氨酯；③滚涂玛蹄脂两遍、 包裹玻纤布两层；④安装铝皮。由两个施工班组流 水交叉进行施工。 ４．４质量要求 聚氨酯保温系统验收标准按ＧＢ／Ｔ２０２１９－－ ２００６／ＩＳ０８８７３－－１９８７（（喷涂硬质聚氨酯泡沫塑料》 执行。 罐体 防锈漆 聚氨酯硬泡保温层 玛蹄酯 玻纤布 扎钢带 包铝皮或铁皮 图１ 喷涂聚氨酯保温系统示意 ５防潮层的设计 关于聚氨酯泡沫塑料保冷防潮层，现有两种 材料选择，一种是玛蹄脂，还有一种是ＣＰＵ聚氨酯 阻燃防水卷材。 ５．１两种材料对比 １）阻燃玛蹄脂是采用沥青、矿物等填料，加入 适量的阻燃剂制成的，它具有气密性、防水性、防 冻性、防腐性、不易老化开裂，常温下施工、干燥后 具有阻燃性等特点。它是石油化工等行业中与泡 沫玻璃、聚氨酯等隔热材料配套保冷、防火、防潮 的理想保冷涂料。 ２）ＣＰＵ聚氨酯防水阻燃卷材是以ＣＰＵ聚氨 酯阻燃防水涂料为主要原料。基层采用科学配方 经技术处理玻璃纤维布作胎基，表面涂覆ＣＰＵ混 合料，经常温固化，整理卷取等工序制成。 ５．２两种材料的特点 １）两种材料的共同点：①基本组成材料相同； ②物理性能基本相同。 ２）两种材料不同点：①ＣＰＵ是工厂化一次性 成型生产；②施工方法ＣＰＵ适合管道施工；③玛蹄 脂适合一些大型几何形状复杂的装置施工，因此 对大型液氨球罐来说，防潮层适合采用玛蹄脂。 ６结论 １）聚氨酯保冷层厚度的设计必须综合考虑当 地气候条件、保冷设备的使用环境、设备的遮挡保 护措施、夏季高温日光曝晒等情况，准确地根据实 际使用环境条件设计保冷层厚度。 ２）选择理想的保温材料。聚氨酯材料具有优 良的保温性能、广泛的应用环境，从而能够有效防 止日光曝晒引起液氨温度升高，造成球罐内部压 第６期 高 雁等．浅谈液氨球罐保冷的设计及聚氨酯现场发泡喷涂施工 ３６９ 力上升带来的安全隐患。 结构。施工中要严把质量关，把保冷层和防潮层做 密实。防止空气进入产生冷凝水和冷量的损失，有 效防止腐蚀。 ３）控制保冷工艺和质量。一般情况下设备保 冷设计有防腐层、保冷层、防潮层、保护层等几个 ＤＩＳＣＵＳＳＩＯＮ ＯＮ ＣＯＬＤ—ＩＮＳＵＬＡＴＩｏＮ ＤＥＳＩＧＮ ｏＦ ＬＩＱＵＩＤ—ＡＭＭｏＮＩＡ ＳＰＨＥＲＩＣＡＬ ＴＡＮＫ ＡＮＤ ＳＩＴＥ—ＣｏＮＳＴＲＵＣＴＩｏＮ ｏＦ ＰｏＬＹＵＲＥＴＨＡＮＥ ＦｏＡＭ—ＳＰＲＡＹ Ｇａｏ Ｙａｎ，Ｙａｎｇ Ｑｉｎｇ （Ｑｉｎｇｈａｉ Ｙａｎｈｕ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ．，Ｇｏｌｍｕｄ ８１５０００） Ｗａｎｇ Ｈｕａ （Ｓｈｅｎｇｄｅｂａｏ（Ｎａｎｊｉｎｇ）Ｗａｔｅｒ－ｐｒｏｏｆ／Ａ ｎｔｉ－ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ／Ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏ．，Ｎａｎｊｉｎｇ ２１００００） Ｉ ｉ Ｈｕｉｌｉｎ （Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｅｎｔｅｒｆｏｒ Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ Ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆＳａｌｔ—ｌａｋｅ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ， Ｇｏｌｍｕｄ ８１６０００） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ａｍｂｉｅｎｔ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ｏｎ ｔｈｅ ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ ｏｆ ｃｏｌｄ－ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ ｌａｙｅｒ ｉｓ ａｎａ ｌｙｚｅｄ，ｂｏｔｈ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ａｎｄ ｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ４ ｃｏｍｍｏｎｌｙ－ｕｓｅｄ ｃｏｌｄ—ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｓ ｏｆ ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ ｍｏｌｄ ｐｒｅ—ｆａｂｒｉｃａｔｅｄ ｂｌｏｃｋｓ．ｓｉｔｅ—ａｄｈｅｓｉｖｅ ｒｉｇｉｄ ｐｌａｔｅ，ｓｉｔｅ ｆｏａｍ—ｃａｓｔｉｎｇ ａｎｄ ｓｉｔｅ ｆｏａｍ—ｓｐｒａｙ ａｒｅ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ ａｓ ｗｅｌｌ ａｓ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｐｏｉｎｔｓ ｉｎ ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ ｓｉｔｅ ｆｏａｍ ｃｏｌｄ——ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ａｍｂｉｅｎｔ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ；ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ ｏｆ ｃｏｌｄ—ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ ｌａｙｅｒ；ｐ０ｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ；ｆｏａｍ—ｓｐｒａｙ；ｃｏｎ。 ｓｔｒｕｃｔｉｎｎ ｍｅｔｈｏｄ （上接第３６５页） Ｂｏｔｈ ｔｈｅ ｐａｃｋｅｄ ｔｏｗｅｒ ｄｉａｍｅｔｅｒｓ ａｎｄ ｐａｃｋｅｄ ｈｅｉｇｈｔｓ ＳＯ ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ ｂａｓｉｃａｌｌｙ ａｒｅ ａｇｒｅｅｄ ｗｅｌｌ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｄａｔａ ｇｉｖｅｎ ｉｎ ｔｈｅ ＰＤＰｓ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｅｒｒｏｒｓ ｂｅｉｎｇ ｗｉｔｈｉｎ ｔｈｅ ａｌｌｏｗｅｄ ｒａｎｇｅｓ ｓｈｏｗｉｎｇ ｂｏｔｈ ｔｈｅ ａｃｃｕｒａｃｙ ａｎｄ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｇｒａｍ ＳＯ ｄｏｎｅ．Ｔｈｅｓｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｃａｎ ｆｕｒｔｈｅｒ ｂｅ ｅｍｐｌｏｙｅｄ ｔｏ ｐｒｏｖｉｄｅ ａ ｒｅｌｉａｂｌｅ ｂａｓｉｓ ｉｎ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｐａｃｋｅｄ ｔｏｗｅｒ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｒｅｃｔｉｓｏｌ；ｇａｓ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ；ｐａｃｋｅｄ ｔｏｗｅｒ；ｒａｎｄｏｍ ｐａｃｋｉｎｇ 昊华能源２４亿投资煤制甲醇项目 ２０１１年１０月１８日．以煤炭开采、洗选加工等为主营业务的北京吴华能源股份有限公司发布公告称，该公司拟收购鄂 尔多斯市国泰商贸有限责任公司９５％股权．投资建设年产４０万吨煤制甲醇项目。 吴华能源签署股权收购协议，以国泰商贸的净资产评估价值ｌ ２６４．０１万元为基数，出资１ ２００万元收购上海惠生通讯 技术有限公司持有的鄂尔多斯市国泰商贸有限责任公司９５％股权，并投资约２３．９７亿元，建设年产４ ０万吨煤制甲醇项目。 项目建设期２４个月，计划２０１３年建成投产，预计项目建成后可实现年产值９亿元，实现税收１亿元。 吴华能源表示，在杭锦旗独贵塔拉工业园区建设的４０万吨煤制甲醇项目作为杭锦旗西部能源开发有限公司红庆梁煤 矿的转化项目，符合国家和当地产业政策以及公司发展战略，技术可靠、工艺成熟，有一定的市场前景和盈利能力，有利于 加快推进红庆梁煤矿的开发建设 张星芒 声 明 本刊现已被《中国学术期刊（光盘版）》全文收入，同时加入“中国期刊网”，作者稿酬在支付《大氮肥》稿酬时已一次付清。 如不同意上网，请来函声明，本刊将做适当处理。 ．本刊．