Como projetar um tanque de armazenamento de líquidos criogênicos eficiente?

O projeto de um tanque de armazenamento de líquido criogênico eficiente requer a consideração de vários fatores, incluindo segurança, eficiência energética, resistência estrutural e desempenho de isolamento.Abaixo estão as principais considerações e etapas de projeto:

1Identificar o tipo e as propriedades do líquido armazenado

• Tipos de líquidos criogénicos:O projecto do reservatório deve ser adaptado em função do líquido a armazenar, por exemplo, gás natural liquefeito (GNL), azoto líquido (LN2),e oxigénio líquido (LOX) têm propriedades físicas e químicas diferentes, que impõem requisitos distintos aos tanques de armazenamento.

• Intervalo de temperatura de armazenamento:Os líquidos criogénicos são geralmente armazenados entre -150°C e -200°C, exigindo um controlo de temperatura e sistemas de isolamento adequados.

• Gestão da pressão:O reservatório deve assegurar que a pressão interna do gás permanece dentro dos limites de segurança; por conseguinte, o reservatório deve ser concebido como um recipiente de pressão adequado.

2Selecção dos materiais

• Materiais resistentes à criogenia:Os materiais devem resistir à contração térmica e à expansão, oferecendo ao mesmo tempo alta resistência à compressão e resistência à rachadura.e aço carbono.

• Camadas internas e externas:Os reservatórios criogénicos adotam frequentemente uma estrutura de parede dupla. A camada interna, em contacto directo com o líquido, deve ter uma resistência criogénica excelente;a camada externa proporciona resistência e proteção adicionais.

3. Projeto de isolamento e protecção térmica

• Camada de isolamento:Para minimizar a transferência de calor e manter temperaturas baixas, materiais de isolamento como painéis de isolamento a vácuo (VIP), espuma de poliuretano e lã de vidro são comumente usados.

• Isolamento a vácuo:Os tanques de gás liquefeito geralmente empregam uma camada de isolamento de vácuo para minimizar a troca de calor e garantir a estabilidade de armazenamento a temperaturas criogênicas.

• Segregação térmica:Todas as juntas devem ser efetivamente seladas para evitar a entrada de calor.

4Sistemas de controlo de pressão e temperatura

• Sensores e alarmes de temperatura:Devem ser instalados sensores de temperatura de alta precisão para monitorizar continuamente a temperatura interna do líquido.O sistema deve desencadear alarmes e tomar medidas corretivas, tais como abertura de válvulas de alívio.

• Sistema de regulação da pressão:A pressão interna do gás deve ser regulada com válvulas automáticas, compressores ou dispositivos de expansão.O projecto deve ter em conta a correlação entre temperatura e pressão para evitar a expansão excessiva do gás e a ruptura do reservatório.

• Válvulas de ventilação automática e válvulas de segurança:As válvulas de segurança e as válvulas de ventilação automática devem ser integradas para evitar acidentes de sobrepressão.

5Protecção contra fugas e conceção de segurança

• Estrutura de parede dupla:O projeto de duas camadas (cascas internas e externas) impede efetivamente a fuga de líquido.

• Sistemas de detecção de fugas:Os sensores devem ser instalados para monitorizar as fugas de líquidos ou gases em tempo real.

• Sistema de alívio de pressão de emergência:Assegurar que, em condições extremas, o tanque possa liberar a pressão em excesso de forma segura para evitar explosões.

6Projeto estrutural

• Força e estabilidade:O reservatório deve satisfazer a resistência à compressão exigida, a resistência sísmica e a estabilidade geral, garantindo um armazenamento seguro em várias condições ambientais.

• Reforço de várias camadas:Considere diferentes materiais para camadas internas e externas, costelas de reforço e estruturas de suporte para aumentar a resistência.

• Facilidade de transporte e instalação:Os tanques criogénicos devem incorporar elementos como modelos modulares ou desmontáveis para facilitar o transporte e a instalação.

7Monitoramento e gestão inteligente

• Sistema de controlo remoto:Os tanques criogênicos modernos dependem cada vez mais de sistemas inteligentes de monitoramento, que recolhem dados de temperatura, pressão e nível do líquido através de sensores e permitem a supervisão e ajustes remotos.

• Recolha e análise de dados:Os sistemas integrados deverão registar as condições de funcionamento em tempo real para avaliação do desempenho e manutenção preditiva.

8Proteção do ambiente e eficiência energética

• Minimizar a perda de energia:Através da utilização de materiais de isolamento avançados e sistemas de controlo de temperatura precisos, a entrada de calor é reduzida, reduzindo o consumo de energia no armazenamento de líquidos.

• Projeto ecológico:Garantir que o projeto do tanque cumpra os padrões ambientais, minimize a poluição e controle as emissões de forma eficaz.

9- Manutenção e Inspecção

• Inspecção e manutenção regulares:São necessários controlos de rotina para assegurar a integridade estrutural e a boa funcionalidade, evitando danos decorrentes de uma utilização prolongada.

• Sistemas de diagnóstico inteligentes:Os diagnósticos inteligentes podem fornecer alertas precoces de possíveis falhas, reduzindo o risco de paralisações inesperadas.

10. Resposta a emergências e planeamento de segurança

• Sistemas de resposta de emergência:Devem estar em vigor planos e sistemas de emergência detalhados, incluindo aspersores de emergência, protocolos de resposta a fugas e procedimentos de evacuação do pessoal.

• Exercícios regulares:Realizar exercícios regulares para garantir que o pessoal possa responder de forma rápida e eficaz às emergências.

Conclusão

Projetar um tanque de armazenamento de líquido criogênico eficiente é uma tarefa de engenharia multidisciplinar que envolve ciência de materiais, termodinâmica, mecânica de fluidos e engenharia de controle.Um tanque de alto desempenho não só deve proporcionar um excelente isolamentoO sistema de armazenamento criogénico permite, através de projetos científicos e de tecnologias avançadas, alcançar um nível de segurança e de segurança,eficiência energética, e uma operação sustentável.

O cenário de aplicação do reservatório de armazenamento (por exemplo, armazenamento de petróleo bruto/GNL/medios químicos) e os requisitos de capacidade variam,Assim, o plano de especificações também será exclusivamente adaptado., e fornecer-lhe-emos parâmetros e cotações específicas.

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