Криогенное оборудование используется для хранения и транспортировки газов в жидком состоянии при экстремально низких температурах (до −196 °C). Сжижение газа позволяет транспортировать большие объёмы при низком объёме тары. В этой статье разберём устройство и принципы работы криогенных сосудов и их стоимость.
1. Основные компоненты криогенной установки
- Сосуд-Испаритель (криогенный баллон)
- Объём от 80 л до 40 000 л.
- Двойная оболочка с вакуумной изоляцией (минеральная вата + вакуум) для минимизации теплопритока.
- Давление хранения: 0,7–3,5 бар (для LNG, LOX, LIN).
- Объём от 80 л до 40 000 л.
- Система испарения
- Трубчатые испарители (перлитно-вакуумная изоляция и экранно-вакуумная изоляция).
- Давление газообразования регулируется клапаном.
- Трубчатые испарители (перлитно-вакуумная изоляция и экранно-вакуумная изоляция).
- Система заправки и разгрузки
- Крио-фитинги с клапанами, рассчитанные на низкие температуры.
- Шланги с термозащитой (специальная многослойная изоляция).
- Крио-фитинги с клапанами, рассчитанные на низкие температуры.
- Контрольно-измерительные приборы
- Давление: манометры с диапазоном 0–4 бар.
- Уровень жидкости: резистивные или поплавковые датчики (точность ±2 %).
- Температура: термометры типа «погружной датчик» (Pt100).
- Давление: манометры с диапазоном 0–4 бар.
2. Принцип работы
- Приёмка и заправка
- Сжиженный газ поставляется криобаком за счёт автовоза или криохранилища.
- Через специальные крио-шланги и фитинги жидкость поступает в внутренний бак под давлением 0,5–2 бар.
- Сжиженный газ поставляется криобаком за счёт автовоза или криохранилища.
- Хранение
- Вакуумная изоляция снижает теплоприток, обеспечивая минимальные потери (≤ 0,3 %/сутки).
- Газовая фаза в верхней части бака сохраняет постоянное давление, поддерживаемое предохранительным клапаном.
- Вакуумная изоляция снижает теплоприток, обеспечивая минимальные потери (≤ 0,3 %/сутки).
- Испарение и подача
- Открытие выходного клапана переводит жидкий газ в испаритель, где он естественным образом переходит в газообразное состояние.
- Газ выводится в технологическую систему при давлении 0,5–3,5 бар (в зависимости от модели и требований потребителя).
- Открытие выходного клапана переводит жидкий газ в испаритель, где он естественным образом переходит в газообразное состояние.
3. Типы криогенного оборудования
- Криогенные ёмкости (криобак)
- Объём 80 литров и более — для малых производств и лабораторий.
- Объём 2 000–10 000 л — для крупных предприятий (металлургия, медицина, АЗС).
- Объём 80 литров и более — для малых производств и лабораторий.
- Мобильные криогенные станции
- На базе полуприцепов или контейнеров, объём 5–20 м³.
- Используются для транспортировки LNG и LOX.
- На базе полуприцепов или контейнеров, объём 5–20 м³.
- Стационарные криогенные установки
- Интегрируются с заводскими линиями, объём любой (до сотен кубометров).
- Полностью автоматизированы и управляются через PLC.
- Интегрируются с заводскими линиями, объём любой (до сотен кубометров).
4. Области применения
- Металлургия и машиностроение
- LOX и LIN используются в кислородных и инертных средах при серийных сварках.
- LOX и LIN используются в кислородных и инертных средах при серийных сварках.
- Энергетика и газопереработка
- LNG применяется для целей отопления и как моторное топливо в газовых турбинах.
- LNG применяется для целей отопления и как моторное топливо в газовых турбинах.
- Медицина
- LOX для питания концентраторов и кислородных станций в клиниках.
- LOX для питания концентраторов и кислородных станций в клиниках.
- Пищевая промышленность
- СО₂ в крио-замораживателях и для газирования напитков.
- СО₂ в крио-замораживателях и для газирования напитков.
- Автозаправочные станции (метан)
- LH₂ (жидкий водород) для экспериментальных водородных АЗС.
- LH₂ (жидкий водород) для экспериментальных водородных АЗС.
5. Основные технические параметры и стоимость
| Параметр | Малые криобаки (500 л) | Средние (2 000 л) | Крупные (10 000 л) |
| Рабочее давление хранения | 0,8 бар | 0,8 бар | 1,0 бар |
| Потери при хранении (теплоприток) | 0,1–0,15 %/сутки | 0,05–0,1 %/сутки | 0,03–0,05 %/сутки |
| Ориентировочная цена (без монтажа) | 4 000 000 ₸ | 9 000 000 ₸ | 20 000 000 ₸ |
| Стоимость монтажа и пуско-наладки | 600 000 ₸ | 1 500 000 ₸ | 3 500 000 ₸ |
| Гарантийный срок службы | 10 лет | 15 лет | 20 лет |
Примечание: цены могут варьироваться в зависимости от опций — автоматизированного управления, дополнительных теплообменников и географического региона.
6. Ключевые критерии выбора
- Объём и расход газа
- Рассчитывайте пиковый и средний расход, выбирая объём сосуда с запасом 20–30 %.
- Рассчитывайте пиковый и средний расход, выбирая объём сосуда с запасом 20–30 %.
- Условия эксплуатации
- Климат: для северных регионов требуется усиленная изоляция и пусковые нагреватели.
- Климат: для северных регионов требуется усиленная изоляция и пусковые нагреватели.
- Автоматизация
- Наличие PLC-контроллера, мониторинг по MODBUS/PROFINET, удалённый доступ.
- Наличие PLC-контроллера, мониторинг по MODBUS/PROFINET, удалённый доступ.
- Производительность испарителя
- Малые установки (500 л): до 0,5 м³/ч испаряемого газа.
- Средние (2 000 л): до 2 м³/ч.
- Крупные (10 000 л): до 10 м³/ч.
- Малые установки (500 л): до 0,5 м³/ч испаряемого газа.
Заключение:
Криогенное оборудование отличается тем, что в нём не устанавливается автоматика на уровне программируемых контроллеров; управление чаще всего реализовано на пневмо- и гидроприводах с минимальным набором датчиков. Основное внимание уделяется качеству изоляции и параметрам теплообмена. Правильный выбор объёма, исполнение сосуда и своевременное техническое обслуживание обеспечивают надёжность хранения и транспортировки сжиженных газов.