一种空分多用途冷量补充装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种空分多用途冷量补充装置。


背景技术：

2.大型空分装置在生产周期末期，主换热器换热效率下降时，会出现系统冷量不足；生产运行中膨胀机等制冷设备运行存在缺陷时，也会出现冷量不足的现象。冷量不足会导致精馏塔内液体量减少，主冷凝蒸发器的液位下降，无法维持高负荷生产，系统生产效率下降，能耗大幅增加，下游相关生产装置的正常运行会受到影响。


技术实现要素：

3.为解决上述问题，本实用新型提出了一种空分多用途冷量补充装置，其包括液氮槽和中间罐，在精馏塔的上塔的进氮口上连接有一液氮管，在该液氮管上安装有一压力检测仪；该液氮槽经进液管连接到液氮管上，在液氮槽的槽底设置有一自流出口，该自流出口经自流管连通中间罐，该中间罐的底部的出液口经补充管连接到液氮管上，在自流管上安装有一自流进液阀，在进液管上安装有一切断阀；在补充管上安装有一调节阀；
4.一旁通管的两端分别连接到自流管上，且该旁通管跨越该自流进液阀，在该旁通管上安装有一增压进液泵；
5.在中间罐的底部设置有一循环出口，在中间罐的上部设置有一循环进口，循环增压管的两端分别连通循环出口和循环进口，在循环增压管设置有一液氮自增压器；在中间罐的顶部安装有泄压阀。
6.本技术在工作时，首先通过自流管将液氮槽中的液氮引入到中间罐内，达到设定的液位后关闭自流进液阀，然后启动液氮自增压器，使中间罐内的压力达到设定的压力。通过压力检测仪对上塔的压力进行监控，并经补充管将中间罐内的液氮那补充到上塔内，保证液氮供应量。
7.在生产期间，当生产处于正常的常规生产期间，精馏塔所生产的液氮依次经液氮管和进液管输入到液氮槽内。
8.针对空分装置的生产周期末期和开工积液期的两种不同情形进行液氮补充，具体为：
9.1、对于生产周期末期的液氮补充：
10.在生产周期末期时，主换热器换热效率下降时，出现系统冷量不足，此时将液氮槽内的液氮补充到精馏塔的上塔内，为上塔补充冷量，以保证精馏塔内的液位维持在正常状态下，保证生产的高负荷运行。在这个阶段，液氮补充量较少，中间罐一次进液后，能够使用较长时间，对于中间罐的进液采用间歇式进液。当中间罐运行至低液位时，关闭调节阀，打开泄压阀，将中间罐内的压力泄压到常压，然后打开自流进液阀，液氮槽内液氮采用自流的方式进入到中间罐内，达到设定液位后，关闭自流进液阀，然后根据压力检测仪，适时开启调节阀，将中间罐内的液氮补入到上塔内，作为上塔的冷量补充。
11.在该阶段，向上塔输送的液氮量较少，中间罐的液位下降较慢，单次运行周期较长，间歇运行不会导致频繁的流程切换操作。并且间歇运行方式无需启动增压进液泵，不额外增加动力电耗，同时可以减少增压进液泵运行所带来的液氮气化损失。
12.2、开工积液期的液氮补充：
13.在开工积液期，需要由中间罐向精馏塔内补充大量液氮，以快速使塔内的液位达到设定高度，在此期间，中间罐内的液位下降较快，无法采用间歇运行的方式，此时，采用连续运行的方式，当中间罐液位运行至接近低位时，无需泄压，关闭自流进液阀，直接启动增压进液泵，加速向中间罐内输入液氮，以保证充足的液氮进入到上塔内，该方式同样可以避免频繁切换进液流程，当精馏塔内液位达到设定液位后，执行后续开工步骤，进入常规生产期间。
14.因此利用本技术，能够在生产周期末期，通过液氮补充，可有效抵消制冷换热设备效率下降带来的冷量缺口，提升氧氮产量，避免非计划停工；在开工阶段，通过启动增压液体泵加速液氮供应，可大幅缩短系统冷却积液时间，减少开工能耗，节约装置成本。
15.进一步，为保证中间罐向精馏塔平稳输送液氮，该空分多用途冷量补充装置还包括压力控制系统，该压力控制系统包括第一中央处理单元、与第一中央处理单元连接的阀门调节单元以及上述压力检测仪，该压力检测仪连接到第一中央处理单元上，其中：
16.第一中央处理单元，用于接受压力检测仪的压力检测值，并对压力检测值与压力预设值进行比较，根据比较结果，发出控制指令，协调阀门调节单元的工作；
17.压力检测仪，用于检测液氮管内的压力，并将压力检测值输送到第一中央处理单元；
18.阀门调节单元，接受第一中央处理单元的控制，并对调节阀的开度进行调节。
19.利用压力检测仪监控液氮管内的压力，并将压力检测值发送到第一中央处理单元，与压力预设值进行比较，当压力检测值大于压力预设值时，通知阀门调节单元降低调节阀的开度，当压力检测值小于压力预设值时，通知阀门调节单元提高调节阀的开度，以此保证中间罐内的液氮平稳地进入到精馏塔内。
20.进一步，为保证安全，在液氮管上安装有安全阀。当液氮管上的压力突然升高，并超过设定的安全值时，安全阀会自动启动，以释放压力，保证安全。
21.进一步，为保证液氮槽能在中间罐处于低液位时及时补充液氮，该空分多用途冷量补充装置还包括液位控制系统，该液位控制系统包括第二中央处理单元，与第二中央处理单元连接的液位检测仪和增压进液泵控制单元，其中：
22.第二中央处理单元，用于接受液位检测仪的液位检测值，并对液位检测值与液位预设值进行比较，根据比较结果，发出控制指令，协调增压进液泵控制单元的工作；
23.液位检测仪，其安装中间罐上，用于检测中间罐的液位，并将液位检测值发送到第二中央处理单元；
24.增压进液泵控制单元，接受第二中央处理单元的控制，并对增压进液泵的启停进行控制。
25.利用液位检测仪监控中间罐内的液位，并将液位检测值发送到第二中央处理单元，与液位预设值进行比较，当液位检测值达到高液位预设值时，通知增压进液泵控制单元停止增压进液泵，停止向中间罐进液，当液位检测值达到低液位预设值时，通知增压进液泵
控制单元启动增压进液泵，用增压进液泵向中间罐补充液氮，以此保证中间罐内的液氮量处于充分供应状态。
附图说明
26.图1是本实用新型的一实施例的结构示意图。
具体实施方式
27.参阅图1，一种空分多用途冷量补充装置，其包括液氮槽6和中间罐2，在精馏塔1的上塔19的进氮口101上连接有液氮管60，在液氮管上安装有安全阀8。
28.在液氮槽6的槽顶设置有进料口61和液氮口62，液氮口62经进液管63连接到液氮管60上，其中的进料口61用于将外部液氮输入到液氮槽6内。
29.在液氮槽6的槽底设置有一自流出口64，该自流出口64经自流管65连通中间罐2顶部的进液口23，该中间罐的底部的出液口24经补充管11连接到进氮口101上。在补充管上安装有调节阀10。
30.该在自流管上安装有一自流进液阀5，在进液管63上安装有一切断阀7。
31.在中间罐2的底部设置有一循环出口21，在中间罐2的上部设置有一循环进口22，循环增压管31的两端分别连通循环出口21和循环进口22，在循环增压管31设置有一液氮自增压器3，该液氮自增压器3采用河北亿亨气体设备有限公司生产的空温式汽化器。在中间罐的顶部安装有泄压阀13。
32.一旁通管66的两端分别连接到自流管65上，且该旁通管66跨越该自流进液阀5，在该旁通管66上安装有一增压进液泵4和一单向阀14，该单向阀14仅容许由液氮槽朝中间罐方向开启。
33.本实施例中，还包括压力控制系统和液位控制系统。该压力控制系统包括第一中央处理单元100、与第一中央处理单元连接的压力检测仪9和阀门调节单元110，其中：第一中央处理单元，用于接受压力检测仪的压力检测值，并对压力检测值与压力预设值进行比较，根据比较结果，发出控制指令，协调阀门调节单元的工作；
34.压力检测仪，安装在液氮管上，用于检测液氮管内的压力，并将压力检测值输送到第一中央处理单元；
35.阀门调节单元，接受第一中央处理单元的控制，并对调节阀的开度进行调节。
36.本实施例中，第一中央处理单元采用32位plc可编程控制器，调节阀10采用气动阀，自带有阀门调节单元，只需要将其阀门调节单元连接到第一中央处理器上即可。压力检测仪9具体采用型号为ba5803的气压传感器。
37.该液位控制系统包括第二中央处理单元200，与第二中央处理单元连接的液位检测仪12和增压进液泵控制单元120，其中：
38.第二中央处理单元，用于接受液位检测仪的液位检测值，并对液位检测值与液位预设值进行比较，根据比较结果，发出控制指令，协调增压进液泵控制单元的工作；
39.液位检测仪，其安装中间罐上，用于检测中间罐的液位，并将液位检测值发送到第二中央处理单元，
40.增压进液泵控制单元，接受第二中央处理单元的控制，并对增压进液泵的启停进
行控制。
41.本实施例中，增压进液泵采用隔膜泵，并采用继电器控制，该继电器形成为增压进液泵控制单元120，液位检测仪具体采用型号为std82d-21ccek0-ddyba400k-g的差压式液位计，该差压式液位计具有内部集成plc芯片，能够控制继电器，只需将继电器接入该内部集成plc芯片即可，该内部集成plc芯片形成为第二中央处理单元。