CN103322411A - 一种化工系统停运保护设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种化工系统停运保护设备，包括：液氮贮槽、与液氮贮槽出口相连的液氮泵、与液氮泵出口相连的汽化器、与所述汽化器出口相连的氮压机、与所述氮压机出口相连的高压氮气贮罐、位于由所述高压氮气贮罐出口与中压氮气管网相连接形成的连接管路上的第一减压阀、位于所述第一减压阀出口与所述中压氮气管网之间的第一截止阀、位于由所述第一减压阀出口与低压氮气管网相连接形成的连接管路上的第二减压阀、位于所述第二减压阀出口与所述低压氮气管网之间的第二截止阀以及位于由所述第二减压阀出口与仪表空气管网相连接形成的连接管路上的第三截止阀，当化工系统突然停运时，可快速为仪表空气管网和中、低压氮气管网供应应急气源。

Description

一种化工系统停运保护设备

技术领域

本发明涉及化工生产技术领域，更具体地说，涉及一种化工系统停运保护设备。

背景技术

当化工生产过程中出现系统断电或系统自动跳停等突发状况时，需要及时启动空压站，为化工系统的仪表空气管网送入驱动气源，保证参与化工系统紧急停车处理的气动执行机构正常工作。

同时，为防止金属设备氧腐蚀以及催化剂钝化失活，需要对所述化工系统进行充氮保护。参见图1，现有的充氮保护设备包括：液氮贮槽10、液氮泵20、水浴式汽化器30、中压氮气贮罐40和减压阀50。所述充氮保护设备通过液氮泵20将液氮贮槽10中贮存的液氮抽出并加压成中压液氮，再通过水浴式汽化器30将其气化成中压氮气。所述中压氮气被预先送入中压氮气贮罐40中贮存，在化工系统突然停运时可为化工系统的中压氮气管网快速供应应急气源；此外所述中压氮气还可经所述减压阀50减压成低压氮气后直接送入低压氮气管网。其中，所述减压阀50和液氮泵20中配置的回流阀同样属于气动执行机构。

但是，由于所述空压站启动过程较慢，不能够及时对突然停运的化工系统进行紧急停车处理，并且会影响所述低压氮气的及时制备；此外所述中压氮气贮罐40中可用于快速供应的氮气资源较少，无法保证其供应量是否能够满足化工系统的应急气源需求量，影响充氮保护工作的可靠性。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种化工系统停运保护设备，当化工系统突然停运时，可快速为仪表空气管网供应驱动气源、为中压氮气管网供应中压氮气以及为低压氮气管网供应低压氮气。

一种化工系统停运保护设备，包括：

液氮贮槽、与所述液氮贮槽的出口相连的液氮泵、与所述液氮泵的出口相连的汽化器、与所述汽化器的出口相连的氮压机、与所述氮压机的出口相连的高压氮气贮罐以及

位于由所述高压氮气贮罐的出口与化工系统的中压氮气管网相连接而形成的连接管路上的第一减压阀、位于所述第一减压阀的出口与所述中压氮气管网之间的第一截止阀、位于由所述第一减压阀的出口与化工系统的低压氮气管网相连接而形成的连接管路上的第二减压阀、位于所述第二减压阀的出口与所述低压氮气管网之间的第二截止阀、位于由所述第二减压阀的出口与化工系统的仪表空气管网相连接而形成的连接管路上的第三截止阀。

可选地，还包括：

位于由所述汽化器的出口与所述低压氮气管网相连接形成的连接管路上的第三减压阀。

可选地，还包括：入口端连接到所述汽化器的出口、出口端连接到由所述氮压机的入口和所述中压氮气管网相连接而形成的连接管路上的中压氮气贮罐。

其中，所述汽化器包括：相并联的水浴式汽化器和空浴式汽化器。

其中，所述氮压机为隔膜式氮压机。

其中，所述液氮泵为活塞式液氮泵。

从上述的技术方案可以看出，本发明实施例预先通过化工系统停运保护设备制备高压氮气并贮存到高压氮气贮罐中，当化工系统突然停运时，首先打由所述高压氮气贮罐至仪表空气管网的供应通路，由所述高压氮气贮罐为其快速送入低压氮气，待空压站启动后则停止供应；然后根据化工系统需要的压力等级打开由所述高压氮气贮罐至中压氮气管网或低压氮气管网的供应通路，由所述高压氮气贮罐为其快速提供氮气气源，从而及时对化工系统进行充氮保护。由此，本实施例以高压氮气贮罐中贮存的高压氮气减压后形成的低压氮气作为气动执行机构的驱动气源，可快速对突然停运的化工系统进行紧急停车处理，为空压站的启动过程预留出更多的时间；同时相较于现有技术中用于快速提供应急氮气的中压氮气贮罐，所述高压氮气贮罐贮存量更大，进行减压操作后可提供更大的中压氮气供应量，同时还可为低压氮气管网快速供应应急气源，为低压氮气的制备过程预留出更多的时间，避免充氮保护过程中出现氮气资源供应不足的现象，提高充氮保护过程的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术公开的一种充氮保护设备结构示意图；

图2为本发明实施例公开的一种化工系统停运保护设备结构示意图；

图3为本发明又一实施例公开的一种化工系统停运保护设备结构示意图；

图4为本发明又一实施例公开的一种化工系统停运保护设备结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图2，本发明实施例公开了一种化工系统停运保护设备，当化工系统突然停运时，可快速地为仪表空气管网、低压氮气管网和中压氮气管网供应应急气源。具体的，所述化工系统停运保护设备包括：

液氮贮槽10、与所述液氮贮槽10的出口相连的液氮泵20、与所述液氮泵20的出口相连的汽化器30、与所述汽化器30的出口相连的氮压机40、与所述氮压机40的出口相连的高压氮气贮罐50、

位于由所述高压氮气贮罐50的出口与化工系统的中压氮气管网相连接而形成的连接管路上的第一减压阀61、位于所述第一减压阀61的出口与所述中压氮气管网之间的第一截止阀71、位于由所述第一减压阀61的出口与化工系统的低压氮气管网相连接而形成的连接管路上的第二减压阀62、位于所述第二减压阀62的出口与所述低压氮气管网之间的第二截止阀72，以及位于由所述第二减压阀62的出口与化工系统的仪表空气管网相连接而形成的连接管路上的第三截止阀73。

初始情况下，所述化工系统停运保护设备的减压阀和截止阀均处于关闭状态，且所述高压氮气贮罐50中贮存有预先制备得到的高压氮气。

其中，预先为所述高压氮气贮罐50制备高压氮气的工作流程为：通过所述液氮泵20将所述液氮贮槽10中贮存的液氮抽出并加压成中压液氮，再通过所述汽化器30将所述中压液氮气化成中压氮气，所述中压氮气经所述氮压机40加压后被持续送入所述高压氮气贮罐50，直至贮存量达到预期标准。

当化工系统突然停运时，立即打开空压站和所述化工系统停运保护设备的启动开关（其中，所述化工系统停运保护设备的启动开关在于控制其为所述高压氮气贮罐50制备高压氮气），在其启动过程中，首先由所述高压氮气贮罐50为所述化工系统快速供应应急气源（即所述驱动气源和中、低压氮气），具体过程如下：

首先，打开所述第一减压阀61、所述第二减压阀62和所述第三截止阀73，由所述高压氮气贮罐50为仪表空气管网提供驱动气源，具体流程为：先通过所述第一减压阀61将所述高压氮气贮罐50中提供的高压氮气减压成中压氮气，再通过所述第二减压阀62将所述中压氮气减压为低压氮气，所述低压氮气作为驱动气源被送入仪表空气管网；当空压站正常启动后，关闭所述第三截止阀73，转由所述空压站来继续供应驱动气源；

然后，关闭所述第二减压阀62、打开所述第一截止阀71，由所述高压氮气贮罐50为所述化工系统提供中压氮气；待所述化工系统压力降至低压水平后，关闭所述第一截止阀71、打开所述第二减压阀62和所述第二截止阀72，由所述高压氮气贮罐50为化工系统供应低压氮气。当所述化工系统停运保护设备正常启动后，所述液氮贮槽10中的液氮被持续制备成高压氮气送入所述高压氮气贮罐50，以补充贮罐中的氮气资源，新注入的高压氮气经所述第一减压阀61和所述第二减压阀62依次减压后送入低压氮气管网。

在所述化工系统的充氮保护工作完成后，关闭所述第一减压阀61、所述第二减压阀62和第二截止阀72，并为所述高压氮气贮罐50重新制备足够的高压氮气，以供下一次化工系统突然停运时使用。

其中需要说明的是，在化工系统突然停运时，化工系统的系统压力无法迅速降至系统正常停运时的低压水平，因此需要首先为所述化工系统提供中压氮气进行充氮保护，防止系统停运过程中出现防止金属设备氧腐蚀以及催化剂钝化失活的现象，当系统压力降低为低压水平后，则需转为提供低压氮气继续充氮保护工作。当然，本发明实施例也可同样用于化工系统正常停运时的低压氮气供应，此时只需打开所述第一减压阀61、所述第二减压阀62和第二截止阀72即可，其余减压阀和截止阀不使用。

其中，所述氮压机40可采用隔膜式氮压机；所述液氮泵20可采用活塞式液氮泵。

其中，所述汽化器30可采用水浴式汽化器。所述水浴式汽化器的工作原理为：先通过蒸气加热水浴式汽化器中的水，再通过热水加热盘管中通过的低温液氮，使之转化为气态的氮气。这种水浴式汽化器适用于有锅炉余热或其它余热的用气单位，在所述蒸气充足的条件下，采用所述水浴式汽化器更能充分保证换热的效率。

为避免所述水浴式汽化器可能会在蒸气不足时干扰充氮保护工作的正常进行，作为优选，本实施例中所述汽化器可采用由相并联的水浴式汽化器和空浴式汽化器组成。所述空浴式气化器是利用空气自然对流加热换热管中的低温液氮，使其完全蒸发成气态气体的一种高效节能换热设备，在本实施例中作为所述水浴式汽化器的备用设备使用。

在上述实施例中，预先通过所述化工系统停运保护设备制备高压氮气并贮存到高压氮气贮罐中，当化工系统突然停运时，首先打开由所述高压氮气贮罐至仪表空气管网的供应通路，由所述高压氮气贮罐为其快速送入低压氮气，作为气动执行机构的驱动气源，快速对突然停运的化工系统进行紧急停车处理，从而为空压站的启动过程预留出更多的时间，待空压站启动后则停止供应。然后打开由所述高压氮气贮罐至中压氮气管网的供应通路，由所述高压氮气贮罐为其快速提供中压氮气，待系统压力降至低压后停止供应，此时再打开由所述高压氮气贮罐至低压氮气管网的供应通路，为所述低压氮气管网快速供应低压氮气，从而达到为充氮保护工作快速提供中、低压氮气资源的目的，并为低压氮气的制备过程预留出更多的时间，其中相较于现有技术中用于快速提供应急氮气的中压氮气贮罐，所述高压氮气贮罐贮存量更大，可避免充氮保护过程中出现氮气资源供应不足的现象，提高充氮保护过程的可靠性。

此外，参见图3，所述化工系统停运保护设备还可包括：

位于由所述汽化器30的出口和所述低压氮气管网相连接而形成的连接管路上的第三减压阀63。

当所述空压站和所述化工系统停运保护设备正常启动后，打开所述第三减压阀63、同时关闭其余减压阀、截止阀及氮压机40，由此，经所述汽化器30中流出的中压氮气经所述第三减压阀63减压成低压氮气后可直接进入所述低压氮气管网，而无需经过所述高压氮气贮罐50，由此可减短低压氮气的流通路径，提高所述低压氮气的供应效率，同时减少所述化工系统停运保护设备中元部件的使用量，设备可靠性得以提高。

当所述化工系统的充氮保护工作完成后，关闭所述第三减压阀63，并为所述高压氮气贮罐50制备应急氮气以供下一次化工系统突然停运时使用。

此外，参见图4，所述化工系统停运保护设备还可包括中压氮气贮罐80；

所述中压氮气贮罐80的入口端连接到所述汽化器30的出口处、出口端连接到由所述氮压机40的入口和所述中压氮气管网相连接而形成的连接管路上。

初始情况下，所述化工系统停运保护设备的减压阀和截止阀均处于关闭状态，所述高压氮气贮罐50中贮存有预先制备得到的高压氮气，所述中压氮气贮罐80中贮存有预先制备得到的中压氮气。

在化工系统突然停运时，所述中压氮气贮罐80可作为所述高压氮气贮罐50的备用应急氮气贮罐使用，此时所述氮压机40可将所述中压氮气贮罐80中贮存的中压氮气加压成高压氮气后送入所述高压氮气贮罐50，以补充高压氮气气源；或者，在空压站正常启动后，也可以关闭所述氮压机40，直接由所述中压氮气贮罐80为所述中压氮气管网供应中压氮气。

其中，预先为所述中压氮气贮罐80制备中压氮气的工作流程为：通过所述液氮泵20将所述液氮贮槽10中贮存的液氮抽出并加压成中压液氮，再通过所述汽化器30将所述中压液氮气化成中压氮气，所述中压氮气被持续送入所述中压氮气贮罐80，直至贮存量达到预期标准。

综上所述，本发明实施例预先通过化工系统停运保护设备制备高压氮气并贮存到高压氮气贮罐中，当化工系统突然停运时，首先打由所述高压氮气贮罐至仪表空气管网的供应通路，由所述高压氮气贮罐为其快速送入低压氮气，待空压站启动后则停止供应；然后根据化工系统需要的压力等级打开由所述高压氮气贮罐至中压氮气管网或低压氮气管网的供应通路，由所述高压氮气贮罐为其快速提供氮气气源，从而及时对化工系统进行充氮保护。由此可知，本实施例以高压氮气贮罐中贮存的高压氮气减压后形成的低压氮气作为气动执行机构的驱动气源，可快速对突然停运的化工系统进行紧急停车处理，为空压站的启动过程预留出更多的时间；同时相较于现有技术中用于快速提供应急氮气的中压氮气贮罐，所述高压氮气贮罐贮存量更大，进行减压操作后可提供更大的中压氮气供应量，同时还可为低压氮气管网快速供应应急气源，为低压氮气的制备过程预留出更多的时间，避免充氮保护过程中出现氮气资源供应不足的现象，提高充氮保护过程的可靠性。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明实施例的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明实施例将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种化工系统停运保护设备，其特征在于，包括：

液氮贮槽、与所述液氮贮槽的出口相连的液氮泵、与所述液氮泵的出口相连的汽化器、与所述汽化器的出口相连的氮压机、与所述氮压机的出口相连的高压氮气贮罐以及

位于由所述高压氮气贮罐的出口与化工系统的中压氮气管网相连接而形成的连接管路上的第一减压阀、位于所述第一减压阀的出口与所述中压氮气管网之间的第一截止阀、位于由所述第一减压阀的出口与化工系统的低压氮气管网相连接而形成的连接管路上的第二减压阀、位于所述第二减压阀的出口与所述低压氮气管网之间的第二截止阀、位于由所述第二减压阀的出口与化工系统的仪表空气管网相连接而形成的连接管路上的第三截止阀。

2.根据权利要求1所述的化工系统停运保护设备，其特征在于，还包括：

位于由所述汽化器的出口与所述低压氮气管网相连接形成的连接管路上的第三减压阀。

3.根据权利要求2所述的化工系统停运保护设备，其特征在于，还包括：入口端连接到所述汽化器的出口、出口端连接到由所述氮压机的入口和所述中压氮气管网相连接而形成的连接管路上的中压氮气贮罐。

4.根据权利要求1、2或3所述的化工系统停运保护设备，其特征在于，所述汽化器包括：

相并联的水浴式汽化器和空浴式汽化器。

5.根据权利要求1所述的化工系统停运保护设备，其特征在于，所述氮压机为隔膜式氮压机。

6.根据权利要求1所述的化工系统停运保护设备，其特征在于，所述液氮泵为活塞式液氮泵。

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