CN103566847B - 一种用于设备容器内的导淋排放防冻防堵装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及石油化工生产和设备容器制造技术领域，具体涉及气水分离器、空冷塔、水冷塔、工业风缓冲罐的底部导淋排放管路及阀门的防冻防堵装置。在本发明的导淋排放防冻防堵装置中，排放管路先从容器的最低处开始延设备容器内壁陀螺曲线式旋转上行至一定高度后，管路延设备容器壁切线方向伸出设备容器外，排放管路刚伸出设备容器后即可安装一个排放阀，排放阀后连接管路至地沟或其他残液回收系统；根据本发明的导淋排放防冻防堵装置，能够彻底解决冬季导淋排放管路及阀门冻凝堵塞问题。

Description

一种用于设备容器内的导淋排放防冻防堵装置及其方法

技术领域

本发明属于石油化工生产技术及设备容器制造领域，具体涉及一种导淋排放防冻防堵装置，适用于石油化工生产装置中的空气冷却塔、水冷塔、工业风缓冲罐、气液分离罐以及水润滑螺杆压缩机后的水分离罐中的导淋排放装置。

背景技术

在工业生产中，经常用到空气冷却塔、水冷却塔、工业风缓冲罐、气液分离罐等设备容器，在这些设备容器的底部均设有导淋排放装置，这些导淋排放装置的主要目的有三个：一是通过导淋排放装置将非正常工况（操作失误、仪控故障、设备问题）带入的液体快速排除到设备容器外，以保证生产工艺的连续进行，比如空分装置的空冷塔后设置的水分离缓冲罐，当循环水加药不当，造成循环水带有大量泡沫，空冷塔出现雾沫夹带，大量游离水带出空冷塔，这些游离水若不在水分离器排掉就可能影响到下游分子筛的正常功能，甚至失效；另一个是维持设备容器中的正常液位，将多余的液体排放掉，以便使生产正常进行，如制氢尾气分离回收氢气、二氧化碳装置中的解析气螺杆式压缩机，采用在螺杆压缩机入口喷水冷却工艺，在螺杆压缩机后设置水分离冷却缓冲罐，使分离出的冷却水再冷却循环使用，缓冲罐需要一定的液位控制，必要时排除多余的冷却水。三是检查检验上游工艺生产情况，将积存在设备容器的杂物排除到设备容器外。

目前工业生产中的设备容器导淋排放装置都是采用在设备容器的底部直接引出一个排放管道，然后在管道上设置一个控制阀门，如图1所示；上游工艺生产中带人的杂物或产生的积液必然积存在设备容器的底部，必要时择机排除到设备容器外，这是目前最简单的一种导淋排放装置。

上述设备容器导淋排放装置满足了生产工艺的基本要求。但是，它也有两个明显的不足，一是导淋排放管路101、排放阀201经常由于工艺介质、设备容器材质等原因使得杂质积存而不能疏通，强行疏通有很大的安全风险，严重时需临时停车处理；二是在冬季时，当生产工艺介质为水等易冻介质时，持续的低温容易导致导淋排放管路101及排放阀201冻堵、冻裂等问题，使设备容器内的水等杂质无法排出设备容器外；目前解决这一问题的办法是在导淋排放管路及排放阀处加装伴热蒸汽管道或者电热丝伴热或是将导淋排放阀长期排放。因此，设备容器现场显得臃肿杂乱，而且消耗一定的蒸汽、电能，或是浪费掉一定的工艺气体。

现有技术的特征和不足之处：

1、现有设备容器导淋排放管路结构简单、直观，安装方便。

2、现有设备容器导淋排放管路内液体处于相对静止状态，管路暴露于设备容器外，冬季容易出现冻堵问题。所以冬季运行时需要保温伴热等措施。

3、导淋排放管路处于最低位置，上游工艺生产带人设备容器内颗粒性杂质或铁锈逐渐沉积于排放管路中产生堵塞。

4、现有设备容器导淋排放管路存在死角，一旦堵塞很难疏通。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于设备容器内的导淋排放防冻防堵装置及其方法。

本发明提供了一种用于设备容器内的导淋排放防冻防堵装置，该装置包括在设备容器内从设备容器的最低处延设备容器内壁呈陀螺曲线式旋转上行的排放管路102、在排放管路102延设备容器壁切线方向伸出设备容器壁后即可安装有导淋排放阀202、导淋排放外部管路5。

根据本发明的导淋排放防冻防堵装置，在导淋排放阀202和设备容器间引出一根辅管路及相应辅阀3。

根据本发明的导淋排放防冻防堵装置，在设备容器内的排放管路起始端覆盖有伞状过滤网4，可以将其底部圆形支架直接点焊在设备容器底部或用螺钉固定以安装伞状滤网。

根据本发明的导淋排放防冻防堵装置，排放阀202的水平位置要比排放管路起始端水平位置高。

根据本发明的导淋排放防冻防堵装置，陀螺曲线式旋转上行的旋转角度在360o以内即可。

根据本发明的导淋排放防冻防堵装置，排放阀202安置于靠近设备容器外壁处。

根据本发明的导淋排放防冻防堵装置，所述设备容器包括空气冷却塔、水冷塔、工业风缓冲罐、气液分离罐以及水润滑螺杆压缩机后的水分离罐这样的设备容器。

本发明还提供了一种用于设备容器中的导淋排放装置的防冻防堵方法，其包括以下步骤：

步骤（1）将在设备容器内的排放管路102从设备容器的最低处延设备容器内壁呈陀螺曲线式旋转上行；

步骤（2）在排放管路102延设备容器壁切线方向伸出设备容器壁后即可安装导淋排放阀202。

根据本发明的防冻防堵方法，其进一步包括以下步骤：

步骤（3）在导淋排放阀202和设备容器间引出一根辅管路及相应辅阀3。

根据本发明的防冻防堵方法，其进一步包括以下步骤：

步骤（4）在设备容器内的排放管路起始端覆盖伞状过滤网4。

本发明主要解决设备容器导淋排放管路及排放阀堵塞或在冬季时的冻堵问题，间接具有降低设备容器有效高度的功能。本发明提供了一种全新的设备容器导淋排放装置，彻底解决了上述设备容器导淋排放管路及排放阀堵塞或冬季低温运行而出现的管路、排放阀冻堵问题。

附图说明

图1为现有技术的导淋排放装置。

图2为本发明的导淋排放防冻防堵装置。

其中，附图标记含义如下：

101——导淋排放管路（现有技术）；102——导淋排放管路（本发明）；

201——排放阀（现有技术）；202——排放阀（本发明）；

3——辅阀；4——伞状滤网；5——管路。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

本发明的设备容器导淋排放防冻防堵装置完全改变了传统的导淋排放思路及管路、排放阀的设置方法，将其设备容器排放管路不是从容器的最低处引出，而是排放管路先从容器的最低处开始延设备容器内壁陀螺曲线式旋转上行（可以达到一定高度，例如可以距离地面1.6米左右），管路延设备容器壁切线方向伸出设备容器外，排放管路102刚伸出设备容器后即可安装一个排放阀202，排放阀202后连接管路5至地沟或其他回收系统；在排放阀202前和设备容器外壁之间引出一辅助小管路（截面直径15毫米左右）及辅阀3；在设备容器底部区域安装一个伞状滤网4将排放管路的起始端盖住（伞状滤网安装可以将其底部圆形支架直接点焊在设备容器底部或用螺钉固定均可），以过滤掉杂物，避免其进入到排放管路而堵塞。防冻防堵导淋排放装置其主要特征在于导淋排放阀前管路安置在设备容器内，管路呈陀螺曲线式延伸至设备容器底部，在严冬时可以通过辅阀3充氮气或仪表风等，以置换掉靠近排放阀202处的液体成分，因而提供一种彻底解决冬季导淋排放管路及排放阀冻凝堵塞问题。

所述伞状过滤网外形尺寸及过滤网的网眼目数不做严格限制，视设备容器的直径大小、工艺生产要求以及排放管路管径尺寸而定。

所述伞状过滤网非必须构件，对于工艺介质洁净和没有人孔的小设备容器不必安装伞状过滤网。

所述设备容器内延设备容器内壁呈陀螺曲线式旋转上行至一定高度的排放管路102，其旋转角度一般在360度以内即可。

所述在排放阀202和设备容器间引出一根辅管路（截面直径15毫米左右）及配套辅阀3。

本发明的导淋排放装置的防冻防堵方法，包括以下步骤：

步骤（1）将在设备容器内的排放管路102从设备容器的最低处延设备容器内壁呈陀螺曲线式旋转上行；

步骤（2）在排放管路102延设备容器壁切线方向伸出设备容器壁后即可安装导淋排放阀（202）；

步骤（3）在导淋排放阀202和设备容器间引出一根辅管路及相应辅阀3；

步骤（4）在设备容器内的排放管路起始端覆盖伞状过滤网4。

下面以空分装置的空冷塔底部导淋排放为例说明本发明导淋排放防冻防堵装置及其的具体实施方式。空冷塔的作用是将带压高温空气（比如80摄氏度），冷却到较低温度的空气（比如15摄氏度）；热空气从空冷塔中下部进入空冷塔，冷却水从空冷塔的中上部进入空冷塔，通过水分布器向下喷淋，热空气被冷却后从空冷塔顶部排出进入到后续流程，冷却水与热空气换热升温后进入到水冷却系统，按照图2所示，在空分装置停车时，施工人员从空冷塔底部人孔进入，将预制好的陀螺曲线式导淋排放管路及罩在排放管路起始端的伞状过滤器（半径400毫米）安装于空冷塔底部，并在人孔以下适当位置延空冷塔壁切线引出排放管路，在排放管路刚伸出空冷塔壁的位置安装排放阀，排放阀后安装适当引管至地沟即可；在排放阀和空冷塔壁之间的管道上接出一小支管路（截面直径10毫米）及相应辅阀，用于冬季生产时反冲仪表风用。

所述空冷塔可以是按照GB150-98《钢制压力容器》及《压力容器安全技术监察规程》制造的钢质圆柱体。以一万空分装置为例，直径约2200毫米，高度约22000毫米，空冷塔距地面1800毫米处设有人孔，空冷塔的中上部内装有瓷环（鲍尔环）用于冷却水与热空气的充分换热，冷却水从空冷塔约15000毫米高度进入，紧邻其下是水分布器、瓷环填料；空冷塔顶部设有除雾器，以防游离水带出，空冷塔底部保持一定的水液位，以便水泵抽走进入水冷塔把水冷却再返回循环使用；热空气从空冷塔的底部穿过瓷环填料与上部下来的冷却水充分换热，最后穿过除雾器离开空冷塔进入到下道流程。

本发明的一种导淋排放防冻防堵装置及其方法，适用于石油化工生产装置中的空气冷却塔、水冷塔、工业风缓冲罐、气液分离罐以及水润滑螺杆压缩机后的水分离罐中。与现有技术相比较，本发明的优点和效果：

1、本发明的导淋排放防堵防冻装置及其方法，将其导淋排放阀202之前的管路放置在设备容器内，彻底解决了排放管路冻堵问题。

2、本发明的导淋排放防堵防冻装置及其方法，将其导淋排放阀之前的管路放置在设备容器内，管路内的液体随着设备容器的液位及压力波动，使管路内的液体温度和设备容器内的温度差别不大，使设置于设备容器外的排放阀始终有传导热源提供热量，有效防止排放阀冻堵问题。

3、本发明的导淋排放防堵防冻装置及其方法，将其导淋排放阀安置于靠近设备容器外壁处，排放阀靠金属的热传导可保持一定的正温，大大减少了排放阀冻堵问题。

4、本发明的导淋排放防堵防冻装置及其方法，在排放阀和设备容器外壁之间增设一个小辅管路及其阀门，在严冬时通过此阀门反向通入一些氮气或仪表风，这样排放阀及此前的管路内均无易冻介质，彻底解决阀门及管路冻堵问题。

5、本发明的导淋排放防堵防冻装置及其方法，在排放阀和设备容器外壁之间增设一个小辅管路及其阀门，在严冬时通过此阀门反向通入一些氮气或仪表风，由于设备容器内导淋排放管路设置成陀螺曲线形式，适当延长了排放管路在设备容器内的有效容积，这样即使排放阀有轻微泄漏，液体也需要很长时间才能到达排放阀处，进一步降低了排放阀及管路冻堵问题。

6、本发明的导淋排放防堵防冻装置及其方法，将其设备容器内导淋排放管路设置成陀螺曲线形式，使排放管路在设备容器内的曲率半径尽量增大，最后排放管路延设备容器外壁切线伸出，大大减少了排放管路内气液流动阻力，管路圆滑过渡易于对管路的疏通。

7、本发明的导淋排放防堵防冻装置及其方法，对于大型的设备容器（设备容器壁面设有人孔），在设备容器底部区域安装一个伞状滤网4将排放管路的起始端盖住，以过滤掉杂物，避免其进入到排放管路而堵塞。以前是将杂物排除设备容器外，本发明的思路是将杂物暂时存放在设备容器内，待设备容器下一个检验检修周期时，再将杂物从人孔清除出去，这一思路在空分装置的空冷塔、水冷塔、水分离器的实践效果非常好，自从增加过滤网后，十年来再没有出现过导淋排放管路及阀门的堵塞问题。

8、本发明的导淋排放防堵防冻装置及其方法，由于导淋排放管路不再从设备容器的最底部引出，可以将设备容器直接落在基础之上，不用为了设备容器导淋排放管路而抬高设备容器，可将其设备容器有效高度降低一米左右，降低了设备容器的运输安装难度。

9、本发明的导淋排放防堵防冻装置及其方法，将其导淋排放阀之前的管路放置在设备容器内，排放阀可视工艺、设备要求安装到一定高度，这为设备容器的安装高度提供了可选择的可能，即可将大型设备容器人孔以下部分安装于地平线以下，为进一步优化工艺配管提供了更多的选择空间。

10、本发明设备容器导淋排放防堵防冻装置，有效降低了设备容器的安装高度，降低了设备容器的风载负荷，提供设备容器的稳定度，因此可有效降低设备容器的安装基础要求。

11、本发明的导淋排放防堵防冻装置及其方法，将其导淋排放阀之前的管路放置在设备容器内，排放阀可视工艺、设备要求安装到一定高度，且在排放管路起始端区域罩有过滤网，由于排放管路及排放阀均比设备容器底部高，所以上游工艺生产带人设备容器内颗粒性杂质或铁锈只能逐渐沉积于过滤网之上或设备容器的底部区域，不会进入排放管路中而产生堵塞。

12、本发明的导淋排放防堵防冻装置及其方法，将其设备容器内导淋排放管路设置成陀螺曲线式，使排放管路在设备容器内的曲率半径尽量增大，一旦有杂质进入排放管路也很容易机械疏通。

13、本发明的导淋排放防堵防冻装置及其方法，将其导淋排放阀之前的管路放置在设备容器内，排放阀可视工艺、设备要求安装到一定高度，且在排放管路始端区域罩有过滤网，由于过滤网的面积是排放管路截面积的许多倍，设备容器底部区域有一定的容积容许杂质长期积存于此，等待设备容器下个检验检修周期再杂物清除出去。

14、本发明的导淋排放防堵防冻装置及其方法，不需要伴热措施，冬季运行节能且现场整洁。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用于限制本发明创造，凡在本发明创造精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等，均包含于本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种用于设备容器内的导淋排放防冻防堵装置，其特征在于：该装置包括在设备容器内从设备容器的最低处延设备容器内壁呈陀螺曲线式旋转上行的排放管路（102）、在排放管路（102）延设备容器壁切线方向伸出设备容器壁后即可安装的导淋排放阀（202）、导淋排放外部管路（5）；

其中，在导淋排放阀（202）和设备容器间引出一根辅管路及相应辅阀（3）；

其中，在设备容器内的排放管路起始端覆盖有伞状过滤网（4），将其底部圆形支架直接点焊在设备容器底部或用螺钉固定以安装伞状过滤网。

2.如权利要求1所述的导淋排放防冻防堵装置，其特征在于：导淋排放阀（202）的水平位置要比排放管路起始端水平位置高。

3.如权利要求1所述的导淋排放防冻防堵装置，其特征在于：陀螺曲线式旋转上行的旋转角度在360度以内即可。

4.如权利要求1所述的导淋排放防冻防堵装置，其特征在于：导淋排放阀（202）安置于靠近设备容器外壁处。

5.如权利要求1所述的导淋排放防冻防堵装置，其特征在于：所述设备容器包括空气冷却塔、水冷塔、工业风缓冲罐、气液分离罐以及水润滑螺杆压缩机后的水分离罐这样的设备容器。

6.一种使用权利要求1所述的导淋排放防冻防堵装置的防冻防堵方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤（1）将在设备容器内的排放管路（102）从设备容器的最低处延设备容器内壁呈陀螺曲线式旋转上行；

步骤（2）在排放管路（102）延设备容器壁切线方向伸出设备容器壁后即可安装导淋排放阀（202）；

步骤（3）在导淋排放阀（202）和设备容器间引出一根辅管路及相应辅阀（3）；

步骤（4）在设备容器内的排放管路起始端覆盖伞状过滤网（4）。