CN103727387B - 一种二氧化碳气化装置的升温方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种二氧化碳气化装置的升温方法，属于电力系统领域。所述方法包括：加热压缩空气；利用加热的压缩空气吹扫二氧化碳气化装置。本发明通过使用加热的压缩空气吹扫二氧化碳气化装置，来持续补充液态二氧化碳气化所需的热量，一方面不仅避免了液态二氧化碳的气化速度降低，还可防止二氧化碳气化装置内外结冰，提高二氧化碳的利用率及置换效率；另一方面，压缩空气的使用，不仅保持了厂房整洁，且更加简单高效，能耗较低。

Description

一种二氧化碳气化装置的升温方法

技术领域

本发明涉及电力系统领域，特别涉及一种二氧化碳气化装置的升温方法。

背景技术

二氧化碳是大型发电机组中普遍采用的中间置换气体，在二氧化碳置换过程中，需要将贮存在钢瓶内的高压液态二氧化碳进行减压气化得到二氧化碳气体。液态二氧化碳的气化为一吸热过程，需从周围空气吸收大量热量，一方面，如未及时吸收足够的热量，易使得液态二氧化碳在钢瓶内固化形成干冰，降低二氧化碳利用率；另一方面，二氧化碳的吸热易导致钢瓶及周围空气温度骤降，使得空气中的水分在钢瓶上凝结，甚至结冰，对更换或搬运钢瓶造成不便。

目前，一般采用缓慢释放二氧化碳的方式来降低液态二氧化碳的气化速度，以避免二氧化碳大量吸热导致钢瓶及周围空气的温度骤降，从而防止二氧化碳钢瓶内外结冰；或者通过加热的工业用水对储存有液态二氧化碳的钢瓶进行冲淋，以补充液态二氧化碳气化所需的热量，避免干冰的产生。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

现有技术采用缓慢释放二氧化碳的方式降低液态二氧化碳的气化速度，会延长二氧化碳置换的时间，置换效率较低；采用加热的工业用水进行冲淋会造成工业用水的浪费，且工业用水的大量冲淋不仅会影响厂房整洁，还会增加排水沟槽的施工量，使得置换能耗较大。

发明内容

为了解决现有技术置换效率较低及能耗较大的问题，本发明实施例提供了一种二氧化碳气化装置的升温方法。所述技术方案如下：

一种二氧化碳气化装置的升温方法，所述二氧化碳气化装置的升温方法为：加热压缩空气；利用加热的压缩空气断续吹扫二氧化碳气化装置。

具体地，作为优选，所述加热的压缩空气的压力露点为-40℃。

具体地，作为优选，所述加热的压缩空气的温度不超过50℃。

具体地，作为优选，所述利用加热的压缩空气吹扫二氧化碳气化装置具体为：利用所述加热的压缩空气断续吹扫所述二氧化碳气化装置。

具体地，作为优选，所述二氧化碳气化装置的升温方法还包括：当加热所述压缩空气时，检测二氧化碳气化装置温度，当二氧化碳气化装置温度低于预设温度时，加热所述压缩空气；当二氧化碳气化装置温度高于预设温度时，停止加热所述压缩空气。

具体地，作为优选，所述预设温度处于30℃-50℃的范围。

具体地，作为优选，所述二氧化碳气化装置的升温方法还包括：加热所述压缩空气的同时，对所述二氧化碳气化装置进行吹扫；停止加热所述压缩空气的同时，停止对所述二氧化碳气化装置进行吹扫。

具体地，作为优选，采用电加热器加热所述压缩空气，所述电加热器的功率处于1000W-3000W的范围。

具体地，作为优选，将所述电加热器同时与压缩空气所用管道的进口、压缩空气所用管道的出口相连接，以使所述电加热器来加热所述压缩空气。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本发明实施例提供的二氧化碳气化装置的升温方法，通过使用加热的压缩空气吹扫二氧化碳气化装置，来持续补充液态二氧化碳气化所需的热量，一方面不仅避免了液态二氧化碳的气化速度降低，还可防止二氧化碳气化装置内外结冰，提高二氧化碳的利用率及置换效率；另一方面，压缩空气的使用，不仅保持了厂房整洁，且更加简单高效，能耗较低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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是本发明实施例提供的二氧化碳气化装置的升温方法流程图；

图2是本发明又一实施例提供的二氧化碳气化装置的升温方法示意图。

其中，1二氧化碳气化装置，

11二氧化碳钢瓶，

12减压阀，

13二氧化碳汇流排，

14金属软管，

2压缩空气所用管道，

3电加热器，

4压缩空气。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

实施例一

如附图1所示，本发明实施例提供的二氧化碳气化装置的升温方法具体为：加热压缩空气4；利用加热的压缩空气4吹扫二氧化碳气化装置1。

本发明实施例提供的二氧化碳气化装置1的升温方法，通过使用加热的压缩空气4吹扫二氧化碳气化装置1，来持续补充液态二氧化碳气化所需的热量，提高了二氧化碳气化装置1的温度。一方面，不仅避免了液态二氧化碳的气化速度降低，能够使二氧化碳气化装置1快速释放二氧化碳，减少二氧化碳置换的时间。而且由于二氧化碳气化装置1的温度较高，还可防止二氧化碳气化装置1内外结冰，提高二氧化碳的利用率及置换效率；另一方面，由于压缩空气4相比工业用水更加环保，成本更低，所以本发明实施例使用加热的压缩空气4来加热二氧化碳气化装置1，不仅保持了厂房整洁，且更加简单高效，能耗较低。

在大型发电机组中普遍采用氢气（H₂）作为冷却介质，H₂属于可燃性气体，与空气的混合物超过一定的范围后会发生爆炸。在大型发电机组运行期间，为了防止空气和H₂直接接触，本发明实施例中，采用二氧化碳作为中间置换气体，应用于百万级机组发电机组中，二氧化碳以高压液态形式贮存在钢瓶内，在进行置换时，首先将储存有二氧化碳的钢瓶运至汽机房。

如附图2所示，本发明实施例中，该二氧化碳气化装置1主要包括二氧化碳钢瓶11、金属软管14、通过金属软管14与所述二氧化碳钢瓶11相连接的二氧化碳汇流排13、以及设置在所述二氧化碳汇流排13上的减压阀12。

本发明实施例中所述加热的压缩空气4的压力露点为-40℃，且该加热的压缩空气4的温度不超过50℃。

本发明实施例中压缩空气4经过干燥处理，使用压力露点来表示压缩空气4的含水量，由上述压力露点值明显得到该加热的压缩空气4含水量极低，在二氧化碳气化的过程中，该含水量极低的压缩空气4最大量地带走二氧化碳气化装置1中凝结的水汽，防止二氧化碳气化装置1内外结冰，提高二氧化碳的利用率，并提高二氧化碳的置换效率。

本发明实施例中所用压缩空气4温度可在25℃-50℃范围内，例如，25℃、30℃、35℃、40℃、45℃以及50℃。由于二氧化碳气化过程是吸热过程，室温20℃下，液态二氧化碳气化热约为150kJ/kg，根据热力学定律，当加热的压缩空气4吹扫到二氧化碳气化装置1表面时，可发生对流传热，并将热量传递至二氧化碳气化装置1。根据牛顿冷却定律，将空气的对流传热系数取为20-100W/m²K时,压缩空气4的温度在25℃-50℃范围时就可提供二氧化碳气化所需热量，在本发明所述温度范围内，一方面保证供给液态二氧化碳气化足够的热量，另一方面又避免了多余的能耗输出，使压缩空气达到最佳利用率，并提高了二氧化碳的置换效率。

优选地，所述利用加热的压缩空气吹扫二氧化碳气化装1置具体为：利用所述加热的压缩空气4断续吹扫所述二氧化碳气化装置。

本发明实施例中所述压缩空气沿压缩空气所用管道2并经压缩空气所用管道2的出口喷出，对所述二氧化碳气化装置1进行断续吹扫，其吹扫量可根据实际情况来设定，从而避免压缩空气的浪费。

本发明实施例压缩空气4取自汽机房检修用的压缩空气，取用简单快捷，避免了不必要的管道材料浪费。汽机房内多处预留压缩空气所用管道2接口，便于输出压缩空气。其中压缩空气所用管道2在汽机房内呈环形布置，压缩空气4沿压缩空气所用管道2并经压缩空气所用管道2的出口喷出，来对二氧化碳气化装置1进行断续吹扫。将汽机房检修用压缩空气4进行再利用，降低了额外的能耗，增加了本发明方法的实用性。

具体地，作为优选，所述二氧化碳气化装置1的升温方法还包括：当加热所述压缩空气4时，检测二氧化碳气化装置1温度，当二氧化碳气化装置1温度低于预设温度时，加热所述压缩空气；当二氧化碳气化装置1温度高于预设温度时，停止加热所述压缩空气。其中，根据理论计算二氧化碳汽化热，本发明实施例中该预设温度设定在30℃-50℃的范围时，二氧化碳的置换效率及利用率可达到最佳。

此外，本发明实施例中，所述二氧化碳气化装置1的升温方法还包括：在加热所述压缩空气4的同时，对所述二氧化碳气化装置1进行吹扫；停止加热所述压缩空气4的同时，停止对所述二氧化碳气化装置1进行吹扫。

本发明实施例中，上述对二氧化碳气化装置1的升温方法的补充是对压缩空气断续吹扫二氧化碳气化装置1的进一步的说明，根据二氧化碳气化装置1的温度适时地控制压缩空气的加热与吹扫，一方面持续补充了液态二氧化碳气化所需的热量，防止了二氧化碳气化装置1内外结冰，提高了二氧化碳的利用率；另一方面减少了不必要的能耗，节省了人力物力，使资源利用化达到最佳，便于大规模的工业化推广。

更具体地，还可使用温度检测装置对二氧化碳的温度进行检测，例如温度传感器，并使用微处理器来接收温度传感器输出的温度信号并根据预设的温度值来进行判断是否继续加热并吹扫压缩空气。如此以来，本发明实施例提供的方法更加智能化，进一步减少人力投入，是一种耗能更低的提高二氧化碳利用率方法。

作为优选，本发明实施例中采用电加热器3加热所述压缩空气，该电加热器3同时与压缩空气所用管道2的进口、压缩空气所用管道2的出口相连接，能够使压缩空气所用管道整体得到均匀地加热，从而使得压缩空气所用管道2内的压缩空气4受热更加充分和均匀。

优选地，使用功率处于1000W-3000W的范围的电加热器3。

本发明实施例中使用小功率（1000W-3000W）电加热器3加热压缩空气4，使用方便快捷。此外，还可使用其他加热装置及方法：例如，将加热套设置在压缩空气所用管道2表面、或将加热丝设置在压缩空气所用管道2内外表面之间等，以达到加热压缩空气4的目的。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种二氧化碳气化装置的升温方法，其特征在于，所述二氧化碳气化装置的升温方法为：加热压缩空气；利用压力露点为-40℃的加热的压缩空气断续吹扫二氧化碳气化装置；

所述压缩空气取自汽机房检修用压缩空气；

所述压缩空气的温度为25-50℃。

2.根据权利要求1所述二氧化碳气化装置的升温方法，其特征在于，所述二氧化碳气化装置的升温方法还包括：在加热所述压缩空气时，检测二氧化碳气化装置温度，当二氧化碳气化装置温度低于预设温度时，加热所述压缩空气；当二氧化碳气化装置温度高于预设温度时，停止加热所述压缩空气。

3.根据权利要求2所述二氧化碳气化装置的升温方法，其特征在于，所述预设温度处于30℃-50℃的范围。

4.根据权利要求1所述二氧化碳气化装置的升温方法，其特征在于，采用电加热器来加热所述压缩空气，所述电加热器的功率处于1000W-3000W的范围。

5.根据权利要求4所述二氧化碳气化装置的升温方法，其特征在于，将所述电加热器同时与压缩空气所用管道的进口、压缩空气所用管道的出口相连接，以使所述电加热器来加热所述压缩空气。