CN105546340A - 一种防止空分汽化系统水份渗漏的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种防止空分汽化系统水份渗漏的方法和装置，所述方法是在汽化系统停运泄压的同时维持汽化蒸发器换热螺旋管内的压力值在一定范围内，高于螺旋管外水压，防止螺旋管外的水通过裂缝渗入螺旋管内。该方法通过下述装置来实现：从外部带压气源引入一条管线接至汽化系统输出口，当汽化系统停运时，上述带压气源气体作为反充气逆向输入汽化系统管路中，维持汽化蒸发器螺旋管内的压力值高于螺旋管外水压，同时在汽化系统管路出口处设置露点分析仪表；上述方法和装置能有效解决汽化设备水份渗漏的问题，完全避免了汽化产品介质在汽化过程中混入水份，进一步提高了汽化系统的安全性和可靠性。

Description

一种防止空分汽化系统水份渗漏的方法和装置
技术领域
本发明属于低温法空气分离技术低温液体产品汽化领域。
背景技术
空分氧、氮、氩等产品从物理形态上分为气体产品和低温液体产品，在钢铁、冶金及化工等工业生产中，当对上述气体产品的需求不能满足生产用气量时，时常需要启动液体产品汽化系统，通过对储槽内的低温液体产品进行汽化来补充对气体产品的需求量。目前广泛使用的低温产品汽化系统分为空浴式和水浴式两种，空浴式采用液体与外界空气换热的方式；水浴式工作原理是低温液体介质经液体泵压缩后，在汽化蒸发器(以下简称：汽化器)的换热螺旋管(以下简称：螺旋管)内与螺旋管外水槽中40℃—50℃的工业软水进行换热，气化至常温送入管网，汽化器水槽中的工业软水经水蒸气加热补水后循环使用。水浴式与空浴式相比，具有不受外界气温高低及输送量大小变化的限制，运行时比较稳定等优点，已得到广泛运用。但采用该种方式目前普遍存在的问题是，由于-180℃左右的低温液体与40℃—50℃的热水进行换热，温差较大，导致换热过程中产生较大的振动，随着水浴式汽化系统运行时间的持续，汽化器内部螺旋管与固定支撑磨损加剧，容易导致螺旋管与固定支撑间有裂缝。由于在空分制氧生产中通常需要即时开启汽化系统补偿空分设备故障等造成的产品气不足，而汽化器的蓄水量通常较大，且使用工业软水，如停运后将蓄水排空，再次启用不仅费时也浪费成本，所以为满足生产需求随时备用，汽化系统停运后，继续保留汽化器内的蓄水。因此，如汽化器内螺旋管出现裂缝，当汽化系统停运泄压后，螺旋管内无压力，螺旋管外的水会在水压下通过裂缝渗入螺旋管内，再次启动时渗入螺旋管内的水遇到低温液体会结冰，造成螺旋管内冰堵，导致液体泵及管道超压事故发生，同时也可能将水份随汽化产品介质带入管网，给后续生产工序带来危险隐患或产品质量故障。例如：马钢公司曾发生一套22000m3/h汽化装置水进入螺旋管造成冰堵事故，因发现及时，只需对汽化器维修，返厂时间约12天，维修费用约15万元，对后续工序间接经济影响几十万元；若发现较迟，将会造成严重的安全事故，导致更大的经济损失。
目前市场销售的汽化设备无法完全杜绝此类故障的发生，本领域内对上述问题也没有更好的解决办法，主要是被动应对，通过及时更新设备或定期检修来防止渗漏发生，一旦出现冰堵等事故，只有拆卸设备进行清除，不仅影响经济效益，而且给后续工序保产带来困难。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种防止空分汽化系统水份渗漏的方法和装置。
该方法包括在汽化系统停运泄压的同时维持汽化蒸发器螺旋管内的压力值在一定范围内，高于螺旋管外水压，防止螺旋管外的水通过裂缝渗入螺旋管内。空分汽化系统在工作状态时，蒸发器螺旋管内的压力高于螺旋管外的水压，当汽化系统停运泄压时，螺旋管外的水压会高于螺旋管内的压力，如果螺旋管和支撑间存在裂缝，螺旋管外的水可能通过裂缝渗入螺旋管内，因此，在汽化系统停运泄压阶段能维持蒸发器螺旋管内的压力高于水压，就能解决上述技术问题。
上述技术方案进一步实施方案为从外部带压气源引入一条管线连接至汽化系统汽化气出口部位，汽化系统工作时，上述管线处于截止状态；当汽化系统停运时，上述带压气源气体作为反充气逆向输入汽化系统管路中，维持汽化蒸发器螺旋管内的压力值在一定范围内，高于螺旋管外水压。
为保证汽化气体的纯度，上述反充气气源介质与汽化系统工作介质相同。
作为上述技术方案更进一步实施方案，根据汽化系统工作现场实际情况，可以优选将所述汽化系统出口连接的外部管网作为反充气带压气源。
为实施上述技术方案，本发明一种防止空分汽化系统水份渗漏的装置，包括汽化系统设备和管路，具体为依次连接的储槽、液体泵、汽化蒸发器、汽化气出口和连接上述设备及出口之间的管路及管路上的仪表和阀门装置，还包括从外部带压气源引入一条管线作为反充气旁路，以及旁路上的阀门和仪表装置，所述反充气旁路连接在所述汽化蒸发器至汽化气出口的管路上，下面简称汽化气出口管路。
作为上述方案的优选方案，从所述汽化系统出口连接的外部管网引出一条旁路管线，接入汽化气出口管路上，形成反充气旁路。
作为上述方案及优选方案的进一步实施方案，所述反充气旁路接入汽化蒸发器后的压力仪表之后；同时，所述反充气旁路上设有流量控制阀，该阀门根据所述压力仪表的压力值自动或手动调节开度或闭合。
作为本发明装置的进一步改进方案，在所述汽化气出口并入管网前设置露点分析仪表。
附图说明
图1是本发明装置第一实施例示意图。
图2是本发明装置第二实施例优选方案示意图。
1.储槽；2.低温液体泵；3.汽化蒸发器(简称：汽化器)；4.反充气带压气源；5.气体介质管网；10.泵进口阀；11.泵出口阀；12.压力表；13.放空阀；14.出口调节阀；15.出口止回阀；16.出口手动阀；21.泵出口排液阀；31.蒸汽入口阀；32.水入口阀；33.汽化器排水阀；40.反充气旁路；41.流量调节阀；43.露点分析仪。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明的方法和装置作以下说明。在本实施例中仅对涉及到本发明的工艺流程及设备作说明。
本实施例中，汽化器3的汽化量为22000m3/h，汽化器3中用来换热的工业软水容积约为30m3，气体介质管网5的压力值为1.3—1.8Mpa，汽化器3运行时工作压力为0.1—2.3Mpa，汽化器3停运时压力值为0—0.03Mpa(改进前)。根据附图1或2，原汽化系统包括依次连接的设备和管道及管道上的仪表、阀门，包括：储槽1、泵进口阀10、低温液体泵2、泵出口阀11、汽化器3、压力表12、放空阀13、出口调节阀14、出口止回阀15、出口手动阀16，汽化系统管道出口与气体介质管网5连接；其中还包括液体泵2后的泵出口排液阀21，汽化器上的蒸汽入口阀31、水入口阀32、汽化器排水阀33。
改进前原汽化系统停运操作过程如下：降低低温液体泵2的转数，当压力表12的压力值低于管网5的压力0.2Mpa时，出口止回阀15自行关闭，随后停运低温液体泵2；关闭出口手动阀16、出口调节阀14、水入口阀32、蒸汽入口阀31、泵进口阀10；放空阀13开100％、泵出口排液阀21开30％，当压力表12压力降至0Mpa时，关闭泵出口阀11、泵出口排液阀21。此时，汽化器3中螺旋管内的压力基本为0，如螺旋管上有裂缝，螺旋管外的水会因为水压渗入。
为解决背景技术中提出的技术问题，根据附图1本发明从外部带压气源4引出一路管道接至原汽化系统管路压力表12之后，形成一条新的反充气旁路40，并在该旁路40上加装一只4Mpa压力等级的不锈钢流量调节阀41，所述外部带压气源4的气体介质与原汽化系统气体介质相同，可以是气瓶，也可以是管网气体，根据生产现场实际需求而定。
附图2是本发明实施例优选方案示意图，该方案在每组汽化产品输送管连接至管网5之前，即出口手动阀16之后，加装通径为25㎜的不锈钢管，引至汽化系统放空阀13之后并接，形成一条新的反充气旁路40，并在该旁路40上加装一只4Mpa压力等级的不锈钢流量调节阀41，在本实施例中，阀门41可以是自动控制阀门，也可以是手动阀门，取决于对设备成本的控制；同时在汽化气出口并入管网5前安装一只水份露点仪43(0～-100℃)配合使用。
上述改进后汽化系统工作过程为：当汽化系统停运时，液体泵进口阀10关闭，当压力表12的压力值低于管网5的压力0.2Mpa时，出口止回阀15自行关闭，停运低温液体泵2；当压力表12的压力值降到0.5Mpa时，关闭出口手动阀16、出口调节阀14、水入口阀32、蒸汽入口阀31、泵进口阀10；此时，开启反充气旁路40上的流量控制阀41，开度为5％—25％，从管网5引入带压反充气，控制压力表12的压力值在0.3—1.8Mpa，并通过流量控制阀41开度调节直到压力表12的压力值维持在0.8Mpa；同时，当泵出口排液阀21吹除口霜融化时，关闭泵出口阀11、泵出口排液阀21，停运操作结束，再次启动时，只需先将流量调节阀41关闭即可。通过采用上述改进的方法和装置，保证汽化器螺旋管内的压力在汽化系统停运期间始终高于螺旋管外水压，避免水通过螺旋管表面不易发现的裂缝渗入螺旋管内。
此外，在汽化系统停运期间，需关注压力表12的压力值变化，并通过流量调节阀41及时调整。同时，汽化系统停运备用期间，可以定期从汽化器3的顶部观察孔检查汽化器桶内水面是否有气泡存在，若发现冒气泡，说明介质螺旋管有泄漏，可以提前进行处理，提高了生产的安全性。
为进一步确保水份不会被汽化介质带入管网，在汽化气出口并入管网5前设置露点分析仪表43，对进入管网前的汽化介质实时监控；当露点分析仪表43显示的露点分析数值≤50％时，及时停运汽化系统，通过上述方法进行漏点检查，从而完全杜绝了运行时将水份随产品介质带入管网事故的发生。
本发明一种防止空分汽化系统水份渗漏的方法和装置，该方法简单易行，克服了国内汽化设备普遍存在的缺陷，完全避免了因渗漏等原因导致地汽化产品介质混入水份带入管网事故的发生。该装置管线设计简单、紧凑、合理，投资、运行费用低，且操作方便，运行可靠。总之，该发明即保证了汽化系统安全可靠地运行，同时防患于未然，节约了维修成本，避免因设备故障导致的进一步损失。

Claims (9)

1.一种防止空分汽化系统水份渗漏的方法，该方法包括：在汽化系统停运泄压的同时维持汽化蒸发器换热螺旋管内的压力值在一定范围内，高于螺旋管外水压，防止螺旋管外的水通过裂缝渗入螺旋管内。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：从外部带压气源引入一条管线连接至汽化系统汽化气出口部位，汽化系统工作时，上述管线处于截止状态；当汽化系统停运时，上述带压气源气体作为反充气逆向输入汽化系统管路中，维持汽化蒸发器螺旋管内的压力值在一定范围内，高于螺旋管外水压。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述反充气气源介质与汽化系统工作介质相同。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：将所述汽化系统出口连接的外部管网作为反充气带压气源。
5.一种防止空分汽化系统水份渗漏的装置，包括汽化系统设备和管路，具体为依次连接的储槽、液体泵、汽化蒸发器和连接上述设备之间的管路及管路上的仪表和阀门装置，汽化气出口与外部管网连接；其特征在于：还包括从外部带压气源引入一条管线作为反充气旁路，以及旁路上的阀门装置，所述反充气旁路连接在所述汽化蒸发器至汽化气出口的管路上，下面简称汽化气出口管路。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于：从所述汽化系统出口连接的外部管网引出一条旁路管线，接入汽化气出口管路上，形成反充气旁路。
7.根据权利要求5或6所述的装置，其特征在于：所述反充气旁路接入汽化蒸发器后的压力仪表之后。
8.根据权利要求5或6所述的装置，其特征在于：所述反充气旁路上设有流量调节阀。
9.根据权利要求5所述的装置，其特征在于：在所述汽化气出口并入管网前设置露点分析仪表。
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