CN106090243A - 一种改造阀门以提取不凝气的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种改造阀门以提取不凝气的方法，该方法包括以下步骤：通过改造空分不凝气管道上的阀门，将阀门上游与下游隔绝，通过阀门本体将空分的不凝气引出冷箱，以利于下一步的加工；改造阀杆，以管道替代阀杆，通过改造阀芯将不凝气引入替代阀杆的管道，通过被改造的阀芯和替代阀杆的管道将不凝气经阀门低温延伸段引出冷箱，形成通路。该方法通过改造不凝气管道阀门，只需要抽出阀门阀芯，改造阀杆阀芯从而引出不凝气，不需要打开冷箱进行管路改造，不会对原有运行管路造成影响，从而极大地节省了改造费用(从几百万变为几万的改造费用)，对原有的运行可靠性不会有任何影响，从而在经济上和运营上都是可行的方案。

Description

一种改造阀门以提取不凝气的方法
技术领域
本发明涉及稀有气体提取及化工深冷工程技术领域，具体涉及一种通过改造空分中不凝气管道上的阀门以提取不凝气的方法。
背景技术
氖气、氦气作为稀有气体，极少量地分布于空气之中，通常在空分生产时，因为其液化点远远低于空分冷箱中的运行温度而无法被冷凝成液体，从而聚集在空分的主冷凝换热器的氮通道中，如果不予排放则会影响主冷凝换热器的正常工作。通常，如果在空分的原始设计中没有考虑提取不凝气作为氖氦粗原料气时，氖氦气体与少量的氢气和氮气作为不凝气，通过不凝气管道排入污氮管道，经过主换热器复热后放入大气中。
如图1所示，现有技术中的空分设备在空分生产中，由于空分主冷凝换热器6的工作温度在-180℃附近，其温度不足以冷凝氖氦氢等一些液化温度低于-180℃的气体，所以在主冷凝换热器顶部会主要由这些气体形成不凝性气体，在正常运行中需要及时排除不凝性气体以保障主冷凝换热器的正常运行。在没有设计氖氦提取装置的设备中，空分的不凝气管路2、3之间一般会配置一台手动减压阀1用于将4～5公斤(表压)左右的不凝气导入到0.1～0.5公斤(表压)左右的污氮管线4中，经过换热器8复热后统一出冷箱9排空到大气，以利于空分主冷凝换热器的正常运行。图1中还示出了空分上塔5和空分下塔7。
当空分建成后，如果需要提取不凝气，则需要打开冷箱，移除珠光砂，重新接管改造，需要等待空分3年一次的大加温，打开冷箱移除珠光砂需要耗费极其巨大的资金(几百万等级的改造费用)，同时因为改造动作大，后期不可控因素也相应增多，对后期安全可靠地生产运行有很大影响，所以通过开冷箱改造的方式得到不凝气的方式在经济上和运营上都不可行。
发明内容
本发明的目的在于提供一种通过改造空分中不凝气管道上的阀门以提取不凝气的方法，通过改造图1中空分不凝气管道上的手动阀门1(本领域通常简称手阀)，隔断不凝气管道上游2和不凝气管道下游3，以隔断空分中不凝气排往污氮的通道，将不凝气经由阀门伸出冷箱的低温延伸段(阀体延长段或阀盖延长段)直接引出冷箱，以进行下一步的加工。
对图1中的手动阀门1(本领域通常简称为手阀)进行改造，将手阀的阀杆阀芯抽出后，对阀芯进行加工，改造阀杆，以管道替代阀杆，通过改造阀芯将不凝气引入管道，通过被改造的阀芯和替代阀杆的管道将不凝气经阀门低温延伸段引出冷箱，形成通路。
为实现上述目的，本发明主要提供两种方法改造阀门以提取不凝气的方法
方法1包括以下步骤：
A、通过改造空分不凝气管道上的阀门，将阀门上游与下游隔绝；
B、改造阀杆，以管道替代阀杆，通过改造阀芯将不凝气引入替代阀杆的管道，通过被改造的阀芯和替代阀杆的管道将不凝气经阀门低温延伸段引出冷箱，形成通路，并隔离不凝气和污氮；
C、改造阀门填料，使其适用于低温环境，隔离污氮到大气的通路；
D、通过改造后的阀门将空分的不凝气引出冷箱，提取出不凝气。
方法2包括以下步骤：
A、改造阀门本体，封闭阀门通向下游的通路；
B、封闭下游管道；
C、去除阀杆阀芯，将阀门原阀盖及阀门延伸段(阀盖延伸段或者阀体延伸段)作为管道将不凝气引出冷箱，形成通路，提取不凝气。
本发明具有如下优点：本发明所述的改造阀门以提取不凝气的方法与现有技术相比，通过改造不凝气管道阀门，只需要抽出阀门阀芯，改造阀杆阀芯从而引出不凝气，不需要打开冷箱进行管路改造，不会对原有运行管路造成影响，从而极大地节省了改造费用(从几百万变为几万的改造费用)，对原有的运行可靠性不会有任何影响，从而在经济上和运营上都是可行的方案。
附图说明
图1是现有技术中的空分不凝气合并入污氮气的流程示意图。
图2是本发明第一实施例的改造阀门的结构示意图。
图3是本发明第二实施例的改造阀门的结构示意图。
图4是本发明第三实施例的改造阀门的结构示意图。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
为实现上述目的，本发明主要提供两种方法改造阀门以提取不凝气的方法
方法1包括以下步骤：
A、通过改造空分不凝气管道上的阀门，将阀门上游与下游隔绝；
B、改造阀杆，以管道替代阀杆，通过改造阀芯将不凝气引入替代阀杆的管道，通过被改造的阀芯和替代阀杆的管道将不凝气经阀门低温延伸段引出冷箱，形成通路，并隔离不凝气和污氮；
C、改造阀门填料，使其适用于低温环境，隔离污氮到大气的通路；
D、通过改造后的阀门将空分的不凝气引出冷箱，提取出不凝气。
方法2包括以下步骤：
A、改造阀门本体，封闭阀门通向下游的通路；
B、封闭下游管道；
C、去除阀杆阀芯，将阀门原阀盖及阀门延伸段(阀盖延伸段或者阀体延伸段)作为管道将不凝气引出冷箱，形成通路，提取不凝气。
下面通过具体的实施例说明本发明所述的的改造阀门以提取不凝气的方法的具体步骤。
第一实施例
如图2所示，以一台设计生产6万标准立方氧气的空分为例，其冷箱内装有两条不凝气去往污氮的管线(包括上游管道12和下游管道13)，需要改造2只不凝气管道上的手阀，在改造后，每小时约可以生产700至1400标准立方富含氖氦的不凝气体，可用于装瓶或者进一步纯化。
上游管道12和下游管道13之间管线上的手阀采用了阀盖延长型截止阀，置于冷箱中独立的阀门隔箱14内，其结构如图2所示，使用矿渣棉18用于绝热，在冷箱外冷箱壁15的位置使用皮囊17覆盖，上下游管道通过焊接连接。手阀包括阀体1、阀密封2、阀盘3、阀盖垫片4、阀盖5、螺栓6、阀杆8、密封填料9、压紧螺母10、手轮11、螺栓16、皮囊17、矿渣棉18和垫环19，其中阀密封2和阀盘3构成阀芯。
步骤B中所述的改造阀杆和改造阀芯的具体步骤包括：在打开阀门隔箱14的皮囊17后，除去矿渣棉18，拧下阀盖5上的螺栓6，将阀盖打开，将阀体1和阀上部的阀密封2、阀盘3、阀盖垫片4、阀盖5、螺栓6、阀杆8、密封填料9、压紧螺母10以及手轮11分离，即可以看到阀芯(包括阀密封2和阀盘3)，取下手轮11，分离阀杆8与阀芯，在不破坏阀密封2的同时沿轴向向上打通阀盘3，在阀盘3上加工出通孔，同时用延长管7代替阀杆8，使延长管7对准阀盘上的通孔，将延长管7焊接在阀盘上，将该延长管7引出阀门本体。
步骤C中所述的隔离不凝气与污氮的具体步骤包括：在阀盘3与阀盖5之间安装上弹簧，一方面提供足够的下压力保证在空分运行时阀芯两侧的压力差(约0.5MPa)不能顶开阀芯，从而密封了上游管道12中的不凝气和下游管道13中的污氮气，另一方面，在低温下避免了管道收缩导致的密封失败。
步骤D中所述的改造阀门填料的具体步骤包括：在去除阀门手轮11以后，将阀门的密封填料9改为PCFTE材料(聚三氟氯乙烯)，然后将阀门复原，拧紧阀盖上的螺栓，将用于替代阀杆的管道焊接连接好下游管道，回填矿渣棉并盖上皮囊，这就完成了整个阀门的改造过程。
空分运行时，阀门上游的不凝气通过改造后的阀芯引入原阀杆位置的管道，从而引出冷箱。
第二实施例
如图3所示，以一台每小时氧生产能力为8万标准立方的空分为例，采用了多层主冷，装有8根不凝气管道(即设有8个阀门)将2700标准立方不凝气放空到污氮气中然后放空到大气中，通过改造这8个阀门，将不凝气通过改造后的阀门引出冷箱，以进一步的进行装瓶或者纯化的工作。
其中手阀采用了阀体延长型截止阀，如图3所示，直接安装在冷箱19内，其阀盖3在冷箱外，上下游管道通过焊接连接。改造时，直接拧下阀盖螺栓就可打开阀盖，取出阀杆阀芯进行改造。
如图3所示，手阀包括格兰头(压盖法兰)1、上导杆2、阀盖3、螺栓螺母4、阀盖法兰5、阀盖垫片6、阀芯密封7、阀芯8、阀座9、阀座垫片10、进口管道11、格兰头螺母螺栓12、密封填料13、填料间隔14、防挤出间隔15、下导杆16、阀体17和出口管道18。
改造时，按阀芯8的形状制作加工含轴向通孔的阀芯，按阀杆131的形状加工管道，将加工的管道与改造后的阀芯焊接连接，在管道中上部合适的位置焊接一圈突出盘，用于固定弹簧；将弹簧安装在阀盖3和突出盘之间，用于提供足够的下压力以保证当空分运行时阀芯两边的压力差(约0.5MPaA)不能顶开阀门，从而密封了上游管道11中的不凝气和下游管道18中的污氮气，另一方面，在低温下弥补了管道收缩导致的密封失败；最后，如果阀门密封填料不适合低温的，需改成PCFTE(聚三氟氯乙烯)的填料。在复原阀门后将用于替代阀杆的管道焊接连接下游管道即完成了改造。
空分运行时，阀门上游的不凝气通过改造后的阀芯引入原阀杆位置的管道，从而引出冷箱。
第三实施例
如图4所示，以一台每小时生产40000标准立方氧气的空分为例，安装有单层主冷，装有2根不凝气管道(即设有2个阀门)将约400标准立方不凝气放空到污氮气中然后放空到大气中，通过改造这2个阀门，将不凝气通过改造后的阀门引出冷箱21，以进一步的进行装瓶或者纯化的工作。
其中手阀采用了阀盖延长型闸阀，置于冷箱中独立的阀门隔箱23内，其结构如图4所示，手阀包括锁紧螺母1、铭牌2、手轮3、螺杆螺母4、轴承环5、压紧螺栓6、填料压盖7、螺栓支架8、填料9、阀盖上部10、阀杆11、阀盖延长杆12、阀盖螺栓13、阀盖下部14、整体楔形阀闸15、阀体16、下游管道连接螺母17、下游管道18、阀座19、皮囊20、矿渣棉22、隔箱23、上游管道24和上游管道连接螺母25。使用矿渣棉22用于绝热，在冷箱外使用皮囊20覆盖，上下游管道通过螺纹三件套连接，使用下游管道连接螺母17和上游管道连接螺母25压紧。
改造时，打开阀门隔箱的皮囊后，除去矿渣棉，拧开下游管道连接螺母17和上游管道连接螺母25即可将整个阀门取出，截短下游管道18后将下游管道用封头焊死，使用封头封闭阀门去往下游管道的螺纹接口，拆除整体楔形阀闸15、阀杆11、填料9、螺栓支架8、填料压盖7、压紧螺栓6、轴承环5、螺杆螺母4、手轮3、铭牌2和锁紧螺母1，通过原阀门上游管道连接螺母25和连接三件套将阀门与阀门上游重新连接，再在阀盖上部10焊上连接下游的管线，填回矿渣棉，盖好皮囊，即完成了改造。
空分运行时，阀门上游的不凝气通过改造后的阀门引入原阀盖延长段，将阀盖延长段作为管道从而引出冷箱。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种改造阀门以提取不凝气的方法，其特征在于，通过改造空分不凝气管道上的阀门，隔断不凝气管道的上游和下游，以隔断空分中不凝气排往污氮的通道，将不凝气经由阀门伸出冷箱的低温延伸段直接引出冷箱，以进行下一步的加工。
2.如权利要求1所述的改造阀门以提取不凝气的方法，其特征在于改造阀门的方法包括以下步骤：
A、通过改造空分不凝气管道上的阀门，将阀门上游与下游隔绝；
B、改造阀杆，以管道替代阀杆，通过改造阀芯将不凝气引入替代阀杆的管道，通过被改造的阀芯和替代阀杆的管道将不凝气经阀门低温延伸段引出冷箱，形成通路，并隔离不凝气和污氮；
C、改造阀门填料，使其适用于低温环境，隔离污氮到大气的通路；
D、通过改造后的阀门将空分的不凝气引出冷箱，提取出不凝气。
3.如权利要求2所述的改造阀门以提取不凝气的方法，其特征在于改造阀杆，以管道替代阀杆，通过改造阀芯将不凝气引入替代阀杆的管道，通过被改造的阀芯和替代阀杆的管道将不凝气经阀门低温延伸段引出冷箱，形成通路。
4.如权利要求2所述的改造阀门以提取不凝气的方法，其特征在于，用于替代阀杆的管道与改造后的阀芯形成的通路用于隔离不凝气与污氮。
5.如权利要求2所述的改造阀门以提取不凝气的方法，其特征在于，还包括改造阀门填料，隔离污氮到大气的通路。
6.如权利要求1所述的改造阀门以提取不凝气的方法，其特征在于，改造阀门的方法包括以下步骤：
A、改造阀门本体，封闭阀门通向不凝气下游管道的通路；
B、封闭不凝气下游管道；
C、去除阀杆阀芯，将阀门原阀盖及阀门延伸段作为管道将不凝气引出冷箱，形成通路，提取不凝气；所述的阀门延伸段包括阀盖延伸段或者阀体延伸段。
7.如权利要求6所述的改造阀门以提取不凝气的方法，其特征在于改造改造阀门本体，封闭阀门通向不凝气下游管道，以隔断不凝气去往污氮的通路。
8.如权利要求6所述的改造阀门以提取不凝气的方法，其特征在于，封闭不凝气下游管道用于隔断污氮通往大气的通路。
9.如权利要求6所述的改造阀门以提取不凝气的方法，其特征在于，将阀门原阀盖和阀门延伸段作为管道将不凝气引出冷箱，所述的阀门延伸段包括阀盖延伸段或者阀体延伸段。
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