CN108916652B - 一种减压系统的热力平衡系统 - Google Patents

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Abstract

本发明属于煤化工与石油化工设备技术领域，具体涉及一种减压系统的热力平衡系统。所述的减压系统用于高温高压工况，包括主工艺模块、机械控制系统、热力平衡系统及智能控制系统；热力平衡系统根据智能控制系统的指令，向减压系统主工艺模块提供不同温度、压力、种类的介质，实现减压系统内部的温度控制、压力控制、清洁、密封检测等功能。本发明热力平衡系统适用于高温高压工况下的减压系统，可保障减压系统的各种功能，延长减压系统整体使用寿命。

Description

一种减压系统的热力平衡系统
技术领域
本发明属于煤化工与石油化工设备技术领域，具体涉及一种减压系统的热力平衡系统。
背景技术
对于目前在建或已经运行的非固定床加氢装置，由于其进料为重油(煤焦油、常压渣油、减压渣油、催化油浆、燃料油等)与添加剂的混合物，或重油与煤粉的混合物(油煤浆)，其热高分至热低分的减压阀组为高温、高压差、高含固的工况，极易遭受冲刷磨蚀而损坏，均存在不同程度的磨损问题，最短几个小时最长几个月就需要进行切换检修，操作难度大，检修成本高、安全隐患大、以及平稳运行难。
因此，业内提出具备减压功能的多路主工艺管线组合方案，从而延长减压系统的整体使用寿命。减压系统用于300～600℃高温及10～30MPa压力的恶劣工况下，为了保证减压系统多路管线间的安全可靠及平稳运行，需要增加额外的保障系统。比如，在管线切换时，需要控制各段管线间的压力平衡，从而避免关键设备的加速损耗。在管线投用前需要进行升温热备，避免高温介质直接进入管线引起管道或设备损坏；在投用后，为了便于快速检修，又需要进行合理速率的降温，以节省检修时间；同时还要进行快速彻底的清洁，避免管线结焦、堵塞，影响下次使用。
因此，亟需设计一套合理的热力平衡系统来保证减压系统的正常运行。
发明内容
本发明的目的在于提供一种减压系统的热力平衡系统，以保证减压系统的正常运行。
本发明的技术方案如下：
一种减压系统的热力平衡系统，所述的减压系统用于高温高压工况，包括主工艺模块、机械控制系统、热力平衡系统及智能控制系统；
工艺介质进入主工艺模块，在智能控制系统的指令下，机械控制系统输出力矩，主工艺模块的各阀门进行动作开关及开度调节，从而实现工艺介质的减压，之后从减压系统流出；
所述的减压系统主工艺模块采用两路至七路包含减压阀组的主工艺管线，每一路主工艺管线完全相同，包含以减压调节阀为核心、前后切断阀或切换阀为辅助的减压阀组，减压阀组中的各阀门包括自动阀门，根据需要还包括手动阀门；
其特征在于：热力平衡系统根据智能控制系统的指令，向减压系统主工艺模块提供不同温度、压力、种类的介质，实现减压系统内部的温度控制、压力控制、清洁、密封检测等功能；
所述的热力平衡系统包含热力平衡模块1和热力平衡模块2；
热力平衡模块1用于执行如下动作中的至少一种：向主工艺模块中的管道注入热力平衡介质、从主工艺模块回收热力平衡介质至热力平衡模块1进行处理、直接从主工艺模块排出热力平衡介质；
热力平衡模块2用于执行如下动作中的至少一种：向主工艺模块中的阀门注入热力平衡介质、从主工艺模块回收热力平衡介质至热力平衡模块1进行处理、直接从主工艺模块排出热力平衡介质；
热力平衡模块1和热力平衡模块2分别包括储存单元、切换单元、加热单元、冷却单元、输送单元中的至少一种功能单元；
进一步的，如上所述的一种减压系统的热力平衡系统，热力平衡模块1和热力平衡模块2中的功能单元形式为以下两种之一：
共用部分功能单元、各自的功能单元相互独立。
进一步的，如上所述的一种减压系统的热力平衡系统，热力平衡模块1和热力平衡模块2中，所述的储存单元为储罐；
所述的切换单元为包含多个阀门的管线；
所述的加热单元为对液体加热的电加热器、换热器中的一种；加热单元为换热器时为空气换热器、蒸汽换热器、循环水换热器中的一种；
所述的冷却单元为对液体冷却的换热器；作为冷却单元的换热器为空气冷却器、循环水冷却器中的一种；
所述的输送单元为泵组及前后连接管线。
进一步的，如上所述的一种减压系统的热力平衡系统，热力平衡模块1通过管系N1、管系N2、管系N3、管系N4分别向主工艺模块的每一路主工艺管线的管道注入或回收热力平衡介质；
热力平衡模块1的管系N1、管系N2、管系N3、管系N4分别与主工艺模块中的主工艺管线形成连接点I、连接点II、连接点III、连接点IV；
所述的连接点I、连接点II、连接点III、连接点IV与热力平衡模块1的热力平衡介质入口或者出口相连；
在所述的连接点I、连接点II、连接点III、连接点IV附近分别设置压力表。
进一步的，如上所述的一种减压系统的热力平衡系统，热力平衡模块2通过管系L1、管系L2、管系L3、管系L4、管系L5分别向主工艺模块的每一路主工艺管线阀门注入热力平衡介质。
进一步的，如上所述的一种减压系统的热力平衡系统，根据系统需求选择不同温度、压力和种类的热力平衡介质；热力平衡介质为油品、蒸汽、氮气、水中的一种。
进一步的，如上所述的一种减压系统的热力平衡系统，当主工艺模块进行温度控制、压力控制中的一种控制时，热力平衡系统根据智能控制系统要求，提供恒定温度、温度连续变化两种状态之一的油品作为热力平衡介质至主工艺模块；
然后执行如下动作之一：在主工艺模块中保持设定时间、回收至热力平衡模块1进行处理、直接从主工艺模块中的主工艺管线排出。
进一步的，如上所述的一种减压系统的热力平衡系统，当主工艺模块进行清洁时，热力平衡系统根据智能控制系统要求，提供下述三种热力平衡介质之一至主工艺模块：恒定温度、温度连续变化两种状态之一的油品；恒定温度的蒸汽；恒定温度的氮气；
然后执行如下动作之一：在主工艺模块中保持设定时间、回收至热力平衡模块1进行处理、直接从主工艺模块中的主工艺管线排出。
进一步的，如上所述的一种减压系统的热力平衡系统，当主工艺模块进行密封检测时，热力平衡系统根据智能控制系统要求，提供恒定温度的氮气作为热力平衡介质至主工艺模块，并在主工艺模块中保持设定时间，配合压力表进行检测。
本发明的显著效果在于：
(1)本发明热力平衡系统适用于高温高压工况下的减压系统，可保障减压系统的各种功能，延长减压系统整体使用寿命。
(2)本发明热力平衡系统集成性好、自动化程度高、安全性好、可维护性强。
(3)本发明热力平衡系统公用工程需求可就地取材，最大程度降低一次设备投入成本和二次能源消耗成本，经济适用性强。
附图说明
图1为一种减压系统的实施例示意图；
图2为一种减压系统的功能模块示意图。
图中：A、热力平衡模块1；B、热力平衡模块2；C、主工艺管线的各阀门；D、主工艺管线的各管道；E、智能控制系统；1、；主工艺线入口；2、上游第一道切断阀；3、上游第二道切断阀；4、减压调节阀；5、下游第二道切断阀；6、下游第一道切断阀；7、主工艺线出口；8、热力平衡系统；9、机械控制系统；31、连接管道I；32、连接管道II；33、连接管道III；34、连接管道IV；35、连接管道V；36、连接管道VI；81、连接点I；82、连接点II；83、连接点III；84、连接点IV。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1和图2所示，本发明一种减压系统的热力平衡系统，所述的减压系统用于高温高压工况，包括主工艺模块、机械控制系统、热力平衡系统及智能控制系统；
工艺介质进入主工艺模块，在智能控制系统的指令下，机械控制系统输出力矩，主工艺模块的各阀门进行动作开关及开度调节，从而实现工艺介质的减压，之后从减压系统流出；
所述的减压系统主工艺模块采用两路至七路包含减压阀组的主工艺管线，每一路主工艺管线完全相同，包含以减压调节阀为核心、前后切断阀或切换阀为辅助的减压阀组，减压阀组中的各阀门包括自动阀门，根据需要还包括手动阀门；
如图1所示的减压系统主工艺模块，采用包含减压阀组的两路主工艺管线，两路完全相同，可实现一路运行、一路备用，或两路同时运行。
以一路为例，所述的主工艺管线依次包含连接管道I(31)、上游第一道切断阀(2)、连接管道II(32)、上游第二道切断阀(3)、连接管道III(33)、减压阀(4)、连接管道IV(34)、下游第二道切断阀(5)、连接管道V(35)、下游第一道切断阀(6)、连接管道VI(36)。
以另一路为例，机械控制系统(9)分别与该路的上游第一道切断阀(2)、上游第二道切断阀(3)、减压阀(4)、下游第二道切断阀(5)以及下游第一道切断阀(6)相连接。机械控制系统(9)提供了各种自动阀门动作所需力矩，并根据智能控制系统指令进行动作，从而控制各阀门开关或开度调节。
热力平衡系统根据智能控制系统的指令，向减压系统主工艺管线提供不同温度、压力、种类的介质，实现减压系统内部的温度控制、压力控制、清洁、密封检测等功能；
所述的热力平衡系统包含热力平衡模块1和热力平衡模块2；
热力平衡模块1用于执行如下动作中的至少一种：向主工艺模块中的管道注入热力平衡介质、从主工艺模块回收热力平衡介质至热力平衡模块1进行处理、直接从主工艺模块排出热力平衡介质；
热力平衡模块2用于执行如下动作中的至少一种：向主工艺模块中的阀门注入热力平衡介质、从主工艺模块回收热力平衡介质至热力平衡模块1进行处理、直接从主工艺模块排出热力平衡介质；
热力平衡模块1和热力平衡模块2分别包括储存单元、切换单元、加热单元、冷却单元、输送单元中的至少一种功能单元；
包括储存单元、切换单元、加热单元、冷却单元、输送单元中的至少一种功能单元；
热力平衡模块1和热力平衡模块2中的功能单元形式为以下两种之一：
共用部分功能单元、各自的功能单元相互独立；
热力平衡模块1和热力平衡模块2中，所述的储存单元为储罐；
所述的切换单元为包含多个阀门的管线；
所述的加热单元为对液体加热的电加热器、换热器中的一种；加热单元为换热器时为空气换热器、蒸汽换热器、循环水换热器中的一种；
所述的冷却单元为对液体冷却的换热器；作为冷却单元的换热器为空气冷却器、循环水冷却器中的一种；
所述的输送单元为泵组及前后连接管线；
热力平衡模块1通过管系N1、管系N2、管系N3、管系N4分别向主工艺模块的每一路主工艺管线的管道注入或回收热力平衡介质；
热力平衡模块1的管系N1、管系N2、管系N3、管系N4分别与主工艺模块中的主工艺管线形成连接点I81、连接点II82、连接点III83、连接点IV84；
所述的连接点I81、连接点II82、连接点III83、连接点IV84与热力平衡模块1的热力平衡介质入口或者出口相连；
在所述的连接点I81、连接点II82、连接点III83、连接点IV84附近分别设置压力表；
热力平衡模块2通过管系L1、管系L2、管系L3、管系L4、管系L5分别向主工艺模块的每一路主工艺管线阀门注入热力平衡介质；
根据系统需求选择不同温度、压力和种类的热力平衡介质；热力平衡介质为油品、蒸汽、氮气、水中的一种；
当主工艺模块进行温度控制、压力控制中的一种控制时，热力平衡系统根据智能控制系统要求，提供恒定温度、温度连续变化两种状态之一的油品作为热力平衡介质至主工艺模块；然后执行如下动作之一：在主工艺模块中保持设定时间、回收至热力平衡模块1进行处理、直接从主工艺模块中的主工艺管线排出；
当主工艺模块进行清洁时，热力平衡系统根据智能控制系统要求，提供下述三种热力平衡介质之一至主工艺模块：恒定温度、温度连续变化两种状态之一的油品；恒定温度的蒸汽；恒定温度的氮气；然后执行如下动作之一：在主工艺模块中保持设定时间、回收至热力平衡模块1进行处理、直接从主工艺模块中的主工艺管线排出；
当主工艺模块进行密封检测时，热力平衡系统根据智能控制系统要求，提供恒定温度的氮气作为热力平衡介质至主工艺模块，并在主工艺模块中保持设定时间，配合压力表进行检测。

Claims (1)

1.一种减压系统的热力平衡系统，所述的减压系统用于高温高压工况，包括主工艺模块、机械控制系统、热力平衡系统及智能控制系统；
工艺介质进入主工艺模块，在智能控制系统的指令下，机械控制系统输出力矩，主工艺模块的各阀门进行动作开关及开度调节，从而实现工艺介质的减压，之后从减压系统流出；
所述减压系统的主工艺模块采用两路至七路包含减压阀组的主工艺管线，每一路主工艺管线完全相同，包含以减压调节阀为核心、前后切断阀或切换阀为辅助的减压阀组，减压阀组中的各阀门包括自动阀门，根据需要还包括手动阀门；
其特征在于：热力平衡系统根据智能控制系统的指令，向减压系统主工艺管线提供不同温度、压力、种类的介质，实现减压系统内部的温度控制、压力控制、清洁、密封检测功能；
所述的热力平衡系统包含热力平衡模块一和热力平衡模块二；
热力平衡模块一用于执行如下动作中的至少一种：向主工艺模块中的管道注入热力平衡介质、从主工艺模块回收热力平衡介质至热力平衡模块一进行处理、直接从主工艺模块排出热力平衡介质；
热力平衡模块二用于执行如下动作中的至少一种：向主工艺模块中的阀门注入热力平衡介质、从主工艺模块回收热力平衡介质至热力平衡模块一进行处理、直接从主工艺模块排出热力平衡介质；
热力平衡模块一和热力平衡模块二分别包括储存单元、切换单元、加热单元、冷却单元、输送单元中的至少一种功能单元；
热力平衡模块一和热力平衡模块二中的功能单元形式为以下两种之一：
共用部分功能单元、各自的功能单元相互独立；
热力平衡模块一和热力平衡模块二中，所述的储存单元为储罐；
所述的切换单元为包含多个阀门的管线；
所述的加热单元为对液体加热的电加热器、换热器中的一种；加热单元为换热器时为空气换热器、蒸汽换热器、循环水换热器中的一种；
所述的冷却单元为对液体冷却的换热器；作为冷却单元的换热器为空气冷却器、循环水冷却器中的一种；
所述的输送单元为泵组及前后连接管线；
热力平衡模块一通过管系N1、管系N2、管系N3、管系N4分别向主工艺模块的每一路主工艺管线的管道注入或回收热力平衡介质；
热力平衡模块一的管系N1、管系N2、管系N3、管系N4分别与主工艺模块中的主工艺管线形成连接点I、连接点II、连接点III、连接点IV；
所述的连接点I、连接点II、连接点III、连接点IV与热力平衡模块一的热力平衡介质入口或者出口相连；
在所述的连接点I、连接点II、连接点III、连接点IV附近分别设置压力表；
热力平衡模块二通过管系L1、管系L2、管系L3、管系L4、管系L5分别向主工艺模块的每一路主工艺管线阀门注入热力平衡介质；
根据系统需求选择不同温度、压力和种类的热力平衡介质；热力平衡介质为油品、蒸汽、氮气、水中的一种；
当主工艺模块进行温度控制、压力控制中的一种控制时，热力平衡系统根据智能控制系统要求，提供恒定温度、温度连续变化两种状态之一的油品作为热力平衡介质至主工艺模块；然后执行如下动作之一：在主工艺模块中保持设定时间、回收至热力平衡模块一进行处理、直接从主工艺模块中的主工艺管线排出；
当主工艺模块进行清洁时，热力平衡系统根据智能控制系统要求，提供下述三种热力平衡介质之一至主工艺模块：恒定温度、温度连续变化两种状态之一的油品；恒定温度的蒸汽；恒定温度的氮气；然后执行如下动作之一：在主工艺模块中保持设定时间、回收至热力平衡模块一进行处理、直接从主工艺模块中的主工艺管线排出；
当主工艺模块进行密封检测时，热力平衡系统根据智能控制系统要求，提供恒定温度的氮气作为热力平衡介质至主工艺模块，并在主工艺模块中保持设定时间，配合压力表进行检测。
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陈娟娟.减温减压装置在焦化企业的应用及经济分析.《苏、鲁、皖、赣、冀五省金属学会第十五届焦化学术年会论文集（上册）》.2010,第180-181页. *

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