CN110651151A - 液化气体供应备用系统和液化气体备用供应方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种用较少能源消耗连续地进行液化气体供应的液化气体供应备用系统。液化气体供应备用系统(1)包括使得从液化气体泵(13)进料的液化气体在低于周围环境温度的第一温度下在状态上转变成气体的蒸发器(12)、通过加热介质将在该第一温度下的气体的温度升高至高于该第一温度的第二温度的热交换单元(16)、用电加热器将在该第二温度下的气体的温度升高至高于该第二温度的第三温度的加热单元(14)、将在该加热单元(14)中产生的气体进料至主管道的备用气体供应管道、测量在该主管道或该备用气体供应管道中的内部压力的压力计(20)、给该电加热器和/或该液化气体泵(13)供应能源的发电机(15)、以及当通过该压力计(20)测量的压力下降至或低于阈值时控制该发电机(15)运行该发电机的发电机控制单元(31)。

Description

液化气体供应备用系统和液化气体备用供应方法
说明书
技术领域
本发明涉及在液化气体供应中的液化气体供应备用系统以及液化气体备用供应方法。作为液化气体，在此列举例如液氮、液氧(例如超高纯度的氧)、液化天然气(例如高纯度甲烷)等。
背景技术
后备装备经常安装在连续地或间歇地生产气体和供应所生产的气体的设施中。这是为了即使当制造设施停止时仍连续地供应气体。
例如，当空气分离装置生产的氮气被连续地供应至使用目的地时，后备装备被放置在空气分离装置中，以便处理由于失去能源(power)供应而导致的供应停止的情况(专利文献1)。
当在正常时间下供应具有高纯度的氮气时，在后备装备的制动时间也需要供应具有高纯度的氮气。为了生产具有高纯度的后备氮，需要用泵增加所储存的液氮的压力、在大气蒸发器中蒸发氮、并且其后需要通过化学吸附剂去除杂质。
为了通过化学吸附剂去除杂质，引入至化学吸附剂中的气体必须具有一定的或更高的温度。在温暖的环境中，如果使用大气蒸发器，则蒸发的气体被加热至化学吸附需要的或更高的温度。然而，在冷的区域中，从大气中不能获得足够量的热，并且通过大气蒸发器蒸发的气体被引入至下游化学吸附剂中，同时气体的温度保持在低于化学吸附所要求的温度。
因此，通过蒸发器蒸发的气体通过使用电加热器被进一步加热至要求的温度。当失去能源供应时，电加热器的能源供应由应急能源供应(例如柴油发电机)来供应。此外，应急能源供应还用作以上描述的泵的能源供应。
在常规技术中，从通过大气蒸发器能达到的温度加热至化学吸附所要求的温度所要求的所有的热的量已经通过电加热器来供应。结果，能源消耗量大，并且还需要使用于供应能源供应的设施大。
作为用于通过相对小的能源消耗量蒸发液化气体并将液化气体加热至希望的温度的方法，提出了一种用于向加热单元供应通过燃烧液化天然气获得的燃烧热的方法(专利文献2)。然而，该方法具有通过燃烧而消耗部分作为产品生产的液化气体(液化天然气)的问题。
作为另一种用于蒸发并加热液化气体的方法，还提出了一种使用柴油发电机的排气热和液化气体的冷度的方法(专利文献3)。然而，该方法的配置复杂，起始工艺也复杂，并且其需要时间启动，所以难以及时处理应急情况，例如失去能源供应，尽管该方法适合于稳定操作。
引用目录
专利文献
[专利文献1]日本专利公开号7-218121
[专利文献2]日本专利公开号2003-74793
[专利文献3]日本专利公开号51-101219
发明内容
技术问题
本发明的目的是提供一种液化气体供应备用系统和液化气体备用供应方法，其没有以上描述的缺点，并且用较少的能源消耗连续地进行液化气体的供应。
问题的解决方案
(发明1)
根据本发明的液化气体供应备用系统，其包括
储存液化气体的储存罐，
将该液化气体从该储存罐进料至下游的液化气体泵，
使得从该液化气体泵进料的液化气体在低于周围环境温度的第一温度下在状态上转变成气体的蒸发器，
通过加热介质使在该第一温度下的气体的温度增加至高于该第一温度的第二温度的热交换单元，
在热交换单元的下游的将该气体进料至主管道的备用气体供应管道，
测量该主管道或该备用气体供应管道的内部压力的压力计，
给该液化气体泵供应能源的发电机，以及
在通过该压力计测量的压力下降至或低于阈值时控制该发电机运行该发电机的发电机控制单元。
在根据本发明的液化气体供应备用系统中，即使当由于例如失去能源供应、通过主管道供应的液化气体的储存量不足等原因，通过主管道供应的气体的压力降低时，液化气体的供应仍可以连续地进行。
也就是说，当压力计的测量值变为阈值或更小时，发电机运行且能源被供应至液化气体泵，并且加热介质被供应至热交换单元，由此温度增加从通过蒸发器和电加热器的常规的温度增加变成通过蒸发器和热交换单元的温度增加，并且相比于常规系统，来自发电机的能源供应量可以减少。
在本发明中，周围环境温度可以是低于化学吸附类型的杂质去除装置(该装置去除了通过在大气类型蒸发器中将液化气体气化而获得的气体中的杂质)中的杂质去除处理温度的温度，例如，并且可以是10℃或更小、5℃或更小、0℃或更小、以及-5℃或更小中的任一项。
在以上描述的发明中，“第二温度”优选地是高于化学吸附类型的杂质去除装置中的杂质去除处理温度(T)的温度、更优选地比该杂质去除处理温度(T)高2℃或更多、并且更加优选地比该杂质去除处理温度(T)高4℃或更多。“第二温度”优选地根据从加热单元至杂质去除单元的管道距离以及管道的热绝缘性能来设置。
本发明的一个实施例进一步包括加热单元，该加热单元布置在该热交换单元的后续级处，并且通过电加热器将在该热交换单元中产生的在该第二温度下的气体的温度增加至高于该第二温度的第三温度，
其中发电机可以配置为给电加热器和/或液化气体泵供应能源。
在以上描述的配置的情况下，“第三温度”优选地是高于化学吸附类型的杂质去除装置中的杂质去除处理温度(T)的温度、更优选比该杂质去除处理温度(T)高2℃或更多、并且更加优选比该杂质去除处理温度(T)高4℃或更多。“第三温度”优选地根据从加热单元至杂质去除单元的管道距离以及管道的热绝缘性能来设置。
根据该配置，当压力计的测量值变为阈值或更小时，发电机运行，能源被供应至液化气体泵和/或电加热器，并且加热介质被供应至热交换单元，由此从其中通过两个元件(装置)进行温度增加的常规配置，通过三个元件(装置)的温度增加得以进行，并且来自发电机的能源供应量可以减少。
此外，本发明的一个实施例进一步包括加热单元，该加热单元布置在该热交换单元的后续级处，并且通过电加热器将在该热交换单元中产生的在该第二温度下的气体的温度增加至高于该第二温度的第三温度，并且
发电机可以被配置为当该第二温度是高于化学吸附类型的杂质去除装置中的杂质去除处理温度(T)的温度时给该液化气体泵供应能源并且停止或不给该电加热器供应能源，并且
发电机可以被配置为当该第二温度低于该化学吸附类型的杂质去除装置中的杂质去除处理温度(T)，并且该第三温度是高于该化学吸附类型的杂质去除装置中的杂质去除处理温度(T)的温度时给该电加热器和该液化气体泵供应能源。
根据该配置，当第二温度是高于化学吸附类型的杂质去除装置中的杂质去除处理温度(T)的温度时，发电机只给液化气体泵供应能源并且不给电加热器供应能源，并且当第二温度低于化学吸附类型的杂质去除装置中的杂质去除处理温度(T)且第三温度是高于化学吸附类型的杂质去除装置中的杂质去除处理温度(T)的温度时，发电机给电加热器和液化气体泵供应能源，由此，即使当系统包括电加热器时，电加热器的使用仍可以得到适当控制。
在以上描述的配置中，可以包括在发电机给电加热器和液化气体泵、或仅液化气体泵供应能源后测量热交换器的气体的第二温度的第一温度计，以及测量在加热单元的后续级的气体的第三温度的第二温度计。
化学吸附类型的杂质去除装置可以安装在主管道中，或者可以安装在备用气体供应管道中。
在本发明中，可以将蒸发器和热交换单元配置成分开的主体。
在本发明中，热交换单元可以是排气热回收单元。
在本发明中，可以包括用于将气体从蒸发器进料至热交换单元的蒸发气体供应管道、以及用于将气体从热交换单元进料至加热单元的待加热气体引入管道。
在本发明中，可以将蒸发器和热交换器整合地配置。
在本发明中，可以将热交换单元布置在构成蒸发器的一部分的下游侧管道中。
在本发明中，储存液化气体的储存罐是用于储存例如液氮、液氧或液化天然气的液化气体的储存罐。可以采用仅一个储存罐、或可以采用多个储存罐。可以将储存罐安装在液化气体生产设施中、或可以独立于液化气体生产设施，并且储存罐可以储存在远处生产的液化气体。
在本发明中，蒸发器可以是空气加热类型。
在本发明中，热交换单元的加热介质可以为气态、或可以为液态。加热介质的温度是高于第一温度的温度。
在本发明中，压力计可以测量主管道的内部压力、或可以测量在备用气体连接主管道的点的上游侧的备用气体供应管道的内部压力。当在主管道或备用气体供应管道中设置杂质去除单元时，可以将压力计设置在杂质去除单元的前一级或可以设置在后续级。
当压力计被布置在备用气体供应管道中时，将控制阀布置在压力计的储存罐侧，并且可以受到控制，使得在正常操作时间控制阀关闭，并且在后备操作时间控制阀打开。
当压力计被布置在主管道中时，将控制阀布置在备用气体供应管道中，并且可以受到控制，使得在正常操作时间控制阀关闭，并且在后备操作时间控制阀打开。
在本发明中，发电机可以是柴油发电机。发电机可以给电加热器和液化气体泵两者供应能源，还可以给电加热器或液化气体泵中的仅一个供应能源。
在本发明中，当通过压力计测量的压力下降至阈值或更低时，发电机运行，并且该阈值是低于在通过主管道供应经汽化的液化气体的时间下的供应压力(正常时间供应压力)的值，并且可以提前设置为例如正常时间供应压力的50％或更小的值。
(发明2)
在根据本发明的液化气体供应备用系统中，加热介质可以是在发电机中产生的加热介质。
在本发明中，在发电机中产生的加热介质可以是通过随着发电机的操作引起的发电机主体的温度增加而产生的排气热、或可以是用于冷却发电机的冷却水。在此，排气热或冷却水的温度是第二温度或更高。
在本发明中，可以将加热介质在给经汽化的液化气体提供热之后释放到大气中、可以在预定处理后释放、或可以将其回收。前述预定处理可以是例如用于将加热介质的温度降低至提前设置的希望的或更低的温度的处理，或加热介质可以不经预定处理而释放。
常规地，气体必须被加热至预定温度以去除在蒸发器中蒸发的液化气体中的杂质，但是在冷的区域中通过空气加热是不够的。因此，蒸发后的液化气体必须通过由发电机给电加热器供应能源来加热。同时，通过发电机的驱动产生的热的量作为发电机的冷却水或排气热被释放到外侧。根据本发明，通过发电机的驱动产生的热的量有效地用于加热在蒸发器中汽化的液化气体。因此，发电机给电加热器供应的能源减少，并且可以用简单的配置使用较少的能源消耗来进行液化气体备用供应。
(发明3)
根据本发明的液化气体供应备用系统可以进一步包括用于将加热介质循环至热交换单元和发电机的加热介质循环通路。
在本发明中，在将在发电机中产生的加热介质用作热交换单元中的加热介质后，该加热介质可以被释放到该热交换单元的外侧，但还可以通过加热介质循环通路循环至发电机。通过加热介质循环通路返回至发电机的加热介质可以用于冷却发电机。通过加热介质循环通路循环的加热介质可以为气态，或可以为液态，例如像冷却水、或其他制冷剂液体。
在本发明中，通过提供加热介质循环通路，在热交换单元中温度降低的加热介质还可以用作冷却发电机的加热介质，这是高效的。进一步地，即使当高温废气或冷却水不能围绕发电机被释放时，如果加热介质通过加热介质循环通路被循环并使用，则加热介质没有被释放，这使得在降低温度至固定温度或更低之后不必须释放加热介质。
(发明4)
在根据本发明的液化气体供应备用系统中，可以将热交换单元布置在配置蒸发器的管的下游侧管中。
在本发明中，呈液态的液化气体流动至蒸发器上游侧管中，并且向着蒸发器下游侧管被逐渐汽化。因此，将热交换单元布置在构成蒸发器的一部分的下游侧管道中，并且将其配置为使得下游侧管道中的加热介质和气体可以进行热交换。
在本发明中，通过整合蒸发器和热交换单元，简化了设备配置，并且可以使布置设备的占地面积变小。
(发明5)
在根据本发明的液化气体供应备用系统中，热交换单元包括加热介质通路，该加热介质通路具有接收加热介质的加热介质入口、以及排放所接收的加热介质的加热介质出口、以及待加热气体(从蒸发器进料的气体、或在蒸发器下游侧的气体)流动于其中的气体通路，并且
可以将该加热介质入口布置在该气体通路的下游侧，并且可以将该加热介质出口布置在该气体通路的上游侧。
在本发明中，热交换单元具有上游侧部分，在该上游侧部分中紧接被引入热交换单元之后的经汽化的液化气体处在相对低的温度下；以及下游侧部分，在该下游侧部分中在热交换单元中被加热的经汽化的液化气体处在相对高的温度下。在本发明中，可以将加热介质供应至整个热交换单元，但还可以供应至下游部分。为了使加热介质接触其中经汽化的液化气体穿过的管道的外侧，热交换单元可以具有将加热介质吹至管道外侧的鼓吹器件。
在本发明中，热交换单元不是特别限制的，并且可以为已知形状。热交换单元可以是逆流类型结构的热交换单元，该结构是其中加热介质从高温侧(气体通路上游侧)流至低温侧(气体通路下游侧)的结构。通过逆流结构的热交换单元，热交换效率进一步提高。
(发明6)
根据本发明的液化气体供应备用系统可以包括测量在备用气体供应管道中的气体的温度、或测量备用气体供应管道的温度的第一温度计，以及
控制该电加热器使得通过该第一温度计测量的温度成为该第三温度的电加热器控制单元。
在本发明中，将温度计插入备用气体供应管道中，并且可以测量在备用气体供应管道中的气体温度。此外，在本发明中，可以将温度计粘贴在备用气体供应管道的外侧，并且可以测量备用气体供应管道的管道温度。
在本发明中，加热单元可以具有多管道类型或鳍片式的电加热器。电加热器控制单元控制电加热器，例如可以进行由发电机供应的电流的开/关控制、或可以进行基于所测量的气体温度的反馈控制。
在本发明中，通过基于备用气体供应管道的温度控制电加热器，即使当发生周围环境温度改变和液化气体供应量变化时，仍可以供应在提前设置的希望的温度下的液化气体(汽化后的液化气体)。进一步地，通过进一步进行反馈控制，可以将经汽化的液化气体的温度控制至固定温度，使得可以减少来自发电机的能源。
(发明7)
根据本发明的液化气体供应备用系统进一步包括测量在待加热气体引入管道中的气体温度、或测量该待加热气体引入管道的温度的第二温度计，其中，电加热器控制单元可以基于通过第二温度计和第一温度计测量的对应温度来控制电加热器，使得通过第一温度计测量的温度成为第三温度。
在本发明中，将温度计插入待加热气体引入管道中，并且可以测量在待加热气体引入管道中的气体温度。此外，在本发明中，可以将温度粘贴在待加热气体引入管道的外侧，并且可以测量待加热气体引入管道的管道温度。
在本发明中，流动于待加热气体引入管道中的经汽化的液化气体的温度根据周围环境温度的改变、液化气体供应量的变化以及发电机的操作情况而变化。因此，通过测量在待加热气体引入管道中的气体温度、或待加热气体引入管道的温度，并且基于所测量的温度控制电加热器，可以供应在提前设置的希望的温度下的液化气体(汽化后的液化气体)。进一步地，除了反馈控制之外，可以进行前馈控制，更加可以将经汽化的液化气体的温度控制至固定温度，使得可以减少来自发电机的能源。
(发明8)
根据本发明的液化气体供应备用系统进一步包括测量在蒸发气体供应管道中的气体温度、或测量待加热气体引入管道的温度的第三温度计，
其中，电加热器控制单元可以基于通过第三温度计、第二温度计和第一温度计测量的对应温度中的任意一个或两个或更多个来控制电加热器使得通过第一温度计测量的温度成为第三温度。
在本发明中，将温度计插入蒸发气体供应管道中，并且可以测量在蒸发气体供应管道中的气体温度。此外，在本发明中，将温度计粘贴在蒸发气体供应管道的外侧，并且可以测量蒸发气体供应管道的管道温度。蒸发器和热交换单元是各自彼此独立的，并且当它们通过管道连接时，可以测量在蒸发器与热交换单元之间的管道中的气体温度、或管道的温度。当整合地配置蒸发器和热交换单元时，可以将温度计布置在该整合的配置的上游位置。
在本发明中，流动于蒸发气体供应管道中的经汽化的液化气体的温度根据周围环境温度的改变以及液化气体供应量的变化而变化。因此，测量在蒸发气体供应管道中的气体温度或蒸发气体供应管道的温度，并且基于所测量的温度对电加热器进行控制，由此可以供应在提前设置的希望的温度下的液化气体(汽化之后的液化气体)。此外，这使得可以进行反馈控制和前馈控制中的每一个、或其组合。因此，更加可以将经汽化的液化气体的温度控制至固定温度，使得可以减少来自发电机的能源。
(发明9)
根据本发明的液化气体供应备用系统进一步包括布置在主管道或备用气体供应管道中、并且测量在主管道或备用气体供应管道中的流量的流量计，其中，电加热器控制单元可以基于通过第三温度计、第二温度计、以及第一温度计测量的对应温度中的任意一个或两个或更多个来控制电加热器使得通过第一温度计测量的温度成为第三温度。
在本发明中，流量计可以是孔板压差类型，或可以是质量流量计。
在本发明中，当从备用气体供应管道供应的经汽化的液化气体的量增加时，电加热器所要求的能源也变大。因此，基于测量在备用气体供应管道中的流量的流量计，以及通过第三温度计、第二温度计和第一温度计测量的对应温度中的一个或两个或更多个对电加热器进行控制，由此可以供应在提前设置的希望的温度下的液化气体(汽化之后的液化气体)。
(发明10)
根据本发明的带有后备的液态气体供应系统可以包括
压缩源空气的空气压缩单元，
从在该空气压缩单元中获得的经压缩的源空气中去除杂质的纯化单元，
将在该纯化单元中被纯化的经压缩的源空气冷却的主热交换单元，
将该在该主热交换单元中被冷却的经压缩的源空气分为氮和氧的精馏单元，以及
以上描述的液化气体供应备用系统。
在本发明中，由源空气生产的气体的种类可以是氧、或氮、或氧和氮两者。
在本发明中，从经压缩的源空气中去除杂质的纯化单元可以具有从经压缩的源空气中去除例如水的杂质的功能。
在本发明中，主热交换单元可以使在精馏单元中产生的废气与源空气彼此之间进行热交换。
在本发明中，精馏单元可以是低温空气分离装置。
在本发明中，主蒸发器具有蒸发由液氮生产装置生产的液氮或由液氧生产装置生产的液氧的功能，并且可以是空气类型蒸发器或可以是温水类型蒸发器。
在本发明中，杂质去除单元具有去除气体中的杂质的功能，该气体通过使由液氮生产装置生产的液氮或由液氧生产装置生产的液氧汽化而获得。杂质去除单元可以是吸气剂类型，并且可以去除例如CO、H2等的杂质，或者可以是吸附类型，并且可以去除水和CO2。
根据以上配置，可以以高纯度提供从备用气体供应管道供应的经汽化的液化气体和/或通过使由液化气体生产装置生产的液化气体汽化而获得的气体。此外，即使当液化气体供应系统由于失去能源供应或类似原因而停止时，因为包括氮气供应备用系统，所以仍可以连续地供应气体。此外，通过提供加热单元，可以用低能源进行操作。
(发明11)
根据本发明的第一液化气体备用供应方法包括
检测来自主供应的气体供应中断或停止的第一检测步骤，
基于第一检测步骤的检测结果，通过使用发电机给液化气体泵供应能源的能源供应步骤，
通过使用蒸发器使通过该液化气体泵从储存罐进料的液化气体汽化至低于周围环境温度的第一温度以将该液化气体变成气体的第一升温步骤，
通过使用热交换单元将在该第一升温步骤中汽化的第一温度下的气体的温度升高至高于该第一温度的第二温度的第二升温步骤，以及
将在该第二升温步骤中温度被升高至该第二温度的气体进料至主供应侧的后备供应步骤。
进一步地，根据本发明的第二液化气体备用供应方法包括
检测来自主供应的气体供应中断或停止的第一检测步骤，
基于该第一检测步骤的检测结果通过使用发电机给液化气体泵和/或电加热器供应能源的能源供应步骤，
通过使用蒸发器使通过该液化气体泵从储存罐进料的液化气体汽化至低于周围环境温度的第一温度以将该液化气体变成气体的第一升温步骤，
通过使用热交换单元将在该第一升温步骤中汽化的第一温度下的气体的温度升高至高于该第一温度的第二温度的第二升温步骤，
在加热单元中使用电加热器将在该第二升温步骤中温度被升高至第二温度的气体的温度升高至高于该第二温度的第三温度的第三升温步骤，以及
将在该第三升温步骤中温度被升高至该第三温度的气体进料至主供应侧的后备供应步骤。
进一步地，根据本发明的第三液化气体备用供应方法是第二液化气体备用供应方法，并且进一步包括
当该第二温度是高于化学吸附类型的杂质去除装置中的杂质去除处理温度(T)的温度时，该发电机给该液化气体泵供应能源并且停止或不给该电加热器供应能源，并且
当该第二温度低于该化学吸附类型的杂质去除装置中的杂质去除处理温度(T)，并且该第三温度是高于该化学吸附类型的杂质去除装置中的杂质去除处理温度(T)的温度时，该发电机给该电加热器和该液化气体泵供应能源的步骤。
以上描述的根据本发明的液化气体备用供应方法可以进一步具有以下步骤。
包括检测来自主供应的气体供应重新启动或启动的第二检测步骤、以及基于在第二检测步骤中的检测结果而停止给液化气体泵和/或电加热器供应能源的能源停止步骤。
包括将液化气体储存在储存罐中的步骤。
包括通过液化气体泵将液化气体从储存罐进料至下游的步骤。
第一检测步骤是通过压力计测量主管道或备用气体供应管道的内部压力的步骤，并且当所测量的内部压力为阈值或更小时，则在能源供应步骤中可以通过使用发电机为液化气体泵和/或电加热器供应能源。
可以包括当通过压力计测量的压力下降至或低于阈值时通过发电机控制单元进行控制以便运行发电机的步骤。
第二检测步骤例如可以是检测指示来自主气体生产单元的气体供应重新启动或启动的信息的步骤。
在本发明的方法的对应部件中，与以上描述的发明的系统中的部件相似的部件具有相同的功能和操作。
在根据本发明的液化气体备用供应方法中，加热介质是冷却发电机的冷却流体，并且可以包括将冷却流体循环至热交换单元和发电机的步骤。
(发明12)
根据本发明的具有后备的气体供应方法是通过由主蒸发器使液化气体汽化来供应气体的方法，并且包括
通过主管道将通过使用蒸发器使液化气体汽化而获得的气体从气体生产单元供应至下游工艺的步骤，
在布置在该主管道中的杂质去除单元中去除该气体中的杂质的杂质去除步骤，以及
以上描述的液化气体备用供应方法的步骤，其是通过在上游侧连接该主管道的备用气体供应管道从该杂质去除单元给该气体供应相似气体的步骤。
在本发明的方法的对应部件中，与以上描述的发明的系统中的部件相似的部件具有相同的功能和操作。
附图说明
[图1]图1是展示实施例1的气体生产系统的配置实例的图示。
[图2]图2是展示实施例2的气体生产系统的配置实例的图示。
[图3]图3是展示实施例3的气体生产系统的配置实例的图示。
[图4]图4是展示实施例4的气体生产系统的配置实例的图示。
[图5]图5是展示气体生产单元的配置实例的图示。
具体实施方式
下文将描述本发明的若干实施例。下文将描述的实施例仅解释本发明的实例。本发明不以任何方式受到以下实施例的限制，并且还包括在不改变本发明要旨的范围内进行的多种改进的模式。需注意，下文所描述的所有部件不总是本发明的必要部件。
(实施例1)
图1和图5中展示了实施例1的带有后备的液化气体供应系统1。
在正常时间时，通过主管道6L将液化气体(在本实施例中是氮)从气体生产单元51供应至氮气消耗点(也称作下游工艺)。在主管道L6中布置有杂质去除单元41。在本实例中，布置了去除CO、CO2等的吸气剂。
气体生产单元51是氮气生产装置。图5展示了气体生产单元51的内容物。氮气生产装置是低温空气分离装置。源空气被送至空气压缩单元71，并且被压缩。经压缩的源空气在源气体热交换单元72中冷却。在纯化单元73中，除去在源气体热交换单元72中被冷却的源空气中的杂质(水、CO2等)。在纯化单元73中产生的源空气在主热交换单元74中冷却并液化。在精馏单元75中，将经液化的源空气分为氮和氧。分离的氮气通过与前述主热交换单元74中的源空气的热交换而被加热，并且可以供应至主管道L6。分离的液氮暂时储存在罐76中，并且之后可以在主蒸发器77中进行汽化，但是不必须取出液氮。在前述主蒸发器77中汽化的氮气供应至主管道L6。
在此，可以想到的是，由于失去能源供应、气体生产单元的维修等原因，从主管道L6可能不能供应足够的氮气。在此种情况下，主管道L6中的压力减小，并且连接至主管道L6的备用气体供应管道L4中的压力也减小。通过由布置在备用气体供应管道L4中的压力计20的压力测量来检测压力的减小。当由压力计20测量的压力达到阈值(在本实例中为1.0MPa)或更小时，通过发电机控制单元31运行发电机15。
当发电机15运行时，能源被供应至液化气体泵13和加热单元14的电加热器。
当能源被供应至液化气体泵13，并且液化气体泵13运行时，储存在储存罐11中的液化气体(在本实施例中是氮)通过液化气体泵13从前述储存罐11中引出，并且以液态进料至在下游侧的蒸发器12。
在蒸发器12中使得引入至蒸发器12中的液氮在状态上转变成气体。在此，蒸发器12是空气类型蒸发器，并且周围环境空气给液化气体提供热，由此，液氮从液态转变为呈气态的氮气。在引入至蒸发器中时，液氮的温度是例如-195℃。在前述蒸发器12中，液氮变成在低于周围环境温度(在本实例中是0℃)的第一温度(在本实例中是-15℃)下的氮气，并且将其从蒸发器12中引出至蒸发气体供应管道L2。
将穿过蒸发气体供应管道L2内部的氮气引入至热交换单元16。在本实施例中，将来自发电机15的废气(其为加热介质)进料至热交换单元16，并且该废气与氮气进行热交换。由此，将氮气从第一温度(在本实例中是-15℃)加热至第二温度(在本实例中是-6℃)。将经加热的氮气从热交换单元16中引出至经加热气体引入管道L3。
热交换单元16包括加热介质通路，该加热介质通路具有接收加热介质的加热介质入口、以及排放所接收的加热介质的加热介质出口、以及从蒸发器12进料的气体流动于其中的气体通路，并且气体通路L2布置在气体流动方向的上游侧，并且具有上游侧121(其中穿过的气体温度低)、以及下游侧122(其中的气体具有比穿过低温端部分通道的气体更高的温度)。加热介质入口布置在下游侧122，并且加热介质出口布置在上游侧121。
将穿过经加热气体引入管道L3的氮气引入至加热单元14中。通过加热单元14中的多管式电加热器，将氮气从第二温度(在本实例中是-6℃)加热至提前设置的第三温度(在本实例中是5℃)。第三温度是根据杂质去除单元41的特征确定的。在本实例中，杂质去除单元41是通过化学吸附去除CO和CO2的吸气剂，所以为了展示出杂质去除性能，氮气温度需要为0℃或更高。因此，第三温度设置在5℃。对于通过电加热器的加热温度，电加热器控制单元反馈-控制电加热器，使得测量备用气体供应管道L4内部的气体温度的第一温度计21指示为第三温度。
根据以上配置，即使当因失去能源供应或类似原因从主管道L6供应的氮气停止或变得不足时，仍可以从根据本发明的液化气体供应备用系统连续地供应氮气。所供应的氮气是被加热至预定温度的，并且因为在杂质去除单元41中高效的地去除了杂质，因而具有高纯度。
表1示出在25000Nm3/h的流量、10巴的压力、以及5℃的温度下供应氮气时，比较在根据本实施例1的液化气体供应备用系统中与在根据没有热交换单元的系统的系统(称作对比实例1。不包括图1中的热交换单元16的系统)中的负荷的结果。
(实施例1和对比实例1中的热负荷)
在本实施例1和对比实例1两者中均使用汽化液氮的蒸发器。在前述蒸发器中，在-195℃下的液氮在状态上转变为在-15℃下的氮气。在任何情况下，通过空气类型蒸发器从环境空气提供给液氮的热为3343kW。为了使在蒸发器中产生的在-15℃下的氮气变为在5℃下的氮气，必要的是给氮气进一步提供31kW的热。
在对比实例1中，必要的是通过加热单元14的电加热器来供应所有31kW的热。同时，在本实施例1中，从热交换单元提供了14kW的热(随后将描述计算基准)。因此，通过电加热器供应的热为31-14＝17kW。
(实施例1和对比实例1中的电力负荷)
当液化气体泵13以对应于在25000Nm3/h的流量下的氮气的量将液氮进料至蒸发器12时，必要的电力负荷是30kW。在实施例1和对比实例1中，液化气体泵的电力负荷是相同的。
在实施例1中，发电机给液化气体泵13供应了30kW的能源，并且给电加热器供应了17kW的能源。因此，通过发电机供应的能源的总量为30+17＝47kW。
在对比实例1中，发电机给液化气体泵13供应了30kW的能源，并且给电加热器供应了31kW的能源。因此，通过发电机供应的能源的总量为30+31＝61kW。
(实施例1中来自发电机的热介质的贡献)
实施例1中发电机的能源产生效率为40％。因此，对应于40％的47kW作为电能被供应至液化气体泵13和电加热器。对应于剩余的60％的70.5kW主要作为热被排放至废气中。通过废气(其为加热介质)提供给氮气的热为14kW，对应于70.5kW的20％。在根据实施例1的热交换单元中，该14kW被提供给氮气。
(实施例1中来自发电机的加热介质的贡献)
在实施例1中电加热器的电力负荷为17kW，而在对比实例1中该电力负荷为31kW。因此，在实施例1中，与电加热器相关的电力负荷能够比在对比实例1中减小超过45％。
在实施例1中发电机的电力负荷为47kW，而在对比实例1中发电机的电力负荷为61kW。因此，在实施例1中，与发电机相关的电力负荷能够比在对比实例1中减小超过23％。
表1
Figure BDA0002280614720000161
(另一个实施例)
尽管在实施例1中的气体生产装置生产液氮，其还生产液氧或类似物，但是不限于此，并且可以储存并且供应液化天然气。
在实施例1中的第一温度计测量备用气体供应管道L4内部的气体温度，其还可以测量备用气体供应管道L4的管道温度，但是不限于此。
在实施例1中的杂质去除单元41是去除CO和H2的吸气剂，其还可以去除CO2和H2O，但是不限于此。
在实施例1中的压力计20布置在备用气体供应管道L4中，其还可以布置在主管道L6中，但是不限于此。当杂质去除单元41布置在备用气体供应管道L4中时，压力计20可以布置在杂质去除单元41的上游侧，但是还可以布置在杂质去除单元41的下游侧。当杂质去除单元41布置在主管道L6中时，压力计20可以布置在杂质去除单元41的上游侧，但是还可以布置在杂质去除单元41的下游侧。
在实施例1中的发电机15给液化气体泵13和加热单元14的电加热器两者供应能源，但是其不限于此，并且布置两个发电机，可以从这些发电机中的一个给液化气体泵13供应能源，而可以从其他发电机给电加热器供应能源。
在实施例1中，热交换单元16和蒸发器12是分开的主体，但是本发明并不限于此，并且热交换单元和蒸发单元可以如在实施例2中被配置为整合的。
在实施例1中，电加热器控制单元基于温度计21的测量结果来控制电加热器，但是本发明并不限于此。如在实施例2或实施例3中，进一步包括温度计22和温度计23，并且电加热器控制单元可以基于其单个测量值或两个或更多个测量值的组合来控制电加热器。
(实施例2)
下文将使用图2来描述实施例2。需注意，将省略对于具有与实施例1中的那些相似的功能的部件的解释。
在正常时间时，通过主管道L6将液化气体(在本实施例中是氧气)从气体生产单元51供应至氧气消耗点。
当由于失去能源供应、气体生产单元的维修或类似原因而不能从主管道L6供应足够的氧气时，主管道L6中的压力减小。通过由压力计20的压力测量来检测压力的减小。当通过压力计20测量的压力下降至或低于阈值(在本实例中是1.0MPa)时，发电机控制单元31运行发电机15。
当发电机15运行时，能源被供应至液化气体泵13和加热单元14的电加热器。
当能源被供应至液化气体泵13并且液化气体泵13运行时，储存在储存罐11中的液化气体(在本实施例中是氧)通过液化气体泵13从储存罐11中引出，并且以液态进料至在下游侧的蒸发器12。
在蒸发器12中使得引入至蒸发器12中的液氧在状态上转变成气体。在此，蒸发器12是空气类型蒸发器。在引入至蒸发器中时，液氧的温度是例如-182℃。在前述蒸发器12中，液氧变成在低于周围环境温度(在本实例中是0℃)的第一温度(在本实例中是-15℃)下的氧气。在本实施例中，将发电机的废气(其是加热介质)吹至组成蒸发器12的管的下游侧。吹出废气的位置是蒸发器12的下游侧122。废气流动至蒸发器12的上游侧121，同时在下游侧122给氧气提供热。以这种方式，液氧在蒸发器12中汽化以达到前述第一温度，并且通过与发电机的废气(其为加热介质)热交换而进一步达到第二温度。引入至蒸发器中的废气从设置在蒸发器中的加热介质出口释放。
将在第二温度下的氧气从蒸发器12中引出，并且通过经加热气体引入管道L3进料至加热单元14。通过加热单元14中的多管式电加热器，将氧气从第二温度加热至提前设置的第三温度(在本实例中是5℃)。
对于通过电加热器的加热温度，基于测量在备用气体供应管道L4中的气体温度的第一温度计21的温度测量结果以及测量在经加热气体引入管道中的气体温度的第二温度计的温度测量结果，电加热器控制单元对电加热器进行反馈控制，使得温度计21的温度测量结果成为第三温度。
根据以上配置，即使当因失去能源供应或类似原因从主管道L6供应的氧气停止或变得不足时，仍可以从根据本发明的液化气体供应备用系统连续地供应氧气。
表2示出在25000Nm3/h的流量、10巴的压力、以及5℃的温度下供应氧气时，比较在根据本实施例2的液化气体供应备用系统中与在根据没有热交换单元的系统的系统(称作对比实例2。不包括图2中的热交换单元16的系统)中的负荷的结果。
(实施例2和对比实例2中的热负荷)
在本实施例2和对比实例2两者中均使用汽化液氧的蒸发器。在前述蒸发器中，在-182℃下的液氧在状态上转变为在-15℃下的氧气。无论哪种情况，通过空气类型蒸发器从环境空气提供给液氧的热为3597kW。为了使在蒸发器中产生的在-15℃下的氧气变为在5℃下的氧气，必要的是给氧气提供31kW的热。
在对比实例1中，必要的是通过加热单元14的电加热器来供应所有31kW的热。同时，在本实施例1中，从热交换单元提供了14kW的热(随后将描述计算基准)。因此，通过电加热器供应的热为31-14＝17kW。
(实施例2和对比实例2中的电力负荷)
当液化气体泵13以对应于在25000Nm3/h的流量下的氧气的量将液氧进料至蒸发器12时，必要的电力负荷是30kW。在实施例2和对比实例2中，液化气体泵的电力负荷是相同的。
在实施例2中，发电机给液化气体泵13供应了30kW的能源，并且给电加热器供应了17kW的能源。因此，通过发电机供应的能源的总量为30+17＝47kW。
在对比实例2中，发电机给液化气体泵13供应了30kW的能源，并且给电加热器供应了31kW的能源。因此，通过发电机供应的能源的总量为30+31＝61kW。
(实施例2中来自发电机的加热介质的贡献)
实施例2中发电机的能源产生效率为40％。因此，对应于40％的47kW作为电能被供应至液化气体泵13和电加热器。对应于剩余的60％的70.5kW主要作为热被排放至废气中。通过废气(其为加热介质)提供给氧气的热为14kW，对应于70.5kW的20％。在根据实施例2的热交换单元中，该14kW被提供给氧气。
(实施例2中来自发电机的加热介质的贡献)
在实施例2中电加热器的电力负荷为17kW，而在对比实例2中该电力负荷为31kW。因此，在实施例1中，与电加热器相关的电力负荷能够比在对比实例2中减小超过45％。
在实施例2中发电机的电力负荷为47kW，而在对比实例2中发电机的电力负荷为61kW。因此，在实施例2中，与发电机相关的电力负荷能够比在对比实例2中减小超过23％。
表2
(另一个实施例)
尽管在实施例2中加热介质入口和加热介质出口被设置在蒸发器12中，但是本发明并不限于此，并且可以将加热介质配置为以管的形式被吹至配置蒸发器12的管的下游侧。在此情况下，被吹出的加热介质直接释放至围绕蒸发器12的环境中。
在实施例2中，热交换单元16和蒸发器12是整合的，但是本发明并不限于此，并且热交换单元和蒸发单元可以如在实施例1中被配置成分开的主体。
在实施例2中，电加热器控制单元基于温度计21和22的测量结果来控制电加热器，但是本发明并不限于此。电加热器控制单元可以如在实施例1中仅基于温度计21来控制电加热器，或者如在实施例3中，进一步包括温度计23，并且电加热器控制单元可以基于其单个测量值或两个或更多个测量值的组合来控制电加热器。
(实施例3)
下文将使用图3来描述实施例3。需注意，将省略对于具有与实施例1或2中的那些相似的功能的部件的解释。
在正常时间时，通过主管道L6将液化气体(在本实施例中是甲烷气体(下文中也被称作LNG))从气体生产单元51供应至甲烷气体消耗点。
当通过压力计20测量的压力达到阈值(在本实例中是1.0MPa)或更低时，发电机控制单元31运行发电机15。
当发电机15运行时，能源被供应至液化气体泵13和加热单元16的电加热器。
当能源被供应至液化气体泵13并且液化气体泵13运行时，储存在储存罐11中的液化气体(在本实施例中是LNG)通过液化气体泵13从前述储存罐11中引出，并且以液态进料至在下游侧的蒸发器12。
在蒸发器12中使得引入至蒸发器12中的LNG在状态上转变成气体。在此，蒸发器12是空气类型蒸发器。在引入至蒸发器中时，LNG的温度是例如-160℃。在前述蒸发器12中，LNG变成在低于周围环境温度(在本实例中是0℃)的第一温度(在本实例中是-15℃)下的氧气甲烷气体。将达到第一温度的甲烷气体从蒸发器12中引出至蒸发气体供应管道L2。
将穿过蒸发气体供应管道L2内部的甲烷气体引入至热交换单元16。在本实施例中，将发电机15的冷却水(其为加热介质)进料至热交换单元，并且废气与甲烷气体进行热交换。冷却水的温度通过冷却发电机15而升高，并且冷却水的温度通过在加热单元中给甲烷气体提供热而降低。通过加热介质循环通路，具有降低的温度的冷却水再次用于冷却发电机。
由此，将甲烷气体从第一温度(在本实例中是-15℃)加热至第二温度(在本实例中是-6℃)。将经加热的甲烷气体从热交换单元16中引出至经加热气体引入管道L3。
将在第二温度下的甲烷气体从蒸发器12中引出，并且通过待加热气体引入管道L3进料至加热单元14。通过加热单元14中的电加热器，将甲烷气体从第二温度(在本实例中是-6℃)加热至提前设置的第三温度(在本实例中是5℃)。
对于通过电加热器的加热温度，基于测量在备用气体供应管道L4中的气体温度的第一温度计21的温度测量结果、以及测量在待加热气体引入管道中的气体温度的第二温度计22的温度测量结果、以及测量在蒸发气体供应管道L2中的气体温度的第三温度计23，电加热器控制单元控制电加热器，使得温度计21的温度测量结果成为提前设置的第三温度。
根据以上配置，即使当因失去能源供应或类似原因从主管道L6供应的甲烷气体停止或变得不足时，仍可以从根据本发明的液化气体供应备用系统连续地供应甲烷气体。
表3示出在25000Nm3/h的流量、10巴的压力、以及5℃的温度下供应甲烷气体时，比较在根据本实施例3的液化气体供应备用系统中与在根据没有热交换单元的系统的系统(称作对比实例3。不包括图3中的热交换单元16的系统)中的负荷的结果。
(实施例3和对比实例3中的热负荷)
在本实施例3和对比实例3两者中均使用汽化液氧的蒸发器。在前述蒸发器中，在-160℃下的LNG在状态上转变为在-15℃下的甲烷气体。在两种情况下，通过空气类型蒸发器从环境空气提供给LNG的热为4057kW。为了使在蒸发器中产生的在-15℃下的甲烷气体变为在5℃下的甲烷气体，必要的是给甲烷气体进一步提供31kW的热。
在对比实例1中，必要的是通过加热单元14的电加热器来供应所有31kW的热。同时，在本实施例1中，从热交换单元提供了14kW的热(随后将描述计算基准)。因此，通过电加热器供应的热为31-14＝17kW。
(实施例3和对比实例3中的电力负荷)
当液化气体泵13以对应于在25000Nm3/h的流量下的甲烷气体的量将LNG进料至蒸发器12时，所需要的电力负荷是30kW。在实施例3和对比实例3中，液化气体泵的电力负荷是相同的。
在实施例3中，发电机给液化气体泵13供应了30kW的能源，并且给电加热器供应了17kW的能源。因此，通过发电机供应的能源的总量为30+17＝47kW。
在对比实例3中，发电机给液化气体泵13供应了30kW的能源，并且给电加热器供应了31kW的能源。因此，通过发电机供应的能源的总量为30+31＝61kW。
(实施例3中来自发电机的加热介质的贡献)
实施例3中发电机的能源产生效率为40％。因此，对应于40％的47kW作为电能被供应至液化气体泵13和电加热器。对应于剩余的60％的70.5kW主要作为热被排放至废气中。通过废气(其为加热介质)提供给甲烷气体的热为14kW，对应于70.5kW的20％。在根据实施例3的热交换单元中，将该14kW提供给甲烷气体。
(实施例3中来自发电机的加热介质的贡献)
在实施例3中电加热器的电力负荷为17kW，而在对比实例2中该电力负荷为31kW。因此，在实施例3中，与电加热器相关的电力负荷能够比在对比实例3中减小超过45％。
在实施例3中发电机的电力负荷为47kW，而在对比实例3中发电机的电力负荷为61kW。因此，在实施例3中，与发电机相关的电力负荷能够比在对比实例3中减小超过23％。
[表3]
Figure BDA0002280614720000221
(另一个实施例)
在实施例3中，没有设置测量从液化气体供应备用系统供应的气体的量的流量计24，但是本发明不限于此，并且可以被配置成设置流量计24。在此情况下，流量计24布置在主管道L6或备用气体供应管道L4中。作为流量计，使用孔板差压计。
基于通过前述第三温度计23、前述第二温度计22和前述第一温度计测量的对应温度中的任何一个或两个或更多个、以及通过前述流量计24测量的流量，电加热器控制单元30控制电加热器使得通过前述第一温度计21测量的温度成为前述第三温度。
在实施例3中，热交换单元16和蒸发器12是分开的主体，但是本发明并不限于此，并且热交换单元和蒸发单元可以如在实施例2中被配置为整合的。
在实施例3中，电加热器控制单元基于温度计21、22以及23的测量结果来控制电加热器，但是本发明不限于此，并且电加热器控制单元可以如在实施例1或实施例2中基于温度计21或温度计22的单个测量值来控制电加热器。
(实施例4)
在图4中展示的实施例4中，流量计24(例如质量流量计)布置在主管道L6中。具有相同附图标记的元件具有与以上描述的实施例中的那些相似的功能，所以省略其解释。
基于通过第三温度计23、第二温度计22和第一温度计21测量的对应温度中的任何一个或两个或更多个、以及通过流量计24测量的流量，电加热器控制单元30可以控制电加热器使得通过第一温度计21测量的温度成为前述第三温度。
在本实施例4中，流量计24布置在主管道中，但是本发明不限于此，并且流量计24可以布置在备用气体供应管道L4中。
此外，流量计24还可以不受实施例4的配置的限制在实施例1至3中设置，并且电加热器控制单元30可以基于对应温度计的测量结果和通过流量计24测量的流量来控制电加热器，使得通过第一温度计21测量的温度成为第三温度。
(实施例1至4的其他实施例)
以上描述的实施例1至4均包括具有电加热器的加热单元，并且被配置为给电加热器供应能源，但是仍可以被配置成不包括具有电加热器的加热单元或即使实施例1至4包括具有电加热器的加热单元，其仍可以被配置成不给电加热器供应能源。当通过由热交换单元的温度增加使气体温度达到必要且足够的温度时，电加热器不必运行，并且可以实现能源供应量的进一步减少。
(实施例5)
液化气体备用供应方法包括
检测来自主供应的气体供应中断或停止的第一检测步骤，
基于该第一检测步骤的检测结果通过使用发电机15给液化气体泵13和/或电加热器供应能源的能源供应步骤，
通过使用蒸发器12使通过液化气体泵13从储存罐进料的液化气体汽化至低于周围环境温度的第一温度以将该液化气体变成气体的第一升温步骤，
通过使用热交换单元16将在该第一升温步骤中汽化的第一温度下的气体的温度升高至高于该第一温度的第二温度的第二升温步骤，
在加热单元14中使用电加热器将在该第二升温步骤中温度被升高至该第二温度的气体的温度升高至高于该第二温度的第三温度的第三升温步骤，
将在该第三升温步骤中温度被升高至第三温度的气体进料至主供应侧的后备供应步骤，
检测来自主供应的气体供应重新启动或启动的第二检测步骤，以及
基于第二检测步骤中的检测结果停止给液化气体泵13和/或电加热器供应能源的停止能源步骤。
以上描述的液化气体备用供应方法可以进一步包括
当该第二温度是高于化学吸附类型的杂质去除装置中的杂质去除处理温度(T)的温度时，该发电机给该液化气体泵供应能源并且停止或不给该电加热器供应能源，并且
当该第二温度低于该化学吸附类型的杂质去除装置中的杂质去除处理温度(T)，并且该第三温度是高于该化学吸附类型的杂质去除装置中的杂质去除处理温度(T)的温度时，该发电机给该电加热器和该液化气体泵供应能源的步骤。
进一步地，根据另一个实施例的液化气体备用供应方法包括
检测来自主供应的气体供应中断或停止的第一检测步骤，
基于第一检测步骤的检测结果，通过使用发电机给液化气体泵供应能源的能源供应步骤，
通过使用蒸发器使通过该液化气体泵从储存罐进料的液化气体汽化至低于周围环境温度的第一温度以将该液化气体变成气体的第一升温步骤，
通过使用热交换单元将在该第一升温步骤中汽化的第一温度下的气体的温度升高至高于该第一温度的第二温度的第二升温步骤，以及
将在该第二升温步骤中温度被升高至该第二温度的气体进料至主供应侧的后备供应步骤。
液化气体备用供应方法进一步具有以下步骤。
包括在储存罐11中储存液化气体的步骤、以及通过液化气体泵13从该储存罐将液化气体进料至下游的步骤。
第一检测步骤是通过压力计20测量主管道L6或备用气体供应管道L4的内部压力的步骤，并且当所测量的内部压力为阈值或更小时，则能源供应步骤从发电机15为液化气体泵13和/或电加热器供应能源。
包括当通过压力计20测量的压力下降至阈值或更低时通过发电机控制单元31进行控制以便运行发电机15的步骤。
进一步地，加热介质是冷却发电机15的冷却流体，并且包括将冷却流体循环至热交换单元16和发电机15之间的步骤。
(实施例6)
具有后备的气体供应方法是通过由主蒸发器使液化气体汽化来供应气体的方法，并且包括
通过主管道L6将通过在蒸发器中使液化气体汽化而获得的气体从气体生产单元51供应至下游工艺的步骤，
在布置在主管道L6中的杂质去除单元41中去除该气体中的杂质的杂质去除步骤，以及
以上描述的液化气体备用供应方法的步骤，其是通过在上游侧连接该主管道L6的备用气体供应管道L4从杂质去除单元41给该气体供应相似气体的步骤。
附图标记清单
1 液化气体供应备用系统
11 储存罐
12 蒸发器
13 液化气体泵
14 加热单元
15 发电机
16 热交换单元
20 压力计
21 第一温度计
22 第二温度计
23 第三温度计
24 流量计
30 加热器控制单元
31 发电机控制单元
41 杂质去除单元
51 气体生产单元
71 空气压缩单元
72 源气体热交换单元
73 纯化单元
74 主热交换单元
75 精馏单元
76 罐
77 主蒸发器
L2 蒸发气体供应管道
L3 待加热气体引入管道
L4 备用气体供应管道
L6 主管道

Claims (16)

1.一种液化气体供应备用系统，其包括：
储存液化气体的储存罐；
将该液化气体从该储存罐进料至下游的液化气体泵；
使得从该液化气体泵进料的液化气体在低于周围环境温度的第一温度下在状态上转变成气体的蒸发器；
通过加热介质使在该第一温度下的气体的温度增加至高于该第一温度的第二温度的热交换单元；
在热交换单元的下游的将该气体进料至主管道的备用气体供应管道；
测量该主管道或该备用气体供应管道的内部压力的压力计；
给该液化气体泵供应能源的发电机；以及
在通过该压力计测量的压力下降至或低于阈值时控制该发电机运行该发电机的发电机控制单元。
2.根据权利要求1所述的液化气体供应备用系统，进一步包括：
加热单元，该加热单元布置在该热交换单元的后续级处，并且通过电加热器将在该热交换单元中产生的在该第二温度下的气体的温度增加至高于该第二温度的第三温度，
其中该发电机给该电加热器和/或该液化气体泵供应能源。
3.根据权利要求1所述的液化气体供应备用系统，进一步包括：
加热单元，该加热单元布置在该热交换单元的后续级处，并且通过电加热器将在该热交换单元中产生的在该第二温度下的气体的温度增加至高于该第二温度的第三温度，
其中当该第二温度是高于化学吸附类型的杂质去除装置中的杂质去除处理温度(T)的温度时，该发电机给该液化气体泵供应能源，并且停止或不给该电加热器供应能源，并且
当该第二温度低于该化学吸附类型的杂质去除装置中的杂质去除处理温度(T)，并且该第三温度是高于该化学吸附类型的杂质去除装置中的杂质去除处理温度(T)的温度时，该发电机给该电加热器和该液化气体泵供应能源。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的液化气体供应备用系统，
其中该加热介质是该发电机中产生的加热介质。
5.根据权利要求4所述的液化气体供应备用系统，进一步包括：
用于将该加热介质循环至该热交换单元和该发电机的加热介质循环通路，
其中该加热介质是冷却该发电机的冷却流体。
6.根据权利要求1至权利要求5中任一项所述的液化气体供应备用系统，
其中该热交换单元布置在配置该蒸发器的管的下游侧管中。
7.根据权利要求1至权利要求6中任一项所述的液化气体供应备用系统，
其中该热交换单元包括加热介质通路，该加热介质通路具有接收该加热介质的加热介质入口、以及排放该接收的加热介质的加热介质出口、以及待加热气体流动于其中的气体通路，并且
该加热介质入口布置在该气体通路的下游侧，并且该加热介质出口布置在该气体通路的上游侧。
8.根据权利要求2或3所述的液化气体供应备用系统，其包括：
测量在该备用气体供应管道中的气体的温度、或测量该备用气体供应管道的温度的第一温度计；以及
控制该电加热器使得通过该第一温度计测量的温度成为该第三温度的电加热器控制单元。
9.根据权利要求8所述的液化气体供应备用系统，进一步包括：
测量在该待加热气体引入管道中的气体的温度、或测量该待加热气体引入管道的温度的第二温度计，
其中，基于通过该第二温度计和该第一温度计测量的对应温度，该电加热器控制单元控制该电加热器使得通过该第一温度计测量的温度成为该第三温度。
10.根据权利要求9所述的液化气体供应备用系统，进一步包括：
测量在该蒸发气体供应管道中的气体的温度、或测量该待加热气体引入管道的温度的第三温度计，
其中，基于通过该第三温度计、该第二温度计和该第一温度计测量的对应温度中的任何一个或两个或更多个，该电加热器控制单元控制该电加热器使得通过该第一温度计测量的温度成为该第三温度。
11.根据权利要求10所述的液化气体供应备用系统，进一步包括：
布置在该主管道或该备用气体供应管道中、并且测量该主管道或该备用气体供应管道中的流量的流量计，
其中，基于通过该第三温度计、该第二温度计和该第一温度计测量的对应温度中的任何一个或两个或更多个、以及通过该流量计测量的流量，该电加热器控制单元控制该电加热器使得通过该第一温度计测量的温度成为该第三温度。
12.一种带有后备的液态气体供应系统，其包括：
压缩源空气的空气压缩单元；
从在该空气压缩单元中获得的经压缩的源空气中去除杂质的纯化单元；
将在该纯化单元中被纯化的经压缩的源空气冷却的主热交换单元；
将该在该主热交换单元中被冷却的经压缩的源空气分为氮和氧的精馏单元；以及
根据权利要求1至权利要求11中任一项所述的液化气体供应备用系统。
13.一种液化气体备用供应方法，其包括：
检测来自主供应的气体供应中断或停止的第一检测步骤；
基于该第一检测步骤的检测结果，通过使用发电机给液化泵供应能源的能源供应步骤；
通过使用蒸发器使通过该液化气体泵从储存罐进料的液化气体汽化至低于周围环境温度的第一温度以将该液化气体变成气体的第一升温步骤；
通过使用热交换单元将在该第一升温步骤中汽化的该第一温度下的气体的温度升高至高于该第一温度的第二温度的第二升温步骤；以及
将在该第二升温步骤中温度被升高至该第二温度的气体进料至主供应侧的后备供应步骤。
14.一种液化气体备用供应方法，其包括：
检测来自主供应的气体供应中断或停止的第一检测步骤；
基于该第一检测步骤的检测结果通过使用发电机给液化气体泵和/或电加热器供应能源的能源供应步骤；
通过使用蒸发器使通过该液化气体泵从储存罐进料的液化气体汽化至低于周围环境温度的第一温度以将该液化气体变成气体的第一升温步骤；
通过使用热交换单元将在该第一升温步骤中汽化的该第一温度下的气体的温度升高至高于该第一温度的第二温度的第二升温步骤；
在加热单元中使用电加热器将在该第二升温步骤中温度被升高至该第二温度的气体的温度升高至高于该第二温度的第三温度的第三升温步骤；以及
将在该第三升温步骤中温度被升高至该第三温度的气体进料至主供应侧的后备供应步骤。
15.根据权利要求14所述的液化气体备用供应方法，进一步包括：
当该第二温度是高于化学吸附类型的杂质去除装置中的杂质去除处理温度(T)的温度时，该发电机给该液化气体泵供应能源并且停止或不给该电加热器供应能源，并且
当该第二温度低于该化学吸附类型的杂质去除装置中的杂质去除处理温度(T)，并且该第三温度是高于该化学吸附类型的杂质去除装置中的杂质去除处理温度(T)的温度时，该发电机给该电加热器和该液化气体泵供应能源的步骤。
16.一种具有后备的气体供应方法，其是通过由主蒸发器使液化气体汽化来供应气体的方法，包括：
通过主管道将通过在蒸发器中使液化气体汽化而获得的气体从气体生产单元供应至下游工艺的步骤；
在布置在该主管道中的杂质去除单元中去除该气体中的杂质的杂质去除步骤；以及
根据权利要求13至15中任一项的液化气体备用供应方法的步骤，其是通过在上游侧连接该主管道的备用气体供应管道从该杂质去除单元给该气体供应相似气体的步骤。
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