CN201825723U

CN201825723U - 低压液氧蒸发装置

Info

Publication number: CN201825723U
Application number: CN2010205385629U
Authority: CN
Inventors: 顾云杰; 蔡乐敏
Original assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2010-09-21
Filing date: 2010-09-21
Publication date: 2011-05-11
Anticipated expiration: 2020-09-21

Abstract

一种低压液氧蒸发装置，属于低压氧气快速制取装置，解决制氧机跳机后不能快速提供低压氧气而影响生产的问题，本装置利用平时低压氧气富余时将液氧储存在低压液氧罐中，再利用低温液氧泵把低压液氧罐内的液氧升压后打到中压液氧罐，当低压氧气管网低压氧气量有缺口时，中压液氧罐内的液氧通过水浴式蒸发器蒸发成为气氧，此时的气氧压力为300～500kPa，再通过减压阀减压到60kPa后送入低压氧气管网。本装置在紧急状态下，只要打开阀门就可以把300kPa以上的液氧送出并蒸发成为气氧，无需耗费时间开启低温液氧泵；另外，水浴式蒸发器输出的300～500kPa气氧压力是通过减压阀减压到60kPa等级，再送入到低压氧气管网。

Description

低压液氧蒸发装置

技术领域

本实用新型涉及低压氧气快速制取装置，尤其是指一种钢铁企业高炉炼铁用低压液氧蒸发装置。

背景技术

在钢铁企业，低压氧气主要供应给炼铁的高炉。低压氧气由制氧机通过精馏的方式制取，也就是把空气先液化成液体，然后利用氧、氮、氩沸点的不同汽化提纯分离。氧、氮、氩的沸点分别为-183°C，-196°C，-186°C。从其沸点可以看出，制氧机一旦发生故障跳级，恢复是要很长一段时间（一般最快要4小时）。制氧机制取的低压氧气通过鼓风机送到炼铁的高炉。一旦制氧机跳机，低压氧气供气管网压力下降，达到鼓风机静叶闭锁值，鼓风机便会停止供气，严重威胁到高炉的安全。目前大型钢铁企业由多台制氧机同时运行供气，产生的低压氧气一部份直接由鼓风机供给高炉、另外一部份加压后作为高压氧气供给炼钢等用户。单台制氧机跳机后，缺少的那部分低压氧气目前是通过减少高压氧的供给来平衡。如果多台制氧机跳机，就平衡不过来了，高炉生产就会受影响。

目前国内外有的是蒸发成1MPA以上等级的蒸发系统，这称之为高压氧气蒸发系统，而60Pka等级低压氧气蒸发系统的技术还没有。由于低压液氧罐的压力在10Kpa等级，直接从罐内蒸发出来，无法达到60kpa等级。而如果利用1MPA等级的蒸发系统来供气，压力太高，用户无法使用。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术存在的问题，提供一种在制氧机跳机后能快速提供低压氧气的系统，使得低压氧气管网压力不下降，维持高炉正常生产的一种低压液氧蒸发装置。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种低压液氧蒸发装置，包括：

中压液氧罐T1，是压力等级为300-500kpa的液氧储罐，其下部设置中压液氧出口管线L1，在中压液氧出口管线L1上设有中压液氧第一手动出口阀V101；在中压液氧罐T1底部设置中压液氧自升压管线L4，在中压液氧自升压管线L4上设有中压液氧第二出口手动阀V105、中压液氧自升压手动进口阀V104及中压液氧自升压进口压力控制阀PV106；所述中压液氧自升压管线L4和中压液氧出口管线L1之间通过第一连接管线L5连通；

中压液氧罐自升压系统E1，是一种管式换热器，其进口与所述中压液氧自升压管线L4连接，其出口设有中压液氧自升压出口管线L6并与所述中压液氧罐T1的上部连通，在中压液氧自升压出口管线L6上设有中压液氧自升压手动出口阀V107；

低压液氧罐T2，是压力为10kpa的液氧储罐，其底部设置低压液氧出口管线L7，在低压液氧出口管线L7上设有低压液氧第一手动出口阀V201及液氧泵进口手动阀V203；在低压液氧罐T2底部设置低压液氧自升压管线L9，在低压液氧自升压管线L9上设置低压液氧第二出口手动阀V206、低压液氧自升压手动进口阀V205及低压液氧自升压进口压力控制阀PV207；所述低压液氧自升压管线L9和低压液氧出口管线L7之间通过第二连接管线L10连通；在低压液氧罐T2顶部设有低压液氧进口管线L16并与外部的制氧机与液化装置连接，在低压液氧进口管线L16上设有低压液氧进口阀V209；

低压液氧罐自升压系统E2，是一种管式换热器，其进口与所述低压液氧自升压管线L9连接，其出口设有低压液氧自升压出口管线L11并与低压液氧罐T2的上部连通，在低压液氧自升压出口管线L11上设有低压液氧自升压手动出口阀V208；

液氧泵G1，是压力为300kpa的低温液氧泵，其进口与所述低压液氧出口管线L7连接，其出口置有液氧泵出口管线L8，在液氧泵出口管线L8上设液氧泵出口手动阀V211；液氧泵出口管线L8分别与以下三路连接：第一路与中压液氧进口管线L13连接，中压液氧进口管线L13与中压液氧罐T1顶部连通，在中压液氧进口管线L13上设有液氧泵送中压液氧压力控制阀PV212及中压液氧进口阀V108；第二路与第三连接管线L14连接，第三连接管线L14与所述中压液氧出口管线L1连通，在第三连接管线L14上设有中压液氧送出温度调节阀TV112；第三路与水浴式蒸发进口管线L15连接，在水浴式蒸发进口管线L15上设有液氧进水浴式蒸发温度控制阀TV304；

水浴式蒸发系统E3，是一种管式换热器，是高温蒸汽加热低温液氧产生气氧的系统，其液氧进口与所述水浴式蒸发进口管线L15连接；其蒸汽进口与外部蒸汽连接；其出口设有低压氧气管网管线L19并与外部低压氧气管网连接，在低压氧气管网管线L19上设有低压氧减压阀V1及低压氧进系统紧急切断阀V2。

所述中压液氧罐T1的一侧设置旁通管线L2，在旁通管线L2上设有中压液氧送出旁通压力控制阀PV111及中压液氧送出旁通手动阀V110，旁通管线L2与所述中压液氧出口管线L1连通。

所述中压液氧罐T1上部设置中压液氧放空管线L3，在中压液氧放空管线L3上设有中压液氧放空阀PV109。

所述中压液氧出口管线L1上还设有中压液氧出口安全阀ZV102。

所述第一连接管线L5上设有中压液氧出口与自升压间液体管道安全阀ZV103。

所述低压液氧出口管线L7上还设有低压液氧出口安全阀ZV202。

所述第二连接管线L10上设有低压液氧出口与自升压间液体管道安全阀ZV204。

所述低压液氧罐T2上部设置低压液氧放空管线L12，在低压液氧放空管线L12上设有低压液氧放空阀PV210。

所述中压液氧进口管线L13上还设有液氧泵送中压液氧安全阀ZV213。

所述水浴式蒸发系统E3中蒸汽进口与外部蒸汽的连接结构：外部蒸汽分别通过两路平行的第一蒸汽管线L17和第二蒸汽管线L18进入水浴式蒸发系统E3的蒸汽进口，在第一蒸汽管线L17上设有第一蒸汽进口手动阀V301A、第一蒸汽进口温度调节阀TV302A及第一蒸汽进口手动阀V303A；在第二蒸汽管线L18上设有第二蒸汽进口手动阀V301B、第二蒸汽进口温度调节阀TV302B及第二蒸汽进口手动阀V303B。

本实用新型的有益效果：

本实用新型设置了一个中压液氧罐T1，使得在紧急状态下，只要打开阀门就可以把300Kpa以上的液氧送出，再经过水浴式蒸发器E3蒸发成为气氧，此时的气氧压力为300～500KPa，不需要耗费时间开启低温液氧泵G1；另外，在水浴式蒸发器E3输出管线上加设了一个减压阀V1，通过减压阀V1将水浴式蒸发器E3输出的300～500KPa气氧压力减压到60kpa等级，然后送入到低压氧气管网，解决了目前市场上找不到60kpa等级低温液氧泵的问题。

为进一步说明本实用新型的上述目的、特征和效果，以下将结合附图对本实用新型进行详细说明。

附图说明

图1为本实用新型的低压液氧蒸发装置结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例的附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。

经测算，把液体变成气体的蒸发换热器的阻力在60-100kpa，输送管道的阻力最小也要12Kpa，这样蒸发系统必须要克服72Kpa—112kpa的阻力。这就需要一台低温液体泵把液氧的压力至少先升到132Kpa以上。为此采用目前市场供应的低温液氧泵（压力300kpa），克服阻力是够了，300kpa减去阻力72kpa后压力是228kpa。本实用新型的低压液氧蒸发装置是输出60kpa等级气体的装置。

参见图1，本实用新型的低压液氧蒸发装置的结构如下：

中压液氧罐T1，是压力等级为300-500kpa的液氧储罐，中压液氧罐T1下部设置中压液氧出口管线L1，在中压液氧出口管线L1上设有中压液氧第一手动出口阀V101及中压液氧出口安全阀ZV102；中压液氧罐T1的一侧设置旁通管线L2，在旁通管线L2上设有中压液氧送出旁通压力控制阀PV111及中压液氧送出旁通手动阀V110，旁通管线L2与所述中压液氧出口管线L1连通；在中压液氧罐T1上部设置中压液氧放空管线L3，在中压液氧放空管线L3上设有中压液氧放空阀PV109；在中压液氧罐T1底部设置中压液氧自升压管线L4，在中压液氧自升压管线L4上设有中压液氧第二出口手动阀V105、中压液氧自升压手动进口阀V104及中压液氧自升压进口压力控制阀PV106；上述中压液氧自升压管线L4和中压液氧出口管线L1之间通过第一连接管线L5连通，在第一连接管线L5上设有中压液氧出口与自升压间液体管道安全阀ZV103。

中压液氧罐自升压系统E1，是一种管式换热器，中压液氧罐自升压系统E1的换热方式为与大气换热，其进口与所述中压液氧自升压管线L4连接，其出口设有中压液氧自升压出口管线L6并与中压液氧罐T1的上部连通，在中压液氧自升压出口管线L6上设有中压液氧自升压手动出口阀V107。

低压液氧罐T2，是压力为10kpa的液氧储罐，低压液氧罐T2底部设置低压液氧出口管线L7，在低压液氧出口管线L7上设有低压液氧第一手动出口阀V201、低压液氧出口安全阀ZV202及液氧泵进口手动阀V203；在低压液氧罐T2底部设置低压液氧自升压管线L9，在低压液氧自升压管线L9上设置低压液氧第二出口手动阀V206、低压液氧自升压手动进口阀V205及低压液氧自升压进口压力控制阀PV207；上述低压液氧自升压管线L9和低压液氧出口管线L7之间通过第二连接管线L10连通，在第二连接管线L10上设有低压液氧出口与自升压间液体管道安全阀ZV204；在低压液氧罐T2上部设置低压液氧放空管线L12，在低压液氧放空管线L12上设有低压液氧放空阀PV210；在低压液氧罐T2顶部设有低压液氧进口管线L16并与外部的制氧机与液化装置连接，在低压液氧进口管线L16上设有低压液氧进口阀V209。

低压液氧罐自升压系统E2，是一种管式换热器，低压液氧罐自升压系统E2换热方式为与大气换热，其进口与所述低压液氧自升压管线L9连接，其出口设有低压液氧自升压出口管线L11并与低压液氧罐T2的上部连通，在低压液氧自升压出口管线L11上设有低压液氧自升压手动出口阀V208。

液氧泵G1，是压力为300kpa的低温液氧泵，其进口与所述低压液氧出口管线L7连接，其出口置有液氧泵出口管线L8，在液氧泵出口管线L8上设液氧泵出口手动阀V211；液氧泵出口管线L8分别与以下三路连接：第一路与中压液氧进口管线L13连接，中压液氧进口管线L13与中压液氧罐T1顶部连通，在中压液氧进口管线L13上设有液氧泵送中压液氧压力控制阀PV212、液氧泵送中压液氧安全阀ZV213及中压液氧进口阀V108；第二路与第三连接管线L14连接，第三连接管线L14与中压液氧出口管线L1连通，在第三连接管线L14上设有中压液氧送出温度调节阀TV112；第三路与水浴式蒸发进口管线L15连接，在水浴式蒸发进口管线L15上设有液氧进水浴式蒸发温度控制阀TV304。

水浴式蒸发系统E3，是一种管式换热器，换热方式为蒸汽加热液氧，是高温蒸汽加热低温液氧产生气氧的系统。中压液氧从中压液氧罐T1中流出后在水浴式蒸发器E3内蒸发成气氧，此时的气氧压力为300～500KPa。其液氧进口与所述水浴式蒸发进口管线L15连接；其蒸汽进口与外部蒸汽连接，连接结构：外部蒸汽分别通过两路平行的第一蒸汽管线L17和第二蒸汽管线L18进入水浴式蒸发系统E3的蒸汽进口，在第一蒸汽管线L17上设有第一蒸汽进口手动阀V301A、第一蒸汽进口温度调节阀TV302A及第一蒸汽进口手动阀V303A；在第二蒸汽管线L18上设有第二蒸汽进口手动阀V301B、第二蒸汽进口温度调节阀TV302B及第二蒸汽进口手动阀V303B；水浴式蒸发器E3的出口设有低压氧气管网管线L19，低压氧气管网管线L19与外部低压氧气管网连接，在低压氧气管网管线L19上设有低压氧减压阀V1及低压氧进系统紧急切断阀V2，水浴式蒸发系统E3出口的气氧通过减压阀V1减压到60kpa等级后送入低压氧气管网。

上述装置中首先利用平时没有故障状态下，低压氧气有富余时先把它变成液体储存在低压液氧罐T2中。当有故障时利用低温液氧泵G1把T2里面的液氧升压后打到中压液氧罐T1。当低压氧气管网低压氧气量有缺口时，中压液氧罐T1里面的液氧通过水浴式蒸发器E3蒸发成为气氧，此时的气氧压力为300～500KPa，再通过减压阀V1减压到60kpa等级后送入低压氧气管网。此外，低压氧气量有缺口时，也可以通过液氧泵G1把低压液氧罐T2里面的液氧升压到300Kpa以上后送入水浴式蒸发器E3进行汽化，再通过减压阀V1减压后送入低压氧气管网。这路一般不使用，因为要开启液氧泵G1（低温液氧泵），耗时较长，只有当中压液氧罐T1罐内没有液体时才使用。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本实用新型的目的，而并非用作对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本实用新型的权利要求的范围内。

Claims

1.一种低压液氧蒸发装置，其特征在于包括：

中压液氧罐（T1），是压力等级为300-500kpa的液氧储罐，其下部设置中压液氧出口管线（L1），在中压液氧出口管线（L1）上设有中压液氧第一手动出口阀（V101）；在中压液氧罐（T1）底部设置中压液氧自升压管线（L4），在中压液氧自升压管线（L4）上设有中压液氧第二出口手动阀（V105）、中压液氧自升压手动进口阀（V104）及中压液氧自升压进口压力控制阀（PV106）；所述中压液氧自升压管线（L4）和中压液氧出口管线（L1）之间通过第一连接管线（L5）连通；

中压液氧罐自升压系统（E1），是一种管式换热器，其进口与所述中压液氧自升压管线（L4）连接，其出口设有中压液氧自升压出口管线（L6）并与所述中压液氧罐（T1）的上部连通，在中压液氧自升压出口管线（L6）上设有中压液氧自升压手动出口阀（V107）；

低压液氧罐（T2），是压力为10kpa的液氧储罐，其底部设置低压液氧出口管线（L7），在低压液氧出口管线（L7）上设有低压液氧第一手动出口阀（V201）及液氧泵进口手动阀（V203）；在低压液氧罐（T2）底部设置低压液氧自升压管线（L9），在低压液氧自升压管线（L9）上设置低压液氧第二出口手动阀（V206）、低压液氧自升压手动进口阀（V205）及低压液氧自升压进口压力控制阀（PV207）；所述低压液氧自升压管线（L9）和低压液氧出口管线（L7）之间通过第二连接管线（L10）连通；在低压液氧罐（T2）顶部设有低压液氧进口管线（L16）并与外部的制氧机与液化装置连接，在低压液氧进口管线（L16）上设有低压液氧进口阀（V209）；

低压液氧罐自升压系统（E2），是一种管式换热器，其进口与所述低压液氧自升压管线（L9）连接，其出口设有低压液氧自升压出口管线（L11）并与低压液氧罐（T2）的上部连通，在低压液氧自升压出口管线（L11）上设有低压液氧自升压手动出口阀（V208）；

液氧泵（G1），是压力为300kpa的低温液氧泵，其进口与所述低压液氧出口管线（L7）连接，其出口置有液氧泵出口管线（L8），在液氧泵出口管线（L8）上设液氧泵出口手动阀（V211）；液氧泵出口管线（L8）分别与以下三路连接：第一路与中压液氧进口管线（L13）连接，中压液氧进口管线（L13）与中压液氧罐（T1）顶部连通，在中压液氧进口管线（L13）上设有液氧泵送中压液氧压力控制阀（PV212）及中压液氧进口阀（V108）；第二路与第三连接管线（L14）连接，第三连接管线（L14）与所述中压液氧出口管线（L1）连通，在第三连接管线（L14）上设有中压液氧送出温度调节阀（TV112）；第三路与水浴式蒸发进口管线（L15）连接，在水浴式蒸发进口管线（L15）上设有液氧进水浴式蒸发温度控制阀（TV304）；

水浴式蒸发系统（E3），是一种管式换热器，是高温蒸汽加热低温液氧产生气氧的系统，其液氧进口与所述水浴式蒸发进口管线（L15）连接；其蒸汽进口与外部蒸汽连接；其出口设有低压氧气管网管线（L19）并与外部低压氧气管网连接，在低压氧气管网管线（L19）上设有低压氧减压阀（V1）及低压氧进系统紧急切断阀（V2）。

2.如权利要求1所述的低压液氧蒸发装置，其特征在于：

所述中压液氧罐（T1）的一侧设置旁通管线（L2），在旁通管线（L2）上设有中压液氧送出旁通压力控制阀（PV111）及中压液氧送出旁通手动阀（V110），旁通管线（L2）与所述中压液氧出口管线（L1）连通。

3.如权利要求1所述的低压液氧蒸发装置，其特征在于：

所述中压液氧罐（T1）上部设置中压液氧放空管线（L3），在中压液氧放空管线（L3）上设有中压液氧放空阀（PV109）。

4.如权利要求1所述的低压液氧蒸发装置，其特征在于：

所述中压液氧出口管线（L1）上还设有中压液氧出口安全阀（ZV102）。

5.如权利要求1所述的低压液氧蒸发装置，其特征在于：

所述第一连接管线（L5）上设有中压液氧出口与自升压间液体管道安全阀（ZV103）。

6.如权利要求1所述的低压液氧蒸发装置，其特征在于：

所述低压液氧出口管线（L7）上还设有低压液氧出口安全阀（ZV202）。

7.如权利要求1所述的低压液氧蒸发装置，其特征在于：

所述第二连接管线（L10）上设有低压液氧出口与自升压间液体管道安全阀（ZV204）。

8.如权利要求1所述的低压液氧蒸发装置，其特征在于：

所述低压液氧罐（T2）上部设置低压液氧放空管线（L12），在低压液氧放空管线（L12）上设有低压液氧放空阀（PV210）。

9.如权利要求1所述的低压液氧蒸发装置，其特征在于：

所述中压液氧进口管线（L13）上还设有液氧泵送中压液氧安全阀ZV213。

10.如权利要求1所述的低压液氧蒸发装置，其特征在于：

所述水浴式蒸发系统（E3）中蒸汽进口与外部蒸汽的连接结构：外部蒸汽分别通过两路平行的第一蒸汽管线（L17）和第二蒸汽管线（L18）进入水浴式蒸发系统（E3）的蒸汽进口，在第一蒸汽管线（L17）上设有第一蒸汽进口手动阀（V301A）、第一蒸汽进口温度调节阀（TV302A）及第一蒸汽进口手动阀（V303A）；在第二蒸汽管线（L18）上设有第二蒸汽进口手动阀（V301B）、第二蒸汽进口温度调节阀（TV302B）及第二蒸汽进口手动阀（V303B）。