CN204240705U - 一种低能耗空分整体加热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种低能耗空分整体加热装置，包括氮气源（1）、调压阀（2）、空分空气进口总管（3）、空分仪表气源管（4），所述氮气源（1）通过管道经调压阀（2）分别与空分空气进口总管（3）和空分仪表气源管（4）连通，所述空分空气进口总管（3）和/或空分仪表气源管（4）与调压阀（2）间设置有开关阀（5）。本实用新型直接使用干燥纯净的氮气对空分塔整体加热，以取代现有技术中用空压机压缩空气加热空分塔，而不需开启空压机系统、氮水预冷系统、分子筛纯化系统，能有效减少空分加热能耗和设备的检修与维护费用，缩短空分停车后空压机运行的时间，显著降低空分生产运行成本。本实用新型具有结构简单、节能降耗、成本低的特点。

Description

一种低能耗空分整体加热装置

技术领域

本实用新型属于动力能源设备技术领域，涉及一种结构简单、节能降耗、运行成本低的低能耗空分整体加热装置。

背景技术

空分设备经过长期运转, 精馏系统的低温容器和管道可能会因冰、干冰或机械粉末在内部沉积(均属于堵塞组分)而阻力逐步增大。因此，空分设备运转一定时间以后，应对精馏系统进行加温解冻以去除这些沉积物。在空分设备发生分子筛吸附器进水、主换热器进水等故障时,也必须进行停车加温。另外，新安装的分馏塔开车之前和长期停工后复工，都必须进行彻底的加温吹除。在对空分设备进行加温吹除的同时，所有的测量、分析及仪表信号管亦必须彻底加温和吹除。而加温装置的结构合理性及操作的正确与否及效果如何, 直接关系到加温后空分设备能否平稳运行以及运行能耗的高低。

在现有技术中，空分设备的加热气源(空气)是通过空气压缩机压缩，再经空气冷却系统冷却，然后送入纯化器经分子筛净化，使用纯化后的空气（纯化后空气二氧化碳含量≤1ppm，空气洁净度较高）对整个空分设备进行加热吹扫。这样做，因需要空压机和空气冷却系统，需消耗大量的电能和投入操作人员进行监护，空分生产运行成本高。另外，加温吹扫也需要运行空气冷却系统和分子筛纯化系统，从而加大相应装置的工作时间，增加相应设备的能耗和检修与维护费用。诸如昆钢红河钢铁动力能源厂制氧工段现有一套20000m3制氧机组和两套6000m3制氧机组，在开三座高炉正常生产时，制氧开启一套20000m3制氧机组和一套6000m3制氧机组来满足各主线生产用气单位的用气需求，制氧两套6000m3制氧机组（1#、2#空分）检修时，通常采取两套6000m3制氧机组交替运行，在空分停车后，空分需排液和对整个装置进行加热48小时。6000m3制氧机组配套空压机每小时耗电量3600KWh，空分每次停车加热需耗费大量的时间和电量。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种结构简单、节能降耗、运行成本低的低能耗空分整体加热装置。

本实用新型的目的是这样实现的，包括氮气源、调压阀、空分空气进口总管、空分仪表气源管，所述氮气源通过管道经调压阀分别与空分空气进口总管和空分仪表气源管连通，所述空分空气进口总管和/或空分仪表气源管与调压阀间设置有开关阀。

本实用新型通过氮气源经调压阀与空分塔入气口和空分仪表起源连接，直接使用干燥纯净的氮气对空分塔整体缓慢加热，以取代现有技术中用空压机压缩空气加热空分塔，从而不需开启空压机系统、氮水预冷系统、分子筛纯化系统，能有效减少空分加热能耗和相应设备的检修与维护费用，缩短空分停车后空压机运行的时间，显著降低空分生产运行成本，且非加热氮气能够保障管道和设备不会因温差过大造成应力而损坏，保障了设备的安全运行。而且，对于拥有两套或两以上制氧机组设备的单位来说中压氮气源是现成的，可有效避免加热装置的重复投入和氮气吹扫成本的上升。另外，不开空压机而采用氮气直接加热，避免了现有技术中空压机产生空气的大量放散，消除了由此带来的噪声污染。因此，本实用新型具有结构简单、节能降耗、运行成本低的特点。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图中：1-氮气源（氮气球罐），2-调压阀，3-空分空气进口总管，4-空分仪表气源管，5-开关阀，7-氮气仪表气源联通阀，8-吹除阀，9-仪表连通阀，10-调压站进口管，11-仪表空压机出气管，12-压力检测管。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明，但不得以任何方式对本实用新型加以限制，基于本实用新型教导所作的任何变更或改进，均属于本实用新型的保护范围。

    如图1所示，本实用新型包括氮气源1、调压阀2、空分空气进口总管3、空分仪表气源管4，所述氮气源1通过管道经调压阀2分别与空分空气进口总管3和空分仪表气源管4连通，所述空分空气进口总管3和/或空分仪表气源管4与调压阀2间设置有开关阀5。

    所述氮气源1与空分空气进口总管3间设置有加热器6。

    所述加热器6为蒸汽加热器或电加热器。

    所述加热器6对氮气加热至30～40℃后通入空分空气进口总管3。

    所述调压阀2的开启压力设定为0.45～0.50MPa，流量为500m3/h。

本实用新型工作原理及工作过程：

本实用新型在空分设备已经不能生产氧气、氮气时，通过对整个加热管道的改造搭接部分管道引入氮气作为加热气源，从而改变原有的空气加热，避免了空分附属设备空压机、预冷系统等系统的长时间开启，缩短空分停车后空压机运行的时间，有效节省了制氧机组的功耗和相应设备的检修及维护费用。通过氮气作为空分塔吹扫气体，由于氮气本身洁净度、二氧化碳含量、水分含量和分子筛纯化后的空气性质来说相同或高于空气，而中压氮气起源对于拥有两套或两以上制氧机组设备的单位来说是现成的，氮气经调压阀与空分塔入气口和空分仪表起源连接，直接使用干燥纯净的中压氮气对空分塔整体缓慢加热，以取代现有技术中用空压机压缩空气加热空分塔，可有效避免气源建设的重复投入和气源成本低，可显著降低空分吹扫运行成本。另外，不开空压机而采用氮气直接加热，避免了现有技术中空压机产生空气的大量放散，消除了由此带来的噪声污染。进一步的，将氮气源通过管道经加热器与空分空气进口总管连通，并将氮气加热至30～40℃后再通入空分空气进口总管，加热氮气既能有效缩短空分塔及其管道的加热时间，控制温度又能避免由于温差过大造成应力而损坏设备或管道，保障设备的安全运行。更进一步的，通过设定调压阀的开启压力在0.45～0.50MPa，既能提高吹出效率，又能适应普通空分管道与设备的压力承载能力，也提高了设备的安全运行。综上所述，本实用新型具有结构简单、节能降耗、运行成本低的特点。

如图1所示，针对现有技术的不足，昆钢红河钢铁在氮气球罐1出口阀门前搭接中压氮气管道DN100通过调压阀2将氮气引入空分空气进口总管3的DN500管道，压力控制0.45～0.50MPa，气量控制在500m3/h，再从DN100 氮气管道搭接支管DN80管道至仪表气源管道4，使整个空分设备都使用氮气作为仪表气源。

然后按照以下步骤进行加热操作：

1、在空分停车后，及时排放主冷液位，停空压机；

2、停空压机后，开启调压阀1应缓慢，以免在导入氮气时由于压力过高对空分设备造成较大冲击，对设备造成不安全因素，压力控制在0.45MPa，压力可参照空分设备的仪表气源压力显示；

3、空气管道内的氮气压力达到0.45MPa时，先开氮气仪表气源联通阀7，缓慢开启控制开关阀51或52输送氮气进空分塔（根据对应停车空分开启阀门），待空分塔下塔压力达到0.45～0.5MPa时，将气按气量控制在500m3/h并导入空分上塔，控制好上塔压力，避免超压；

4、通入氮气进空分塔后，压力稳定在0.45～0.5Mpa时，开启空分塔底部吹出阀8对空分整体加热。

5、在加热过程中，重点监护氮气球罐1压力变化，及时调整调压阀1调节输出压力。

通过以上改造，取得了以下效果：

1、改造后空分停车时停空压机，使用中压氮气对空分装置进行加热；

2、改造后空分的加热气源不再使用空气，直接使用干燥纯净的氮气对空分塔整体进行加热，不需要开启空压机系统、氮水预冷系统、分子筛纯化系统；

3、改造后能有效缩短空分停车后空压机运行的时间，明显降低生产运行成本：按空压机每小时用电3600KWh，耗水量500m³，预冷系统、分子筛纯化系统每小时用电100 KWh，电费1 KWh=0.55元，1m3水=1.8元计，以每年两套6000m3制氧机组至少停一次检修计算，可节省费用：

（3600 KWh+100 KWh）×0.55元/m3×48=48840元

500m3×1.8元/m3×2=1800元

每年共计节省费用（48840+1800）×2=101280元，节能降耗效果显著。

Claims (5)

1.一种低能耗空分整体加热装置，其特征在于包括氮气源（1）、调压阀（2）、空分空气进口总管（3）、空分仪表气源管（4），所述氮气源（1）通过管道经调压阀（2）分别与空分空气进口总管（3）和空分仪表气源管（4）连通，所述空分空气进口总管（3）和/或空分仪表气源管（4）与调压阀（2）间设置有开关阀（5）。

2.根据权利要求1所述的低能耗空分整体加热装置，其特征在于所述氮气源（1）与空分空气进口总管（3）间设置有加热器（6）。

3.根据权利要求2所述的低能耗空分整体加热装置，其特征在于所述加热器（6）为蒸汽加热器或电加热器。

4.根据权利要求2所述的低能耗空分整体加热装置，其特征在于所述加热器（6）对氮气加热至30～40℃后通入空分空气进口总管（3）。

5.根据权利要求1或2所述的低能耗空分整体加热装置，其特征在于所述调压阀（2）的开启压力设定为0.45～0.50MPa，流量为500m3/h。