CN205223132U - 一种加强介质隔离及快速切换结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种加强介质隔离及快速切换结构，包括超高压氮气与超高压二氧化碳连通手阀、二氧化碳远传压力控制器、压力调节阀、紧密切断开关阀；所述超高压氮气与超高压二氧化碳连通手阀、压力调节阀、紧密切断开关阀依次管道连接，紧密切断开关阀端连接超高压氮气系统，超高压氮气与超高压二氧化碳连通手阀端连接超高压二氧化碳系统；所述压力调节阀由二氧化碳远传压力控制器连接控制，二氧化碳远传压力控制器压力感应端连接超高压二氧化碳系统的管道连接中。本实用新型能实现超高压氮气切换成超高压二氧化碳、超高压二氧化碳切换成超高压氮气过程的平稳。

Description

一种加强介质隔离及快速切换结构

技术领域

本实用新型涉及一种加强介质隔离及快速切换结构。

背景技术

粉煤加压气化技术中必须要使用到惰性气体，其主要用途包括如下：煤粉制备需要惰性环境；煤粉加压输送需要惰性气流化、煤粉锁斗反复充压需要消耗惰性气、煤粉气力输送的动力气；干法除灰系统需要惰性气流化、干煤灰气提、气力输送干煤灰动力气；惰性气使用还包括渣锁斗充压、循环压缩机的干气密封、氧气管线吹扫、烧嘴冷却水缓冲罐稳压等。

氮气由于易于制得，且属于可通过空气分离提纯氧气的副产品，广泛用于化工生产中，是常规的化工用惰性气体，同时氮气还是合成氨的原料气，高浓度二氧化碳气体是煤化工副产的废气，由于其惰性特性，在常温下不参与反应，在高温下与煤中的碳发生反应，且是甲醇合成的原料气。

在煤制甲醇或氨醇联产工艺中，作为动力气的氮气对于甲醇生产的工艺不参与合成，还浪费能源、增加消耗，而将二氧化碳引入代替部分氮气，应用在包括煤粉输送、煤粉锁斗充压、气化炉和陶瓷过滤器的反吹等，不仅为装置运行节省外购工艺氮气的费用，同时可调节后续甲醇装置中气体组分，也是一种资源利用、节能、缩减废气排放的手段。现有大部分粉煤加压气化技术中都采用氮气+二氧化碳共同作为系统惰性气的工艺，其氮气系统流程：超高压氮气来自空气分离装置液氮泵，超高压二氧化碳来自二氧化碳压缩机，超高压氮气进入装置界区分为两路，一路去换热器加热后进入氮气缓冲罐，通过氮气缓冲罐出口压力调节阀减压后去各高压氮气用户，另一路在超高压二氧化碳中断时候，作为二氧化碳替代气，进入换热器加热后，又分为两部分，一部分直接进入系统反吹；另一部分进入二氧化碳缓冲罐，通过二氧化碳缓冲罐出口压力调节阀减压后去各用户。

这种方式中：

1.超高压二氧化碳为废气回收利用，需全厂装置运行正常后才能产出，在超高压二氧化碳产出后，超高压氮气需切换成超高压二氧化碳，现场关闭超高压氮气去超高压二氧化碳的两道手阀，打开超高压二氧化碳的界区手阀，在阀门存在背压情况下，开关阀门比较困难；

2.正常运行过程中，由于下游装置停运或二氧化碳压缩机故障跳停，操作人员接到切换气的指令后赶到现场，动作三道手阀，超高压二氧化碳不能迅速切换为超高压氮气，煤气化存在二氧化碳系统压力低引发装置停车的风险；

3.正常将超高压氮气切换成超高压二氧化碳的过程中，由于手阀控制，不能平稳的切换，引起全厂的氮气系统的压力波动；

4.由于超高压二氧化碳压力高于超高压氮气压力，连通的调节阀的密封等级不够，导致超高压二氧化碳泄漏到超高压氮气系统，由于二氧化碳是酸性气体，对部分氮气用户存在不同程度的损坏，引起以下问题发生：导致烧嘴冷却水(5.0Mpa，200℃)系统管道泄漏、煤烧嘴头部泄漏，装置循环气压缩机干气密封损坏，氧气管线吹扫时发生危险，渣锁斗充压时生成碳酸钙造成设备和管道结垢，陶瓷过滤器反吹快开阀内件腐蚀引发故障。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种加强介质隔离及快速切换结构，该加强介质隔离及快速切换结构能使连接管道的两种介质实现彻底隔离，并实现快速稳定切换，提高装置的运行安全和稳定性，克服现有技术的不足。

本实用新型通过以下技术方案得以实现。

本实用新型提供的一种加强介质隔离及快速切换结构，包括超高压氮气与超高压二氧化碳连通手阀、二氧化碳远传压力控制器、压力调节阀、紧密切断开关阀；所述超高压氮气与超高压二氧化碳连通手阀、压力调节阀、紧密切断开关阀依次管道连接，紧密切断开关阀端连接超高压氮气系统，超高压氮气与超高压二氧化碳连通手阀端连接超高压二氧化碳系统；所压力调节阀述由二氧化碳远传压力控制器连接控制，二氧化碳远传压力控制器压力感应端管道连接至超高压氮气与超高压二氧化碳连通手阀与超高压二氧化碳系统的管道连接中。

所述超高压氮气系统由紧密切断开关阀的管道连接始，依次管道连接有超高压氮气阀门、超高压氮气加热器、超高压氮气缓冲罐、高压氮气压力控制阀，并由高压氮气压力控制阀管道连接至下游高压氮气用户；在超高压氮气加热器和超高压氮气缓冲罐的管道连接中，设置有超高压氮气压力表；超高压氮气的输入管路接入至紧密切断开关阀和超高压氮气阀门之间的管道连接中。

所述超高压二氧化碳系统由超高压氮气与超高压二氧化碳连通手阀的管道连接始，依次管道连接有超高压二氧化碳加热器、超高压二氧化碳缓冲罐、高压二氧化碳压力控制阀、高压二氧化碳用户；在超高压二氧化碳加热器和超高压二氧化碳缓冲罐的管道连接中，超高压二氧化碳加热器出口还连接至超高压二氧化碳用户；在超高压氮气与超高压二氧化碳连通手阀和超高压二氧化碳加热器之间的管道连接中，于二氧化碳远传压力控制器的连接后端，有超高压二氧化碳经由超高压二氧化碳界区手阀管道接入。

所述下游高压氮气用户包括循环气压缩机做干气密封、氧管线吹扫、渣锁斗充压、烧嘴冷却水缓冲罐稳压、陶瓷过滤器反吹阀做动力气、其它氮气用户中任意一个或多个。

本实用新型的有益效果在于：

1.实现了超高压氮气与超高压二氧化碳相互连通管道的彻底隔离，防止二氧化碳窜入氮气中，引发以下问题出现：烧嘴冷却水系统管道泄漏、煤烧嘴头部泄漏，装置循环气压缩机干气密封损坏，氧气管线吹扫时发生危险，渣锁斗充压时生成碳酸钙造成设备和管道结垢，陶瓷过滤器反吹快开阀内件腐蚀引发故障；

2.实现超高压氮气切换成超高压二氧化碳、超高压二氧化碳切换成超高压氮气过程的平稳；

3.在超高压二氧化碳突然中断的紧急情况下，实现超高压氮气的自动快速导入二氧化碳系统中，期间不需要人为的干预。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图中：1-超高压氮气，2-超高压二氧化碳，3-循环气压缩机做干气密封，4-氧管线吹扫，5-渣锁斗充压，6-烧嘴冷却水缓冲罐稳压，7-陶瓷过滤器反吹阀做动力气，8-其它氮气用户，9-高压二氧化碳用户，10-超高压二氧化碳用户，11-超高压氮气加热器，12-超高压氮气缓冲罐，13-超高压二氧化碳加热器，14-超高压二氧化碳缓冲罐，15-超高压氮气与超高压二氧化碳连通手阀，16-超高压氮气阀门，17-高压氮气压力控制阀，18-高压二氧化碳压力控制阀，19-超高压二氧化碳界区手阀，20-超高压氮气压力表，21-二氧化碳远传压力控制器，22-压力调节阀，23-紧密切断开关阀。

具体实施方式

下面进一步描述本实用新型的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。

如图1所示的一种加强介质隔离及快速切换结构，包括超高压氮气与超高压二氧化碳连通手阀15、二氧化碳远传压力控制器21、压力调节阀22、紧密切断开关阀23；所述超高压氮气与超高压二氧化碳连通手阀15、压力调节阀22、紧密切断开关阀23依次管道连接，紧密切断开关阀23端连接超高压氮气系统，超高压氮气与超高压二氧化碳连通手阀15端连接超高压二氧化碳系统；所压力调节阀22述由二氧化碳远传压力控制器21连接控制，二氧化碳远传压力控制器21压力感应端管道连接至超高压氮气与超高压二氧化碳连通手阀15与超高压二氧化碳系统的管道连接中。

所述超高压氮气系统由紧密切断开关阀23的管道连接始，依次管道连接有超高压氮气阀门16、超高压氮气加热器11、超高压氮气缓冲罐12、高压氮气压力控制阀17，并由高压氮气压力控制阀17管道连接至下游高压氮气用户；在超高压氮气加热器11和超高压氮气缓冲罐12的管道连接中，设置有超高压氮气压力表20；超高压氮气1的输入管路接入至紧密切断开关阀23和超高压氮气阀门16之间的管道连接中。

所述超高压二氧化碳系统由超高压氮气与超高压二氧化碳连通手阀15的管道连接始，依次管道连接有超高压二氧化碳加热器13、超高压二氧化碳缓冲罐14、高压二氧化碳压力控制阀18、高压二氧化碳用户9；在超高压二氧化碳加热器13和超高压二氧化碳缓冲罐14的管道连接中，超高压二氧化碳加热器13出口还连接至超高压二氧化碳用户10；在超高压氮气与超高压二氧化碳连通手阀15和超高压二氧化碳加热器13之间的管道连接中，于二氧化碳远传压力控制器21的连接后端，有超高压二氧化碳2经由超高压二氧化碳界区手阀19管道接入。

所述下游高压氮气用户包括循环气压缩机做干气密封3、氧管线吹扫4、渣锁斗充压5、烧嘴冷却水缓冲罐稳压6、陶瓷过滤器反吹阀做动力气7、其它氮气用户8中任意一个或多个。

一般情况下，所述二氧化碳远传压力控制器21、压力调节阀22、紧密切断开关阀23的控制方式为：

①单一超高压氮气1输入或者超高压二氧化碳2输入时压力调节阀22打开，超高压氮气1和超高压二氧化碳2同时输入时压力调节阀22关闭；

②单一超高压氮气1输入状态下，将超高压氮气1输入切换成超高压二氧化碳2输入时，二氧化碳远传压力控制器21控制压力调节阀22关闭的设定值比超高压氮气压力表20检测值低0.2Mpa，同时开启超高压二氧化碳界区手阀19；

③同时超高压氮气1和超高压二氧化碳2输入状态下，超高压二氧化碳2输入中断时，超高压氮气压力表20串级控制二氧化碳远传压力控制器21，二氧化碳远传压力控制器21控制压力调节阀22逐渐打开，二氧化碳远传压力控制器21控制压力调节阀22停止继续增加开度的设定值为超高压氮气压力表20检测的超高压氮气远传压力值减0.2Mpa；

④同时超高压氮气1和超高压二氧化碳2输入状态下，将超高压二氧化碳2输入切换为超高压氮气1输入时，二氧化碳远传压力控制器21控制压力调节阀22打开的设定值比超高压氮气压力表20检测值低0.2Mpa，紧密切断开关阀23打开，超高压二氧化碳界区手阀19逐渐关闭。

一般情况下，本实用新型的控制运行过程为：

1.装置正常运行过程中，超高压二氧化碳进入二氧化碳系统，超高压二氧化碳在突然中断情况下，实现超高压氮气自动快速切换入系二氧化碳系统。超高压氮气远传压力控制器串级控制二氧化碳远传压力控制器，超高压氮气远传压力值减0.2Mpa作为二氧化碳远传压力控制器的给定值，二氧化碳远传压力控制器控制压力调节阀的开度，开关阀在压力调节阀开度达到一定值(如3％)后自动打开；

2.装置开车过程中，超高压二氧化碳未进入系统，超高压氮气替代超高压二氧化碳，将超高压氮气切换成超高压二氧化碳的过程中，将二氧化碳远传压力控制器投自动，控制器设定值比超高压氮气压力低0.2Mpa，缓慢打开现场二氧化碳界区手阀，待切换完成后中控关闭连通开关阀，实现超高压氮气切换为超高压二氧化碳过程平稳；

3.由超高压二氧化碳切换为超高压氮气过程中，超高压二氧化碳远传压力控制器设定值比超高压氮气压力低0.2Mpa，中控打开新增紧密切断开关阀，现场逐渐关闭超高压二氧化碳手阀，实现超高压二氧化碳切换为超高压氮气过程平稳。

Claims (4)

1.一种加强介质隔离及快速切换结构，包括超高压氮气与超高压二氧化碳连通手阀(15)、二氧化碳远传压力控制器(21)、压力调节阀(22)、紧密切断开关阀(23)，其特征在于：所述超高压氮气与超高压二氧化碳连通手阀(15)、压力调节阀(22)、紧密切断开关阀(23)依次管道连接，紧密切断开关阀(23)端连接超高压氮气系统，超高压氮气与超高压二氧化碳连通手阀(15)端连接超高压二氧化碳系统；所述压力调节阀(22)由二氧化碳远传压力控制器(21)连接控制，二氧化碳远传压力控制器(21)压力感应端管道连接超高压二氧化碳系统的管道连接中。

2.如权利要求1所述的加强介质隔离及快速切换结构，其特征在于：所述超高压氮气系统由紧密切断开关阀(23)的管道连接始，依次管道连接有超高压氮气阀门(16)、超高压氮气加热器(11)、超高压氮气缓冲罐(12)、高压氮气压力控制阀(17)，并由高压氮气压力控制阀(17)管道连接至下游高压氮气用户；在超高压氮气加热器(11)和超高压氮气缓冲罐(12)的管道连接中，设置有超高压氮气压力表(20)；超高压氮气(1)的输入管路接入至紧密切断开关阀(23)和超高压氮气阀门(16)之间的管道连接中。

3.如权利要求1所述的加强介质隔离及快速切换结构，其特征在于：所述超高压二氧化碳系统由超高压氮气与超高压二氧化碳连通手阀(15)的管道连接始，依次管道连接有超高压二氧化碳加热器(13)、超高压二氧化碳缓冲罐(14)、高压二氧化碳压力控制阀(18)、高压二氧化碳用户(9)；在超高压二氧化碳加热器(13)和超高压二氧化碳缓冲罐(14)的管道连接中，超高压二氧化碳加热器(13)出口还连接至超高压二氧化碳用户(10)；在超高压氮气与超高压二氧化碳连通手阀(15)和超高压二氧化碳加热器(13)之间的管道连接中，于二氧化碳远传压力控制器(21)的连接后端，有超高压二氧化碳(2)经由超高压二氧化碳界区手阀(19)管道接入。

4.如权利要求2所述的加强介质隔离及快速切换结构，其特征在于：所述下游高压氮气用户包括循环气压缩机做干气密封(3)、氧管线吹扫(4)、渣锁斗充压(5)、烧嘴冷却水缓冲罐稳压(6)、陶瓷过滤器反吹阀做动力气(7)、其它氮气用户(8)中任意一个或多个。