CN205783785U - 一种用于空分装置分子筛系统的节能型混合加热装置 - Google Patents

Abstract

一种用于空分装置分子筛系统的节能型混合加热装置，它包括一节能型蒸汽加热器和至少两个并联的电加热器；所述的节能型蒸汽加热器为一管程中通入蒸汽、壳程中通入来自分馏塔污氮气的管壳式换热器，所述的节能型蒸汽加热器中被蒸汽加热的污氮气通过供气管与经过电加热器加热后的污氮气通过供气管道和阀门连接成可串、可并的如下三种供气管路：一是单独使用节能型蒸汽加热器，即污氮气供气管直接与供气管路联通；二是单独使用电加热器，即并联的电加热器供气管道直接联通供气管路；三是将节能型蒸汽加热器和并联的电加热器串联使用，即污氮供气管与电加热器供气管道并接于所述的供气管路；它具有结构组成合理，使用操作方便，投资小，见效快，节能效果好，经济环保等特点。

Description

一种用于空分装置分子筛系统的节能型混合加热装置

技术领域

本实用新型涉及的是一种用于空分装置分子筛系统的节能型混合加热装置，属于空分装置的分子筛系统配套设备技术领域。

背景技术

在空分项目的建设前期，对将来公用工程的发展有不可预知的因素，例如有无蒸汽，会不会将来上供汽锅炉这些情况，或者对将来蒸汽的压力、流量等无法预知，对用氧大户炼钢厂的余热蒸汽，因其是炼钢炉或者炼铁炉的副产品，压力和流量随着炼钢、炼铁等的生产节凑的改变变化很大，蒸汽又是免费的，因此尽可能多的利用废热蒸汽，对节能降耗有很大的好处。现实情况是：尤其北方工厂部分废热蒸汽冬天要供暖，在冬天蒸汽压力和流量会显得不足，而在夏天蒸汽压力和流量比较充沛，完全能够满足仅用节能型蒸汽加热器的使用要求。因此若能在项目建设初期或者在运行改造中将节能型蒸汽加热器和电加热器更改成可串可并的连接方式，将废热蒸汽或者后上锅炉的蒸汽最大限度的使用，减少单单采用串联引起的阻力上的损耗或者并联造成的无法运行节能型蒸汽加热器的局面，将对整个空分工厂的长久效益带来可观的收益。例如冬天饱和蒸汽的压力只有2barg，如果采用节能型蒸汽加热器和电加热器的并联连接，那么这部分蒸汽的热量无法使用，而实际上通过热力计算可知，采用节能型的节能型蒸汽加热器2barg的饱和蒸汽每吨可以产生相当于电量660KWH，对于6万的空分，每小时可以用蒸汽5吨，一天8小时，电费0.6元/度，那么一个冬天（按90天计）下来可以节省电费：660KWH/吨*5吨*8小时*90天*0.6元/度=14.256万元；如果仅仅采用节能型蒸汽加热器和电加热器串联的连接方式，那么在夏天蒸汽充沛时，污氮必须要流经电加热器，增加3Kpa以上的阻力，造成下塔压力上升9kpa,即空压机排压上升9kpa,这样对于6万的空分主空压机Atlas GT153而言，增加的轴功率是194KW，一个夏天按照90天计算，多耗电：194KW*8*90*0.6=8.3808万元。而如果改成可串可并的连接，那么至少这14.256+8.3808=22.6368万元可以都节省下来。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种结构组成合理，使用操作方便，投资小，见效快，节能效果好，经济环保的用于空分装置分子筛系统的节能型混合加热装置。

本实用新型的目的是通过如下技术方案来完成的，一种用于空分装置分子筛系统的节能型混合加热装置，它包括一节能型蒸汽加热器和至少两个并联的电加热器；所述的节能型蒸汽加热器为一管程中通入蒸汽、壳程中通入来自分馏塔污氮气的管壳式换热器，所述的节能型蒸汽加热器中被蒸汽加热的污氮气通过供气管与经过电加热器加热后的污氮气通过供气管道和阀门连接成可串、可并的如下三种供气管路：一是单独使用节能型蒸汽加热器，即污氮气供气管直接与供气管路联通；二是单独使用电加热器，即并联的电加热器供气管道直接联通供气管路；三是将节能型蒸汽加热器和并联的电加热器串联使用，即污氮供气管与电加热器供气管道并接于所述的供气管路。

作为优选：所述的管壳式换热器通过上部通入蒸汽的蒸汽进口连接蒸汽管，下部通过凝结水出口连接出水管，在管壳式换热器的下部侧壁通过污氮气进口连接污氮气进管，而在上部侧壁通过污氮气出口连接污氮气供气管，并由该污氮气供气管连接于空分分子筛系统的供气管路；

所述的电加热器是在内安装有电发热装置的器体上分别设置有污氮气进气口和出气口，且所述污氮气进气口通过连接管连接于来自分馏塔污氮气；三个电加热器的污氮气出气口并接在一起后通过一阀门与所述污氮气供气管一起并接入供气管路。

本实用新型具有结构组成合理，使用操作方便，投资小，见效快，节能效果好，经济环保等特点。

附图说明

图1是本实用新型的结构组成原理图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型作详细的介绍：图1所示，本实用新型所述的一种用于空分装置分子筛系统的节能型混合加热装置，它包括一节能型蒸汽加热器1和至少两个并联的电加热器2；所述的节能型蒸汽加热器1为一管程中通入蒸汽3、壳程中通入来自分馏塔污氮气4的管壳式换热器，所述的节能型蒸汽加热器1中被蒸汽加热的污氮气4通过供气管5与经过电加热器2加热后的污氮气通过供气管道6和阀门连接成可串、可并的如下三种供气管路：一是单独使用节能型蒸汽加热器1，即污氮气供气管5直接与供气管路7联通；二是单独使用电加热器2，即并联的电加热器供气管道6直接联通供气管路7；三是将节能型蒸汽加热器1和并联的电加热器2串联使用，即污氮供气管5与电加热器供气管道6并接于所述的供气管路7。

图中所示，所述的管壳式换热器通过上部通入蒸汽3的蒸汽进口连接蒸汽管8，下部通过凝结水出口连接出水管9，在管壳式换热器的下部侧壁通过污氮气进口连接污氮气进管10，而在上部侧壁通过污氮气出口连接污氮气供气管5，并由该污氮气供气管5连接于空分分子筛系统的供气管路7；

所述的电加热器2是在内安装有电发热装置11的器体上分别设置有污氮气进气口12和出气口13，且所述污氮气进气口12通过连接管14连接于来自分馏塔污氮气；三个电加热器2的污氮气出气口13并接在一起后通过污氮气供气管道和阀门与所述污氮气供气管5一起并接入供气管路7。

实施例：图1所示：仅使用节能型蒸汽加热器污氮的流向是来自于分馏塔的污氮气流经V9经过V11，加热后从V7出进入分子筛系统再生，此时阀门V1，V2，V3，V4，V5，V6，V8，V10关闭；仅使用电加热器的流向是来自于分馏塔的污氮气流经V9，V10后分两路（电加热器两用一备），即 V1到 V2,V3到 V4, V5 到V6中的三路任选两路加热，加热完毕后的污氮进入分子筛系统再生，此时V7，V8，V11关闭；以上两种就是节能型蒸汽加热器和电加热器并联运行的状态，即污氮只经过节能型蒸汽加热器和电加热器两种设备中的一种，污氮无需流经两种设备。节能型蒸汽加热器和电加热器串联的流向是来自于分馏塔的污氮气流经V9经过V11，加热后从V8出然后进入三个电加热器中的任意两个来进行进一步加热，加热后污氮的温度满足设定温度要求后进入分子筛系统再生，此时V7，V10关闭。这种节能型蒸汽加热器和电加热器可串可并的连接方式相对于只并联连接的节能型蒸汽加热器和电加热器，只增加了一个阀门V8和少许管道，相对于只串联连接的节能型蒸汽加热器和电加热器，只增加了V7，V10两个阀门和少许管道，由于增加的阀门是常规的手动蝶阀，尽管口径比较大，但是是常规碳钢材料做成，相比于只串联或者只并联的连接，投资增加费用有限，一年以内收回投资成本完全没有问题。在项目建设的初期，如果确定将来有蒸汽的可能，那么就应该在管道设计的时候就考虑进去，这样整体考虑布置管道和阀门，可以减小管道阻力损失，减轻施工难度，做好相关基础和管架预留地，使得整个分子筛区域管路阀门布置得更加规范合理。需要说明的是，当选择串联的时候，电加热器只需要投用调功组，一般无需投用固定组，为进一步减小电加热器并联或者串联造成的阻力增加，在使用并联只用电加热器或者串联使用电加热器时，可以三个电加热器同时投用来减小阻力。

图1中，EH2，EH3，EH4是三个并联的电加热器2，E-1是节能型的节能型蒸汽加热器1。图中阀门除V12是截止阀外，其余均是蝶阀，污氮从V11进入节能型蒸汽加热器，从V7，V8出节能型蒸汽加热器，电加热器从V1，V3，V5进入电加热器，从V2，V4，V6出电加热器，每个电加热器污氮出口都有温度控制，来调节本电加热器的加热功率。

Claims (2)

1.一种用于空分装置分子筛系统的节能型混合加热装置，它包括一节能型蒸汽加热器和至少两个并联的电加热器；所述的节能型蒸汽加热器为一管程中通入蒸汽、壳程中通入来自分馏塔污氮气的管壳式换热器，其特征在于所述的节能型蒸汽加热器中被蒸汽加热的污氮气通过供气管与经过电加热器加热后的污氮气通过供气管道和阀门连接成可串、可并的如下三种供气管路：一是单独使用节能型蒸汽加热器，即污氮气供气管直接与供气管路联通；二是单独使用电加热器，即并联的电加热器供气管道直接联通供气管路；三是将节能型蒸汽加热器和并联的电加热器串联使用，即污氮供气管与电加热器供气管道并接于所述的供气管路。

2.根据权利要求1所述的用于空分装置分子筛系统的节能型混合加热装置，其特征在于所述的管壳式换热器通过上部通入蒸汽的蒸汽进口连接蒸汽管，下部通过凝结水出口连接出水管，在管壳式换热器的下部侧壁通过污氮气进口连接污氮气进管，而在上部侧壁通过污氮气出口连接污氮气供气管，并由该污氮气供气管连接于空分分子筛系统的供气管路；

所述的电加热器是在内安装有电发热装置的器体上分别设置有污氮气进气口和出气口，且所述污氮气进气口通过连接管连接于来自分馏塔污氮气；三个电加热器的污氮气出气口并接在一起后通过一阀门与所述污氮气供气管一起并接入供气管路。