CN211854839U - 一种用于压力容器干燥的氮气吹扫装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于压力容器干燥的氮气吹扫装置，包括气源管路、水分离器、压缩机、控制器和干燥模块；通过控制压缩机、加热器和吸附干燥模块的工作状态，实现氮气自动循环吹扫，能够有效提高氮气的利用率，降低压力容器干燥吹扫的成本。

Description

一种用于压力容器干燥的氮气吹扫装置

技术领域

本实用新型涉及压力容器领域，具体涉及一种用于压力容器干燥的氮气吹扫装置。

背景技术

耐压试验是压力容器制造的一个重要环节，目的是考验容器的宏观强度，检验焊接接头的致密性以及密封结构的密封性能。耐压试验分为液压试验和气压试验。

由于耐压试验的压力高于设计压力，而且容器的材料和焊接接头中难免会存在一些缺陷，因而在耐压试验过程中容器发生泄漏甚至开裂的可能性是不能完全排除的。从安全角度考虑，耐压试验应优先采用液压试验，这是因为相对于气体而言，液体基本上可以认为是不可压缩的，液压试验时，即使容器发生破裂，也不会导致灾难性的爆炸事故。

为避免气压试验时发生灾难性事故，容规规定凡要求做气压试验的容器，其 A、B类焊接接头必须经100％射线或者超声检测(《GB150.4-2011压力容器》第10.3.1条款)，且对试验压力、实验温度、试验方法及安全措施等，与液压试验相比，气压试验有更严格的规定。因此，液压试验是压力容器制造时优先考虑的耐压试验方法。

根据《GB150.4-2011压力容器》规定，液压试验液体一般采用水，试验合格后应立即将水排尽吹干；无法完全排尽吹干时，对奥氏体不锈钢制压力容器，应控制水的氯离子含量不超过25mg/L。对盛装易燃易爆介质的压力容器，一般对杂质和水的残留量有严格的要求，吹扫气要洁净、无油，吹扫后气体露点要达到-40℃以下。

压力容器制造商多采用液氮气化作为吹扫气源，将氮气通入压力容器后直接放空，采用这种方法，干燥气体往往没有充分吸收水分，氮气利用并不充分，因此需要消耗大量的氮气，同时放空气体在容器出口产生大量噪音。

实用新型内容

为了解决压力容器制造商多采用液氮气化作为吹扫气源，将氮气通入压力容器后直接放空，采用这种方法，干燥气体往往没有充分吸收水分，氮气利用并不充分，因此需要消耗大量的氮气，同时放空气体在容器出口产生大量噪音的问题，本专利提供了一种用于压力容器干燥的氮气吹扫装置，能够实现氮气自动循环吹扫，有效提高氮气的利用率，降低压力容器干燥吹扫的成本。

本实用新型提供的一种用于压力容器干燥的氮气吹扫装置，包括气源管路、水分离器、压缩机、控制器和干燥模块；干燥模块包括干燥吸附筒A、干燥吸附筒B、干燥筒A吸附进气阀V1、干燥筒A吸附出气阀V2、干燥筒A再生进气阀V3、干燥筒A再生出气阀V4、干燥筒B吸附进气阀V5、干燥筒B吸附出气阀V6、干燥筒B再生进气阀V7、干燥筒B再生出气阀V8、过滤器、消音器和加热器；压力容器进口与所述气源管路连通，所述气源管路上设置气源管路进气阀V9，压力容器出口与所述水分离器连通，所述水分离器出口连接所述氮气压缩机吸气端，所述干燥模块的吸附筒A、B进口与所述氮气压缩机通过管路相连，出口与所述气源管路汇合，回到压力容器进口，构成所述干燥模块的吸附路径；所述气源管路同时与所述加热器进口相连，所述加热器出口与所述吸附筒A,B出口端相连，所述吸附筒A,B进口端同时与所述消音器相连，构成干燥模块的再生路径；干燥筒A吸附进气阀V1、干燥筒A吸附出气阀V2、干燥筒A再生进气阀V3、干燥筒A再生出气阀V4、干燥筒B吸附进气阀V5、干燥筒B吸附出气阀V6、干燥筒B再生进气阀V7、干燥筒B再生出气阀V8 分别设置在吸附筒A、B的吸附、再生路径的进出口上，通过干燥筒A吸附进气阀V1、干燥筒A吸附出气阀V2、干燥筒A再生进气阀V3、干燥筒A再生出气阀V4、干燥筒B吸附进气阀V5、干燥筒B吸附出气阀V6、干燥筒B再生进气阀V7、干燥筒B再生出气阀V8的切换使吸附筒A、B吸附、再生状态周期性切换；所述氮气压缩机、干燥筒A吸附进气阀V1、干燥筒A吸附出气阀 V2、干燥筒A再生进气阀V3、干燥筒A再生出气阀V4、干燥筒B吸附进气阀 V5、干燥筒B吸附出气阀V6、干燥筒B再生进气阀V7、干燥筒B再生出气阀 V8、气源管路进气阀V9、加热器均通过电缆连接至所述控制器。

优选地，所述的用于压力容器干燥的氮气吹扫装置，所述气源管路进口与洁净干燥的氮气源相连通，氮气通过气源管路上的气源管路进气阀V9进入压力容器。

优选地，所述的用于压力容器干燥的氮气吹扫装置，压力容器出口连接水分离器，所述水分离器出口连接氮气压缩机，所述氮气压缩机连接干燥模块，所述干燥模块连接压力容器出口，通过干燥筒A吸附进气阀V1、干燥筒A吸附出气阀V2、干燥筒B吸附进气阀V5、干燥筒B吸附出气阀V6管路连接，形成闭式循环干燥路径。

优选地，所述的用于压力容器干燥的氮气吹扫装置，所述气源管路依次连接所述干燥模块的电加热器，吸附筒A、B(并联)，放空消音器，通过干燥筒A 再生进气阀V3、干燥筒A再生出气阀V4、干燥筒B再生进气阀V7、干燥筒B 再生出气阀V8管路连接，形成开式加热再生路径。

优选地，所述干燥模块的吸附筒A，吸附筒B，筒内装有分子筛(molecular sieve),所述吸附筒A、B口连接8台切换阀，其中4台(两吸附筒进出口各一台)与干燥系统连通，另外四台(两吸附筒进出口各一台)与加热再生系统连通；所述干燥模块出口安装过滤器，过滤循环氮气中的粉尘。

用于压力容器干燥的氮气吹扫装置的吹扫方法包括如下步骤：控制器用于控制压缩机启停、加热器通断的程序控制阀的开关。吹扫方法为：步骤一、气源进气阀首先开启，然后开启氮气压缩机，程序控制阀使湿氮气通过所述吸附筒A，除去水分，回到压力容器进口；步骤二、经过半个周期后，阀门切换，湿氮气通过吸附筒B，回到压力容器进口，电加热器开启，来自气源管路的干燥氮气经加热后，反向通过吸附筒A，将吸附筒A中的水分带走，排放到大气；步骤三、待吸附筒A干燥后，电加热器关闭，来自气源管路的干燥氮气继续通过吸附筒 A，将吸附筒A冷却下来，完成一个切换周期；步骤四、程序控制阀切换到初始状态，湿氮气通过吸附筒A，进入下一个周期，如此往复循环。实现氮气自动循环吹扫。

本实用新型提供的一种用于压力容器干燥的氮气吹扫装置与吹扫方法，其有益效果在于：压力容器制造完成水压试验后进行吹扫，能显著降低干燥氮气的使用量，降低压力容器干燥的成本，同时提高工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的一种用于压力容器干燥的氮气吹扫装置以及吹扫方法流程示意图。

标号说明：1、气源管路，2、水分离器，3、压缩机，4、控制器，5、干燥模块，51、干燥筒A,52、干燥筒B，53、过滤器，54、消音器，55、加热器， V1、干燥筒A吸附进气阀，V2、干燥筒A吸附出气阀，V3、干燥筒A再生进气阀，V4、干燥筒A再生出气阀，V5、干燥筒B吸附进气阀，V6、干燥筒B 吸附出气阀，V7、干燥筒B再生进气阀，V8、干燥筒B再生出气阀，V9、气源管路进气阀。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型做进一步的详细说明，以下实施例是对本实用新型的解释而本实用新型并不局限于以下实施例。

实施例：

本实用新型涉及一种用于压力容器干燥的吹扫装置，包括气源管路1、水分离器2、压缩机3、控制器4和干燥模块5；干燥模块5包括干燥吸附筒A(51)、干燥吸附筒B(52)、干燥筒A吸附进气阀V1、干燥筒A吸附出气阀V2、干燥筒A再生进气阀V3、干燥筒A再生出气阀V4、干燥筒B吸附进气阀V5、干燥筒B吸附出气阀V6、干燥筒B再生进气阀V7、干燥筒B再生出气阀V8、过滤器53、消音器54和加热器55；压力容器干燥气进口与气源管路连通1，气源管路1上设置程序控制阀V9，压力容器出口与水分离器2连通，水分离器2出口接压缩机3的吸气端，干燥模块5的吸附筒A、B(51、52)进口与压缩机3 通过管路相连，干燥模块5的出口与气源管路1汇合，回到压力容器进口，构成干燥模块的吸附路径；气源管路1同时与加热器55进口相连，加热器55出口与吸附筒A,B(51、52)的出口端相连，吸附筒A,B(51、52)的进口端同时与消音器54相连，构成干燥模块的再生路径；干燥筒A吸附进气阀V1、干燥筒A吸附出气阀V2、干燥筒A再生进气阀V3、干燥筒A再生出气阀V4、干燥筒B吸附进气阀V5、干燥筒B吸附出气阀V6、干燥筒B再生进气阀V7、干燥筒B再生出气阀V8分别设置在吸附筒A、B(51、52)的吸附、再生路径的进出口上，通过干燥筒A吸附进气阀V1、干燥筒A吸附出气阀V2、干燥筒A 再生进气阀V3、干燥筒A再生出气阀V4、干燥筒B吸附进气阀V5、干燥筒B 吸附出气阀V6、干燥筒B再生进气阀V7、干燥筒B再生出气阀V8的切换使吸附筒A、B(51、52)吸附、再生状态周期性切换。

为了保证吹扫的洁净度，气源选用干燥洁净的氮气，氮气源可以是来自液氮储罐气化后氮气、氮气储罐中的压力氮气，或者PSA变压吸附制取的氮气。气源管路1进口与氮气源相连通，氮气通过气源管路上的气源管路进气阀V9进入压力容器。

在吹扫的初期，压力容器内一些角落还存在的游离水未排出，通入氮气后会带出水分，压力容器出口连接水分离器2，分离出水，以免进入压缩机3，影响机器工作。

压缩机3用于为氮气循环提供动力，由于吸附模块5在高压、常温下有较好的吸水效果，压缩机设置在吸附模块5的进口，压缩机自身带有冷却器。

干燥模块5采用分子筛(molecular sieve)除水，优选地，采用对水具有较强吸附性、较高强度的5A分子筛，两只吸附筒切换使用，V1、V2分别为吸附筒A 的进出口阀门，V5、V6分别为吸附筒B的进出口阀门，控制器4控制这两组阀门开关状态始终相反，实现吸附筒周期性的切换吸附。吸附筒出口与气源管路1 汇合，回到压力容器的进口，形成氮气的闭式循环。

分子筛吸附到一定时间，含水量接近饱和，这时需要通入干燥的气体将水分带走，气体在低压、高温下对分子筛的再生效果较好，因此在气源管路1和吸附筒间设置加热器55，来自气源的干燥氮气经加热后吹入需要再生的分子筛，吸收水分后排到大气中，为了降低系统排气噪音，优选地，在再生管路出口设置放空消音器。V3、V4分别为吸附筒A的再生气进出口阀门，V7、V8分别为吸附筒B的再生气进出口阀门，控制这两组阀门开关状态始终相反，实现吸附筒周期性的切换再生。

分子筛再生完成后，吸附筒由于通入高温气体，温度较高，需要冷却下来，已进入下一周期的吸附，此时关闭加热器55，使常温的气源通过吸附筒一端时间，实现冷却的目的。

吸附筒冷却结束后，在控制器4的指令下，再生、吸附的阀门进行一次状态切换，进入下一周期的吸附。

为实现系统的自动控制，采用PLC控制系统作为装置的控制器4，压缩机3、干燥筒A吸附进气阀V1、干燥筒A吸附出气阀V2、干燥筒A再生进气阀V3、干燥筒A再生出气阀V4、干燥筒B吸附进气阀V5、干燥筒B吸附出气阀V6、干燥筒B再生进气阀V7、干燥筒B再生出气阀V8、气源管路进气阀V9、加热器55均通过电缆连接至控制器4。控制系统可实现一键启动，从气源进入容器到建立氮气循环，乃至吸附-再生的自动切换均通过控制器实现。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同。凡依本实用新型专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本实用新型专利的保护范围内。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种用于压力容器干燥的氮气吹扫装置，其特征在于：所述的用于压力容器干燥的氮气吹扫装置包括气源管路(1)、水分离器(2)、压缩机(3)、控制器(4)和干燥模块(5)；

所述干燥模块(5)包括吸附筒A(51)、吸附筒B(52)、干燥筒A吸附进气阀V1、干燥筒A吸附出气阀V2、干燥筒A再生进气阀V3、干燥筒A再生出气阀V4、干燥筒B吸附进气阀V5、干燥筒B吸附出气阀V6、干燥筒B再生进气阀V7、干燥筒B再生出气阀V8、过滤器(53)、消音器(54)和加热器(55)；

所述的压力容器进口与所述气源管路连通(1)，所述气源管路(1)上设置气源管路进气阀V9，压力容器出口与所述水分离器(2)连通，所述水分离器(2)出口接所述压缩机(3)的吸气端；

所述干燥模块(5)的吸附筒A、B(51、52)进口与所述压缩机(3)通过管路相连，所述干燥模块(5)的出口与所述气源管路(1)汇合，回到压力容器进口，构成所述干燥模块的吸附路径；

所述气源管路(1)同时与所述加热器(55)进口相连，所述加热器(55)出口与所述吸附筒A、B(51、52)的出口端相连，所述吸附筒A,B(51、52)的进口端同时与所述消音器(54)相连，构成干燥模块的再生路径；干燥筒A吸附进气阀V1、干燥筒A吸附出气阀V2、干燥筒A再生进气阀V3、干燥筒A再生出气阀V4、干燥筒B吸附进气阀V5、干燥筒B吸附出气阀V6、干燥筒B再生进气阀V7、干燥筒B再生出气阀V8分别设置在所述吸附筒A、B(51、52)的吸附、再生路径的进出口上，通过所述干燥筒A吸附进气阀V1、干燥筒A吸附出气阀V2、干燥筒A再生进气阀V3、干燥筒A再生出气阀V4、干燥筒B吸附进气阀V5、干燥筒B吸附出气阀V6、干燥筒B再生进气阀V7、干燥筒B再生出气阀V8的切换使吸附筒A、B(51、52)吸附、再生状态周期性切换；所述压缩机(3)、干燥筒A吸附进气阀V1、干燥筒A吸附出气阀V2、干燥筒A再生进气阀V3、干燥筒A再生出气阀V4、干燥筒B吸附进气阀V5、干燥筒B吸附出气阀V6、干燥筒B再生进气阀V7、干燥筒B再生出气阀V8、气源管路进气阀V9、加热器(55)均通过电缆连接至所述控制器(4)。

2.根据权利要求1所述的用于压力容器干燥的氮气吹扫装置，其特征在于：所述气源管路(1)进口与洁净干燥的氮气源相连通，氮气通过气源管路上的气源管路进气阀V9进入压力容器。

3.根据权利要求1所述的用于压力容器干燥的氮气吹扫装置，其特征在于：压力容器出口连接水分离器(2)，所述水分离器(2)出口连接压缩机(3)，所述压缩机(3)连接干燥模块(5)，所述干燥模块(5)连接压力容器进口，通过干燥筒A吸附进气阀V1、干燥筒A吸附出气阀V2、干燥筒B吸附进气阀V5、干燥筒B吸附出气阀V6管路连接，形成闭式循环干燥路径。

4.根据权利要求1所述的用于压力容器干燥的氮气吹扫装置，其特征在于：所述气源管路(1)还依次连接所述干燥模块(5)的电加热器(55)，吸附筒A、B(A、B并联)，放空消音器(54)，通过干燥筒A再生进气阀V3、干燥筒A再生出气阀V4、干燥筒B再生进气阀V7、干燥筒B再生出气阀V8和管路连接，形成开式加热再生路径。

5.根据权利要求1所述的用于压力容器干燥的氮气吹扫装置，其特征在于：所述干燥模块的吸附筒A(51)，吸附筒B(52)，筒内装有分子筛；所述干燥模块(5)出口安装过滤器(53)，用于过滤循环氮气中的粉尘。

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