CN217688329U - 一种板式换热器打压工装平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种板式换热器打压工装平台，包括板式换热器、电加热器、抽负压集中管线、气压吹扫集中管线和打水压集中管线；抽负压集中管线的一端能通过设有开关阀、压力变送器和压力表的管路与板换中的每个进口相连通，另一端能通过设有露点分析仪的管路与抽真空泵相连通；气压吹扫集中管线的一端能通过设有开关阀、压力变送器和压力表的管路与板换中的每个进口相连通，另一端能通过管路与空气压缩机相连通；打水压集中管线的一端能通过设有开关阀、压力变送器和压力表的管路与板换中的每个进口相连通，另一端能通过打压水泵与储水装置相连通。本实用新型适应于所有自动打压装置，不局限于板式换热器，其他压力容器同样适用。

Description

一种板式换热器打压工装平台

技术领域

本实用新型属于低温化工领域，具体涉及一种板式换热器打压工装平台。

背景技术

现有低温化工行业中，各家化工企业越来越重视尾气的回收和利用，首先是减少污染和降低碳排放指标，其次是将化工工业尾气提纯利用转换为副产品以提高经济效益。如H₂、CO、CO₂等工艺气体的提取需要借助于深冷低温技术。由于合成气中组分过于复杂需要对不同气体利用不同的物理特性在不同的低温温区下进行提纯，目前为止板式换热器是最为理想的低温传输媒介。就要求板式换热器能够提供不同的温区，导致换热器区别于传统的单一组分换热的传统结构，合成气组分换热器不得不采用多流道、多温区、不同压力进行提取。这使得板式换热器制造较为复杂成本直线上升。多流道，多种耐压的要求对板换(即板式换热器)设计人员、制造及工厂试压人员带来了极大的挑战，尤其在工厂出厂前的试压环节中要区别各个流道的不同耐压等级再进行打压。如果判断失误可能会打爆换热器(尤其气压试验)造成极大的经济损失及出厂交付压力。如果工人严格按照设计压力要求依次进行每个流道的打压可能会减少失误的概率，但是会导致效率非常低下。

此外，由于板式换热器通常用于低温环节下的热质交换，这对板换的露点提出了要求，尤其打过水压的板换有大量的水积留在换热通道中，由于水的物理特性，在冬季0℃的时候就会结冰，在冬季作业的时候可能存在冰晶冻堵换热器，但是检测露点合格的现场，尤其在北方地区，气温较低冰晶冻堵反常膨胀甚至会损坏板式换热器。

因此，亟需提供一种新的板式换热器打压工装平台。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中的缺陷，并提供一种板式换热器打压工装平台。

本实用新型所采用的具体技术方案如下：

本实用新型提供了一种板式换热器打压工装平台，包括保温主体；所述保温主体为具有内腔的壳体结构，内腔中包括板式换热器、电加热器、抽负压集中管线、气压吹扫集中管线和打水压集中管线；所述板式换热器与电加热器接触布设，板式换热器上连接有用于检测其顶部表面温度的第一温度检测装置，电加热器上连接有用于检测其表面温度的第二温度检测装置；所述板式换热器的出口能与设有第二开关阀的管路连通，该管路上设有用于检测液位的液位计；

所述抽负压集中管线、气压吹扫集中管线和打水压集中管线互不干涉；抽负压集中管线的一端能通过设有第一开关阀、第一压力变送器和第一压力表的管路与板式换热器中的每个进口相连通，另一端能通过设有露点分析仪的管路与抽真空泵相连通；所述气压吹扫集中管线的一端能通过设有第四开关阀、第二压力变送器和第二压力表的管路与板式换热器中的每个进口相连通，另一端能通过管路与空气压缩机相连通；所述打水压集中管线的一端能通过设有第五开关阀、第三压力变送器和第三压力表的管路与板式换热器中的每个进口相连通，另一端能通过打压水泵与储水装置相连通。

作为优选，所述电加热器设置于保温主体内腔的底部，其上方接触放置有板式换热器。

作为优选，所述抽真空泵、空气压缩机、打压水泵和储水装置均位于保温主体的外部。

进一步的，所述储水装置为储水池。

作为优选，所述液位计为音叉液位计。

作为优选，所述液位计的检测端位于板式换热器的出口处。

作为优选，所述板式换热器的导淋口与设有第三开关阀的管路连通。

作为优选，所述板式换热器打压工装平台中的各开关阀和检测装置均与控制单元相连，以进行数据传输和远程控制。

进一步的，所述控制单元与上位机相连。

进一步的，所述第一开关阀、第四开关阀和第五开关阀上分别连接有用于向控制单元进行阀位反馈的阀位反馈装置。

本实用新型相对于现有技术而言，具有以下有益效果：

1)本实用新型采用自动化仪表、PLC控制单元及具有HMI功能的人机交互界面(即上位机)，能够有效的管控板式换热器在无人值守情况下的安全气压或水压试验。本实用新型在保障生产经济效益的情况下，能够减少人员暴露在打压危险场合的概率，实现工艺安全，设备安全和人身安全。

2)本实用新型可以对板式换热器进行多通道一起的打压试验、多通道一起的干燥试验，每个单独的通道设置了压力监控仪表(压力表和压力变送器等装置)，能在HMI上设置打压的要求，能记录打压压力曲线，预设超压报警功能，超压阀门自动切断功能，能够进行自动保压并判断试压的合格率，以确保在安全打压的前提下提高打压效率。

3)为了提高板式换热器出厂露点的合格率同时避免冰晶的残留，本实用新型通过保温主体及电加热器对板换进行加热保温，在加热的同时开启抽真空泵对板换中相应通道抽真空，在真空环境及电加热的加持下能快速让板换中残留的水汽挥发，从而达到快速完成试验交付的目的。

附图说明

图1为保温主体的结构示意图；

图2为板式换热器的一种内部结构示意图；

图3为板式换热器打压工装平台的一种连接关系示意图；

图4为板式换热器打压工装平台的另一种连接关系示意图；

图中附图标记为：板式换热器1、第二开关阀101、第三开关阀102、进口103、出口104、导淋口105、液位计106、电加热器2、抽负压集中管线3、抽真空泵301、露点分析仪302、第一开关阀303、第一压力变送器304、第一压力表305、气压吹扫集中管线4、空气压缩机401、第四开关阀402、第二压力变送器403、第二压力表404、打水压集中管线5、储水装置501、打压水泵502、第五开关阀503、第三压力变送器504、第三压力表505、第一温度检测装置6、第二温度检测装置7、上位机8、控制单元9。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步阐述和说明。本实用新型中各个实施方式的技术特征在没有相互冲突的前提下，均可进行相应组合。

本实用新型提供了一种板式换热器打压工装平台，该平台可以实现板式换热器一体化的打压、吹扫和干燥，同时，通过将平台中阀门和检测装置与控制单元相连，能够实现全自动化无人值守的打压、吹扫和干燥操作。由于板式换热器的通道比较小，且对油脂有严格的要求，为了防止油污或者铁削进入板换系统，本实用新型优选采用经过严格脱脂的不锈钢管道和仪表装置。在大型板式换热器制造过程中，由于需要热介交换的组分太多且各个通道的压力等级各不相同(如图2所示)，往往给试压组带来极大的挑战，传统的试验方法由人对各个通道的压力进行监视，很容易造成工人记错参数导致压高造成超压受损的情况，由于板式换热器制作复杂、工序繁琐、制作周期长且采用有色贵金属制作，如若由于工人的疏忽大于超压造成的经济损失不可估量。本实用新型在各个通道环节设置有压力监控和阀门切断系统，有效的解决了各个通道的超压问题，更好的确保板式换热器的安全生产。

如图3所示，为本实用新型提供的板式换热器打压工装平台的连接结构示意图，该板式换热器打压工装平台主要包括保温主体，但为了使各管路的连接方式更加清楚，在图3中没有表示保温主体结构。保温主体为具有内腔的壳体结构，内腔中包括板式换热器1、电加热器2、抽负压集中管线3、气压吹扫集中管线4和打水压集中管线5，其结构如图1所示。板式换热器1与电加热器2之间接触布设，以便于电加热器2能够通过热传递的方式对板式换热器1进行加热。在实际应用时，可以将电加热器2设置于保温主体内腔的底部，在电加热器2上方接触放置有板式换热器1，即板式换热器1的底部与电加热器2相接触，以便于换热的进行。

板式换热器1上连接有第一温度检测装置6，第一温度检测装置6用于对板式换热器1顶部表面温度进行检测。电加热器2上连接有第二温度检测装置7，第二温度检测装置7用于对电加热器及与其相连的板式换热器底面温度进行检测。第一温度检测装置6和第二温度检测装置7可以共同连锁来控制电加热器的运行和停止：当第一温度检测装置6检测到板式换热器1顶部温度高于一定值的时候，可以认为完全满足水气的蒸发需求进而停止加热，当第一温度检测装置6检测到板式换热器1顶部温度降到一定值后再启动电加热器进行加热；第二温度检测装置7在检测的同时还能控制电加热器的温度和启闭情况，当检测到温度高于一定值时关闭电加热器停止加热，当检测到温度低于一定值时启动电加热器进行加热防止烧坏加热器炉丝。板式换热器1的出口104能与设有第二开关阀101的管路连通，该管路上设有用于检测液位的液位计106。在实际应用时，液位计106可以采用音叉液位计，其检测端可以设置于板式换热器1的出口104处，以便于精确检测气体排出情况。在水压打压的过程中，首先需要将板换中的气体排出，将板换的出口作为气体排放口，当向板换中注入打压水后能把气体排出，通过在板式出口处设置的音叉液位计可以检测水位情况，当检测到水满后，关闭第二开关阀101以对板换进行打压。板式换热器1的导淋口105与设有第三开关阀102的管路连通，当打压结束后停止注水并打开第三开关阀102对板式换热器1进行泄压排净。

抽负压集中管线3、气压吹扫集中管线4和打水压集中管线5互不干涉。抽负压集中管线3的一端能通过设有第一开关阀303、第一压力变送器304和第一压力表305的管路与板式换热器1中的每个进口103相连通，另一端能通过设有露点分析仪302的管路与抽真空泵301相连通。气压吹扫集中管线4的一端能通过设有第四开关阀402、第二压力变送器403和第二压力表404的管路与板式换热器1中的每个进口103相连通，另一端能通过管路与空气压缩机401相连通。打水压集中管线5的一端能通过设有第五开关阀503、第三压力变送器504和第三压力表505的管路与板式换热器1中的每个进口103相连通，另一端能通过打压水泵502与储水装置501相连通。其中，第一压力变送器304、第二压力变送器403和第三压力变送器504均用于检测每条管路的实时压力值，具备压力高报警、监视、连锁关闭切断阀的功能；第一压力表305、第二压力表404和第三压力表505均用于现场显示压力读数，以便于工人巡检监控压力；露点分析仪302用于检测每个管路中露点的多少，作为板式换热器露点是否合格的依据。

在实际应用时，可以将抽真空泵301、空气压缩机401、打压水泵502和储水装置501均设置于保温主体的外部，抽真空泵301、空气压缩机401、打压水泵502和储水装置501可以采用现场的设备连接，也可以与相应的管线一体化设置。储水装置501可以采用储水池。

为了实现本实用新型板式换热器打压工装平台的自动化操作，可以将平台中的各开关阀和检测装置均与控制单元9相连，以进行数据传输和远程控制，如图4所示。控制单元9装有PLC及HMI人机界面系统(上位机8)，对整个过程进行逻辑判断和执行相关的工艺控制过程操作，此系统具备友好的人机界面，能够对各个通道的打压值、试验介质、报警参数、连锁参数进行预设，从而达到快速报警、连锁的控制效果。第一开关阀303、第四开关阀402和第五开关阀503上还可以分别连接有用于向控制单元9进行阀位反馈的阀位反馈装置。

在打压试验环节中严防误充，超充等情况，在此过程中设定了严格的管理措施，分为以下步骤完成(由于板式换热器通道较多，下面以单一通道水压的打压吹扫为例进行说明，气压应用于低压板式环节)：

1)启动打压水泵502；

2)排气：打开第五开关阀503对板式换热器高压通道注水，利用液位计106检测板式换热器1中水是否充满(目的是排气)，待排气结束后关闭第二开关阀101，并继续向通道注水，以开始充压；

3)充压：在水压试验过程中通过第三压力变送器504和第三压力表505对通道中的压力进行监控，如压力超高则报警并连锁关闭第五开关阀503；

4)保压：在达到预定充压后保持阀门第五开关阀503和第二开关阀101关闭状态，并持续监视记录数小时下第三压力变送器504和第三压力表505的降压情况，若是达到相关要求判定打压合格；

5)泄压：在判断换热器通道压力试验合格的情况后，对换热器内的水压进行泄压，打开第三开关阀102进行泄压直至将换热器中的水泄放完成。

6)吹扫：保持第三开关阀102打开状态且间隔多次打开关闭第四开关阀402，利用空气压缩机401产生的压缩空气脉冲气对板换中的残留水滴进行吹扫，根据板换的大小设定吹扫的时间和次数。结束此步序后关闭第四开关阀402。此条管线兼做气压试验管路。

7)干燥：打开第一开关阀303，其他阀门处于关闭状态。启动抽真空泵301和电加热器2，对板式换热器进行加温和抽真空。第一温度检测装置6和第二温度检测装置7分别作为电加热器启停的控制条件。露点分析仪302安装于抽真空泵301前端作为板式换热器中露点检测连锁装置，待板式换热器中所有露点检测合格后停止抽真空泵301的运行，并关闭第一开关阀303，判定打压装置试验合格。其中，第一压力表305和第一压力变送器304能有效衡量抽真空泵301的运行状态及效果。

本实用新型适应于所有自动打压装置，不局限于板式换热器，其他压力容器同样适用。

以上所述的实施例只是本实用新型的一种较佳的方案，然其并非用以限制本实用新型。有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型。因此凡采取等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种板式换热器打压工装平台，其特征在于，包括保温主体；所述保温主体为具有内腔的壳体结构，内腔中包括板式换热器(1)、电加热器(2)、抽负压集中管线(3)、气压吹扫集中管线(4)和打水压集中管线(5)；所述板式换热器(1)与电加热器(2)接触布设，板式换热器(1)上连接有用于检测其顶部表面温度的第一温度检测装置(6)，电加热器(2)上连接有用于检测其表面温度的第二温度检测装置(7)；所述板式换热器(1)的出口(104)能与设有第二开关阀(101)的管路连通，该管路上设有用于检测液位的液位计(106)；

所述抽负压集中管线(3)、气压吹扫集中管线(4)和打水压集中管线(5)互不干涉；抽负压集中管线(3)的一端能通过设有第一开关阀(303)、第一压力变送器(304)和第一压力表(305)的管路与板式换热器(1)中的每个进口(103)相连通，另一端能通过设有露点分析仪(302)的管路与抽真空泵(301)相连通；所述气压吹扫集中管线(4)的一端能通过设有第四开关阀(402)、第二压力变送器(403)和第二压力表(404)的管路与板式换热器(1)中的每个进口(103)相连通，另一端能通过管路与空气压缩机(401)相连通；所述打水压集中管线(5)的一端能通过设有第五开关阀(503)、第三压力变送器(504)和第三压力表(505)的管路与板式换热器(1)中的每个进口(103)相连通，另一端能通过打压水泵(502)与储水装置(501)相连通。

2.根据权利要求1所述的一种板式换热器打压工装平台，其特征在于，所述电加热器(2)设置于保温主体内腔的底部，其上方接触放置有板式换热器(1)。

3.根据权利要求1所述的一种板式换热器打压工装平台，其特征在于，所述抽真空泵(301)、空气压缩机(401)、打压水泵(502)和储水装置(501)均位于保温主体的外部。

4.根据权利要求3所述的一种板式换热器打压工装平台，其特征在于，所述储水装置(501)为储水池。

5.根据权利要求1所述的一种板式换热器打压工装平台，其特征在于，所述液位计(106)为音叉液位计。

6.根据权利要求1所述的一种板式换热器打压工装平台，其特征在于，所述液位计(106)的检测端位于板式换热器(1)的出口(104)处。

7.根据权利要求1所述的一种板式换热器打压工装平台，其特征在于，所述板式换热器(1)的导淋口(105)与设有第三开关阀(102)的管路连通。

8.根据权利要求1所述的一种板式换热器打压工装平台，其特征在于，所述板式换热器打压工装平台中的各开关阀和检测装置均与控制单元(9)相连，以进行数据传输和远程控制。

9.根据权利要求8所述的一种板式换热器打压工装平台，其特征在于，所述控制单元(9)与上位机(8)相连。

10.根据权利要求8所述的一种板式换热器打压工装平台，其特征在于，所述第一开关阀(303)、第四开关阀(402)和第五开关阀(503)上分别连接有用于向控制单元(9)进行阀位反馈的阀位反馈装置。

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