CN217953140U - 一种空分内压缩氧气调节系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种空分内压缩氧气调节系统，系统包括有分馏塔系统、换热器以及控制器；分馏塔系统产生的液氧经过液氧泵加压后输送至换热器换热气化为氧气；液氧泵的出口管道连接有回流管道，并在回流管道上设有与控制器相连的回流控制模组；与换热器连接的氧气出塔输送管道上设有氧气输出调节阀，且氧气出塔输送管道与装设有氧气放空调节阀的氧气放空管道相连通；氧气出塔输送管道上设有用于检测氧气输出压力、氧气浓度以及氧气出塔流量的检测设备；氧气对外输出管道上设有用于检测氧气输出流量的检测设备；控制器基于各检测设备反馈的检测信号向液氧回流调节阀、氧气输出调节阀和/或氧气放空调节阀发送调节指令，以防止发生严重事故。
Description
技术领域
本实用新型涉及空分装置自动化控制技术领域，尤其涉及一种空分内压缩氧气调节系统。
背景技术
随着技术的不断进步，采用内压缩流程的空分装置由于安全性高、维护工作量少等优点而被大量采用。
在冶金行业中，氧气的使用存在一定的波动性，而采用内压缩流程的空分装置要求氧气送出尽可能平稳。送出氧气流量的剧烈波动容易造成空分装置工况紊乱，氧气纯度恶化，提氩系统无法正常工作，严重时甚至导致整套装置停车。影响空分装置稳定运行，而空分装置停车后再次启动往往需要数个小时，该过程费时费力，且损失较大。
现有技术中内压缩空分装置的各种调节阀以及液氧泵等控制方案各自独立，无法应对下游氧气使用单位氧气使用压力或流量的波动对空分装置造成影响，常常导致空分装置运行工况频繁波动，甚至停机。
实用新型内容
为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种空分内压缩氧气调节系统，在满足使用单位的氧气使用流量和压力的同时对输出氧气进行自动调节，可防止因使用量过大或剧烈波动，造成空分精馏系统工况遭到破坏，甚至引起停机的严重事故。
本实用新型的目的采用如下技术方案实现：
一种空分内压缩氧气调节系统，包括有分馏塔系统、换热器以及控制器；
所述分馏塔系统产生的液氧经过液氧泵加压后输送至换热器换热气化为氧气；所述液氧泵的出口管道连接有回流管道，并在所述回流管道上设有与所述控制器相连的回流控制模组；
与所述换热器相连的氧气出塔输送管道上设有氧气输出调节阀，且所述出塔氧气输送管道与装设有氧气放空调节阀的氧气放空管道相连通；所述氧气出塔输送管道上设有用于检测氧气输出压力、氧气浓度以及氧气出塔输出流量的检测设备；氧气对外输出管道上设有用于检测氧气对外输出流量的检测设备；所述控制器基于各所述检测设备反馈的检测信号向液氧回流调节阀、氧气输出调节阀和/或氧气放空调节阀发送调节指令。
进一步地，所述回流控制模组包括安装在回流管道上的第一压力传感器和液氧回流调节阀，所述第一压力传感器和所述液氧回流调节阀均与所述控制器相连。
进一步地，所述氧气出塔输送管道上的检测设备包括用于检测氧气纯度的氧气纯度传感器、用于检测氧气输出压力的第二压力传感器以及用于检测氧气出塔流量的第一流量传感器。
进一步地，所述氧气对外输出管道与所述氧气输出调节阀的输出端相连，设在所述氧气对外输出管道上的检测设备为第二流量传感器。
进一步地，所述氧气放空管道的末端连接有放空消音器。
相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：
本实用新型将所述分馏塔系统产生的液氧经过液氧泵加压并输送至换热器换热气化为氧气过程中，通过管路上的压力传感器、氧气纯度传感器、流量传感器将检测到压力、纯度、流量信号输送至控制器中进行分析，控制器根据分析结果对液氧泵、液氧回流调节阀、氧气输出调节阀、氧气放空调节阀的运行状态进行自动调整，以提高系统安全性。
附图说明
图1为本实用新型空分内压缩氧气调节系统的管路连接示意图；
图2为本实用新型氧气纯度调节方法的流程示意图；
图3为本实用新型氧气输出压力调节方法的流程示意图；
图4为本实用新型氧气输出流量调节方法的流程示意图。
图中：1、分馏塔系统；2、液氧回流调节阀；3、液氧泵；4、第一压力传感器；5、换热器；6、氧气纯度传感器；7、第二压力传感器；8、第一流量传感器；9、氧气输出调节阀；10、第二流量传感器；11、氧气放空调节阀；12、放空消音器；13、控制器。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
本实施例提供一种空分内压缩氧气调节系统，如图1所示，该系统主要包括有分馏塔系统1、换热器5以及控制器13；所述分馏塔系统1主要用于产生液氧；所述换热器用于将液氧气化为氧气；所述分馏塔系统1与所述换热器通过连接有液氧泵3的管道相连，使得所述分馏塔系统1产生的液氧经过液氧泵3加压后输送至换热器换热气化为氧气，气化后的氧气通过氧气管道输送到下游氧气使用单位。
所述液氧泵3与所述控制器13相连，所述控制器13用于控制所述液氧泵3的功率，从而确定管道中的液氧量。所述液氧泵3的出口管道上连接有回流管道，并在所述回流管道上设有与所述控制器13相连的回流控制模组，利用回流控制模组对液氧泵3压力进行调整，进而调节氧气输出压力。
本实施例所述回流控制模组包括安装在回流管道上的第一压力传感器4和液氧回流调节阀2，所述第一压力传感器4和所述液氧回流调节阀2均与所述控制器13相连；所述第一压力传感器4用于检测管道内压力情况，所述控制器13则在接收到所述第一压力传感器4检测所得的压力数据后向所述液氧回流调节阀2发送调节指令以调节压力情况。
本实施例与所述换热器相连的氧气出塔输送管道上设有氧气输出调节阀9，所述氧气输出调节阀9的输出端与氧气对外输出管道相连，利用所述氧气对外输出管道为氧气使用单位输送氧气；而所述氧气出塔输送管道与装设有氧气放空调节阀11的氧气放空管道相连通，可利用氧气放空来调节氧气出塔流量，同时关闭氧气放空还可调节氧气纯度。
本实施例在所述氧气出塔输送管道上设有用于检测氧气输出压力、氧气浓度以及氧气出塔流量的检测设备；与此同时，在所述氧气对外输出管道上设有用于检测氧气输出流量的检测设备；所述控制器13基于各所述检测设备反馈的检测信号向液氧回流调节阀2、氧气输出调节阀9和/或氧气放空调节阀11发送调节指令。
所述氧气出塔输送管上的检测设备包括氧气纯度传感器6、第二压力传感器7以及第一流量传感器8；所述氧气纯度传感器6安装在所述换能器5的出氧端，用于检测经所述换能器5后输出的氧气纯度；所述第二压力传感器7则安装在所述氧气出塔输送管的上，用于检测氧气输出压力；所述第一流量传感器8则安装在位于所述氧气放空管道前的氧气出塔输送管道上，用于检测氧气出塔流量。
位于所述氧气输出调节阀9后的氧气对外输出管道上则设有所述第二流量传感器10，用于检测经所述氧气输出调节阀9调节后的氧气输出流量。
而在所述氧气放空管道的末端连接有放空消音器12，可在氧气排出大气过程中进行消音处理，减少噪声污染。
所述的空分内压缩氧气调节系统的空分内压缩氧气调节方法主要包括氧气纯度调节方法、氧气输出压力调节方法以及氧气输出流量调节方法，上述多种调节方法都由控制器13接收到检测信号后自动调节，实现内压缩空分装置中在满足后续氧气使用单位氧气使用流量和压力的同时，防止因使用量过大或剧烈波动，造成空分精馏系统工况遭到破坏，甚至引起停机的严重事故。
如图2所示，所述氧气纯度调节方法如下：
获取氧气纯度传感器6实时检测所得的氧气纯度数据，将所述氧气纯度数据与预设纯度值进行比对，若判断获知所述氧气纯度数据小于预设纯度值，则向所述氧气输出调节阀9发送关控指令，氧气输出调节阀9就会自动关闭，可避免不合格氧气输送到下游氧气使用单位；此外，还向所述氧气放空调节阀11发送开启指令，以将不合格氧气通过氧气放空管道输送至消音器12进行安全放空处理。
在氧气纯度不合格时，氧气输出调节阀9的控制优先级高于氧气放空调节阀11的控制，以确保使用氧气单位用氧质量。在调节过程中实时检测氧气纯度数据，直至检测所得的氧气纯度数据大于或等于预设纯度值，才让氧气输出调节阀9以及氧气放空调节阀11的控制恢复原有状态。
如图3所示，所述氧气输出压力调节方法如下：
获取所述第一压力传感器4实时检测所得的氧气输出的压力数据，将所述压力数据与预设压力值进行比对，若判断获知所述压力数据小于预设压力值时，向所述液氧回流调节阀2发送关控指令，直到所述压力数据达到预设压力值。其中关控指令包括将阀门的开度减小或直接将阀门关闭；而关控指令的具体指令内容可由检测所得的压力数据确定，同时，阀门的开度减小幅度可根据压力数据确定，也可按照预设的开度范围进行调整。
此外，所述液氧回流调节阀2执行关控指令过程中，还需判断所述液氧回流调节阀2完全关闭时实时检测所得的压力数据是否仍小于预设压力值，若是，则向所述液氧泵3发送提速指令直至所述压力数据达到预设压力值。
本实施例中氧气的输出压力由液氧回流调节阀2及液氧泵3根据预设压力值进行自动控制。举个例子，当氧气输出压力小于预设压力值时，液氧回流调节阀2就会自动关小，直到氧气压力达到设定值；如果液氧回流调节阀2关到0度，氧气压力仍然小于预设压力值时，此时控制液氧泵3自动提高转速，提高液氧出液氧泵3压力，进而提高氧气输出压力。反之，当氧气输出压力大于预设压力值时，液氧自动回流阀就会自动开大，直到氧气压力达到设定值。
如图4所示，所述氧气输出流量调节方法如下：
获取实时检测所得的氧气输出流量数据和氧气出塔流量数据，将所述氧气输出流量数据与所述氧气出塔流量数据分别与其对应的预设流量值进行比对，根据比对结果向所述氧气输出调节阀9和/或所述氧气放空调节阀11发送调节指令直至所述氧气输出流量数据达到预设流量值。
本实施例可预先根据需求在控制器13上手动输入预设流量值，预设流量值包括氧气出塔流量设定值及氧气输出流量设定值。控制器13根据氧气输出流量设定值向氧气输出调节阀9、氧气放空调节阀11发出调节指令，氧气输出调节阀9、氧气放空调节阀11在控制器13作用下自动调节，直至检测所得的氧气输出流量等于氧气输出流量设定值。
此外，当检测所得的氧气出塔流量超过氧气出塔流量设定值时，氧气放空调节阀11会自动关小，直到氧气出塔流量与氧气出塔流量设定值保持一致，如果，氧气放空调节阀11已关到0度，当氧气出塔流量仍然超过氧气出塔流量设定值时，氧气输出调节阀9会自动关小，直到氧气出塔流量与氧气出塔流量设定值保持一致。反之，当氧气出塔流量小于氧气出塔流量设定值时，氧气放空调节阀11会自动开大，直到氧气出塔流量与氧气出塔流量设定值保持一致；同时氧气输出调节阀9根据氧气输出流量设定值自动调整开度，直到氧气输出流量与氧气输出流量设定值保持一致。
上述的调节方法都由控制器13自动控制实现，在紧急情况下，用户也可输入手动调节指令；当所述控制器13接收到手动调节指令时将所述控制器13的运行模式切换至手动模式，让各调节阀按照所述手动调节指令执行对应操作。例如，由于下游氧气使用单位氧气的使用流量突然增加或者减少，导致氧气输出流量及输出压力出现较大幅度波动，此时往往需要操作人员根据实际情况进行手动干预氧气输出调节阀9的调节速度，确保空分装置运行工况的稳定。在这种情况下，操作人员可根据实际情况，在控制器13上将操作方式更改为手动方式；在手动模式下手动调节指令优先于自动调节指令，相关的氧气自动调节阀等只受手动操作控制。
本实施例提供一种电子设备，其包括处理器、存储器及存储于所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现实施例一中所述的空分内压缩氧气调节方法；另外，本实施例还提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现上述的空分内压缩氧气调节方法。
本实施例中的设备及存储介质与前述实施例中的方法是基于同一实用新型构思下的两个方面，在前面已经对方法实施过程作了详细的描述，所以本领域技术人员可根据前述描述清楚地了解本实施例中的设备及存储介质的结构及实施过程，为了说明书的简洁，在此就不再赘述。
上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。
Claims (5)
1.一种空分内压缩氧气调节系统，其特征在于，包括有分馏塔系统、换热器以及控制器；
所述分馏塔系统产生的液氧经过液氧泵加压后输送至换热器换热气化为氧气；所述液氧泵的出口管道连接有回流管道，并在所述回流管道上设有与所述控制器相连的回流控制模组；
与所述换热器相连的氧气出塔输送管道上设有氧气输出调节阀，且所述氧气出塔输送管道与装设有氧气放空调节阀的氧气放空管道相连通；所述氧气出塔输送管道上设有用于检测氧气输出压力、氧气浓度以及氧气出塔流量的检测设备；氧气对外输出管道上设有用于检测氧气输出流量的检测设备；所述控制器基于各所述检测设备反馈的检测信号向液氧回流调节阀、氧气输出调节阀和/或氧气放空调节阀发送调节指令。
2.根据权利要求1所述的空分内压缩氧气调节系统，其特征在于，所述回流控制模组包括安装在回流管道上的第一压力传感器和液氧回流调节阀，所述第一压力传感器和所述液氧回流调节阀均与所述控制器相连。
3.根据权利要求1所述的空分内压缩氧气调节系统，其特征在于，所述氧气出塔输送管道上的检测设备包括用于检测氧气纯度的氧气纯度传感器、用于检测氧气输出压力的第二压力传感器以及用于检测氧气出塔流量的第一流量传感器。
4.根据权利要求1所述的空分内压缩氧气调节系统，其特征在于，所述氧气对外输出管道与所述氧气输出调节阀的输出端相连，设在所述氧气对外输出管道上的检测设备为第二流量传感器。
5.根据权利要求1所述的空分内压缩氧气调节系统，其特征在于，所述氧气放空管道的末端连接有放空消音器。
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