CN219082810U - 一种长距离多点位中低压氮气协调供气系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种长距离多点位中低压氮气协调供气系统，包括：多套氮气供气系统，多套所述氮气供气系统并联设置，每套所述氮气供气系统经调压后分别输出至中压或低压氮气用户；经调压后的中压氮气供气系统之间与经调压后的低压氮气供气系统之间通过止逆阀连通。本实用新型的有益效果是通过多套供气系统的设置，保障了中低压氮气长距离多点位输送系统压力平稳，氮气用气压力可以根据用户需求调节，满足整个公司各工序用气需求；减少运输阻力，避免管路压降过大，减少氮气损耗，中压氮气的初始管道压力可以由1.4MPa减低至1.2MPa，低压氮气的初始管道压力可以由0.8MPa减低至0.6MPa，节省了氮气输送的能耗。

Description

一种长距离多点位中低压氮气协调供气系统

技术领域

本实用新型属于气体供给领域，尤其是涉及一种长距离多点位中低压氮气协调供气系统。

背景技术

一般钢铁企业氮气用途广泛，用户分布分散。而随着厂区的不断扩建，会新增多个空分装置用于生产氮气，以保证氮气产能供应充足，但空分装置同样分布较为分散，为了保证供气会将所有产氮气设备分低压和中压统一送入储气罐，统一输送储气罐后统一由主管网向个用户输送氮气，这种送气方式中压氮与低压氮不能互通，而且输送管线长，压降大，氮气损耗高。为了保证末端用户的用气压力，只能提高整体用气压力，导致能源浪费。需要找到一种高效节能的供气方法，减少输送管道的压降损失，降低送气损耗。

实用新型内容

本实用新型要解决的问题是提供一种长距离多点位中低压氮气协调供气系统，实现多个生产设备与分散用户之间中低压氮气协调供应，提高送气效率，减少管道压降，保障氮气管网系统稳定，节约能源。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种长距离多点位中低压氮气协调供气系统，包括：多套氮气供气系统，多套所述氮气供气系统并联设置，每套所述氮气供气系统经调压后分别输出至中压或低压氮气用户；

经调压后的中压氮气供气系统之间与经调压后的低压氮气供气系统之间通过止逆阀连通。

进一步的，所述氮气供气系统包括：空分设备、氮气机组和供气管道，所述空分设备与所述氮气机组连接，所述供气管道外接于所述氮气机组上；

所述氮气机组包括：压缩机，所述供气管道外接于所述压缩机的输出端。

进一步的，所述供气管道上设置有调压阀组，所述调压阀组包括：旁通阀、切断阀和调节阀，所述旁通阀和所述调节阀并联设置于所述供气管道上，所述调节阀的上游端和下游端的所述供气管道上串联设置有所述切断阀。

进一步的，位于所述调压阀组上游端的所述供气管道上还设置有氮气球罐，用于储存氮气。

进一步的，每套所述氮气供气系统经所述空分设备后输送至多个压缩机，多个所述压缩机的输出端外接所述供气管道。

进一步的，所述供气管道包括：第一供气管道和第二供气管道，所述第一供气管道的输出端连接中压氮气用户，所述第二供气管道的输出端连接低压氮气用户。

进一步的，所述第一供气管道与所述第二供气管道之间通过止逆管道连通；

所述止逆管道设置于所述供气管道上所述调压阀组的下游端。

进一步的，所述止逆管道包括：止逆阀和气动调压阀，由所述第一供气管道向所述第二供气管道输送氮气方向的所述止逆管道上依次设置有所述气动调压阀和所述止逆阀。

进一步的，相邻所述氮气供气系统之间的位于所述调压阀组下游端的所述第一供气管道之间通过截止阀连通；

相邻所述氮气供气系统之间的位于所述调压阀组下游端的所述第二供气管道之间通过截止阀连通。

进一步的，相邻所述氮气供气系统之间的位于所述调压阀组上游端的所述供气管道通过截止阀连通

由于采用上述技术方案，具有以下有益效果：

通过多套供气系统的设置，保障了中低压氮气长距离多点位输送系统压力平稳，氮气用气压力可以根据用户需求调节，满足整个公司各工序用气需求；减少运输阻力，避免管路压降过大，减少氮气损耗，中压氮气的初始管道压力可以由1.4MPa减低至1.2MPa，低压氮气的初始管道压力可以由0.8MPa减低至0.6MPa，大大节省了氮气输送的能耗。

同时通过多套供气系统的设置以及相邻供气系统之间通过截止阀连通，实现就近用气，氮气压力降低，输送路径优化后，输送的路径变短，涉及跑冒滴漏的阀门、管路减少，相对磨损和跑冒滴漏的概率也随之减少，更易于巡检排查，减少氮气损耗，提升能源利用率。

几个供气设备与供气系统相互连通互为备用，某一处检修时不影响生产，另外产能受限时，可以停用其中的一组或两组设备，减少开机运行能耗。而通过贯通的管道仍然可以保障停用设备周边的用户的用气需求。避免因用户用气量减少产气设备低负荷运行导致氮气生产成本增加，为企业节能减排、降本增效。不同区域氮气可以互相补充，保障氮气系统稳定，用户生产安全稳定。当某一处低压氮气设备损坏或检修时，无需使用调压阀组，通过各产气设备串联即可实现低压氮气的长距离使用，减少氮气不必要的损耗。

通过调压阀组的设置，可以将中压氮气替代低压氮气使用，在两个管路之间设置止逆阀，保证中压氮气可以输入低压氮气，而低压氮气不会窜入高压管道，保障用气安全及压力要求，避免低压氮气损坏或检修时影响生产。

本供气系统将氮气分为中压氮气和低压氮气输送氮气，也可以根据用户需求进行分类细化，调节至用户所需的氮气压力，避免氮气压力高配低用，既能够满足用户需求，又不能浪费能耗，有效控制了用气成本。

附图说明

图1是本实用新型一种实施例的整体结构示意图。

图中：

1、氮气机组 2、供气管道 21、调压阀组

22、氮气球罐 23、止逆管道 211、旁通阀

212、切断阀 213、调节阀 231、止逆阀

232、气动调压阀 24、阀门 25、阀门

26、阀门 27、阀门 28、阀门

29、阀门

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本实用新型作进一步说明：

在本实用新型的一种实施例中，如图1所示，一种长距离多点位中低压氮气协调供气系统，包括：多套氮气供气系统，多套氮气供气系统并联设置，且在每套氮气供气系统上均设置有调压阀组21，每套氮气供气系统经调压阀组21调压后分别输出至中压或低压氮气用户，同时经调压后的中压氮气供气系统之间与经调压后的低压氮气供气系统之间通过止逆阀连通，可作为临时应急使用。

通过改变原有统一输送储气罐后，统一由总管道向各用户输送氮气的方式，通过多套氮气供气系统进行共同供气，优化了氮气输送路径，实现了就近输送。在本实施例中，共设置三套并联设置的氮气供气系统，其中空分机组A站采用1套4万m³空分设备组成，空分机组B站采用两套2万m³空分设备组成，空分机组C站采用1套4800m³空分设备和2套6500m³空分设备组成；结合具体实际情况，空分机组A站、空分机组B站和空分机组C站分别位于相同或不同方位，具体可不限于将空分机组A站设置于公司一侧就近供应循环经济区范围内氮气用户，空分机组B站设置于公司另一侧就近供应冶炼区范围内氮气用户，将空分机组C站也设置于空分机组A站的同侧，在其他设备检修停产时作为替补设备供应公司氮气用户。

通过就近供气减少供气距离，减少运输过程中氮气损耗。在氮气的运输过程中，输送距离短，输送过程中阻力小，压力损失小，无需为保障末端用户供气压力而提高氮压机额定压力，供气压力低，管道上的漏气量也会减少，有利于节能降耗。其中中压氮气的初始管道压力可以由1.4MPa减低至1.2MPa，低压氮气的初始管道压力可以由0.8MPa减低至0.6MPa，大大节省了氮气输送的能耗。

具体的，氮气供气系统包括：空分设备、氮气机组1和供气管道2，空分设备与氮气机组1连接，供气管道2外接于氮气机组1上，经空分设备分离出的气体经氮气机组1后向供气管道2中输送。本实施例中氮气机组1包括：压缩机，供气管道2外接于压缩机的输出端，空分设备分离出氮气经压缩机压缩后向供气管道2中输送；在本实施例中，压缩机输出的中压氮气的初始压力为1.4MPa，输出的低压氮气的初始压力为0.8MPa，可以根据不同用户的不同需求进行合理输送。

在供气管道2上设置有调压阀组21，调压阀组21包括：旁通阀211、切断阀212和调节阀213，旁通阀211和调节阀213并联设置于供气管道2上，调节阀213的上游端和下游端的供气管道2上串联设置有切断阀212，切断阀212适配检修而设置，通过调压阀组的设置，将高压降为低压，满足用户所需。在具体应用过程中，将1.2MPa的中压氮气输送至高炉喷煤和炼钢转炉等氮气压力需求较高的用户，将0.6MPa低压氮气输送至高炉炉顶和煤气除尘等氮气压力需求不高的用户。也可以根据用户需求调整压缩机的出口压力，满足不同用户的需求。根据具体的用户需求、用气压力、用气品质单独供气，节省了大量的能源，有效避免了高配低用、过度用气造成不必要的能耗浪费。

调压阀组可使较高压力的氮气降压为低压氮气供用户使用，这一过程氮气压力降低，存在能耗损失。但是可以降低由其他空分机组例如：B站供应低压氮气到C站的氮气压力，缓解长距离输送氮气时压降太大，造成末端用户压力过低，造成被迫提高低压氮气输送压力的影响。在末端用户氮气压力低时，可以作为临时应急手段，用中压氮气经调压站调压后供应低压氮气用户使用。

在本实施例中，按照供气管道2中氮气的流动方向定义上游端和下游端，上游端为靠近氮气机组1的一端，下游端为靠近氮气用户的一端；位于调压阀组21上游端的供气管道2上还设置有氮气球罐22，用于储存氮气，也优化了氮气输送路径，实现就近输送。在本实施例中，如图1所示，将作为主供气的氮气供气系统上支路连接多个氮气球罐22，每个氮气球罐22进气端管路上设置有截止阀；同样在不同侧的主供气的氮气供气系统上也支路连接有多个氮气球罐22，图中仅做示例；在作为替补的氮气供气系统上有选择的设置氮气球罐22。

每套氮气供气系统经空分设备后输送至多个压缩机，多个压缩机的输出端外接供气管道2。在本实施例中，每套氮气供气系统经压缩机后输出至两条不同压力的供气管道，其中中压氮气的初始管道压力为1.4MPa，低压氮气的初始管道压力为0.8MPa，根据用户需求不同，分中、低压供气。

供气管道2包括：第一供气管道和第二供气管道，第一供气管道的输出端连接中压氮气用户，第二供气管道的输出端连接低压氮气用户。在本实施例中，第一供气管道为中压供气管道，第二供气管道为低压供气管道，在第一供气管道与第二供气管道之间通过止逆管道23连通，可以实现由中压向低压输送，具体的，止逆管道23设置于调压阀组的下游端的供气管道上。

止逆管道23包括：止逆阀231和气动调压阀232，沿第一供气管道向第二供气管道输送氮气方向的止逆管道23上依次设置有气动调压阀232和止逆阀231,使得每套氮气供气系统中的中压供气管道可以向低压供气管道输送氮气，即中压氮气可以输送至低压氮气管路，但是低压氮气不能输送至中压氮气管道，保障用气标准和安全。

同时相邻氮气供气系统之间也可互相供气，满足日常所需，具体的，在相邻氮气供气系统之间的位于调压阀组21下游端的第一供气管道之间设置截止阀，通过截止阀连通；在相邻氮气供气系统之间的位于调压阀组21下游端的第二供气管道之间设置截止阀，通过截止阀连通。

在相邻氮气供气系统之间的位于调压阀组上游端的供气管道同样设置有截止阀，通过截止阀连通。通过截止阀的设置将几个区域的供气系统给连起来，然后都可以互为备用，根据各自区域的用户压力需求进行调整。

在本实施例中，如图1所示，将三套氮气供气系统之间安装六个截止阀，六个截止阀如图1中所示，分别为：阀门24、阀门25、阀门26、阀门27、阀门28和阀门29，使得相邻氮气供气系统之间的低压氮气和中压氮气分别贯通，保障某一机组因故障或检修等原因停机时，其周边用户仍可以保障稳定氮气供应。分别操作相应站区的阀门，保证能够连续供气，为调压站系统检修时提供备用供气方式。特别是在产能受限时，可以把三个站所设备关停一个，运行两个站所设备即可保障全公司中低压氮气供应，大大降低公司用氮气的能耗成本。

例如：如果仅仅是A组空分设备的低压氮气供应设备停机，也可以由C套设备通过阀门25，阀门24，阀门28向循环经济区输送低压氮气给周边用户，不需要使用调压站设备，保障用户生产需要的同时能够避免能耗浪费，节能降耗。如果B站所氮压机不能运行，可以打开阀门25和阀门26，向B站所对应的就近氮气用户供应氮气，避免氮气反向输送距离太长造成压降过大。如果存在用户分布不均衡的情况，也可以通过管道东气西调或西气东调，满足个用户的氮气使用需求，保障氮气输送系统压力平稳，确保生产安全稳定。

将氮气分为中压氮气和低压氮气输送氮气，也可以根据用户需求进行分类细化，调节至用户所需的氮气压力，避免氮气压力高配低用，既能够满足用户需求，又不能浪费能耗，有效控制了用气成本。

以上对本实用新型的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.一种长距离多点位中低压氮气协调供气系统，其特征在于，包括：多套氮气供气系统，多套所述氮气供气系统并联设置，每套所述氮气供气系统经调压后分别输出至中压或低压氮气用户；

经调压后的中压氮气供气系统之间与经调压后的低压氮气供气系统之间通过止逆阀连通。

2.根据权利要求1所述的一种长距离多点位中低压氮气协调供气系统，其特征在于：所述氮气供气系统包括：空分设备、氮气机组和供气管道，所述空分设备与所述氮气机组连接，所述供气管道外接于所述氮气机组上；

所述氮气机组包括：压缩机，所述供气管道外接于所述压缩机的输出端。

3.根据权利要求2所述的一种长距离多点位中低压氮气协调供气系统，其特征在于：所述供气管道上设置有调压阀组，所述调压阀组包括：旁通阀、切断阀和调节阀，所述旁通阀和所述调节阀并联设置于所述供气管道上，所述调节阀的上游端和下游端的所述供气管道上串联设置有所述切断阀。

4.根据权利要求3所述的一种长距离多点位中低压氮气协调供气系统，其特征在于：位于所述调压阀组上游端的所述供气管道上还设置有氮气球罐，用于储存氮气。

5.根据权利要求2所述的一种长距离多点位中低压氮气协调供气系统，其特征在于：每套所述氮气供气系统经所述空分设备后输送至多个压缩机，多个所述压缩机的输出端外接所述供气管道。

6.根据权利要求3所述的一种长距离多点位中低压氮气协调供气系统，其特征在于：所述供气管道包括：第一供气管道和第二供气管道，所述第一供气管道的输出端连接中压氮气用户，所述第二供气管道的输出端连接低压氮气用户。

7.根据权利要求6所述的一种长距离多点位中低压氮气协调供气系统，其特征在于：所述第一供气管道与所述第二供气管道之间通过止逆管道连通；

所述止逆管道设置于所述供气管道上所述调压阀组的下游端。

8.根据权利要求7所述的一种长距离多点位中低压氮气协调供气系统，其特征在于：所述止逆管道包括：止逆阀和气动调压阀，由所述第一供气管道向所述第二供气管道输送氮气方向的所述止逆管道上依次设置有所述气动调压阀和所述止逆阀。

9.根据权利要求8所述的一种长距离多点位中低压氮气协调供气系统，其特征在于：相邻所述氮气供气系统之间的位于所述调压阀组下游端的所述第一供气管道之间通过截止阀连通；

相邻所述氮气供气系统之间的位于所述调压阀组下游端的所述第二供气管道之间通过截止阀连通。

10.根据权利要求8或9所述的一种长距离多点位中低压氮气协调供气系统，其特征在于：相邻所述氮气供气系统之间的位于所述调压阀组上游端的所述供气管道通过截止阀连通。

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