CN220269138U - 一种化工行业用氮气系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于一种化工行业用氮气系统；包括液氮储罐，液氮储罐的出口通过第一液氮泵和第一三通与第二水浴式加热器相连，第二水浴式加热器的出口依次通过第五三通、第三三通以及高压氮气压缩机与高压氮气储罐相连，高压氮气储罐与高压蒸汽管网相连；第一三通的第三端与真空储罐单元相连；第五三通的第三端与安保氮气管网相连；第三三通的第三端与低压蒸汽管网相连；通过氮气供给前置，以及第一液氮泵配合第二水浴式加热器以实现直接提高氮气压力，降低高压氮气压缩机工作负荷，从而减少电能消耗，降低企业运行成本的特点。

Description

一种化工行业用氮气系统

技术领域

本实用新型属于煤化工领域，具体涉及一种化工行业用氮气系统。

背景技术

现有技术中高压氮气管网和/或中高压氮气系统中的氮气均来自氮气压缩机进行压缩来供给的，高压氮气管网和/或中高压氮气系统的氮气会根据化工企业中各设备的需要进行调压后输送；具体来说，通过来自从空分系统过来的低压氮，由氮气压缩机对其进行加压后输送至高压氮气管网和/或中高压氮气系统中，由于两者的压差较大，因此在加压过程中需要消耗较多的电量，不仅浪费大量电能，还提高了企业的生产运行成本。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种化工行业用氮气系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种化工行业用氮气系统，该氮气系统包括液氮储罐，所述液氮储罐的出口通过第一液氮泵和第一三通与第二水浴式加热器相连，第二水浴式加热器的出口依次通过第五三通、第三三通以及高压氮气压缩机与高压氮气储罐相连，高压氮气储罐与高压蒸汽管网相连；所述第一三通的第三端与真空储罐单元相连；所述第五三通的第三端与安保氮气管网相连；所述第三三通的第三端与低压蒸汽管网相连。

本实用新型的有益效果为，其在本质上改变了传统的氮气供给方式，以安保氮气管网和低压蒸汽管网的特性为基础实现氮气供给的前置，以达到降低压缩能耗的目的，与此同时通过第一液氮泵配合第二水浴式加热器以实现直接提高氮气压力，降低高压氮气压缩机工作负荷，从而减少电能消耗，降低企业运行成本的特点；进一步地，本实用新型还设有真空储罐单元，对通过第一液氮泵加压后的液氮进行暂存，以实现当液氮储罐中的液氮量不足或因其他原因导致系统停车时，可通过真空储罐单元向安保氮气管网和低压蒸汽管网供给氮气，以维持上述管网正常运行的特点。

作为本技术方案的进一步优选的，所述液氮储罐的出口还通过第二液氮泵以及第三水浴式加热器与高压氮气储罐相连。

作为本技术方案的进一步优选的，所述真空储罐单元包括真空储罐，真空储罐的进口通过第三调节阀与第一三通的第三端相连，真空储罐的出口通过第一调节阀与第二三通的第三端相连，第二三通设置在第一三通与第二水浴式加热器之间的管路上；真空储罐上还设有循环加压部。

作为本技术方案的进一步优选的，所述循环加压部包括真空储罐下部的循环出口，真空储罐下部的循环出口通过第二调节阀和第一水浴式加热器与设置在真空储罐上部的循环进气口相连。

作为本技术方案的进一步优选的，所述第一液氮泵和第一三通之间设有第四调节阀，第五三通和第三三通之间设有第一减压阀，第三三通和高压氮气压缩机之间设有第五调节阀，高压氮气压缩机与高压氮气储罐之间设有第一切断阀。

作为本技术方案的进一步优选的，所述第三水浴式加热器与高压氮气储罐之间设有第二切断阀。

作为本技术方案的进一步优选的，所述高压氮气储罐与高压蒸汽管网之间设有第四三通，第四三通的第三端通过第二减压阀与中高压氮气储罐相连，中高压氮气储罐的出口与中高压氮气系统相连。

按照上述方案制成的一种化工行业用氮气系统，通过液氮泵对液氮进行加压，并在上述加压的基础上通过水浴式加热器复热成为高压氮气，以达到降低能耗的目的，进一步地，依据上述设计理念通过并联的形式，一路通过储藏高压液氮以及实现氮气供给前置，并配合高压氮气压缩机向高压氮气储罐供给氮气；另一路通过液氮泵和水浴式加热器配合直接向氮气储罐供给氮气；能够根据实际情况对氮气供给线路进行调整，以实现在节约能耗的前提下，达到氮气供给管路的互备互用，并可以满足高压蒸汽管网以及氮气供给前置相关管线的用气安全。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图中：1、液氮储罐；2、第一液氮泵；3、第四调节阀；4、第三调节阀；5、第一三通；6、第二三通；7、第二液氮泵；8、第一调节阀；9、真空储罐；10、第二调节阀；11、第一水浴式加热器；12、第三水浴式加热器；13、第二水浴式加热器；14、第一减压阀；15、第三三通；16、低压氮气管网；17、安保氮气管网；18、第五调节阀；19、高压氮气压缩机；20、第二切断阀；21、高压氮气储罐；22、第四三通；23、第二减压阀；24、高压氮气储罐；25、高压蒸汽管网；26、中高压氮气系统；27、第五三通；28、第一切断阀。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

参照图1所示，一种化工行业用氮气系统，该氮气系统包括液氮储罐1，所述液氮储罐1的出口通过第一液氮泵2和第一三通5与第二水浴式加热器13相连，第二水浴式加热器13的出口依次通过第五三通27、第三三通15以及高压氮气压缩机19与高压氮气储罐21相连，高压氮气储罐21与高压蒸汽管网25相连；所述第一三通5的第三端与真空储罐单元相连；所述第五三通27的第三端与安保氮气管网17相连；所述第三三通15的第三端与低压蒸汽管网16相连。本实用新型以第一液氮泵2对液氮储罐1中常压低温液氮进行加压，并根据高压液氮的特点可用于存储或进入第二水浴式加热器13中制成氮气，当制成氮气时可用于进入安保氮气管网17内作为安保氮气使用或减压后进入低压蒸汽管网16中，同时还可以使用高压氮气压缩机19对减压后的氮气进行加压进入高压蒸汽管网25；通过使第二水浴式加热器13后部的氮气进入安保氮气管网17和/或低压蒸汽管网16中，以实现氮气供给前置；氮气供给前置能够在保证一定压力下减少进入高压氮气压缩机19的量，从而达到降低能耗的特点；同时本实用新型还设置有真空储罐单元，当液氮储罐1的量不足或因其他原因导致系统停车时，可通过真空储罐单元为安保氮气管网17、低压蒸汽管网16供给氮气；本实用新型通过第一液氮泵2和第二水浴式加热器13配合能够使液氮在加压的基础上复热成为高压氮气，从而达到在降低高压氮气压缩机19能耗的前提下向高压蒸汽管网25供给高压氮气。

进一步地，所述液氮储罐1的出口还通过第二液氮泵7以及第三水浴式加热器12与高压氮气储罐21相连。本实用新型还设置有与前述流程设计相匹配的并联设计，该并联设计中包含了第二液氮泵7和第三水浴式加热器12，其中，第二液氮泵7对来自液氮储罐1的液氮进行加压，第三水浴式加热器12对加压后的氮气进行复热，并使其成为高压氮气，以达到用于供给高压蒸汽管网25的目的；另外，众所周知，氮气的压力过低，当采用高压氮气压缩机进行压缩时，其管道的直径需要较大才能满足高压氮气压缩机的工作要求，而通过上述设置无需使用较大管径的氮气管道，有利于降低企业的投资成本。

进一步地，所述真空储罐单元包括真空储罐9，真空储罐9的进口通过第三调节阀4与第一三通5的第三端相连，真空储罐9的出口通过第一调节阀8与第二三通6的第三端相连，第二三通6设置在第一三通5与第二水浴式加热器13之间的管路上；真空储罐9上还设有循环加压部。本实用新型中所述的真空储罐9用于存储通过第一液氮泵2进行加压后的液氮，用于在液氮储罐1中液氮不足或因其他原因导致系统停车时用于与需要氮气的设备补充氮气，与此同时真空储罐9上还设有循环加压部，以实现对真空储罐9进行压力控制，并实现安全运行的特点。

进一步地，所述循环加压部包括真空储罐9下部的循环出口，真空储罐9下部的循环出口通过第二调节阀10和第一水浴式加热器11与设置在真空储罐9上部的循环进气口相连。本实用新型的循环加压部用于对真空储罐9内部压力的调节和控制，具体为通过第二调节阀10调节进入第一水浴式加热器11中液氮的量，液氮通过复热后变为氮气，氮气进入真空储罐9顶部，以维持和控制真空储罐9的压力。

进一步地，所述第一液氮泵2和第一三通5之间设有第四调节阀3，第五三通27和第三三通15之间设有第一减压阀14，第三三通15和高压氮气压缩机19之间设有第五调节阀18，高压氮气压缩机19与高压氮气储罐21之间设有第一切断阀28。

进一步地，所述第三水浴式加热器12与高压氮气储罐21之间设有第二切断阀20。

进一步地，所述高压氮气储罐21与高压蒸汽管网25之间设有第四三通22，第四三通22的第三端通过第二减压阀23与中高压氮气储罐24相连，中高压氮气储罐24的出口与中高压氮气系统26相连。

本实用新型的工作原理为：来自液氮储罐1来的低温常压液氮通过第一液氮泵2进行增压(压力增加到1.0MPaG)后通过第四调节阀3进入第一三通5，此时可以选择进入真空储罐9或第二水浴式加热器13中，或者向两者同时供给液氮，当需要进入真空储罐9中补充液位时，可通过打开第三调节阀4以实现上述目的；加压后的液氮经过第二三通6进入第二水浴式加热器13复热，复热后变为氮气(氮气压力1.0MPaG)，该氮气可直接送入安保氮气管网17，以供化工企业在紧急停车时使用；或者该氮气可通过第一减压阀14后压力降低为0.4MpaG，进入低压氮气管网16中供化工企业低压氮气用户使用，抑或经第五调节阀18送到高压氮气压缩机19进口，通过高压氮气压缩机19加压，加压至压力为13.2MpaG后通过第一切断阀28送入高压氮气储罐21中；来自液氮储罐1来的低温常压液氮还可以通过第二液氮泵7进行加压，加压至压力：13.2MpaG后送入第三水浴式加热器12复热，复热后变为氮气，高压氮气通过第二切断阀20送入高压氮气储罐21内；上述高压氮气储罐21内的高压氮气从高压氮气储罐21的出口可经第四三通22送往高压氮气管网25，供企业高压氮气使用，或者经第四三通22的第三端送往中高压氮气储罐24，中间设置有第二减压阀23(压力11.0MPaG)，通过第二减压阀23将压力降低到所需要的中高压氮气压力，通过中高压氮气储罐24作为缓冲，从中高压氮气储罐24出口出来的中高压氮气送往中高压氮气系统26供企业使用。

本实用新型中所述的真空储罐9设置有循环加压部，真空储罐9内的液氮通过第二调节阀10进入到第一水浴式加热器11，液氮通过复热后变为氮气，氮气进入真空储罐9顶部，通过调整第二调节阀10的开度，调整进入真空储罐9内氮气的气量，进而调整真空储罐9内部的压力，将真空储罐内的压力维持在1.0MPaG左右；当系统正常运行时关闭第一调节阀8、第三调节阀4、第二调节阀10；利用第一液氮泵2与第二水浴式加热器13为系统提供氮气来源；当液氮储罐1的液氮储量不足时，则关闭第四调节阀3、第三调节阀4，打开第二调节阀10、第一调节阀8，通过真空储罐9内储存的液氮供给安保氮气管网17、低压蒸汽管网16或高压蒸汽管网25；还可以当系统紧急停车、停电时，液氮泵无法运行，则关闭第四调节阀3、第三调节阀4，打开第二调节阀10、第一调节阀8，通过真空储罐9内储存的液氮供系统(需要注意的是：此时由于停电原因高压氮气压缩机19无法工作时，无法向高压蒸汽管网供给氮气)停车工况下使用。本实用新型可通过相应的调节阀对用气设备进行灵活调整，如当后续系统对高压氮气的需求量较大且连续时，可关闭第一切断阀28，打开第二切断阀20，利用第二液氮泵7加压后复热供应高压氮气；当后续系统对高压氮气的需求量较小且间断时，关闭第二切断阀20，打开第一切断阀28，利用氮气压缩机19供应高压氮气。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种化工行业用氮气系统，该氮气系统包括液氮储罐(1)，其特征在于：所述液氮储罐(1)的出口通过第一液氮泵(2)和第一三通(5)与第二水浴式加热器(13)相连，第二水浴式加热器(13)的出口依次通过第五三通(27)、第三三通(15)以及高压氮气压缩机(19)与高压氮气储罐(21)相连，高压氮气储罐(21)与高压蒸汽管网(25)相连；

所述第一三通(5)的第三端与真空储罐单元相连；

所述第五三通(27)的第三端与安保氮气管网(17)相连；

所述第三三通(15)的第三端与低压蒸汽管网(16)相连。

2.根据权利要求1所述的一种化工行业用氮气系统，其特征在于：所述液氮储罐(1)的出口还通过第二液氮泵(7)以及第三水浴式加热器(12)与高压氮气储罐(21)相连。

3.根据权利要求1所述的一种化工行业用氮气系统，其特征在于：所述真空储罐单元包括真空储罐(9)，真空储罐(9)的进口通过第三调节阀(4)与第一三通(5)的第三端相连，真空储罐(9)的出口通过第一调节阀(8)与第二三通(6)的第三端相连，第二三通(6)设置在第一三通(5)与第二水浴式加热器(13)之间的管路上；真空储罐(9)上还设有循环加压部。

4.根据权利要求3所述的一种化工行业用氮气系统，其特征在于：所述循环加压部包括真空储罐(9)下部的循环出口，真空储罐(9)下部的循环出口通过第二调节阀(10)和第一水浴式加热器(11)与设置在真空储罐(9)上部的循环进气口相连。

5.根据权利要求1所述的一种化工行业用氮气系统，其特征在于：所述第一液氮泵(2)和第一三通(5)之间设有第四调节阀(3)，第五三通(27)和第三三通(15)之间设有第一减压阀(14)，第三三通(15)和高压氮气压缩机(19)之间设有第五调节阀(18)，高压氮气压缩机(19)与高压氮气储罐(21)之间设有第一切断阀(28)。

6.根据权利要求2所述的一种化工行业用氮气系统，其特征在于：所述第三水浴式加热器(12)与高压氮气储罐(21)之间设有第二切断阀(20)。

7.根据权利要求1所述的一种化工行业用氮气系统，其特征在于：所述高压氮气储罐(21)与高压蒸汽管网(25)之间设有第四三通(22)，第四三通(22)的第三端通过第二减压阀(23)与中高压氮气储罐(24)相连，中高压氮气储罐(24)的出口与中高压氮气系统(26)相连。