专利名称：主空分换热器的辅助加热装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及空分装置，更具体地说，涉及一种主空分换热器的辅助加热装置。
背景技术：
请参见图I所示，现有的空分工艺流程如下加工空气进入空气压缩机I压缩到454kPag的空气，进入空冷塔2进行冷却，在空冷塔2的下部被冷却水冷却，在上部被冷冻水冷却。冷却水是由来自炼钢厂区工业水管网，冷冻水是由冷却水在水冷塔8中进一步冷却而得到的。从空冷塔2出来的空气进入分子筛吸附器3。空气中的水分、二氧化碳和碳氢化合物在分子筛吸附器3中被分子筛吸附。出分子筛的空气被分为二路，一路进主换热器4后中部抽出进入膨胀机7后进入空分主塔5，一路经过主换热器4后直接进入空分主塔5。以上两路气进主塔5前已达到_170°C。在主塔5内得到产品氮气、产品氧气、污氮气，这些 产品出主塔5时温度也在_170°C。产品氮气、产品氧气、污氮作为反流气进入主换热器4和分子筛出来进入主换热器4的正流空气进行换热，正流空气温度在20°C左右。反流产品氮气、产品氧气在主换热器4内复热到常温后送入用户管网，污氮进入水冷塔8去冷却水。从空分主塔5抽出IS懼分送入IS塔6进行制取液IS后送入液IS储罐。目前基本上所有空分在设计制造时为合理控制成本，在塔内段，即44、45、46段管线采用能耐受-200°C低温的奥氏体不锈钢。而塔外段即41、42、43采用价格低廉的碳钢管道。一般普通碳钢在_20°C时即会发生冷脆现象，失去原来的耐压内力发生管道爆炸。空分在正常运行时塔外段即41、42、43由于其流通的介质(氮气、污氮和氧气)已经在主换热器4中和足够的正流空气即管道47内介质进行充分换热，出主换热器4时已经复热到常温，这样管道41、42、43就不会发生碳钢管道冷脆爆炸的问题。然而在空分长时间停车，尤其是冬天长时间停车后在开车过程中就会发生主换热器4发生热端跑冷的问题，即塔外段41、42、43温度低于_20°C。其形成原因一是因为冬季外界温度已经在零度左右，二由于长时间停车主塔5内_170°C的冷气通过塔内段管道44、45、46将主换热器4热端已经冷却到接近-20°C (长时间停车可冷量传导提供了时间)。这样一来空分一旦开车，主塔5内大量冷气通过塔内段管道44、45、46反流出来，而正流管道47内还没有压送进足够的热空气，最终导致管道41、42、43复热不充分，一旦低于_20°C超过碳钢管道承受能力即会发生冷脆爆炸。为了防止开车过程中发生热端复热不充分发生冷脆爆炸的事故，一些国外大的空分制造厂家规定停车超过48小时必须将主塔5内冷的液体排掉。这样做的话明显无法适应快节奏的钢铁生产需要，因为如果主塔5内冷的液体排掉后，空分重新开车到出产品需要50小时左右，如果5内冷的液体不排掉开车则仅仅需要5小时。无论从能耗、效率来将不排液是经济的。
实用新型内容针对现有技术中存在的上述缺点，本实用新型的目的是提供一种主空分换热器的辅助加热装置，能够在长时间停车后既不排液体又确保在开车过程中主换热器不会发生热端跑冷而引发管道冷脆爆炸。为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案该主空分换热器的辅助加热装置用于对主空分换热器内进行加热，包括一路加热管道，加热管道一端连接至加热气源，另一端依次设有第一电磁阀、第二电磁阀、过滤器、第一控制阀后通入主空分换热器，从主空分换热器穿出后通过与主空分污氮管道并接，并通入主空分水冷塔。所述的加热气源通入的气体为氮气。所述的第一电磁阀的上游和第二电磁阀的下游之间连接一旁路管道，并且旁路管道上设有第二控制阀。在所述的加热管道与主空分污氮管道并接之前还接有一支路，支路另一端连接至高空放散塔，并且在支路上设有第三电磁阀。 所述的第一电磁阀的上游还安装有一与第一电磁阀构成连锁控制的露点仪。所述的主空分污氮管道上还设有一与第三电磁阀构成温度联锁控制的温度传感器。所述的过滤器前后设置安装有差压计。在上述技术方案中，本实用新型的主空分换热器的辅助加热装置包括一路加热管道，加热管道一端连接至加热气源，另一端依次设有第一电磁阀、第二电磁阀、过滤器、第一控制阀后通入主空分换热器，从主空分换热器穿出后通过与主空分污氮管道并接，并通入主空分水冷塔。通过该加热装置能够在长时间停车后，对主空分换热器进行辅助加热，从而能够既不排液体又确保在开车过程中主换热器不会发生热端跑冷而引发管道冷脆爆炸。
图I是现有技术的空分工艺原理图；图2是本实用新型的加热装置的安装示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例进一步说明本实用新型的技术方案。请参阅图2所示，本实用新型的主空分换热器的辅助加热装置用于对主空分换热器4内进行加热，图2中的主空分结构及原理与现有技术(图I)相同，在此不再赘述。而该加热装置包括一路加热管道10，加热管道10 —端连接至加热气源，另一端依次设有第一电磁阀11、第二电磁阀12、过滤器20、第一控制阀13后通入主空分换热器4，从主空分换热器4穿出后通过与主空分污氮管14道相并接，并通入主空分水冷塔8。所述的加热气源可利用钢铁企业现有的氮气管网15，通入的气体为氮气。若无氮气气源，可以选择和氮气同样具备洁净(纯度IOPPm以上)、惰性、干燥(露点-60°C以下)的气源代替，不可选用氧气、煤气、天然气等助燃或可燃介质，也不可选择蒸汽等高含湿量的介质。所述的第一电磁阀11的上游和第二电磁阀12的下游之间连接一旁路管道16，并且旁路管道16上设有第二控制阀17。在所述的加热管道10与主空分污氮管14道并接之前还接有一支路18，支路18另一端连接至高空放散塔9，并且在支路18上设有第三电磁阀19。所述的第一电磁阀11的上游还安装有一与第一电磁阀11构成连锁控制DICl的露点仪DE1。所述的主空分污氮管14道上还设有一与第三电磁阀19构成温度联锁控制回路TIC的温度传感器TE。另外，在所述的过滤器20前后设置安装有差压计roi。该加热装置的工作原理如下在主空分长时间停车后(尤其是冬天)在开车前，运行人员事先打开第一电磁阀11门，对主换热器4进行复热到零度以上。复热用氮气经过主换热器4后已被冷却，通入水冷塔8，在水冷塔8内冷却水，使冷量达到了循环利用。在开车前期运行人员可以继续打开第一电磁阀11 一段时间，防止塔内冷却反流时再次把塔外段管道41、42、43冷却到-20°C以下。待空分稳定后，运行人员关闭第一电磁阀11。当温度传感器TE测量到管道气体温度小于0°C时，通过TIC联锁打开第三电磁阀19，将低温氮气通过高空放散塔9放散。由于氮气是窒息性其他，高空放散塔9要求高度在十米以上，并且建设在相当开阔通风处。过滤器20用来过滤氮气中的杂质。当差压计PDI显示大于IKPA时，运行人员先打开第三电磁阀19，然后关闭第二电磁阀12和第一控制阀13把过滤器20拆下进行清洗。也可以只拆开第二电磁阀12—端，然后打开第一控制阀13进行反吹清洗。当露点仪DEl测量到露点高于_60°C时，DICl联锁起作用，立刻全关第一电磁阀11，防止含湿量高的氮气进入主空分换热器4内，水分因在主换热器4内结冰膨胀而损坏主空分换热器4。通过本实用新型的加热装置可以确保主空分换热器4热端的碳钢管道41、42、43的温度保持在_20°C以上，从而不发生冷脆爆炸。这样可以替代原有停车48小时后空分要排液的措施，有效的节省了能源并提高了空分的利用效率。本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本实用新型，而并非用作为对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本实用新型的权利要求书范围内。
权利要求1.一种主空分换热器的辅助加热装置，用于对主空分换热器内进行加热，其特征在于: 包括一路加热管道，加热管道一端连接至加热气源，另一端依次设有第一电磁阀、第二电磁阀、过滤器、第一控制阀后通入主空分换热器，从主空分换热器穿出后通过与主空分污氮管道并接，并通入主空分水冷塔。
2.如权利要求I所述的主空分换热器的辅助加热装置，其特征在于 所述的加热气源通入的气体为氮气。
3.如权利要求I所述的主空分换热器的辅助加热装置，其特征在于 所述的第一电磁阀的上游和第二电磁阀的下游之间连接一旁路管道，并且旁路管道上设有第二控制阀。
4.如权利要求I所述的主空分换热器的辅助加热装置，其特征在于 在所述的加热管道与主空分污氮管道并接之前还接有一支路，支路另一端连接至高空放散塔，并且在支路上设有第三电磁阀。
5.如权利要求3所述的主空分换热器的辅助加热装置，其特征在于 所述的第一电磁阀的上游还安装有一与第一电磁阀构成连锁控制的露点仪。
6.如权利要求4所述的主空分换热器的辅助加热装置，其特征在于 所述的主空分污氮管道上还设有一与第三电磁阀构成温度联锁控制的温度传感器。
7.如权利要求I所述的主空分换热器的辅助加热装置，其特征在于 所述的过滤器前后设置安装有差压计。
专利摘要本实用新型公开了一种主空分换热器的辅助加热装置，该加热装置包括一路加热管道，加热管道一端连接至加热气源，另一端依次设有第一电磁阀、第二电磁阀、过滤器、第一控制阀后通入主空分换热器，从主空分换热器穿出后通过与主空分污氮管道并接，并通入主空分水冷塔。通过该加热装置能够在长时间停车后，对主空分换热器进行辅助加热，从而能够既不排液体又确保在开车过程中主换热器不会发生热端跑冷而引发管道冷脆爆炸。
文档编号F25J3/04GK202485333SQ201220009180
公开日2012年10月10日 申请日期2012年1月10日 优先权日2012年1月10日
发明者顾云杰 申请人:宝山钢铁股份有限公司