一种备用仪表气源的储存与应急供应装置及方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及石油化工厂中空压站的技术领域，特别设及一种提供备用仪表气源的 储存与应急供应装置及方法。
【背景技术】
[0002] 石油化工生产中，仪表类调节阀口多采用气动执行机构进行调节和控制，因此空 压站的连续稳定供气对石油化工厂的安全生产起到至关重要的作用。为保证仪表气源的 安全供气，SH3020《石油化工仪表供气设计规范》要求应设置备用气源，而且明确规定仪表 气源的维持时间应根据生产规模、工艺流程的复杂程度及安全联锁自动保护设计水平来确 定，如果没有特殊要求，备用气源的维持时间可在15?30分钟取值。为稳妥起见，一般均 按照维持时间30分钟设计。
[0003] 石油化工厂往往选用净化压缩空气作为仪表气源，为实现仪表气源的备用储存与 应急供应，现有方法如图1所示，在现有的备用仪表气源的储存与应急供应装置100中，设 置单独的净化压缩空气压缩机102对吸入的净化压缩空气进行增压，然后送入中压净化压 缩空气储罐103储存备用。一旦净化压缩空气管网111的压强值的表压值低于0. 55MPa，压 力控制阀104打开，中压净化压缩空气储罐103对全厂的净化压缩空气管网111进行补压， 并且使净化压缩空气管网111的压强值的表压值大于预定压强值的状态维持30分钟，从而 使全厂装置均能够安全停车。
[0004] 上述的现有方法有如下缺点：
[0005] 1、占地大：一台净化压缩空气压缩机102体积大，安装完成后一般需要占用大小 为12米X6米的厂房面积，中压净化压缩空气储罐103的容积一般会很大；
[0006] 2、投资高：不仅净化压缩空气压缩机102的成本较高，而且中压净化压缩空气储 罐103因压力高和容积大，导致造价也不菲；
[0007] 3、配套设施多、消耗多；压缩机需设置配套的供水、供电和厂房，同时也会消耗水 和电。
【发明内容】
[000引为解决上述的技术问题，本发明提出一种备用仪表气源的储存与应急供应装置及 储存与应急供应方法，来实现占地少、成本低的气源供应。
[0009] 本发明中提出一种备用仪表气源的储存与应急供应装置，包括制氮机、缓冲罐和 所述的储存与气化设备；
[0010] 所述储存与气化设备包括通过管线依次串接的液氮储罐、控制阀组和气化器；所 述液氮储罐中的液氮通过开启的所述控制阀组输入所述气化器，所述气化器具有输出口； 所述缓冲罐的出口通过管线与外接的净化压缩空气管网连接，所述缓冲罐的入口通过供气 管线与所述气化器的输出口连接；该装置借助空分空压站内所述制氮机和所述缓冲罐整体 发挥作用。所述液氮储罐内液氮来自制氮机，所述气化器气化后的氮气送入所述缓冲罐。
[0011] 所述制氮机具有通入预冷净化压缩空气的入口和输出所述制氮机分离出的液氮 出口，所述制氮机的液氮出口通过管线与所述液氮储罐的入口连接；所述净化压缩空气管 网上设置用于传输所述净化压缩空气管网气压值信号的气压传感器，所述控制阀组通过信 号线与所述气压传感器连接，通过所述气压传感器的输出信号控制所述控制阀组启闭，从 而有效地实现备用仪表气源储存和应急供应的功能。
[0012] 作为一种可实施的方式，所述制氮机为深冷空分分馈塔。
[0013] 作为一种可实施的方式，所述控制阀组包括调节阀，所述控制阀组设定所述净化 压缩空气管网的预定压强值；
[0014] 所述气压传感器输出的所述净化压缩空气管网的压强值小于所述预定压强值，所 述调节阀打开；所述气压传感器输出的所述净化压缩空气管网的压强值大于所述预定压强 值，所述调节阀关闭。
[0015] 作为一种可实施的方式，所述液氮储罐的顶部与所述供气管线之间连接补压管 线，所述补压管线上设置能朝所述液氮储罐的方向导通的单向阀。
[0016] 作为一种可实施的方式，所述制氮机还具有连接氮气管线的氮气出口；所述液氮 储罐的顶部与所述氮气管线之间连接泄压管线，所述泄压管线上设置设定了开启压强值的 稳压阀，通过控制所述稳压阀的启闭，控制所述泄压管线的通断；
[0017] 所述液氮储罐的顶部压强值大于所述开启压强值，所述稳压阀打开；所述液氮储 罐的顶部压强值小于所述开启压强值，所述稳压阀关闭。
[0018] 本发明的一种备用仪表气源的储存与应急供应方法，采用所述的备用仪表气源的 储存与应急供应装置，所述储存与应急供应方法包括如下步骤：
[0019] S10,制氮机从预冷净化压缩空气中分离出液氮，所述液氮通过管线输送到液氮储 罐，直至所述液氮储罐充满，所述液氮储罐的入口关闭；
[0020] S20,气压传感器传输外接的净化压缩空气管网的气压值信号，控制阀组通过所述 气压传感器的输出信号打开或关闭；
[0021] S30,所述控制阀组打开，所述液氮储罐中的液氮输入气化器并在所述气化器中气 化为氮气，所述氮气通过供气管线输送到缓冲罐，所述氮气作为备用仪表气源通过管线输 送到所述净化压缩空气管网。
[0022] 进一步地，在所述S20中，所述控制阀组设定所述净化压缩空气管网的预定压强 值；
[0023] 所述气压传感器输出的所述净化压缩空气管网的压强值小于所述预定压强值，所 述控制阀组打开；所述气压传感器输出的所述净化压缩空气管网的压强值大于所述预定压 强值，所述控制阀组关闭。
[0024] 进一步地，在所述S30中，当所述液氮储罐中的液氮不断输出，所述液氮储罐的顶 部压力降低，所述液氮储罐的顶部与所述供气管线之间连接的补压管线连通，所述补压管 线向所述液氮储罐的顶部输送所述氮气。
[0025] 进一步地，在所述S10或所述S20中，所述液氮储罐的顶部连接泄压管线，所述泄 压管线上设置设定了开启压强值的稳压阀；所述液氮储罐的顶部压强值大于所述开启压强 值，所述稳压阀打开，所述泄压管线连通；所述液氮储罐的顶部压强值小于所述开启压强 值，所述稳压阀关闭，所述泄压管线断开。
[0026] 本发明相比于现有技术的有益效果在于；备用仪表气源的储存与应急供应装置及 方法采用液氮储存到液氮储罐中，液氮经气化器气化后作为备用仪表气源，控制阀组根据 气压传感器输出的净化压缩空气管网的信号打开或关闭，保证净化压缩空气管网保持为预 定压强。备用仪表气源的储存与应急供应装置及方法采用液氮作为备用仪表气源，避免了 使用净化压缩空气压缩机；同时液氮储罐的体积远远小于中压净化压缩空气储罐的体积， 有效地减少了设备投资，也减少了和设备相应的配套设施，避免了对水和电等物料消耗。
[0027] 液氮储罐的顶部压强较低时单向阀导通，气化器中的部分氮气输送到液氮储罐， 液氮储罐能保持一定的操作压力，使液氮在控制阀组打开时输送到气化器中。另外，液氮储 罐的顶部压强值也会因为液氮吸热气化而升高，当顶部压强值大于开启压强值时，稳压阀 打开，释放出部分氮气至氮气管线，作为氮气产品送出，不会浪费，同时避免液氮储罐的内 部压力过大；液氮储罐的顶部压强值小于开启压强值时，稳压阀关闭。
【附图说明】
[002引图1为现有的备用仪表气源的储存与应急供应装置的结构示意图；
[0029] 图2为本发明的备用仪表气源的储存与应急供应装置的结构示意图。
[0030] 附图标记；
[0031] 100-现有的备用仪表气源的储存与应急供应装置；
[0032] 101-缓冲罐；102-净化压缩空气压缩机；103-中压净化压缩空气储罐；
[0033] 104-压力控制阀；106-过滤器；107-空气压缩机；108-分液罐；109-干燥器；
[0034] 111-净化压缩空气管网；112-非净化压缩空气管网；
[0035] 200-本发明的备用仪表气源的储存与应急供应装置；
[0036] 201-制氮机；202-液氮储罐；203-气化器；204-控制阀组；
[0037] 205-单向阀；206-气压传感器；207-稳压阀；
[003引 215-补压管线；216-氮气管线；217-供气管线。
【具体实施方式】
[0039] W下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点进行清楚、完整地描述， 显然，所描述的实施例仅仅是本发明的部分实施例，而不是全部实施例。
[0040] 请参阅图2