一种防止主换热器过冷的方法与流程

1.本发明涉及空分制氧技术，具体为一种防止主换热器过冷的方法。


背景技术：

2.主换热器是空分设备重要换热单元设备，主换热器通过正流空气与返流体热量交换，将返流体冷量回收复热至常温，同时将正流空气冷却至低温精馏温度，全低压空分设备在冷开车时，由于停车时间短，膨胀机中抽阀门基本保持原有开度；
3.随着膨胀机运行，中抽气量的不断增加，主换热器中抽温度越来越低，进而造成膨胀机机前温度越来越低，操作人员为了保证膨胀机后膨胀气体不带液，提高膨胀机机前温度，被迫开大中抽阀门，中抽量增加，进一步使主换热器冷端、中部温度降低，从而中抽温度降低，如此形成恶性循环，膨胀机机前温度仍然不断降低，接近或达到液化温度，无法调整，给膨胀机的安全运行造成威胁；
4.针对上述技术问题，本技术提出一种解决方案。


技术实现要素：

5.本发明中，通过提高中部空气抽出阀与底部空气抽出阀之间膨胀空气通道的换热程度，为后续调节膨胀机前温度提供更大的调节空间，避免冷量过多地集中至板式换热器的冷端，造成板式过冷，膨胀机机后带液，同时通过提高正流空气压力，降低主换热器热端温差，降低冷损，保证常温碳钢管道运行安全，通过调节密封盘的位置，使得密封盘能够处于不同的换热片与正流进液管相连通的地方，从而通过加压的方式，能够对发生堵塞的换热片进行疏通，保证换热片的液体流通效果，提高换热片上冷热交换的效率，降低正流出液的温度，提高返流出液的液体温度，防止主换热器过冷，解决中抽气量增加会导致主换热器温度降低，从而导致膨胀机无法安全运行以及换热器冷损增加和常温管道容易发生冷脆冻裂的问题，而提出一种防止主换热器过冷的方法。
6.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
7.一种防止主换热器过冷的方法，该方法包括以下步骤：
8.步骤一：主换热器与膨胀机通过管道相连，在启动膨胀机时，将膨胀机中部空气抽出阀关闭，底部空气抽出阀全开，使中部空气抽出阀与底部空气抽出阀之间膨胀空气通道充分参加换热，主换热器冷端下移，升高中抽温度，为后续调节膨胀机前温度提供更大的调节空间，避免冷量过多地集中至板式换热器的冷端，造成板式过冷，膨胀机机后带液；
9.步骤二：提高正流空气压力，正流空气压力高，焓值高，主换热器热负荷高，提高主换热器热端返流污氮气、氮气温度，降低主换热器热端温差，降低冷损。
10.作为本发明的一种优选实施方式，所述主换热器包括横架，所述横架下表面固定安装有夹板，所述夹板分布与横架两侧，所述夹板之间固定连接有多组换热片，每组换热片之间相互抵接；
11.所述换热片四角处开设有孔洞，该孔洞内分别贯穿有正流进液管、返流出液管、正
流出液管和返流进液管，所述正流进液管、换热片和正流出液管形成一组互通回路，所述返流出液管、换热片和返流进液管形成一组互通回路，其中部分所述换热片与正流进液管和正流出液管相连通，另一部分所述换热片与返流出液管和返流进液管相连通，与正流进液管相连通的换热片和与返流出液管相连通的换热片交替设置，所述夹板两侧固定安装有多组侧导轨，所述侧导轨与换热片侧边固定连接。
12.作为本发明的一种优选实施方式，所述正流进液管内部滑动连接有密封盘，所述密封盘外壁套接有橡胶环，所述密封盘表面固定连接有连接杆，所述连接杆外壁套接有滑杆，所述滑杆能够在连接杆外壁上滑动，所述滑杆底部固定安装有套环，所述套环外壁转动连接有多组扩散杆，所述扩散杆底端转动连接有多组外扩环，所述外扩环滑动连接在密封盘表面，所述外扩环外壁抵接在橡胶环内圈，所述连接杆远离密封盘的一端开设有螺纹槽，所述滑杆靠近螺纹槽的一端转动连接有连接环，所述连接环一端转动连接有控制套杆，所述控制套杆内部有螺纹，所述控制套杆螺纹连接在螺纹槽上，所述连接杆长度大于正流进液管长度。
13.作为本发明的一种优选实施方式，所述横架底端固定安装有支撑腿，所述夹板侧壁通过支撑杆同时与支撑腿和横架固定连接。
14.作为本发明的一种优选实施方式，所述橡胶环在外扩环收缩时与正流进液管耦合配合，所述橡胶环在外扩环展开时与正流进液管过盈配合。
15.作为本发明的一种优选实施方式，所述正流出液管中部开设有中抽导流管，所述中抽导流管正常状态处于封闭状态。
16.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
17.1、本发明中，通过提高中部空气抽出阀与底部空气抽出阀之间膨胀空气通道的换热程度，为后续调节膨胀机前温度提供更大的调节空间，避免冷量过多地集中至板式换热器的冷端，造成板式过冷，膨胀机机后带液，同时通过提高正流空气压力，降低主换热器热端温差，降低冷损，保证常温碳钢管道运行安全。
18.2、本发明中，通过调节密封盘的位置，使得密封盘能够处于不同的换热片与正流进液管相连通的地方，从而通过加压的方式，能够对发生堵塞的换热片进行疏通，保证换热片的液体流通效果，提高换热片上冷热交换的效率，降低正流出液的温度，提高返流出液的液体温度，防止主换热器过冷。
附图说明
19.为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
20.图1为本发明的结构主视示意图；
21.图2为本发明的侧视结构示意图；
22.图3为本发明图1中a处放大结构示意图；
23.图4为本发明的控制套杆结构示意图；
24.图5为本发明的返流通路结构示意图；
25.图6为本发明的正流通路结构示意图。
26.图中：1、横架；2、夹板；21、正流进液管；22、返流出液管；23、正流出液管；24、返流进液管；3、换热片；4、侧导轨；5、支撑杆；6、中抽导流管；7、滑杆；8、连接杆；9、橡胶环；10、套
环；11、扩散杆；12、外扩环；13、密封盘；14、螺纹槽；15、连接环；16、控制套杆。
具体实施方式
27.下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
28.实施例一：
29.空分制氧过程中，随着膨胀机运行，中抽气量的不断增加，主换热器中抽温度越来越低，进而造成膨胀机机前温度越来越低。操作人员为了保证膨胀机后膨胀气体不带液，提高膨胀机机前温度，被迫开大中抽阀门，中抽量增加，进一步使主换热器冷端、中部温度降低，从而中抽温度降低。如此形成恶性循环。膨胀机机前温度仍然不断降低，接近或达到液化温度，无法调整。给膨胀机的安全运行造成威胁。
30.通过主换热器与膨胀机通过管道相连，在启动膨胀机时，将膨胀机中部空气抽出阀关闭，底部空气抽出阀全开，使中部空气抽出阀与底部空气抽出阀之间膨胀空气通道充分参加换热，主换热器冷端下移，升高中抽温度，为后续调节膨胀机前温度提供更大的调节空间，避免冷量过多地集中至板式换热器的冷端，造成板式过冷，膨胀机机后带液；提高正流空气压力，正流空气压力高，焓值高，主换热器热负荷高，提高主换热器热端返流污氮气、氮气温度，降低主换热器热端温差，降低冷损，整个开车阶段，最大制取冷量和最大利用冷量相结合，通过冷量合理分配，控制热段温差，防止主换热器以及膨胀机过冷。
31.请参阅图1－图4所示，主换热器包括横架1，横架1下表面固定安装有夹板2，夹板2分布与横架1两侧，夹板2之间固定连接有多组换热片3，每组换热片3之间相互抵接，通过冷热相间的换热片3实现热量的交换；
32.换热片3四角处开设有孔洞，该孔洞内分别贯穿有正流进液管21、返流出液管22、正流出液管23和返流进液管24，正流进液管21、换热片3和正流出液管23形成一组互通回路，该回路中的换热片与返流进液管24和返流出液管22保持封闭，且正流进液管21位于上方，流体在该换热片3内部向右下方移动，返流出液管22、换热片3和返流进液管24形成一组互通回路，流体在该回路的换热片3中向左上方移动，利用返流液中温度低的液体密度大的原理，延长低温液体在换热片3中停留的时间，提高冷量释放程度，其中部分换热片3与正流进液管21和正流出液管23相连通，另一部分换热片3与返流出液管22和返流进液管24相连通，与正流进液管21相连通的换热片3和与返流出液管22相连通的换热片3交替设置，使得用于流通高温液体的换热片3与用于流通低温液体的换热盘3交替设置，提高换热效率，夹板2两侧固定安装有多组侧导轨4，侧导轨4与换热片3侧边固定连接，起到辅助稳固换热片3的作用，横架1底端固定安装有支撑腿，夹板2侧壁通过支撑杆5同时与支撑腿和横架1固定连接，保证夹板2的强度，正流出液管23中部开设有中抽导流管6，中抽导流管6正常状态处于封闭状态，便于释放管内残余正流液。
33.实施例二：
34.板式换热器在使用过程中，由于换热片3内部具有增加液体行程的弯曲路径，因此板式换热器对液体的纯净度要求较高，板式换热器容易发生堵塞，板式换热器堵塞过后对
于换热效率的有较大的影响，因此需要对板式换热器进行定期的疏通清理。
35.请参阅图3－图6所示，正流进液管21内部滑动连接有密封盘13，密封盘13外壁套接有橡胶环9，密封盘13表面固定连接有连接杆8，连接杆8外壁套接有滑杆7，滑杆7能够在连接杆8外壁上滑动，滑杆7底部固定安装有套环10，通过滑杆7能够带动套环10移动，套环10外壁转动连接有多组扩散杆11，扩散杆11底端转动连接有多组外扩环12，套环10移动时会带动扩散杆11与外扩环12向内收缩或向外扩张，外扩环12滑动连接在密封盘13表面，外扩环12外壁抵接在橡胶环9内圈，当外扩环12向外扩张时，会向外推动橡胶环9，从而使得橡胶环9外径扩大，连接杆8远离密封盘13的一端开设有螺纹槽14，滑杆7靠近螺纹槽14的一端转动连接有连接环15，连接环15一端转动连接有控制套杆16，使得控制套杆16和滑杆7之间可以相互旋转，控制套杆16内部有螺纹，控制套杆16螺纹连接在螺纹槽14上，当控制套杆16在螺纹槽14上旋转时，会使得控制套杆16沿轴向前后移动，连接杆8长度大于正流进液管21长度，便于抽出连接杆8，正常情况下，密封盘13位于正流进液管21的最底部，避免影响正流进液管21的正常工作，橡胶环9在外扩环12收缩时与正流进液管21耦合配合，便于密封盘13移动，橡胶环9在外扩环12展开时与正流进液管21过盈配合，使得橡胶环9和密封盘13能够对正流进液管21进行封堵。
36.在使用过程中，向外拉动连接杆8，通过连接杆8带动密封盘13移动至与正流进液管21相连的最外侧一组换热片3，然后转动控制套杆16，带动滑杆7移动，使得滑杆7带动扩散杆11角度变化，扩散杆11带动外扩环12向外移动，外扩环12带动橡胶环9向外移动，从而通过橡胶环9截断正流进液管21，随后对正流进液管21进行加压，从而通过压力对换热片3内部堵塞的部分进行疏通，疏通完成后，收起外扩环12，将密封盘13向内推动两组换热片3的距离，再次重复上述操作，逐一对后续的换热片3进行疏通，防止换热片3长时间堵塞导致换热效率下降。
37.结合实施例一与实施例二，工作原理如下：
38.本发明中，通过提高中部空气抽出阀与底部空气抽出阀之间膨胀空气通道的换热程度，为后续调节膨胀机前温度提供更大的调节空间，避免冷量过多地集中至板式换热器的冷端，造成板式过冷，膨胀机机后带液，同时通过提高正流空气压力，降低主换热器热端温差，降低冷损，保证常温碳钢管道运行安全，通过调节密封盘13的位置，使得密封盘13能够处于不同的换热片3与正流进液管21相连通的地方，从而通过加压的方式，能够对发生堵塞的换热片3进行疏通，保证换热片3的液体流通效果，提高换热片3上冷热交换的效率，降低正流出液的温度，提高返流出液的液体温度，防止主换热器过冷。
39.以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。