本發明屬于化學工業技術領域，具體涉及一種空分裝置氮氣密封氣線路改造方法。

背景技術：

空分設備就是以空氣為原料，通過壓縮循環深度冷凍的方法把空氣變成液態，再經過精餾而從液態空氣中逐步分離生產出氧氣、氮氣及氬氣等惰性氣體的設備。空分設備是一個大型的復雜系統，主要由以下子系統組成：動力系統、凈化系統、制冷系統、熱交換系統、精餾系統、產品輸送系統、液體貯存系統和控制系統等。

動力系統：主要是指原料空氣壓縮機。空分設備將空氣經低溫分離得到氧、氮等產品，從本質上說是通過能量轉換來完成。而裝置的能量主要是由原料空氣壓縮機輸入的。相應地，空氣分離所需要的總能耗中絕大部分是原料空氣壓縮機的能耗。

凈化系統：由空氣預冷系統（空冷系統）和分子篩純化系統（純化系統）組成。經壓縮后的原料空氣溫度較高，空氣預冷系統通過接觸式換熱降低空氣的溫度，同時可以洗滌其中的酸性物質等有害雜質。分子篩純化系統則進一步除去空氣中的水分、二氧化碳、乙炔、丙烯、丙烷和氧化亞氮等對空分設備運行有害的物質。

制冷系統：空分設備是通過膨脹制冷的，整個空分設備的制冷嚴格遵循經典的制冷循環。不過通常提到的空分制冷設備，主要是指膨脹機。

熱交換系統：空分設備的熱平衡是通過制冷系統和熱交換系統來完成的。隨著技術的發展，現在的換熱器主要使用鋁制板翅式換熱器。

精餾系統：空分設備的核心，實現低溫分離的重要設備。通常采取高、低壓兩級精餾方式。主要由低壓塔、中壓塔和冷凝蒸發器組成。

產品輸送系統：空分設備生產的氧氣和氮氣需要一定的壓力才能滿足后續系統的使用。主要由各種不同規格的氧氣壓縮機和氮氣壓縮機組成。

液體貯存系統：空分設備能生產一定的液氧和液氮等產品，進入液體貯存系統，以備需要時使用。主要是由各種不同規格的貯槽、低溫液體泵和汽化器組成。

控制系統：大型空分設備都采用計算機集散控制系統，可以實現自動控制。

淮化集團48000NM³/H空分裝置采用一拖二壓縮機、分子篩前置凈化、氮氣增壓機膨脹循環、全精餾無氫制氬、氧泵內壓縮流程。裝置在正常運行時，密封氣由氮壓機一段35公斤氮氣經減壓閥減壓至9公斤和5公斤，其中9公斤密封氣作為液氧泵、液氬泵以及后備氮泵的密封氣，而5公斤密封氣則作為氮壓機啟動時補氣氣源、氮壓機密封氣、膨脹機密封氣、冷箱充氮、主冷吹掃氣、儲槽前排液地溝吹除氮氣等等。其密封氣具體流路見附圖1。

但是一旦遭遇到合成氨裝置高低壓停電以后，液氧泵、液氬泵、氮壓機等運轉設備還未完全停止，而上述密封氣，無論是9公斤密封氣，還是5公斤密封氣全部被切斷，導致空分裝置不能在第一時間運轉，給生產帶來了嚴重的影響。

技術實現要素：

為了解決合成氨裝置高低壓停電以后，由于密封氣全部被切斷，導致空分裝置不能在第一時間運轉的問題，本發明提供一種空分裝置氮氣密封氣線路改造方法。通過所述方法增加了一條手動緊急供應密封氣的途徑，能夠在合成氨裝置高低壓停電以后緊急向空分裝置供應密封氣，保證空分裝置在第一時間啟動運轉。

為實現上述目標，本發明采用以下技術方案：

參見附圖2，一種空分裝置氮氣密封氣線路改造方法，所述方法在原線路中增加一臺空溫汽化器，所述空溫汽化器的入口與所述氮儲槽自蒸發器相連接，所述空溫汽化器的出口分成兩路，分別與所述供給9公斤壓力氮氣的管網和供給5公斤壓力氮氣的管網相連接。

所述空溫汽化器包括蒸發部與加熱部，所述蒸發部由端板管連接并排的導熱管構成，所述加熱部由用彎管接頭串聯成一體的導熱管組成。所述導熱管是將散熱片和管材擠壓成型，其橫截面一般為星型翅片，翅片材質采用鋁合金，其安裝形式為立式、露天。

在所述空溫汽化器中液氮的氣化過程是一個以沸騰換熱為主的傳熱傳質過程。液氮在翅片管內流動吸熱氣化，管外傳熱為自然對流換熱，熱量由空氣通過翅片及管壁傳給液氮，當液氮溫度達到飽和點時，液體開始沸騰汽化，氣相與液相處于平衡；隨后氣相中各組分所占比例隨時間不斷變化，并趨近于原料中各組分所占比例。

所述改造線路的工作流程是：在合成氨裝置高低壓斷電時，打開空分單元液氮儲槽通往空溫汽化器的進口閥以及自增壓閥，在裝置正常運行時，氮儲槽壓力平均在4公斤，利用氮儲槽的自增壓使液氮壓力升至5-6公斤，經過空溫汽化器氣化以后，再經過減壓閥減壓至9公斤和5公斤分別送往供給9公斤壓力氮氣的管網和供給5公斤壓力氮氣的管網，提供給各個裝置作為密封氣。

本發明的優點和有益效果為：在高低壓停電以后，可以在第一時間內手動將所述空溫汽化器打開，氣化后的氮氣并入到作業區密封氣管網中，避免了因密封氣沒有及時提供延誤開車時間給企業帶來不必要的損失。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。

圖1為改造前的氮氣密封氣供應線路示意圖。

圖中，1是氮壓機一段35公斤氮氣，2是減壓至9公斤的氮氣，3是液氧泵密封氣，4是液氬泵密封氣，5是后備氮泵密封氣，6是減壓至5公斤的氮氣，7是氮壓機啟動時作為補氣氣源，8是氮壓機密封氣，9是膨脹機密封氣，10是冷箱充氮，11是蒸汽噴射器吹除氮氣，12是主冷吹除氮氣，13是液氮儲槽，14是后備氮泵。

圖2為利用本發明所述方法改造后的氮氣密封氣供應線路示意圖。

圖中，1是氮壓機一段35公斤氮氣，2是減壓至9公斤的氮氣，3是液氧泵密封氣，4是液氬泵密封氣，5是后備氮泵密封氣，6是減壓至5公斤的氮氣，7是氮壓機啟動時作為補氣氣源，8是氮壓機密封氣，9是膨脹機密封氣，10是冷箱充氮，11是蒸汽噴射器吹除氮氣，12是主冷吹除氮氣，13是液氮儲槽，14是后備氮泵，15是氮儲槽自蒸發器，16是空溫汽化器，17是供給9公斤密封氮氣管網，18是供給5公斤密封氮氣管網。

具體實施方式

實施例

參見附圖2，一種空分裝置氮氣密封氣線路改造方法，增加一臺空溫汽化器（16），所述空溫汽化器（16）的入口與所述氮儲槽自蒸發器（15）相連接，所述空溫汽化器（16）的出口分成兩路，分別與所述供給9公斤氮氣的管網（17）和供給5公斤氮氣的管網（18）相連接。

所述空溫汽化器（16）包括蒸發部與加熱部，所述蒸發部由端板管連接并排的導熱管構成，所述加熱部由用彎管接頭串聯成一體的導熱管組成。所述導熱管是將散熱片和管材擠壓成型，其橫截面一般為星型翅片，翅片材質采用鋁合金，其安裝形式為立式、露天。

在所述空溫汽化器（16）中液氮的氣化過程是一個以沸騰換熱為主的傳熱傳質過程。液氮在翅片管內流動吸熱氣化，管外傳熱為自然對流換熱，熱量由空氣通過翅片及管壁傳給液氮，當液氮溫度達到飽和點時，液體開始沸騰汽化，氣相與液相處于平衡；隨后氣相中各組分所占比例隨時間不斷變化，并趨近于原料中各組分所占比例。

所述改造線路的工作流程是：在合成氨裝置高低壓斷電時，打開空分單元液氮儲槽（13）通往空溫汽化器（16）的進口閥以及自增壓閥，在裝置正常運行時，氮儲槽（13）壓力平均在4公斤，利用氮儲槽（13）的自增壓使液氮壓力升至5-6公斤，經過空溫汽化器（16）氣化以后，再經過減壓閥減壓至9公斤和5公斤分別送往供給9公斤氮氣的管網（17）和供給5公斤氮氣的管網（18），提供給各個裝置作為密封氣。

所述空溫汽化器的功能參數如表1所示。

表1 空溫汽化器參數

最后應說明的是：顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明本發明所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發明的保護范圍之中。