楊爭勃(陜西省寶雞市鳳翔縣陳村鎮(zhèn)長青工業(yè)園,陜西 寶雞 721499)
王軍鋒(陜西寶鋼氣體有限公司,陜西 寶雞 721499)
本裝置后備氮氣是由低壓氮泵將液氮加壓后經(jīng)過水浴式氣化器氣化,再進入氮氣外送管網(wǎng)?,F(xiàn)用的水浴式氣化器,氣化量為15600NM3/H,其中15000NM3為外送氮氣量,600NM3為空分裝置自用,這部分自用氮氣是作為裝置的密封氣。
當遇到全廠停機或者鍋爐停機的情況下,蒸汽無法供應則液氮水浴式氣化器也無法運行,這時整個裝置將會面臨著沒有密封氣的危險。密封氣對于空分裝置是非常重要的,冷箱密封氮氣,儲槽夾層密封氮氣,壓縮機組密封氮氣,膨脹機密封氮氣,低溫液體泵等都需要密封氣。如果沒有密封氣則冷箱,液體儲槽夾層內(nèi)無法保持正壓,會使外界濕空氣進入,使保溫層內(nèi)珠光砂凍結(jié),嚴重時會壓壞管道,造成更大損失;壓縮機組,膨脹機等,動設(shè)備如果沒有密封氣,則會導致潤滑油漏進設(shè)備中,造成設(shè)備污染;嚴重時油進入分餾系統(tǒng)中,可能會導致空分系統(tǒng)爆炸,造成更大的損失。
所以保證密封氣長期穩(wěn)定的供應是非常必要的,特別是在全廠停機時保證重要設(shè)備的密封氣更為重要。
空溫式汽化器一般是用帶翅片的鋁管制作的,當“冰冷”的液態(tài)氣體流入汽化器時,汽化器周圍的空氣跟翅片鋁管內(nèi)的冰冷液態(tài)氣體產(chǎn)生熱交換,溫度降低。從而造成空氣的流動,有新的“相對較熱”的空氣涌到汽化器周圍繼續(xù)發(fā)生新的熱交換。
空浴式氣化器的優(yōu)點是直接吸收空氣中的熱量,不消耗水,電,蒸汽等,運行成本低;缺點是氣化器體積大,在冬季氣化器出口氮氣溫蒂較低,且易結(jié)冰。所以在氣化器的選型上要根據(jù)需求來選擇。
裝置用密封氮氣量約為600NM3/H,壓力0.45MPa,溫度20℃。根據(jù)工作壓力,流量溫度等條件選擇了此型號:VAO-1200-160氣化器。此氣化器的設(shè)計流量為1200NM3/H,壓力為1.6MPa,都可以滿足裝置需求。
VAO-1200-160氣化器是高效節(jié)能產(chǎn)品,相對蒸汽加熱氣化器,水浴式氣化器,電加熱氣化器可以起到節(jié)省大量能源的作用。此氣化器所采用的是星型鋁翅片管材,具有優(yōu)良的換熱效果、抗腐蝕、使用壽命長、操作和維修方便等優(yōu)點。它采用國際流行的無框架菱形連接,翅片間不需要焊接,通過專用的工具固定,應力小,結(jié)構(gòu)緊湊堅固,排列整齊,美觀大方,而且翅片與翅片間的間距大,通風效果良好,化霜速度快,管道及管道之間采用氬弧焊焊接,焊縫均勻無氣孔。而且這款氣化器主要由星型翅片管、連接彎管、連接結(jié)構(gòu)件、吊裝裝置、底座、運輸框架及進出口接頭等組成,安裝固定非常方便。
這次改造我們選用的是壓力自調(diào)控制氣化器的運行,所以壓力自調(diào)閥的選擇也很重要。由于此管道的介質(zhì)是液氮,要選擇耐低溫的閥門,氮氣供應也非常重要,所以閥門的可靠性非常重要。經(jīng)過仔細的對比我們選擇了DN25低溫液體閥門,定位器選擇了SAMSON3707-3型數(shù)字式定位器。
本次改造是要將空浴式氣化器與水浴式氣化器并聯(lián),當水浴式氣化器不能投用或者供應量不足時,空浴式氣化器可以投用,以保證氮氣正常供應。
空浴式液氮氣化器采用壓力自調(diào)方式控制,這種方式不但能節(jié)省人力去調(diào)節(jié)氮氣壓力及用量,而且能在平時供應少量氮氣來穩(wěn)定外送氮氣的壓力。
此改造施工比較方便,只需要在裝置正常運行不需要后備氮系統(tǒng)啟動的情況下,將后備氮系統(tǒng)的進出口閥門關(guān)閉,打開排液閥門將系統(tǒng)里殘余的液體排出,進行加溫處理,置換合格后就可以施工了。施工中要注意閥門的清潔及管道的清潔,避免雜質(zhì)進入導致閥門卡澀。
氣化器在安裝前要在規(guī)劃位置提前預制好水泥基礎(chǔ),基礎(chǔ)一般要高于地面200—300mm,便于排水,與周圍障礙物相聚2米以上。安裝時至需要將氣化器底部與水泥基礎(chǔ)用地腳螺栓或膨脹螺栓固定。在安裝配管前需要對管道、進出口接頭及法連進行脫脂處理,用干燥氮氣吹掃并密封。在配管的過程中也要注意清潔,配管完成后要進行吹掃及試壓,保證系統(tǒng)的密封性。
經(jīng)過改造后,空浴式氣化器與水浴式氣化器并聯(lián),在系統(tǒng)停機后后備系統(tǒng)投用,氮氣供應的壓力及流量都達到了穩(wěn)定的效果。特別是在無蒸汽時,水浴式氣化器無法運行,空浴式氣化器投用后保證了裝置密封氣的供應,增加了裝置的可靠性。
經(jīng)過計算1200NM3/H液氮氣化至20℃需要低壓蒸汽2T左右,也就是說我們在小流量下使用空浴式氣化器可以節(jié)省2T左右的蒸汽,這可也為我們節(jié)省一些運行成本,這對一些氣體公司來說也是一個很好的節(jié)能降耗的項目。
本單位后備氮系統(tǒng)經(jīng)過此次的改造,不但在運行的可靠性上得到了很大的提高,也為公司運營節(jié)省了運行成本。所以這個改造項目值得在一些穩(wěn)定性要求較高的空分裝置中推廣。
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