低温液体汽化系统安装与运转精讲.pdf

低温液体汽化系统安装与运转曹卫平( 江苏省镇江氧气厂 镇江市天桥路27号 212003)介绍了液氩、液氧两套汽化系统工艺流程及安装、试车、改进情况, 提出待完善和改进措施主题词:低温液体汽化 安装 调试运行1 前 言低温液体汽化充瓶是我国近几年兴起的一种新型供气方式 与传统空分设备相比, 具 有投资小、占地面积小、安装周期短、生产能耗低、 流程简单、 操作方便、 维修量少、 所需操作人员少等优点我厂为开发氩气产品、 平衡供氧矛盾, 于 1995年先后安装了两套低温液体汽化充瓶系统: 液氩汽化充瓶、 液氧汽化充瓶 现在两套系统均投入正常运行2 液体汽化系统配套情况和流 程简介2. 1 液氩及液氧汽化系统主要由低温液体 贮槽、 泵、 汽化器等设备组成 主要技术数据见表1表1 低温液体汽化系统组成设备技术数据汇总表设备名称及数据名称液氩系统液氧系统低 温 液 体 贮 槽低 温 液 体 泵高 压 汽 化 器贮存容量/m3515最高工作压力/ MPa0. 780. 18日蒸发率/ %LO2< 0. 45, LN2< 0. 68< 0. 5型式单级、卧式、活塞泵单级、 卧式、 活塞泵、 电磁调速最大排出压力/ MPa16. 516. 5最大进口压力/ MPa0. 80. 6流量/ Lh- 1300100～430±10%泵轴转速/r min- 1210115～240配用电机功率/ kW47. 5泵总质量/ kg250780液体汽化值/ Nm3h- 1300换热面积/m2189电加热器功率/ kW36最高工作压力/ MPa16. 5制造单位常熟化肥厂 ( 杭氧厂图纸)杭氧厂贮槽按贮液氩设计,我厂用于液氧。

自贡厂按压缩液氧设计, 我厂用于液氩;杭氧厂按压缩液氩设计, 我厂用于液氧按液氧汽化设计23低温与特气 1997 Ä 22. 2 液氧汽化系统其流程为: 液氧由液氧槽车输入贮槽中,经液氧泵压缩进入缓冲器,再经高压汽化器 复热成常温高压氧气,进入医用氧气 ( 或工业氧气) 汇排流, 充灌入氧气钢瓶中 液氧泵在压缩过程中汽化的一部分氧气, 经液封器回到贮槽顶部 贮槽内气态氧也可回流到氧 压机进气总管 ( 贮气袋) 中 液氧汽化系统流程见图1图1 液氧汽化系统工艺流程图1. 液氧贮槽; 2. 过滤器; 3. 补偿器;4. 液氧泵; 5. 低温截止阀; 6. 高压汽化器;7. 液封器; 8. 缓冲器; 9. 止逆阀液氩汽化系统与此相似3 安装及调试3. 1 贮槽安装高度为 了 保 证 泵 进 口 的 净 吸 入 压 力( NPSH) ,我们设计贮槽基础高于液体泵基础1. 5m, 保证贮槽内液体高度始终高于液体泵进口, 确保液体水压压头和过冷度, 减少液体汽化率3. 2 贮槽至液体泵进口的管道选择 在布置贮槽与液体泵相对位置时, 应尽量考虑缩短贮槽排液口与液体泵进口距离,减少弯道和管接头, 以减少液体在流动中的阻力损失和冷量损失。

液氩泵吸液管道长约5m, 管径为Á 30×2mm 紫铜管液氧贮槽管道采用直径Á 45×2mm 不锈钢管, 总长度2. 5 m ( 含过滤器) 3. 3 液氩泵的安装和调试取消补偿器, 增加过滤网, 改进排液阀 液氩泵 共运行近 600h,压缩液氩 近170m3, 充装钢瓶氩气19000余瓶 增加营收140余万元,创造经济效益近70万元 3. 4 液氧泵的安装和调试( 1) 增装低温止逆阀和截止阀,安装于 液氧泵排液管道中, 彻底解决了工业氧气管道内的水分很容易侵入液氧泵管路系统的问题 ( 2) 部分采用循环水作热源 高压汽化器是采用电热管作热源,为节省电能,我厂试采用循环水 ( 压缩机冷却水) 作热源, 一可 以节约部分能源; 二可以降低循环水温 3) 液氧泵最佳运行速度 液氧泵可用电磁调速器调整电机转速 ( 在125～1250r/ min 之间) 来控制调整泵的流量和转速 ( 100～430L/ h,115～240r/ min) 根据实际运行情 况, 从液氧泵效率、磨擦汽化率、耗电量与流量之比,设备本身磨损等因素分析, 液氧泵运行转速应在额定最高转速的50% ～80% 之间较合适, 即泵转速在120～200r/ min、 电机转速在800～1100r/ min 范围内。

3. 5 安装避雷装置 我厂两只贮槽均安装于室外, 贮槽是全金属圆柱体, 有一定高度 ( 安装后液氧贮槽 顶部距地面约9 m) , 安装可靠的避雷装置和接地装置对贮槽安全运行是十分必要的4 几项可改进的措施和建议通过两套低温液体汽化系统安装、 调试、改进、运行过程, 我们认为对设备和工艺系 统还可以再作一些改进完善1. 改进贮槽液面指示计 我厂在上海凯普登工业气体设备有限公司协助下, 15m3贮槽已采用电子式液体容积24低温与特气 1997 Ä 2表, 该表可以根据贮槽内不同液体,通过选 择开关, 切换到液氧、液氮、液氩所对应的档次,并可以任意选择显示贮槽内液体容积或液面高度两种数值 2. 提高贮槽进、排液低温阀质量建议贮槽生产厂选用高质量的进、排液低温阀门3. 安装低温截止阀和单向阀 低温液体汽化后高压气体管道如果与其他设备管道联通,建议用户必须安装单向阀和截止阀, 以避免联通管道中气体倒流入低 温系统4. 用压缩机循环冷却水作汽化器热源5. 汽化器出口增设压力、温度报警装置为控制低温液体汽化系统工作压力,保 证汽化后气体温度在正常范围内, 应考虑在汽化器出口管上增设一个超压报警和低温报警装置, 以提高安全生产可靠性。

6. 氩气回收装置 液氩泵运行中有少部分液氩汽化必须及时排放, 浪费了一部分气源, 可考虑采用贮 罐和质量较高的贮气囊进行回收, 再用膜压机压缩充瓶7. 贮槽工作压力选择 从贮槽汽化率和投资回收期及操作使用情况比较, 贮槽选用0. 78MPa 压力等级较合适, 贮槽内压力越高,液体过冷度越好,无论是液体贮存还是输液汽化率均可降低 ( 收稿日期19970420)作 者 简 历曹卫平, 男, 43岁, 工程师, 1980年毕业于东南大学 (原南京工学院) 动力工程系制氧专业 现工作于镇江市氧气厂, 一直从事空气分离设备及气体生产专业技术工作, 兼职机械工业部气体分离设备科技情报网小空分分网秘书长, 热心于低温制冷及气体分离设备行业技术信息交流工作, 已正式发表论文十余篇, 有多项情报课题获机械工业部气体分离设备行业优秀情报成果奖美国研制出一种汽车废气净化装置最近, 美国研制成功一种汽车净化装置,可在汽车发动后不到15 s 时间内, 将汽车废 气里的污染物清除一半以上据介绍,用来过滤汽车废气的普通催化转换装置使用的过滤器是用陶瓷或金属做成 的, 其通道的长度是直径的75～150倍 当气体通过通道时, 就会在通道表面上形成由静止气体构成的边界层。

废气污染物分子必须通过这个边界层才能与催化剂接触,从而被 分解 通道越长, 边界层也就越厚, 污染物被分解也就越困难美国研制出的这种汽车废气净化装置安 装在汽车的发动机和普通催化转换器之间,由一系列金属圆片组成, 其通道长度很短, 仅为其直径的5倍,因而静止气体的边界层很 薄 这样, 汽车废气中的热量就可很快扩散到金属圆片,从而使催化转换装置受热后很快达到工作温度,迅速清除废气中的污染物韩 美25低温与特气 1997 Ä 2。