一种具备互锁保护功能的气体液化系统技术方案

技术编号:20952624 阅读:44 留言:0更新日期:2019-04-24 07:55
一种具备互锁保护功能的气体液化系统,具有主管道和PLC控制器,主管道上依次安装有空压机、冷却器A、单向阀、透平膨胀机、冷却器B、一级换热器和二级换热器,主管道位于空压机的部位并联分接有回流管道,主管道位于透平膨胀机增压端的部位并联分接有补气管道;空压机将开关量信号与数字量输入端口连接,数字量输出端口连接透平膨胀机所在通电回路上的接触器线圈,PLC控制器根据空压机或者透平膨胀机反馈的开关量信号实现对透平膨胀机或者空压机运行状态的连锁控制;本实用新型专利技术在空压机和透平膨胀机之间增设互锁保护装置,大大提高了气体液化系统运行的安全性和平稳性,有效保护了空压机和透平膨胀机的工作状态,延长了设备使用寿命。

A Gas Liquefaction System with Interlocking Protection Function

A gas liquefaction system with interlocking protection function has main pipeline and PLC controller. The main pipeline is successively equipped with air compressor, cooler A, one-way valve, turboexpander, cooler B, primary heat exchanger and secondary heat exchanger. The main pipeline is located at the position of air compressor and connected with reflux pipeline in parallel, and the main pipeline is located at the booster end of turboexpander. The air compressor connects the switching signal with the digital input port, and the digital output port connects the contactor coil on the electrified circuit where the turbine expander is located. The PLC controller realizes the interlocking control of the operation state of the turbine expander or the air compressor according to the switching signal feedback from the air compressor or the turbine expander; The utility model is between the air compressor and the turbine expander. Adding interlock protection device greatly improves the safety and stability of gas liquefaction system, effectively protects the working state of air compressor and turbine expander, and prolongs the service life of equipment.

【技术实现步骤摘要】
一种具备互锁保护功能的气体液化系统
本技术涉及气体液化领域,具体是一种具备互锁保护功能的气体液化系统。
技术介绍
空压机和透平膨胀机是气体液化工艺中的重要设备,其中空压机用于将气体从气态压缩为液态,透平膨胀机利用液态气体对膨胀端做功,是液态气体降温,同时其增压端对液态气体进一步增压。在现有的液化工艺中,空压机和透平膨胀机通常是采用独立控制,并没有采用互锁保护装置,以至经常出现空压机/膨胀机停车后,膨胀机/空压机仍然还在运行的现象,造成膨胀机飞车或者空压机超压被动停机,给空压机和膨胀机造成很大损坏,严重时还会造成不可逆转的损失。
技术实现思路
为了解决气体液化系统中存在的空压机与膨胀机没有互锁保护装置导致的设备停机时间不协调的问题,本技术提供一种具备互锁保护功能的气体液化系统,以提高气体液化系统运行期间的安全性和稳定性。本技术的具体方案为:一种具备互锁保护功能的气体液化系统,具有用于输送气体的主管道和用于控制阀门开启的控制柜,所述主管道上沿进气方向依次安装有空压机、冷却器A、单向阀、透平膨胀机、冷却器B、一级换热器和二级换热器,其中透平膨胀机的增压端与主管道连通,所述主管道位于空压机和冷却器A的部位并联分接有回流管道,回流管道上沿气体排出方向依次安装有回流阀A和放空阀,所述主管道位于透平膨胀机增压端和冷却器B的部位并联分接有补气管道,补气管道上安装有回流阀B;所述主管道位于一级换热器与二级换热器之间的部位还并联分接有换热回流管道A,换热回流管道A沿气体输送方向依次与透平膨胀机膨胀端和一级换热器连通,换热回流管道A的出气端与主管道位于空压机进气的部位连通;在透平膨胀机膨胀端还配置有控制透平膨胀机启停的喷嘴阀门;所述主管道与换热回流管道A之间还连通有换热回流管道B,所述换热回流管道B与二级换热器连通,在换热回流管道B上还装有节流阀;所述控制柜内置有PLC控制器,所述空压机或者透平膨胀机通过信号线将开关量信号与PLC控制器的数字量输入端口连接,PLC控制器的数字量输出端口连接透平膨胀机或者空压机所在通电回路上的接触器或继电器的线圈,PLC控制器根据空压机或者透平膨胀机反馈的开关量信号实现对透平膨胀机或者空压机运行状态的连锁控制;所述PLC控制器还对放空阀、回流阀A、单向阀、回流阀B和喷嘴阀门以及紧急切断阀进行开关状态的控制。本技术所述的主管道位于单向阀与透平膨胀机之间的部位设置有安全阀。本技术中,在换热回流管道A上还安装有紧急切断阀,以防止透平膨胀机膨胀端的喷嘴关闭不严而导致透平膨胀机无油转动。本技术所述的放空阀、回流阀A、单向阀、回流阀B和喷嘴阀门以及紧急切断阀均为电磁阀。本技术所述的主管道位于二级换热器的出口处安装有气体抽取阀,所述换热回流管道A位于透平膨胀机膨胀端的出口处安装有温度传感器,所述换热回流管道B位于二级换热器的出口处安装有温度传感器。本技术具备的优势在于:1、在空压机和透平膨胀机之间增设互锁保护装置,即设置PLC控制器,根据空压机或透平膨胀机运行的开关量信号,控制透平膨胀机或空压机的启停机状态,同时控制相关电磁阀的开启或关闭状态,解决了传统工艺出现的空压机与透平膨胀机启停时间不一致而导致设备损坏的问题,大大提高了气体液化系统运行的安全性和平稳性,有效保护了空压机和透平膨胀机的工作状态,延长了设备使用寿命;2、布置两条换热回流管道,将一部分的产品气体再对另一部分的产品气体进行冷却,无需外接其他冷却介质,大大降低了液化工艺的生产成本,还大大提高了冷却效率,同时将交换热量后的冷却气体重新回流至空压机进行循环利用,节省了资源;3、本技术设计方案新颖,思路巧妙,利用较低的设备成本,大大降低了气体液化系统运行过程中的风险,同时还降低了液化成本、提高了液化效率,具有良好的应用前景。附图说明图1为本技术的结构示意图。图中:1-主管道,2-空压机,3-冷却器A,4-单向阀,5-透平膨胀机,6-冷却器B,7-一级换热器,8-二级换热器,9-增压端,10-回流管道,11-回流阀A,12-放空阀,13-补气管道,14-回流阀B,15-换热回流管道A,16-膨胀端,17-喷嘴阀门,18-紧急切断阀,19-换热回流管道B,20-节流阀,21-安全阀,22-气体抽取阀,23-温度传感器。具体实施方式本实施例中,一种具备互锁保护功能的气体液化系统,具有用于输送气体的主管道1和用于控制阀门开启的控制柜(图中未画出),所述主管道1上沿进气方向依次安装有空压机2、冷却器A3、单向阀4、透平膨胀机5、冷却器B6、一级换热器7和二级换热器8,其中透平膨胀机5的增压端9与主管道1连通,所述主管道1位于空压机2和冷却器A3的部位并联分接有回流管道10,回流管道10上沿气体排出方向依次安装有回流阀A11和放空阀12,所述主管道1位于透平膨胀机增压端9和冷却器B6的部位并联分接有补气管道13,补气管道13上安装有回流阀B14;本实施例中,主管道1位于一级换热器7与二级换热器8之间的部位还并联分接有换热回流管道A15,换热回流管道A15沿气体输送方向依次与透平膨胀机膨胀端16和一级换热器7连通,换热回流管道A15的出气端与主管道1位于空压机2进气的部位连通,以实现换热后的气体重新输入空压机2进行压缩液化;本实施例中,在透平膨胀机膨胀端16还配置有控制透平膨胀机5启停的喷嘴阀门17,此外,为防止透平膨胀机5停机时,膨胀端16的喷嘴关闭不严而导致膨胀端16无油转动,在换热回流管道A15上还安装有紧急切断阀18;本实施例中,主管道1与换热回流管道A15之间还连通有换热回流管道B19,所述换热回流管道B19与二级换热器8连通,在换热回流管道B19上还装有节流阀20;本实施例中,放空阀12、回流阀A11、单向阀4、回流阀B14、喷嘴阀门17和紧急切断阀18均为电磁阀;本实施例中,控制柜内置有PLC控制器,所述空压机2或者透平膨胀机5通过信号线将开关量信号与PLC控制器的数字量输入端口连接,PLC控制器的数字量输出端口连接透平膨胀机5或者空压机2所在通电回路上的接触器或继电器的线圈,PLC控制器根据空压机2或者透平膨胀机5反馈的开关量信号实现对透平膨胀机5或者空压机2运行状态的连锁控制;所述PLC控制器还对放空阀12、回流阀A11、单向阀4、回流阀B和喷嘴阀门17以及紧急切断阀18进行开关状态的控制;本实施例中,主管道1位于单向阀4与透平膨胀机5之间的部位设置有安全阀21,以防止主管道1内经空压机2增压后的气体压力超出额定值时,及时打开安全阀21,释放部分气体,保持主管道1内压力在安全范围内;本实施例中,主管道1位于二级换热器8的出口处安装有气体抽取阀22,用于检测液化气体的纯度;本实施例中,换热回流管道A15位于透平膨胀机膨胀端16的出口处安装有温度传感器23,换热回流管道B19位于二级换热器8的出口处也安装有温度传感器23,两处温度传感器23均是用于检测液化气体的温度。本技术中,气体液化系统的工作过程为:第一步,关闭放空阀12、回流阀A11、单向阀4、安全阀21、回流阀B14,打开紧急切断阀18和喷嘴阀门17,使主管道1、换热回流管道A15和换热回流管道B19保持畅通;第二步,打开空压机2和透平增本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具备互锁保护功能的气体液化系统,其特征在于:具有用于输送气体的主管道和用于控制阀门开启的控制柜,所述主管道上沿进气方向依次安装有空压机、冷却器A、单向阀、透平膨胀机、冷却器B、一级换热器和二级换热器,其中透平膨胀机的增压端与主管道连通,所述主管道位于空压机和冷却器A的部位并联分接有回流管道,回流管道上沿气体排出方向依次安装有回流阀A和放空阀,所述主管道位于透平膨胀机增压端和冷却器B的部位并联分接有补气管道,补气管道上安装有回流阀B;所述主管道位于一级换热器与二级换热器之间的部位还并联分接有换热回流管道A,换热回流管道A沿气体输送方向依次与透平膨胀机膨胀端和一级换热器连通,换热回流管道A的出气端与主管道位于空压机进气的部位连通;在透平膨胀机膨胀端还配置有控制透平膨胀机启停的喷嘴阀门;所述主管道与换热回流管道A之间还连通有换热回流管道B,所述换热回流管道B与二级换热器连通,在换热回流管道B上还装有节流阀;所述控制柜内置有PLC控制器,所述空压机或者透平膨胀机通过信号线将开关量信号与PLC控制器的数字量输入端口连接,PLC控制器的数字量输出端口连接透平膨胀机或者空压机所在通电回路上的接触器或继电器的线圈,PLC控制器根据空压机或者透平膨胀机反馈的开关量信号实现对透平膨胀机或者空压机运行状态的连锁控制;所述PLC控制器还对放空阀、回流阀A、单向阀、回流阀B、喷嘴阀门和紧急切断阀进行开关状态的控制。...

【技术特征摘要】
1.一种具备互锁保护功能的气体液化系统,其特征在于:具有用于输送气体的主管道和用于控制阀门开启的控制柜,所述主管道上沿进气方向依次安装有空压机、冷却器A、单向阀、透平膨胀机、冷却器B、一级换热器和二级换热器,其中透平膨胀机的增压端与主管道连通,所述主管道位于空压机和冷却器A的部位并联分接有回流管道,回流管道上沿气体排出方向依次安装有回流阀A和放空阀,所述主管道位于透平膨胀机增压端和冷却器B的部位并联分接有补气管道,补气管道上安装有回流阀B;所述主管道位于一级换热器与二级换热器之间的部位还并联分接有换热回流管道A,换热回流管道A沿气体输送方向依次与透平膨胀机膨胀端和一级换热器连通,换热回流管道A的出气端与主管道位于空压机进气的部位连通;在透平膨胀机膨胀端还配置有控制透平膨胀机启停的喷嘴阀门;所述主管道与换热回流管道A之间还连通有换热回流管道B,所述换热回流管道B与二级换热器连通,在换热回流管道B上还装有节流阀;所述控制柜内置有PLC控制器,所述空压机或者透平膨胀机通过信号线将开关量信号与PLC控制器的数字量输入端口连接,PLC控制器的数字量...

【专利技术属性】
技术研发人员:卢强姚细俊刘维芳
申请(专利权)人:湖北浠水蓝天联合气体有限公司
类型:新型
国别省市:湖北,42

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