一种低温液体膨胀机停机系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种低温液体膨胀机停机系统及方法，首先关小液体膨胀机喷嘴开度，与此同时逐渐打开液体节流阀，两者协同配合使增压机出口压力维持稳定；待液体膨胀机喷嘴完全关闭，关闭紧急切断阀，进而使液体膨胀机平稳停运；然后，关闭液体膨胀机进出口截止阀，打开液体膨胀机进口管道排放阀、出口管道排液阀、吹除阀，排出膨胀机及其管道内液体；最后，引入加温气使液体膨胀机及其管道升温至环境温度。此方法可使现运行低温空分装置中的液体膨胀机平稳停运并高效地切换至节流阀降压；此方法可与自动化控制技术集成，将实现从液体膨胀机到节流阀的更高效、更精准的切换。

A shutdown system and method for cryogenic liquid expander

The invention discloses a cryogenic liquid turbine shutdown system and method, first off a small opening of the liquid nozzle expansion at the same time, gradually open the throttle valve liquid, both matched with the supercharger outlet pressure remained stable; the liquid expander nozzle is completely closed, close the emergency shut-off valve, the liquid expander stable outage; then, close the liquid expander import and export valve, open the liquid outlet pipe expansion machine inlet pipe discharge valve, drain valve, blow off valve, discharge liquid expansion machine and pipeline; finally, the introduction of gas heating the liquid expansion temperature to ambient temperature and pipe machine. This method can make the liquid expander in the cryogenic air separation plant operate stably and effectively switch to throttle valve step-down. This method can be integrated with automatic control technology, and will achieve more efficient and precise switching from liquid expander to throttle valve.

【技术实现步骤摘要】
一种低温液体膨胀机停机系统及方法
本专利技术属于低温空分
，涉及低温空分关键设备的停机技术，特别是涉及一种低温液体膨胀机停机系统及方法。
技术介绍
低温液体膨胀机是大型空分装置中的新型节能装置，用于替代传统的液体节流阀完成高压液体的节流降压。与节流阀相比，低温液体膨胀机可以提升整套空分装置的能效，同时还将有效地抑制液体节流阀节流所导致的严重汽蚀现象。在实际的空分装置中，低温液体膨胀机与液体节流阀并行安装，维持二者的过流量是空分流程稳定运行的必要条件。带液体膨胀机的空分装置中通常由液体膨胀机完成高压液体介质的节流降压，而节流阀处于备用状态。在投运的空分系统中液体膨胀机的停机过程实质上就是从液体膨胀机节流切换到液体节流阀节流的过程。在此切换过程中，节流阀开度需要逐渐增大，而液体膨胀机喷嘴开度逐渐减小，两者的协调配合才能维持空分流程运行稳定，进而保证空分装置正常运行。若两者调整的失调，将影响空分装置各核心部机(空压机、气体膨胀机、增压机)的稳定运行，甚至导致整套空分装置的停机。在投运的工业空分装置中如何实现液体膨胀机的平稳停机是低温液体膨胀机技术推广应用的关键问题。目前，在国内和国外均未发现此方面的公开资料。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种低温液体膨胀机停机系统及方法，该方法能够使空分装置中的高压液体的节流设备由液体膨胀机平稳切换到液体节流阀，避免因为液体膨胀机的停机造成整个空分装置的事故停产。为实现上述目的，本专利技术的技术方案是通过以下途径实现的：一种低温液体膨胀机停机系统，包括液体膨胀机、液体节流阀、排放阀、加温气截止阀以及排液阀，液体膨胀机的入口管道上设置有入口截止阀和紧急切断阀，液体膨胀机的出口管道上设置有出口截止阀，液体膨胀机的入口管道与出口管道上并联有液体节流阀，并且入口截止阀和液体节流阀的入口均与液体输入管道相连，液体节流阀与出口截止阀的出口均与液体输出管道相连；排放阀通过管道与入口截止阀和紧急切断阀之间的管道相连，加温气截止阀通过管道与液体膨胀机和出口截止阀之间管道相连，排液阀通过管道与液体膨胀机和出口截止阀之间管道相连，液体膨胀机还连接有吹除阀。本专利技术进一步的改进在于，液体膨胀机直接与发电机或动力设备相连。本专利技术进一步的改进在于，液体膨胀机经减速箱与发电机或动力设备相连。本专利技术进一步的改进在于，液体膨胀机和紧急切断阀均设置在冷箱内。一种低温液体膨胀机停机方法，首先关小液体膨胀机喷嘴开度，同时开大液体节流阀，两者协同调节维持增压机出口压力的稳定；待液体膨胀机喷嘴完全关闭后，关闭紧急切断阀，从而使液体膨胀机机组平稳停运；接着关闭液体膨胀机进出口截止阀，打开液体膨胀机进口管道排放阀、出口管道排液阀以及吹除阀，排除膨胀机内及管道中液体；最后利用纯化空气将液体膨胀机及其管道加温至环境温度。本专利技术进一步的改进在于，具体步骤如下：首先，在关小液体膨胀机的喷嘴开度的同时，缓慢增加液体节流阀的开度，并维持增压机稳定的出口压力，按此方式使液体膨胀机的负荷逐步减小；第二，随着液体节流阀开度逐渐增大、液体膨胀机的喷嘴开度逐渐关小，液体膨胀机的转速逐渐降低，待液体膨胀机喷嘴完全关闭时，关闭紧急切断阀，使膨胀机机组平稳停运；第三，关闭入口截止阀以及出口截止阀，通过排放阀排除进口管道液体；通过吹除阀和排液阀，排除液体膨胀机主机及出口管道内液体；第四，关闭吹除阀和排液阀，打开加温气截止阀、液体膨胀机喷嘴以及紧急切断阀，将纯化气引入上述部件并通过排放阀排出，直至液体膨胀机内部及其进出口管道接近环境温度，标志着低温液体膨胀机平稳停机。本专利技术进一步的改进在于，打开加温气截止阀、紧急切断阀以及排放阀，将纯化空气反向依次进入液体膨胀机扩压管、叶轮、喷嘴、蜗壳及其进口组件。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：(1)本专利技术所描述的低温空分装置中液体膨胀机的停机方法可使液体膨胀机平稳停机的同时，快速切换到节流阀节流。采用此方法可使现运行低温空分装置中的液体膨胀机平稳停运并高效地切换至节流阀降压，维持增压机出口压力的稳定，避免了由液体膨胀机停机所引起管网阻力显著变化及其所导致的核心部机不正常停机、空分装置故障停运的问题。(2)本专利技术还可以与自动化控制等技术集成实施，实现液体膨胀机停机的自动化控制，更高效、精准、可靠地完成从液体膨胀机节流到液体节流阀节流的切换。附图说明图1是本专利技术实施例框图。图中：1-液体节流阀，2-入口截止阀，3-排放阀，4-紧急切断阀旁通阀，5-紧急切断阀，6-液体膨胀机，7-减速箱，8-发电机，9-吹除阀，10-加温气截止阀，11-排液阀，12-出口截止阀，13-冷箱。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步说明。参见图1，本专利技术的低温液体膨胀机停机系统，包括液体膨胀机6、液体节流阀1、排放阀3、加温气截止阀10以及排液阀11，液体膨胀机6的入口管道上设置有入口截止阀2和紧急切断阀5，液体膨胀机6的出口管道上设置有出口截止阀12，液体膨胀机6的入口管道与出口管道上并联有液体节流阀1，并且入口截止阀2和液体节流阀1的入口均与液体输入管道相连，液体节流阀1与出口截止阀12的出口均与液体输出管道相连；排放阀3通过管道与入口截止阀2和紧急切断阀5之间的管道相连，加温气截止阀10通过管道与液体膨胀机6和出口截止阀12之间管道相连，排液阀11通过管道与液体膨胀机6和出口截止阀12之间管道相连，液体膨胀机6还连接有吹除阀9。紧急切断阀5的两端并联有紧急切断阀旁通阀4。液体膨胀机6经减速箱7与发电机8(或动力设备)相连，或液体膨胀机6直接与发电机8(或动力设备)相连，液体膨胀机6和紧急切断阀5设置在冷箱13内。基于上述系统的低温空分装置中液体膨胀机的停机方法，首先缓慢关小液体膨胀机喷嘴开度，同时缓慢开大液体节流阀，两者协同调节维持增压机出口压力的稳定；待液体膨胀机喷嘴完全关闭后，关闭紧急切断阀，从而使液体膨胀机机组平稳停运；接着关闭液体膨胀机进出口截止阀，打开液体膨胀机进口管道排放阀、出口管道排液阀、吹除阀等，排除膨胀机内及管道中液体；最后利用纯化空气将液体膨胀机及其管道加温至环境温度。具体操作步骤如下：1)逐步关小液体膨胀机喷嘴开度，同时开大液体节流阀的开度，两者相互配合以维持增压机末级出口压力稳定，使液体膨胀机输出的轴功率逐步减小。2)在关小液体膨胀机喷嘴开度的同时，开大节流阀开度，使液体膨胀机转速逐渐降低。待膨胀机喷嘴完全关闭后，关闭紧急切断阀，从而使膨胀机机组稳定停运。3)关闭液体膨胀机进出口管道上的截止阀，打开进口管道排放阀、出口管道排液阀和吹除阀，排除液体膨胀机内及其进出口管道中液体。下面结合图1进行详细说明。图1是本专利技术的一种低温空分装置中液体膨胀机的停机方法实施例框图。本专利技术公开的液体膨胀机停机方法，首先逐渐关小液体膨胀机6的喷嘴开度，同时在维持增压机出口压力稳定的前提下，将液体节流阀1开度缓慢开大，直至液体膨胀机6的喷嘴完全关闭，随即关闭紧急切断阀5，使液体膨胀机机组平稳停运；然后，关闭液体膨胀机的入口截止阀2和出口截止阀12，打开排放阀3、排液阀11以及吹除阀9等，排除液体膨胀机6及其管道内残留液体；最后，打开加温气截止阀10，利用纯化空气将液体膨胀机6及其管道加温至环境温度。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低温液体膨胀机停机系统，其特征在于，包括液体膨胀机(6)、液体节流阀(1)、排放阀(3)、加温气截止阀(10)以及排液阀(11)，液体膨胀机(6)的入口管道上设置有入口截止阀(2)和紧急切断阀(5)，液体膨胀机(6)的出口管道上设置有出口截止阀(12)，液体膨胀机(6)的入口管道与出口管道上并联有液体节流阀(1)，并且入口截止阀(2)和液体节流阀(1)的入口均与液体输入管道相连，液体节流阀(1)与出口截止阀(12)的出口均与液体输出管道相连；排放阀(3)通过管道与入口截止阀(2)和紧急切断阀(5)之间的管道相连，加温气截止阀(10)通过管道与液体膨胀机(6)和出口截止阀(12)之间管道相连，排液阀(11)通过管道与液体膨胀机(6)和出口截止阀(12)之间管道相连，液体膨胀机(6)还连接有吹除阀(9)。

【技术特征摘要】
1.一种低温液体膨胀机停机系统，其特征在于，包括液体膨胀机(6)、液体节流阀(1)、排放阀(3)、加温气截止阀(10)以及排液阀(11)，液体膨胀机(6)的入口管道上设置有入口截止阀(2)和紧急切断阀(5)，液体膨胀机(6)的出口管道上设置有出口截止阀(12)，液体膨胀机(6)的入口管道与出口管道上并联有液体节流阀(1)，并且入口截止阀(2)和液体节流阀(1)的入口均与液体输入管道相连，液体节流阀(1)与出口截止阀(12)的出口均与液体输出管道相连；排放阀(3)通过管道与入口截止阀(2)和紧急切断阀(5)之间的管道相连，加温气截止阀(10)通过管道与液体膨胀机(6)和出口截止阀(12)之间管道相连，排液阀(11)通过管道与液体膨胀机(6)和出口截止阀(12)之间管道相连，液体膨胀机(6)还连接有吹除阀(9)。2.根据权利要求1所述的一种低温液体膨胀机停机系统，其特征在于，液体膨胀机(6)直接与发电机(8)或动力设备相连。3.根据权利要求1所述的一种低温液体膨胀机停机系统，其特征在于，液体膨胀机(6)经减速箱(7)与发电机(8)或动力设备相连。4.根据权利要求1所述的一种低温液体膨胀机停机系统，其特征在于，液体膨胀机(6)和紧急切断阀(5)均设置在冷箱(13)内。5.一种基于权利要求1所述系统的低温液体膨胀机停机方法，其特征在于，首先关小液体膨胀机喷嘴开度，同时开大液体节流阀，两者协同调节维持增压机出口压...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙金菊，宋鹏，霍长江，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61