空分系统技术方案

本发明专利技术提供了一种空分系统，包括：空分设备，包括原料处理装置、换热装置和返流管道，返流管道的输出端与换热装置的冷介质输入端相连第一管道和第二管道，第一管道的一端与原料处理装置的输出端相连通，且第一管道3上设有第一控制单元；第二管道的一端与返流管道相连通，且第二管道上设有第二控制单元；液化装置，包括冷却装置，冷却装置的输入端和输出端分别与第一管道的另一端和第二管道的另一端相连通；其中，空分设备被启动时，第一控制单元控制第一管道导通，且第二控制单元控制第二管道导通。本发明专利技术利用液化装置的冷却装置来辅助空分设备启动，从而能够大大缩短空分设备的启动时间，进而显著降低冶金等行业的能源消耗，实现节能的目的。

【技术实现步骤摘要】
空分系统
本专利技术涉及空气分离
，具体而言，涉及一种空分系统。
技术介绍
空分设备是冶金等行业的能耗大户，空分设备在进行正常生产之前，需要完成启动过程。空分设备的启动过程包括冷却设备、积累液体和调节纯度三个阶段，三个阶段中冷却设备、积累液体需要大量的冷量来完成，尤其是现在采用规整填料全精馏制氩的流程，需要的蓄冷量更大。现有技术中，空分设备启动过程中的冷量一般来源于空分设备自身的透平膨胀机，但是自身的透平膨胀机是与正常运行时补充冷损相匹配的，故制冷量有限，导致空分设备的启动时间很长。而在空分设备启动的过程中，原料空压机等主要大功率设备在持续运行，但由于此阶段主冷凝蒸发器尚不工作，故而加工的空气大量放散，只有少量进入透平膨胀机进行制冷，故而启动阶段的能源消耗非常大，且只有能源消耗没有产品产出。
技术实现思路
为了解决上述技术问题至少之一，本专利技术的目的在于提供一种空分系统。本专利技术提供了一种空分系统，包括：空分设备，包括原料处理装置、换热装置和返流管道，所述原料处理装置能够输出干燥洁净的空气，所述返流管道的输出端与所述换热装置的冷介质输入端相连；第一管道和第二管道，所述第一管道的一端与所述原料处理装置的输出端相连通，且所述第一管道上设有用于控制所述第一管道通断的第一控制单元；所述第二管道的一端与所述返流管道相连通，且所述第二管道上设有用于控制所述第二管道通断的第二控制单元；液化装置，包括冷却装置，所述冷却装置的输入端与所述第一管道的另一端相连通，所述冷却装置的输出端与所述第二管道的另一端相连通；其中，所述空分设备被启动时，所述第一控制单元控制所述第一管道导通，且所述第二控制单元控制所述第二管道导通。本专利技术提供的空分系统，利用液化装置的冷却装置来辅助制冷，由于液化装置需要生产液体，故而其冷却装置的制冷量很大，从而能够大大缩短空分设备的启动时间，进而显著降低冶金等行业的能源消耗，实现节能的目的；同时，本专利技术不同于正常的液化装置利用循环压缩机的气源来制冷，而是利用了空分设备的原料处理装置放散的空气来制冷，既提高了原料处理装置加工的空气的利用率，也节约了液化装置制冷时的能源消耗，因而也大大节约了能源。此外，由于冶金企业的气体用户是间断使用的，但是配套的空分设备是连续生产的，为了减少气体产品的放散浪费，相关企业普遍配备有单独的液化装置，来将富余的气体产品液化储存。而在空分设备正常启动之前，由于尚没有生产合格的气体产品，因此液化装置往往也是停运的，正好可以利用它来辅助制冷。因此，本技术方案只需对现有的空分设备和液化装置进行稍加改造，即可达到缩短空分设备启动时间的目的，进而产生可观的节能效果，便于推广，且具有非常好的应用前景。具体地，空分设备启动时，其原料处理装置能够将原料空气处理成干燥洁净的空气输出，其中一部分空气通过第一管道进入液化装置的冷却装置，在冷却装置中冷却成低温流体后通过第二管道输送至空分设备的返流管道，通过返流管道进入空分设备的换热装置，在换热装置中将冷量贡献出来，供空分设备启动阶段使用，由于冷却装置的制冷量很大，故而供给空分设备的冷量也非常可观，从而可以大大缩短空分设备的启动时间，节约可观的能源。当空分设备的主冷凝蒸发器的液位接近工作高度，即空分设备基本上已经完成启动时，切断第一管道和第二管道，同时关闭液化装置的冷却装置即可，空分设备即可正常工作。值得说明的是，液化装置一般包括介质输入管道、循环压缩机、冷却装置、循环回流管道和液体储存装置，冷却装置包括增压膨胀机和换热器，介质输入管道与循环压缩机的输入端及循环回流管道的一端相连接，循环压缩机的输出端与增压膨胀机的增压部的输入端相连，增压部的输出端与换热器的热介质输入端及增压膨胀机的膨胀部的输入端相连，膨胀部的输出端与换热器的冷介质输入端相连，换热器的热介质输出端与循环回流管道的另一端相连，换热器的冷介质输出端与液体储存装置相连。其相应的工作原理为：流体介质由介质输入管道进入液化装置，然后进入循环压缩机在循环压缩机中进行初次压缩，然后进入增压膨胀机的增压部进行二次压缩，然后进入换热器；进入换热器的流体介质分为两路，一路经初步冷却后进入增压膨胀机的膨胀部进行深度制冷，深度制冷后又返回换热器，在换热器中与另一路流体介质换热，使另一路流体介质能够在换热器中充分换热冷却变成液体由换热器的冷介质输出端输出，而换热后由换热器的热介质输出端输出的流体介质经循环回流管道返回至循环压缩机的输入端，与介质输入管道输入的流体介质合流后进入循环压缩机继续压缩；而由换热器冷介质输出端输出的液体则进入液体储存装置储存。由此可知，液化装置正常使用时，是利用循环压缩机的气源来制冷的，而循环压缩机运行时的能耗也非常大；而本申请在利用液化装置辅助空分设备启动时，液化装置则是利用空分设备的原料处理装置加工出来的空气来制冷的，由于空分设备启动时，原料处理装置一定处于运行状态，故而将其加工出来的部分空气供给液化装置，既提高了其自身加工出来的空气的利用率，又避免了液化装置的大功率循环压缩机的运行，因而也大大地节约了能源。可以理解的是，空分设备一般包括原料处理装置、制冷装置、换热装置、精馏塔、返流管道和介质输出管道：原料处理装置的输出端与换热装置的热介质输入端及制冷装置的输入端相连接，换热装置的冷介质输出端与精馏塔的下塔相连，制冷装置的输出端与精馏塔的上塔相连，返流管道的输入端与精馏塔的介质输出端相连，返流管道的输出端与换热装置的冷介质输入端相连，换热装置的热介质输出端与介质输出管道相连。其相应的工作原理为：由原料处理装置输出的干燥洁净空气分为两路，一路进入换热装置中，与返流管道输入换热装置中的低温介质换热降温后进入精馏塔的下塔；另一路进入制冷装置中，在制冷装置中深度制冷降温后进入精馏塔的上塔；上塔和下塔相配合，将空气分离成各种流体介质，如低温氮气、低温氧气、低温污氮等，并从上塔的介质输出端输出；输出的低温流体介质进入返流管道，然后流向换热装置，在换热装置中与空气换热后由热介质输出端输出至介质输出管道。故而，本申请的实质在于：在空分设备的原料输出装置的输出端接一路干燥空气管路至液化装置的冷却装置，同时在液化装置的冷却装置的输出端接一路低温流体管至空分设备的返流管道上，这样，能够为空分设备启动阶段提供冷量的就不只是空分设备的制冷装置(一般为透平膨胀机)了，还包括液化装置的冷却装置，且由于液化装置的冷却装置的制冷量要远远大于空分设备的制冷装置，故而对空分设备的启动时间起到了决定性影响，从而大大缩短了空分设备的启动时间，进而显著节约了能源消耗，能够对冶金等行业产生巨大影响，开拓冶金等行业的新纪元。另外，本专利技术提供的上述实施例中的空分系统还可以具有如下附加技术特征：在上述技术方案中，所述第一控制单元包括第一截止阀；所述第二控制单元包括第二截止阀。在第一管道上设置第一截止阀，在第二管道上设置第二截止阀，通过第一截止阀和第二截止阀的通断即可有效控制第一管道和第二管道的通断，结构简单，且控制可靠。具体地，启动空分设备时，打开第一截止阀和第二截止阀，并启动液化装置的冷却装置，即可利用液化装置辅助启动空分设备；当空分设备基本上完成启动时，关闭第一截止阀和第二截止阀，并关闭液化装置的冷却装置，使空分设备和液化装本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种空分系统，其特征在于，包括：空分设备，包括原料处理装置、换热装置和返流管道，所述原料处理装置能够输出干燥洁净的空气，所述返流管道的输出端与所述换热装置的冷介质输入端相连；第一管道和第二管道，所述第一管道的一端与所述原料处理装置的输出端相连通，且所述第一管道上设有用于控制所述第一管道通断的第一控制单元；所述第二管道的一端与所述返流管道相连通，且所述第二管道上设有用于控制所述第二管道通断的第二控制单元；液化装置，包括冷却装置，所述冷却装置的输入端与所述第一管道的另一端相连通，所述冷却装置的输出端与所述第二管道的另一端相连通；其中，所述空分设备被启动时，所述第一控制单元控制所述第一管道导通，且所述第二控制单元控制所述第二管道导通。

【技术特征摘要】
1.一种空分系统，其特征在于，包括：空分设备，包括原料处理装置、换热装置和返流管道，所述原料处理装置能够输出干燥洁净的空气，所述返流管道的输出端与所述换热装置的冷介质输入端相连；第一管道和第二管道，所述第一管道的一端与所述原料处理装置的输出端相连通，且所述第一管道上设有用于控制所述第一管道通断的第一控制单元；所述第二管道的一端与所述返流管道相连通，且所述第二管道上设有用于控制所述第二管道通断的第二控制单元；液化装置，包括冷却装置，所述冷却装置的输入端与所述第一管道的另一端相连通，所述冷却装置的输出端与所述第二管道的另一端相连通；其中，所述空分设备被启动时，所述第一控制单元控制所述第一管道导通，且所述第二控制单元控制所述第二管道导通。2.根据权利要求1所述的空分系统，其特征在于，所述第一控制单元包括第一截止阀；所述第二控制单元包括第二截止阀。3.根据权利要求2所述的空分系统，其特征在于，所述第一控制单元还包括第三截止阀和第一放空阀，所述第三截止阀与所述第一截止阀相邻设置，所述第一放空阀位于所述第一截止阀与所述第三截止阀之间。4.根据权利要求1所述的空分系统，其特征在于，所述第一管道的外部和所述第二管道的外部包裹有保温材料。5.根据权利要求4所述的空分系统，其特征在于，所述第一管道的外部包裹的保温材料为矿棉材料；所述第二管道的外部包裹的保温材料为聚氨酯发泡材料。6.根据权利要求1至5中任一项所述的空分系统，其特征在于，所述冷却装置包括增压膨胀机和换热器，所述增压膨胀机包括增压部和膨胀部，所述增压部的输入端与所述冷却装置的输入端相连通，所述增压部的输出端与所述换热器的热介质输入端及所述膨胀部...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱立新，
申请(专利权)人：北大方正集团有限公司，苏州苏信特钢有限公司，江苏苏钢集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11