低温装置中提升带液气体的管道布置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种在低温装置中提升带液气体的管道布置。管道布置包含安装在第一设备出口端的出口段，以及顺次连接的贮液段、提升段和下斜段，从而使出口端的带液气体可以被提升且输送到标高更高的第二设备的入口端；其中，所述贮液段至少有一部分贮液容积低于所述出口段的管道底部，且所述贮液容积足够贮存从所述提升段中回流的液体；所述提升段大致与水平垂直设置；以及所述下斜段向第二设备入口端的方向具有向下的倾斜度。此种管道布置不需在第一设备下安装支架，节省了成本和空间，同时也避免了因低温装置停车时管内液体倒流而损伤产生带液气体的设备。

【技术实现步骤摘要】
低温装置中提升带液气体的管道布置
本技术涉及低温空分装置的管道布置，特别是提升带液气体的管道布置。
技术介绍
现代工业中往往会使用大型的空分装置，通过低温精馏将经过加压、纯化、降温的原料空气分离成高纯的氧气和氮气。一套大型的空分装置往往包含在常温下运行的主空气压缩机、空冷塔、纯化装置和需要在低温下运行的主热交换器、透平膨胀机、过冷器、精馏塔等。为了保持需要的低温，减少与环境换热所造成的能量损失，所有在低温下运行的设备都必须安置在绝热的冷箱中。冷箱的尺寸越大，其制造、运输和安装的成本就越高。因此，把空分装置的各种设备和管道合理、紧凑地布局，对于降低成本，方便维护有重要的意义。在低温下运行的透平膨胀机和主热交换器都输出低温原料空气入下塔。其中，透平膨胀机出口端的原料空气流股常常包含液、气两相，液相在总流股中的摩尔比最高可以达到15％。为了保证液态流股在正常运行时的运输，及防止其在空分装置停车时的倒流，现有技术中的常规作法是将透平膨胀机的出口端高度抬升至下游设备的入口端之上，促进液态空气在重力的作用下流动并防止回流，但是这需要在透平膨胀机的下面安放支架，增加了占地面积和需要的冷箱容积，从而加大建造和维护成本。公开号为CN108548374A的专利申请公开了一种布管装置，先将透平膨胀机和主换热器输出流股混合在一起，再通过n型的布管提升混合后的低温液体至下塔入口，可以防止空分停机时，主塔内产生局部液泛时导致的液体倒流。这种布管方式比较复杂，管道设计和占用空间都没有达到最优化。
技术实现思路
本技术的目的是克服现有技术的不足，提供一种结构简单，合理高效的提升带液气体的管道布置，从而无需将产生带液气体的设备布置在较高的位置上，也避免因空分装置停车时管内液体倒流而损伤产生带液气体的设备。在一方面，本技术公开了一种低温装置中提升带液气体的管道布置，适用于产生带液气体的第一设备，其特征在于：管道布置包含安装在第一设备出口端的出口段，以及顺次连接的贮液段、提升段和下斜段，从而使出口端的带液气体可以被提升且输送到标高更高的第二设备的入口端；其中，所述贮液段至少有一部分贮液容积低于所述出口段的管道底部，且所述贮液容积足够贮存从所述提升段中回流的液体，所述提升段大致垂直水平设置并且所述下斜段向第二设备入口端的方向具有向下的倾斜度。可选地，出口段、贮液段、提升段和下斜段的管道内径不都一致。内径不一致的管道之间通过缩节或缩节及弯头相连。可选地，所述出口段和所述贮液段之间通过第一缩节相连，第一缩节可以为同心扩径或偏心扩径。可选地，第一缩节为偏心扩径，且所述出口段与所述贮液段的顶部齐平。可选地，所述贮液段和所述提升段之间通过第二缩节和第一弯头相连，第二缩节为偏心缩径且所述贮液段和所述第一弯头的底部齐平。可选地，所述提升段和所述下斜段之间通过第二弯头和第三缩节相连，第三缩节可以为同心扩径或偏心扩径。可选地，第三缩节为偏心扩径，且第二弯头与所述下斜段的顶部齐平。可选地，所述下斜段的倾斜度为至少2％。可选地，所述下斜段上还连接有其它流体输入管道，所述其它流体输入管道连接主热交换器的出口端。在又一方面，所述产生带液气体的第一设备包含透平膨胀机，所述第二设备为深冷空分系统的精馏塔，可选地为下塔，并且所述第二设备入口端在下塔上的位置高于下塔的持液高度。采用本技术的技术方案会产生多个有益的技术效果。其一，如果将产生带液气体的第一设备抬高到标高超过第二设备的入口端，则需要在第一设备下方安装既占地又耗材的支架；本技术中的第一设备可以直接安放在地面上，使整个空分装置的布置更为简单和紧凑。其二，将第二设备的入口端设置在第二设备发生停车事故时可能达到的最高持液高度之上，因此第二设备中的液体在任何情况下都不会从上述入口端倒流进入本技术的管道，保护了产生带液气体的第一设备。其三，本技术的管道布置结构简单，同时又允许在下斜段或贮液段接入其它设备的管道，灵活性、适应性强。其四，管道中的贮液段既可以在正常运行时输送带液气体，又可以暂时贮存装置停车时管道中的液体以及从提升段中回落的液体，保护产生带液气体的第一设备。其五，通过对管道各段半径、长度，缩节大小、布置的选择，高效地提升带液气体并有效避免停车时液体的回流。附图说明本公开中的附图仅作为对本技术的示意，供理解和解释本技术的精神，但不在任何方面对本技术加以限定。图1为本技术实施例1的低温装置中提升带液气体的管道布置示意图。图2为本技术实施例2的低温装置中提升带液气体的管道布置示意图。相同的标号在两个图中代表相对应的部分。具体实施方式在本技术中，需要理解的是，术语“上”“下”“前”“后”“垂直”“平行”“顶”“底”“内”“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，且以水平面为参考。如无特别说明，本文中出现的类似于“一”的限定语并非是指对数量的限定，而是描述相区别的技术特征。同样地，本文中在数词前出现的类似于“大约”“近似地”的修饰语通常包含本数，并且其具体的含义应当结合上下文意理解。除非是有特定的数量量词修饰的名词，否则在本文中应当视作即包含单数形式又包含复数形式，在该技术方案中既可以包括单数个该技术特征，也可以包括复数个该技术特征。在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”“相连”“连接”“连通”“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。本技术中的“低温装置”是指在低温下运行的装置，可以是制氢装置，也可以是“低温空分装置”。后者是指以空气为原料，通过压缩循环深度冷冻的方法把空气变成液态，再经过精馏而从空气中分离出氧气、氮气及氩气等惰性气体的装置。低温空分装置主要由原料空气压缩机、预冷系统、分子筛净化系统、空气增压机、透平膨胀机、主热交换器、精馏空分塔等组成。此处的“塔”意指一蒸馏或分馏塔或区，其中液相和气相逆流接触以有效地分离流体混合物。精馏空分塔较常见地包含两个叠放的塔。位于下部的下塔的操作压力一般为5～6.5BarA，高于上塔的一般操作压力1.1～1.5BarA。空分装置在运行时可以达到-150℃～-180℃的低温，因此低温设备都安置在绝热的冷箱中。深冷空分有不同的流程设置，绝大多数都会采用透平膨胀机和主热交换器。空气经过这些设备后会降温至-120℃～-170℃，然后进入精馏塔。对于只有一个塔的空分装置而言，原料空气输入塔的下部；对于包含两个或更多塔的装置，至少一部分原料空气输入运行压力最高的空分塔的下部。在本技术中，针对低温空分装置，第一设备是指透平膨胀机，这是因为透平膨胀机出口端本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低温装置中提升带液气体的管道布置，适用于产生带液气体的第一设备，其特征在于：管道布置包含安装在第一设备出口端的出口段，以及顺次连接的贮液段、提升段和下斜段，从而使出口端的带液气体可以被提升且输送到标高更高的第二设备的入口端；其中，/na)所述贮液段至少有一部分贮液容积低于所述出口段的管道底部，且所述贮液容积足够贮存从所述提升段中回流的液体；/nb)所述提升段与水平垂直设置；/nc)所述下斜段向第二设备入口端的方向具有向下的倾斜度。/n

【技术特征摘要】
1.一种低温装置中提升带液气体的管道布置，适用于产生带液气体的第一设备，其特征在于：管道布置包含安装在第一设备出口端的出口段，以及顺次连接的贮液段、提升段和下斜段，从而使出口端的带液气体可以被提升且输送到标高更高的第二设备的入口端；其中，
a)所述贮液段至少有一部分贮液容积低于所述出口段的管道底部，且所述贮液容积足够贮存从所述提升段中回流的液体；
b)所述提升段与水平垂直设置；
c)所述下斜段向第二设备入口端的方向具有向下的倾斜度。


2.如权利要求1所述的低温装置中提升带液气体的管道布置，其特征在于：出口段、贮液段、提升段和下斜段的管道内径不都一致，内径不一致的管道之间通过缩节和/或弯头相连。


3.如权利要求2所述的低温装置中提升带液气体的管道布置，其特征在于：所述出口段和所述贮液段之间通过第一缩节相连，第一缩节为同心扩径或偏心扩径。


4.如权利要求3所述的低温装置中提升带液气体的管道布置，其特征在于：第一缩节为偏心扩径，且所述出口段与所述贮液段的顶部齐平。


5.如权利要求2所述的低温装置中提升带液气体的管道布置，其特征在于：所述贮液段和所述提升段之间通过第二缩节和第一弯头相连，第二缩节为偏心缩径且所述贮液段和所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：埃里克·戴，弗雷德里克·斯坦，阿兰·布里格利亚，
申请(专利权)人：乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司，
类型：新型
国别省市：法国;FR