液能交換機的製作方法

2023-05-26 21:38:56 2

專利名稱：液能交換機的製作方法
技術領域：
本發明涉及石油化工生產領域，主要應用於煉油、石油化工、煤化工等行業的
加氫處理和加氫裂化工藝系統，能夠實現兩種高低壓液體流之間高效率地交換能量，實現節約能源的目的。
背景技術：
加氫工藝在石油化工生產領域應用比較廣泛，加氫反應一般都在高溫、高壓下進行，加氫處理的壓力一般在2.0-10.0Mpa之間，加氫裂化反應壓力一般在8.0-20.0Mpa
之間。加氫反應進料一般要通過電動泵升至高壓後進入加氫反應器，同時完成加氫反應的出料經過高壓氣液分離器後減壓為低壓後再進入低壓分離器。高低壓分離器的壓力差別很大，加氫反應高壓出料所攜帶的能量巨大。 在常規的加氫反應系統，大部分高壓分離器的出料通過液位控制閥減壓後直接排入低壓分離器，加氫反應出料的高壓能量浪費掉了。目前有一部分加氫反應系統設置了液力透平，把高壓分離器出料導入液力透平回收液體能量。 液力透平把加氫出料壓力能轉換成旋轉的機械能作為加氫進料的輔助第二驅動，當液力透平出力做功時，加氫進料泵第一驅動電機的功率減小，從而達到節約加氫進料泵電能消耗的節能目的。"液力透平+電機+進料泵"的加氫進料工藝較適合於低壓大流量的工況，對於高壓、中小流量的加氫反應工況應用有如下缺點 l.液力透平能量回收效率低，尤其是在高壓、中小流量工況時效率極低。
2.液力透平工作範圍窄適合於比較恆定工況，而煉油廠要根據市場和原料情況經常調整加氫產能。如果液力透平的流量、壓力變化時液力透平出力變化很大，特別是進入液力透平的流量減小時，液力透平效率很低，當流量為額定流量的40%時液力透平不但不出力還會耗電機功率。 3.液力透平出現故障時，可能造成高分壓出料直接進入低壓分離器，造成重大生產事故，故需設置許多高低壓聯鎖保護裝置。 4.由於液力透平與進料泵之間能量傳遞環節多，離合器、機械密封、電機、變速器、獨立的潤滑裝置，冷卻系統易損件多，維護工作量大，故障率高。
5.由於高分壓出料的壓力能先轉換成旋轉機械能，再通過離合器、電機、變速器傳遞給進料泵，通過進料泵再轉換成進料油的高壓壓力能，能量經過二次轉換多次傳遞效率低，傳統"液力透平+電機+進料泵"加氫進料工藝的節能效果一般低於35%。
6.由於進料泵和電機按額定工況選擇，揚程高、流量大、功率大，電控系統複雜，整體投資很大。

發明內容
本發明所要解決的技術問題主要針對加氫反應壓力高於3.5MPa的中、高壓加氫反應系統，主要是克服傳統"液力透平+電機+進料泵"三合一機組技術的不足，提供 一種節能型加氫進料裝置。 本發明的技術方案是一種液能交換機，由分配器、左液能交換筒體、右液能交
換筒體、活門、信號觸發器、控制機構組成，高壓加氫出料通過分配器進入左液能交換
筒體或右液能交換筒體，在液能交換筒體內部高壓加氫出料與低壓加氫進料進行能量交
換，低壓加氫進料獲得能量後被打入加氫高壓進料管道。 左液能交換筒體和右液能交換筒體總是至少有一個在高壓下工作。 左液能交換筒體包括第一動力器和第一增壓器，右液能交換筒體包括第二動力
器和第二增壓器，液能交換筒體的動力器和增壓器之間可以通過中間法蘭連接在一起，
也可以共用一個筒體。 第一動力器內有一個第一動力塞，第二動力器內有一個第二動力塞，第一增壓 器內有一個第一增壓塞和一個第一增壓腔，第二增壓器內有一個第二增壓塞和一個第二 增壓腔，第一動力塞和第一增壓塞之間通過一根第一連動杆剛性連接在一起，第二動力 塞和第二增壓塞之間通過一根第二連動杆剛性連接在一起。 動力塞和增壓塞上都裝有密封，保證增壓器內的原料油與動力器內的高分油互 相不能連通，如果密封磨損後洩漏油將通過洩漏接口引出。 第一增壓腔的出口與兩個單向活門相連接，兩個活門的安裝方向相反，第二增 壓腔的出口與兩個單向活門相連接，兩個活門的安裝方向也相反。 高壓加氫進料經接口進入分配器，再進入第二動力腔，第二增壓腔內的低壓加
氫進料獲得第二動力腔內的能量後通過活門進入高壓管道，第一動力腔內做完功的高壓
加氫進料通過分配器排出到接口 ，同時第一增壓腔內補充低壓加氫進料。 高壓加氫進料經接口進入分配器，再進入第一動力腔，第一增壓腔內的低壓加
氫進料獲得第一動力腔內的能量後通過活門進入高壓管道，第二動力腔內做完功的高壓
加氫進料通過分配器排出到接口 ，同時第二增壓腔內補充低壓加氫進料。 兩個液能交換筒體的外部裝有信號觸發器，用於檢測增壓塞的上死點位置和下
死點位置。 兩個增壓器的換向是通過信號觸發器發出信號給控制機構，由控制機構控制分 配器實現換向，控制分配器換向的控制機構可以用液體控制，也可以用氣體控制，或者 用電氣元件控制。 本發明加氫進料泵和能量回收裝置整體考慮，採用一次能量轉換技術，高效率 地利用高壓出料的能量，減少加氫進料設備的投資，降低設備故障率，提高設備的可靠 性。應用本發明後，加氫高壓出料的壓力能直接轉換成加氫進料油的壓力能，能量一次 傳遞轉換，能量轉換效率高於95%。加氫反應單元的加氫進料泵驅動功率可大大降低， 最高可達80%。


附圖為本發明的結構原理示意圖。
圖中 l.接口 2.第一動力腔3.第一動力塞4.第一動力隔離腔5.第一動力器6.中間法蘭7.第一增壓器8.第一增壓隔離腔9.第一連動杆IO.第一增壓塞ll.第一增壓腔12.管道13.第一活門14.第二活門15.信號觸發器16.信號觸發器17.第三活門18.第四活門19.信號觸發器20.管道21.第二增壓腔22.第二增壓塞23.第二連動杆24.第二增壓器25.信號觸發器26.接口 27.中間法蘭28.第二動力器29.第二動力隔離腔30.第二動力塞31.第二動力腔32.接口 33.控制機構34.分配器35.接口 36.接口 37.第二增壓隔離腔38.右液能交換筒體39.左液能交換筒體
具體實施例方式
本發明是通過下述方案實現的如附圖為本發明的結構原理示意圖。 本發明液能交換機是由分配器、左右液能交換筒體、活門、信號發生器、控制
機構組成的，液能交換筒體又由動力器和增壓器組成，動力器內部有一個動力塞，增壓
器內部有一個增壓塞，動力器與增壓器通過中間法蘭連接在一起，動力塞與增壓塞通過
連動杆連接在一起，帶壓力的加氫高分壓出料通過接口 36進入右液能交換筒體動力器內部。 第二動力器28的第二動力腔31內的壓力能推動第二動力塞30運動，同時與第二動力塞30連接在一起的第二增壓塞22也一起運動，把第二增壓腔21內的低壓加氫進料增壓後打入加氫反應器，從而代替加氫進料泵去做功，達到節約電能的目的。加氫進料通過管道20、活門14進入第一增壓腔11，把第一動力腔2中已經做完功的加氫出料排出。兩個增壓腔交替工作，往復循環。 出加氫反應器的加氫出料進入高壓分離器進行油和氫氣的分離，加氫出料經接口36進入分配器34，再通過接口 32進入第二動力腔31，推動第二動力塞30向上運動，與第二動力塞30、第二連動杆23剛性連接的第二增壓塞22也同時向上運動，第二增壓腔21內加氫進料被推出並通過第三活門17、管道12被打入加氫反應器內。與此同時被適當增壓後的加氫進料通過管道20、第二活門14進入第一增壓腔11，推動第一增壓塞10向下運動，與第一增壓塞10、第一連動杆9剛性連接的第一動力塞3也向下運動，第一動力腔2內已經做完功的加氫出料通過接口 1、分配器34、接口35排出去再生利用。兩套增壓器在交替循環工作，保證管道12內的液體不斷流。 第一增壓器7、第二增壓器24的外部裝有信號觸發器15、 16、 19、 25，信號觸發器用來檢測第一增壓塞10和第二增壓塞22的位置，當增壓塞運動到上死點或下死點後，信號觸發器發出信號通過控制機構33控制分配器34換向，以此實現增壓腔是吸液還是排液。 第一動力塞3、第二動力塞30和第一增壓塞10、第二增壓塞22上各自有密封機構，保證第一增壓腔ll、第二增壓腔21內低壓加氫進料不往第一增壓隔離腔8、第二增壓隔離腔37內洩漏，保證第一動力腔2、第二動力腔31內的加氫出料不往第一動力隔離腔4、第二動力隔離腔29內洩漏，如果由於密封長期磨損後有少量洩漏的話，可以通過中間法蘭上的接口 26引出。 給增壓腔補液的加氫進料需要克服各種摩擦力、管道損失和做完功液體的背壓，所以加氫進料需要適當增壓。
權利要求
一種液能交換機，由分配器(34)、左液能交換筒體(39)、右液能交換筒體(38)、活門、信號觸發器、控制機構組成，其特徵在於，高壓加氫出料通過分配器(34)進入左液能交換筒體(39)或右液能交換筒體(38)，在液能交換筒體內部高壓加氫出料與低壓加氫進料進行能量交換，低壓加氫進料獲得能量後被打入加氫高壓進料管道(12)。
2. 根據權利1要求所述的液能交換機，其特徵在於，左液能交換筒體(39)和右液能交 換筒體(38)總是至少有一個在高壓下工作。
3. 根據權利要求2所述的液能交換機，其特徵在於，左液能交換筒體(39)包括第一動 力器(5)和第一增壓器(7)，右液能交換筒體(38)包括第二動力器(28)和第二增壓器(24)， 液能交換筒體的動力器和增壓器之間可以通過中間法蘭連接在一起，也可以共用一個筒 體。
4. 根據權利要求3所述的液能交換機，其特徵在於，第一動力器(5)內有一個第一動 力塞(3)，第二動力器(28)內有一個第二動力塞(30)，第一增壓器(7)內有一個第一增壓塞 (lO)和一個第一增壓腔(ll)，第二增壓器(24)內有一個第二增壓塞(22)和一個第二增壓腔 (21)，第一動力塞(3)和第一增壓塞(10)之間通過一根第一連動杆(9)剛性連接在一起，第 二動力塞(30)和第二增壓塞(22)之間通過一根第二連動杆(23)剛性連接在一起。
5. 根據權利要求4所述的液能交換機，其特徵在於，動力塞和增壓塞上都裝有密封， 保證增壓器內的原料油與動力器內的高分油互相不能連通，如果密封磨損後洩漏油將通 過洩漏接口 (26)引出。
6. 根據權利要求4所述的液能交換機，其特徵在於，第一增壓腔(ll)的出口與第一活 門(13)、第二活門(14)相連接，第一活門(13)與第二活門(14)的安裝方向相反，第二增 壓腔(21)的出口與第三活門(17)、第四活門(18)相連接，第三活門(17)與第四活門(18) 的安裝方向相反。
7. 根據權利要求6所述的液能交換機，其特徵在於，高壓加氫進料經接口 (36)進入 分配器(34)，再進入第二動力腔(31)，第二增壓腔(21)內的低壓加氫進料獲得第二動力腔 (31)內的能量後通過活門(17)進入高壓管道(12)，第一動力腔(2)內做完功的高壓加氫進 料通過分配器(34)排出到接口 (35)，同時第一增壓腔(ll)內補充低壓加氫進料。
8. 根據權利要求6所述的液能交換機，其特徵在於，高壓加氫進料經接口(36)進入分 配器(34)，再進入第一動力腔(2)，第一增壓腔(11)內的低壓加氫進料獲得第一動力腔(2) 內的能量後通過活門(13)進入高壓管道(12)，第二動力腔(31)內做完功的高壓加氫進料通 過分配器(34)排出到接口 (35)，同時第二增壓腔(21)內補充低壓加氫進料。
9. 根據上述任一權利要求所述的液能交換機，其特徵在於，兩個液能交換筒體的外 部裝有信號觸發器，用於檢測增壓塞的上死點位置和下死點位置。
10. 根據權利要求9所述的液能交換機，其特徵在於，兩個增壓器的換向是通過信號 觸發器發出信號給控制機構(33)，由控制機構(33)控制分配器(34)實現換向，控制分配器 (34)換向的控制機構(33)可以用液體控制，也可以用氣體控制，或者用電氣元件控制。
全文摘要
本發明液能交換機是由分配器、動力器、增壓器、活門、信號發生器、控制機構組成的，動力器內部有一個動力塞，增壓器內部有一個增壓塞，動力器與增壓器通過中間法蘭連接在一起，動力塞與增壓塞通過連動杆連接在一起，其特徵在於，帶壓力的加氫高分壓出料通過接口36進入第二動力器28的第二動力腔31，第二動力腔31內的壓力能推動第二動力塞30運動，同時與第二動力塞30連接在一起的第二增壓塞22也一起運動，把第二增壓腔21內的低壓加氫進料增壓後打入加氫反應器，從而代替加氫進料泵去做功，達到節約電能的目的。原料油通過管道20、第二活門14進入第一增壓腔11，把第一動力腔2中已經做完功的加氫出料排出。兩個增壓腔交替工作，循環往復。
文檔編號F15B3/00GK101691497SQ20091007564
公開日2010年4月7日 申請日期2009年10月12日 優先權日2009年10月12日
發明者劉永強, 李姝彥, 楊光, 楊守志, 王靖濤, 阮國玲 申請人:楊光