一種用於空分裝置的節能型蒸汽加熱器系統的製作方法

2023-06-10 14:30:46

本實用新型涉及的是一種用於空分裝置的節能型蒸汽加熱器系統，尤其是一種適用於分子篩系統的再生蒸汽加熱器系統，屬於空分設備技術領域。

背景技術：

配套空分設備的穩定可靠、又節能運行是至關重要的，而蒸汽加熱器又是空分裝置中一個非常敏感的設備，它雖然不貴，但是一旦出現問題，整個空分裝置就必須停車，而對煤化工配套空分來說，蒸汽加熱器更加關鍵，一旦出現問題，其影響非常大，損失也非常之巨。

在當今鋼鐵行業普遍不景氣，利潤不斷下滑，各大鋼廠均出現裁員潮的時候，節能降耗是各個氣體運行公司得以生存的生命線，尤其是電費等能耗費用佔到生產成本約80%的氣體運行公司，可靠性和節能降耗已經上升到了前所未有的重要地位，為迎合國家提倡的節能減排，環保的政策，大力推廣應用新型技術已非常緊迫。

技術實現要素：

本實用新型的目的在於克服現有技術存在的不足，而提供一種結構合理，使用方便，可靠性高，節能效果好的用於空分裝置的節能型蒸汽加熱器系統。

本實用新型的目的是通過如下技術方案來完成的，一種用於空分裝置的節能型蒸汽加熱器系統，它包括一配套用於空分分子篩系統中的再生蒸汽加熱器，所述的再生蒸汽加熱器為一立式布置的、管程中通入蒸汽、殼程中通入來自分餾塔汙氮氣的管殼式換熱器，其中上部通入蒸汽進口連接蒸汽管，下部通過凝結水出口連接出水管，在管殼式換熱器的下部側壁通過汙氮氣進口連接汙氮氣進管，而在上部側壁通過汙氮氣出口連接汙氮氣出管，並由該汙氮氣出管連接於空分分子篩系統。

作為優選：所述的管殼式換熱器採用雙管板帶管程和殼程隔腔的結構，管和管板間採取了漲接加手工焊接工藝；所述管殼式換熱器的側壁上開設的汙氮氣進口和汙氮氣出口設置在同一側，而在同一側側壁上的汙氮氣進口和汙氮氣出口之間殼程中至少設置有一塊位於同一側的半側隔板，形成兩流程殼程。

作為優選：所述的管殼式換熱器採用雙管板帶管程和殼程隔腔的結構，管和管板間採取了漲接加手工焊接工藝；所述管殼式換熱器的側壁上開設的汙氮氣進口和汙氮氣出口設置在相對一側，在所述汙氮氣進口的上方殼程中設置有一塊半側隔板，而在汙氮氣出口的下方殼程中也設置有一塊半側隔板，形成三流程殼程。

作為優選：所述管殼式換熱器的上下端分別設置有進氣封頭和出液封頭，並在進氣封頭和出液封頭上分別開設有蒸汽進口和凝結水出口；在所述的進氣封頭上正對著蒸汽進口設置有上管箱，而在出液封頭上方設置有能形成管程液位的儲液腔。

作為優選：所述管殼式換熱器的汙氮氣出口熱端溫差在5-7℃，其中所述殼式換熱器中兩流程殼程的阻力在1kpa，三流程殼程的的阻力在2kpa；所述殼式換熱器內的管程下端凝結水溫度在75-85℃。

本實用新型具有結構合理，使用方便，可靠性高，節能效果好等特點。

附圖說明

圖1是本實用新型所述兩流程殼程的節能型蒸汽加熱器結構示意圖。

圖2是本實用新型所述三流程殼程的節能型蒸汽加熱器結構示意圖。

圖3是本實用新型節能型蒸汽加熱器系統PID圖。

具體實施方式

下面將結合附圖對本實用新型應用作具體的實施方式介紹：圖1-3所示，本實用新型所述的一種用於空分裝置的節能型蒸汽加熱器系統，它包括一配套用於空分分子篩系統中的再生蒸汽加熱器，所述的再生蒸汽加熱器為一立式布置的、管程中通入蒸汽、殼程中通入來自分餾塔汙氮氣的管殼式換熱器，其中上部通入蒸汽的蒸汽進口1連接蒸汽管2，下部通過凝結水出口3連接出水管4，在管殼式換熱器的下部側壁通過汙氮氣進口5連接汙氮氣進管6，而在上部側壁通過汙氮氣出口7連接汙氮氣出管8，並由該汙氮氣出管8連接於空分分子篩系統。

圖1所示，所述的管殼式換熱器採用雙管板帶管程和殼程隔腔的結構，管和管板間採取了漲接加手工焊接工藝；所述管殼式換熱器的側壁上開設的汙氮氣進口5和汙氮氣出口7設置在同一側，而在同一側側壁上的汙氮氣進口5和汙氮氣出口7之間殼程中至少設置有一塊位於同一側的半側隔板9，形成兩流程殼程。

圖2所示，所述的管殼式換熱器採用雙管板帶管程和殼程隔腔的結構，管和管板間採取了漲接加手工焊接工藝；所述管殼式換熱器的側壁上開設的汙氮氣進口5和汙氮氣出口7設置在相對一側，在所述汙氮氣進口5的上方殼程中設置有一塊半側隔板10，而在汙氮氣出口7的下方殼程中也設置有另一塊半側隔板11，並形成三流程殼程。

本實用新型所述管殼式換熱器的上下端分別設置有進氣封頭12和出液封頭13，並在進氣封頭12和出液封頭13上分別開設有蒸汽進口1和凝結水出口3；在所述的進氣封頭12上正對著蒸汽進口設置有上管箱14，也稱之位蒸汽分配器，而在出液封頭13上方設置有能形成管程液位的儲液腔。

本實用新型所述管殼式換熱器的汙氮氣出口熱端溫差在5-7℃，其中所述殼式換熱器中兩流程殼程的阻力在1kpa，三流程殼程的的阻力在2kpa；所述殼式換熱器內的管程下端凝結水溫度在75-85℃。

實施例：圖1、2所示，蒸汽從頂部進入蒸汽分配器，經過管束換熱後，80度的冷凝水由底部排出。汙氮氣從下面側部進入和熱水換熱，通過中部隔板和上部蒸汽換熱後送出。

圖3所示：現場條件正常情況下蒸汽壓力PI1是0.8Mpa(G),溫度TI1是176℃，蒸汽進口管徑為DN125，汙氮的設計流量是28160Nm3/h，汙氮的進口溫度是20℃，出口溫度TI7是168℃，汙氮的進口管徑DN700，汙氮的出口管徑DN800，汙氮阻力在2Kpa左右(節能型的蒸汽加熱器採用三流程)。按照此參數訂購了節能型蒸汽加熱器。設備到場完成安裝後，進行調試，趕走殼程中存在的溼氣，待出口露點達到要求後方可開始調試蒸汽加熱器。先通入汙氮，汙氮出蒸汽加熱器閥門在開通V11閥前關閉，然後緩慢從蒸汽加熱器頂部通入蒸汽，建立蒸汽加熱器內部液位，待液位建立到2m以上，投入溫度TIC2（設定值80℃）和液位控制LIC1（設定值3m），通過低選來確定V12閥開度，用露點分析儀分析汙氮出口水分含量，待水分露點AIT1降到-70℃以下，同時汙氮的出口溫度TI7達到168℃以上，就可以向分子篩系統開通汙氮了。

實際運行一段時間，優化操作，儘量降低排凝溫度以實現最大節能效果，現在運行的情況是：熱端溫差（即是TI1減去TI7的差值）只有4℃(因換熱面積有餘量)，排凝溫度TIC2可以設到55℃(因換熱面積有餘量)，阻力在2Kpa左右.在改造前每天耗電13654.0324度電，電費8192元，改造完後，每天蒸汽耗量在17.2噸，蒸汽費：2577元，每天節省能耗費用：5615元，每年按照工作360天計算，可以省能耗費：202.1萬元，整個節能型蒸加熱器系統設備投資費用約110萬元，7個月之內可以收回投資。