[实用新型]一种膨胀空气的冷却系统

说明书

本实用新型涉及一种膨胀空气的冷却系统，包括供空分装置中的气体进行热交换的主换热器、主空气输送管道和精馏塔，所述的精馏塔包括上塔和下塔,所述的上塔底部设有主冷凝蒸发器,所述的上塔设置有氧气出口，主换热器和氧气出口上设置有成品氧气输送管，主换热器、主空气输送管道和上塔之间设置有空气输送支管，主空气输送管道的末端和下塔相连通，主换热器和上塔之间的空气输送支管上设置有透平膨胀机，空气输送支管和成品氧气输送管上设置有第一辅助换热器。本产品降低空分设备运行所需的能耗，本实用新型调节、使用方便，具有广泛的市场前景。

技术领域

本实用新型涉及深冷空分技术领域，具体涉及一种膨胀空气的冷却系统。

背景技术

随着社会经济的发展，近年来，空分设备的应用领域不断扩展，如石化、玻璃、橡胶、建筑、碳纤维等行业都有涉足。企业对空分设备的要求不断提高，对空分系统的安全性、可操作性提出了更高的需求。

现有技术中原料空气经透平膨胀机降温后通常是直接送入精馏塔进行精馏，原料空气的降温单纯的依靠透平膨胀机来实现，通过透平膨胀机降温后的原料空气送入精馏塔仍存在过热度过高的情况从而引起精馏效率不高，系统能耗过大的情况。

发明内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种能够降低空分设备运行所需的能耗的膨胀空气的冷却系统，用于克服现有技术中缺陷。

本实用新型采用的技术方案为：一种膨胀空气的冷却系统，包括供空分装置中的气体进行热交换的主换热器、主空气输送管道和精馏塔，所述的精馏塔包括上塔和下塔,所述的上塔底部设有主冷凝蒸发器,所述的上塔设置有氧气出口，主换热器和氧气出口上设置有成品氧气输送管，主换热器、主空气输送管道和上塔之间设置有空气输送支管，主空气输送管道的末端和下塔相连通，主换热器和上塔之间的空气输送支管上设置有透平膨胀机，透平膨胀机与上塔之间的空气输送支管和主换热器与氧气出口之间的成品氧气输送管上设置有第一辅助换热器。

优选的，所述的透平膨胀机和第一辅助换热器之间的空气输送支管上设置有第一温度传感器，主空气输送管道和主换热器之间的空气输送支管上设置有第二辅助换热器。

优选的，所述的第一辅助换热器与上塔之间的空气输送支管上设置有第二温度传感器，第一辅助换热器与主换热器之间的成品氧气输送管上设置有第三温度传感器。

优选的，所述的氧气出口一侧的上塔上设置有第四温度传感器。

优选的，所述的主换热器远离上塔一侧的成品氧气输送管上设置有第一在线色谱检测仪。

优选的，所述的空气输送支管在远离主换热器一侧的主空气输送管道上设置增压机组，空气输送支管和主换热器之间的主空气输送管道上设置有第一调节阀，主空气输送管道和主换热器之间的空气输送支管上设置有第二调节阀。

本实用新型有益效果是：首先，本实用新型产品在经过透平膨胀机降温后又和第一辅助换热器冷源通道内的低温氧气进行二次热交换，降低进入所述的精馏塔的原料空气的温度，整体能耗更低。

其次，本实用新型增加了一个第一辅助换热器，与传统空分无冷却器工艺相比改善了上塔精馏工况，提高了上塔精馏效率，降低了上塔设备高度，虽然增加设备，却减少了投资，提高了设备的安全性；也降低了空分运行能耗，符合国家现在对高耗能产业的节能减排的要求。以10000型空分为例，系统总功率约6300kw，每年运行时间按8400小时计算，则节约电耗246400度电；每年节约费用约17.2万元。从而可见，产生的效益十分可观。

最后，本实用新型在夏季由于环境温度过高，为了方便降低透平膨胀机的负载在原料空气进入透平膨胀机之前先进入到第二辅助换热器的热源通道并同时向第二辅助换热器的冷源通道内输送冷冻水用以降低从空气输送支管输送给第二辅助换热器的热源通道内的原料空气的温度而后在进入透平膨胀机进行膨胀冷却，在夏季运行时有效的降低了透平膨胀机的负载间接提高了透平膨胀机的使用寿命和运行安全。