一種用于合成氨企業(yè)脫碳原料氣冷卻的氨冷器冷卻系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及冷卻設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體說是一種用于合成氨企業(yè)脫碳原料氣冷卻的氨冷器冷卻系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]用于合成氨企業(yè)脫碳原料氣冷卻的氨冷器一般為二類壓力容器，殼管式換熱器。使用時將一定工作壓力(一般為2.8MPa)、工作溫度40-45°C的管程介質(zhì)脫碳原料氣，與一定工作壓力(一般為1.0MPa)、工作溫度5 0C的殼程介質(zhì)液氨在氨冷器內(nèi)進(jìn)行熱交換，經(jīng)過換熱后將脫碳原料氣的溫度冷卻至15°C左右。
[0003]在實(shí)際操作運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)，許多合成氨企業(yè)的氨冷器均出現(xiàn)失效的問題，具體表現(xiàn)形式為換熱管束與管板連接焊縫拉裂，脫碳原料氣中的CO2泄漏與氣氨混合生成白色結(jié)晶物碳銨，造成氣氨管段堵管。
[0004]針對上述問題，許多企業(yè)提出多種改進(jìn)設(shè)計，例如將氨冷器的換熱管束和殼體材質(zhì)由20#鋼換成304不銹鋼，以防止形成原電池腐蝕，保證在溫差作用下殼體與換熱管束的熱膨脹伸長量不影響換熱管與管板的連接拉脫力;對殼程部分進(jìn)行焊后消除應(yīng)力熱處理；換熱管與管板的連接采用強(qiáng)度焊加貼脹的方式等等。通過實(shí)踐證明，上述各種改進(jìn)技術(shù)，勞動強(qiáng)度大，施工繁瑣，工程費(fèi)用高，雖然能延長氨冷器的正常使用壽命，但是不能根本杜絕上述換熱管束與管板連接處的拉裂現(xiàn)象的發(fā)生，一旦發(fā)生拉裂現(xiàn)象，仍然會造成氣氨管段堵管而導(dǎo)致氨冷器失效。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種能從根本上杜絕氨冷器發(fā)生失效問題的用于合成氨企業(yè)脫碳原料氣冷卻的氨冷器冷卻系統(tǒng)。
[0006]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
[0007]—種用于合成氨企業(yè)脫碳原料氣冷卻的氨冷器冷卻系統(tǒng)，包括氨冷器、低溫冷水機(jī)組和膨脹水箱，所述氨冷器的殼體上設(shè)置有冷卻水進(jìn)口和冷卻水出口，所述低溫冷水機(jī)組的出水口與氨冷器的冷卻水進(jìn)口相連通，所述氨冷器的冷卻水出口與膨脹水箱的進(jìn)水口相連通，所述膨脹水箱的出水口與低溫冷水機(jī)組的回水口相連通。
[0008]其中，所述冷卻水進(jìn)口和冷卻水出口分別設(shè)置在氨冷器的殼體側(cè)面，所述冷卻水進(jìn)口設(shè)置有多個且從上到下分層設(shè)置，同一高度上的多個冷卻水進(jìn)口沿氨冷器的殼體周向均勻分布，不同高度上的多個冷卻水進(jìn)口錯開設(shè)置，所述冷卻水出口位于所有冷卻水進(jìn)口的上方。
[0009]其中，所述低溫冷水機(jī)組的出水口和氨冷器的冷卻水進(jìn)口的連接管路上設(shè)置有水流開關(guān)。
[0010]其中，所述膨脹水箱的出水口與低溫冷水機(jī)組的回水口的連接管路上設(shè)置有冷卻水栗。
[0011]本發(fā)明的有益效果在于:區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明將氨冷器的冷卻形式由液氨直冷式改為低溫水冷式，將氨冷器的液氨進(jìn)口改為冷卻水進(jìn)口，將氨冷器的氣氨出口改為冷卻水出口，采用低溫冷水機(jī)組向氨冷器提供冷卻水介質(zhì)，對進(jìn)入氨冷器換熱管內(nèi)的脫碳原料氣進(jìn)行冷卻，由于脫碳原料氣中的CO2不會與冷卻水進(jìn)行反應(yīng)，因此即使出現(xiàn)換熱管束與管板連接處的拉裂現(xiàn)象而產(chǎn)生脫碳原料氣泄漏，也不會造成氨冷器的管路堵塞，從而從根本上杜絕了氨冷器發(fā)生失效的問題。
【附圖說明】
[0012]圖1所示為本發(fā)明實(shí)施例的氨冷器冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2所示為本發(fā)明實(shí)施例的氨冷器的側(cè)視圖。
[0014]圖3所示為本發(fā)明實(shí)施例的氨冷器的俯視圖。
[0015]標(biāo)號說明:
[0016]1-氨冷器;2-低溫冷水機(jī)組;3-膨脹水箱;4-冷卻水出口 ； 5、6_冷卻水進(jìn)口 ； 7_水流開關(guān);8-冷卻水栗。
【具體實(shí)施方式】
[0017]為詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、所實(shí)現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合實(shí)施方式并配合附圖予以說明。
[0018]本發(fā)明最關(guān)鍵的構(gòu)思在于:將氨冷器的冷卻形式由液氨直冷式改為低溫水冷式。
[0019]請參照圖1至圖3所示，本發(fā)明實(shí)施例的用于合成氨企業(yè)脫碳原料氣冷卻的氨冷器冷卻系統(tǒng)，包括氨冷器1、低溫冷水機(jī)組2和膨脹水箱3，所述氨冷器I的殼體上設(shè)置有冷卻水進(jìn)口和冷卻水出口 4，所述低溫冷水機(jī)組2的出水口與氨冷器I的冷卻水進(jìn)口相連通，所述氨冷器I的冷卻水出口與膨脹水箱3的進(jìn)水口相連通，所述膨脹水箱3的出水口與低溫冷水機(jī)組2的回水口相連通。
[0020]實(shí)際應(yīng)用時，通過測算和計算，獲得脫碳原料氣達(dá)到工藝指標(biāo)溫度所需的冷負(fù)荷，并據(jù)此選擇低溫冷水機(jī)組2，通過機(jī)組自身工作制取一定溫度、一定流量的冷卻水，進(jìn)入氨冷器I對脫碳原料氣進(jìn)行冷卻，換熱后的冷卻水經(jīng)過膨脹水箱3后再進(jìn)入低溫冷水機(jī)組2進(jìn)行冷卻。如果定量的冷卻水溫度要求在5°C以上即可滿足脫碳原料氣冷負(fù)荷的需要，則采用經(jīng)過預(yù)處理的清潔水作為循環(huán)冷卻介質(zhì)即可；如果定量的冷卻水溫度要求在5°C以下才能滿足脫碳原料氣冷負(fù)荷的需要，為了防止低溫冷水機(jī)組2的蒸發(fā)器結(jié)冰，則需向冷卻水中添加一定比例的氯化鈣、乙二醇或者冰河冷媒等載冷劑。
[0021]從上述描述可知，本發(fā)明的有益效果在于:區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明將氨冷器的冷卻形式由液氨直冷式改為低溫水冷式，將氨冷器的液氨進(jìn)口改為冷卻水進(jìn)口，將氨冷器的氣氨出口改為冷卻水出口，采用低溫冷水機(jī)組向氨冷器提供冷卻水介質(zhì)，對進(jìn)入氨冷器換熱管內(nèi)的脫碳原料氣進(jìn)行冷卻，由于脫碳原料氣中的CO2不會與冷卻水進(jìn)行反應(yīng)，因此即使出現(xiàn)換熱管束與管板連接處的拉裂現(xiàn)象而產(chǎn)生脫碳原料氣泄漏，也不會造成氨冷器的管路堵塞，從而從根本上杜絕了氨冷器發(fā)生失效的問題。
[0022]進(jìn)一步的，所述冷卻水進(jìn)口和冷卻水出口4分別設(shè)置在氨冷器I的殼體側(cè)面，所述冷卻水進(jìn)口設(shè)置有多個且從上到下分層設(shè)置，同一高度上的多個冷卻水進(jìn)口沿氨冷器I的殼體周向均勻分布，不同高度上的多個冷卻水進(jìn)口錯開設(shè)置，所述冷卻水出口 4位于所有冷卻水進(jìn)口的上方。圖2和圖3示出了其中一種實(shí)施例，冷卻水進(jìn)口有6個，分為上下兩層，位于上層的冷卻水進(jìn)口 5沿氨冷器I的殼體周向均勻分布，位于下層的冷卻水進(jìn)口 6沿氨冷器I的殼體周向均勻分布，而上層的冷卻水進(jìn)口 5和下層的冷卻水進(jìn)口 6則錯開設(shè)置。
[0023]從上述描述可知，本發(fā)明的有益效果在于:由于氨冷器內(nèi)大多沒有設(shè)置折流板，而本發(fā)明對氨冷器的冷卻形式和冷卻介質(zhì)均發(fā)生了變化，為了保證改造后的氨冷器換熱效果，確保冷卻水在氨冷器中不形成層流、短流，本發(fā)明在氨冷器殼體的側(cè)面設(shè)置了多個從上到下分層設(shè)置且位于不同方位的冷卻水進(jìn)口，從而在使用過程中可選擇不同的冷卻水進(jìn)口對氨冷器中的冷卻水狀態(tài)進(jìn)行調(diào)節(jié)，避免形成層流或短流，達(dá)到最佳的換熱效果。
[0024]進(jìn)一步的，所述低溫冷水機(jī)組2的出水口和氨冷器I的冷卻水進(jìn)口的連接管路上設(shè)置有水流開關(guān)7。
[0025]從上述描述可知，本發(fā)明的有益效果在于:通過設(shè)置水流開關(guān)，可以起到防冰保護(hù)的作用。
[0026]進(jìn)一步的，所述膨脹水箱3的出水口與低溫冷水機(jī)組2的回水口的連接管路上設(shè)置有冷卻水栗8。更進(jìn)一步的，冷卻水栗8設(shè)置有兩個，并聯(lián)設(shè)置在膨脹水箱3的出水口與低溫冷水機(jī)組2的進(jìn)水口的連接管路上，其中一個冷卻水栗8可作為備用水栗使用。
[0027]從上述描述可知，本發(fā)明的有益效果在于:通過設(shè)置冷卻水栗，可以確保系統(tǒng)穩(wěn)定可靠的運(yùn)行。
[0028]綜上所述，本發(fā)明提供的用于合成氨企業(yè)脫碳原料氣冷卻的氨冷器冷卻系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，而且從根本上杜絕了氨冷器發(fā)生失效的問題，具有十分廣泛的市場應(yīng)用前景。
[0029]以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等同變換，或直接或間接運(yùn)用在相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種用于合成氨企業(yè)脫碳原料氣冷卻的氨冷器冷卻系統(tǒng)，其特征在于:包括氨冷器、低溫冷水機(jī)組和膨脹水箱，所述氨冷器的殼體上設(shè)置有冷卻水進(jìn)口和冷卻水出口，所述低溫冷水機(jī)組的出水口與氨冷器的冷卻水進(jìn)口相連通，所述氨冷器的冷卻水出口與膨脹水箱的進(jìn)水口相連通，所述膨脹水箱的出水口與低溫冷水機(jī)組的回水口相連通。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于合成氨企業(yè)脫碳原料氣冷卻的氨冷器冷卻系統(tǒng)，其特征在于:所述冷卻水進(jìn)口和冷卻水出口分別設(shè)置在氨冷器的殼體側(cè)面，所述冷卻水進(jìn)口設(shè)置有多個且從上到下分層設(shè)置，同一高度上的多個冷卻水進(jìn)口沿氨冷器的殼體周向均勻分布，不同高度上的多個冷卻水進(jìn)口錯開設(shè)置，所述冷卻水出口位于所有冷卻水進(jìn)口的上方。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于合成氨企業(yè)脫碳原料氣冷卻的氨冷器冷卻系統(tǒng)，其特征在于:所述低溫冷水機(jī)組的出水口和氨冷器的冷卻水進(jìn)口的連接管路上設(shè)置有水流開關(guān)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于合成氨企業(yè)脫碳原料氣冷卻的氨冷器冷卻系統(tǒng)，其特征在于:所述膨脹水箱的出水口與低溫冷水機(jī)組的回水口的連接管路上設(shè)置有冷卻水栗。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于合成氨企業(yè)脫碳原料氣冷卻的氨冷器冷卻系統(tǒng)，包括氨冷器、低溫冷水機(jī)組和膨脹水箱，氨冷器的殼體上設(shè)置有冷卻水進(jìn)口和冷卻水出口，低溫冷水機(jī)組的出水口與氨冷器的冷卻水進(jìn)口相連通，氨冷器的冷卻水出口與膨脹水箱的進(jìn)水口相連通，膨脹水箱的出水口與低溫冷水機(jī)組的回水口相連通。區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明將氨冷器的冷卻形式由液氨直冷式改為低溫水冷式，采用低溫冷水機(jī)組向氨冷器提供冷卻水介質(zhì)，由于脫碳原料氣中的CO2不會與冷卻水進(jìn)行反應(yīng)，因此即使出現(xiàn)換熱管束與管板連接處的拉裂現(xiàn)象而產(chǎn)生脫碳原料氣泄漏，也不會造成氨冷器的管路堵塞，從而從根本上杜絕了氨冷器發(fā)生失效的問題。
【IPC分類】F28D7/16, F28F19/00
【公開號】CN105674775
【申請?zhí)枴緾N201610149348
【發(fā)明人】張久長, 朱炎明, 周順澤, 劉建忠, 危曉慧
【申請人】福建邵化化工有限公司
【公開日】2016年6月15日
【申請日】2016年3月16日