本實用新型屬于氮氣供應裝置技術領域，具體涉及一種液氮熱水汽化系統(tǒng)。

背景技術：

隨著科技的高速發(fā)展，工業(yè)和科研機構對高純度氮氣的需求越來越高，由于氮氣用量較大，需要配套大型汽化器，當制氮氣裝置發(fā)生故障時，需要立即啟動液氮備用系統(tǒng)，將液氮熱水汽化為氮氣。

目前市場上的液氮熱水汽化系統(tǒng)或裝置大都存在如下問題：

（1）現(xiàn)有液氮往往通過空溫式汽化器與空氣換熱，在汽化器區(qū)域，形成大量濃霧區(qū)，造成能見度下降，影響操作和對汽化器的監(jiān)測。

（2）在氮氣供應高峰或液氮汽化器出現(xiàn)故障時，現(xiàn)有系統(tǒng)或裝置通常是停止運行進行檢修，而沒有足夠的備用設備，這將大大影響氮氣的供應，進而造成嚴重的經(jīng)濟損失。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種液氮熱水汽化系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術液氮和空氣換熱形成大量濃霧和無足夠備用汽化設備的問題。

為達到上述目的，本實用新型采取的技術方案是：

一種液氮熱水汽化系統(tǒng)，包括控制系統(tǒng)和分別與控制系統(tǒng)連接的熱水鍋爐、若干熱水汽化器和自動補水裝置；

熱水鍋爐通過管道與熱水汽化器連通；熱水鍋爐內(nèi)設有PLC控制系統(tǒng)；

自動補水裝置包括與熱水鍋爐連通的高位水箱；

熱水汽化器包括熱水流通的殼程和液氮流通的管程；熱水汽化器罐體上依次設有上溫度檢測計、中溫度檢測計、下溫度檢測計和壓力檢測計；

熱水汽化器和熱水鍋爐之間設有輸出管道和回流管道。

優(yōu)選地，控制系統(tǒng)為DCS控制系統(tǒng)。

優(yōu)選地，熱水汽化器的殼程與輸出管道連通。

優(yōu)選地，熱水鍋爐為臥式內(nèi)燃三回程濕背式結構鍋爐。

優(yōu)選地，熱水汽化器上還設有壓力報警裝置、液位報警裝置和溫度報警裝置。

本實用新型提供的液氮熱水汽化系統(tǒng)，具有以下有益效果：

熱水鍋爐和熱水汽化器之間連通有輸出管道和回流管道，其中輸出管道用于與液氮換熱汽化液氮，回流管道將換熱后的水送回熱水鍋爐循環(huán)利用，整個過程通過各種檢測計如：溫度檢測計、流量計、壓力報警裝置、液位報警裝置和溫度報警裝置等的配合使用，保證溫度、壓力和流量都在恒定范圍內(nèi)，不與環(huán)境溫度直接接觸。

同時解決了現(xiàn)有普通空溫式汽化器液氮汽化工藝的問題，即避免了環(huán)境空氣直接與液氮接觸換熱，進而避免了汽化器汽化時對周邊環(huán)境造成濃霧的影響。

除此，整個系統(tǒng)設有DCS控制系統(tǒng)和PLC控制系統(tǒng)，使整個系統(tǒng)高度自動化，溫度和壓力控制平穩(wěn)，不受外界溫度環(huán)境影響，安全性高。

設有多部熱水汽化器做為備用，防止因故障或氮氣供應高峰期時，氮氣不能及時供應的問題，適用于較大用氣量供氣系統(tǒng)中。

附圖說明

圖1為液氮熱水汽化系統(tǒng)的結構示意圖。

其中，1、熱水鍋爐；2、熱水汽化器；3、自動補水裝置；4、DCS控制系統(tǒng)；5、輸出管道；6、回流管道；7、壓力報警裝置；8、液位報警裝置；9、溫度報警裝置。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型的技術方案的實施方式進行詳細地說明：

根據(jù)本申請的一個實施例，如圖1所示，本方案的液氮熱水汽化系統(tǒng)，包括分別與控制系統(tǒng)連接的熱水鍋爐1、若干熱水汽化器2和自動補水裝置3。

熱水鍋爐1通過管道與熱水汽化器2連接。

自動補水裝置包括高位水箱，其中高位水箱與熱水鍋爐1的回流管道6管道連接設置，為熱水鍋爐1提供充分的水量。

熱水鍋爐1：熱水鍋爐1為臥式內(nèi)燃三回程濕背式結構鍋爐，其中熱水鍋爐1內(nèi)設有PLC控制系統(tǒng)，精確的控制熱水鍋爐1的啟閉及加熱功率，熱水鍋爐1與熱水汽化器2之間設有輸出管道5和回流管道6，回流管道6上設有含水泵的兩條并聯(lián)管道，兩條管路實現(xiàn)一用一備，避免因故障而無法向熱水鍋爐1提供用水。

熱水鍋爐1燃料分燃氣與柴油兩部分，常用燃氣，當燃氣不能正常供應時，用柴油代替，保證系統(tǒng)長期穩(wěn)定運行。

熱水鍋爐1在啟動前，PLC控制系統(tǒng)將自動檢測燃氣泄漏、鍋爐負荷以及控制水溫，并配套有循環(huán)水泵、配合自動補水裝置3實現(xiàn)自動定壓補水。

控制系統(tǒng)為DCS控制系統(tǒng)4，鍋爐PLC控制系統(tǒng)接受外部DCS控制系統(tǒng)4信號，當需要啟動熱水鍋爐1時，DCS控制系統(tǒng)4發(fā)出信號指令作用于循環(huán)水泵，并在5秒內(nèi)啟動循環(huán)水泵，同時PLC控制系統(tǒng)控制熱水鍋爐1進入啟動程序；需要停止鍋爐運行時，發(fā)出指令到PLC控制系統(tǒng)，PLC控制系統(tǒng)控制熱水鍋爐1停止運行，同時切斷燃氣供應，循環(huán)水泵停運，根據(jù)連鎖情況，必要時控制切斷熱水汽化器2液氮流入和氮氣的對外供應。

熱水汽化器2：利用熱水鍋爐1中恒定的（80-95℃）熱水與液氮進行換熱，使液氮由-196℃升溫汽化為5℃的氮氣。

其中熱水鍋爐1中的熱水走熱水汽化器2中的殼程，液氮走管程，殼程熱量用于汽化管程中的液氮，熱水出熱水汽化器時溫度50-65℃，溫降約30℃。熱水汽化器2罐體上設置有安全閥，排氣閥，保證熱水汽化器2罐體內(nèi)的安全運行且始終充滿水。

在熱水汽化器2罐體上設有上溫度檢測計、中溫度檢測計、下溫度檢測計和流量檢測計，防止水結冰，對設備造成損壞。熱水汽化器2上還設有壓力報警裝置7、液位報警裝置8和溫度報警裝置9，其中壓力和溫度報警時連鎖管道上的閥門切斷氮氣和液氮的供應，并停止回流管道6上備用水泵和循環(huán)水泵的運行，同時熱水鍋爐1關閉。熱水汽化器2和熱水鍋爐1的管道上均設有流量計，監(jiān)控水壓、氣壓情況，防止氮氣流路與水流量互竄，對供氣安全及設備安全造成影響。

具體流程，DCS控制系統(tǒng)4發(fā)出指令信號連鎖啟動熱水鍋爐1的循環(huán)水泵，同時自動補水裝置3向熱水鍋爐1供水，熱水通過輸出管道5進入熱水汽化器中，液氮通過第三管道12進入熱水汽化器2中與熱水進行換熱，液氮走管程，熱水走殼程，換熱后的水進入回流管道6被運送到到熱水鍋爐1中循環(huán)利用。

DCS控制系統(tǒng)4發(fā)出信號啟動熱水鍋爐1，熱水鍋爐1同時受自身PLC控制，按程序進行啟動，將來自熱水汽化器2換熱后的水，加溫到熱水汽化器2需要的溫度（80~95℃），被加熱的水又回到熱水汽化器2中，再與液氮進行換熱。

液氮進入熱水汽化器2，被汽化為氮氣，最后通過第四管道14供至后端管網(wǎng)。

雖然結合附圖對實用新型的具體實施方式進行了詳細地描述，但不應理解為對本專利的保護范圍的限定。在權利要求書所描述的范圍內(nèi)，本領域技術人員不經(jīng)創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改和變形仍屬本專利的保護范圍。