一種深冷制氮控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種深冷制氮控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：空氣過濾壓縮裝置、空氣預冷裝置、分子篩純化裝置、換熱裝置、空氣精餾塔、膨脹制冷裝置、后備液體供應裝置和分析儀、溫度、壓力、液位等控制元件及開停機自動控制器、預冷切換控制器等，這些裝置通過管道和閥門連接，再利用切換控制器和壓力控制元件進行自動控制，將整個系統(tǒng)中的各個裝置之間有序的結合起來，作為一個整體來進行控制，實現(xiàn)深冷制氮的完全自動化，節(jié)約了深冷制氮工藝的成本和時間。
【專利說明】
一種深冷制氮控制系統(tǒng)
技術領域
[0001 ]本發(fā)明涉及深冷制氮領域，尤其涉及一種深冷制氮控制系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]目前，深冷制氮系統(tǒng)包括空氣過濾壓縮裝置、空氣預冷裝置、分子篩純化裝置、空氣精餾塔、后備液體供應裝置和儀表氣切換裝置，關于深冷制氮系統(tǒng)的啟動，都是按照各裝置逐步啟動的，先是啟動空氣過濾壓縮裝置、空氣預冷裝置、再啟動分子篩純化裝置、后啟動空氣精餾塔，遇到故障再手動啟動后備液體供應裝置及儀表氣切換裝置，并沒有將整個系統(tǒng)中的各個裝置之間有序的結合起來，作為一個整體來進行控制，目前的深冷制氮系統(tǒng)費時費力，增加成本，人力投入大。各個裝置的設備切換及啟動，工況調節(jié)及分析儀的投運，都需人來操作，以至于不能實現(xiàn)自動化和節(jié)約成本、減少裝置啟動時間的目的。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種深冷制氮控制系統(tǒng)，旨在實現(xiàn)深冷制氮過程的自動化，從而節(jié)約時間和成本。
[0004]為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種深冷制氮控制系統(tǒng)，深冷制氮控制系統(tǒng)包括:空氣過濾壓縮裝置、空氣預冷裝置、預冷切換控制器、溫度控制元件、分子篩純化裝置、換熱裝置、空氣精餾塔、膨脹制冷裝置、后備液體供應裝置、第一切換控制器、第二切換控制器、第三切換控制器、排放槽、第一排放器、第二排放器、第一壓力控制元件、第二壓力控制元件、第三壓力控制元件、第一調節(jié)閥和液位儀；
[0005]所述空氣過濾壓縮裝置將空氣過濾壓縮后，通過管道、第一閥門、第二閥門輸送給所述空氣預冷裝置，所述空氣預冷裝置包括第一預冷機和第二預冷機，所述第一閥門通過管道與所述第一預冷機連接，所述第二閥門通過管道與所述第二預冷機連接；
[0006]所述第一排放器通過管道、第三閥門與所述空氣過濾壓縮裝置和所述空氣預冷裝置之間的管道連接，其中，第三閥門還與所述第一壓力控制元件電性連接，所述第一壓力控制元件用于測量所述空氣過濾壓縮裝置和所述空氣預冷裝置之間的管道里的空氣壓力，并根據(jù)所述空氣壓力控制所述第三閥門的開度；
[0007]所述空氣預冷裝置，用于通過所述第一預冷機和/或第二預冷機預冷進入所述空氣預冷裝置內部的空氣，并將預冷后的空氣通過管道輸送給所述分子篩純化裝置；
[0008]所述預冷切換控制器分別與所述第一閥門、第二閥門、第一預冷機、第二預冷機和溫度控制元件電性連接，所述溫度控制元件用于檢測所述空氣預冷裝置將空氣通過管道輸送給所述分子篩純化裝置中的空氣溫度，并將所述空氣溫度發(fā)送給所述預冷切換控制器，所述預冷切換控制器用于控制所述第一閥門、第二閥門的開關，所述預冷切換控制器還根據(jù)所述空氣溫度控制所述第一預冷機、第二預冷機的啟閉；
[0009]所述分子篩純化裝置將空氣純化后，通過管道并經(jīng)過所述換熱裝置輸送給所述空氣精餾塔，所述換熱裝置用于降低空氣溫度，所述空氣精餾塔用于制備氮氣；
[0010]所述空氣精餾塔包括上塔部和下塔部，所述液位儀包括上液位儀和下液位儀，所述上塔部和所述下塔部通過管道、第一調節(jié)閥連接，所述上液位儀和所述第二壓力控制元件安裝在所述上塔部，所述上液位儀用于測量所述上塔部內的液體液面的高低，所述第二壓力控制元件用于測量上塔部內的壓力，所述下液位儀安裝在所述下塔部，所述下液位儀用于測量所述下塔部內的液體液面的高低，所述第一調節(jié)閥、下液位儀、第二壓力控制元件均與所述第一切換控制器電性連接，所述第一切換控制器用于根據(jù)所述下塔部的液體液面的高低和上塔部內的壓力控制所述第一調節(jié)閥的調節(jié)動作，所述上液位儀和所述第二切換控制器電性連接，所述上塔部的底部通過管道、第四閥門與所述排放槽連接，所述第四閥門還與所述上液位儀電性連接，所述上液位儀控制所述第四閥門的開關排放所述上塔部富氧液體并在所述排放槽中汽化后放散，所述下塔部的頂部設有氮氣輸出口，所述氮氣輸出口通過管道并經(jīng)過所述換熱裝置將氮氣輸送到用戶輸出端口，且氮氣輸出口和所述用戶輸出端口之間的管道上設有第五閥門；
[0011]所述上塔部的頂部設有污氮氣體輸出口，所述污氮氣體輸出口通過管道經(jīng)過所述換熱裝置與所述膨脹制冷裝置連接，其中，所述經(jīng)過所述換熱裝置后的管道上設有第六閥門，所述第六閥門和所述第二切換控制器電性連接，所述第二切換控制器控制所述第六閥門的開關，所述膨脹制冷裝置通過管道并經(jīng)過所述換熱裝置與所述分子篩純化裝置連接，用于將上塔部的污氮氣體膨脹制冷后經(jīng)過所述換熱裝置復熱后輸送給所述分子篩純化裝置的作為再生氣源；
[0012]所述后備液體供應裝置包括第一輸出端口和第二輸出端口，所述第一輸出端口通過管道、第七閥門與所述上塔部的底部和所述下塔部的頂部連接，所述第七閥門與所述第二切換控制器電性連接，所述第二切換控制器控制所述第七閥門的開關，用于給所述空氣精餾塔提供備用冷量;所述第二輸出端口通過管道和用戶輸出端口連接，且所述第二輸出端口和所述用戶輸出端口之間的管道上設有自力式調壓閥組，所述自力式調壓閥組用于控制所述后備液體供應裝置的輸出氮氣的壓力的穩(wěn)定，實現(xiàn)通過所述用戶輸出端口給用戶提供備用氮氣；
[0013]所述第二排放器通過管道、第八閥門與所述經(jīng)過換熱裝置和所述第五閥門之間的管道連接，所述第二排放器用于控制通過所述用戶輸出端口給用戶提供氮氣的壓力，其中，第八閥門還與所述第三壓力控制元件電性連接，所述第三壓力控制元件用于測量所述經(jīng)過換熱裝置和所述第五閥門之間的管道里的氮氣壓力，并根據(jù)所述氮氣壓力控制所述第八閥門的開度。
[0014]優(yōu)選地，所述系統(tǒng)還包括一分析儀，所述分析儀設于所述后備液體供應裝置的第二輸出端口和所述用戶輸出端口之間，并與所述第五閥門電性連接，所述分析儀用于測量輸送給用戶的氮氣的含氧量，所述分析儀包括兩個進氣端口，其中，一進氣端口通過管道、第九閥門與所述第二輸出端口連接，另一進氣端口通過管道、第十閥門與所述經(jīng)過換熱裝置和所述第五閥門之間的管道連接，所述第九閥門、第十閥門與所述第三切換控制器電性連接，所述第三切換控制器用于控制所述第九閥門和第十閥門的開關。
[0015]優(yōu)選地，所述系統(tǒng)還包括儀表氣源裝置和第四壓力控制元件，所述儀表氣源裝置通過管道、第十二閥門與所述后備液體供應裝置的第二輸出端口連接，所述儀表氣源裝置還通過管道、第十一閥門與所述分子篩純化裝置和所述換熱裝置之間的空氣輸送管道連接，其中，所述第十二閥門與所述第四壓力控制元件電性連接，所述第四壓力控制元件用于測量所述分子篩純化裝置和所述換熱裝置之間的空氣輸送管道里的空氣壓力，并根據(jù)所述空氣輸送管道里的空氣壓力控制所述第十二閥門的開關，所述儀表氣源裝置為所述深冷制氮控制系統(tǒng)的閥門提供動力氣源，其中，所述深冷制氮控制系統(tǒng)的閥門為氣動閥門。
[0016]優(yōu)選地，所述系統(tǒng)還包括第三排放器和第五壓力控制元件，所述第三排放器通過管道和所述分子篩純化裝置連接，所述第三排放器還通過管道、第十三閥門與經(jīng)過所述換熱裝置和所述分子篩純化裝置連接的輸送污氮氣體的管道連接，其中，所述第十三閥門與所述第五壓力控制元件電性連接，所述第五壓力控制元件用于測量所述經(jīng)過所述換熱裝置和所述分子篩純化裝置連接的輸送污氮氣體的管道內的污氮氣體壓力，并根據(jù)所述污氮氣體壓力控制所述第十三閥門的開度，所述第三排放器用于控制所述分子篩純化裝置再生氣壓力平衡。
[0017]優(yōu)選地，所述系統(tǒng)還包括第二調節(jié)閥，所述第二調節(jié)閥通過管道與所述膨脹制冷裝置的進氣口和輸氣口連接，其中，在所述進氣口處間隔有所述第六閥門；
[0018]所述第二調節(jié)閥與所述第二壓力控制元件電性連接，所述第二壓力控制元件還用于控制第二調節(jié)閥的調節(jié)動作。
[0019]優(yōu)選地，所述系統(tǒng)還包括分子篩純化控制裝置，所述分子篩純化控制裝置和所述分子篩純化裝置電性連接，用于控制所述分子篩純化裝置工作。
[0020]優(yōu)選地，所述系統(tǒng)還包括計算機，所述預冷切換控制器、第一切換控制器、第二切換控制器、第三切換控制器和分子篩純化控制裝置均與所述計算機通訊連接。
[0021]優(yōu)選地，所述預冷切換控制器包括程序控制器PLC，所述程序控制器PLC根據(jù)所述溫度控制元件的測量所述空氣溫度控制所述第一預冷機和第二預冷機的啟閉。
[0022]有益效果:本發(fā)明的實施例提供的一種深冷制氮控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:空氣過濾壓縮裝置、空氣預冷裝置、預冷切換控制器、溫度控制元件、分子篩純化裝置、換熱裝置、空氣精餾塔、膨脹制冷裝置、后備液體供應裝置，這些裝置通過管道和閥門連接，在利用切換控制器和壓力控制元件進行自動控制，將整個系統(tǒng)中的各個裝置之間有序的結合起來，作為一個整體來進行控制，實現(xiàn)深冷制氮的自動化，節(jié)約了深冷制氮工藝的成本和時間。
【附圖說明】
[0023]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0024]圖1是本發(fā)明一實施例提供的深冷制氮控制系統(tǒng)的結構圖。
【具體實施方式】
[0025]為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0026]圖1示出了本發(fā)明一實施例提供的深冷制氮控制系統(tǒng)的結構圖，如圖1所示，該深冷制氮控制系統(tǒng)包括:空氣過濾壓縮裝置U、空氣預冷裝置12、預冷切換控制器120、溫度控制元件TICA101、分子篩純化裝置13、換熱裝置14、空氣精餾塔15、膨脹制冷裝置16、后備液體供應裝置17、第一切換控制器K1、第二切換控制器K2、第三切換控制器K3、排放槽101、第一排放器SL201、第二排放器SL202、第一壓力控制元件PIC301、第二壓力控制元件PIC302、第三壓力控制元件PIC303、第一調節(jié)閥TFl I和液位儀，其中，液位儀包括上液位儀LI401和下液位儀LI402。圖1中的各個裝置之間的實線為管道，實線的上箭頭方向為氣體輸出方向，這樣規(guī)定是為了更好理解本實施例提供的深冷制氮控制系統(tǒng)，其中，第一切換控制器K1、第二切換控制器K2和第三切換控制器K3具有邏輯運算功能的電子設備，可以接受其他電子元器件的發(fā)來信息，做出分析判斷并發(fā)出控制信號，在本實施中，不做詳細介紹，能完成類似電子裝置功能的均可。
[0027]在本優(yōu)選地的實施例中，空氣過濾壓縮裝置11包括控制器、延時器、空氣壓縮機和自潔式空氣過濾器，空氣壓縮機和自潔式空氣過濾器可由控制器控制其啟動或停止，按照該控制器發(fā)出的開機信號，啟動空氣壓縮機，同時啟動自潔式空氣過濾器，空氣壓縮機在卸載狀態(tài)下運行大約5分鐘，延時器發(fā)出空氣壓縮機的加載信號，空氣壓縮機加載，將空氣過濾壓縮后，通過管道、第一閥門F101、第二閥門F102將過濾壓縮后的空氣輸送給空氣預冷裝置12，空氣預冷裝置12包括第一預冷機121和第二預冷機122，第一閥門FlOl通過管道與第一預冷機121連接，第二閥門F102通過管道與第二預冷機122連接，優(yōu)選地，可以選擇一個一通二接口，從空氣過濾壓縮裝置11出來的管道通過該一通二接口經(jīng)過第一閥門F101、第二閥門F102與第一預冷機121、第二預冷機122連接;其中第一預冷機121位主預冷機，第二預冷機122為備用預冷機，當?shù)谝活A冷機121出現(xiàn)故障或者預冷溫度不夠時，可以啟動第二預冷機122完成相應的工作，使得該深冷制氮控制系統(tǒng)不至于因預冷機故障而停止工作。
[0028]第一排放器SL201通過管道、第三閥門F103與空氣過濾壓縮裝置11和空氣預冷裝置12之間的管道(優(yōu)選地，該管道為第一閥門F101、第二閥門F102到空氣過濾壓縮裝置11之間的管道)連接，其中，第三閥門F103還與第一壓力控制元件PIC301電性連接，第一壓力控制元件PIC301用于測量空氣過濾壓縮裝置11和空氣預冷裝置12之間的管道里的空氣壓力，并根據(jù)該空氣壓力控制第三閥門F103的開度;第一壓力控制元件PIC301為一個具有計算判斷功能的電子設備，可以與計算機等通訊連接，由計算機進行程序控制，或者也可以寫入邏輯運算程序，由其本身執(zhí)行計算判斷功能，當監(jiān)測空氣過濾壓縮裝置11和空氣預冷裝置12之間的管道里的空氣壓力大于某個壓力預設值時，第一壓力控制元件PIC301控制第三開關F103打開，將過壓空氣經(jīng)過第一排放器SL201排出，從而穩(wěn)定空氣過濾壓縮裝置11和空氣預冷裝置12之間的管道里的空氣壓力，滿足壓力預設值的需求，在本優(yōu)選的實施例中，一排放器SL201為消音排放氣，可以減少噪聲，該排放器SL201的設置自動有效地保證空氣過濾壓縮裝置11能提供穩(wěn)定壓力的空氣。
[0029]空氣預冷裝置12，用于預冷進入其內部的空氣，并將預冷后的空氣通過管道輸送給分子篩純化裝置13;預冷切換控制器120分別與第一閥門F101、第二閥門F102、第一預冷機121、第二預冷機122和溫度控制元件TICA101電性連接，溫度控制元件TICA101用于檢測空氣預冷裝置12將空氣通過管道輸送給分子篩純化裝置13中的空氣溫度，并將該空氣溫度發(fā)送給預冷切換控制器120，預冷切換控制器120用于控制第一閥門F101、第二閥門F102的開關，預冷切換控制器120還根據(jù)溫度控制元件TICA101測量的空氣溫度控制第一預冷機121、第二預冷機122的啟閉；溫度控制元件TICA101可以為一個溫度傳感器，預冷切換控制器120包括程序控制器PLC，程序控制器PLC可以寫入邏輯運算控制程序，由其本身執(zhí)行計算判斷功能。假如，當溫度控制元件TICA101監(jiān)測的預冷后的空氣溫度30°C，預冷切換控制器120預先設置的溫度為20 °C時，則預冷切換控制器120控制打開第二閥門F102和第二預冷機122，或加大第一預冷機121的預冷等級，以上溫度值只是為了預冷切換控制器120功能，不是實際深冷制氮工藝的溫度要求。另外預冷切換控制器120還用監(jiān)測第一預冷機121工作情況，如第一預冷機121出現(xiàn)故障，則控制打開第二閥門F102和第二預冷機122作為備用，從而保證深冷制氮的空氣預冷裝置12的可靠性。
[0030]分子篩純化裝置13包括分子篩純化控制裝置131，分子篩純化控制裝置131和分子篩純化裝置13電性連接，用于控制分子篩純化裝置13工作。分子篩純化裝置13將空氣純化后濾出雜質，通過管道并經(jīng)過換熱裝置14輸送給空氣精餾塔15，換熱裝置14用于降低空氣溫度，空氣精餾塔15用于制備氮氣。
[0031]空氣精餾塔包括上塔部151和下塔部152，液位儀包括上液位儀LI401和下液位儀LI402，上塔部151和下塔部152通過管道、第一調節(jié)閥TFll連接，上液位儀LI401和第二壓力控制元件PIC302安裝在上塔部151上，上液位儀LI401用于測量上塔部151內的液體液面的高低，第二壓力控制元件PIC302用于測量上塔部151內的壓力；下液位儀LI402安裝在下塔部152，下液位儀LI402用于測量下塔部152內的液體液面的高低。第一調節(jié)閥TFl 1、下液位儀LI402、第二壓力控制元件PIC302均與第一切換控制器Kl電性連接，第一切換控制器Kl用于根據(jù)下塔部152的液體液面的高低和上塔部151內的壓力控制第一調節(jié)閥TF的調節(jié)動作，即開大或關小，例如，如果下塔部152的液面過高，第一切換控制器Kl控制第一調節(jié)閥TFll自動開大，將下塔部152的液面調低。上液位儀LI401和第二切換控制器K2電性連接，上塔部151的底部通過管道、第四閥門F104與排放槽101連接，第四閥門F104還與上液位儀LI401電性連接，上液位儀LI401控制第四閥門F104的開關并通過排放槽101將上塔部的富氧液體汽化后排出，防止上塔部富氧液體中碳烴化合物聚集，經(jīng)過排放槽101具有減壓作用，防止壓強過大及溫度過低而致使工作人員受傷。下塔部152的頂部設有氮氣輸出口，該氮氣輸出口通過管道并經(jīng)過換熱裝置14將氮氣復熱后輸送到用戶輸出端口，且氮氣輸出口和用戶輸出端口之間的管道上設有第五閥門F105;上塔部151的頂部設有污氮氣體輸出口，該污氮氣體輸出口通過管道經(jīng)過換熱裝置14與膨脹制冷裝置16連接，其中，經(jīng)過換熱裝置14后的管道上設有第六閥門F106，第六閥門F106和第二切換控制器K2電性連接，第二切換控制器K2控制第六閥門F106的開關，膨脹制冷裝置16通過管道并經(jīng)過換熱裝置14與分子篩純化裝置13連接，用于將上塔部的污氮氣體膨脹制冷后經(jīng)過換熱裝置14復熱后輸送給分子篩純化裝置13的作為再生氣源，再生氣源用于去除雜質;深冷制氮系統(tǒng)還包括第二調節(jié)閥TF12，第二調節(jié)閥TFl 2通過管道與膨脹制冷裝置16的進氣口和輸氣口連接，其中，在進氣口處間隔有第六閥門F106;第二調節(jié)閥TF12與第二壓力控制元件K2電性連接，第二壓力控制元件K2還用于控制第二調節(jié)閥TF12的調節(jié)動作，第二調節(jié)閥TF12可以用來平衡調節(jié)膨脹制冷裝置16，即使膨脹制冷裝置16因故障而停止工作，也可以把第二調節(jié)閥TF12打開到最大，由后備液體供應裝置17代替膨脹制冷裝置16給換熱裝置14提供冷量。
[0032]分子篩純化裝置13還連接有第三排放器31^03和第五壓力控制元件？10305，第三排放器SL203通過管道和分子篩純化裝置13連接，第三排放器SL203還通過管道、第十三閥門F113與經(jīng)過換熱裝置14和分子篩純化裝置13連接的輸送污氮氣體的管道連接，其中，第十三閥門？113與第五壓力控制元件？10305電性連接，第五壓力控制元件？10305用于測量經(jīng)過換熱裝置14和分子篩純化裝置13連接的輸送污氮氣體的管道內的壓力，并根據(jù)污氮氣體壓力控制第十三閥門Fl 13的開度，第三排放器SL203用于控制分子篩純化裝置13的壓力平衡。
[0033]后備液體供應裝置17包括第一輸出端口171和第二輸出端口 172，第一輸出端口171通過管道、第七閥門F107與上塔部151的底部和下塔部152的頂部連接，第七閥門F107與第二切換控制器K2電性連接，第二切換控制器K2控制第七閥門F107的開關，用于給空氣精餾塔15提供備用冷量;第二輸出端口 172通過管道和用戶輸出端口連接，且第二輸出端口172和用戶輸出端口之間的管道上設有自力式調壓閥組102，該自力式調壓閥組102用于控制后備液體供應裝置17的輸出氮氣的通斷，實現(xiàn)通過用戶輸出端口給用戶提供備用氮氣；該后備液體供應裝置17不僅可以為給空氣精餾塔15提供備用冷量，同時還可以在系統(tǒng)故障時，繼續(xù)給客戶提供備用氮氣，保證客戶可以不間斷地使用氮氣。
[0034]為了給客戶提供高濃度的氮氣，系統(tǒng)還包括分析儀18，分析儀18設于后備液體供應裝置17的第二輸出端口 172和用戶輸出端口之間，并與第五閥門F105電性連接，該分析儀18用于測量輸送給用戶的氮氣的含氧量，保證提供給客戶的含氧量在需求標準范圍內，分析儀18包括兩個進氣端口，其中，一進氣端口通過管道、第九閥門F109與第二輸出端口 172連接，另一進氣端口通過管道、第十閥門FllO與經(jīng)過換熱裝置14和第五閥門F105之間的管道連接，第九閥門F109、第十閥門Fl 10與第三切換控制器K3電性連接，第三切換控制器K3用于控制第九閥門F109和第十閥門FllO的開關。
[0035]第二排放器SL202通過管道、第八閥門F108與經(jīng)過換熱裝置14和第五閥門F105之間的管道連接，第二排放器SL202也具有消音功能用于控制通過用戶輸出端口給用戶提供氮氣的壓力大小，保證用戶的使用氮氣的壓力在標準范圍內，其中，第八閥門F108還與第三壓力控制元件PIC303電性連接，第三壓力控制元件PIC303用于測量經(jīng)過換熱裝置14和第五閥門F105之間的管道里的氮氣壓力，并根據(jù)該氮氣壓力控制第八閥門F108的開度，從而實現(xiàn)控制通過用戶輸出端口給用戶提供氮氣的壓力大小。
[0036]在本優(yōu)選的實施例中，深冷制氮控制系統(tǒng)的閥門均采用氣動閥門，由儀表氣源裝置19提供，其中，氣動閥門開度是指閥門開關之間的范圍，用于控制流量的大小。儀表氣源裝置19通過管道、第十二閥門F112與后備液體供應裝置17的第二輸出端口 172連接，儀表氣源裝置19還通過管道、第十一閥門Flll與分子篩純化裝置13和換熱裝置14之間的空氣輸送管道連接，其中，第十二閥門F112與第四壓力控制元件PIC304電性連接，第四壓力控制元件PIC304用于測量分子篩純化裝置13和換熱裝置14之間的空氣輸送管道里的空氣壓力，并根據(jù)該空氣輸送管道里的空氣壓力控制第十二閥門F112的開關，儀表氣源裝置19為該深冷制氮控制系統(tǒng)的閥門提供動力氣源。
[0037]綜上，該深冷制氮控制系統(tǒng)，將空氣過濾壓縮裝置、空氣預冷裝置、預冷切換控制器、溫度控制元件、分子篩純化裝置、換熱裝置、空氣精餾塔、膨脹制冷裝置、后備液體供應裝置和分析儀等，通過管道和閥門連接，在利用切換控制器和壓力控制元件進行自動控制，或者使用計算機控制連接，將整個系統(tǒng)中的各個裝置之間有序的結合起來，作為一個整體來進行控制，實現(xiàn)深冷制氮的完全自動化，節(jié)約了深冷制氮工藝的成本和時間。
[0038]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種深冷制氮控制系統(tǒng)，其特征在于，包括:空氣過濾壓縮裝置、空氣預冷裝置、預冷切換控制器、溫度控制元件、分子篩純化裝置、換熱裝置、空氣精餾塔、膨脹制冷裝置、后備液體供應裝置、第一切換控制器、第二切換控制器、第三切換控制器、排放槽、第一排放器、第二排放器、第一壓力控制元件、第二壓力控制元件、第三壓力控制元件、第一調節(jié)閥和液位儀； 所述空氣過濾壓縮裝置將空氣過濾壓縮后，通過管道、第一閥門、第二閥門輸送給所述空氣預冷裝置，所述空氣預冷裝置包括第一預冷機和第二預冷機，所述第一閥門通過管道與所述第一預冷機連接，所述第二閥門通過管道與所述第二預冷機連接； 所述第一排放器通過管道、第三閥門與所述空氣過濾壓縮裝置和所述空氣預冷裝置之間的管道連接，其中，第三閥門還與所述第一壓力控制元件電性連接，所述第一壓力控制元件用于測量所述空氣過濾壓縮裝置和所述空氣預冷裝置之間的管道里的空氣壓力，并根據(jù)所述空氣壓力控制所述第三閥門的開度； 所述空氣預冷裝置，用于通過所述第一預冷機和/或第二預冷機預冷進入所述空氣預冷裝置內部的空氣，并將預冷后的空氣通過管道輸送給所述分子篩純化裝置； 所述預冷切換控制器分別與所述第一閥門、第二閥門、第一預冷機、第二預冷機和溫度控制元件電性連接，所述溫度控制元件用于檢測所述空氣預冷裝置將空氣通過管道輸送給所述分子篩純化裝置中的空氣溫度，并將所述空氣溫度發(fā)送給所述預冷切換控制器，所述預冷切換控制器用于控制所述第一閥門、第二閥門的開關，所述預冷切換控制器還根據(jù)所述空氣溫度控制所述第一預冷機、第二預冷機的啟閉； 所述分子篩純化裝置將空氣純化后，通過管道并經(jīng)過所述換熱裝置輸送給所述空氣精餾塔，所述換熱裝置用于降低空氣溫度，所述空氣精餾塔用于制備氮氣； 所述空氣精餾塔包括上塔部和下塔部，所述液位儀包括上液位儀和下液位儀，所述上塔部和所述下塔部通過管道、第一調節(jié)閥連接，所述上液位儀和所述第二壓力控制元件安裝在所述上塔部，所述上液位儀用于測量所述上塔部內的液體液面的高低，所述第二壓力控制元件用于測量上塔部內的壓力，所述下液位儀安裝在所述下塔部，所述下液位儀用于測量所述下塔部內的液體液面的高低，所述第一調節(jié)閥、下液位儀、第二壓力控制元件均與所述第一切換控制器電性連接，所述第一切換控制器用于根據(jù)所述下塔部的液體液面的高低和上塔部內的壓力控制所述第一調節(jié)閥的調節(jié)動作，所述上液位儀和所述第二切換控制器電性連接，所述上塔部的底部通過管道、第四閥門與所述排放槽連接，所述第四閥門還與所述上液位儀電性連接，所述上液位儀控制所述第四閥門的開關排放上塔部的富氧液體，并在排放槽中汽化后放散，所述下塔部的頂部設有氮氣輸出口，所述氮氣輸出口通過管道并經(jīng)過所述換熱裝置將氮氣輸送到用戶輸出端口，且氮氣輸出口和所述用戶輸出端口之間的管道上設有第五閥門； 所述上塔部的頂部設有污氮氣體輸出口，所述污氮氣體輸出口通過管道經(jīng)過所述換熱裝置與所述膨脹制冷裝置連接，其中，所述經(jīng)過所述換熱裝置后的管道上設有第六閥門，所述第六閥門和所述第二切換控制器電性連接，所述第二切換控制器控制所述第六閥門的開關，所述膨脹制冷裝置通過管道并經(jīng)過所述換熱裝置與所述分子篩純化裝置連接，用于將上塔部的污氮氣體膨脹制冷后經(jīng)過所述換熱裝置復熱后輸送給所述分子篩純化裝置的作為再生氣源； 所述后備液體供應裝置包括第一輸出端口和第二輸出端口，所述第一輸出端口通過管道、第七閥門與所述上塔部的底部和所述下塔部的頂部連接，所述第七閥門與所述第二切換控制器電性連接，所述第二切換控制器控制所述第七閥門的開關，用于給所述空氣精餾塔提供備用冷量;所述第二輸出端口通過管道和用戶輸出端口連接，且所述第二輸出端口和所述用戶輸出端口之間的管道上設有自力式調壓閥組，所述自力式調壓閥組用于控制所述后備液體供應裝置的輸出氮氣的通斷，實現(xiàn)通過所述用戶輸出端口給用戶提供備用氮氣； 所述第二排放器通過管道、第八閥門與所述經(jīng)過換熱裝置和所述第五閥門之間的管道連接，所述第二排放器用于控制通過所述用戶輸出端口給用戶提供氮氣的壓力，其中，第八閥門還與所述第三壓力控制元件電性連接，所述第三壓力控制元件用于測量所述經(jīng)過換熱裝置和所述第五閥門之間的管道里的氮氣壓力，并根據(jù)所述氮氣壓力控制所述第八閥門的開度。2.根據(jù)權利要求1所述的深冷制氮控制系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括一分析儀，所述分析儀設于所述后備液體供應裝置的第二輸出端口和所述用戶輸出端口之間，并與所述第五閥門電性連接，所述分析儀用于測量輸送給用戶的氮氣的含氧量，所述分析儀包括兩個進氣端口，其中，一進氣端口通過管道、第九閥門與所述第二輸出端口連接，另一進氣端口通過管道、第十閥門與所述經(jīng)過換熱裝置和所述第五閥門之間的管道連接，所述第九閥門、第十閥門與所述第三切換控制器電性連接，所述第三切換控制器用于控制所述第九閥門和第十閥門的開關。3.根據(jù)權利要求1或2所述的深冷制氮控制系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括儀表氣源裝置和第四壓力控制元件，所述儀表氣源裝置通過管道、第十二閥門與所述后備液體供應裝置的第二輸出端口連接，所述儀表氣源裝置還通過管道、第十一閥門與所述分子篩純化裝置和所述換熱裝置之間的空氣輸送管道連接，其中，所述第十二閥門與所述第四壓力控制元件電性連接，所述第四壓力控制元件用于測量所述分子篩純化裝置和所述換熱裝置之間的空氣輸送管道里的空氣壓力，并根據(jù)所述空氣輸送管道里的空氣壓力控制所述第十二閥門的開關，所述儀表氣源裝置為所述深冷制氮控制系統(tǒng)的閥門提供動力氣源，其中，所述深冷制氮控制系統(tǒng)的閥門為氣動閥門。4.根據(jù)權利要求3所述的深冷制氮控制系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括第三排放器和第五壓力控制元件，所述第三排放器通過管道和所述分子篩純化裝置連接，所述第三排放器還通過管道、第十三閥門與經(jīng)過所述換熱裝置和所述分子篩純化裝置連接的輸送污氮氣體的管道連接，其中，所述第十三閥門與所述第五壓力控制元件電性連接，所述第五壓力控制元件用于測量所述經(jīng)過所述換熱裝置和所述分子篩純化裝置連接的輸送污氮氣體的管道內的污氮氣體壓力，并根據(jù)所述污氮氣體壓力控制所述第十三閥門的開度，所述第三排放器用于控制所述分子篩純化裝置再生氣壓力平衡。5.根據(jù)權利要求4所述的深冷制氮控制系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括第二調節(jié)閥，所述第二調節(jié)閥通過管道與所述膨脹制冷裝置的進氣口和輸氣口連接，其中，在所述進氣口處間隔有所述第六閥門； 所述第二調節(jié)閥與所述第二壓力控制元件電性連接，所述第二壓力控制元件還用于控制第二調節(jié)閥的調節(jié)動作。6.根據(jù)權利要求5所述的深冷制氮控制系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括分子篩純化控制裝置，所述分子篩純化控制裝置和所述分子篩純化裝置電性連接，用于控制所述分子篩純化裝置工作。7.根據(jù)權利要求6所述的深冷制氮控制系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括計算機，所述預冷切換控制器、第一切換控制器、第二切換控制器、第三切換控制器和分子篩純化控制裝置均與所述計算機通訊連接。8.根據(jù)權利要求7所述的深冷制氮控制系統(tǒng)，其特征在于，所述預冷切換控制器包括程序控制器PLC，所述程序控制器PLC根據(jù)所述溫度控制元件的測量所述空氣溫度控制所述第一預冷機和第二預冷機的啟閉。
【文檔編號】F25J3/04GK105928319SQ201610322386
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年5月13日
【發(fā)明人】龐顥
【申請人】深圳市海格金谷化工科技有限公司