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CN108917175B - 一种高纯氨槽车加热系统及其加热方法 - Google Patents

一种高纯氨槽车加热系统及其加热方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种高纯氨槽车加热系统及其加热方法，包括循环水池、水源热泵、缓冲水箱、抽送泵和设置在高纯氨槽车内的加热盘管，所述抽送泵的出口与高纯氨槽车内的加热盘管的入口通过槽车进口管线连接，水源热泵的进口一通过槽车出口管线与加热盘管的出口连接，水源热泵的出口一与缓冲水箱通过缓冲管线连接，缓冲水箱与抽送泵的进口通过抽送管线连接，循环水池与水源热泵的出口二通过池进口管线连接，循环水池与水源热泵的进口二通过池出口管线连接。本高纯氨槽车加热系统采用水源热泵作为媒介，利用废热液体，将废热液体能量转移至槽车内，实现余热回收、有效提高槽车加热效率，相比原有的乙二醇加热可有效减少能量消耗，降低安全风险。

Description

一种高纯氨槽车加热系统及其加热方法
技术领域
本发明涉及一种高纯氨槽车加热系统及其加热方法，属于高纯氨槽车处理及供气技术领域。
背景技术
目前电子级高纯氨大多采用槽车输送及供气，供气过程需要槽车内高纯液氨持续气化供气。高纯氨持续气化供气，就需要给槽车内液氨持续加温升压，其加温升压的方式多采用乙二醇电加热。
随着用户端技术的发展，高纯氨的供气量随之增加，乙二醇电加热由原来的单侧小功率加热到现在的两侧双加热以及大功率加热，过程所需的能耗逐渐增加，安全风险也逐渐增加。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种加热效率高、低能耗且低风险的高纯氨槽车加热系统及其加热方法。本发明采用水源热泵作为媒介，利用厂区废热/厂区水源液体排入到循环水池，将产生的热能转移至槽车内使用，实现余热回收、有效提高槽车加热效率，相比原有的乙二醇加热可有效减少能量消耗，加热过程低风险，具有很好的实用性。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种高纯氨槽车加热系统，包括循环水池、水源热泵、缓冲水箱、抽送泵和设置在高纯氨槽车内的加热盘管，其特征在于，所述抽送泵的出口与高纯氨槽车内的加热盘管的入口通过槽车进口管线连接，水源热泵的进口一通过槽车出口管线与加热盘管的出口连接，水源热泵的出口一与缓冲水箱通过缓冲管线连接，缓冲水箱与抽送泵的进口通过抽送管线连接，循环水池与水源热泵的出口二通过池进口管线连接，循环水池与水源热泵的进口二通过池出口管线连接。
缓冲水箱用于稳定供水，循环水池内的液体通过水源热泵，水源热泵将循环水池内的热量吸收，抽送泵将吸收热量的热水抽送到高纯氨槽车内的加热盘管中，使得槽车内的高纯氨液体升温气化，实现高纯氨槽车稳定供气。
进一步的，循环水池的出口管线上设有循环泵。
进一步的，所述的槽车加热盘管进口管线上设有温度传感器一和气动阀一。温度传感器一用于观察抽送泵送出的液体的温度。
进一步的，所述的槽车出口管线上设有温度传感器二和气动阀二。
进一步的，所述的缓冲管线上设有温度传感器三和气动阀三，温度传感器三和气动阀三联锁。设置气动阀三与温度传感器三联锁，控制加热过程温度，实现稳定加热的目的。
进一步的，所述缓冲水箱设有温度传感器四。
进一步的，所述的缓冲水箱外套设有保温层。
进一步的，所述槽车上设有检测槽车内温度的温度传感器五，温度传感器五与气动阀一通过信号线联锁。抽送泵的出口的气动阀一和槽车温度联锁，气动阀一会随槽车内温度的变化而自动调节，保持槽车内温度在安全范围内。
一种高纯氨槽车的加热方法，其特征在于，具体步骤如下：S1：确认循环水池与水源热泵工艺管线，打开循环泵至水源热泵相关阀门，启动循环泵，确认水源热泵进口温度；
S2：确认槽车出口管线上的气动阀二处于打开状态；
S3：确认缓冲管线上的气动阀三处于打开状态；
S4：打开水源热泵，观察水源热泵的出口一处温度传感器三上的温度，用气动阀三联锁调节出口温度至设定温度，观察缓冲水箱液位及温度至使用温度液位时，打开槽车进口管线上的气动阀一，启动抽送泵，实现槽车加热；
S5：设置槽车进口管线上的气动阀一与检测槽车温度的温度传感器五联锁，并设置槽车加热温度；
S6:槽车加热过程密切关注温度传感器一、二、三、四、五的温度变化；
S7:接入到DCS控制，当槽车达到设定温度时，DCS关闭抽送泵、水源热泵，槽车加热结束。
进一步的，在步骤S1中，循环水池入口温度控制为19-32℃。
进一步的，步骤S4中，温度传感器三和缓冲水箱的温度为30-60℃，缓冲水箱的液位为0-50％。
进一步的，步骤S5中，槽车加热温度设置为25-30℃。
与现有技术相比，本发明具有积极的效果：本高纯氨槽车加热系统采用水源热泵作为媒介，利用厂区废热液体，将循环水池的废热液体的能量转移至槽车内使用，实现余热回收、有效提高槽车加热效率，相比原有的乙二醇加热可有效减少能量消耗，降低安全风险具有很好的使用效果。
附图说明
图1是本高纯氨槽车加热系统的结构示意图。
图中，1、高纯氨槽车；2、循环水池；3、水源热泵；31、循环泵；4、缓冲水箱；5、抽送泵；6、加热盘管；7、槽车进口管线；8、槽车出口管线；9、缓冲管线；10、抽送管线；11、池进口管线；12、池出口管线；13、温度传感器一；14、气动阀一；15、温度传感器二；16、气动阀二；17、温度传感器三；18、气动阀三；19、保温层；20、温度传感器四；21、温度传感器五。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
如图1所示，本高纯氨槽车加热系统，包括循环水池2、水源热泵3、缓冲水箱4、抽送泵5和设置在高纯氨槽车内的加热盘管6，其特征在于，所述抽送泵5的出口与高纯氨槽车内的加热盘管6的入口通过槽车进口管线7连接，水源热泵3的进口一通过槽车出口管线8与加热盘管6的出口连接，水源热泵3的出口一与缓冲水箱4通过缓冲管线9连接，缓冲水箱4与抽送泵5的进口通过抽送管线10连接，循环水池2与水源热泵3的出口二通过池进口管线11连接，循环水池2与水源热泵3的进口二通过池出口管线12连接，循环水池2的出口管线上设有循环泵31。
缓冲水箱4用于稳定供水，循环水池2内的液体通过水源热泵3，水源热泵3将循环水池2内的热量吸收，抽送泵5将吸收热量的热水抽送到高纯氨槽车内的加热盘管6中，使得槽车内的高纯氨液体升温气化，实现高纯氨槽车稳定供气。
所述的槽车加热盘管6进口管线上设有温度传感器一13和气动阀一14。温度传感器一13用于观察抽送泵5送出的液体的温度。
所述的槽车出口管线8上设有温度传感器二15和气动阀二16。
所述的缓冲管线9上设有温度传感器三17和气动阀三18，温度传感器三17和气动阀三18联锁。设置气动阀三18与温度传感器三17联锁，控制加热过程温度，实现稳定加热的目的。
所述缓冲水箱4设有温度传感器四20，所述的缓冲水箱4外套设有保温层19。
所述槽车上设有检测槽车内温度的温度传感器五21，温度传感器五21与气动阀一14通过信号线联锁。抽送泵5的出口的气动阀一14和槽车温度联锁，气动阀一14会随槽车内温度的变化而自动调节，保持槽车内温度在安全范围内。
一种高纯氨槽车的加热方法，其特征在于，具体步骤如下：
S1：确认循环水池2与水源热泵3工艺管线，打开循环泵31至水源热泵3相关阀门，启动循环泵31，确认水源热泵3进口温度；
S2：确认槽车出口管线8上的气动阀二16处于打开状态；
S3：确认缓冲管线9上的气动阀三18处于打开状态；
S4：打开水源热泵3，观察水源热泵3的出口一处温度传感器三17上的温度，用气动阀三18联锁调节出口温度至设定温度，观察缓冲水箱4液位及温度至使用温度液位时，打开槽车进口管线7上的气动阀一14，启动抽送泵5，实现槽车加热；
S5：设置槽车进口管线7上的气动阀一14与检测槽车温度的温度传感器五21联锁，并设置槽车加热温度；
S6:槽车加热过程密切关注温度传感器一13、二、三、四、五的温度变化。
S7:接入到DCS控制，当槽车达到设定温度时，DCS关闭抽送泵5、水源热泵3，槽车加热结束。
进一步的，在步骤S1中，循环水池2入口温度控制为19-32℃。
进一步的，步骤S4中，温度传感器三17和缓冲水箱4的温度为30-60℃，缓冲水箱4的液位为0-50％。
进一步的，步骤S5中，槽车加热温度设置为25-30℃。
本发明还提供了利用上述系统实现槽车客户端供气的方法，客户端供气：槽车运送至客户现场，槽车的气相出口与客户使用端管线相连。客户通过槽车加热持续将槽车内液态转化为气态，由气相管线稳定输送至使用端。
客户端供气方法如下：
S1-S4与上述相同；
S5：打开槽车进口管线7的气动阀一14与槽车温度的联锁并设置槽车加热温度，将槽车加热至指定温度。此时槽车处于备用状态(客户端槽车处于一用一备或一用多备的状态)；
在实际运行中，步骤S5中，客户端槽车加热温度设置为25-32℃。
S6:客户端使用管线与槽车气相连接，进行管线吹扫、保压、氨气置换；
S7：槽车备用状态切换至使用状态时，气动阀一14与客户使用端管线上的压力变送器联锁并设置使用压力；
在实际运行中，步骤S6中，客户端槽车使用压力为90-130psi。供气过程中，需密切关注抽水泵出口温度和缓冲水箱4液位，调节抽送泵5出口阀门开度匹配槽车的使用压力。必要时调整温度传感器三17的温度设置，匹配整个过程的持续供气压力。
S8：当槽车压力低于客户端供气压力/槽车重量低于8％-10％时，关闭抽送泵5、水源热泵3，关闭气动阀一14和气动阀二16，槽车使用结束。
S9:管线吹扫、氮气置换处理后拆除连接管。

Claims (10)

1.一种高纯氨槽车加热系统，包括循环水池、水源热泵、缓冲水箱、抽送泵和设置在高纯氨槽车内的加热盘管，其特征在于，所述抽送泵的出口与高纯氨槽车内的加热盘管的入口通过槽车进口管线连接，水源热泵的进口一通过槽车出口管线与加热盘管的出口连接，水源热泵的出口一与缓冲水箱通过缓冲管线连接，缓冲水箱与抽送泵的进口通过抽送管线连接，循环水池与水源热泵的出口二通过池进口管线连接，循环水池与水源热泵的进口二通过池出口管线连接。
2.根据权利要求1所述的一种高纯氨槽车加热系统，其特征在于，循环水池的出口管线上设有循环泵。
3.根据权利要求1所述的一种高纯氨槽车加热系统，其特征在于，所述的槽车加热盘管进口管线上设有温度传感器一和气动阀一，所述的槽车出口管线上设有温度传感器二和气动阀二。
4.根据权利要求1所述的一种高纯氨槽车加热系统，其特征在于，所述的缓冲管线上设有温度传感器三和气动阀三，温度传感器三和气动阀三联锁。
5.根据权利要求1所述的一种高纯氨槽车加热系统，其特征在于，所述缓冲水箱设有温度传感器四。
6.根据权利要求3所述的一种高纯氨槽车加热系统，其特征在于，所述槽车上设有检测槽车内温度的温度传感器五，温度传感器五与气动阀一通过信号线联锁。
7.一种高纯氨槽车的加热方法，其特征在于，具体步骤如下：
S1：确认循环水池与水源热泵工艺管线，打开循环泵至水源热泵相关阀门，启动循环泵，确认水源热泵进口温度；
S2：确认槽车出口管线上的气动阀二处于打开状态；
S3：确认缓冲管线上的气动阀三处于打开状态；
S4：打开水源热泵，观察水源热泵的出口一处温度传感器三上的温度，用气动阀三联锁调节出口温度至设定温度，观察缓冲水箱液位及温度至使用温度液位时，打开槽车进口管线上的气动阀一，启动抽送泵，实现槽车加热；
S5：设置槽车进口管线上的气动阀一与检测槽车温度的温度传感器五联锁，并设置槽车加热温度；
S6:槽车加热过程密切关注温度传感器一、二、三、四、五的温度变化；
S7:接入到DCS控制，当槽车达到设定温度时，DCS关闭抽送泵、水源热泵，槽车加热结束。
8.根据权利要求7所述的一种高纯氨槽车的加热方法，其特征在于，在步骤S1中，循环水池入口温度控制为19-32℃。
9.根据权利要求7所述的一种高纯氨槽车的加热方法，其特征在于，步骤S4中，温度传感器三和缓冲水箱的温度为30-60℃，缓冲水箱的液位为0-50％。
10.根据权利要求7所述的一种高纯氨槽车的加热方法，其特征在于，步骤S5中，槽车加热温度设置为25-30℃。
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