[实用新型]工业气体生产的冷热交换系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及工业气体生产，具体地说是涉及工业气体生产的冷热交换系统。

背景技术

在工业气体的生产中，使用液氧进行气瓶充装及管道输送时，所需温度为0℃-40℃，如果环境温度低于10℃，特别是在冬天时，由于低温空浴式汽化器的换热能力有限，汽化器结冰严重，当汽化器出口管低于0℃时会导致停产，常常影响正常生产，并因温度过低易冻裂输送管道而存在安全隐患。为解决此问题，一般所采用的方法是用水喷淋和几台大排风扇吹扫，以增强汽化器冷量的散失，这样虽有一定效果，但要耗费大量的水和电，能耗高。而在生产氧气、氩气、空气等产品时需要使用大量的空压机，且均为水冷式，空压机的压缩机长期运行，需要较好的冷却水条件(20℃)，由于负荷过大，循环水池的冷却系统的多台冷却塔满足不了降温需要，而冷却水温度较高，特别是夏季冷却水池温度高达40℃，导致空压机运行时温度偏高，制氧机组运行周期变短，产能下降，能耗上升，辅料、备件使用周期大幅缩短，维修费用上升；在冷却水温度过高时，只有加入温度低的自来水，又增加了水的消耗。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种工业气体生产的冷热交换系统，它不需产生新的能耗就能降低冷却水循环系统的冷却水温度，并提高进入低温空浴式汽化器液态工业气体的温度，汽化器不易结冰，杜绝低温输送管道因冻裂而发生安全事故。

本实用新型的技术方案如下：一种工业气体生产的冷热交换系统，包括设有冷却塔的冷却水循环系统和低温液体输送系统，在两所述系统之间连接有换热器进行热量交换；所述换热器包括装有冷却水的筒体并通过进、出水管与所述冷却塔并联；所述换热器还通过进、出液管并联在所述低温液体输送系统的低温贮罐与汽化器之间，所述进、出液管之间是盘旋的循环加热管；在所述进、出水管上以及所述冷却塔与进水管之间的支路上设有开闭阀，在所进、出液管上以及在与换热器并联的低温液体输送管道上设有开闭阀。

所为进一步的方案，所述冷却水循环系统包括依次连接的热水池、热水泵、冷却塔、冷水池和冷水泵，以及空压机组和制氧机组，所述空压机组和制氧机组相并联且连接在所述冷水泵和热水池之间。

进一步地，根据所输送介质的特点，在所述冷却水管道上所设的各开闭阀为球阀，在所述低温液体输送管道上所设的各开闭阀为不锈钢材质的低温截止阀。

作为对上述技术方案的进一步改进，所述循环加热管是沿所述换热器筒体轴向回旋的矩形盘旋管，所述矩形盘旋管通过支撑条与所述筒体固定。通过支撑条固定可提高循环加热管的稳定性；轴向回旋的矩形盘旋管不需使用弯管机进行大R加工，方便加工，并降低加工成本；而矩形盘旋管也可使低温介质在换热筒内停留较长时间，提高低温介质的换热效果。

作为对上述技术方案的进一步改进，所述低温液体输送管道为不锈钢管，以耐腐蚀。

作为对上述技术方案的进一步改进，所述进水管和进液管分别位于所述换热器筒体的两头，采用液体逆向流动换热，逆流换热，沿传热表面两流体的温差分布较均匀，平均温差大，换热效果好。

作为对上述技术方案的进一步改进，在所述换热器筒体的顶部设有排气阀和观察孔，排气阀用于放空筒体内气体，使冷却水能充满换热筒，观察孔用于观察换热筒内冷却水使用情况，冷却水是否有结冰现象。

作为对上述技术方案的进一步改进，在所述换热器筒体的底部设有泄水阀，以便在换热系统不使用时，把换热器内的冷却水放掉，防止冷却水在筒体内结冰。

进一步地，所述进、出水管的进、出水口分别设在所述换热器筒体的底部和顶部。

进一步地，所述进液管的进液口低于所述出液管的出液口。

本实用新型根据工业气体生产时两系统所需不同能量的特点，构思了整个生产系统的热量转换系统。在低温储罐和汽化器之间安装一个换热器，并使换热器与冷却塔并联代替冷却塔工作，使两系统各自获取所需能量，以防止汽化器结冰缓解结霜及降低冷却水使用温度的问题。制氧机组压缩机、空压站空压机使用后出来的循环水温度偏高，利用热水泵的压力，经换热器使低温液体管道吸收循环水管道的热量，从而提高低温液体的温度，为汽化器降低负荷，创造更好的工作条件，改善汽化器的结冰现象，获得冷量后的循环水，回到冷水池，供压缩机使用。

其中，低温液体的流向：低温液体储罐→换热器→汽化器→用气单位；

循环冷却水的流向：热水池→热水泵→换热器→冷水池→冷水泵→制氧机(或空压机)→热水池。

由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1、利用换热器使循环水获得了冷量，降低了循环水池冷却水的温度，改善了空压机及制氧机组的运行条件；