[发明专利]一种用于合成氨企业脱碳原料气冷却的氨冷器冷却系统

说明书

技术领域

本发明涉及冷却设备技术领域，具体说是一种用于合成氨企业脱碳原料气冷却的氨冷器冷却系统。

背景技术

用于合成氨企业脱碳原料气冷却的氨冷器一般为二类压力容器，壳管式换热器。使用时将一定工作压力(一般为2.8MPa)、工作温度40-45℃的管程介质脱碳原料气，与一定工作压力(一般为1.0MPa)、工作温度5℃的壳程介质液氨在氨冷器内进行热交换，经过换热后将脱碳原料气的温度冷却至15℃左右。

在实际操作运行中发现，许多合成氨企业的氨冷器均出现失效的问题，具体表现形式为换热管束与管板连接焊缝拉裂，脱碳原料气中的CO₂泄漏与气氨混合生成白色结晶物碳铵，造成气氨管段堵管。

针对上述问题，许多企业提出多种改进设计，例如将氨冷器的换热管束和壳体材质由20#钢换成304不锈钢，以防止形成原电池腐蚀，保证在温差作用下壳体与换热管束的热膨胀伸长量不影响换热管与管板的连接拉脱力；对壳程部分进行焊后消除应力热处理；换热管与管板的连接采用强度焊加贴胀的方式等等。通过实践证明，上述各种改进技术，劳动强度大，施工繁琐，工程费用高，虽然能延长氨冷器的正常使用寿命，但是不能根本杜绝上述换热管束与管板连接处的拉裂现象的发生，一旦发生拉裂现象，仍然会造成气氨管段堵管而导致氨冷器失效。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种能从根本上杜绝氨冷器发生失效问题的用于合成氨企业脱碳原料气冷却的氨冷器冷却系统。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种用于合成氨企业脱碳原料气冷却的氨冷器冷却系统，包括氨冷器、低温冷水机组和膨胀水箱，所述氨冷器的壳体上设置有冷却水进口和冷却水出口，所述低温冷水机组的出水口与氨冷器的冷却水进口相连通，所述氨冷器的冷却水出口与膨胀水箱的进水口相连通，所述膨胀水箱的出水口与低温冷水机组的回水口相连通。

其中，所述冷却水进口和冷却水出口分别设置在氨冷器的壳体侧面，所述冷却水进口设置有多个且从上到下分层设置，同一高度上的多个冷却水进口沿氨冷器的壳体周向均匀分布，不同高度上的多个冷却水进口错开设置，所述冷却水出口位于所有冷却水进口的上方。

其中，所述低温冷水机组的出水口和氨冷器的冷却水进口的连接管路上设置有水流开关。

其中，所述膨胀水箱的出水口与低温冷水机组的回水口的连接管路上设置有冷却水泵。

本发明的有益效果在于：区别于现有技术，本发明将氨冷器的冷却形式由液氨直冷式改为低温水冷式，将氨冷器的液氨进口改为冷却水进口，将氨冷器的气氨出口改为冷却水出口，采用低温冷水机组向氨冷器提供冷却水介质，对进入氨冷器换热管内的脱碳原料气进行冷却，由于脱碳原料气中的CO₂不会与冷却水进行反应，因此即使出现换热管束与管板连接处的拉裂现象而产生脱碳原料气泄漏，也不会造成氨冷器的管路堵塞，从而从根本上杜绝了氨冷器发生失效的问题。

附图说明

图1所示为本发明实施例的氨冷器冷却系统的结构示意图。

图2所示为本发明实施例的氨冷器的侧视图。

图3所示为本发明实施例的氨冷器的俯视图。

标号说明：

1-氨冷器；2-低温冷水机组；3-膨胀水箱；4-冷却水出口；5、6-冷却水进口；7-水流开关；8-冷却水泵。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

本发明最关键的构思在于：将氨冷器的冷却形式由液氨直冷式改为低温水冷式。

请参照图1至图3所示，本发明实施例的用于合成氨企业脱碳原料气冷却的氨冷器冷却系统，包括氨冷器1、低温冷水机组2和膨胀水箱3，所述氨冷器1的壳体上设置有冷却水进口和冷却水出口4，所述低温冷水机组2的出水口与氨冷器1的冷却水进口相连通，所述氨冷器1的冷却水出口与膨胀水箱3的进水口相连通，所述膨胀水箱3的出水口与低温冷水机组2的回水口相连通。