一种保护石墨换热器冷态开车装置的制作方法

本技术涉及换热器，具体是一种采用蒸汽冷凝水作为石墨换热器热源的保护换热器冷态开车的装置。

背景技术：

1、浓磷酸生产过程中，产生的蒸汽冷凝水是在高于大气压的条件下冷凝的，具有温度高（有时高达120摄氏度）、流量大、波动大的特点，可利用的场景多，往往被考虑利用于浓磷酸产品生产、管道保温、对物料预热等。在此余热被利用于浓磷酸生产中，由于生产过程中，会出现磷石膏、结垢等，需要较为频繁的停车维护。由于磷酸特性，磷酸行业换热均会使用石墨换热器。这使得此低品位余热用于生产浓磷酸时，石墨换热器较为频繁处于冷态开车。

2、在冷态开车过程，由于此蒸汽冷凝水是带压的高温热水，进入石墨换热器时，压力降低，高温热水易汽化，很容易出现水锤，或者使得石墨换热管极具热胀冷缩，造成损坏。并且此蒸汽冷凝水来自于浓磷酸浓缩，浓磷酸浓缩的换热效率、使用的蒸汽量、浓缩物料的成分波动，可能都会使产生的蒸汽冷凝水的温度产生波动，难以控制。因此，冷态开车一般都会让运行人员在现场观察石墨换热器状态，凭经验避免上述问题发生。这是极大的人力成本浪费，且包含了极大不确定性。

技术实现思路

1、本实用新型旨在提供一种在利用蒸汽冷凝水为磷酸换热的石墨换热器冷态开车时，保护换热器避免损坏的自动控制装置。

2、实现本实用新型的技术方案：一种保护石墨换热器冷态开车装置，包括石墨换热器，换热器壳层顶部连接蒸汽冷凝水进水管道，换热器壳层底部连接蒸汽冷凝水出水管道；换热器管层的物料进口位于石墨换热器底部，物料出口位于换热器顶部；其特征在于，蒸汽冷凝水进水管道上安装电动调节阀a、温度传感器a；在换热器顶部壳层安装电动放空阀和压力传感器a；在蒸汽冷凝水出水管道上安装电动调节阀b、温度传感器b和压力传感器b；在蒸汽冷凝水出水管道上还设有补水口，连接补水管道，补水管道设有电动开关阀；所有电动调节阀、电动放空阀、电动开关阀、温度传感器、压力传感器均与中央控制器连接；其中，所述电动调节阀a、温度传感器a信号连锁；电动调节阀b和温度传感器b信号连锁；压力传感器a和电动放空阀信号连锁；压力传感器b和开关阀信号连锁。

3、本实用新型的管道选用316l材质，石墨换热器和管道外侧包裹有保温层，防止温差大。

4、本实用新型的具体操作：在中央控制器上点击开车指令，电动放空阀开启1分钟后，自动关闭。电动调节阀b全开后，压力传感器b检测石墨换热器壳层压力。若换热器壳层内无蒸汽冷凝水，压力低（比如第一次启动或者上次大修后放空），自动关闭电动调节阀b，打开开关阀，自动向换热器内灌入自来水（工艺水），当压力传感器b检测石墨换热器壳层液位高度达到壳层高度三分之一，开关阀关闭。磷酸泵启动，向石墨换热器管层内注入磷酸。启动电动调节阀a，开度5%，蒸汽冷凝水通过温度传感器a后进入石墨换热器壳层。温度传感器a检测出的温度与中央控制器内已输入的不同温度对应的饱和蒸汽压进行对照，得出该温度下蒸汽冷凝水的饱和蒸汽压。同时，中央控制器搜集压力传感器a数值，与饱和蒸汽压进行比较，并控制电动调节阀a。若饱和蒸汽压大于压力传感器a数值，则调动调节阀a开度降低，反之电动调节阀1开度缓慢变大到10%。

5、同时，当电动调节阀a打开时，中央控制器开始计时。中央控制器监控蒸汽冷凝水出石墨换热器的温度传感器b，控制温度传感器b的温升在10℃/h以内。中央控制器监控温升快，则降低电动调节阀b开度，以此调整蒸汽冷凝水流量。按此缓慢上升壳层温度，当温度传感器b的温度达到了80℃，中央控制器则认为此次开车结束，装置进入到正常运行模式。以上整个过程自控控制。

6、本实用新型的有益效果：本实用新型提供的一种自动启动冷态石墨换热器的装置，利用对蒸汽冷凝水温度、压力的实时监测，控制阀门开度保证换热器内温度、压力变化平稳，可以减少了石墨换热器故障率，同时降低了人力成本。

技术特征：

1.一种保护石墨换热器冷态开车装置，包括石墨换热器，换热器壳层顶部连接蒸汽冷凝水进水管道，换热器壳层底部连接蒸汽冷凝水出水管道；换热器管层的物料进口位于石墨换热器底部，物料出口位于换热器顶部；其特征在于，蒸汽冷凝水进水管道上安装电动调节阀a（1）、温度传感器a（2）；在换热器顶部壳层安装电动放空阀（3）和压力传感器a（4）；在蒸汽冷凝水出水管道上安装电动调节阀b（5）、温度传感器b（6）和压力传感器b（7）；在蒸汽冷凝水出水管道上还设有补水口，连接补水管道，补水管道设有电动开关阀（8）；所有电动调节阀、电动放空阀、电动开关阀、温度传感器、压力传感器均与中央控制器连接；其中，所述电动调节阀a（1）和温度传感器a（2）信号连锁；电动调节阀b（5）和温度传感器b（6）信号连锁；压力传感器a（4）和电动放空阀（3）信号连锁；压力传感器b（7）和电动开关阀（8）信号连锁。

2.根据权利要求1所述的一种保护石墨换热器冷态开车装置，其特征在于，石墨换热器和管道外侧包裹有保温层。

3.根据权利要求1所述的一种保护石墨换热器冷态开车装置，其特征在于，温度传感器a和温度传感器b的量程均为0~150摄氏度，压力传感器a和压力传感器b为0~0.3mpa。

技术总结本技术公开了一种保护石墨换热器冷态开车装置，该装置是在蒸汽冷凝水进水管道上安装电动调节阀A、温度传感器A；在换热器顶部壳层安装电动放空阀和压力传感器A；在蒸汽冷凝水出水管道上安装电动调节阀B、温度传感器B和压力传感器B；在蒸汽冷凝水出水管道上还设有补水口，连接补水管道，补水管道设设有电动开关阀；所有电动调节阀、电动放空阀、电动开关阀、温度传感器、压力传感器均与中央控制器连接。本技术利用对蒸汽冷凝水温度、压力的实时监测，控制阀门开度保证换热器内温度、压力变化平稳，减少了石墨换热器故障率。技术研发人员：吴选文,明聪,吕尤,吴陈君受保护的技术使用者：瓮福（集团）有限责任公司技术研发日：20231128技术公布日：2024/7/15