CN102706098B - 一种增压膨胀机热启动的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及增压膨胀机制冷工艺领域，特别涉及一种增压膨胀机热启动的方法，其特征在于，热启动初期，将膨胀端出口气体全部进入主换热器的污氮通道旁通来加速主换热器温度的下降，同时先向膨胀端通入主换热器冷端出口空气，随着膨胀端出口空气温度下降到设计值后，再向膨胀端逐渐通入主换热器中部空气，使膨胀机始终在设计最高安全转速下运转，以充分发挥其最大制冷能力来缩短空分热启动时间。与现有技术相比，本发明的有益效果是：采用该操作方法后可以使膨胀机的热启动时间由原来的48小时缩短为42小时，能在相对较短的时间内快速越过旁通运转期，充分发挥膨胀机的制冷能力，进而降低启动电耗。

Description

一种增压膨胀机热启动的方法
技术领域
本发明涉及增压膨胀机制冷工艺领域，特别涉及一种增压膨胀机热启动的方法。
背景技术
目前采用增压膨胀机的制冷工艺流程中，压缩空气经分子筛净化后，一路经主换热器的通道A进入下塔；另一路经增压膨胀机的增压端增压后进主换热器的通道B，再从主换热器的中部和冷端分别进入膨胀端制冷后，进入上塔。
上述空分设备在热启动时，由于主换热器中部和冷端出口的温度是逐步降低的，致使启动初期进膨胀端的空气温度在较长时间高于正常工况，增压端长时间处于旁通运转状态，制冷效率大打折扣，一般热启动过程需耗时48小时左右，电能消耗巨大。
发明内容
本发明的目的是提供一种增压膨胀机热启动的方法，克服现有技术的不足，缩短空分设备的热启动时间，减少增压端旁通运转时间，节省无功电能消耗。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种增压膨胀机热启动的方法，热启动初期，将膨胀端出口气体全部进入主换热器的污氮通道旁通来加速主换热器温度的下降，同时先向膨胀端通入主换热器冷端出口空气，随着膨胀端出口空气温度下降到设计值后，再向膨胀端逐渐通入主换热器中部空气，为充分发挥最大制冷能力来缩短空分热启动时间应使膨胀机始终在设计最高安全转速下运转，具体操作步骤如下：
1）全开膨胀旁通阀和增压旁通阀，使膨胀端出口低温气体不进上塔而是直接进入主换热器的污氮通道，加速主换热器温度的下降；
同时全开主换热器冷端与膨胀端之间的冷端空气阀，全关主换热器中部与膨胀端之间的中部空气阀，使膨胀端在主换热器冷端温度下运转；
2）使膨胀机在设计最高的安全转速下稳定运转；
3）主换热器的冷端温度逐渐下降，膨胀机的转速也随之降低，当其转速降下1800-2000rpm时，关闭增压旁通阀总行程的8-10%，使膨胀机的转速重新增至最高的安全转速；随主换热器冷端温度继续下降，膨胀机的转速继续降低，当其转速再次降下1800-2000rpm时，再次关闭增压旁通阀总行程的8-10%，使膨胀机的转速重新增至最高的安全转速，如此反复操作，直至增压旁通阀全关；
4）当膨胀机入口温度达到设计值时，打开中部空气阀总行程的8-10%，使膨胀机入口温度升高8-10℃，随着膨胀机继续运转制冷，主换热器中部出口温度下降，膨胀机入口温度重新下降至设计值，此时再打开中部空气阀总行程的8-10%，如此反复，直至中部空气阀全开；
5）随着膨胀机继续运转制冷，膨胀机入口温度再次下降至设计值时，关闭冷端空气阀总行程的8-10%，使膨胀机入口温度升高8-10℃，随着膨胀机继续运转制冷，膨胀机入口温度又一次下降至设计值时，再次关闭冷端空气阀总行程的8-10%，如此反复，直至冷端空气阀全关，在整个过程中，使膨胀机入口空气温度维持在设计值～（设计值+10℃）之间；
6）当膨胀机的转速再次下降1800-2000rpm时，关闭膨胀旁通阀总行程的15-20%，使膨胀机转速上升至最高的安全转速，随着膨胀机继续运转制冷，膨胀机的转速再次下降1800-2000rpm后，再关闭膨胀旁通阀总行程的18-20%，如此反复，直至膨胀旁通阀全关，开始进入正常制冷操作。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：采用该操作方法后可以使膨胀机的热启动时间由原来的48小时缩短为42小时，能在相对较短的时间内快速越过旁通运转期，充分发挥膨胀机的制冷能力，进而降低启动电耗。
附图说明
图1是本发明实施例工艺流程框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
见图1，是本发明一种增压膨胀机热启动的方法实施例工艺流程框图，本发明在膨胀机热启动初期，将膨胀端出口气体全部与主换热器的污氮通道旁通来加速主换热器温度的下降，同时先向膨胀端通入主换热器冷端出口空气，随着膨胀端出口空气温度下降到设计值后，再向膨胀端逐渐通入主换热器中部空气，为充分发挥最大制冷能力来缩短空分热启动时间应使膨胀机始终在设计最高安全转速下运转，具体操作步骤如下：
1）全开膨胀旁通阀和增压旁通阀，使膨胀端出口低温气体不进上塔而是直接进入主换热器的污氮通道，加速主换热器温度的下降；
同时全开主换热器冷端与膨胀端之间的冷端空气阀，全关主换热器中部与膨胀端之间的中部空气阀，使膨胀端在主换热器冷端温度下运转；
2）使膨胀机在设计最高的安全转速22000rpm下稳定运转；
3）随着膨胀机的运转制冷，主换热器的冷端温度逐渐下降，膨胀机的转速也随之降低，当其转速由22000rpm下降至20000rpm时，关闭增压旁通阀总行程的8-10%，使膨胀机的转速重新由20000rpm增至22000rpm；随主换热器冷端温度继续下降，膨胀机的转速继续降低，当其转速再次由22000rpm下降至20000rpm时，再次关闭增压旁通阀总行程的8-10%，使膨胀机的转速重新由20000rpm增至22000rpm，如此反复操作，直至增压旁通阀全关；
4）当膨胀机入口温度达到设计值（-110℃）时，打开中部空气阀总行程的8-10%，使膨胀机入口温度由-110℃上升至-100℃，随着膨胀机继续运转制冷，主换热器中部出口温度下降，膨胀机入口温度重新下降至-110℃，此时再打开中部空气阀总行程的8-10%，如此反复，直至中部空气阀全开；
5）随着膨胀机继续运转制冷，膨胀机入口温度再次下降至-110℃时，关闭冷端空气阀总行程的8-10%，使膨胀机入口温度由-110℃上升至-100℃，随着膨胀机继续运转制冷，膨胀机入口温度又一次下降至-110℃时，再次关闭冷端空气阀总行程的8-10%，如此反复，直至冷端空气阀全关，在整个过程中，尽力保证使膨胀机入口空气温度维持在-110℃～-100之间；
6）当膨胀机的转速再次由22000rpm下降至20000rpm时，关闭膨胀旁通阀总行程的15-20%，使膨胀机转速上升至22000rpm，随着膨胀机继续运转制冷，膨胀机的转速再次降至20000rpm后，再关闭膨胀旁通阀总行程的18-20%，如此反复，直至膨胀旁通阀全关，进入正常制冷操作程序。
以35000m3/h空分设备为例，采用本发明热启动方法操作后，热启动时间由原来的48小时缩短为42小时，每次热启动可节约用电90000 kWh，节能效果显著。

Claims (1)

1.一种增压膨胀机热启动的方法，其特征在于，热启动初期，将膨胀端出口气体全部进入主换热器的污氮通道旁通来加速主换热器温度的下降，同时先向膨胀端通入主换热器冷端出口空气，随着膨胀端出口空气温度下降到设计值后，再向膨胀端逐渐通入主换热器中部空气，为充分发挥最大制冷能力来缩短空分热启动时间应使膨胀机始终在设计最高安全转速下运转，具体操作步骤如下：
1）全开膨胀旁通阀和增压旁通阀，使膨胀端出口低温气体不进上塔而是直接进入主换热器的污氮通道，加速主换热器温度的下降；
同时全开主换热器冷端与膨胀端之间的冷端空气阀，全关主换热器中部与膨胀端之间的中部空气阀，使膨胀端在主换热器冷端温度下运转；
2）使膨胀机在设计最高的安全转速下稳定运转；
3）主换热器的冷端温度逐渐下降，膨胀机的转速也随之降低，当其转速降下1800-2000rpm时，关闭增压旁通阀总行程的8-10%，使膨胀机的转速重新增至最高的安全转速；随主换热器冷端温度继续下降，膨胀机的转速继续降低，当其转速再次降下1800-2000rpm时，再次关闭增压旁通阀总行程的8-10%，使膨胀机的转速重新增至最高的安全转速，如此反复操作，直至增压旁通阀全关；
4）当膨胀机入口温度达到设计值时，打开中部空气阀总行程的8-10%，使膨胀机入口温度升高8-10℃，随着膨胀机继续运转制冷，主换热器中部出口温度下降，膨胀机入口温度重新下降至设计值，此时再打开中部空气阀总行程的8-10%，如此反复，直至中部空气阀全开；
5）随着膨胀机继续运转制冷，膨胀机入口温度再次下降至设计值时，关闭冷端空气阀总行程的8-10%，使膨胀机入口温度升高8-10℃，随着膨胀机继续运转制冷，膨胀机入口温度又一次下降至设计值时，再次关闭冷端空气阀总行程的8-10%，如此反复，直至冷端空气阀全关，在整个过程中，使膨胀机入口空气温度维持在设计值～高于设计值10℃之间；
6）当膨胀机的转速再次下降1800-2000rpm时，关闭膨胀旁通阀总行程的15-20%，使膨胀机转速上升至最高的安全转速，随着膨胀机继续运转制冷，膨胀机的转速再次下降1800-2000rpm后，再关闭膨胀旁通阀总行程的18-20%，如此反复，直至膨胀旁通阀全关，开始进入正常制冷操作。
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