一种空分装置空压机在线叶轮清洗系统的制作方法

1.本发明属于空分领域，尤其涉及空分装置内的空压机。


背景技术：

2.空分装置中使用的大型空气透平压缩机(空压机)在使用一段时间后容易在叶轮上积灰，如不进行清洗，会造成能耗升高，噪声增大，严重一些的还会造成压缩机振动加大，轴承磨损加重。由于空压机是空分装置中的关键设备，一旦停机会导致整个空分装置停车，所以对空压机叶轮的清洗是定时(一般1～2个月)的、在空压机正常运行时的在线清洗。
3.一般大型空压机进口管道均设有清洗水喷嘴，清洗时将蒸馏水或洁净软水经喷嘴喷入压缩机管道入口并形成水雾，经管道吸入压缩机，从而清洗压缩机叶轮。有些空压机具有多个压缩级，则可以在每个压缩级前设置喷嘴，通入清洗水清洗该级叶轮。
4.在线清洗时，空压机内部的运行压力范围为3～5barg，也可达到3～8barg，清洗水的压力需要高于这一压力才能经喷嘴吸入压缩机。
5.现有技术中，例如cn108757586a中，为了实现在线清洗，清洁的水被先收集到水箱中，然后通过水泵升压后输入空压机的喷嘴。这种作法需要额外的水箱和水泵，增加了投资和运营成本。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的在于克服现有技术中的上述缺陷和不足，而提供一种无需加压就能在线清洗空压机叶轮的方法和系统。
7.技术方案是，直接将蒸汽加热器的冷凝水引入空分装置中来清洗空压机的叶轮。空分装置一般利用分子筛纯化器净化原料空气。吸附达到饱和后的纯化器需要用加热气体吹扫而再生。加热气体通常为污氮气，在蒸汽加热器中加热到150～300℃，换热后的蒸汽冷凝成水，温度在60℃以上，冷凝水压力与蒸汽压力一致，高于8barg，显著高于空压机各级的运行压力。
8.因此，在一方面，本实用新型包含连接蒸汽加热器冷凝水出口和空压机喷嘴入口的清洗水管道，以及设置于所述清洗水管道上的控制阀；其中，所述清洗系统不包含水泵和/或冷凝水水箱。
9.在另一方面，所述清洗水管道上设置有压力计和/或流量计。
10.在又一方面，所述冷凝水出口还连接冷凝水旁路；不清洗空压机叶轮时，蒸汽加热器的冷凝水可以通过冷凝水旁路排出。
11.在再一方面，所述空压机喷嘴为多个，分别设置在各级叶轮之前，所述清洗水管道分别与各空压机喷嘴相连，实现对各级叶轮的清洗。
12.在还有一方面，所述清洗水管道通过空气或冷却水冷却；即清洗水管道可以穿过一个水冷却器或空气冷却器，使其进入空压机喷嘴时的温度大致为30～40℃。
13.与现有技术比较，本实用新型的有益效果是，利用蒸汽的压力将冷凝水直接输送
到空压机喷嘴入口，无需使用水泵；直接传送冷凝水，减少了水箱这一部件；在不清洗叶轮时，可以通过冷凝水旁路将冷凝水引走；通过调节清洗水管道的长度，使清洗水在运输过程中被空气冷却到合适的温度，或者将清洗水管道穿过空气或水冷却器，达到降温的效果。
附图说明
14.关于本实用新型的优点与精神可以通过以下的详述及附图得到进一步的了解，本领域的技术人员知晓附图和实施例不对本实用新型产生任何限制。
15.图1是实施例中空压机在线叶轮清洗系统的示意图。
16.图中：1-蒸汽加热器；2-空压机；3-控制阀(清洗水管道)；4-压力计；5-流量计；6-喷嘴；7-喷嘴入口；8-冷凝水出口；9-热蒸汽入口；10-待加热气体入口，11-加热后气体出口，12-控制阀(冷凝水旁路)；13-清洗水管道；14-冷凝水旁路。
具体实施方式
17.为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图，对本技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本技术保护的范围。
18.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解。“固定地连接”或“固定在”或“非活动地连接”指的是在两个或更多结构构件之间的连接不是构造成提供相对运动。固定连接的实施例包含焊接连结、法兰连接或螺栓连接。
19.此外，本文中出现的类似于“一”的限定语并非是指对数量的限定，而是描述在前文中未曾出现的技术特征。同样地，除非是有特定的数量量词修饰的名词，否则在本文中应当视作即包含单数形式又包含复数形式，在该技术方案中即可以包括单数个该技术特征，也可以包括复数个该技术特征。
20.应当理解，在本技术中，“至少一个(项)”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“a和/或b”可以表示：只存在a，只存在b以及同时存在a和b三种情况，其中a，b可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，“a和b”，“a和c”，“b和c”，或“a和b和c”，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。
21.本文中“空分装置”是指通过深冷精馏将空气分离成氧气、氮气、可选地包含稀有气体等产品的装置。在空分装置中，原料空气在粗步地过滤后，由主空气压缩机增压到第一压力，一般为3～8barg。增压后的空气被预冷，并在分子筛等纯化装置中进一步去除co2、水等杂质。根据工艺流程的需要，有时处于第一压力的原料空气在至少一个增压机中被继续压缩到第二压力或更高的压力。本文中的“空压机”包含主空气压缩机和各增压机。空压机，特别是离心式空压机中的旋转部件—-叶轮，需要定期清洗。各级叶轮前往往设置喷嘴，喷嘴入口开设在空压机的外壳上，导入空压机内腔的蒸馏水或洁净软水经喷嘴形成水雾，喷
洒到叶片上。
22.分子筛在运行中包含吸附、再生过程，再生操作又分卸压、加热、冷吹、充压四个阶段。在加热阶段，加热气体通常采用污氮气，加热后气体的温度为150～300℃。污氮气一般通过蒸汽加热器或电加热器加热。例如，蒸汽加热器可选择管翅式，过热蒸汽在垂直的翅片管内自上而下冷凝，而被加热的污氮气则垂直于翅片管流动并掠过管束，蒸汽中的潜热在其冷凝成液态时快速释放，这份热量传递给污氮气并使其温度升高。相应地，蒸汽冷凝生成冷凝水，并从冷凝水出口排出。
23.由于饱和蒸汽的压力与温度正相关，蒸汽加热器内的饱和蒸汽具有较高的压力。例如，200℃的蒸汽的压力大约为14.5barg,250℃的蒸汽的压力大约为38.7barg，冷凝水的压力与蒸汽压力一致。这一压力足以推动冷凝水进入运行压力低于上述压力的空压机喷嘴。
24.下面以图1为例介绍本实用新型的一个具体实施方式。蒸汽加热器1的上部设置有热蒸汽入口9，下部设置有冷凝水出口8，在大致水平的方向上分别设置待加热气体入口10和加热后气体出口11。蒸汽加热器的内部结构可任选地布置为管翅式(未示出)。清洗水管道13的一端与冷凝水出口8相连，另一端与空压机2的喷嘴入口7相连。在清洗水管道13上布置控制阀3，可选地压力计4和流量计5。冷凝水出口还连接冷凝水旁路14，该旁路上设置有控制阀12。在清洗水管道上不设置水箱和水泵，冷凝水由蒸汽的压力直接推送入空压机。蒸汽加热器1的冷凝水出口处的水温约为80℃，进入空压机的清洗水的温度较理想的在30℃左右。冷凝水的降温可通过多种常规方式实现。例如，用盘管输送冷凝水，使其在输送过程中被空气冷却，或使用水冷或空冷装置(图中未示出)。
25.当在线清洗空压机叶轮时，关闭控制阀12，打开控制阀3，冷凝水经过清洗水管道13流入喷嘴入口7，并在喷嘴6处喷出。根据压力计4和流量计5的读数调节控制阀3的开度。当不需要清洗空压机叶轮时，关闭控制阀3，打开控制阀12，使冷凝水经冷凝水旁路14排出。
26.本说明书中所述的只是本实用新型的较佳具体实施例，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其的限制。除非清楚地指出相反的，这里限定的每个方面或实施方案可以与任何其他一个或多个方面或一个或多个实施方案组合。特别地，任何指出的作为优选的或有利的特征可以与任何其他指出的作为优选的或有利的特征组合。凡本领域技术人员依本发明的构思通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在本实用新型的范围之内。

技术特征：
1.一种空分装置空压机在线叶轮清洗系统，所述空分装置具有蒸汽加热器、蒸汽加热器的冷凝水出口和空压机喷嘴入口，其特征在于，包括：连接所述冷凝水出口和空压机喷嘴入口的清洗水管道，以及设置于所述清洗水管道上的控制阀；其中，所述清洗系统不包含水泵和/或冷凝水水箱。2.如权利要求1所述的清洗系统，其特征在于，所述清洗水管道上设置有压力计和/或流量计。3.如权利要求1所述的清洗系统，其特征在于，所述冷凝水出口还连接冷凝水旁路。4.如权利要求1所述的清洗系统，其特征在于，所述空压机喷嘴为多个，分别设置在各级叶轮之前，所述清洗水管道分别与各空压机喷嘴相连。5.如权利要求1所述的清洗系统，其特征在于，所述清洗水管道通过空气或冷却水冷却。

技术总结
本实用新型公开了一种空分装置空压机在线叶轮清洗系统，适用于具有蒸汽加热器、蒸汽加热器的冷凝水出口和空压机喷嘴入口的空分装置。所述清洗系统包括连接所述冷凝水出口和空压机喷嘴入口的清洗水管道，以及设置于所述清洗水管道上的控制阀。它的特点在于所述清洗系统不包含水泵和/或冷凝水水箱。系统不包含水泵和/或冷凝水水箱。系统不包含水泵和/或冷凝水水箱。


技术研发人员：高飞 阿兰
受保护的技术使用者：乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司
技术研发日：2022.11.04
技术公布日：2023/9/3