專利名稱：一種可實時調控供氧量的儲氧裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種連續式空分管道供氧時氧氣的儲供調節裝置。
技術背景由于現代化的鋼鐵冶煉生產需要大量的氧氣，鋼鐵冶金企業通常都專門建有與鋼鐵產量相匹配的制氧機組來保證氧氣的實時供給。然而，實際鋼鐵冶煉過程對氧氣的實時需求量是很不均衡的，呈周期性和時段性的變化，而制氧機組實時供出的氧氣量又是基本恒定的，這樣就造成氧氣需求量處于低谷時，供氧量過剩，供氧管網壓力迅速升高，被迫將氧氣作放空處理，造成能源浪費，而在氧氣需求量達到高峰時，又出現管網供氧量不足。為解決鋼鐵冶煉生產中氧氣實時供需量矛盾，現有技術的基本思路是明確的，即在用氧低谷時，將氧氣液化儲存，待用氧高峰時，將氧氣汽化供出。存在的問題是如何以最經濟、合理、高效的方式將用氧低谷時管網放損的氧氣快速液化回收儲存，而在用氧高峰時又能及時將儲存的液氧快速汽化為氧氣補充給管網，以彌補制氧機組供氧能力的不足。
實用新型內容本實用新型旨在提供一種利用液氧液氮冷量互換進行實時調控供氧量的儲氧裝置，以實現用氧低谷時快速地全部回收液化管網放損的氧氣，用氧高峰時快速地補給氧氣，達到節約能源，確保供氧的目的。
一種可實時調控供氧量的儲氧裝置，主要包括液化器、過冷器、保溫冷箱、液氧儲罐、液氮儲罐、壓力控制器、節流閥、氧氣管網、氮氣管網，所述液化器為液氧液氮冷量交換器，被放置于保溫冷箱中，液化器的氧熱端與氧氣管網連接，液化器的氧冷端與液氧儲罐連接，液化器的氮熱端與氮氣管網連接，液化器的氮冷端與液氮儲罐連接。在用氧低谷時段，壓力控制器檢測出氧氣管網壓力升高至一定值時，自動輸出信號控制氮增壓器使液氮儲罐增壓，液氮儲罐中的液氮流入液化器并在其中吸熱汽化為氮氣進入氮氣管網，同時氧氣管網中的富余氧氣進入液化器并在其中放熱液化為液氧流入液氧儲罐儲存；反之，在用氧高峰時段，壓力控制器檢測出氧氣管網壓力降低至一定值時，自動輸出信號控制氧增壓器使液氧儲罐增壓，液氧流入液化器并在其中吸熱汽化為氧氣向氧氣管網補給氧氣，同時氮氣管網中的氮氣進入液化器并在其中吸收冷量后液化為液氮流入液氮儲罐儲存。如此通過控制液氧液氮冷量相互交換來實現氧氣管網中氧氣的液化儲存或汽化供出，從而實現對氧氣管網供氧量的實時調控。
進一步地，在液化器的氧冷端與液氧儲罐之間連接有使液氧進一步冷卻的過冷器，過冷器被放置于保溫冷箱中，過冷器的氧冷端通過兩個并聯互鎖的節流閥與液氧儲罐連接，過冷器的氮冷端通過一個節流閥與液氮儲罐連接，過冷器的氮熱端與液化器連接。
進一步地，液化器的冷端與液氧液氮儲罐之間的連接管采用真空管，可減少冷量損失。
進一步地，所述液化器和過冷器采用板翅式換熱結構，以提高換熱效率。
進一步地，還可以檢測氧氣管網中的氧氣流量信號替代壓力信號作為壓力控制器的輸入信號。
由于本實用新型通過控制液氧液氮冷量互換，實現了對氧氣管網中氧氣的液化儲存或汽化輸出調控，使原放散的氧氣得以全部回收，又由于調控所用的液氧液氮介質是制氧機組空分時自然產生的，無須投資新的液化裝置，且調控中的冷量損失很小，實現了低能耗、低成本、高效率地回收管網放損的氧氣，達到既節約能源，又確保冶金生產供氧的目的。
附圖為儲氧裝置的構成與連接關系示意圖。
具體實施方式
如圖所示的可實時調控供氧量的儲氧裝置，主要由液化器1、保溫冷箱2、液氧儲罐3、液氮儲罐4、壓力控制器5、氮增壓器6、氧增壓器7、氧氣管網8、氮氣管網9及節流閥11、12、13、14、15、16構成，所述液化器1為液氧液氮冷量交換器，其結構采用板翅式換熱結構，放置于保溫冷箱2中，液化器1的氧熱端通過節流閥15與氧氣管網8連接，液化器1的氧冷端與液氧儲罐3連接，液化器的氮熱端通過節流閥16與氮氣管網9連接，液化器1的氮冷端通過節流閥14與液氮儲罐4連接。在用氧低谷時段，壓力控制器5檢測出氧氣管網8中氣體壓力升高至一定值時，自動輸出信號控制氮增壓器6使液氮儲罐4增壓，液氮儲罐4中的液氮流入液化器1并在其中吸熱汽化為氮氣進入氮氣管網9，同時氧氣管網8中的氧氣進入液化器1并在其中放熱液化為液氧流入液氧儲罐3儲存；反之，在用氧高峰時段，壓力控制器5檢測出氧氣管網8壓力降低至一定值時，自動輸出信號控制氧增壓器7使液氧儲罐3增壓，液氧流入液化器1并在其中吸熱汽化為氧氣向氧氣管網8補給氧氣，同時氮氣管網9中的氮氣進入液化器1并在其中吸收冷量后液化為液氮流入液氮儲罐4儲存。如此通過控制液氧液氮冷量相互交換來實現氧氣管網中氧氣的液化儲存或汽化供出，從而實現對氧氣管網供氧量的實時調控。
如圖所示，為進一步使液氧液氮冷量得以充分交換，減少交換中的冷量損失，在液化器1的氧冷端與液氧儲罐3之間增加可使液氧進一步冷卻的過冷器10，過冷器10采用板翅式換熱結構，也被放置于保溫冷箱2中，過冷器10的氧冷端通過兩個并聯互鎖的節流閥11、12與液氧儲罐3連接，過冷器的氮冷端通過節流閥13與液氮儲罐4連接，過冷器的氮熱端與液化器1連接。
為減少冷量損失，液化器1的冷端與液氧液氮儲罐3、4之間的連接管采用真空管。
壓力控制器5可以選用可編程控制器，在實際實施時，也可以檢測氧氣管網8中的氧氣流量信號替代壓力信號作為壓力控制器輸入的信號。
權利要求1.一種可實時調控供氧量的儲氧裝置，主要包括液化器(1)、保溫冷箱(2)、液氧儲罐(3)、液氮儲罐(4)、壓力控制器(5)、氮增壓器(6)、氧增壓器(7)氧氣管網(8)、氮氣管網(9)，其特征在于所述液化器(1)為液氧液氮冷量交換器，被放置于保溫冷箱(2)中，液化器(1)的氧熱端與氧氣管網(8)連接，液化器(1)的氧冷端與液氧儲罐(3)連接，液化器(1)的氮熱端與氮氣管網(9)連接，液化器(1)的氮冷端與液氮儲罐(4)連接，當壓力控制器(5)檢測出氧氣管網(8)的壓力增大至一定值時，自動輸出信號控制氮增壓器(6)使液氮儲罐(4)增壓，液氮流入液化器(1)并在其中吸熱汽化為氮氣進入氮氣管網(9)，同時氧氣管網(8)中的氧氣進入液化器(1)并在其中放熱液化為液氧流入液氧儲罐(3)儲存；當壓力控制器(5)檢測出氧氣管網(8)壓力減小至一定值時，自動輸出信號控制氧增壓器(7)使液氧儲罐(3)增壓，液氧流入液化器(1)并在其中吸熱汽化為氧氣向氧氣管網(8)補供氧氣，同時氮氣管網(9)中的氮氣進入液化器(1)并在其中吸收冷量后液化為液氮流入液氮儲罐(4)儲存，通過控制液氧液氮冷量相互交換來實現氧氣管網(8)中氧氣的液化儲存或汽化供出，從而實現對氧氣管網(8)供氧量的實時調控。
2.如權利要求1所述的可實時調控供氧量的儲氧裝置，其特征在于在液化器(1)的氧冷端與液氧儲罐(3)之間還連接有使液氧進一步冷卻的過冷器(10)，過冷器(10)被放置于保溫冷箱(2)中，過冷器(10)的氧冷端通過兩個并聯互鎖的節流閥(11)、(12)與液氧儲罐(3)連接，過冷器(10)的氮冷端通過節流閥(13)與液氮儲罐(4)連接，過冷器(10)的氮熱端與液化器(1)連接。
3.如權利要求1所述的可實時調控供氧量的儲氧裝置，其特征在于液化器(1)的冷端與液氧液氮儲罐(3)、(4)之間的連接管采用真空管，可減少冷量損失。
4.如權利要求1或2所述的可實時調控供氧量的儲氧裝置，其特征在于所述液化器(1)和過冷器(10)采用板翅式換熱結構，以提高換熱效率。
5.如權利要求1所述的可實時調控供氧量的儲氧裝置，其特征在于壓力控制器(5)所檢測輸入的信號還可以是氧氣管網(8)的氧氣流量信號。
專利摘要本實用新型公開了一種利用液氧液氮冷量互換進行實時調控管道供氧量的儲氧裝置，主要由液化器、保溫冷箱、液氧儲罐、液氮儲罐、壓力控制器構成，液化器為液氧液氮冷量交換器，液化器的氧熱端與氧氣管網連接，液化器的氧冷端與液氧儲罐連接，液化器的氮熱端與氮氣管網連接，液化器的氮冷端與液氮儲罐連接。用氧低谷時，在壓力控制器控制下，氧氣管網中的氧氣被液化為液氧流入液氧儲罐儲存；用氧高峰時，在壓力控制器控制下液氧儲罐中的液氧被汽化為氧氣向氧氣管網補給氧氣。本實用新型實現了低能耗、低成本、高效率地回收冶金企業氧氣管網放損的氧氣，并能在用氧高峰時快速地向氧氣管網補供氧氣，達到節約能源，有效調控冶金生產供氧的目的。
文檔編號F17D3/00GK2849428SQ20052003543
公開日2006年12月20日 申請日期2005年9月9日 優先權日2005年9月9日
發明者趙勤, 陳世江, 陳俊峰, 吳用明, 楊新久 申請人:攀枝花新鋼釩股份有限公司