一种具有防冻功能的预冷系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种具有防冻功能的预冷系统，其至少包括一空冷塔、一水冷塔和一冷却水系统；所述空冷塔包括冷冻单元和冷却单元，冷冻水入口，空冷塔冷却水入口，空冷塔空气入口，空冷塔水出口和空冷塔空气出口；所述水冷塔包括换热区，水冷塔冷却水入口，水冷塔气体入口，水冷塔气体出口和冷冻水出口；空冷塔冷却水管路，冷却水泵，水冷塔冷却水管路，第一控制阀、空冷塔冷冻水管路和冷冻水泵；还包括高温水补给管路用于接收高温水，其可以是来自空冷塔的高温水，或者是来自预冷系统外部的高温水。温水。温水。

【技术实现步骤摘要】
一种具有防冻功能的预冷系统


[0001]本技术属于空气分离装置领域，涉及一种具有防冻功能的预冷系统，尤其涉及一种空气分离装置的具有防冻功能的预冷系统。

技术介绍

[0002]在空气分离装置或具有空气进气系统的化工装置中，预冷系统作为冷却高温空气的基本设备，通常包括空气冷却塔(简称空冷塔)和水冷却塔(简称水冷塔)两组冷却塔，以对高温空气进行冷却。
[0003]在空气分离装置中，需要使用预冷系统冷却的高温空气通常是空气压缩机系统产生的压缩空气，其经过空气压缩机的后冷却器冷却之后仍然有约100℃的高温。水冷塔是预冷系统的关键设备，它的作用是利用冷箱中送出的干燥气体来冷却冷却水，冷却水经水冷塔冷却后变成冷冻水，然后冷冻水送至空冷塔用于冷却高温空气，经空冷塔冷却的高温空气将被送至纯化系统进行吸附纯化。通常，冷却水温度不足以冷却高温空气，需要使用冷箱中送出的干燥气体在水冷塔中冷却冷却水，得到冷冻水再进一步送至空冷塔冷却高温空气。
[0004]常规的空冷塔分为上下两段，依次包括冷冻单元和冷却单元，两个单元分别装入不规整填料以增加空气与冷冻水、冷却水的换热表面积，从而提高换热效率。在冷冻单元的上部安装有一布水器，其与空冷塔外部的冷冻水泵相连，使得水冷塔产生的冷冻水进入第一布水器并被均匀分布地淋在冷冻单元的填料上；在冷却单元的上部安装有另一布水器，其与空冷塔外部的冷却水泵相连，使得冷却水系统中的冷却水进入第二布水器并被均匀分布地淋在冷却单元的填料上。
[0005]常规的水冷塔也装入了不规整填料以增加冷却水与冷箱中送出的干燥气体的换热表面积，通常冷却水的入口设置在不规整填料的上部，其与水冷塔上部的一布水器相连，使得冷却水系统中的冷却水进入该布水器并被均匀分布地淋在水冷塔的填料上。换热之后冷却水温度降低形成冷冻水，该冷冻水由水冷塔下部或底部送出连接至冷冻水泵，使得该冷冻水被送至上述空冷塔的冷冻单元，以与空冷塔中的高温空气进行换热。
[0006]正常运行时，冷却水系统中的冷却水送至水冷塔，用冷箱中送出的干燥气体(例如低温污氮气)冷却成冷冻水，再用冷冻水泵加压将冷冻水送至空冷塔冷却高温空气，冷冻水温度通常在零度以上。但是在北方地区，冬季的冷却水温度会大大低于正常设计值，这将导致在热交换过程中水冷塔中的冷却水结冰，造成水冷塔内部填料损坏、空分装置由于干燥气体在水冷塔中堵塞而停车、空分装置由于纯化系统入口空气温度过高而停车等问题。
[0007]有鉴于此，如何设计一种具有防冻功能的预冷系统，以消除冬季水冷塔结冰的风险，提高空分装置预冷系统的安全性和可靠性，是业内相关技术人员亟待解决的一项课题。

技术实现思路

[0008]本技术提供了一种具有防冻功能的预冷系统，所述预冷系统至少包括一空冷
塔、一水冷塔和一冷却水系统，其中，所述空冷塔包括冷冻单元和冷却单元，所述冷冻单元和冷却单元从上至下依次排布；冷冻水入口，其设置于所述冷冻单元的上方；空冷塔冷却水入口，其设置于所述冷冻单元与所述冷却单元之间；空冷塔空气入口，其设置于所述冷却单元的下方；空冷塔水出口，其设置于所述空冷塔的底部；空冷塔空气出口，其设置于所述空冷塔的顶部；所述水冷塔包括换热区，其位于所述水冷塔的中部；水冷塔冷却水入口，其设置于所述换热区的上方；水冷塔气体入口，其设置于所述换热区的下方；冷冻水出口，其设置于所述水冷塔的下部；水冷塔气体出口，其设置于所述水冷塔的顶部；空冷塔冷却水管路，冷却水系统中的冷却水经冷却水泵和所述空冷塔冷却水管路与所述空冷塔冷却水入口相连，冷却水系统中的冷却水进入空冷塔并被均匀分布在冷却单元中；水冷塔冷却水管路，冷却水系统中的冷却水通过所述水冷塔冷却水管路与水冷塔冷却水入口相连，冷却水系统中的冷却水进入水冷塔并被均匀分布在换热区中；第一控制阀，所述第一控制阀设置在水冷塔冷却水管路上；空冷塔冷冻水管路，其用于连接水冷塔的所述冷冻水出口和空冷塔的所述冷冻水入口，水冷塔产生的冷冻水通过冷冻水泵和所述空冷塔冷冻水管路进入空冷塔并被均匀分布在冷冻单元中；所述预冷系统还包括高温水补给管路和第二控制阀，该高温水补给管路与所述水冷塔冷却水管路相连，所述第二控制阀设置在所述高温水补给管路上；所述高温水补给管路用于接收高温水，所述高温水来自于空冷塔，或者来自于预冷系统外部。
[0009]更进一步地，所述高温水来自于空冷塔，所述高温水补给管路连接所述空冷塔水出口与所述水冷塔冷却水管路。
[0010]更进一步地，当冷却水系统的冷却水温度过低，水冷塔将出现结冰风险时，打开第二控制阀使得高温水与来自冷却水系统的冷却水混合后进入所述水冷塔冷却水入口，根据冷却水的实际水温调节所述第二控制阀的开度。
[0011]更进一步地，所述高温水来自于预冷系统外部。
[0012]更进一步地，所述高温水来自于一空气压缩机系统。
[0013]更进一步地，与所述高温水补给管路和所述水冷塔冷却水管路的连接点相比，所述第一控制阀位于所述水冷塔冷却水管路的所述连接点的上游侧，即更接近冷却水系统侧。
[0014]更进一步地，当冷却水系统的冷却水温度过低，关闭第一控制阀，使得冷却水系统的冷却水不进入所述水冷塔。
[0015]与现有技术相比较，本技术所提供的技术方案具有以下优点：本技术可以充分利用原本排放掉的空冷塔底部的高温水，或者来自空分装置空气压缩机系统的高温水，而无需额外的投入；设备更新部分较少，设备投入较低，即可以达到预期的技术效果；添置了所述高温水补给管路之后，可以通过在送入水冷塔冷却水管路的冷却水中混合高温水，增加了进入水冷塔的冷却水的温度，使得在热交换过程中水冷塔中的冷却水结冰的风险降低；或者通过关闭水冷塔冷却水管路的阀门，使得冷却水系统的冷却水不进入所述水冷塔，避免水冷塔出现结冰风险，使用起来非常灵活。
附图说明
[0016]关于本技术的优点与精神可以通过以下的技术详述及所附图得到进一
步的了解。
[0017]图1是现有技术的预冷系统的结构示意图。
[0018]图2是本技术所提供的具有防冻功能的预冷系统的结构示意图。
[0019]附图标示：
[0020]1 空冷塔
[0021]2 水冷塔
[0022]A 冷冻单元
[0023]B 冷却单元
[0024]C 冷冻水入口
[0025]D 空冷塔冷却水入口
[0026]E 空冷塔空气入口
[0027]F 空冷塔水出口
[0028]G 空冷塔空气出口
[0029]H 换热区
[0030]I 水冷塔气体入口
[0031]J 水冷塔冷却水入口
[0032]L 冷冻水出口
[0033]M 水冷塔气体出口
[0034]P1 冷却水泵
[0035]P2 冷冻水泵
[0036]K1 水冷塔冷却水管路
[0037]K2 空冷塔冷却水管路
[0038]K3 空冷塔冷冻水管路...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有防冻功能的预冷系统，所述预冷系统至少包括一空冷塔、一水冷塔和一冷却水系统，其中，所述空冷塔包括冷冻单元和冷却单元，所述冷冻单元和冷却单元从上至下依次排布；冷冻水入口，其设置于所述冷冻单元的上方；空冷塔冷却水入口，其设置于所述冷冻单元与所述冷却单元之间；空冷塔空气入口，其设置于所述冷却单元的下方；空冷塔水出口，其设置于所述空冷塔的底部；空冷塔空气出口，其设置于所述空冷塔的顶部；所述水冷塔包括换热区，其位于所述水冷塔的中部；水冷塔冷却水入口，其设置于所述换热区的上方；水冷塔气体入口，其设置于所述换热区的下方；冷冻水出口，其设置于所述水冷塔的下部；水冷塔气体出口，其设置于所述水冷塔的顶部；空冷塔冷却水管路，冷却水系统中的冷却水经冷却水泵和所述空冷塔冷却水管路与所述空冷塔冷却水入口相连，冷却水系统中的冷却水进入空冷塔并被均匀分布在冷却单元中；水冷塔冷却水管路，冷却水系统中的冷却水通过所述水冷塔冷却水管路与水冷塔冷却水入口相连，冷却水系统中的冷却水进入水冷塔并被均匀分布在换热区中；第一控制阀，所述第一控制阀设置在水冷塔冷却水管路上；空冷塔冷冻水管路，其用于连接水冷塔的所述冷冻水出口和空冷塔的所述冷冻水入口，水冷塔产生的冷冻水通过冷冻水泵和所述空冷塔冷冻水管路进入空冷塔并被均匀分布在冷冻单元中；其特征在于：所述预冷...

【专利技术属性】
技术研发人员：高飞，
申请(专利权)人：乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司，
类型：新型
国别省市：