本发明属于制氧系统及工艺领域，特别涉及一种制氧机组不停机将纯氮气快速倒换污氮气的装置及其方法。
背景技术：
某钢铁分公司在现有钢产量15000吨/日的生产规模下，运行2台制氧机，氧气平衡。由于氮气多用于保安全和密封用，用量比产出多20000m3/h，为了开发利用这20000m3/h污氮气，因此利用停运的氮压机压纯氮气。但每次遇到高炉休风需要停运压污氮气的制氧机时，都需要先将运行制氧机的纯氮气倒换成污氮气，纯氮气用停运机组的氮压机压送，以满足高炉休风时氮气的平衡需求。
每次运行制氧机组纯氮气倒污氮气时，都将停运2台氮压机，然后将全部污氮气、纯氮气的入口和出口阀门全部倒换完毕，再重新启动2台氮压机，长期运行对氮气的平衡和氮压机的频繁启动，不仅浪费了电能，而且影响电机的使用寿命。每月高炉都会休风一次，而每次倒车都会造成20m3的液氮缺口，多消耗电能1000kw以上。
技术实现要素：
本发明的目的旨在提高制氧机组纯氮气倒换污氮气的速度，减少液氮和电能消耗，延长氮压机电机的使用寿命。
为此，本发明所采取的技术解决方案是：
一种制氧机组纯氮气倒换污氮气装置，包括1#空分塔、1#氮压机、2#空分塔、2#氮压机、氮水塔、1#空分塔与1#氮压机之间带有1#纯氮气入口阀的1#连接管、2#空分塔与2#氮压机之间带有2#纯氮气入口阀的2#连接管、2#空分塔与氮水塔之间的污氮气总出口管以及2#氮压机后部带有纯氮气出口阀的纯氮气管，增设纯氮气联通管及污氮气入口管，纯氮气联通管一端连接在1#氮压机与1#纯氮气入口阀之间的1#连接管上，另一端连接在2#空分塔与2#纯氮气入口阀之间的2#连接管上，纯氮气联通管上分别设有1#纯氮气联通阀和2#纯氮气联通阀；带有污氮气入口阀的污氮气入口管一端连接污氮气总出口管，另一端接在2#纯氮气入口阀与2#氮压机之间的2#连接管上；同时在2#氮压机与纯氮气出口阀之间的纯氮气管上旁接一根带有污氮气出口阀的污氮气管。
一种制氧机组纯氮气倒换污氮气装置的方法，其制氧机组不停车纯氮气倒换污氮气的具体方法为：
(1)打开2#氮压机后部的污氮气出口阀，将纯氮气送入污氮气管；
(2)关闭纯氮气出口阀，使纯氮气全部进入污氮气管；
(3)打开污氮气入口管上的污氮气入口阀，由于污氮气压力低于纯氮气压力，从而此时吸入2#氮压机的还是纯氮气；
(4)逐渐关闭2#纯氮气入口阀，使污氮气逐渐代替纯氮气送入2#氮压机，进而送入污氮气管；
(5)将2#连接管上的2#纯氮气入口阀失电，防止误操作；
(6)打开纯氮气连通管上的2#纯氮气联通阀，逐渐关闭即将停车的1#纯氮气联通阀，以保证纯氮气的正常外送。
本发明的有益效果为：
本发明在将污氮气送出的同时不影响纯氮气的送出，实现了所有倒气过程全部不用停机，所有气体的纯度不受影响，从而极大提高制氧机组纯氮气倒换污氮气的速度，减少液氮和电能消耗，每次倒车可节省液氮20m3，减少电能消耗1000kw以上，并能有效延长氮压机电机的使用寿命。
附图说明
图1是制氧机组纯氮气倒换污氮气装置结构示意图。
图中：1#空分塔1、1#纯氮气入口阀2、1#连接管3、1#纯氮气联通阀4、1#氮压机5、纯氮气联通管6、污氮气总出口管7、污氮气入口管8、氮水塔9、纯氮气出口阀10、纯氮气管11、污氮气管12、污氮气出口阀13、2#氮压机14、2#连接管15、污氮气入口阀16、2#纯氮气入口阀17、2#纯氮气联通阀18、2#空分塔19。
具体实施方式
由图1可见，本发明制氧机组纯氮气倒换污氮气装置，是在原有1#空分塔1、1#氮压机5、氮水塔9、2#氮压机14、2#空分塔19、1#空分塔1与1#氮压机5之间带有1#纯氮气入口阀2的1#连接管3、2#空分塔19与2#氮压机14之间带有2#纯氮气入口阀17的2#连接管15、2#空分塔19与氮水塔9之间的污氮气总出口管7以及2#氮压机14后部带有纯氮气出口阀10的纯氮气管11的基础上，增设了纯氮气联通管6及污氮气入口管8，纯氮气联通管6一端连接在1#氮压机5与1#纯氮气入口阀2之间的1#连接管3上，另一端连接在2#空分塔19与2#纯氮气入口阀17之间的2#连接管15上，纯氮气联通管6上分别设有1#纯氮气联通阀4和2#纯氮气联通阀18。带有污氮气入口阀16的污氮气入口管8一端连接污氮气总出口管7，另一端接在2#纯氮气入口阀17与2#氮压机14之间的2#连接管15上。同时，在2#氮压机14与纯氮气出口阀19之间的纯氮气管11上还旁接了一根污氮气管12，污氮气,12上设有污氮 气出口阀13。
本发明制氧机组不停车纯氮气倒换污氮气的具体方法为：
1、打开2#氮压机14后部的污氮气出口阀13，将纯氮气送入污氮气管12。
2、关闭纯氮气出口阀10，使纯氮气全部进入污氮气管12。
3、打开污氮气入口管8上的污氮气入口阀16，由于污氮气压力低于纯氮气的压力，从而此时吸入2#氮压机14的还是纯氮气。
4、逐渐关闭2#纯氮气入口阀17，使污氮气逐渐代替纯氮气送入2#氮压机14，进而送入污氮气管12。
5、将2#连接管15上的2#纯氮气入口阀17失电，防止误操作。
6、打开纯氮气连通管6上的2#纯氮气联通阀18，逐渐关闭即将停车的1#纯氮气联通阀4，以保证纯氮气的正常外送。