专利名称：一种可实时调控供氧量的储氧装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种连续式空分管道供氧时氧气的储供调节装置。
技术背景由于现代化的钢铁冶炼生产需要大量的氧气，钢铁冶金企业通常都专门建有与钢铁产量相匹配的制氧机组来保证氧气的实时供给。然而，实际钢铁冶炼过程对氧气的实时需求量是很不均衡的，呈周期性和时段性的变化，而制氧机组实时供出的氧气量又是基本恒定的，这样就造成氧气需求量处于低谷时，供氧量过剩，供氧管网压力迅速升高，被迫将氧气作放空处理，造成能源浪费，而在氧气需求量达到高峰时，又出现管网供氧量不足。为解决钢铁冶炼生产中氧气实时供需量矛盾，现有技术的基本思路是明确的，即在用氧低谷时，将氧气液化储存，待用氧高峰时，将氧气汽化供出。存在的问题是如何以最经济、合理、高效的方式将用氧低谷时管网放损的氧气快速液化回收储存，而在用氧高峰时又能及时将储存的液氧快速汽化为氧气补充给管网，以弥补制氧机组供氧能力的不足。
实用新型内容本实用新型旨在提供一种利用液氧液氮冷量互换进行实时调控供氧量的储氧装置，以实现用氧低谷时快速地全部回收液化管网放损的氧气，用氧高峰时快速地补给氧气，达到节约能源，确保供氧的目的。
一种可实时调控供氧量的储氧装置，主要包括液化器、过冷器、保温冷箱、液氧储罐、液氮储罐、压力控制器、节流阀、氧气管网、氮气管网，所述液化器为液氧液氮冷量交换器，被放置于保温冷箱中，液化器的氧热端与氧气管网连接，液化器的氧冷端与液氧储罐连接，液化器的氮热端与氮气管网连接，液化器的氮冷端与液氮储罐连接。在用氧低谷时段，压力控制器检测出氧气管网压力升高至一定值时，自动输出信号控制氮增压器使液氮储罐增压，液氮储罐中的液氮流入液化器并在其中吸热汽化为氮气进入氮气管网，同时氧气管网中的富余氧气进入液化器并在其中放热液化为液氧流入液氧储罐储存；反之，在用氧高峰时段，压力控制器检测出氧气管网压力降低至一定值时，自动输出信号控制氧增压器使液氧储罐增压，液氧流入液化器并在其中吸热汽化为氧气向氧气管网补给氧气，同时氮气管网中的氮气进入液化器并在其中吸收冷量后液化为液氮流入液氮储罐储存。如此通过控制液氧液氮冷量相互交换来实现氧气管网中氧气的液化储存或汽化供出，从而实现对氧气管网供氧量的实时调控。
进一步地，在液化器的氧冷端与液氧储罐之间连接有使液氧进一步冷却的过冷器，过冷器被放置于保温冷箱中，过冷器的氧冷端通过两个并联互锁的节流阀与液氧储罐连接，过冷器的氮冷端通过一个节流阀与液氮储罐连接，过冷器的氮热端与液化器连接。
进一步地，液化器的冷端与液氧液氮储罐之间的连接管采用真空管，可减少冷量损失。
进一步地，所述液化器和过冷器采用板翅式换热结构，以提高换热效率。
进一步地，还可以检测氧气管网中的氧气流量信号替代压力信号作为压力控制器的输入信号。
由于本实用新型通过控制液氧液氮冷量互换，实现了对氧气管网中氧气的液化储存或汽化输出调控，使原放散的氧气得以全部回收，又由于调控所用的液氧液氮介质是制氧机组空分时自然产生的，无须投资新的液化装置，且调控中的冷量损失很小，实现了低能耗、低成本、高效率地回收管网放损的氧气，达到既节约能源，又确保冶金生产供氧的目的。
附图为储氧装置的构成与连接关系示意图。
具体实施方式
如图所示的可实时调控供氧量的储氧装置，主要由液化器1、保温冷箱2、液氧储罐3、液氮储罐4、压力控制器5、氮增压器6、氧增压器7、氧气管网8、氮气管网9及节流阀11、12、13、14、15、16构成，所述液化器1为液氧液氮冷量交换器，其结构采用板翅式换热结构，放置于保温冷箱2中，液化器1的氧热端通过节流阀15与氧气管网8连接，液化器1的氧冷端与液氧储罐3连接，液化器的氮热端通过节流阀16与氮气管网9连接，液化器1的氮冷端通过节流阀14与液氮储罐4连接。在用氧低谷时段，压力控制器5检测出氧气管网8中气体压力升高至一定值时，自动输出信号控制氮增压器6使液氮储罐4增压，液氮储罐4中的液氮流入液化器1并在其中吸热汽化为氮气进入氮气管网9，同时氧气管网8中的氧气进入液化器1并在其中放热液化为液氧流入液氧储罐3储存；反之，在用氧高峰时段，压力控制器5检测出氧气管网8压力降低至一定值时，自动输出信号控制氧增压器7使液氧储罐3增压，液氧流入液化器1并在其中吸热汽化为氧气向氧气管网8补给氧气，同时氮气管网9中的氮气进入液化器1并在其中吸收冷量后液化为液氮流入液氮储罐4储存。如此通过控制液氧液氮冷量相互交换来实现氧气管网中氧气的液化储存或汽化供出，从而实现对氧气管网供氧量的实时调控。
如图所示，为进一步使液氧液氮冷量得以充分交换，减少交换中的冷量损失，在液化器1的氧冷端与液氧储罐3之间增加可使液氧进一步冷却的过冷器10，过冷器10采用板翅式换热结构，也被放置于保温冷箱2中，过冷器10的氧冷端通过两个并联互锁的节流阀11、12与液氧储罐3连接，过冷器的氮冷端通过节流阀13与液氮储罐4连接，过冷器的氮热端与液化器1连接。
为减少冷量损失，液化器1的冷端与液氧液氮储罐3、4之间的连接管采用真空管。
压力控制器5可以选用可编程控制器，在实际实施时，也可以检测氧气管网8中的氧气流量信号替代压力信号作为压力控制器输入的信号。
权利要求1.一种可实时调控供氧量的储氧装置，主要包括液化器(1)、保温冷箱(2)、液氧储罐(3)、液氮储罐(4)、压力控制器(5)、氮增压器(6)、氧增压器(7)氧气管网(8)、氮气管网(9)，其特征在于所述液化器(1)为液氧液氮冷量交换器，被放置于保温冷箱(2)中，液化器(1)的氧热端与氧气管网(8)连接，液化器(1)的氧冷端与液氧储罐(3)连接，液化器(1)的氮热端与氮气管网(9)连接，液化器(1)的氮冷端与液氮储罐(4)连接，当压力控制器(5)检测出氧气管网(8)的压力增大至一定值时，自动输出信号控制氮增压器(6)使液氮储罐(4)增压，液氮流入液化器(1)并在其中吸热汽化为氮气进入氮气管网(9)，同时氧气管网(8)中的氧气进入液化器(1)并在其中放热液化为液氧流入液氧储罐(3)储存；当压力控制器(5)检测出氧气管网(8)压力减小至一定值时，自动输出信号控制氧增压器(7)使液氧储罐(3)增压，液氧流入液化器(1)并在其中吸热汽化为氧气向氧气管网(8)补供氧气，同时氮气管网(9)中的氮气进入液化器(1)并在其中吸收冷量后液化为液氮流入液氮储罐(4)储存，通过控制液氧液氮冷量相互交换来实现氧气管网(8)中氧气的液化储存或汽化供出，从而实现对氧气管网(8)供氧量的实时调控。
2.如权利要求1所述的可实时调控供氧量的储氧装置，其特征在于在液化器(1)的氧冷端与液氧储罐(3)之间还连接有使液氧进一步冷却的过冷器(10)，过冷器(10)被放置于保温冷箱(2)中，过冷器(10)的氧冷端通过两个并联互锁的节流阀(11)、(12)与液氧储罐(3)连接，过冷器(10)的氮冷端通过节流阀(13)与液氮储罐(4)连接，过冷器(10)的氮热端与液化器(1)连接。
3.如权利要求1所述的可实时调控供氧量的储氧装置，其特征在于液化器(1)的冷端与液氧液氮储罐(3)、(4)之间的连接管采用真空管，可减少冷量损失。
4.如权利要求1或2所述的可实时调控供氧量的储氧装置，其特征在于所述液化器(1)和过冷器(10)采用板翅式换热结构，以提高换热效率。
5.如权利要求1所述的可实时调控供氧量的储氧装置，其特征在于压力控制器(5)所检测输入的信号还可以是氧气管网(8)的氧气流量信号。
专利摘要本实用新型公开了一种利用液氧液氮冷量互换进行实时调控管道供氧量的储氧装置，主要由液化器、保温冷箱、液氧储罐、液氮储罐、压力控制器构成，液化器为液氧液氮冷量交换器，液化器的氧热端与氧气管网连接，液化器的氧冷端与液氧储罐连接，液化器的氮热端与氮气管网连接，液化器的氮冷端与液氮储罐连接。用氧低谷时，在压力控制器控制下，氧气管网中的氧气被液化为液氧流入液氧储罐储存；用氧高峰时，在压力控制器控制下液氧储罐中的液氧被汽化为氧气向氧气管网补给氧气。本实用新型实现了低能耗、低成本、高效率地回收冶金企业氧气管网放损的氧气，并能在用氧高峰时快速地向氧气管网补供氧气，达到节约能源，有效调控冶金生产供氧的目的。
文档编号F17D3/00GK2849428SQ20052003543
公开日2006年12月20日 申请日期2005年9月9日 优先权日2005年9月9日
发明者赵勤, 陈世江, 陈俊峰, 吴用明, 杨新久 申请人:攀枝花新钢钒股份有限公司