一种减压系统的温度控制设备的制作方法

本发明属于煤化工与石油化工设备技术领域，具体涉及一种减压系统的温度控制设备。

背景技术

减压系统用于非固定床加氢装置中300～600℃高温及10～30mpa压力的恶劣工况下多相流介质的压力及流量调节，在减压系统投用前需要进行升温热备，避免高温介质直接进入管线引起管道或设备损坏；在投用后，为了便于快速检修，又需要进行合理速率的降温，以节省检修时间。

现阶段，由于温度和压力的苛刻条件，管线升温热备多采用直接在管线表面进行电加热的方案。但是电加热方案易引起管线外壁局部高温，加速管道及设备材料氧化；电加热的不均匀性也会造成管道应力不均，引起材料晶内/晶间析出、沿晶开裂等现象，并最终产生裂纹，加速管道材料失效。同时，电加热方案在检修时只能采用耗时的空冷方法，或者额外配置冷却系统增加设备造价。

此外，也有一些方案采用介于常温和工况温度之间的单一温度的热油媒介进行管线的温度控制。然而当工况温度较高时，单一温度的热油媒介与管线间的温度差能达到100～300℃，仍会引起管线材料的激冷激热，大幅降低管线寿命。

因此，亟需设计一套合理的温度控制设备来保证减压系统的正常运行。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种减压系统的温度控制设备，以保证减压系统的正常运行。

本发明的技术方案如下：

一种减压系统的温度控制设备，所述的减压系统用于高温高压工况，包括主工艺模块、机械控制系统、温度控制设备及智能控制系统；

工艺介质进入主工艺模块，在智能控制系统的指令下，机械控制系统输出力矩，主工艺模块的各阀门进行动作开关及开度调节，从而实现工艺介质的减压，之后从减压系统流出；

所述的减压系统主工艺模块采用两路至七路包含减压阀组的主工艺管线，每一路主工艺管线完全相同，包含以减压调节阀为核心、前后切断阀或切换阀为辅助的减压阀组：

减压系统主工艺模块中的每一路主工艺管线依次包含连接管道i、上游第一道切断阀、连接管道ii、上游第二道切断阀、连接管道iii、减压阀、连接管道iv、下游第二道切断阀、连接管道v、下游第一道切断阀、连接管道vi；

机械控制系统分别与每一路主工艺管线的上游第一道切断阀、上游第二道切断阀、减压阀、下游第二道切断阀以及下游第一道切断阀相连接；

所述的温度控制设备根据智能控制系统的指令，向减压系统主工艺管线提供不同温度、压力、种类的介质，实现减压系统内部的温度控制、压力控制、清洁、密封检测等功能；

所述的温度控制设备分别与主工艺管线上四段连接管道的连接点，具体为与连接管道ii的连接点i、与连接管道iii的连接点ii、与连接管道iv的连接点iii、与连接管道v的连接点iv；

所述的温度控制设备根据智能控制系统的指令，通过所述的连接点i、连接点ii、连接点iii、连接点iv，向减压系统主工艺模块提供或回收热力平衡介质；

所述的热力平衡介质在减压系统的主工艺管线中流动，实现对减压系统主工艺模块进行包括升温、保温、降温等温度控制。

进一步的，如上所述的一种减压系统的温度控制设备，温度控制设备包含储存单元、切换单元、加热单元、冷却单元、输送单元、热力平衡介质入口以及热力平衡介质出口；

所述的储存单元为储罐；

切换单元包括最小回流阀、阀门i、阀门ii、阀门iii、阀门iv和阀门v；

加热单元为加热器；

冷却单元为冷却器；

输送单元为泵组；

所述的连接点i、连接点ii、连接点iii、连接点iv分别与温度控制设备中的热力平衡介质入口或者热力平衡介质出口相连；

所述的热力平衡介质从热力平衡介质入口进入储罐，从储罐中输出的热力平衡介质经过泵组提高压力输送至最小回流阀处，进而根据主工艺模块需求流量大小往下游输送或回到储罐中；

当储罐中的介质温度低于设定温度时，热力平衡介质输送至下游，依次通过阀门ii、加热器，经加热器加热至设定温度后，流经阀门iii和阀门v，通过热力平衡介质出口供给主工艺模块；

当储罐中介质温度高于设定温度时，热力平衡介质输送至下游，依次通过阀门i、冷却器，经冷却器冷却至设定温度后，流经阀门iv和阀门v，通过热力平衡介质出口供给主工艺模块；

当热力平衡介质从主工艺模块出来后，执行如下动作之一：流入储罐中进行循环、不再流入储罐中。

当储罐中的热力平衡介质温度低于设定温度时，先调整储罐中加热器的设置，将热力平衡介质加热至设定温度，然后将热力平衡介质输送至下游，使其依次流经阀门ii和阀门iii，通过热力平衡介质出口供给主工艺模块；

当储罐中热力平衡介质温度高于设定温度时，将热力平衡介质输送至下游，通过阀门i后，经过冷却器冷却至设定温度，然后流经阀门iii，通过热力平衡介质出口供给主工艺模块；

当热力平衡介质从主工艺模块出来后，执行如下动作之一：流入储罐中进行循环、不再流入储罐中。

进一步的，如上所述的一种减压系统的温度控制设备，根据实际需求选择不同温度、压力和种类的热力平衡介质。

进一步的，如上所述的一种减压系统的温度控制设备，所述的热力平衡介质为油品、蒸汽中的一种。

进一步的，如上所述的一种减压系统的温度控制设备，在所述的连接点i、连接点ii、连接点iii、连接点iv位置分别设置压力表。

进一步的，如上所述的一种减压系统的温度控制设备，所述的冷却器为空气冷却器、循环水冷却器中的一种；所述的加热器为电加热器、油加热器中的一种。

本发明的显著效果在于：

(1)本发明温度控制设备适用于高温高压工况下的减压系统，可大幅降低管线材料氧化可能，延长管线使用寿命。

(2)本发明温度控制设备对减压系统管线材料加热均匀，可有效降低材料的热应力。

(3)本发明温度控制设备可以实现连续可调的温度控制功能，可靠性高，更有利于保护管线设备的安全。

附图说明

图1为一种减压系统实施例结构示意图；

图2为一种减压系统的温度控制设备方案一示意图；

图3为一种减压系统的温度控制设备方案二示意图。

图中：1、主工艺线入口；2、上游第一道切断阀；3、上游第二道切断阀；4、减压调节阀；5、下游第二道切断阀；6、下游第一道切断阀；7、主工艺线出口；8、热力平衡系统；9、机械控制系统；11、热力平衡介质入口；12、储罐；13、输送泵组；14、最小回流阀；15、阀门i；16、冷却器；17、阀门ii；18、加热器；19、阀门iii；20、阀门iv；21、阀门v；22、热力平衡介质出口；23、热力平衡介质入口；24、储罐；25、加热器；26、输送泵组；27、最小回流阀；28、阀门i、29、冷却器；30、阀门ii；31、连接管道i；32、连接管道ii；33、连接管道iii；34、连接管道iv；35、连接管道v；36、连接管道vi；41、阀门iii；42、热力平衡介质出口；81、连接点i；82、连接点ii；83、连接点iii；84、连接点iv。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1～3所示，本发明一种减压系统的温度控制设备，所述的减压系统用于高温高压工况，包括主工艺模块、机械控制系统9、温度控制设备8及智能控制系统；

工艺介质进入主工艺模块，在智能控制系统的指令下，机械控制系统输出力矩，主工艺模块的各阀门进行动作开关及开度调节，从而实现工艺介质的减压，之后从减压系统流出；

所述的减压系统主工艺模块采用两路至七路包含减压阀组的主工艺管线，每一路主工艺管线完全相同，包含以减压调节阀为核心、前后切断阀或切换阀为辅助的减压阀组：

减压系统主工艺模块中的每一路主工艺管线依次包含连接管道i、上游第一道切断阀、连接管道ii、上游第二道切断阀、连接管道iii、减压阀、连接管道iv、下游第二道切断阀、连接管道v、下游第一道切断阀、连接管道vi；

机械控制系统9分别与每一路主工艺管线的上游第一道切断阀、上游第二道切断阀、减压阀、下游第二道切断阀以及下游第一道切断阀相连接；

所述的温度控制设备8根据智能控制系统的指令，向减压系统主工艺管线提供不同温度、压力、种类的介质，实现减压系统内部的温度控制、压力控制、清洁、密封检测等功能；

所述的温度控制设备8分别与主工艺管线上四段连接管道的连接点，具体为与连接管道ii的连接点i、与连接管道iii的连接点ii、与连接管道iv的连接点iii、与连接管道v的连接点iv；

所述的温度控制设备8根据智能控制系统的指令，通过所述的连接点i、连接点ii、连接点iii、连接点iv，向减压系统主工艺模块提供或回收热力平衡介质；

所述的热力平衡介质在减压系统的主工艺管线中流动，实现对减压系统主工艺模块进行包括升温、保温、降温等温度控制。

如图2所示，在一个实施例中，温度控制设备8包含储存单元、切换单元、加热单元、冷却单元、输送单元、热力平衡介质入口11以及热力平衡介质出口22；

所述的储存单元为储罐12；

切换单元包括最小回流阀14、阀门i15、阀门ii17、阀门iii19、阀门iv20和阀门v21；

加热单元为加热器18；

冷却单元为冷却器16；

输送单元为泵组13；

所述的连接点i、连接点ii、连接点iii、连接点iv分别与温度控制设备8中的热力平衡介质入口11或者热力平衡介质出口22相连；

所述的热力平衡介质从热力平衡介质入口11进入储罐12，从储罐12中输出的热力平衡介质经过泵组13提高压力输送至最小回流阀14处，进而根据主工艺模块需求流量大小往下游输送或回到储罐12中；

当储罐12中的介质温度低于设定温度时，热力平衡介质输送至下游，依次通过阀门ii17、加热器18，经加热器18加热至设定温度后，流经阀门iii19和阀门v21，通过热力平衡介质出口22供给主工艺模块；

当储罐12中介质温度高于设定温度时，热力平衡介质输送至下游，依次通过阀门i15、冷却器16，经冷却器16冷却至设定温度后，流经阀门iv20和阀门v21，通过热力平衡介质出口22供给主工艺模块；

当热力平衡介质从主工艺模块出来后，执行如下动作之一：流入储罐12中进行循环、不再流入储罐12中。

当主工艺模块需要降温时，温度控制设备8根据智能控制系统要求，执行如下两个动作之一提供温度连续降低的介质至主工艺模块：

①打开阀门i15、阀门ii17之一；

②同时打开阀门i15和阀门ii17；

当主工艺模块需要升温及热备时，温度控制设备8根据智能控制系统要求，执行如下两个动作之一提供温度连续升高的介质至主工艺模块：

①打开阀门i15、阀门ii17之一；

②同时打开阀门i15和阀门ii17。

如图3所示，在另一个实施例中，温度控制设备8包含储存单元、切换单元、加热单元、冷却单元、输送单元、热力平衡介质入口23以及热力平衡介质出口42；

所述的储存单元为储罐24；

切换单元包括最小回流阀27、阀门i28、阀门ii30和阀门iii41；

加热单元为加热器25，冷却单元为冷却器29、输送单元为泵组26；

所述的连接点i、连接点ii、连接点iii、连接点iv与温度控制设备8中的热力平衡介质入口23或者热力平衡介质出口42相连；

所述的热力平衡介质从热力平衡介质入口23进入储罐24，从储罐24中输出的介质经过输送泵组26提高压力输送至最小回流阀27处，进而根据主工艺模块需求流量大小往下游输送或回到储罐24中；

当储罐24中的热力平衡介质温度低于设定温度时，先调整储罐24中加热器25的设置，将热力平衡介质加热至设定温度，然后将热力平衡介质输送至下游，使其依次流经阀门ii30和阀门iii41，通过热力平衡介质出口42供给主工艺模块；

当储罐24中热力平衡介质温度高于设定温度时，将热力平衡介质输送至下游，通过阀门i28后，经过冷却器29冷却至设定温度，然后流经阀门iii41，通过热力平衡介质出口42供给主工艺模块；

当热力平衡介质从主工艺模块出来后，执行如下动作之一：流入储罐24中进行循环、不再流入储罐24中。

当主工艺模块需要降温时，温度控制设备8根据智能控制系统要求，执行如下两个动作之一提供温度连续降低的介质至主工艺模块：

①打开阀门i28、阀门ii30之一；

②同时打开阀门i28和阀门ii30；

当主工艺模块需要升温及热备时，温度控制设备8根据智能控制系统要求，执行如下两个动作之一提供温度连续升高的介质至主工艺模块：

①打开阀门i28、阀门ii30之一；

②同时打开阀门i28和阀门ii30。

根据实际需求选择不同温度、压力和种类的热力平衡介质；

所述的热力平衡介质为油品、蒸汽中的一种；

在所述的连接点i、连接点ii、连接点iii、连接点iv位置分别设置压力表；

所述的冷却器16为空气冷却器、循环水冷却器中的一种；所述的加热器18为电加热器、油加热器中的一种。

实施例1

一种减压系统的温度控制设备，所述的减压系统工作于高温高压工况，可以为两路至七路包含减压阀组的主工艺管线，此处以两路主工艺管线为例说明该减压系统的温度控制设备及方法。

如图1所示的减压系统主工艺模块，采用包含减压阀组的两路主工艺管线，a路和b路，两路完全相同，可实现一路运行、一路备用，或两路同时运行。

以a路为例，所述的a路主工艺管线依次包含连接管道i31、上游第一道切断阀2、连接管道ii32、上游第二道切断阀3、连接管道iii33、减压阀4、连接管道iv34、下游第二道切断阀5、连接管道v35、下游第一道切断阀6、连接管道vi36。

以b路为例，机械控制系统9分别与该路的上游第一道切断阀2、上游第二道切断阀3、减压阀4、下游第二道切断阀5以及下游第一道切断阀6相连接。机械控制系统9提供了各自动阀门动作所需力矩，并根据智能控制系统指令进行动作，从而控制各阀门开关。

减压系统热力平衡系统8将根据智能控制系统的指令，向减压系统主工艺管线提供不同温度、压力、种类的介质，实现减压系统内部的温度控制功能；所述的减压系统的温度控制方法，决定了热力平衡系统8的功能介质注入、排出位置及相应阀门动作时序。

所述的主工艺模块如图1所示，包含热力平衡系统8分别与主工艺管线上四段连接管道的连接点，具体为与连接管道ii的连接点i81、与连接管道iii的连接点ii82、与连接管道iv的连接点iii83、与连接管道v的连接点iv84，且在各连接点附近均设置压力表，各连接点可以与热力平衡子撬块中的热力平衡介质入口11或者热力平衡介质出口22相连。

如图2所示，所述减压系统的温度控制设备，包含储存单元、切换单元、加热单元、冷却单元、输送单元、热力平衡介质入口11以及热力平衡介质出口22；

所述的储存单元为储罐12、切换单元包括最小回流阀14、阀门i15、阀门ii17、阀门iii19、阀门iv20和阀门v21等阀门，加热单元为加热器18，冷却单元为冷却器16、输送单元为泵组13；

所述的连接点i、连接点ii、连接点iii或连接点iv与热力平衡系统中的热力平衡介质入口11或者热力平衡介质出口22相连；

所述的介质从热力平衡介质入口11进入储罐12，从储罐12中输出的介质经过泵组13提高压力输送至最小回流阀14处，进而根据主工艺模块需求流量大小往下游输送或回到储罐12中；

当储罐12中的介质温度过低时，介质输送至下游，依次通过阀门ii17、经加热器18加热至一定温度后，流经阀门iii19和阀门v21，最终通过热力平衡介质出口22供给主工艺模块；

当储罐12中介质温度过高时，介质输送至下游，依次通过阀门i15、经冷却器16冷却至一定温度后，流经阀门iv20和阀门v21，最终通过热力平衡介质出口22供给主工艺模块；

所述的功能单元在智能控制系统的指令下，实现相应功能。所述的热力平衡介质在减压系统的主工艺管线中流动，实现对减压系统主工艺模块进行升温、保温、降温等温度控制，介质可以为油品或蒸汽。

当主工艺模块需要降温时，热力平衡系统将根据智能控制系统要求，只打开阀门i15或阀门ii17，或同时打开阀门i15和阀门ii17，提供温度连续降低的介质至主工艺模块。

当主工艺模块需要升温及热备时，热力平衡系统将根据智能控制系统要求，只打开阀门i15或阀门ii17，或同时打开阀门i15和阀门ii17，提供温度连续升高的介质至主工艺模块。

当热力平衡介质从主工艺模块出来后，可以选择流入储罐12中进行循环；也可选择不再流入储罐12中。

实施例2

一种减压系统的温度控制设备，所述的减压系统工作于高温高压工况，可以为两路至七路包含减压阀组的主工艺管线，此处以两路主工艺管线为例说明该减压系统的温度控制设备及方法。

如图1所示的减压系统主工艺模块，采用包含减压阀组的两路主工艺管线，a路和b路，两路完全相同，可实现一路运行、一路备用，或两路同时运行。

以a路为例，所述的a路主工艺管线依次包含连接管道i31、上游第一道切断阀2、连接管道ii32、上游第二道切断阀3、连接管道iii33、减压阀4、连接管道iv34、下游第二道切断阀5、连接管道v35、下游第一道切断阀6、连接管道vi36。

以b路为例，机械控制系统9分别与该路的上游第一道切断阀2、上游第二道切断阀3、减压阀4、下游第二道切断阀5以及下游第一道切断阀6相连接。机械控制系统9提供了各自动阀门动作所需力矩，并根据智能控制系统指令进行动作，从而控制各阀门开关。

减压系统热力平衡系统8将根据智能控制系统的指令，向减压系统主工艺管线提供不同温度、压力、种类的介质，实现减压系统内部的温度控制功能；所述的减压系统的温度控制方法，决定了热力平衡系统8的功能介质注入、排出位置及相应阀门动作时序。

所述的主工艺模块如图1所示，包含热力平衡系统8分别与主工艺管线上四段连接管道的连接点，具体为与连接管道ii的连接点i81、与连接管道iii的连接点ii82、与连接管道iv的连接点iii83、与连接管道v的连接点iv84，且在各连接点附近均设置压力表，各连接点可以与热力平衡子撬块中的热力平衡介质入口23或者热力平衡介质出口42相连。

如图3所示的减压系统的温度控制设备，包含储存单元、切换单元、加热单元、冷却单元、输送单元、热力平衡介质入口23以及热力平衡介质出口42；

所述的储存单元为储罐24、切换单元包括最小回流阀27、阀门i28、阀门ii30和阀门iii41等阀门，加热单元为加热器25，冷却单元为冷却器29、输送单元为泵组26；

所述的连接点i、连接点ii、连接点iii或连接点iv与热力平衡系统中的热力平衡介质入口23或者热力平衡介质出口42相连；

所述的介质从热力平衡介质入口23进入储罐24，从储罐24中输出的介质经过输送泵组26提高压力输送至最小回流阀27处，进而根据主工艺模块需求流量大小往下游输送或回到储罐24中；

当储罐24中的介质温度过低时，先调整储罐24中加热器25的设置，将介质加热至一定温度，然后将介质输送至下游，使其依次流经阀门ii30和阀门iii41最终通过热力平衡介质出口42供给主工艺模块；

当储罐24中介质温度过高时，将介质输送至下游，通过阀门i28后，经过冷却器29冷却至一定温度，然后流经阀门iii41，最终通过热力平衡介质出口42供给主工艺模块；

所述的功能单元在智能控制系统的指令下，实现相应功能。

所述的热力平衡介质在减压系统的主工艺管线中流动，实现对减压系统主工艺模块进行升温、保温、降温等温度控制。介质可以为油品、蒸汽等。

当主工艺模块需要降温时，热力平衡系统将根据智能控制系统要求，只打开阀门i28或阀门ii30，或同时打开阀门i28和阀门ii30，提供温度连续降低的介质至主工艺模块；

当主工艺模块需要升温及热备时，热力平衡系统将根据智能控制系统要求，只打开阀门i28或阀门ii30，或同时打开阀门i28和阀门ii30，提供温度连续升高的介质至主工艺模块。

当热力平衡介质从主工艺模块出来后，可以选择流入储罐24中进行循环；也可选择不再流入储罐24中。