专利名称：一种热媒炉膨胀罐氮封稳压器的制作方法
技术领域：
本实用新型是热媒加热炉膨胀罐氣封的一种热媒炉膨胀罐氮封稳压器。涉及 未列入其它小类的热交换介质不直接接触的热交换装置和管道系统技术领域。
背景技术：
热媒炉是许多行业釆用的加热设备。为避免热媒氧化，热媒炉需要有配套的 氮气覆盖保护装置，并产生稳定的氮压。目前氮气覆盖保护装置主要采用稳压阀 技术实现氮气覆盖保护，这就需要稳压阆有很高的灵敏度，但此类产品目前在世界上都不太过关，因而难以在热媒膨胀罐中实现自动氮气保护。如1985年从美国 引进10台4650KW热媒炉，该炉型缺点之一是热媒膨胀罐中热媒温度达IO(TC以 上，为避免热媒氧化，热媒膨胀罐中必须有氮气覆盖。原氮气覆盖系统是靠一个 稳压阀和一个安全阀来实现稳压工作的。氮气罐内正常压力为0. 05MPa，压力低 于此值时通过稳压闽向罐内补气，压力高于此值时由安全阖向罐外排气。由于稳 压阀定值仅为0.05MPa，这就需要稳压阀有很高的灵敏度，因而难以在热媒膨胀 罐中实现自动氮气保护。若以手动投氮气， 一方面每年氮气的消耗量太大(每年 消耗量在80瓶以上)，另一方面有时运行岗位人员责任心不强，忘投氮气，这样 就加速热媒氧化，使热媒寿命大大缩短。后有改进为靠稳压阀加液封井来实现热 媒膨胀罐氮封的，但也由于稳压阀质量不过关，而使氮封系统失灵，可以说目前 国内热媒膨胀罐的氮封系统大多处于不完善状态。实用新型内容本实用新型的目的是设计一种热媒加热炉膨胀罐氮封可靠、准确的一种热媒 炉膨胀罐氮封稳压器。本实用新型的构成如图1所示，它主要由氮气瓶1、稳压阀2、泄放电磁阀4、 充气电磁阀5、压力表8、电接点压力表9、隔离罐IO、手动闽ll、膨胀罐13、 控制器12和控制电路组成。氮气瓶1输出经稳压阀2、氮气管线3后分为两路，一路接充气电磁阀5、另 一路接手动充气阀6和活结7，两路并联后共同接膨胀罐 13的气相空间，同时膨胀罐13的气相空间还有一路接泄放电磁阀4后接放空口 15, 另一路依次串接手动阀11、隔离罐IO、电接点压力表9，而泄放电磁阀4、充气
电磁阀5的控制端和电接点压力表9的输出端都与控制器12由控制器线路14电 连接;整个系统安装在一个仪表箱内。其中手动阀ll为手动球阀；压力表8为普通压力表；控制器12为可编程控 制器(PLC)。电接点压力表9作为压力指示比对和设定压力制定值用，电接点压力表9下 接隔离罐IO，隔离罐10内充满隔离液，隔离罐10下经隔离罐阀ll接向膨胀罐 13;充足隔离液后隔离罐应避免倒置，以防隔离液流失，造成氮气中夹带的气相热 媒腐蚀压力表内的弹簧管。本热媒炉膨胀罐氮封稳压器的控制电路如图2所示，交流220V电源经开关接 并联的三部分 一是指示灯HL1， 二是2#自动充气电磁阀线包VC与指示灯HL2并 联再与并联的Jl、 KT1串联，三是3#自动泄压电磁阀线包VC与指示灯HL3并联再 与并联的J2、KT2串联；同时交流220V电源加到电源经24V开关电源的输入，24V 开关电源输出的24V加于并联的五部分电路上 一是J1线包与J3、 SP1下串联， 二是KT1线包与Jl串联，三是J3线包与SP1上串联，四是J2线包与J3串联，五 是KT2线包与J2串联。其中Jl、 J2、 J3、 HH53P为中间继电器;SP1为电接点压力表9的电接点；J1、 J2、 AT脂N为断电延时继电器。可编程(PLC)控制器12的控制电路如图3所示，图中SO为接触式开关， Ml为充气电磁阀，M2为放气电磁阀，FU为熔断器。在-24V与可编程(PLC)控制 器12的0001和0002端之间接有接触式开关SO，在可编程(PLC )控制器12的L2/N 与1001、 1002、 1003端之间分别接有熔断器FU、并联的指示灯HL2和充气电磁 阀M1、并联的指示灯HL3和放气电磁阀M2。开关S1合上接通电源后，电源指示灯HL1亮。当氮气压力低于0.02MPa时， 接通OOOl,充气电磁阀灯HL2亮，充气电磁阀打开，开始充气，压力大于O. 02MPa 后断开，充气电磁阀关闭，充气电磁阀灯HL2灭；当氮气压力高于O. 06MPa时， 接通0002，泄气电磁阀灯HL3亮，泄气电磁阀打开泄气，压力低于O. 06MPa后断 开，泄气电磁闽关闭，泄气电磁阀灯HL3灭。本稳压系统安装在一个仪表箱内，箱上部有手动球阀ll,稳压器2正常运行 时为常闭，作为故障应急状态时手动充气用。中部为自动充气电磁阀5，其左下 管接减压氮气瓶l。下部为自动泄放电磁阀4，其左下管接超压放空口 15,右下 管接膨胀罐13气相空间，用于膨胀罐13的低压充气和高压泄气。箱内右上方装
有一块普通压力表8和一块电接点压力表9,作为压力指示比对和设定压力制定值用，电接点压力表9下设隔离罐10,内充满隔离液，充足隔离液后隔离罐应避免倒置,以防隔离液流失，造成氮气中夹带的气相热媒腐蚀压力表内的弹簧管，隔离罐10下经隔离罐阀11接向膨胀罐13。在箱柜内控制板上装有可编程控制器12 (PLC)控制箱面板上装有电源指示灯、充气指示灯、泄气指示灯，指示控制状态、 充气阀状态和泄气阀状态。指示灯上面有一个蜂鸣器，在充气和泄气2分钟后， 气压未低于泄气设定值时给出声光报警。由上可见，本稳压系统利用可编程控制器12 (PLC)控制自动充气电磁闽5 和自动泄放电磁.阀4,实现膨胀罐13的自动氮封稳压，其氮封稳压可靠、准确，既 安全、省事，又节省资源。
图1一种热媒炉膨胀罐氮封稳压器构成图图2 —种热媒炉膨胀罐氮封稳压器控制电路图图3—种热媒炉膨胀罐氮封稳压器PLC内部控制电路图其中l一氮气瓶 2—稳压阀3—氮气管线 4一泄放电磁阀5—充气电磁阀 6—手动充气阀7—活结 8—压力表9一电接点压力表 IO—隔离罐ll一手动阀 12—控制器13_膨胀罐 14一控制器线路15—放空口具体实施方式
实施例.以本例来说明本实用新型的具体实施方式
并对本实用新型作进一步 的说明。本例是一实验样机，其构成如图l、图2、图3所示。手动阀11选DN20 手动球阀；充气电磁阀5选DN20电动球阀(电压220V， MODEL: 2W-200-20, TEMP: -5—80度)；泄放电磁阀4选DN20电动球阀(电压220V, MODEL: 2W-200-20， TEMP: -5—80度；)；压力表8选普通压力表量程0 ~ 0. 16MPa;电接点压力表9选 磁助式电接点压力表量程0 ~ 0.16MPa;控制器12选日本0MR0N公司生产的髙性能 可编程控制器;控制电路按图2连接；PLC内部控制电路按图3连接。
本稳压系统按上述器件和电路制作、安装在一个仪表箱内，箱上部有DN20 手动球阀ll,稳压器2正常运行时为常闭，作为故障应急状态时手动充气用。中 部为DN20充气电磁阀5，其左下管接减压氮气瓶l。下部为DN20泄放电磁阀4, 其左下管接超压放空口 15,右下管接膨胀罐13气相空间，用于膨胀罐13的低压 充气和高压泄气。箱内右上方装有一块普通压力表8和一块电接点压力表9，作 为压力指示比对和设定压力制定值用，电接点压力表9下设隔离罐10,内充满隔 离液，充足隔离液后隔离罐应避免倒置，以防隔离液流失，造成氮气中夹带的气 相热媒腐蚀压力表内的弹簧管，隔离罐10下经隔离罐手动阀11接向膨胀罐13。 在箱柜内控制板上装有可编程控制器(PLC) 12，控制箱面板上装有电源指示灯、 充气指示灯、泄气指示灯，指示控制状态、充气阀状态和泄气阀状态。指示灯上 面有一个蜂鸣器，在充气和泄气2分钟后，气压未低于泄气设定值时给出声光报警。本例在使用时，氮封压力由搡作人员设定。例如膨胀罐13内压力要求控制 在0. 02MPa—0. 06MPa之间，则应将电接点压力表9下限指针旋至0. 02MPa处，上 限指针旋至0. 06MPa。设备启动后(1)如果膨胀罐13内压力低于0. 02MPa，则 充气电磁闽5(低压)开启，氮气瓶l向膨胀罐13充入氮气升压；当到达0.02MPa 的状态时，稳压；(2)当热媒系统运行中热媒升温，气体膨胀罐13内压力升高到 0.06MPa，电接点压力表9上限指针接通，泄放电磁阀4打开泄压，并延时十秒关 闭泄放电磁阀4;当膨胀罐13内压力低于0. 06MPa后，系统又进入0. 02MPa— 0. 06MPa之间的稳压状态；(3)当热媒炉停炉后膨胀罐13内气体冷却，膨胀罐13 内压力低于0.02MPa，充气电磁阀5开启，氮气瓶l向膨胀罐13充入氮气，升压； 当到达O. 02MPa的状态时，稳压。经过样机试制及多次模拟试验，该系统的优点是膨胀罐8氮气覆盖压力可 根据工艺需要人工设定，采用日本OMRON公司生产的高性能可编程控制器(PLC) 控制，大大提高了压力控制的稳定性和可靠性。同时安全、稳定、简便，经济适用。
权利要求1.一种热媒加热炉膨胀罐氮封的一种热媒炉膨胀罐氮封稳压器，其特征是它主要由氮气瓶[1]、稳压阀[2]、泄放电磁阀[4]、充气电磁阀[5]、压力表[8]、电接点压力表[9]、隔离罐[10]、手动阀[11]、膨胀罐[13]、控制器[12]和控制电路组成，氮气瓶[1]输出经稳压阀[2]、氮气管线[3]后分为两路，一路接充气电磁阀[5]、另一路接手动充气阀[6]和活结[7]，两路并联后共同接膨胀罐[13]的气相空间，同时膨胀罐[13]的气相空间还有一路接泄放电磁阀[4]后接放空口[15]，另一路依次串接手动阀[11]、隔离罐[10]、电接点压力表[9]，而泄放电磁阀[4]、充气电磁阀[5]的控制端和电接点压力表[9]的输出端都与控制器[12]由控制器线路[14]电连接；整个系统安装在一个仪表箱内。
2. 根据权利要求1所述的一种热媒炉膨胀罐氮封稳压器，其特征是在电接点压 力表[9]下方接隔离罐[10]，隔离罐[10]内充满隔离液，隔离罐[10]下经隔离罐阀 [11]接向膨胀罐[13]。
3. 根据权利要求1所述的一种热媒炉膨胀罐氮封稳压器，其特征是所述控制 电路为交流220V电源经开关接并联的三部分 一是指示灯HL1， 二是2#自动充气 电磁阀线包VC与指示灯HL2并联再与并联的Jl、 KT1串联，三是3#自动泄压电磁 阀线包VC与指示灯HL3并联再与并联的J2、 KT2串联；同时交流220V电源加到 电源经24V开关电源的输入，24V开关电源输出的24V加于并联的五部分电路上 一是Jl线包与J3、 SP1下串联，二是KT1线包与Jl串联，三是J3线包与SP1 上串联，四是J2线包与J3串联，五是KT2线包与J2串联。
4. 根据权利要求1所述的一种热媒炉膨胀罐氮封稳压器，其特征是所述控制 器[12]为在-24V与可编程(PLC)控制器[12]的0001和0002端之间接有接触式 开关SO,在可编程(PLC)控制器[12]的L2/N与1001、 1002、 1003端之间分别接 有熔断器FU、并联的指示灯HL2和充气电磁阀Ml、并联的指示灯HL3和放气电磁 阀M2。
专利摘要本实用新型是热媒加热炉膨胀罐氮封的一种热媒炉膨胀罐氮封稳压器。涉及未列入其它小类的热交换介质不直接接触的热交换装置和管道系统技术领域。氮气瓶[1]输出经稳压阀[2]、氮气管线[3]后分为两路，一路接充气电磁阀[5]、另一路接手动充气阀[6]和活结[7]，两路并联后共同接膨胀罐[13]的气相空间，同时膨胀罐[13]的气相空间还有一路接泄放电磁阀[4]后接放空口[15]，另一路依次串接手动阀[11]、隔离罐[10]、电接点压力表[9]，而泄放电磁阀[4]、充气电磁阀[5]的控制端和电接点压力表[9]的输出端都与控制器[12]由控制器线路[14]电连接。本稳压器氮封稳压可靠、准确，既安全、省事，又节省资源。
文档编号F27D7/00GK201032392SQ20072014888
公开日2008年3月5日 申请日期2007年4月24日 优先权日2007年4月24日
发明者冯雅玲, 波 刘, 孙海燕, 孟庆宝, 张新昌, 力 王 申请人:中国石油天然气股份有限公司