本實(shí)用新型屬于氮?dú)夤?yīng)裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種液氮熱水汽化系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著科技的高速發(fā)展，工業(yè)和科研機(jī)構(gòu)對高純度氮?dú)獾男枨笤絹碓礁?，由于氮?dú)庥昧枯^大，需要配套大型汽化器，當(dāng)制氮?dú)庋b置發(fā)生故障時(shí)，需要立即啟動(dòng)液氮備用系統(tǒng)，將液氮熱水汽化為氮?dú)狻?/p>
目前市場上的液氮熱水汽化系統(tǒng)或裝置大都存在如下問題：
（1）現(xiàn)有液氮往往通過空溫式汽化器與空氣換熱，在汽化器區(qū)域，形成大量濃霧區(qū)，造成能見度下降，影響操作和對汽化器的監(jiān)測。
（2）在氮?dú)夤?yīng)高峰或液氮汽化器出現(xiàn)故障時(shí)，現(xiàn)有系統(tǒng)或裝置通常是停止運(yùn)行進(jìn)行檢修，而沒有足夠的備用設(shè)備，這將大大影響氮?dú)獾墓?yīng)，進(jìn)而造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本實(shí)用新型的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種液氮熱水汽化系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)液氮和空氣換熱形成大量濃霧和無足夠備用汽化設(shè)備的問題。
為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案是：
一種液氮熱水汽化系統(tǒng)，包括控制系統(tǒng)和分別與控制系統(tǒng)連接的熱水鍋爐、若干熱水汽化器和自動(dòng)補(bǔ)水裝置；
熱水鍋爐通過管道與熱水汽化器連通；熱水鍋爐內(nèi)設(shè)有PLC控制系統(tǒng)；
自動(dòng)補(bǔ)水裝置包括與熱水鍋爐連通的高位水箱；
熱水汽化器包括熱水流通的殼程和液氮流通的管程；熱水汽化器罐體上依次設(shè)有上溫度檢測計(jì)、中溫度檢測計(jì)、下溫度檢測計(jì)和壓力檢測計(jì)；
熱水汽化器和熱水鍋爐之間設(shè)有輸出管道和回流管道。
優(yōu)選地，控制系統(tǒng)為DCS控制系統(tǒng)。
優(yōu)選地，熱水汽化器的殼程與輸出管道連通。
優(yōu)選地，熱水鍋爐為臥式內(nèi)燃三回程濕背式結(jié)構(gòu)鍋爐。
優(yōu)選地，熱水汽化器上還設(shè)有壓力報(bào)警裝置、液位報(bào)警裝置和溫度報(bào)警裝置。
本實(shí)用新型提供的液氮熱水汽化系統(tǒng)，具有以下有益效果：
熱水鍋爐和熱水汽化器之間連通有輸出管道和回流管道，其中輸出管道用于與液氮換熱汽化液氮，回流管道將換熱后的水送回?zé)崴仩t循環(huán)利用，整個(gè)過程通過各種檢測計(jì)如：溫度檢測計(jì)、流量計(jì)、壓力報(bào)警裝置、液位報(bào)警裝置和溫度報(bào)警裝置等的配合使用，保證溫度、壓力和流量都在恒定范圍內(nèi)，不與環(huán)境溫度直接接觸。
同時(shí)解決了現(xiàn)有普通空溫式汽化器液氮汽化工藝的問題，即避免了環(huán)境空氣直接與液氮接觸換熱，進(jìn)而避免了汽化器汽化時(shí)對周邊環(huán)境造成濃霧的影響。
除此，整個(gè)系統(tǒng)設(shè)有DCS控制系統(tǒng)和PLC控制系統(tǒng)，使整個(gè)系統(tǒng)高度自動(dòng)化，溫度和壓力控制平穩(wěn)，不受外界溫度環(huán)境影響，安全性高。
設(shè)有多部熱水汽化器做為備用，防止因故障或氮?dú)夤?yīng)高峰期時(shí)，氮?dú)獠荒芗皶r(shí)供應(yīng)的問題，適用于較大用氣量供氣系統(tǒng)中。
附圖說明
圖1為液氮熱水汽化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
其中，1、熱水鍋爐；2、熱水汽化器；3、自動(dòng)補(bǔ)水裝置；4、DCS控制系統(tǒng)；5、輸出管道；6、回流管道；7、壓力報(bào)警裝置；8、液位報(bào)警裝置；9、溫度報(bào)警裝置。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的技術(shù)方案的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)地說明：
根據(jù)本申請的一個(gè)實(shí)施例，如圖1所示，本方案的液氮熱水汽化系統(tǒng)，包括分別與控制系統(tǒng)連接的熱水鍋爐1、若干熱水汽化器2和自動(dòng)補(bǔ)水裝置3。
熱水鍋爐1通過管道與熱水汽化器2連接。
自動(dòng)補(bǔ)水裝置包括高位水箱，其中高位水箱與熱水鍋爐1的回流管道6管道連接設(shè)置，為熱水鍋爐1提供充分的水量。
熱水鍋爐1：熱水鍋爐1為臥式內(nèi)燃三回程濕背式結(jié)構(gòu)鍋爐，其中熱水鍋爐1內(nèi)設(shè)有PLC控制系統(tǒng)，精確的控制熱水鍋爐1的啟閉及加熱功率，熱水鍋爐1與熱水汽化器2之間設(shè)有輸出管道5和回流管道6，回流管道6上設(shè)有含水泵的兩條并聯(lián)管道，兩條管路實(shí)現(xiàn)一用一備，避免因故障而無法向熱水鍋爐1提供用水。
熱水鍋爐1燃料分燃?xì)馀c柴油兩部分，常用燃?xì)?，?dāng)燃?xì)獠荒苷９?yīng)時(shí)，用柴油代替，保證系統(tǒng)長期穩(wěn)定運(yùn)行。
熱水鍋爐1在啟動(dòng)前，PLC控制系統(tǒng)將自動(dòng)檢測燃?xì)庑孤?、鍋爐負(fù)荷以及控制水溫，并配套有循環(huán)水泵、配合自動(dòng)補(bǔ)水裝置3實(shí)現(xiàn)自動(dòng)定壓補(bǔ)水。
控制系統(tǒng)為DCS控制系統(tǒng)4，鍋爐PLC控制系統(tǒng)接受外部DCS控制系統(tǒng)4信號，當(dāng)需要啟動(dòng)熱水鍋爐1時(shí)，DCS控制系統(tǒng)4發(fā)出信號指令作用于循環(huán)水泵，并在5秒內(nèi)啟動(dòng)循環(huán)水泵，同時(shí)PLC控制系統(tǒng)控制熱水鍋爐1進(jìn)入啟動(dòng)程序；需要停止鍋爐運(yùn)行時(shí)，發(fā)出指令到PLC控制系統(tǒng)，PLC控制系統(tǒng)控制熱水鍋爐1停止運(yùn)行，同時(shí)切斷燃?xì)夤?yīng)，循環(huán)水泵停運(yùn)，根據(jù)連鎖情況，必要時(shí)控制切斷熱水汽化器2液氮流入和氮?dú)獾膶ν夤?yīng)。
熱水汽化器2：利用熱水鍋爐1中恒定的（80-95℃）熱水與液氮進(jìn)行換熱，使液氮由-196℃升溫汽化為5℃的氮?dú)狻?/p>
其中熱水鍋爐1中的熱水走熱水汽化器2中的殼程，液氮走管程，殼程熱量用于汽化管程中的液氮，熱水出熱水汽化器時(shí)溫度50-65℃，溫降約30℃。熱水汽化器2罐體上設(shè)置有安全閥，排氣閥，保證熱水汽化器2罐體內(nèi)的安全運(yùn)行且始終充滿水。
在熱水汽化器2罐體上設(shè)有上溫度檢測計(jì)、中溫度檢測計(jì)、下溫度檢測計(jì)和流量檢測計(jì)，防止水結(jié)冰，對設(shè)備造成損壞。熱水汽化器2上還設(shè)有壓力報(bào)警裝置7、液位報(bào)警裝置8和溫度報(bào)警裝置9，其中壓力和溫度報(bào)警時(shí)連鎖管道上的閥門切斷氮?dú)夂鸵旱墓?yīng)，并停止回流管道6上備用水泵和循環(huán)水泵的運(yùn)行，同時(shí)熱水鍋爐1關(guān)閉。熱水汽化器2和熱水鍋爐1的管道上均設(shè)有流量計(jì)，監(jiān)控水壓、氣壓情況，防止氮?dú)饬髀放c水流量互竄，對供氣安全及設(shè)備安全造成影響。
具體流程，DCS控制系統(tǒng)4發(fā)出指令信號連鎖啟動(dòng)熱水鍋爐1的循環(huán)水泵，同時(shí)自動(dòng)補(bǔ)水裝置3向熱水鍋爐1供水，熱水通過輸出管道5進(jìn)入熱水汽化器中，液氮通過第三管道12進(jìn)入熱水汽化器2中與熱水進(jìn)行換熱，液氮走管程，熱水走殼程，換熱后的水進(jìn)入回流管道6被運(yùn)送到到熱水鍋爐1中循環(huán)利用。
DCS控制系統(tǒng)4發(fā)出信號啟動(dòng)熱水鍋爐1，熱水鍋爐1同時(shí)受自身PLC控制，按程序進(jìn)行啟動(dòng)，將來自熱水汽化器2換熱后的水，加溫到熱水汽化器2需要的溫度（80~95℃），被加熱的水又回到熱水汽化器2中，再與液氮進(jìn)行換熱。
液氮進(jìn)入熱水汽化器2，被汽化為氮?dú)?，最后通過第四管道14供至后端管網(wǎng)。
雖然結(jié)合附圖對實(shí)用新型的具體實(shí)施方式進(jìn)行了詳細(xì)地描述，但不應(yīng)理解為對本專利的保護(hù)范圍的限定。在權(quán)利要求書所描述的范圍內(nèi)，本領(lǐng)域技術(shù)人員不經(jīng)創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改和變形仍屬本專利的保護(hù)范圍。