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1、空气分离设备 u空气成份及用途 空气成份：78.08%N2；20.95%O2；0.93%Ar；稀有气体 0.1-0.4%H2O；0.03%CO2 空气产品的应用 N2: 冶金、化工、煤炭、国防、食品、电子、医疗等行业 O2：冶金、化工、能源、机械、国防、医疗等行业 Ar：冶金、航空航天、机械等行业 u空气分离设备系统构成 空气分离设备以空气为原料，通过压缩循环深度冷 冻的方法把空气变成液态，再经过精馏而从液态空气中逐 步分离生产出氧气、氮气及氩气等产品气体的设备 空气过 滤系统 空气压 缩系统 空气预 冷系统 空气纯 化系统空 气 精 馏 系 统 增压膨 胀系统 产品压 缩系统 液体储 存系统
2、 液体汽 化系统 压力调 节系统 至用户 电控系统 仪控系统 公辅系统 u空气分离设备系统流程介绍 常见外压缩流程(冶金型流程) u空气分离设备系统流程介绍 常见内压缩流程(化工型流程) u空气分离设备系统流程介绍 流程对比 流程 名称 流程特点投资安全性 产品 提取率 单位 能耗 外压缩流 程 生产低压气态产品， 采用气体压缩机压缩 至需用压力。 大低低小 内压缩流 程 生产低压液体产品， 采用液体泵加压至需 用压力，通过主换热 器气化回收冷量。 小高高大 u单系统流程介绍及安装要求 系统流程空气过滤及压缩系统 空气过滤器 空压机组 至预冷系统 u单系统流程介绍及安装要求 设备原理及用途空气
3、过滤及压缩系统 空气过滤器：利用机械过滤去除空气中大颗粒度机械 杂质，保护压缩机的工作安全。 空压机组：利用叶轮传递能量给空气，利用动静压头 的转换提高空气压力。用级间换热器带走热量，进行近似 等温压缩，降低焓值。 u单系统流程介绍及安装要求 安装要求空气过滤及压缩系统 空气过滤器安装：防火、防水、防破损 空压机组安装顺序：主机就位辅机就位灌浆机 组管道配制(主机拆检)精平及精对中驱动机灌浆 管道安装：严格确保空气管路的清洁 压缩机管道装配无应力 压缩机管道应有效补偿 确保换热器有效换热 u单系统流程介绍及安装要求 系统流程空气预冷系统 自空压系统 空冷塔 自分馏塔系统 至纯化系统 循环水系统
4、 冷却水泵 水冷塔 冷冻水泵 u单系统流程介绍及安装要求 设备原理及用途预冷系统 空冷塔：利用水的洗涤及蒸发制冷作用，降低空压机 排气温度，降低饱和水含量及洗涤小颗粒机械杂质。 水冷塔：利用来自分馏塔系统的极度干燥的污氮，使 水蒸发，降低冷却水温度。 u单系统流程介绍及安装要求 安装要求预冷系统 空、水冷塔安装：垂直度、填料、喷淋管 管道安装：确保水管路清洁 确保水泵管道无应力 泵出口管道设置排气阀 空气入塔管道设置阻水弯 u单系统流程介绍及安装要求 系统流程纯化系统 自纯化系统 纯化器A 自分馏塔系统 至分馏塔系统 纯化器B加热器 放空消声器 u单系统流程介绍及安装要求 工作原理及用途纯化系
5、统 纯化器：利用活性氧化铝及分子筛选择性吸附原理去 除空气中的水分、二氧化碳、氮氧化合物、碳氢化合物等 无用及有害杂质。 吸附泄压加温冷吹并行的顺序循环工作。 加热器：利用电加热管或蒸汽加热来再生气，使之满 足吸附器脱附再生的温度需求。 u单系统流程介绍及安装要求 系统流程运行模拟纯化系统 自纯化系统 纯化器A 自分馏塔系统 至分馏塔系统 纯化器B加热器 放空消声器 吸附器A吸附器B 开始 吸附 泄压 再生 冷吹 升压 并行 吸附 泄压 再生 冷吹 升压 并行 吸附 泄压 再生 冷吹 升压 并行 吸附 泄压 再生 冷吹 升压 并行 吸附 泄压 再生 冷吹 升压 并行 吸附 泄压 再生 冷吹 升
6、压 并行 吸附 泄压 再生 冷吹 升压 并行 吸附 泄压 再生 冷吹 升压 并行 吸附 泄压 再生 冷吹 升压 并行 吸附 泄压 再生 冷吹 升压 并行 吸附 泄压 再生 冷吹 升压 并行 吸附 泄压 再生 冷吹 升压 并行 吸附 泄压 再生 冷吹 升压 并行 吸附 泄压 再生 冷吹 升压 并行 吸附 泄压 再生 冷吹 升压 并行 吸附 泄压 再生 冷吹 升压 并行 吸附 泄压 再生 冷吹 升压 并行 吸附 泄压 再生 冷吹 升压 并行 吸附 泄压 再生 冷吹 升压 并行 吸附 泄压 再生 冷吹 升压 并行 u单系统流程介绍及安装要求 安装要求纯化系统 纯化器安装：吸附剂装填顺序、装填数量、装
7、填时天 气条件、床层均匀 管道安装：切换阀门逐个试压 如偏心型切换蝶阀，部分阀门需反装 确保管道清洁度 确保管道干燥无油 u单系统流程介绍及安装要求 系统流程分馏塔及增压透平膨胀机系统 后冷却器 增压透平膨胀机 过 冷 器 主换热器 自纯化系统 下塔 上塔 主冷 u单系统流程介绍及安装要求 设备原理及用途分馏塔及增压透平膨胀机系统 下塔：对入下塔空气进行液化及初步分离。 上塔：对入上塔空气进行精馏，生产合格的产品气。 主冷：利用氧气的蒸发制冷将下塔顶部的氮气液化， 维持下塔的分馏过程、利用下塔顶部氮气将液氧蒸发，形 成上升气体，维持上塔精馏。 主换热器：回收上塔产品气中的冷量，维持能量平 衡。
8、 过冷器：回收上塔产品气中冷量，降低下塔液氮及液 空温度，减小节流后气化率，改善上塔精馏工况。 u单系统流程介绍及安装要求 设备原理及用途分馏塔及增压透平膨胀机系统 增压机：对膨胀机进行制动，回收膨胀机的输出功， 提高空气压力。 增压机后冷却器：对增压后空气进行降温，降低空气 焓值。 膨胀机：空气在该设备中膨胀并向外输出功，制造冷 量并降低温度。 u单系统流程介绍及安装要求 安装要求分馏塔及增压透平膨胀机系统 安装遵循标准 GB50274 制冷设备、空气分离设备安装工程施工及验收规范 GB50205 钢结构工程施工质量验收规范 GB50275 风机、压缩机、泵安装工程施工及验收规范 GB502
9、35 工业金属管道施工及验收规范 GB16912 氧气及相关气体技术规范 GB50236 现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范 JB/T4730 承压设备无损检测 u单系统流程介绍及安装要求 安装要求分馏塔及增压透平膨胀机系统 冷箱安装工序： 基础验收箱体安装设备就位及组对(与冷箱安装 交叉进行)冷箱附件安装。 基础验收： 外形几何尺寸、表面水平度(5/1000全长上标高偏差 15mm；基础框架纵横水平度( 5/1000)；设备基础基 准线偏差( 3mm)；设置沉降观测点。 u单系统流程介绍及安装要求 安装要求分馏塔及增压透平膨胀机系统 箱体安装： 整体垂直度( 1.5/1000，且 20
10、mm)；面板连续焊 无漏焊。 冷箱板对角线长度及各边垂直度允许偏差 面板尺寸(m)81212161620 允许偏差(mm)678 u单系统流程介绍及安装要求 安装要求分馏塔及增压透平膨胀机系统 设备就位： 容器类设备压力试验(制造厂已进行且有合格证的可 不做进行；如设备损伤或改动、氮气保护压力低于8KPa， 需进行(气压试验1.15P，保压1030分钟，气密性试验压 力1P，30分钟)； 塔器设备垂直度不大于1/1000，且小于10mm；换热器 不大于1.5/1000，且小于10mm；立式泵法兰水平度不大于 1/1000。筛板塔垂直度较填料塔高； u单系统流程介绍及安装要求 安装要求分馏塔及增
11、压透平膨胀机系统 设备就位： 设备就位标高符合设计要求，重点标高(或相对标高) 需要检查测量确认； 设备就位方位(组对方位）根据配管图确认，以大直 径管口为准； 设备支架及其他注意事项。 冷箱附件安装：(安全附件、平台楼梯） u单系统流程介绍及安装要求 安装要求分馏塔及增压透平膨胀机系统 管道安装工序： 施工准备、管道装配（包括阀门、管道、支架）、 管道焊接及检验、仪表安装、管道试压等工序。 施工准备： 机（工）具准备、场地准备、材料准备、图纸准 备。 u单系统流程介绍及安装要求 安装要求分馏塔及增压透平膨胀机系统 管道装配： 阀门安装：试压、阀门固定、阀门方向 管道安装： 先大管后小管、先主
12、管后辅管、先下后上的原则 管道间距 支架安装 注意事项 u单系统流程介绍及安装要求 安装要求分馏塔及增压透平膨胀机系统 管道间距： 管道名称相邻邻管道（设备设备 ）名称最小间间距（mm） 冷管道热热管道平行时时300，交叉时时200 冷、热热管道液体容器300 低温液体管道冷箱内壁型钢钢400 低温气体管道冷箱内部型钢钢300 低温管道分馏馏塔基础础表面300 u单系统流程介绍及安装要求 安装要求分馏塔及增压透平膨胀机系统 管道焊接及检验： 管道焊接 焊接检验 冷箱内仪表安装： 一次元件安装 仪表管安装 u单系统流程介绍及安装要求 安装要求分馏塔及增压透平膨胀机系统 管道试压： 试压系统划分 试压系统隔离 试压条件确认 试压操作 残留率计算 注意事项
