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1、 1 空分流程简介 和远气体技术中心 运行部技术培训第二讲 2 和远气体技术中心 一 流程简介 净化系统 压缩系统 纯化系统 冷却系统 膨胀系统 分馏系统 储存 汽化系统 压送 用气系统 气态产品 液态产品 空气分离基本系统 其它系统 安全防爆系统 加温解冻系统 仪表自控系统 电控系统 空分装置不仅要产量和纯度达标 还要关注很多指标如 单位能耗 提取率 启动时间 运转周期 加温解冻时间 安全 稳定等 综合评定 性能 寿命 可靠性 安全性 经济性 成套性 人机关系 服务性 因此 以上每个系统都起着不可替代不可或缺的作用 以下 我们分别介绍各自的作用和使用中常见注意事项 3 和远气体技术中心 一
2、流程简介 什么是单位能耗 什么是氧提取率 空分消耗的能源主要是电能 因此 空分的单位能耗通常用生产1m 标准状态 主要产品所消耗的电能 kW h 来衡量 即kW h m 所谓主要产品 是指很多情况氮气为辅助产品 可以不算进去 若要算还需考虑能耗分摊问题 如液态基地主要产品是液体 兴发基地主要产品是氮气 提取率以氧产品中的总氧量与进塔空气中的总氧量之比来表示 从上式可以看出 对于一定的地点 空气中含氧量基本不变 当进塔空气量和产品氧纯度一定时 氧提取率的高低取决于氧产量的多少 而氧产量的多少 对于全低压空分装置进气量一定时 主要取决于污氮含氧量的高低 以4500空分装置为例 当进塔空气量为180
3、00m h 氧产量4500m h 氧纯度为99 6 那么氧的提取率 4 和远气体技术中心 二 净化系统 固体杂质 水蒸气及二氧化碳 乙炔及碳氢化合物 空气过滤器 分子筛纯化器 分子筛纯化器 磨损空压机 堵塞冷却器 堵塞低温设备及气体管道 聚集导致爆炸 空气中的杂质 危 害 净化 由于空分设备是在低温下工作的 被冻结下来的水份和二氧化碳沉积在低温换热器 膨胀机或精馏塔内 就会阻塞通道 管路 阀门和踏板筛孔 乙炔聚集在液氧中有爆炸的危险 灰尘会磨损机械 因此 为保证空分安全可靠运行 必须设置专门的净化设备 5 和远气体技术中心 二 净化系统 净化系统主要由自洁式空气过滤器 纯化器组成 前者原理为过
4、滤除尘 后者原理为吸附法除水蒸气 二氧化碳 碳氢化合物 具体的原理及操作 我们以后再讲 这里强调一下日常我们所要关注的内容 1 流量 处理能力 选加工空气量的两倍 2 压力损失 3 除尘效率 4 寿命 自洁式空气过滤器主要关注以下内容 纯化器主要关注 1 温度2 压力3 出纯化器后空气露点4 出纯化器二氧化碳含量 6 和远气体技术中心 三 压缩系统 电机 压缩机头 润滑系统 冷却系统 电控 仪表系统 压缩系统 压缩系统将空气压缩到一定压力 为节流或膨胀产生冷量 为气体液化做准备 压缩系统耗电是空分系统耗能主要来源 无论从安全还是能耗角度来看 压缩系统地位都尤为突出突出 是制冷液化系统的心脏 带
5、动压缩机 压缩空气 润滑压缩机和电机轴承 冷却润滑油和压缩空气 控制 检测运行 输入 输出功率 性能系数 启动电流 运转电流 电压波动 频率 噪音等 7 ZH 15000循环空压机 15000原料机 10000原料机 全通一期压缩机系统 压缩机常用的有活塞式压缩机 离心式压缩机 螺杆压缩机 以下主要比较活塞式压缩机与离心式压缩机优缺点 和远气体技术中心 三 压缩系统 1 活塞式压缩机从低压到超高压 适用范围广 效率高 排量范围广 2 排气不稳定 脉动大 结构复杂 易损件多 活塞油润滑 导致空气带油 压缩机应用实况 1 转速高 处理气量大 体积质量相对较小 结构简单 排气平稳 不受润滑油污染 2
6、 气量小的时侯效率低 8 和远气体技术中心 四 冷却系统 凉水塔 压缩机中间冷却器 润滑油油冷却器 空 水冷塔 压缩机后冷器 回热器 实现空气的等温压缩 降低空气进主换热器温度 使纯化器工作在最佳状态 危害 冷却系统还有其他作用 如冷却油保证润滑油在正常温度下工作 润滑油可以润滑轴避免轴超温 保证气温 油温等稳定在设计范围内 从而维持设备稳定高效运行 换热器换热效果受那些因素影响 9 和远气体技术中心 四 冷却系统 要注意水冷塔液位 液位太低换热效果不好 液位太高可能导致水分进入污氮管道 开机时 须先通气后开空水冷塔进水 防止压力突变将太多水带入空气管道 关注压力须较稳定 关注冷却效果 预冷系
7、统效果将影响到纯化系统乃至整个空分系统的安全 稳定 效率 利用来自冷箱内污氮 氮气含水的不饱和性吸收蒸发潜热使循环水降温 污氮预冷水冷塔 换热效果 换热温差 换热系数 换热器材料结构 换热器是否结垢 阻塞 流体流动速度 流向 换热介质 水冷塔 空冷塔 10 和远气体技术中心 四 冷却系统 冷箱内换热系统 主换热器 冷凝蒸发器 过冷器 是上塔底部液氧汽化 下塔顶部氮气液化 冷量自上塔传至下塔 回收返流气体的冷量 将空气冷却到所需状态 过冷去上塔夜空 液氮 减小节流气化率 增加回流液 饱和状态 节流压力降低 饱和温度降低 节流降温可能达不到饱和温度降低 就会有部分液体气化 因而 利用上塔污氮或氮气使液空液氮过冷 作用 阻力 温度及差值 11 和远气体技术中心 五 分馏系统 分离气体 分馏塔 换热系统 膨胀系统 能量传递 维持冷量平衡 液化气体 作用 分馏塔由上塔 下塔 粗氩塔 精氩塔组成 是冷箱中最高的设备 铝制 下塔属一类压力容器 在精馏塔里 根据不同的情况需要设置一定的筛孔塔板或规整填料 空气的分离就是在精馏塔里实现的 精馏塔通过塔体上的各种进出口接管与过冷器 冷凝蒸发器等各部机有机地衔接起来 实现空气的液化 分离与气体的冷却与复热这一目的 并通过管道上的控制阀门来调节和控制气体与液体的流向和分配 使之最有效的工作 阀门 管道 有机连接各部件 控制流向与分配
