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1、KDONAr-10000/8000/390型空气分离设备使用说明书CF236.00000SMS四川空分设备（集团）有限责任公司2003年2月使用说明书CF236.00000SM四川空分设备(集团)有限责任公司KDONAr-10000/8000/390型空气分离设备代替共34 页第1页会 签校对打 ZHH字 99.4底图总号日期 签字编 制谭德远2003.2审 核周 勇2003.2校 对毛 忠2003.2批 准刘厚荣2003.2标记处数文件及号码签名日期标准化审查杨 乐2003.2编制单位工 程 部 CF236.00000SM 使用说明书 共34 页 第5页 目 录 第一章 概述1. 1主要技术
2、数据1.2基本原理1. 3工艺流程简介第二章 KDONAr-10000/8000/390型空气分离设备的启动及操作说明2.1预冷系统的使用及维护2.2纯化系统的使用及维护2.3分馏塔系统的起动及维护第三章 操作及维护3.1正常操作3.2维护3.3故障及其排除3.4主要设备的液位示意图第四章 安全规程4.1空气及空气组份的一般特性4.2安全注意事项4.3安全措施4.4绝热材料的使用 附: 工艺流程图(共5页)第一章 概 述1.1主要技术数1.1.1加工空气流量 49500Nm3/h（水含量在-65露点以下，CO2含量1PPm）压力及温度 0.595MPa.A ,26, 注：其中30000Nm3/
3、h 3%进增压压缩机组，增压后空气的压力及温度为4.15MPa.A ，42（水含量在-65露点以下，CO2含量1PPm）。1.1.2产品指标第一第二第三工况如下:产品名称纯度产量（Nm3/h）出冷箱压力/温度 备 注第一工况第二工况第三工况氧气（GO2）99.8%O210000900050003.0MPa/40内压缩液氧（LO2）20080050000.04MPa/94K氮气（GN2）O25PPm 8000800080000.01MPa/40 液氮(LN2)100030000.4MPa/82K氩气(GAr)O22PPmN23PPm20020003.0MPa/40内压缩液氩(LAr)190180
4、3800.04MPa/90K 注： 1)Nm3/h为0、101.3kPa.A下的体积流量，简称为标态（其余同）； 2)液体产量为折合标态下的体积流量； 3)第一工况为考核工况； 4)第三工况为最大液氧工况：氧气减量的同时要求生产最多的液氧.不足的冷量由外界液氮补给,外界提供的常压液氮经泵加压后的压力能满足汽化后并入污氮管道即可，具体要求详见主换热器之说明。外界液氮为5kPa的饱和液氮.1.1.3连续运转周期: 2年（两次大加温的间隔时间）1.1.4装置加温解冻时间: 36小时1.1.5装置起动时间(不包括制氩): 36小时 1.2基本原理 干燥空气的主要成份如下:名 称化学代号体积百分比重量百
5、分比氧O220.9523.1氮N278.0875.5氩Ar0.9321.29 空气中其它组成成份, 如氢、二氧化碳、碳氢化合物的含量在一定范围内变化, 而水蒸汽含量则随着温度和湿度而变化。 空气及其主要成份的物理特性如下:名称及化学符号标准大气压下的液化温度()标准大气压下的固化温度()临界温度()临界压力MPa(A)空气 -194.3（沸）-191.3（露）-1413.77氧 O2-183-218.4-1195.079氮 N2-195.8-209.86-1473.394氩 Ar-185.7-189.2-1224.862空气的精馏就是利用空气的各种组份具有不同的挥发性,即在同一温度下各组份的蒸
6、汽压不同，将液态空气进行多次的部份蒸发与部份冷凝，从而达到分离各组份的目的。因沸点的差异，氧、氮、氩的蒸发顺序为：氮氩氧，冷凝顺序（与蒸发顺序相反）为：氧氩氮。当处于冷凝温度的氧、氮混合气穿过比它温度更低的氧、氮混合液体时，气相与液相之间就发生热、质交换，气体中的一部份冷凝成液体并放出冷凝潜热，液体则因吸收冷凝潜热而一部份蒸发。在本系统中，该过程是在塔板上进行的，当气体自下而上地逐块穿过塔板时，低沸点组份的浓度不断增加，只要塔板足够多，在塔的顶部就可以获得高纯度的低沸点组份。同时液体自上而下地逐块流过塔板，高沸点组份的浓度不断增加，只要塔板足够多，在塔的底部就可以获得高纯度的高沸点组份。由于氧
7、、氩、氮沸点的差别（氩介于氧、氮之间），在上塔的中部一定存在着氩的富集区，制取粗氩所需的氩馏份就是从氩富集区内适当的位置抽取的。1.3工艺流程简介 本套装置的成套工艺流程详见附图(CF236.00000LC共5页)，该装置增压压缩机组等由用户自备，有关内容详见其相关资料。1.3.1空气预冷系统：详见其相关资料。1.3.2空气纯化系统：详见其相关资料。1.3.3增压压缩机组：详见其相关资料。由分子筛吸附器来的洁净空气(30000Nm3/h 3%，0.595MPa.A， 26)进入增压压缩机组压缩到4.15MPa.A，压缩后的空气经增压压缩机末级冷却器冷却到42。冷却后的空气分成两股,一股进入主换
8、热器冷却到一定温度后入透平膨胀机膨胀，另一股进入增压透平膨胀机组的增压端进一步增压并经增压机后冷却器冷却后进入主换热器。1.3.4增压透平膨胀机系统：详见其相关资料。 由增压压缩机组来的压缩空气一部分进入主换热器冷却到一定温度后进入透平膨胀机膨胀，膨胀后的空气进入下塔, 由增压压缩机组来的另一部分压缩空气进入增压透平膨胀机的增压端抵消掉由膨胀机输出的能量，同时使压缩空气的压力得以升高，经增压后的空气入增压机后冷却器冷却到所需温度后，进入主换热器换热（液化）后节流进入下塔。1.3.5氧、氮精馏 该系统主要由下塔，主冷凝蒸发器，上塔来完成。由纯化系统来的一部分加工空气进入主换热器组冷却到接近露点和
9、膨胀后的空气会合后一道进入下塔底部，从膨胀机组的增压机来的高压空气进入主换热器换热（液化）后节流进入下塔。经下塔的精馏，在顶部获得氮气，除一小部分作为热源到纯氩塔外，其余经冷凝蒸发器冷凝为液氮；冷凝液氮一部分作为下塔的回流液，其余部分经过冷器过冷后又分为两路，一路作为冷源到纯氩塔，另一路节流后再分为两股，一股作为液氮产品进入用户贮槽，其余作为上塔回流液送至上塔顶部。在下塔底部得到富氧液空，经过冷器过冷后分为两路，一路节流后作为上塔回流液送至上塔中部，另一路作为冷源到粗氩塔。在下塔中部抽取部分污液氮，经过冷器过冷并节流后作为上塔回流液送至上塔中部。经上塔的精馏，在顶部得到产品氮气，在上部得到污氮
10、气，氮气及污氮气经过冷器、主换热器复热后，氮气除一部分送往用户管网外，其余均入水冷塔制冷；而污氮气除一部分用作再生用气外，其余也入水冷塔制冷。在上塔底部得到液氧，一部分液氧经液氧泵加压并经主换热器复热后作为氧气产品入用户管网,一部分作为液氧产品经主冷凝蒸发器底部抽出进入用户贮槽。为方便调氩，还设置了气氧的旁通阀（至污氮气）。1.3.6氩的精馏 该系统主要由粗氩塔I、粗氩塔II、粗氩冷凝器，纯氩塔及其冷凝、蒸发器，工艺液氩泵等组成。 由上塔中部抽出的氩馏份气，进入粗氩塔I进行精馏，使氧的含量降低。粗氩塔I的回流液是由粗氩塔II底部引出经液体泵输送来的液态粗氩，粗氩塔I底部的液体再返回上塔参与精馏
11、。 由粗氩塔I顶部引出的气体进入粗氩塔II底部并在其中进行更进一步 的氩、氧分离。结果在其顶部得到O22 PPm的粗氩气。粗氩气经粗氩冷凝器冷凝成液体后作为回流液返回粗氩塔II。粗氩冷凝器的冷源是过冷器引出的液空，液空与粗氩气换热（蒸发）后返回上塔适当部位参与上塔精馏。 从粗氩冷凝器板式单元引出适量的 O22 PPm的粗氩气进入纯氩塔中部，经纯氩塔的精馏，在其底部得到合格的液氩，除一部分作为液氩产品入液氩计量罐外，其余与来自下塔的氮气换热，使其蒸发作为上升气参与纯氩塔的精馏。而液化液氮返回上塔顶部参与上塔的精馏。纯氩塔顶部设有冷凝器，使上升气氩冷凝成液体作为纯氩塔的回流液，该冷凝器的冷源为来自
12、过冷后的液氮，液氮蒸发后返回污氮管线（出上塔）。 CF236.00000 SM 使用说明书 共34 页 第6页第二章 KDONAr-10000/8000/390型空气分离设备的起动及操作说明为了确保本系统及全套空分设备的安全、可靠、稳定及高质量地连续运行,要求操作人员熟知整套空分设备中各系统,各机器与各设备的性能及操作方法, 熟悉整套空分设备的工艺流程图, 掌握本装置的运转规律与操作特点, 在保证产品纯度的前提下,尽可能地提高产品质量, 以降低能耗及成本。欲实现上述目的, 必须将整套空分设备中的各个系统联系起来, 全盘考虑。整套空分设备的运行操作由两部份组成：(1)空分设备的试车，即成套设备联动运行前的试验、调整、吹洗等，以确保各部机、各系统及其相互间的联系正确无误；(2)空分设备的起动和投入正常操作。空分设备的试车就是在空分设备安装或大修完毕后，在正式投入生产以前，对各单机部机、设备及成套空分设备进行全面的试压、检漏、调整、吹洗和低温裸冷检验等，其目的就是为了检验空分设备的安装或大修质量，检验空分设备在低温状态下的冷变形后的密封性
