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1、500000m33/h空空分设备备国产化化应用及及技术研研究马忠新 曹刚刚辽宁省本本溪北营营钢铁集集团股份份有限公公司制氧氧厂 11770000摘要：5500000m33/h空空分设备备是我国国自行设设计和制制造的第第一台五五万等级级的空分分设备，填填补了国国内空分分设备制制造行业业的一项项空白，但但是投产产后氧气气产量只只能达到到440000mm3/hh、氮气气产量达达到5660000m3/h，不不能达到到预期设设计指标标。本文文对5000000m3/h空分分设备实实现设备备国产化化以及使使500000mm3/hh空分设设备投产产后氧气气产量由由440000mm3/hh达到5500000m3
2、3/h、氮氮气产量量由5660000m3/h达到到600000mm3/hh，从而而使5000000m3/h空分分设备达达到了设设计要求求而取得得的理论论技术研研究成果果进行了了详细论论述，为为我国研研究、设设计五万万等级以以上的大大型空分分设备起起到了重重大作用用。关键词：500000mm3/hh 空空分设备备 国国产化 技术术研究1.概述述500000m33/h空空分设备备是经辽辽宁省批批准进行行的“18330化肥肥工程”项目的的一个分分项目，一一期工程程为北台台钢铁集集团钢铁铁项目提提供能源源气体，二二期工程程为18830化化工项目目服务。500000m33/h空空分设备备是我国国自行设设
3、计和制制造的第第一台五五万等级级的空分分设备，填填补了国国内空分分设备制制造行业业的一项项空白。5500000m33/h空空分设备备原是770年代代由林德德公司为为南非化化工厂设设计制造造的4000000m3/h空分分设备，该该化工厂厂设备被被北台钢钢铁集团团收购，用用于建设设“18330”化工项项目。本本溪北台台钢铁集集团根据据化工项项目和钢钢铁项目目所需氧氧气情况况，在充充分利用用设备资资源和节节省建设设资金基基础上，同同时还了了解到国国内未能能制造五五万等级级空分设设备的情情况下，主主动找到到杭氧集集团，请请杭氧集集团将4400000m33/h制制氧机帮帮助设计计和配套套制造550000
4、0m33/h空空分设备备。20044年6月月，5000000m3/h空分分设备半半负荷投投产，设设备运行行良好。在在20005年二二期工程程完毕后后，对5500000m33/h空空分设备备全负荷荷调试过过程中，机机后压力力达到杭杭氧提供供的0.56MMPa设设计参数数，按照照杭氧提提供的其其它参数数进行工工况调节节，工况况波动较较大，氧氧气产量量只能达达到4440000m3/h，没没有达到到预期设设计效果果。为此此，北营营钢铁（集集团）股股份有限限公司制制氧厂组组织技术术人员进进行技术术攻关，通通过查找找技术资资料，在在空压机机机后压压力实际际可达到到的数值值的基础础上对5500000m33/
5、h空空分设备备进行技技术研究究，并通通过实际际设备操操作来验验证，使使500000mm3/hh空分设设备氧气气产量由由原来4440000m33/h达达到5000000m3/h，氮氮气产量量由原来来560000mm3/hh达到6600000m33/h，从从而使5500000m33/h空空分设备备达产达达到了设设计要求求。2.国内内外技术术背景众所周知知，钢铁铁企业生生产离不不开氧、氮氮、氩三三种气体体，因此此空分设设备对钢钢铁企业业来说具具有重要要的影响响作用。位位居钢铁铁行业老老大的宝宝钢拥有有三台3300000m33/h、一一台6000000m3/h、一一台7220000m3/h的空空分设备
6、备，全部部为进口口设备，其其中6000000m3/h为德德国林德德公司制制造，7720000m33/h为为美国AAPCII公司制制造，武武钢有一一台6000000m3/h为德德国林德德公司制制造，鞍鞍钢的3350000m33/h空空分设备备也是美美国APPCI公公司制造造，马钢钢的3550000m3/h空分分设备为为法液空空公司制制造。所所有国内内大型钢钢铁公司司的空分分设备就就连1000000m3/h空分分设备也也都大部部分为进进口设备备。因此此 5000000m3/h空分分设备的的成功开开发和调调试生产产正常对对我国空空分设备备的发展展具有重重大意义义。3. 500000mm3/hh空分设
7、设备主体体设备（1）冷冷箱：上上、下塔塔，粗氩氩塔、精精氩塔均均为填料料塔，由由杭氧制制造。另另配低温温离心式式液氧循循环泵（22台）、粗粗氩循环环泵（22台），制制造单位位为法国国低温星星。（2）空空气透平平压缩机机：Tkkd2111/55.1，配配有振动动、位移移、温度度、油压压安全联联锁装置置。流量量14440000m3/h，电电机功率率165500kkw。（3）氧氧气透平平压缩机机：2TTYS1100+2TYYS766型，配配有振动动、位移移、温度度、油压压等安全全联锁装装置。流流量2550000m3/h，电电机功率率为48800kkw，由由杭氧集集团制造造。（4）氮氮气透平平压缩机机
8、：2MMCL6605+2MCCL4005(HH4511)型，配配有振动动、位移移、温度度、油压压等安全全联锁装装置。流流量3000000m3/h，电电机功率率55000kww，由沈沈鼓集团团制造。（5）分分子筛纯纯化器：立式径径向双层层床，外外层为活活性氧化化铝，内内层为分分子筛；吸附周周期为33小时，为为南非利利旧设备备，法液液空制造造。（6）增增压透平平膨胀机机：喷嘴嘴可调型型，配有有振动、转转速、温温度等安安全联锁锁装置。转转速1550000r/mmin，杭杭氧集团团制造。(7)仪仪控系统统：DCCS集散散控制系系统，由由日本山山武公司司提供。4.工业业流程的的完善及及利旧设设备的国国产
9、化空分设备备是否能能长期安安全稳定定运转取取决的因因素很多多，其中中有三大大关键因因素：设设备本体体质量及及安装质质量、调调试质量量、投产产后的设设备操作作及维护护质量。只只有这三三方面的的紧密结结合，才才能保证证装置的的顺产。4.1 1#空压机机油路系系统的改改进500000m33/h空空分设备备的1#空压机机为南非非利旧设设备，油油路系统统的油泵泵电机为为5500v的电电压，与与国内电电压等级级不同，为为了简化化高低压压设备的的电压等等级，对对油泵进进行了改改造，全全部更换换3800v电压压的电机机，同时时由于该该油站设设备无法法采集备备件，对对设备生生产形成成了瓶颈颈影响，而而且经常常超
10、压影影响设备备运转，因因此对设设备管路路也进行行了重新新设计，使使该油站站实现了了国产化化。4.2 将将氨冷冷冷冻机改改为活塞塞式冷冻冻机500000m33/h空空分设备备的冷水水机组原原为由南南非引进进的氨冷冷和大连连生产的的螺杆式式冷冻机机两台，由由于氨冷冷冷冻机机使用液液体氨对对环境影影响大，同同时电压压为33300vv，能耗耗大，为为了做到到既环保保又节能能，通过过对新建建活塞式式冷冻机机项目的的可行性性分析，决决定将氨氨冷冷冻冻机废弃弃，新上上三台活活塞式冷冷冻机以以满足生生产，通通过一段段时间的的运行取取得了较较好的效效果。4.3 纯化化器系统统的改进进在500000mm3/hh空
11、分设设备全负负荷调试试过程中中，在22#纯化化器吸附附末期空空气中二二氧化碳碳含量超超高，造造成5000000m3/h制氧氧机每半半年就得得停产加加温吹扫扫，给生生产带来来极大影影响。制制氧厂技技术人员员对纯化化器内部部结构进进行仔细细分析，认认为内部部分子筛筛和氧化化铝装填填数量和和方法有有问题，并并通过割割开底部部放出少少量分子子筛来验验证，结结果在底底部排出出陈旧的的分子筛筛，于是是决定停停产更换换纯化器器内的分分子筛和和氧化铝铝，经过过紧张的的检修，分分子筛和和氧化铝铝排放完完毕后发发现内部部白钢网网破损，对对白钢网网进行处处理后，采采用新的的装填方方法进行行重新装装填，解解决了22#
12、纯化化器吸附附末期空空气中二二氧化碳碳含量超超高的问问题，稳稳定了生生产。5.工艺艺技术研研究及创创新点通过技术术人员和和生产操操作人员员对5000000m3/h空分分设备理理论流程程的推算算，在通通过实际际操作调调节，最最终改变变了下塔塔底部压压力、下下塔阻力力、空气气流量等等关键参参数，使使500000mm3/hh空分设设备达产产。5.1控控制参数数对比（1） 压力名 称称设 计计 值改改变的参参数下塔底部部压力55105200KPaa(G)4866.2 KPaa(G)（2）阻阻力名 称称设 计计 值改改变的参参数下塔阻力力7.8845KKPa44.2 KPaa（3）流流量名 称设设 计
13、值（全全负荷）改改变的参参数膨胀空气气进上塔塔流量3380000m33/h4463666 mm3/hh5.2技技术研究究主要性能能参数：a.产品品产量及及纯度氧气纯度度： 999.6% 氮气纯度度： 999.999% 氧气产量量： 5000000 液氧产量量： 20000 （气态态）氮气产量量： 6000000 液氮产量量： 24400 （气态态）氧氮产量量之比：2：221：1.2b.温度度及温差差空气进主主换热器器温度 TT12293 空气出主主换热气气温度 TT21101 （该点点压力下下的饱和和温度）主换热器器热端与与冷端温温差 空气与污污氮 T1-722 空气与氮氮气 T1-588 空气与氧氧气 T1-322 空气与污污氮 T2-833 空气与氮氮气 T2-633 空气与氧氧气 T2-433 冷凝蒸发发器温差差 T主冷冷1.6 c.跑冷冷损失及及冷损分分配总跑冷损损失 q总3 主冷跑冷冷损失 qq主冷1.556 主换热器器跑冷损损失 q主换换1.44 d.阻力力及压力力 主主换热器器正流空空气阻力力 12224 污污氮通过过主换热热器阻力力 111732 氧氧气通过过主换热热器阻力力 34222 氮氮气通过过主换热热器阻力力 100537 上上塔阻力力 上塔塔5.7 下下塔阻力力 下塔塔4.2 分分子筛吸吸附器阻阻力 分子子筛44.5 空气冷却却塔阻力力 空冷冷塔
