东莞水星公司变压吸附制氧装置设计说明书

1、东莞市水星环保科技有限公司 vpsa制氧装置工艺设计说明书 东莞市水星环保科技有限公司变压吸附制氧装置工艺设计说明书 工程代号：2006-04-21工程 设计项目：vpsa-o2-hx-390型图 号： hyhx06043001工程名称：hx-390型真空变压吸附制富氧装置成都华西化工研究所四川 · 成都二 0 0六年七月参加编制人员：项 目 经 理： 王华金工 艺：王华金设 备：王华金 土 建 条 件：王华金控制及仪表：尹家平 电 气：谭晓兵配 管：孙 艳液 压 泵 站：王永红目 录 第一章 序言. 第一节 设计依据. 第二节 装置概况、原料、产品及副产物 第三节 设计的基础数据

2、第四节 设计范围及分工 第五节 公用工程参数及消耗量 第六节 生产制度和劳动定员 第二章 工艺设计 第一节 工艺原理及生产方法. 第二节 工艺流程 第三节 工艺控制及主要工艺指标 第四节 主要定型设备选型 第五节 吸附剂规格及数量 第六节 分析控制仪表选型. 第七节 消耗定额 第三章 工程设计第一节 界区总图设计.第二节 设备布置及管道布置设计.第三节 化工设备设计第四节 自控仪表设计.第五节 配管设计.第六节 土建工程设计第七节 电气工程设计第八节 给排水设计第九节 采暖通风设计 第四章 环境保护及“三废”治理.第一节 概述.第二节 主要环保资料第三节 “三废”处理方法.第五章 劳动安全及工

3、业卫生.第一节 概述.第二节 生产过程中的有害物质第三节 设计中所考虑的安全设施 第六章 消防. 第七章 施工要求及说明.第一节 设备安装及验收.第二节 管道安装及验收.第三节 自控仪表安装及验收.第四节 管道试压与试漏.第五节 管道吹扫第六节 氧气管道及管件脱脂.第七节 安全阀校验第八节 设备与管道的着色与注字.第九节 吸附剂的装填.第一章 序言第一节 设计依据一 东莞市水星环保科技有限公司与成都华西化工科技股份有限公司共同签署的hx-390型vpsa制富氧装置商务合同。二 东莞市水星环保科技有限公司与成都华西化工科技股份有限公司共同签署的hx-390型vpsa制富氧装置合同技术附件。三 东

4、莞市水星环保科技有限公司与成都华西化工科技股份有限公司共同协商确定的“变压吸附制氧装置平面布置图”用于本装置的建设。第二节 装置概况、原料、产品及副产物一、装置概况1装置名称： 真空变压吸附制富氧（vpsa-o2）装置。2装置建设地址： 双方商定地点。3装置的生产能力：390nm3/h* (纯度91%，0，101.325kpa)。 折合纯氧350nm3/h4装置年工作时： 8000小时。5生产方式： 连续生产 *非特殊说明，本说明书所涉及的压力均为表压，所涉及的体积和流量均为标准状态。 二、原料气 原料气为直接取自环境中的空气，空气中的氧含量约为19.6%o2（v/v）。 三、产品 产品氧气质

5、量：纯度91.0%(v/v) 产品氧气压力：变压吸附装置出口的压力为712kpa(g)产品氧气输送压力： 1.2 mpa(g) 产品氧气温度： 40°c 产品氧气流量：390nm3/h（纯度在91% o2时） 四、副产物 副产物为o2浓度约1112%的富氮空气，在目前还无多大的回收利用价值，直接排至大气。第三节 设计基础数据一、自然条件 1、海拔高度： 350米 2、大气压力： 年平均大气压力93kpa（a） 3、年最多风向： 西南风(sw) 4、大气温度：极端最低气温： 0 极端最高气温： 35 年平均温度： 15 冬季风机入口温度： 7 5、相对湿度： 年平均相对湿度： 80 %

6、夏季最高月平均湿度：85%二、地质资料 1、地面载荷： 用户自行勘测第四节 设计范围及分工一、vpsa-o2装置界区划分 在a.b.c三点之间为本装置界线 a点 原料空气入口(原料空气取自大气) b点 输氧主管与氧气放空支管处（含氧气放空调节阀的出口端） c点 真空总管放空出口二、设计范围及分工1、 乙方负责1.1 乙方提供vpsa-o2装置的技术及工程设计资料，包括工艺、设备、自控、电气等专业的施工设计资料和设计说明书、操作手册等。1.2 乙方提供商务合同中合同技术附件规定的vpsa-o2制氧装置的主体设备硬件（不含非标设备、土建、部分电控柜、安装及安装主材、管道附件等）。1.3 乙方负责装

7、置的组态和编程工作。1.4 乙方在现场提供一定量的易损件和备品备件。1.5 乙方负责现场的安装指导工作及装置的编程和组态工作。1.6 负责指导并参与装置的试车、考核和竣工验收工作。1.7 负责为甲方培训技术骨干及操作人员。1.8 提供vpsa-o2装置所需的公用工程条件及总图运输要求。2、 甲方负责2.1 负责vpsa-o2装置整个界区的地质勘测、土建施工（包括预埋件）及三通一平。2.2 提供vpsa-o2装置的总图运输及设计的基础条件（自然条件）。2.3 提供vpsa-o2装置的全部设备、管道安装及安装所需主材，负责主体设备在当地的短途运输、吊装。2.4 负责vpsa-o2装置界区内外消防、

8、排水、道路照明、通讯、绿化、环行道路等的设计、建设，材料采购及施工。2.5 提供vpsa-o2装置所需的公用工程及装置厂房内的供暖系统及照明的建设。第五节 公用工程参数及消耗量一、公用工程参数1电(1) 10000v，ac，50hz，510 kw（制氧系统，未含用户自备的配氧系统）(2) 380v，ac，50hz，20kw(3) 220v，ac，50hz，10 kw2冷却水 压力： 0.3 mpa（g） 温度： 上水温度30 °c，回水温度35 °c 用量： 30 t/h3装置吹扫用空气 压力： 0.20.3mpa 温度： 常温 用量： 10nm3/h 质量： 干净无杂质二

9、、公用工程消耗 vpsa-o2装置公用工程需要量见表1-1。表1-1 vpsa-o2装置公用工程需要量一览表序号名称规格使用情况单位消耗量(每小时)备 注正 常最 大1电10000v连续kw·h400510真空泵用2电380v连续kw·h1520鼓风机、油泵3电220v连续kw·h35仪表4电220v间断kw·h510照明3冷却水上水0.3 mpa连续t3040*最大用量按设备装机功率计算。第五节 生产制度和劳动定员 本装置为连续运转装置，需三班连续操作，采用五班轮换制，年工作时间为8000小时。 本装置如独立成为一个车间需要定员6人，其中四班倒工人4人

10、，维检修人员2人，其它辅助人员由厂方统一考虑，装置的劳动定员见表1-2。表1-2 vpsa-o2装置劳动定员表序号名 称每班定员管理人员操作班次轮修人员合计备 注操作工辅助工1vpsa-o2装置操作工1314包括操作班长2维检修人员白2仪表、设备各1人3管理人员4值班技术人员厂方统一考虑5其它辅助人员厂方统一考虑6总计6第二章 工艺设计第一节 工艺原理及生产方法一、基本原理本装置采用真空变压吸附(vpsa)工艺从空气中提取氧气。其基本原理是利用吸附剂对不同吸附质的选择性吸附和吸附剂的吸附容量随压力的变化而差异的特性。空气中的主要成分是n2、o2和惰性气体，并含有水份，少量co2、灰尘和因地区而

11、异的不同组成(如so2和h2s等)。除此之外，空气中还含有极微量的o3、no2。选择某种合适的吸附剂，将绝大部分氮气和几乎全部的二氧化碳、水分及其他组分在加压下吸附，在减压下脱附，而大部分氧不被吸附，将它与未被吸附的氧气和少量氮气及惰性气体收集起来，就可得到符合要求的富氧，达到从空气中提纯富氧的目的。二、工艺生产过程 吸附剂对物质的吸附容量是一定的。因此，只有在被吸附的物质能从吸附剂上解吸出来，使吸附剂能得以再生并重复使用时，吸附分离工艺才有实用意义。 对单台吸附塔而言，实际运行过程中必须经过吸附和再生两个阶段，吸附和解吸交替进行，吸附(即制氧气过程)是间歇的，需连续制取氧气的目的，必须采用多

12、个吸附塔循环操作。 本装置采用两床一次均压抽真空解吸变压吸附工艺，每次循环经过吸附（a）、压力均衡降（ed）、抽空（v）、压力均衡升（er）等几个步骤，每循环需要约1分多钟，其工艺控制步序见表2-1，以保证原料气不断地输入，产品氧不断地输出。表2-1 vpsa-o2步序表位号工艺步骤t101aaedvert101bveraed第二节 工艺流程一、概述 整个装置由原料空气压缩、真空变压吸附制氧两个部分组成。1. 原料空气压缩是将空气压缩至变压吸附所需的压力，并除去其中所含的二氧化硫及夹带的粉尘等有害物，成为变压吸附制氧的合格原料气。2. 真空压吸附制氧系统是该装置的核心部分，该部分空气中的绝大部

13、分氮被吸附，氧则被浓缩至40%的浓度，成为产品氧气。真空解吸则使吸附剂吸附的杂质更完全的解吸，吸附剂获得再生。3. 产品氧气增压系统是在用户自备的压缩机作用下，将富氧气加压至1.6mpa后输送至后工艺段用于生产。二、工艺流程概述工艺流程见图hx0605-30-0104。整套装置由动力设备（包括：离心鼓风机2台、水环式真空泵2台、液压泵站2台）和非标设备（包括：脱硫槽1台、冷却器1台、汽水分离器1台、吸附塔2台、产品缓冲罐2台）两部分组成。下面，我们简单地将本系统的工艺过程介绍如下：1、原料空气压缩 来自大气的空气首先经过脱硫槽f101，将空气中的二氧化硫、硫化氢、微量co2等杂质成份吸附掉，并

14、将空气中的微量机械杂质过滤掉，再经过离心鼓风机(c101)将空气加压至4055kpa（g），达到变压吸附剂的吸附压力，此时，原料空气的温度大约升高65°c左右，经过冷却器冷却，汽水分离器分离分离部分冷凝水，温度降到60度以下，符合变压吸附制氧的要求，直接进入吸附塔进行吸附。 2、吸附制氧系统整套装置由两台吸附塔及两台产品氧气缓冲罐组成。其工艺如下：吸附过程原料气经鼓风机升压后自吸附塔底进入vpsa吸附塔t101a中，通过多种吸附剂的选择吸附后，直接得到纯度大于40%的氧气从塔顶排出进入产品氧气缓冲罐v101。均压降压过程这是在吸附过程完成后，关闭程控阀kv101a和kv102a，同时

15、打开程控阀kv103，kv105b由于此时吸附塔t101a内的压力比吸附塔t101b内的压力高，在压力差的作用下，吸附塔t101a内的气体顺着吸附方向流向吸附塔t101b内，该部分气体氧含量也比较高（但低于产品氧气纯度），这一过程不仅是降压过程，而且也回收了吸附床层内死空间内的富氧气体，当t101a/b两个吸附塔的压力基本接近时关闭程控阀kv103，吸附塔t101a的均压降压过程结束。抽真空过程当均压降压过程结束后，打开程控阀门kv104a吸附塔t101a进入抽真空过程，吸附塔内的气体逆着吸附方向流出，在压力的作用下，气体被真空泵强制性地抽出，此时吸附在吸附剂上的氮气被逐渐解吸出来，直至吸附剂

16、中的杂质得以充分解吸为止，关闭kv104a阀，抽真空过程结束。均压升压过程该过程与均压降压过程相对应。当吸附塔t101a抽真空过程结束后，打开程控阀kv103，kv105a由于此时吸附塔t101b内的气体压力比吸附塔t101a高，在压力差的作用下，吸附塔t101b内的气体流入t101a内，同时t101a内的压力升高，该气体与吸附剂充分接触后其中的氮气被吸附剂充分吸附；当吸附塔t101a/b两塔压力基本接近时关闭kv103程控阀，吸附塔t101a的均压升压过程结束。产品气升压过程 当均压升压过程结束后， kv105a继续开启，直到吸附塔压力趋近于大气压力，然后关闭kv105a打开程控阀kv101

17、a，用原料空气将吸附塔t101a内的压力升至吸附压力。此时，吸附塔t101a的产品气升压过程结束。经过这一过程后，吸附塔便完成了整个再生过程，为下一次吸附做好了准备。吸附塔t101a和t101b如此交替进行，便可以得到连续的产品氧气。第三节 工艺控制及主要工艺指标一、生产控制1、操作参数控制 本装置设计的自动化程度较高，程控阀门的动作和重要参数的指示、报警和调节均由控制系统完成。控制系统不仅可以控制程控阀门的动作，根据工艺要求，按预先设定好的步骤切换，而且完成其它重要参数的调整、记录、报警。2、分析检测 本装置分析检测项目和选用仪表见本章第六节说明。二、主要工艺指标1、装置主要技术指标 (1)

18、 装置产氧能力 3500nm3/h（以氧含量40%计） (2) 产品氧气质量 40 % o2 (3) 产品氧气出装置送压力 4055 kpa（g） (4) 年工作时 8400小时2、装置主要操作指标 主要操作指标见表2-2。表2-2 vpsa-o2装置主要操作指标序号操 作 参 数指 标备 注01空气进鼓风机温度常温02空气出鼓风机压力45kpa03吸附压力2555kpa04抽空压力-0.025-0.07mpa05变压吸附循环周期80s06均压压力-25kpa07氧气出vpsa压力4050 kpa（g）08氧气出口流量3500nm3/h以氧40%计09环境压力0.093mpa(a)10冷却水总

19、量30 t/h第四节 主要定型设备选型一、空气鼓风机 根据工艺要求，选用湖北省风机厂所生产的多级高效节能型离心式鼓风机，其型号为c170-1.55，空气升压为0.055mpa，排气量为170 m3/min，与其它空压机相比该机能耗低，噪声小，在空气压缩过程中气体与油无接触，减少空气的预处理工序；同时，该鼓风机与其他鼓风机相比较，鼓风机的机壳由铸铁制成，有利于防振和吸收噪音；机壳沿轴线水平上下中分，便于维修。二、真空泵根据工艺要求选用淄博水环真空泵厂有限公司引进西门子技术生产的水环式真空泵，型号为2bec60型真空泵两台，该机采用新型线性叶轮，高效节能；精度高、材质优、寿命长、噪音低；结构紧凑、

20、体积小、重量轻、使用维修方便，属国家级重点新产品、机械产品优等品。第五节 吸附剂规格 本装置需要装填填料的设备有：吸附塔t101a、t101b及脱硫槽f101等共三台设备。共需装填五种不同规格、型号的吸附剂（包括脱硫剂），详见表2-3。表2-3 vpsa-o2装置吸附剂规格序号名称主要规格备注外观粒度mm堆比重耐磨度%1分子筛球状，白色230.6590吸附塔2干燥剂球状，白色340.7290吸附塔3干燥剂球状，白色340.6890吸附塔4填充剂球状，白色230.6898吸附塔5脱硫剂柱状，黑色230.5090脱硫槽第六节 分析控制仪表选型本装置设置一个氧浓度测试点，在制氧系统氧缓冲罐出口处，该

21、取样点使用一台在线式氧分析仪，氧分析仪选用南京分析仪器厂生产的cd003a 型氧分析仪。第七节 消耗定额本装置单位时间消耗及生产单位氧气消耗指标见表2-5，其中：1、消耗定额以每小时生产3500nm3氧气(以氧含量40%)计；2、年生产时以8000小时计；3、吸附剂的使用寿命为15年。表2-5 vpsa-o2装置消耗定额一览表序号项目名称规格单位小时消耗年消耗消耗定额备注一原材料1脱硫剂kg1000/2年两年定期更换二公用工程1冷却水0.3mpat401.3x10440循环用2电10000vkw·h4154103电380/220vkw·h2011含照明及仪表用电4吹扫空气0

22、.3nm3/h10105润滑油kg1000第1年用量注：润滑油的用量视油品质量和使用条件不同而更换周期不同。第三章 工程设计第一节 界区总图设计 本界区总图设计由甲方负责，有关图纸及资料参阅甲方的资料或文件。 本界区内仅指vpsa-o2系统，界区外有配氧系统（用户自备），界区外还配置供电系统、氧气管道输送系统和凉水供水系统、同时用户提供本装置开车前一次性吹扫用干燥无油空气供给系统。vpsa-o2装置总占地面积12x21m2（不包括电气、仪表控制室，不包括水泵站和水池），本装置的建筑物为空气鼓风机和真空泵室、高压、低压配电室室、主控制室，其厂房根据用户总体发展需要由用户自行设计建设。本界区位于整

23、个厂区的位置由厂方总体布置。要求场地平整，平整后的地平标高由甲方确定，界区内建筑屋的室内地坪标高应比室外地平高100mm。甲方应认真考虑界区的排水问题。要求界区内设有运输通道，并与厂区的主要道路相通，以便于消防与运输。制氧装置与公路、铁路及其他构建筑物的距离应符合“建筑设计防火规范”。第三节 设备布置设计 本界区的设备布置见图hyhx06058001/13。 vpsa-o2装置的设备见设备一览表；整个装置由一套真空变压吸附制氧系统组成，吸附塔和缓冲罐室外布置，吸附塔平台为楼层平台，这样可以使操作面尽可能地集中，便于管道的布置和阀门的操作；在吸附塔区的左侧是鼓风机,右侧是真空泵；高低压配电室利用

24、用户原建筑，具体布置由用户结合高低压控制柜自行安排。高、低压配电室单独隔离安装，要求进行强制通风；仪表柜及操作室单独利用一个办公室，要求四周贴瓷砖（有条件的最好安装空调，功率为2匹）。整个布置充分考虑空气吸入口在上风的位置，除吸附塔 、氧气缓冲罐外，其余非标设备和动力设备均置于厂房内，以免冬季受当地低温影响造成装置产量下降，同时也便于设备统一管理，使整个界区的布置更美观、合理。在厂房内建议安装手动或电动单轨小车，以便设备吊装、检修时使用。第三节 化工设备设计一、本装置中非标压力容积设计采用以下标准、规程、规范：1. 国家劳动部压力容器安全技术监察规程20002. 国家标准gb150-1998“

25、钢制压力容器”3. hgj161998钢制化工容器强度计算规定4. hgj171998钢制化工容器结构设计规定5. hgj2021982脱脂工程施工及验收规范二、本装置非标设备均为常压容器（吸附塔2台、氧气缓冲罐2台、冷却器1台和1台脱硫槽，选用q235a、16mnr等钢板制造，其中吸附塔器选用16mnr等优质钢板制造；所有压力容器钢板应符合gb66541996压力容器用钢板，并且必须具备质量保证书，制造前钢板还应按要求进行复验力学性能，并按要求进行超声波探伤检验，符合jb4730-94“压力容积无损检测”规定的ii级。三、吸附塔在预期使用期内将承受450万次以上的全幅度交变压力循环，本应进行

26、应力分析，疲劳校核，但参照asme规定，压力交变幅度不超过设计压力的百分之二十的循环不计，不再进行疲劳校核，仅在结构上尖角倒圆，焊缝磨平，避免应力集中缺陷，补强元件采用整体补强结构，并要求每台吸附塔制备产品焊接试板。四、本装置中的非标设备，在制造完毕后应按hgj20282脱脂工程施工及验收规范进行脱脂处理。五、本装置中安全附件已由工艺在系统中就近设置，设备设计中不再在设备上设置安全阀或爆破片等安全附件。基于本设备的特殊的工作特性，应严格按设备图的技术要求和制造技术条件进行制造、检验和验收，本设备使用厂家亦应严格管理。第四节 自控仪表设计一、采用的标准规范： 1、化工工厂自控设计施工图内容深度统

27、一规定 (hg20506-92) 2、过程检测和控制统一用文字代号和图形符合 (hg20505-92) 3、化工设计标准化工自控设计技术规定 hgj20507205016-92) 4、化工设计标准化工企业爆炸和火灾危险环境电力设计技术规程 (hgj21-89) 5、化工设计标准化工自控安装图册 hgj516-87 6、仪表修理设计参照自控专业仪表修理设计参考资料 (化工部自控设计技术中心站1986) 7、化学工业出版社石油化工自动控制设计手册 (第二版) 8、国标工业自动化仪表工程施工及验收规范 (gbj93-86) 9、化工部自控中心站调节阀口径计算指南二、设计范围及设备供应 设计范围及设备

28、供应参照下列依据 1、设计依据见本说明书第一章第一节。 2、设计范围根据双方协商要求进行分工。(一) 设计范围 1、vpsa-o2界区内自控仪表及在线分析仪的选型；对控制仪表进行组态，并提供相应的分析仪器。 2、本装置所需的仪表维修室及维修设备由甲方负责设计及施工。(二) 设备供应 1、控制柜、程序控制器利用甲方原有设备； 2、vpsa-o2界区内的程控阀及控制软件由乙方提供。 3、在线分析仪由甲方提供。 4、调节阀及阀门定位器由甲方配套。三、自动化水平 本装置具有阀门动作频繁的特点，在仪表投资许可的范围内，所配的自动化水平较高。 对装置内重要的参数均设有自动报警。 主要的调节及控制系统：1.

29、 程序控制系统1套2. 流量计量系统1套3. 氧分析仪1套4. 压力显示系统6 套5. 调节系统 2 套五、环境特征及仪表选型 (一) 环境特征 由于该富氧装置的产品气不属需防爆的介质，因此仪表选型不考虑防爆；所处环境为室内安装，且厂房要求安装暖气供热系统，能确保冬季室内温度大于5，仪表选型也不考虑仪表的防寒。 (二) 仪表选型 1、压力仪表 本装置所用压力表分为就地压力表显示和集中显示，就地显示选用普通压力真空表和氧压表。集中显示选用川仪横河公司智能型压力变送器。 2、温度仪表 现场就地指示的温度仪表选用双金属温度计。 3、流量仪表 流量计选用日本横河公司合资生产的涡街流量计。 4、分析仪表

30、 产品氧气分析，选用南京分析仪表公司生产的氧分析仪。 5、程序控制阀门 本装置选用的程序控制阀门均由成都华西化工研究所生产的三偏心程控碟阀，其规格如下：序号规 格数量(台)备注1dn5004含液压驱动头2dn45013dn30024dn2006 以上程控阀的动作全部由程控系统控制。 6、调节阀调节阀选用无锡工装生产的电动调节阀。7、自动控制系统本装置选用德国西门子公司的工业自动控制系统。 8、仪表管线 现场分析气源管用f6x1的不锈钢管，由用户提供。六、程序控制系统简述 变压吸附工序所有程控阀都是由程控系统控制的，通过程控阀的切换，即可完成变压吸附整个的工作状态。在工艺流程中调节系统的联锁控制

31、和工艺流程中的参数报警也是由控制系统来完成的。控制系统可实现定时控制、手动控制。 控制系统是根据变压吸附工艺过程，按预先设定的每一步骤及切换时间，使其循环切换来控制循环系统的程控阀门，达到提纯氧气的目的。根据装置处理量的变化，仅改变程控系统每个工作步骤的切换时间，即可适应新的工况要求。七、动力供应 (一) 装置吹扫用气 1、装置吹扫用压缩空气由甲方自界外用管道送入界内。其压力最大不能超过0.3mpa(g)。 2、吹扫用压缩空气质量要求 (1) 露点：干燥空气，无游离水 (2) 含尘： 干净空气，含尘粒直径不大于0.1mm。 (3) 含油：无油压缩空气。 (4) 要求系统吹扫时提供一次性供气。

32、(二) 仪表用电源 vpsa-o2界区内仪表供电由乙方设计。 仪表用电的质量要求：220vac± 5% 50hz±5% 5kw第五节 配管设计1 平面布置1.1 遵守的标准和规范 石油化工企业工艺装置设备布置通则 shj11-891.2 设备的平面布置以流程式布置为主，同类设备尽量集中布置。2 管道器材选用原则2.1 管道器材按石油化工企业管道设计器材选用通则（sh3059-94） 的要求进行选用。 2.2 管子、管件标准2.2.1 钢管按石油化工企业钢管尺寸系列选用规定（sh3405-96）进行选用，所对应的管道配件尺寸亦按（sh3405-96）进行选用。2.2.2 与液

33、压程控蝶阀相配的法兰采用sh3406-96标准3 采用的主要管道器材标准（规范）3.1 无缝钢管 gb8163流体输送用无缝钢管3.2 管件 sh3408钢制对焊无缝管件 sh3409钢板制对焊管件 sh3410锻钢制承插焊管件4 施工要求4.1 执行的主要标准与规范gb50252-94 工业安装工程质量检验评定统一标准 gb50184-94 工业金属管道工程质量检验评定标准 gb50235-97 工业管道工程施工及验收规范、金属管道篇 gbj236-82 现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范 gbj126-89 工业管道、设备绝热工程施工及验收规范 gb/t4708-92钢制压力容器焊接

34、工艺评定标准 hgj229-91 化工设备，管道防腐工程施工及验收规范 shj505-87 阀门检验规程4.2 设备吊装 设备吊装方位按照设备管口方位图进行吊装。4.3 管道预制 管道的预制必须严格按照shj517-91的要求进行，预制管道前必须认真核对管道平面布置图及详图，以避免造成不必要的返工。4.4 最小连接尺寸 本设计广泛采用了最小连接尺寸，对最小连接尺寸在管道布置图上未进行标注，此时应按照最小连接尺寸要求进行下料。对焊管件之间的焊接间隙按3mm计算。4.5 氧气管道的施工焊接碳素钢氧气管道时，应使用氩弧焊打底。管道的安装、焊接和施工、验收等应符合gb50235-97工业管道工程施工及

35、验收规范、金属管道篇，gbj236-82 现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范的有关规定。低、中压氧气管道属ii类。第六节 土建工程设计本装置的土建设计及施工由甲方负责，乙方提供装置的详细土建设计资料。一、 设计依据1. 根据乙方提出设备平面布置和管架布置、鼓风机、真空泵、配电室、操作室及甲方提供的自然条件和地质勘探资料进行本工程土建专业施工图阶段的设计工作。2. 本工程建筑设计室内标高应比室外地坪高出100mm，其绝对标高由甲方自定。二、 建筑设计1. 本装置的主体建筑是用户根据工厂需要统一设计施工的，高、低压控制室布置甲方统一考虑；2. 本装置制氧系统总占地轴线尺寸为12 x21m2。

36、 3. 仪表控制室及仪表柜安装在均在主控室，建议用户将控制室进行简单装修,最好能安装1台冷暖型空调。三、 vpsa-o2平台及室外设备基础vpsa-o2平台采用楼层平台结构。所有的动力设备基础采用预留孔二次浇灌的施工方式；其余非标设备基础采用预埋地脚螺栓；所有金属构件预埋、安装前均需除锈，用红丹打底，再刷银灰色调合漆二遍。第七节 电气工程设计一、设计依据1. 工艺专业提供vpsa-o2装置电气设计条件说明，用电设备表及室内外设备平面布置图。2. 化工部关于“化工企业电力设计施工图内容深度统一规定”（hg2150792）。3. 有关设计、工程施工及验收标准jbj680工厂电力设计规范 gbj54

37、83低压配电装置及线路设计规范gb5003492工业与民用供电系统设计规范gbj5283工业与民用电力装置的接地设计规范gbj6583工业与民用电力装置的电气测量仪表装置设计规范gbj6390建筑防雷设计规范gbj5783电气装置安装工程母线装置施工及验收规范gbj14990电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范gbj5016992电气装置安装工程接地装置施工及验收规范gbj5016992电气装置安装工程旋转电机施工及验收规范gb5015091电气装置安装工程盘柜及二次回路接线施工及验收规范gb5017092电气装置安装工程电气设备交接试验标准gb5017192二、设计范围1. 低压配电（液压

38、泵站、仪表用电）设计2. 鼓风机、真空泵等动力配电设计3. 生产装置区域室内外及控制室的照明配电设计4. 各动力厂房及室外装置的防雷、防静电及接地装置设计三、配电系统设计1. 生产区域环境：本装置为真空变压吸附制富氧，生产环境为一般正常环境。2. 本装置为冶炼连续生产，如发生突然停电将会造成减产，影响产品质量，打乱生产顺序，同时对装置将造成较大的损害。3. 本装置用电设备负荷指标3.1. 装机容量总装机容量为525kw（不含配氧系统），其中动力用电装机容量为510kw，仪表用电15kw；3.2. 动力配电系统3.2.1 高压动力配电1)供电电压：三相交流10kv50hz2)进线方式：电缆进线3

39、)配电方式：单回路母线供电5)安装方式：单列排列6)主要受电设备： 6.1 鼓风机电机 2台 （开一备一） 110kw，10kv，50hz ， ip44 6.2 水环式真空泵电机 2台200kw，10kv，50hz ， ip44 7)启动方式：由现场按钮箱直接启动。3.2.2 低压动力配电1)供电电压：三相交流380v50hz2)进线方式：电缆进线3)配电方式：单回路母线供电4)配电设备：ggd2型交流低压配电屏5)主要受电设备： 5.1 集成液压泵站电机 2台11kw 380v 50hz 5.2仪表用电5kw 220v 50hz 5.3照明用电(用户自备)5kw 220v 50hz4. 配电

40、线路1.低压电源及高压电源引入线路及走向由甲方负责设计和施工，电源电缆分别送至进线柜的进线端。2.所有动力配电线路采用电缆沿电缆沟敷设方式，至设备进线附近由电缆沟直接穿钢管/pvc管保护管埋地敷设至设备，电缆埋地应低于工艺管沟，施工时应与土建施工密切配合，待电缆线路敷设完备后再砌筑管沟。3.室外线路采用电缆沿电缆沟敷设。4.照明线路一律采用g20镀锌管配管，穿线管应埋地，接头处焊跨接线，管与管之间采用ah系列接线盒连接。四、 防雷、接地1. 防雷：（1）. 本装置厂房及室外设备按类工业建、构筑物设计防雷系统，建筑物的防雷由甲方设计并施工，要求屋面上任意一点距霹雷带的距离不得大于10米，突出屋面

41、的金属管道、构件等应与霹雷网连成通路。（2）. 架空引入建筑物的金属管道，在进入建筑物处应与接地装置连成通路。（3）. 金属设备、管道、构架应与接地装置相连，以防止静电感应。（4）. 金属管道上的接地电路，受到法兰与垫片的绝缘而使电路中断，因此要求在每对法兰之间设置金属连接片（或圆钢）。2. 接地：(1). 金属密闭容器壁厚均大于4mm，根据化工设计标准cd92a281规定，其冲击接地电阻小于或等于10欧姆，并应与电气设备接地装置以及埋地金属管道相连。 (2). 本装置防雷接地，防静电接地与电气设备接地共用接地装置，要求接地电阻不大于4欧姆。如本设计达不到要求，可增加接地极根数或采取其它降阻措

42、施，直到达要求为止。 五、 通讯1. 本装置应在控制室及配电室设置调度电话分机各一门。2. 本装置应在控制室设行政电话一门，该电话应能经厂交换机后与厂外通话。3. 以上通讯系统由厂方根据厂内通讯制式自行设计配置，不包括在本设计中。第八节 给排水设计由于本装置给排水较简单，故给排水的配管设计已在工艺的管道布置图中示出。因本装置用水量较大且对水质也有要求，厂方在装置附近负责承建一套循环凉水装置。一、给水系统 vpsa-o2系统中用水设备共用3台，分别为冷却器1台，真空泵2台，其中真空泵一部分用水为真空注入密封水，其余均为密闭循环冷却水。具体供水参数如下： a. 供水量： 40t/hb. ph值：7

43、.08.0 c. 供水压力： 0.30 mpa d. 入水温度： 30 °c e. 水质要求：硬化物总数：300mg/l钙化物总数：254mg/lm硷度：3.5mg/l硫化物：400mg/l氯化物250mg/l铁：<0.1mg/l锰：<0.1mg/l总悬浮物：<51mg/l二、排水系统 1、冷却水排水系统 a、排水量： 40t/h b、排水压力： 真空泵密封水回水为常压自然回水，冷却用回水为带压回水 c、排水温度： 35°c d、排水质量： 基本上与上水相同。三、冷却水补充液 本装置正常工作时，真空泵需注入一定量工作液（密封软水），此水一部分可回至凉水塔循

44、环工作，一部分则随所抽出的真空解吸气一起蒸发，故在正常工作时需补充一定水量，其水质要求与供水一致，水量为2t/h.。本装置无其他污水排放，其它的消防及生活用水以及排放自然雨水由甲方统一考虑。第九节 采暖通风设计 本装置界区内的采暖通风设计及施工由用户自行设计和施工。乙方只提供相应的要求。本装置所有设备（吸附塔，氧气缓冲罐）均为室内布置，界区内不散发有害、有毒气体，因而对非标设备和动力设备通风无特殊要求。 鉴于化工厂内的空气环境，空气中灰尘含量较大，故制氧系统厂房的设计南向墙面上开有大于10m2的通风吸入口，通风吸入口需按防尘设计。对配电室和控制室，有条件的情况下内部可安装空调，以降低室内温度，

45、其中高低压配电室需空调容量2匹，若配电室安装空调有困难时，必须有强制通风措施，控制室要求安装空调，且其容量不得低于1.5匹。第四章 环境保护及“三废”治理第一节 概述本装置环保设计采用以下标准、规范： 大气环境质量标准gb3095-82(1982) 工业企业厂界噪声标准gb12348-90(1990) 工业“三废”排放试行标准gbj4-73(1973) 国家环境保护法 (试行) (1979) 城市区域环境振动标准 gb10070-88(1988)第二节 主要环保资料 一、主要污染源 本装置在正常状态下有富氮空气排放；在不正常状态下有少量氧气就地排放。 本装置除生活废水外无液体污染排放。 噪声污染主要来自鼓风机、真空泵、集成液压泵站及程控阀门运动部件的振动及富氮气放空排气。 废物主要来自从脱硫槽、吸附塔中卸出的废脱硫剂、吸附剂等。二、主要的污染物 1、生产中产生的废水主要为生活废水，由厂方统一考虑。 2、生产中产生的废气见表4-1表4-1 废气排放表序号废气名称组成及特性数据排放特性排放数量排放地点温度压力方式1装置吹扫气压缩空气常温0.2mpa临时连续就地2试车不合格氧气o270.0%40°c0.020.005mpa临时连续4000nm名/h就地3解吸的富氮空气n288%£40°c常压