空气分离使用说明书

1 空气分离使用说明书空气分离使用说明书 第一章第一章 概述概述 1 1 主要技术数据 1 1 1 加工空气 进装置原料空气流量 68500Nm3 h 进 分 馏 塔 流 量 64050Nm3 h 进分馏塔空气压力及温度 低压 0 48Mpa G 25 高压 5 8Mpa G 40 1 1 2 产品指标 流量 Nm3 h 产 品纯 度 75 工况主工况110 工况 出冷箱压 力温度 Mpa G 备 注 氧气 99 6 945012600138002 8 40内压缩 液氧 99 6 300400440折气 氮气 10ppmO2 2500250025000 6 40内压缩 液氮 O2 2ppm N2 ppm 310450480 仪表空气600 标态下 露点小于 40 0 65 40 装置空气3200空冷塔后抽出 0 5 17 间断使用 注 Nm3 h 指 0 101 3Kpa 状态下的体积流量 以下同 液氮培植 50 贮槽 分停车时用 仪表空气量不含空分装置用仪表空气 产品执行标准 氧气产品执行 JB T8693 1988 一等品 氮气产品执行 GB T8979 1996 一等品 液氩产品执行 GB T10624 1995 合格品 送入买方管网前时 在空分界区出口处测量 性能表中的液氧 液氮产量 可根据生产需要进行调整 1 1 3 加工空气量 68500 Nm3 h 正常工况下 1 1 4 加工空气压力 0 61Mpa A 1 1 5 距离声源 1 米处 噪声 85dB A 1 1 6 运转周期 两次大加温间隔期 三年以上 1 1 7 加温解冻时间 24 小时以下 1 1 8 装置启动时间 从膨胀机启动到氧气纯度达到指标 36 小时以下 1 1 9 装置操作弹性 75 110 1 1 10 分馏塔系统的操作弹性 50 120 1 2 基本原理 干燥空气的主要成分如下 名称化学代号体积百分比重量百分比 氧O220 9523 1 氮N278 0875 5 氩Ar0 9321 29 2 空气中其他组成成分 如氢 二氧化碳 碳氢化合物的含量在一定范围内变化 而 水蒸气含量则随着温度和湿度而变化 名称化学符号 标准大气压力的 液化温度 标准大气压里的 固化温度 临界温度 临界压力 Mpa A 氧 O2 183 218 4 119 5 079 氮 N2 195 209 86 147 3 394 氩 Ar 185 7 189 2 122 4 862 空气的精馏就是利用空气的各种组分具有不同的挥发性 即在同一温度下各种组分的蒸汽 压不同 将液态空气进行多次的部分蒸汽与部分冷凝 从而达到分离的各种组分的目的 当处于冷凝温度的氧 氮混合气穿过比它温度低的氧 氮混合液体时 气相与液相之间就 发生热 质交换 气体中的部分冷凝成液体并放出冷凝潜热 液体则因吸收热量而部分蒸 发 因沸点的差异 氧 氩的蒸发顺序为 氮 氩 氧 冷凝顺序为 氧 氩 氮 再本 系统中 该过程是在塔板上进行的 当气体自上而下地在铸逐块踏板上通过时 低沸点组 份 同理 当液体自上而下地在铸逐块踏板上通过时 高沸点组份的浓度不断增加 通过 了一定数量的塔板后 在塔板的底部就可获得高纯度的高沸点的组份 由于氧 氩 氮沸点的差别 在塔板的中部一定存在着氩的富集区 制取粗氩所需的氩馏 分就是从富集区抽取的 1 3工艺流程简介 本套装置的成套工艺流程详见附图 CF290 00000LC 共 12 页 1 3 1 空气过滤器及空气压缩系统 该系统由一台自洁式空气过滤器及一台透平空气压缩机组成 含尘空气入空气过滤器 过滤掉其中机械颗粒 粉尘等 经过滤的空气再入空 气压缩系统 被空气压缩系统压缩到 0 61Mpa A 后进入空气预冷系统 1 3 2 空气预冷系统 本系统主要由空冷塔 水冷塔 冷冻机及四台水泵组成 空分冷却塔为装有两层填料的填料塔 空气由空分压缩机送如空气冷却塔底部 由下往上穿过填料层 被从上往下的水冷却 并同时洗涤部分 NOx SO2 cl 等有 害物质 最后穿越顶部的丝网分离器 进入分子筛纯化系统 出空冷塔空气的温度 约为 16 5 进入空冷塔的水分为两段 下段为由用户凉水塔来的冷却水 经循环水泵加压 进空冷塔中部自上而下出空冷塔回凉水塔 上段为由用户凉水塔来的冷却水 经水冷塔与由水冷塔来的多余的氮气 污氮 气热质交换冷却后由冷冻水泵加压 送如空气冷却塔顶部 自上而下出空气冷却塔 回凉水塔 1 3 3 空气纯化系统 该系统主要由两台吸附器 一台蒸汽加热器组成 分子筛吸附器为卧式双层床结构 下层为活性氧化铝 上层为分子筛 两只吸 附器切换工作 由空气冷却塔来的空气 经吸附器除去其中得水分 CO2 及其它一 些 CnHm 后 除一部分进入增压压缩机及用作装置空气之外 其余均全部进入分馏 塔 当一台吸附器工作时 另一台吸附器则进行再生 冷吹备用 由分馏塔来的污 氮气 经蒸汽加热器加热至 170 后 入吸附器加热再生 脱附掉其中的水分及 CO2 再生结束由分馏塔来的污氮气吹冷 然后排入大气 3 高温再生时 再生气经蒸汽加热器加热至 260 后 入吸附器加热再生 经吸附器纯化后的空气水含量在 60 露点以下 CO2 1PPm 1 3 4 增压压缩机系统 由分子筛吸附器来的洁净空气进入增压压缩机增压使空气的压力得以提高 增 压空气分为三股 一股从增压压缩机一级 流量 600Nm3 h 压力 1 26MpaA 抽出 经冷却后节流送至用户仪表系统 一股从增压机二级 流量 12550 Nm3 h 压力 2 7 MpaA 抽出经冷却后进入由膨胀机驱动的增压机 另一股从增压压缩机末级引出 经冷却后进入主换热器 1 3 5 增压膨胀机系统 该系统主要由两台增压透平膨胀机 两台增压机后冷却器 两台供油装置组成 从增压压缩机中抽并经冷却后的加压空气 进入由膨胀机驱动的增压机 消耗 掉由膨胀机输出的能量 使空气的压力得以进一步提高 增压后的空气进入增压机 后冷却器 冷却到所需温度后进入主换热器 被返流的液氧 氮气及污氮冷却到一 定温度后进入透平膨胀机膨胀 膨胀空气进入下塔参与精馏 1 3 6 氧 氮精馏 该系统主要由下塔 主冷凝蒸发器 上塔 过冷器及液氧泵组成 由纯化系统来的进入主换热器冷却到接近露点的空气 膨胀空气以及来自增压 压缩机末级冷却器的高压空气经主换热器液化后的液空进入下塔 经下塔的精馏 在顶部获得氮气 除一部分作为热源到纯氩塔及产品经主换热器复热送用户外 其 余经冷凝蒸发器冷凝 冷凝的液体一部分做为下塔的回流液 其余部分过冷气过冷 后 一小部分作为纯氩冷凝器冷源 令一部分节流后作为上塔回流液送至上塔顶部 在下塔下部得到污液氮 经过冷器过冷后 节流至上塔上部参与精馏 在下塔底部 得到富氧液空 经过冷器过冷后 一部分作为粗氩冷凝器冷源 另一部分节流至上 塔中部参与精馏 经上塔的精馏 在顶部得到产品氧气 在上部得到污氮气 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 7 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分气 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 底部引出经工艺液压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 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 O2 2PPm 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后引出的液空 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含 O2 2PPm 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 除一部分作为产品经调节阀送出冷箱进 入液氩贮存系统外 其余与来自下塔的中压氮气换热 使其蒸发作为上升气参与纯 4 氩塔的精馏 而液化后的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过冷器后 的液氮 液氮蒸发后返回污氮出上塔管线 第二章第二章KDONDAr 13000 2500 450 型空气分离设备的启动及操作说明型空气分离设备的启动及操作说明 为了确保本系统及全套空分设备的安全 可靠及高质量地运行 要求操作人员 熟知整套空分设备中的各个系统 各个机器与设备的性能与操作方法 熟悉整套空分 设备的工艺流程 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 可能地提高产品产量 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分组成 1 空分设备的试车 即成套设备联动运行前的试验 调整 吹除等 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 吹刷和低温裸冷 检验等 其目的就是为了检验空分设备的安装和大修质量 检验空分设备在低温状态 下的冷变形后的密封性能和补偿性能 检验设备和管道流路可能存在的弊病和安装缺 陷 以便能及时进行检修 本套装置的起动及操作说明 还包括自洁式空气过滤器 空气压缩机组 增压压缩机组 水泵 冷水机组 增压透平膨胀机组 工艺液氧泵 工艺液氩泵 液 体贮存系统及仪 电控系统 这些机组及系统的起动操作详见相关资料 2 1 预冷系统的使用及维护 2 1 1 预冷系统主要技术参数 2 1 1 1 空气冷却塔 型 式 双层填料塔 处理气量 685000Nm3 h 工作压力0 61MPa A 空气进口温度 105oC 空气出口温度 16 5oC 冷却水总耗流量 183m3 h 2 1 1 2 水冷塔 型 式 填料塔 工作压力 常压 冷冻水出塔温度 15 3 oC 污氮流量 30000 Nm3 h 2 1 2 工作原理及流程说明 本系统的目的是将由空压机来的高温空气降至 16 5 oC 脱去其中的游离水后送入 分子筛纯化系统 冷却原理是使空气与水在填料中充分混合换热后使空气温度下降 而其中的冷却 水由凉水塔来经 P 0501A 或 P 0501B 加压后送入空冷塔中部 冷冻水是利用由分馏塔 来的干燥污氮气吸收水分的潜热 由凉水塔来的循环冷却水冷却 经 P 0502A 或 P 0502B 加压后进入空冷塔上部 具体流程详见 CF290 00000LC 2 1 3 空冷塔及水冷塔及内建的装填 5 空冷塔及水冷塔填料及内件的装填 必须是在系统吹扫及试压合格后进行 具体 装填方法详见设备图纸及 HGJ11 1985 化工塔类设备施工及验收规范 2 1 4 系统的操作 该系统起动应先起动冷却水泵 再起动冷冻水泵 用空压机对空冷塔缓慢充压 待 PIAS 302 达到 0 4Mpa G 后尽快启动冷却水 泵 冷却水量 FICS 301 应控制在 150t h 内 待冷却水泵调试正常后 依次打开 V344 和 V343 阀 通过 V343 阀调节进水冷踏 的空气量 然后启动冷冻水泵 起动冷冻水泵之前应先开启 LCV 302 阀 待 LICV 303 水位达到设定值后 LCV 302 投自动 冷冻水流量 FICA 302 应控制在 33t h 内 当分馏塔能提供适量的污氮气给水冷塔后 关闭 V343 阀 2 1 5 工矿调整 1 出空冷塔空气温度的调节 空冷塔出口温度应控制在 16 5 oC 以下 主要应控制 TIA 304 低于 15 3 oC 以及 FICA 302 保持在 33t h 左右 当温度过高 就应设法增大水冷塔来降低出空冷塔空气 温度 2 进空冷塔水流量的调节 进空冷塔的水流量应随加工空气量的变化而作相应变化 对循环水主要通过 FCV301 阀调节 2 1 6 故障处理 1 空冷塔或水冷塔还热效果降低 应检查分布器是否有堵塞或填料结垢 严重者应停车拆除后清洗 疏通 2 冷却水 冷冻水流量异常降低 应参照水泵制造厂家使用说明书 检查水泵是否有故障 检查水泵前过滤器是否 堵塞 2 2 纯化系统的使用及维护 2 2 1 纯化系统主要技术参数 2 2 1 1 分子筛吸附器 型 试 卧式 切换周期 4h 处理气量 68500m3 h 工作压力 0 61 Mpa A 空气进口温度 17oC 空气出口温度 24oC 空气出口质量 CO2 1PPm H2O 60 露 点 再生气量 15000 Nm3 h 再生温度 170oC 2 2 1 2 蒸汽加热器 加热气量 15000 Nm3 h 还热面积 210m2 蒸汽耗量 1600Kg h 1 2 Mpa G 2 2 2 工作原理及工艺流程 6 本系统是采用变温吸附法连续分离空气中水分和二氧化碳 在常温下吸附剂对水分 二氧化碳的吸附容量大 高温下吸附容量小 通过周期性改变床层温度 达到连续分 离水分和二氧化碳的目的 本系统是由纯化器 真气加热器 切换阀及仪电控等部机组成 详见 CF290 00000LC 原料空气经预冷系统冷却到 17oC 后 从纯化器下部导入 原料气流经吸附器床层 时 其中所含水分和二氧化碳被吸附 纯化空气从纯化器流出进入分馏塔 吸附过程持续四小时后 两只纯化器切换 压缩空气进入另一只纯化器进行吸附 吸附过程结束的纯化器逆向放压 使纯化器压力降至大气压 然后用分馏塔排出的污 氮气 经蒸汽加热器加热对纯化器进行再生 之后 用分馏塔出来的冷污氮气将再生 结束的纯化器吹冷 以备下次切换用 具体操作程序见表 2 2 1 及仪控相关文件 表 2 2 1 正常工况操作程序 时间 min V0501A V0501B 0 12 吸附 逆向放压 12 96 吸附 加热再生 96 216 吸附 吹冷 216 240 吸附 充压 2 2 3 吸附剂填装 吸附剂的装填是在吸附器试压及吹扫合格后进行 吸附剂装填应选择在晴朗天气进行 装填前应尽量做好准备工作 装填时间越短越 好 集中力量装完一只纯化器后再装另一只 装完后的纯化器应迅速密封 避免于大 气长时间接触 吸附剂填装时 按顺序先装活性氧化铝 之后铺上丝网 用压板压牢 再装分子筛 吸附剂按计量装填 使其装填紧实 均匀 2 2 4 调试 2 2 4 1 切换系统调试 在仪空系统调试后并确任无误的情况下 将仪空系统于切换系统联合调试 切换 系统调试最好在吸附剂填装分子筛之前进行 调试前 检查电磁阀 气动切换阀 仪控系统的接线是否正确无误 逐个检查 气动切换阀是否切换灵活及线位开关是否到位 在上述工作完成后 向切换系统供仪表气 要求仪表空气压力 0 4 0 6Mpa 露 点 40 切换系统空载运行 48 小时 检查运转与阀门切换动作是否准确 可靠灵活 随时发现问题及时解决 停车后 逐个检查阀门是否到位 抽查一只气动切换阀作气密性试验 2 2 4 2 试车 起动 起动前全面检查设备是否正常 阀门是否全部处于关闭状态 打开 HV401 或 HV404 对纯化器缓慢充压 打开 V421 V428 V427 426 阀 然后再依次打开 V422 及 V423 阀控制 PI 453 压力不超过 15kPa 起动控制系统 压缩空气减量进入纯化器 起动初期进入空气量不大于加工空 气量的三分之二 部小于加工空气量的三分之一 床层压力在 0 48Mpa 以上 再生气压力和流量通过 V423 调节 通过 TCV401 调节蒸汽加热器出口温度 蒸汽加热器出口温度要求在 170 7 再生流量要求在 15000 Nm3 h 再生时出纯化器冷吹峰值温度要求 100 以上 连续分析分馏塔污氮总管含水量 污氮露点达到 70 后 将污氮气送入纯化 器作再生气 同时关闭 V423 阀 工矿调整 本设备工况调整的原则时确保进纯化器再生气温度和流量 再生是否彻底 以 吸附床吹冷期排气温度来判断 保证吸附床能 完全 再生的排气温度为 100 当吸附床吹冷期间排气温度小于上述值时 应调高再生气出蒸汽加 热器温度 以提高进纯化器再生气温度 也可以在保证再生气温度的前提下增 大 FIC 401 设定值 满足再生要求 纯化空气含水量和二氧化碳达不到设计指标 首先应检查再生气温度是否达到 设计值 如有偏差及时纠正 其次应检查压缩空气中是否带有游离水 压缩空 气进纯化器是否温度过高 如果上述检查一切正常 可先采取适当提高再生温 度的办法 如情况继续恶化 应对纯化器进行一次高温再生 2 2 5 操作和使用 2 2 5 1 正常操作 设备进入正常运行工况后 操作人员要经常观察系统的操作压力和温度 发现 异常及时解决 操作人员要经常通过仪表系统观察各气动切换阀的动作情况 如果出现异常 再观察吸附床及系统操作压力 如果系统工况正常稳定 说明气动切换阀限位开关 故障 此时 应维持正常操作 如果系统操作压力偏离正常工况 应停机检查 操作人员应定期打开 V403 阀对压缩空气总管进行吹除 如果发现吹除水份过 多 应及时检查空气冷却塔出口的压缩空气是否带有大量游离水 含水量过大时 应停车检查 V404 宜常保持一定开度 2 2 5 2 停车 正常停车 正常停车宜在吸附器吹冷结束时进行 停车后另一只吸附器泄压结束关闭控制 系统后 关闭所有手动阀 故障停车 无论系统故障或系统外故障引起的紧急停车 其操作顺序如下 关闭控制系统 故障停车停车后的起动 故障停车时间比较短 起动后污氮气量和露点满足要求 按控制系统停车 后保持的工况进行 故障停车时间比较长 也按控制系统停车后保持的工况进行 起动顺序按 2 2 4 2 中试车进行 2 2 6 维修 保养及故障排除 2 2 6 1 经常检查油雾器 防止无油而损坏气动切换阀 2 2 6 2 经常检查绝热层情况 防止受潮和脱落 2 2 6 3 气动切换阀故障 气动切换阀经长期运行后 密封性能可能下降 甚至会严重泄漏 一般情况下 应停车对密封圈进行调整或更换 并对修理后的阀们做气密性实验 气动切换阀可能由于阀瓣定位螺旋松动 使得阀瓣不到位 这种情况泄漏严重 需停机修理 8 2 2 7 电磁阀故障 电磁阀是容易引起故障的设备 由于电压波动 引起磁头过热过载或损坏 仪 表空气不干净造成阀芯卡死 经过长期运行后 易损件磨损严重或失效 都是引起 故障的原因 电磁阀故障应停车更换 2 2 8 故障排除 两个纯化器操作工况不一致 说明气动切换阀漏气 停车修理 纯化空气中水份和二氧化碳含量波动大 而且波动的规律性不强 说明气动切 换阀漏气 纯化器操作压力突然变化 可判断为电磁阀或气动切换阀故障 先检查电磁阀 有无电信号 电信号有则为电磁阀或气动切换阀故障 无电信号则是控制系统故 障 在排出电磁阀故障可能后 可能是气动切换阀故障 2 3 分馏塔系统的使用和维护 2 3 1 分馏塔系统主要技术参数 1 分馏塔 型 号 FONAr 13000 2500 450 进分馏塔流量 64050Nm3 h 2 增压透平膨胀机组 详见膨胀机组相关文件 3 增压机后冷却器 详见增压机后冷却器相关文件 2 3 2 起动操作前的准备工作 分馏塔的起动操作是整个操作的关键 因为在起动操作过程中 系统中的 物流 温度和压力等发生着巨大变化 能否掌握这种变化 关系到装置能否进 行正常的生产 关系到起动时间的长短及运转周期 因此 在设备起动操作以 前必须完成下述工作 1 按照 KDONAr 13000 2500 450 型空分设备安装技术条件 CF290 00000AT 的要求进行安装 试验并经检验合格 2 本套空分设备所属个配套机组 系统按单机或系统的技术要求进行施 工试车且已完成 并经检验合格 3 空气纯化系统切换机构动作正确 纯化器再生完毕待用 4 按本套空分设备的成套工艺流程图及各子 各部机的工艺流程图及设 备供货图作进一步的检查核实 确认各流路的连接正确无误 5 按照仪控系统 电控系统说明书和仪表 电器设备制造厂的说明书检 验各电器设备 仪表及系统线路 确认安装 调整无误 仪控 电器 线路畅通 并已处于工作状态 6 冷箱内所有的容器 设备 阀门 管路 包括记管路 已经彻底吹扫 加温 并确认已完全达到清洁 干燥 无杂质 无油 尤其是低温工 作下的各个部机 管路 绝不允许有液态水份存在 与氧接触的容器 管路 更要注意严格脱脂与吹扫 7 切换阀 安全阀 减压阀 节流阀等阀门检验调整无误 动作灵活可 靠 并已处于工作状态 8 冷箱 管道等需绝热部位的绝热材料已充填或包扎固定完毕 9 冷却水 润滑油系统的管路畅通无阻 无漏水 漏油现象 并已处于 工作状态 10 仪表空气系统已处于工作状态 并已可向仪表系统提供规定压力的无 尘 无油和干燥的仪表空气 9 11 记录纸 必要的工具 备品已准备齐全 2 3 3 起动准备 1 分馏塔的起动 需在上游各系统即空气透平压缩机组 增压压缩机 空气预冷系统 空气纯化系统工作正常后进行 以上各系统的操作要求按照各 自的技术文件进行 2 分馏塔系统起动前 除已经起动的部分外 装置所属其余各系统所属 的机器 设备 阀门均应处于安全状态 所有气封点 包括透平膨胀机的喷嘴 都必须关闭 除分析仪表和计量仪表外 所有通向指示仪表的阀门必须开启 温度记录仪和温度测量仪表全部接通 3 分馏塔起动前的操作步骤可按以下顺序进行 a 起动冷却水系统 b 起动仪表空气系统 c 起动空气透平压缩机组及增压压缩机组 按压缩机说明书进行 d 起动空气预冷系统 e 起动分子筛纯化系统 f 吹刷冷箱内管道 2 3 4 吹刷阶段 吹刷阶段的工作目的就是去除管内残存的水份 杂质和灰尘 吹刷用气采用出 分子筛纯化系统的常温干燥空气 在吹刷过程中 应经常检查各吹除口气量大小并 经常调节 以保证每一条管线均应吹刷 直到吹除气中不含水份和灰尘为止 吹刷工作可分区域 分阶段 按压力高低逐步进行 可先设备 后管道 按工 艺流程走向 由里向外开展 具体应注意以下事项 1 吹除时的空气压力 高压系统应保持在 1 962 2 452Mpa 中压系统应保持 在 0 25 0 4Mpa 低压系统应保持在 0 04 0 05Mpa 任何时候都不允许超 压吹扫 当压力不足时 应待升压后逐只设备 逐条管线进行吹扫 2 为防止塔外管道中的杂质带入分馏塔内 应首先对塔外空气 污氮管道及增 压空气管道等进行吹扫 待吹除干净后 再于出冷箱管道连接后对塔内设备 管道进行吹扫 3 增压透平膨胀机进出口端及工艺 LAr 泵 工艺液氧泵和工艺液氮泵进出口端 在吹除阶段应断开且用盲板闷住 待吹除完毕后再拆除盲板 4 吹除时应拆除各计量用流量孔板 待吹除完毕后再装上各孔板 5 对膨胀机增压空气出口端 应现场临时接入一根管线升压 吹除完毕后再拆 除该管线 6 吹除阶段也应同时注意各阀门开启是否灵活畅通 一旦发现问题应及时处理 7 在吹刷后期 应拆除各计器管阀及安全阀进行吹扫 8 吹扫完毕后 将各阀置于完全关闭状态 2 3 5 冷却分馏塔系统 分馏塔系统裸冷可参照此步骤 只是裸冷到一定温度下 系统温度再难以进 行下去 此时即认为裸冷结束 2 3 3 1 冷却前需要具备的条件 1 设备 管道已彻底加温 吹刷 2 空气过滤器投入正常运行 3 空气透平压缩机及增压压缩机组投入正常运行 10 4 空气预冷系统投入正常运行 5 分子筛纯化器系统投入正常运行 6 仪控 电控系统投入正常运行 2 3 5 2 起动增压透平膨胀机 1 按照 PT1175 00000SM 增压透平膨胀机使用说明书 的要求 做好增压透平膨 胀机的起动准备 进口增压透平膨胀机按厂家提供说明书要求做好准备 2 全开 LCV702 HV702 HV703 LCV802 打开 HV601 使压缩空气进入下塔 3 打开 HV701 及 LCV701 使增压空气经主换热器后节流进入下塔 保持下塔压力 0 35Mpa 左右 4 打开 V501A 或 V501B 及 V505A 或 V505B 阀 V508A 或 V508B 及 V507 或 V507B 阀 5 按照 PT1175 00000SM 增压透平膨胀机使用说明书 或者进口膨胀机使用说明 书的要求 起动 1 或 2 增压透平膨胀机 逐渐使之到达全量运行 开膨胀机喷嘴期间 应密切注意膨胀机转速 6 保持增压压缩机排出压力的稳定 7 切断并停用由用户提供的备用仪表空气气源 改用成套装置自身的仪表空气 2 3 5 3 冷却分离塔系统 冷却开始时 空气透平压缩机排出的空气 除进增压压缩机及直接进下塔的外 其余的由放空阀放空 由此保持压缩机排出压力不变 随着分馏塔各部分温度的逐步下降 吸入的空气量会逐渐增加 此时可逐步关小空气压缩机的放空阀 当主换热器的冷端温度接近空气的液化温度时 172 冷却阶段即结束 2 3 5 4 冷却过程中应注意的问题 1 顺序开启冷却流程各阀门 2 保持空气透平压缩机及增压压缩机排出压力的稳定 3 将分子筛纯化器的再生气路由空气流路切换到污氮气流路上 4 必须注意并控制各流路通过的流量 使冷箱内各部分温度均匀下降 不能出现大 的温降 为防止大的热应力的产生 5 冷却过程中 为加速冷却 可依次打开各吹除阀 拆开计器阀接头 开启计器阀 进行吹除 以排出部分热气体直至结霜 然后关闭 2 3 5 5 增压透平膨胀机的控制 按照 PT1175 00000SM 增压头哦膨胀机使用说明书 的要求进行 进口膨胀机按照 其使用说明书的要求进行 2 3 6 积液和氧 氮调纯阶段 在将冷箱内所有设备进一步冷却的同时 空气开始液化 下塔开始下 出现液空液 11 面 随后主冷凝蒸发器投入工作 并将逐渐产生液体 上 下塔精馏工况逐渐建立 然后 可逐步增加下塔加工空气量 当主冷凝蒸发器液氧液面达到正常液位的 80 时 就可调节 产品纯度 同时可做好液氧泵的预冷工作 当液氧液面进一步上涨并超过设计液面时 可 启动液氧泵 液氧泵通过变频调速逐渐增大液氧产量 调整氧气放阀逐渐使氧气压力达 2 9 Mpa 随着从增压压缩机过来的空气逐渐被液化 应注意关小 HV701 及 LCV701 阀 使 增压压缩机出口压力稳定 2 3 6 1 阀门的调节 所有阀门的调节应按步骤逐一并缓慢进行 当每一操作调节取得了预期效果之后 方可开展下一只阀门的调节 切忌操作过猛过快 2 3 6 2 液体的积累 1 主换热器组热端平均温度差应控制在 3 内 2 膨胀机温度控制在 113 保持增压膨胀机在正常工况下进行 2 3 6 3 液体的积累 1 主冷液体积累初期 V702 阀应关闭 待主冷液氧液面达正常液位的 70 左右时 逐渐开启 V702 阀 2 主冷液氧侧初始积累的液体应排放 3 稍开或间断微开 V730 阀 4 调整上塔压力 加速主冷液体积累 5 当液空液面达正常值时 关小 LCV802 LCV702 投自控 将液空送至上塔 6 在该阶段 进塔空气量会不断增加 为此应注意空压机排除压力 调整上 下 塔压力在规定值内 2 3 6 4 精馏过程的建立 1 逐渐关小 HV 702 HV 703 阀 使下塔压力提高到设计值 2 当上 下塔的阻力值达到设计值的 50 左右时 可认为上 下塔精馏工况已建 立 这时可全开 V702 阀 通过调节 HV 7601 HV 7602 阀设定值 控制上 下塔的阻力 2 3 6 5 调纯 1 按分析仪表制造厂家说明书 投运分析仪表 2 根据各分析点数据 利用 HV 702 HV 703 阀调节上 下塔精馏工况 3 根据产品氧 氮的纯度逐渐加大产品产量直至正常值 4 当产品指标达到设计值时 即可把产品从放空管道切换道产品输出管路上 同 时调节上 下塔的工作压力 5 分馏塔工作稳定后 将自控仪表投入 6 当主冷液氧液面不断升高 应排放液氧以保持液氧液面不致过高 7 Ar 系统的投运也可视用户生产用气情况 在调纯阶段同时进行 具体详见下一 章节 2 3 7 氩的调纯阶段 氩系统的冷却应与主塔系统同时进行 在氩系统冷却后 即使氩系统不投运 也应 导入一定冷量至氩系统 以保持氩系统一直处于冷状态 氩系统调纯可选择与主塔同时进行 但更宜主塔系统调节正常后再进行调节 主要 应注意以下几个方面 1 液氩泵必须待粗氩塔 底部液位达到设计所需液位方可起动 2 调纯阶段应先调 Ar 纯度再调 Ar 产量 3 粗氩塔 应视各自阻力值及氩馏分含 Ar 量逐步加大负荷 同时必须注意 粗氩塔 顶部抽出气的 O2 N2含量 12 4 FCV 801 应视粗氩气含 O2 N2量逐步缓慢开大 5 调节 HV 801 开度来控制纯氩塔阻力 同时要控制 FI 853 量不致过大 6 调纯阶段首先应确保主塔系统纯度不致被破坏 7 调纯阶段必须密切注意各分析点的分析值 视具体情况进行调节 8 调纯阶段 HV802 阀必须处于关闭状态 9 Ar 系统的产量必须随加工空气量的变化而变化 2 3 8 注意参数一览表 相见仪表明细表 位号用途设定值报警值联锁值备注 PdIAS 304 空气过滤器阻力AL 30Pa AH 1 2Kpa PdIA 303 空冷塔阻力 5Kpa7Kpa PIAS 302 空冷塔出口压力 0 53Mpa0 45Mpa0 4Mpa TIA 301 空气进空冷塔温度 105 115 TIA 302 空气出空冷塔温度 16 5 19 TIA 304 冷冻水进空冷塔温度 15 5 17 5 LICAS 301 空冷塔液位控制 1500mm1000 2000mm500 2500mm LICA 303 水冷塔釜液位控制 1000mm500 1500mm FICA 301 冷却水进空冷塔流量 150T h135 175T h FICA 302 冷冻水进空冷塔流量 33T h29 38T h PIA 601 仪表空气压力 0 5Mpa0 45Mpa TICA 402 污氮进纯化系统温度 170 160 180 FIC 401 再生及吹冷污氮气量 15000m3 h PIA 405 蒸汽进蒸汽加热器压力 1 2Mpa1 1 1 3Mpa TIA 406 蒸汽进蒸汽加热器温度 191 5 180 210 TIA 502 膨胀机出口温度 175 FICS 501 增压机进口流量控制 12550Nm3 h PIA 703 上塔压力 42Kpa65Kpa PI 603 氧气出分馏塔压力 2 9Kpa LICA 702 下塔液空液位 600mm300 800mm LICA 703 主冷液氧液位 2900mm2500 3200mm LIC 601 主换热器液氧液面 2500mm LICA 701 气液分离器液空液面 900mm500 1100mm PdI 701 下塔阻力指示 15Kpa PdI 705 上塔阻力指示 7Kpa PdI 704 副塔阻力指示 1Kpa LICAS 801 粗氩塔 液位控制 900mm500mm300mm LIC 802 粗氩冷凝器液空液位控制 2500mm LIC 803 纯氩蒸发器液氩液位控制 1500mm LIC 804 纯氩冷凝器液氮液位控制 1500mm PIC 801 液氩入粗氩塔 压力控制 0 9Mpa PIA 805 粗氩出粗氩塔 压力 30Kpa20Kpa PICA 806 纯氩塔压力 20Kpa10 30Kpa PIC 807 纯氩冷凝器压力控制 65Kpa FI 801 进粗氩塔 粗氩流量 16500m3 h 13 FIC 801 粗氩气流量控制460m3 h PdI 801 粗氩塔 阻力指示 4Kpa PdI 802 粗氩塔 阻力指示 8Kpa PdI 808 纯氩塔阻力指示 4Kpa AIA 501 空气出增压机冷却器后水分 20ppm AIA 405 空气出纯化器 C CO2含量分析报警 2ppm AIA 601 产品 O2纯度分析报警99 6 AIA 602 N2中含氧量分析报警 10ppm AIA 705 主冷总烃分析 70ppm AIA 801 氩馏分中 Ar 含量分析报警9 5 6 AIA 802 粗氩中 O2含量分析报警 2ppm AIA 803 液氩中 N2含量分析报警 3ppm FI 601 空气入分馏塔流量指示 64050m3 h FICR 602 产品氧气流量指示控制13000m3 h FI 303 装置空气去用户3200m3 h FIC 603 中压氮气出冷箱2500m3 h FI 853 残余气体流量指示10m3 h 2 3 9 空分装置安全阀整定值 序 号 阀门编号阀门型号机名称用 途整定值 SV301 A42Y 16C DN200 PN16 全启式安全阀空冷塔安全阀 0 55Mpa SV302 A42Y 64 DN50 PN64 全启式弹簧安全阀增压压缩机末级安全阀 6 2Mpa SV303 A42Y 40 DN50 PN40 全启式弹簧安全阀增压压缩机中抽安全阀 2 9Mpa SV304 A42Y 16C DN25 PN16 全启式弹簧安全阀增压压缩机末级安全阀 1 4Mpa SV401 A42Y 16C DN100 PN16 全启式安全阀再生管道安全阀 0 08Mpa SV402 A42Y 25 DN50 PN25 全启式安全阀加热蒸汽管道安全阀 1 4Mpa SV501A A42Y 16C DN25 PN16 全启式弹簧安全阀E 0502A 水侧安全阀 0 5Mpa SV501B A42Y 16C DN25 PN16 全启式弹簧安全阀E 0502B 水侧安全阀 0 5Mpa SV502 A42Y 64 DN50 PN64 全启式弹簧安全阀增压空气进冷箱安全阀 3 8Mpa SV503A A42Y 16P DN50 PN16 全启式弹簧安全阀膨胀机 X 0507A 出口安全阀 0 55Mpa SV503B A42Y 16P DN50 PN16 全启式弹簧安全阀膨胀机 X 0507B 出口安全阀 0 55Mpa SV601 A42Y 16C DN200 PN16 全启式弹簧安全 阀 下塔安全阀 0 55Mpa SV602 301K80 DN80 PN40 全启式弹簧安全阀氧气出冷箱安全阀 3 2Mpa SV603 A42Y 16C DN50 PN16 全启式弹簧安全阀中压氮气出冷箱安全阀 1 0Mpa SV701 A42Y 16P DN200 PN16 全启式弹簧安全 阀 上塔安全阀 0 08Mpa SV702 301DK15 DN15 PN40 低温安全阀液氧泵 P 0503A 出口管道安全阀 3 2Mpa SV703 301DK15 DN15 PN40 低温安全阀液氧泵 P 0503B 出口管道安全阀 3 2Mpa SV704 188DK10 DN10 PN10 低温安全阀液氧泵 P 0504A 出口管道安全阀 0 9Mpa SV705 188DK10 DN10 PN10 低温安全阀液氧泵 P 0504B 出口管道安全阀 0 9Mpa SV801 A42Y 16C DN50 PN16 全启式弹簧安全阀纯氩塔冷凝器安全阀 0 08Mpa 14 SV802 7K10 DN10 PN16 弹簧安全阀液氩泵 P 0505A 泵出口管安全阀 1 0Mpa SV803 7K10 DN10 PN16 弹簧安全阀液氩泵 P 0505B 泵出口管安全阀 1 0Mpa SV804 A42Y 16P DN25 PN16 全启式弹簧安全阀纯氩塔安全阀 0 08Mpa SV805 A42Y 16P DN25 PN16 全启式弹簧安全阀从存储系统来氩气管道安全阀 0 08Mpa SV806 7K25G DN25 PN16 安全阀液氧管道安全阀 0 5Mpa SV807 7K25G DN25 PN16 安全阀液氧管道安全阀 0 5Mpa SV808 A42Y 40P DN50 PN40 全启式弹簧安全阀氧气出汽化器管道安全阀 3 2Mpa SV809 7K25G DN25 PN16 安全阀液氩管道安全阀 0 5Mpa SV810 7K25G DN25 PN16 安全阀液氩管道安全阀 0 5Mpa SV811 7K25G DN25 PN16 安全阀液氮管道安全阀 0 9Mpa SV812 7K25G DN25 PN16 安全阀液氮管道安全阀 0 9Mpa SV813 A42Y 16P DN25 PN16 全启式弹簧安全阀氮气出汽化器管道安全阀 1 0Mpa 2 3 10 停车 2 3 10 1 正常停车 正常停车时应依次 迅速地按下列步骤进行 1 打开各产品管线上地放空阀 关闭产品输送截止阀 停止输送产品 2 打开增压压缩机组回流阀 3 停运增压透平膨胀机组 4 停运工艺液氧泵 工艺液氮泵 5 排放液体 6 打开冷箱内管线上的排气阀 视情况定 7 对装置进行加温 8 将仪表空气系统切换到备用管线上 9 开启空气透平压缩机出口管放空阀 10 停运空气预冷系统 11 停运分子筛纯化系统 12 停运空气透平压缩机组级增压压缩机组 按压缩机说明书进行 13 关闭除上述阀门外的其它所有阀门 停增压透平膨胀机组及打开增压压缩机组回流阀时应密切注意空气透平压缩 机出口流量 必要时应适当打开空压机放空阀 避免空压机喘振 当室外温度低于 0 时 应将容器和管道中的水份排放干净 以免冻结 2 3 10 2 临时停车 当装置由于各种故障需要临时停车时 按以下步骤进行 1 打开增压压缩机组回流阀 2 停运增压透平膨胀机组 3 停运工艺液氧泵 4 将仪表空气系统切换到备用管线上 5 开启空气透平压缩机出口管放空阀 6 适当开启产品放空阀 关闭产品送出阀 7 切断下塔液空向上塔和制氩部分输送的管路 8 停运空气透平压缩机组级增压压缩机组 按压缩机说明书进行 9 停运空气预冷系统 10 停运分子筛纯化系统的切换系统 当出现下列情况之一时 应排放全部液体 15 当主冷凝蒸发器液体中乙炔等碳氢纯化合物的含量超过正常运行值时 应考 虑排放液体 而当这些杂质含量达到报警值时 应将主冷液体全部排放 当主冷凝蒸发器中液位下降到正常液位的 50 时 应将主冷液体全部排放 停增压透平膨胀机组及打开增压压缩机组放空阀时应密切注意空气透平压缩 机出口流量 必要时应适当打开空压机放空阀 避免空压机喘振 在临时停车过程中 应密切监视各个设备压力 不能超压 2 3 10 3 临时停车后的再启动 临时停车后若不需加温吹除 可按以下步骤进行 1 起动空气透平压缩机组级增压压缩机组 按压缩机说明书进行 并逐渐升 压 2 启动空气预冷系统 3 启动分子筛纯化系统 为使一只纯化器再生彻底 需在空气送入分馏塔前经 过一个切换周期 4 调节分馏塔内有关阀门 使之逐渐达到正常阀位 5 缓慢向分馏塔送气 6 缓慢开启产品放空阀 7 启动增压透平膨胀机 8 将仪表空气系统切换为本装置供气 9 调整精馏系统 10 启动工艺液氧泵 11 调整产品纯度 产量达到规定指标 12 向外输送产品 2 3 11 加温 空气装置经过长期运转 在分馏塔系统的低温容器和管道内可能产生冰 干冰 碳氢化合物等层积物 致使装置阻力逐渐增大 能耗增加 影响产品的纯度和产量 为此 每当装置运行一个周期后 一般应对分馏塔系统进行全面的加温解冻 以出 去这些层积物 装置在运转过程中如果换热器和精馏塔的阻力增加或透平膨胀机进口压力下降 转速急剧下降 应提前对分馏塔进行加温解冻 或对透平膨胀机进行局部加温 发 生这种情况往往与操作维护不当有关 装置的加温气源为经分子筛纯化器纯化后的常温干燥空气 加温的原则是尽量 做到装置各部分温度缓慢均匀回升 避免因温升过快 产生大温差 而产生大的热 应力 以致损坏设备或管道 加温时 所有仪表检测管线也需同时加温 可参阅该 机使用维护说明书 1 排除所有液体 关闭全部阀门 2 起动空气透平压缩机级增压压缩机 空气预冷系统和分子筛纯化系统 加 温气量不低于总加工气量的 1 3 不大于空气量的 2 3 3 按工艺流程开启阀门 4 当加温气出口的气温升到 0 以上时打开加温管线上的以表检测管线 5 当加温气体进出口温度基本相同时 加温即结束 6 停运空气透平压缩机级增压压缩机 空气预冷系统 分子筛纯化器系统 关闭所有阀门 7 随时注意各吹除气量大小 压力高低 第三章第三章 操作及维护操作及维护 16 3 1 正常操作 空分装置在正常操作生产过程中需要进行必要的调节时 应参见表 2 3 8 主要工作 参数 必须注意调节应分阶段缓慢进行 要查明原因 在一次调节的效果有了反应以后 才能作进一步调节 而不能操之过急 3 1 1 产冷量的调节 空分装置冷量的多少可以由主冷凝蒸发器液氧液面的涨落来判断 如液面下降 说 明冷量不足 反之则说明冷量过剩 空分装置所需冷量主要由透平膨胀机产生 所以空分装置产冷量的调节是通过对透 平膨胀机膨胀气制冷量调节达到的 通过调节 使在各种情况下的冷凝蒸发器的液氧液 面稳定在规定的范围内 3 1 2 精馏控制 1 下塔的液空液面必须稳定 可由 LCV 702 阀投入自动控制 以使液面保持在规定的 高度 2 精馏过程的控制主要由 HV 702 阀的开度来实现 HV 702 开度增大 液氮中的氧含 量增加 反之 阀门开度关小 液氮中的氧含量则降低 3 产品气取出量的多少也将影响产品气的纯度 取出量的增加其纯度下降 反之 取 出量减少 其纯度则升高 4 氩馏分的调节通过出塔氧 氮的量的调节 开大氧抽出量 关小氮抽出量 则馏分 中氩含量增加 氮含量也可能增加 反之 开大氮抽出量 关小氧抽出量 则氩份 中氩含量减小 氮含量也减少 5 粗氩的调节除调节氩馏分的组成外 可调节粗氩冷凝器液空液面高度 液空液面增 高 粗氩塔阻力增加 粗氩中含氧量减少 6 纯氩纯度调节可通过增大蒸发器与冷凝器的热负荷 增加塔顶废气抽出量 减少精 氩塔回流液来实现 3 1 3 达到规定指标的调节 1 投表率在正常生产时应尽可能提高 一般要求在 95 以上 主要仪表必须完好 并 把所有仪表调整到设定值 2 用 HV 702 阀调节下塔顶部氮气纯度 使之达到规定值 3 调节产品纯度和粗氩纯度可相应变动产品气的取出量 待纯度达到后 再逐步增大 产品气取出量 直至达到规定之指标 3 2 维护 此处仅就本系统主要部机的使用维护作一说明 空分装置其它部分 请详细参阅有 关机组相应的使用维护说明书 3 2 1 总的操作管理 建议设置操作记录表和维护履历表 以备参考 操作记录表建议每小时打印一次 其内容包括温度 压力 阻力 流量 液位 分 析结果等 对一些重要的自动记录仪表上的数据也应记录下来 每一班记录一次主板翅 式换热器的阻力及主冷中液氧的乙炔含量 维护履历本应记录如下工作进行之情况 1 对所有测量管线每周吹刷日期及吹刷过程情况 吹刷前应先关掉管线上的控制 器等 检查并在必要时重新校正仪表之零位 2 记录检查切换装置及其控制仪器的功能是否正常 3 每月检查空气和气体过滤器 并在必要时对其进行清洗 并记录在案 3 2 2 热交换器 1