開元空分技術(shù)特點.doc

開元空分技術(shù)特點 空氣凈化及壓縮系統(tǒng)： 采用自潔式空氣過濾器，安全、高效、自動化程度高，阻力信號可以進入DCS系統(tǒng)顯示報警，反吹氣使用分子篩后的干燥空氣，延長濾筒使用壽命，空壓機電機儀控系統(tǒng)與國際慣例統(tǒng)一：電機防潮加熱器停機加溫，開機自動停止；濕度檢測報警，在運行中冷卻器漏水提供報警，并且作為空壓機的啟動條件定子溫度報警停車、軸承溫度報警停車、電機風(fēng)溫報警電機冷卻水流量設(shè)流量開關(guān)報警。 空氣壓縮機：采用三元流、計算機輔助設(shè)計葉輪五軸聯(lián)動銑或數(shù)控機床加工后焊接葉輪，高速動平衡機試驗，保證轉(zhuǎn)子平穩(wěn)運行；齒輪經(jīng)過超級精磨，運行平穩(wěn)，噪音低于空壓氣流；手、電動進口導(dǎo)葉控制機構(gòu)及機械零位鉗制裝置便于開車和調(diào)整；大套片式的中間冷卻器阻力小、冷卻效率高；可視自動疏水裝置及液位報警開關(guān)組合，提高了疏水的可靠性和安全性；冷卻器出水溫度集中顯示避免冷卻水的浪費和不足，便于調(diào)節(jié)各軸承出油流量；視鏡便于調(diào)節(jié)潤滑油的分配；高位油箱的油氣限流孔板用于控制回油速度。 空壓機的自動防喘振系統(tǒng)采用現(xiàn)場實際測量兩點兩次參數(shù)，以空壓機進口文丘里流量計參數(shù)加以溫度壓力修正，計算實際喘振曲線，設(shè)置安全線、防喘振線兩級防線，提供預(yù)處理報警功能，并可避免不必要的空壓機放空?？諌簷C放空閥和防喘振閥分別設(shè)置，配置前置放大器既保證調(diào)節(jié)精度又保證放空速度。 級間冷卻器設(shè)置液位開關(guān)，當發(fā)生疏水不暢時發(fā)出報警。預(yù)冷系統(tǒng)： 采用雙級冷卻、直接接觸式、散堆填料型空氣冷卻塔，既對空氣進行冷卻，同時洗滌空氣中灰塵、機械雜質(zhì)、可溶于水的雜質(zhì)，如：油、SO2、部分碳氫化合物。 散堆填料型水冷卻塔，利用返流污氮氣和多余氮氣的含水不飽和性，強制部分水分在分壓作用下蒸發(fā)從而達到冷卻水的目的，最高可以實現(xiàn)7度負溫差，甚至可以省去冷水機組。水冷塔內(nèi)置的溢水器，既保證了水冷塔的安全，又實現(xiàn)了氮氣水封的作用，起到雙重的安全作用，同時減少了占地面積，簡化了流程?？刹鹦兜慕z網(wǎng)水過濾器便于檢修，水泵前后均設(shè)置排氣閥使水泵的啟動絕對不會出現(xiàn)氣蝕現(xiàn)象。單級離心水泵，結(jié)構(gòu)簡單，減少維護工作量。出口立裝止回閥上加鉆排氣小孔，使備用水泵處于在線熱備狀態(tài)，在水壓低時實現(xiàn)遠程自動啟動，相對于傳統(tǒng)意義而言實現(xiàn)了真正的自動化。冷凍機選用合資企業(yè)產(chǎn)品，流程上采用部分冷凍水從冷凍機后回流水冷塔底部的方式，避開空分冷凍水使用量小而冷凍機在小流量時效率低甚至停機的問題。增壓機后冷卻器使用的冷凍水直接回水冷塔底部，避開了該部分水量調(diào)節(jié)的困難，一般情況下膨脹氣量變化，該部分水不用隨之調(diào)節(jié)。預(yù)換熱器（可選項）采用預(yù)換熱器，經(jīng)論證可以節(jié)省再生電加熱器的能耗，它是利用空壓機排氣的余熱加熱再生氣，其增加的投資在一年內(nèi)即可收回；采用膨脹節(jié)已徹底解決熱應(yīng)力問題。由液面連鎖的自動排水保安系統(tǒng)使系統(tǒng)計劃和緊急停車時不需對預(yù)冷系統(tǒng)進行任何操作?？諝鈮毫Τ隹諝饫渌椭颠B鎖保證空冷塔在空塔速度超過空冷塔絲網(wǎng)除霧器帶液氣速時自動保護停車；空冷塔液面高值連鎖保證空冷塔沒有帶水或?qū)⑺疂B透回空壓機的危險。設(shè)置啟動空氣節(jié)流回路（可選項）在裝置啟動初期，來自分餾塔系統(tǒng)的返流氣很少時滿足預(yù)冷系統(tǒng)的要求；采用防噪音孔板和“8”字盲板解決這一流路可能的負面影響。純化系統(tǒng)： 采用兩臺交替使用的雙層床，長周期分子篩吸附器吸附空氣中的水分、CO2、部分極性較強的碳氫化合物。底部充填活性氧化鋁，利用其吸水能力強、再生溫度低的特性，節(jié)省分子篩和再生能耗。上部充填13X-APG空分專用分子篩。隨著氧化鋁生產(chǎn)工藝的提高，其可靠性、強度、壽命均能滿足空分要求，雙層床成為最佳選擇?？諝鈫釉偕髀肥褂媒刂归y、安全閥、就地壓力表、防噪音孔板、“8”字盲板的組合，流程合理可靠。充壓流路使用帶定位器的氣動調(diào)節(jié)閥，在充壓過程中以初始開度加斜坡，控制其在幾分鐘內(nèi)逐漸開大開度形成壓差越大開度越小，壓差越小開度越大，從而控制充壓氣量和速度，輔以空壓機進口導(dǎo)葉在鉗位范圍內(nèi)的斜坡速度開大，使充壓時對分餾塔系統(tǒng)的影響達到最小限度。泄壓流路同樣使用帶定位器的氣動調(diào)節(jié)閥，在泄壓過程中以初始開度輔以斜坡控制泄壓速度，盡量減少泄壓對分子篩的影響和噪音。在冷吹和放空流路上設(shè)置手動調(diào)節(jié)閥，使系統(tǒng)在各個階段再生氣量盡量相同，配合污氮去水冷塔壓力調(diào)節(jié)使系統(tǒng)盡可能平穩(wěn)，以利于氬系統(tǒng)的穩(wěn)定。分子篩切換周期的自動計算控制：根據(jù)空氣出空冷塔的壓力和溫度，和空氣出分子篩的空氣流量，計算出空氣的含水量，同時計算出當時條件下鋁膠吸附飽和的時間，給出吸附飽和時間一，根據(jù)當?shù)貤l件下CO2的最大含量，計算出分子篩吸附飽和的時間二，兩相比較，取其小，決定當前吸附時間，再根據(jù)相應(yīng)的吸附量和時間周期計算出所需的再生熱量，決定再生氣量控制值。從而實現(xiàn)開元意義上的分子篩自動再生。使用調(diào)功柜技術(shù)，無論再生氣量大小，始終能保持再生氣進氣溫度穩(wěn)定。蒸汽加熱器（可選項）采用雙管板結(jié)構(gòu)的蒸汽加熱器，杜絕了蒸汽向再生污氮氣中泄露的可能性，由于中間部分通往大氣，即使有泄露，也是漏往大氣，而采用德國進口鋼管，更進一步提供了質(zhì)量保證，特有的內(nèi)脹外焊工藝，大流速薄壁長換熱管設(shè)計換熱效果非常好。增壓透平膨脹機： 整體撬裝式透平膨脹機：膨脹機采用整體撬裝式，現(xiàn)場無須拆卸，保證裝配的間隙及裝配環(huán)境的清潔，同時減少現(xiàn)場工作量和對裝配質(zhì)量的控制程度。 整體撬裝式膨脹機油站：在廠內(nèi)作好滲漏試驗，杜絕現(xiàn)場漏油現(xiàn)象，廠內(nèi)作油循環(huán)后密封，在現(xiàn)場無須進行油循環(huán)。就地設(shè)置儀電控操作箱，通過就地硬聯(lián)鎖保證膨脹機系統(tǒng)的安全。即使DCS系統(tǒng)出現(xiàn)故障，膨脹機仍能進行自我保護。 臥式、徑軸流、反動式、閉式葉輪、可調(diào)噴嘴低溫氣體軸承膨脹機，三元流設(shè)計葉輪，五軸聯(lián)動銑床加工，高速動平衡試驗，膨脹機效率在86%以上。數(shù)控機床加工銅基合金窄截面徑向軸承可以承受60000轉(zhuǎn)以上的轉(zhuǎn)速。并且降低了裝配難度。軸承功損失小軸溫低，并且提高了增壓機的功率。效率高、阻力小的管道式過濾器，保證膨脹機的穩(wěn)定運行。增壓機回流、膨脹機進口緊急切斷聯(lián)合控制保證膨脹機的運行安全。增壓機防喘振自動控制通過串級控制增壓機回流閥，使接近喘振區(qū)時手動關(guān)小回流閥命令無效，從而保證增壓機運行安全和降低操作難度。膨脹機機后帶液自動控制對內(nèi)壓縮流程尤為重要，當根據(jù)出口壓力和溫度計算的帶液量達到膨脹機所能承受的值時，自動以斜坡速度關(guān)小導(dǎo)葉直至脫離危險區(qū)，等待手動命令輸入。增壓空氣回流至增壓機進口過濾器前，同時將進口過濾器安裝在增壓機進口，回流接管盡量靠近過濾器這樣，既能滿足增壓機減速所要求的流路盡量短，又能避免后冷卻器及管路雜物進入增壓機。分餾塔系統(tǒng)：外壓流程： 分置式主換熱器，輔以進口空氣調(diào)節(jié)閥，在開車過程中和運行中，可以通過調(diào)節(jié)空氣閥使綜合的熱端溫差達到最小，從而縮短啟動時間，減少熱端復(fù)熱不足冷損。避開制造誤差對整體的影響。膨脹空氣設(shè)置低溫調(diào)節(jié)閥，其抽口在理論的液化段以上，使開車操作簡單化，避免兩臺膨脹機運行時主換熱器回收冷量的困難。膨脹后空氣旁通污氮管，在膨脹量超過上塔所能接受的氣量時，旁通一部分空氣，以保證氬塔的工作，該管線還有利于用戶調(diào)節(jié)液體產(chǎn)品的生產(chǎn)能力。下塔采用篩板塔是基于中壓塔阻力對能耗的影響只有低壓塔的1/3，而篩板塔可以降低冷箱高度，降低成本，在下塔中采用交叉溢流斗環(huán)流篩板塔技術(shù)，使環(huán)流篩板上內(nèi)外圈液體交叉換位，從而保留了環(huán)流塔板流程長，強度高的特點，又避免了流程不均勻的缺點。主冷采用特殊的防爆結(jié)構(gòu)，翅片間拉開一定距離，防止接口處錯位造成的通道變窄，使碳氫化合物積聚，從而形成微爆的危險。加之1%液氧排放、液氧熱虹吸自循環(huán)、防靜電接地、主冷液氧碳氫化合物分析等綜合手段有效保證主冷安全。主冷液體回下塔設(shè)置控制閥，有利于縮短開車時間和調(diào)整負荷時的操作，更能方便主冷的預(yù)冷和加溫。上塔一般采用規(guī)整填料塔，天津大學(xué)的產(chǎn)品是主要供貨商，也可根據(jù)用戶需要配置蘇爾壽填料。在填料結(jié)構(gòu)上根據(jù)空分的特點，引進板式換熱器的導(dǎo)流原理進行結(jié)構(gòu)改進，使氣流流通更順暢，減少了阻力。分配器技術(shù)獨有采用復(fù)合式塔盤分配器，最大限度利用氣液分配空間，減低高度，效果不減。液體排放采用帶消音器的空氣噴射、射流式液體蒸發(fā)器，氣源根據(jù)用戶要求可以采用分子篩后干燥空氣，也可使用軸流風(fēng)機，排放安全、噪音小。保冷箱充氣使用返流污氮氣，冷箱頂部設(shè)置呼吸筒，冷箱設(shè)置就地壓力表，充氣速度由一個浮子流量計現(xiàn)場檢測，既能保證濕空氣不致向珠光砂滲水，又能防止氣量過大造成不必要的冷損，更能有效防止冷箱超壓。所有法蘭閥門連接的閥門均設(shè)置隔箱，防止大型空分小泄露造成大扒砂的情況。所有冷箱內(nèi)的溫度取樣點采用冷井隔離的方式，杜絕由于溫度計的安裝不當造成漏冷甚至停車的危險。所有冷箱內(nèi)的支架設(shè)置電器水泥絕緣板進行絕熱隔離。冷箱內(nèi)設(shè)置基礎(chǔ)溫度計在發(fā)生泄露事故時提出報警。內(nèi)壓流程： 當壓力低于1公斤時，采用液氧自加壓技術(shù)。 當壓力低于15公斤時，采用液氧蒸發(fā)器。 當壓力大于15斤時，直接采用復(fù)合主換熱器。 當壓力大于60公斤時，采用高壓繞管式換熱器技術(shù)。 當用戶以能耗為出發(fā)點，尤其不計較氬產(chǎn)量時，采用低壓膨脹空氣進上塔流程。 當用戶更想生產(chǎn)液體產(chǎn)品，且對氬提取率要求高時，采用中壓氮氣循環(huán)膨脹技術(shù)。 當用戶想法介于上述兩者之間時，采用中壓空氣膨脹進下塔的流程。開元力主使用這種流程。 主換熱器均采用復(fù)合式，增壓空氣和膨脹空氣在常溫水冷卻后進入主換熱器頂部與氧氮和部分污氮換熱。正流空氣在主換熱器稍低位置進氣，再生用污氮氣也從這一高度抽出。膨脹空氣從中部單一抽口抽出，用正流增壓空氣和返流液氧的流量匹配控制中部溫度也就是膨脹進口溫度。增壓空氣在適當過冷后即抽出，而不到主換熱器底部。 增壓空氣的節(jié)流閥后設(shè)置防沖擊孔板，從而減少閥門的震動，延長使用壽命。用一臺3000轉(zhuǎn)/分、電機制動的液體膨脹機平行于高壓節(jié)流工作，既能解決節(jié)流氣化對工藝的影響，提高精餾效果，又能有效回避高壓節(jié)流閥的壽命問題。而風(fēng)險幾乎是零：液空膨脹、與節(jié)流閥平行、于效率并不計較、轉(zhuǎn)速低、單獨冷箱隨時可以剝離。節(jié)流后液空經(jīng)分離器（內(nèi)置）進入下塔第6塊塔板，在下塔承受范圍以外的部分經(jīng)過冷節(jié)流進入上塔的富氧液空以上。內(nèi)壓流程一般設(shè)置污液氮抽口。無氫制氬系統(tǒng)： 采用規(guī)整填料、兩段布置、液空作冷源的粗氬塔。以液空進粗氬塔液面控制作主控制回路，液空蒸汽出口壓力控制作輔助回路調(diào)節(jié)液空蒸汽量，從而控制粗氬塔工作操作簡單，更有利于啟動操作。不凝氣放空設(shè)置兩只排放，一只正常排放，口徑較?。涣硪恢挥糜趩又脫Q和緊急放空，解決輕微氮塞的問題