【精品】空分操作手册.docx

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1、概述我集团公司空分厂空分装置设计氧气产量52000Nm3h,氮气产量61100Nm3h,氟气产量1600Nm3h,整套装置是我国杭州制氧股份有限公司设计、制造，现场冷箱外围设备管线由中国五环设计院布置，冷箱内部由杭氧自行设计布置，安装中石化四公司实施，采用的技术为常温分子筛净化、中压空分膨胀透平增压、填料型上塔、低压全精储无氢制氤内压缩流程。整套装置在2007年12月1日正式投产并生产出合格的氧气、氮气，且为当时国产最大的一套空分装置。配套空分装置空压机组为沈阳鼓风机厂设计制造，单套的膨胀机组和两台液氧泵、两台液氮泵、两台液氤泵及一台事故液氮泵都是法国CRYoSTAR原装进口1KDoN-520

2、00/6Hoo型空分设备产品规格1.1设计工况:产品名产量(三3/H)纯度(VOL)压力MPa(G)温度()备注氧气5200099.6%024.637.5液氧泵内压缩氮气32100IOppmO20.520下塔压力氮氮气9000IOppmO28.1537.5液氮泵内压缩氮气20000IOppmO20.0120上塔低压氮液氮800IOppmO20.2-191液氤1600IppmO22ppmL0.15-182仪表空气2500常压露点，-65C0.940工厂空气2500常压露点，-65C0.9401.2煤气化开车工况:产品名产量(三3/H)纯度(VOL)压力MPa(G)温度()备注氧气4300099.

3、6%024.637.5液氧泵内压缩氮气60600IOppmO20.520下塔压力氮氮气9000IOppmO28.1537.5液氮泵内压缩氮气7000IOppmO20.0120上塔低压氮液氤1020IppmO22ppm0.15-182仪表空气2500常压露点，-65C0.940工厂空气2500常压露点，-65C0.940注：所有产量单位Nm3h是指在0和O.1013MPa（八）状态下的体积流量，称为标态流量（下同）。本空分装置氧气产量调节范围：75%105%;连续运行周期（两次加温解冻间隔期三2年；装置加温解冻时间W36小时；装置启动时间（从膨胀机启动到氧产品达到纯度指标）436小时。第一部分空

4、分装置空分装置部分包括基本原理、工艺流程、空分装置开停车操作、泵系统共四章第一章基本原理本章包括制冷和精储共两节第一节制冷在深冷技术上，获得低温的方法主要有两种：一种是不作外功的绝热膨胀，即节流膨胀；另一种是作外功的绝热膨胀，即等端膨胀。1.节流膨胀连续流动的高压气体，在绝热和不作外功的情况下，经过节流阀急剧地膨胀到低压的过程，称为节流膨胀。由于节流前后气体压力差较大，因此节流过程是不可逆过程。气体在节流过程即无能量收入，又无能量支出，节流前后能量不变，故节流膨胀为等焰过程。气体经过节流膨胀后，一般温度是会降低的。温度降低的原因是因为气体分子间具有吸引力，气体膨胀后压力降低，体积膨胀，分子间距

5、离增大，必须消耗一部分动能及分子间吸引力，因而温度下降。利用气体的T-S图能十分方便地计算出节流膨胀前后温度的变化。例如在图5-2中，为了求出气体从状态2(T2,p2)节流膨胀到压力为Pl时的温度，只要由2点作等烙线H2,与等压压线Pl相交于1点，线段2-1表示膨胀过程，1点的温度Tl即为节流膨胀后的温度，T2-T1为节流膨胀前后的温度差。2、等燧膨胀压缩气体经过膨胀机在绝热下膨胀到低压，同时输出外功的过程，称为等蜡膨胀。由于气体在膨胀机内以微小的推动力逐渐膨胀。因此过程是可逆的。根据热力学第二定律可知，可逆绝热过程的蜡不变，故为等蜡过程。气体经过等蜡膨胀后温度总是降低的，主要原因是气体通过膨

6、胀对外作功，消耗了气体的内能，另一个原因是膨胀时为了克服气体分子间的吸引力，消耗了分子的动能。在图5-2中，线段2-3表示气体的压力为P2,温度为的T2的2点等蜡膨胀到Pl时的过程，T2-T3为膨胀前后气体的温度差。由图5-2可见，气体同样从状态2(P2、T2)膨胀到低压时，等蜡膨胀前后的温差(T2-T3)大于节流膨胀前后温差(T2-T1),同时等燧膨胀的降温效果比节流膨胀的降温效果好，但膨胀机的结构比节流阀复中氧的浓度有所提高。如塔足够高，上升的蒸气经过多次部分冷凝，向下流动的液体经过多次部分蒸发，最后在塔顶可得到纯氮，在塔底可得到纯氧。精储过程：2进塔空气的作用：空气从纯化系统来经冷箱换热

7、与膨胀后的空气混合后进入下塔底部，这部分气体做为下塔的上升蒸气；经高压节流的液空被送往下塔中部作为下塔的部分冷凝液；3下塔液氮的分离：精微塔下部的上升蒸气温度要比上部下流的液体温度高，所以膨胀空气进入下塔后空气温度会比上塔下流的温度高，当下塔的气体每穿过一块塔板就会遇到比它温度低的液体，这时，气体的温度会下降，并不断的被冷凝成液体，液体被部分气化；由于氧的液化温度最高，所以氧被较多的冷凝下来，剩下的蒸气含氮浓度就会有所提高。就这样，一次，又一次的循环下去，到塔顶后，蒸气中的氧大部分被冷凝到液体中去了；从而得到了蒸气中含氮纯度达到99.9%的高纯氮；这部分气体被引入主冷，被上塔的液氧冷凝成液氮后

8、部分做为回流液回流下塔再次精储（如图：1-2所示），部分被送往上塔作为上塔的回流液。同时下塔液空纯度也得到了含氧36%的液空。4上塔精镭:粗液氤从纯氤塔中部进入，在纯氧塔蒸发器氮侧内利用下塔顶部来的压力氮气作为热源，促使纯氤塔底部的液氤蒸发成上升蒸汽，而氮气被冷凝成液氮节流后返回上塔。来自液氮过冷器并经节流的液氮进入纯氤冷凝器作为冷源，使粗氤气液化作为纯氤塔顶部的回流液，以保证塔内的精储，使氤氮分离，从而在粗氤塔底部得到纯液氤。纯液氤经调节阀LV01608后部分排入液氤贮槽贮存，槽内蒸发的气体返回纯氤塔。第一节空压机组系统1空压机组概况Ll汽轮机介绍本汽轮机为杭州汽轮机厂制造，汽轮机为凝汽式，

9、型号HNKS50/80。汽轮机为单侧进汽，采用向上进汽和向下排汽的结构，汽轮机带有保温材料和罩壳，汽缸上装有疏水阀，所有的疏水口最后都集中到疏水膨胀箱。汽轮机带有表面式冷凝器和液位自动调节装置，并配有两级射汽抽气装置以保证冷凝器能正常工作。1.2压缩机介绍本压缩机为沈阳鼓风机厂制造，型号为DMCLl204+2MCLl203+3BeL527。本压缩机由空气压缩机和增压机组成，由汽轮机拖动。汽轮机为双出轴，一端直接带动空压机，另一端通过增速箱增速后拖动增压机。机组采用双层布置，主机布置在二楼，辅机布置在一楼。在现场设就地仪表盘(架)，在二楼设有操作室，主要控制仪表全部安装在控制室。2机组主要技术参

10、数2.1汽轮机汽轮机型号：HNKS50/80正常点额定点转速(rmin)43654365功率(kw)24,446+14,18342,492转速范围(rmin)32744583电子跳闸转速(rmin)4950进汽压力8.8MPa（八）进汽温度530排汽压力0.013Mpa（八）耗汽量正常点137.7th2.2压缩机空气压缩机DMCLI204+2MCLI203内容单位参数压缩介质空气排气量(0,IOL325kPa,dry)Nm3/h279000(100%)进口压力（压缩机进口法兰处）MPa（八）0.097出口压力（压缩机出口止回阀后）MPa（八）0.695相对湿度%69.8进口温度30工作转速rp

11、m4365轴功率（上偏差为0%）kW24446冷却水耗量：中间冷却器m3/h1672噪音等级dB（八）85压缩机主要技术参数增压空气压缩机3BCL527压缩介质纯空气流量调节范围%75105进口流量(0,IOL325kPa,dry)Nm3/h147000（已含100o的损失量）进口压力（压缩机进口法兰处）MPa（八）0.66进口温度22中抽流量Nm3/h500054000仪表IOA220VAC50HZ设备名称单位耗气量仪表Kg/h204透平压缩机组试运行4.1试车前应具备的条件1）本机组所属的主机、辅机、附属设备等安装工作全部结束，符合设计与所执行规范、标准要求。2）本机组所属的主蒸汽系统、密

12、封蒸汽系统、工艺气系统、油系统、凝结水系统、真空系统、循环水系统、疏水系统、空气密封系统等安装，清理、清洗、吹扫工作按设计要求完成，并经有关专业人员检查确认。3）与主机本体连接的主蒸汽线、工艺气各段间管等应无应力检查结束，机组轴系定心二次复查校准结束，同时各管线所装设的弹簧支、吊架等经确认符合要求。4）润滑油系统、控制油系统油循环冲洗工作结束。5）凝结水系统试运冲洗工作结束。6）真空系统试运冲洗工作结束，处于待运状态。7）循环水系统冲洗、予膜工作结束，处于投运状态。8）电动盘车系统经调校试运合格，处于投运状态。9）仪表风、氮气管线试压吹扫工作结束，处于待用状态。10）仪电部分的自控、监视、保护

13、、联锁、指示等装置安装调校工作结束。11）ITCC系统正常调校工作结束。12）有关设备及管线防腐保温工作结束。13）高、低压蒸汽管网已建立，能连续稳定的向机组供给额定参数的蒸汽。14）现场通讯、照明设施已按设计要求安装完毕并投入使用。15）现场运行平面金属藁板已覆盖完毕。16）消防水具备使用条件，现场应备有充足的灭火器材，消防通道要务必畅通。17）确认连轴器处于断开状态。4.2机组静态调试同时启动排油烟机，在油箱、回油箱、回油管、轴承座内腔形成微弱负压，一般为51Omm水柱，汽轮机启动前，油箱真空可略高于此值，若真空过高，则会有大量不洁空气和蒸汽被吸入油系统。2）凝结水系统投运向冷凝器加脱盐水

14、至规定液位。关闭冷凝水泵出口阀，开启凝结水循环线阀门，打开LVO2593A、LVo2593B前后截止阀，LVo2593A、LVo2593B调节阀投自动，打开冷凝水泵前放气阀。检查冷凝水泵轴承油位是否正常后启动一台凝结水泵，待水泵出口压力稳定后缓慢打开出口阀，并将辅助冷凝水泵开关切换至“自动”位置，以再循环方式运行，并向冷凝器安全阀进行注水操作。可以适当补水。3）投运冷凝器循环水系统先打开冷凝器顶部放气阀，然后打开循环水上水阀，充分排气后打开循环水回水阀，关闭放气阀。注意充分排气。4）投运真空系统。a）投运顶轴油系统和盘车系统。注意盘车电机的运转方向。在顶升系统工作时，润滑油站要处于正常状态，润滑油进油总管必须充满油，以保证顶升油泵的正常供油。b）在低压密封蒸汽管线充分疏水的前提下，向透平引入密封蒸汽，维持密封蒸汽压力为0.10.3baroc）投运真空抽气器在抽气系统蒸汽管线充分疏水的前提下，开启开工抽气器的蒸汽阀与空气阀，投运真空抽气器，观察在注入密封蒸汽的情况下，开工抽气器所能达到的最高真空度和达到这一数值所需的时间。然后依次开启工作抽气器的蒸汽阀和空气阀，将工作抽气器投入工作，先投二级，后投一级。各疏水器投用。5）暖管开启主蒸汽管线