空分培训课件(8月).ppt

1、 空分培训课件空分培训课件 努力努力Page 280000空分产品指标空分产品指标w 产 品产量 纯 度 出冷箱压力中压氧气80000 99.6%O28.0MPa(G)液 氧1000 99.6%O2 中压氮气600 2ppmO2 2.5MPa(G)后备系统提供w 低压氮气40000 2ppmO2 0.45MPa(G)w 液 氮1000 2ppmO2 w 液 氩2600 1ppmO2 w 2ppmN2w 产量以Nm3/h计，Nm3/h系指0，101.3kPa。Page 3性能指标性能指标主空压机参数主空压机参数n排量 410000Nm3/h(单套80000)276000Nm3/h(单套54000

2、)n排压0.61MPaw 运转周期运转周期2年年w 装置启动时间装置启动时间36小时小时w 装置加温解冻时间装置加温解冻时间36小时小时Page 4流程设计流程设计空压机空压机预冷系统预冷系统纯化系统纯化系统热交换器热交换器精馏系统精馏系统氧氮产品氧氮产品膨胀机膨胀机制冷制冷增压机增压机制氩系统制氩系统氩产品氩产品Page 5流程总图流程总图Page 6设计原则设计原则n 针对用户需求选择最佳方案针对用户需求选择最佳方案n 一次性固定投资与运行维护成本的最佳结合一次性固定投资与运行维护成本的最佳结合n 整体流程既成熟可靠，又保持一定的先进性整体流程既成熟可靠，又保持一定的先进性n 高度的安全性

3、和可靠性高度的安全性和可靠性n 多种产品及灵活的变工况能力多种产品及灵活的变工况能力n 运行稳定，操作简单方便运行稳定，操作简单方便Page 7设计原则设计原则n 先进的流程设计和计算，分馏塔提取率高，国际先进水平。先进的流程设计和计算，分馏塔提取率高，国际先进水平。n 采用双泵空气循环内压缩流程，安全性高，投资成本低。采用双泵空气循环内压缩流程，安全性高，投资成本低。n 采用规整填料技术。采用规整填料技术。n 采用高效增压透平膨胀机，有效的回收透平膨胀机产生的采用高效增压透平膨胀机，有效的回收透平膨胀机产生的功，降低系统能耗。功，降低系统能耗。n 采用长周期分子筛纯化系统。采用长周期分子筛纯

4、化系统。n 采用高效空冷系统，取消冷水机组，降低投资，操作维护采用高效空冷系统，取消冷水机组，降低投资，操作维护简化。简化。Page 8设计原则设计原则n 安全性好 n内压缩流程取消了氧压机，因而无高温气氧，火险隐患小。n主冷大量抽取液氧，保证碳氢化合物的积聚可能性降到最低程度。n产品液氧在高压下蒸发，使烃类物质积累的可能性大大降低。Page 9设计原则设计原则n 安全性好（续）n特殊设计的液氧泵自动启动与运行程序可有效地保证装置的安全运行与连续供氧。n高压氧系统的高压阀门采用进口阀门，而这些阀门的材质是特殊的。n主冷凝器采用浴式结构，全浸式操作，增加主冷的循环倍率，防止碳氢化合物、N2O在主

5、冷的换热表面析出。Page 10设计原则设计原则n 可靠性高n低温液氧泵和液氮泵采用进口名牌产品，且在线冷备用，若运行泵出故障，则备用泵在10秒钟内自动达到工作负荷。n低温液体管路采用特殊设计。n由于本装置产品有内压氧气和内压氮气，内压缩流程用一台增压机替代了氧压机和氮压机，其运行可靠性大大增加。Page 11设计原则设计原则n 可靠性高（续）n低压板式换热器采用具有大量实际运行业绩的杭氧产品。n高压板式换热器采用业绩多的进口产品。n膨胀机采用进口产品，性能先进可靠。n主空压机与增压机采用进口产品，性能先进可靠。Page 12设计原则设计原则n 投资成本低，配置更合理n采用内压缩流程后增压机+

6、低温液体泵的价格比氧压机+氮压机要低。n增压机+低温液体泵的维护成本比氧压机+氮压机要低。n主空压机与增压机可以用一台汽轮机拖动，配置合理。n低压氮采用下塔抽取压力氮再加压，减少投资，降低能耗。Page 13设计原则设计原则n 采用先进可靠的DCS控制系统n成套空分装置采用进口DCS控制系统，具有控制器电源、通讯总线的冗余结构，可靠性高。n特别开发的液氧泵自动启动与运行程序可确保装置的运行可靠性。n本装置各机组设备流程参数的显示与主要操作调节功能均可在中控室通过计算机完成。Page 14设计原则设计原则n 流程优化设计n林德物性库图表n林德图表基础上杭氧开发的空分物性库软件n杭氧自行开发的流程

7、热力计算软件n美国ASPEN热力计算软件n法液空的空冷与分子筛系统性能与结构计算软件n美国S-W公司板式换热器计算软件，Page 15设计原则设计原则n 流程组织与设计充分考虑安全性和可靠性n严格限制气氧、液氧，尤其是高压气氧的流速，使之低于国标和国际相关规范要求的速度。n高压低温气体节流从流程上精心设计节流阀前后压差，以降低每级节流压差，减小流速，提高阀门使用寿命，减少管系振动。n设置板式换热器热启动预冷管线，保证板式换热器在已均匀预冷的前提下投运。Page 16设计原则设计原则n 流程组织与设计充分考虑安全性和可靠性（续）n高压氧气输送管路设置预充气管路，以确保高压氧气送气时的安全性。n在

8、高压差大口径自动阀和特殊的通过阀上设置旁通阀，防止高速气流对设备、阀门和管路造成损害，尤其对氧气管路更可起到事故防范作用。Page 17配套部机配套部机n原料空气过滤器n作用清除原料气中的机械杂质、灰尘n特点n采用进口材料的过滤元件其过滤效率可达99.8，使用寿命可达1-2年。n适用范围广，可用于多尘和潮湿地区。n采用模块化设计，占地面积小，安装维修方便，可实现不停机检修。n采用进口PLC控制器和进口电磁阀，进行自动脉冲反吹清除灰尘，可实现全自动无人操作。Page 18配套部机配套部机n原料空气压缩机和增压空气压缩机 n作用n为装置提供带压原料气n为装置提供膨胀及内压氧汽化气源Page 19配

9、套部机配套部机n 原料空气压缩机和增压空气压缩机 n特点n采用国际著名公司的产品，可充分保证机器具有先进的性能指标，降低系统总体能耗。n原料空压机与增压机可以用同一个汽轮机拖动，节省投资费用。n原料空压机配备高压水叶轮清洗机构，可方便地进行叶轮的除垢清洗，而经常保持叶轮的清洁会使压缩机始终在高效状态下运行，同时这对压缩机的安全运行也是一个非常重要的措施。Page 20配套部机配套部机n原料空压机的入口，增压机的一段与二段入口均带入口导叶调节机构，可方便地进行气量的调整与变工况操作。n原料空压机与增压机的控制n原料空压机采用出口流量恒压控制，具有控制精确，滞后时间短的特点。n考虑到增压机在流程中

10、的特殊地位，采用进、出口压力与入口流量进行防喘振控制，控制软件设有智能防喘振保护功能。Page 21配套部机配套部机n 空气预冷系统n作用冷却原料空气洗涤原料空气n特点采用先进的性能与结构计算软件空冷塔采用高效筛板塔+填料塔Page 22配套部机配套部机n空气预冷系统n特点(续前页)空冷塔顶部设高效捕雾器空冷塔中部设置中心筒水冷塔采用高效填料塔Page 23配套部机配套部机n分子筛纯化系统n作用吸附空气中水分、CO2、乙炔、丁烷等碳氢化合物n特点吸附器采用长周期设计分子筛、阀门使用寿命长分子筛、阀门使用寿命长 切换损失小、主塔工况稳定切换损失小、主塔工况稳定Page 24配套部机配套部机n 分

11、子筛纯化系统n特点(续前页)吸附器采用双层床结构活性氧化铝保护了分子筛活性氧化铝保护了分子筛 活性氧化铝容易再生、能耗低活性氧化铝容易再生、能耗低吸附器设置气流分布装置气流分布装置内置式空气过滤网内置式空气过滤网Page 25配套部机配套部机n 分子筛纯化系统n特点(续前页)再生加热采用节能型蒸汽加热器 立式结构，蒸汽走管内，再生污氮气走管间。加热器内部设置气流分布板，管板采用多管板浮动结构，避免了热应力引起的管子与管板间泄漏。管子与管板间采用胀接加焊接双密封结构，增加管子的稳定性及管子与管板间的密封，增加蒸汽加热器的可靠性。Page 26配套部机配套部机n 增压透平膨胀机n作用为低温分离提供

12、冷量n特点n采用国外著名公司产品，先进可靠，有效降低系统总能耗n整台机组采用整机组装式n具有完善的仪表控制保护功能Page 27配套部机配套部机n 分馏塔系统n作用利用低温精馏制取产品n特点采用先进的设计计算软件 精馏计算软件精馏计算软件 换热器计算软件换热器计算软件 冷箱应力分析计算软件冷箱应力分析计算软件 低温管路应力分析计算软件低温管路应力分析计算软件Page 28配套部机配套部机n分馏塔系统特点(续前页)n采用规整填料上塔n空压机能耗下降57%n操作弹性大，变工况迅速Page 29配套部机配套部机n分馏塔系统特点(续前页)n采用真空钎接高效板式换热器n无残余腐蚀物，使用寿命长n耐疲劳，

13、耐腐蚀能力强n进行严格的气阻及泄漏试验Page 30配套部机配套部机n分馏塔系统特点(续前页)分馏塔系统总体设计中充分考虑了设备的安全性、可靠性、可维护性等各种因素。n以安全性和可靠性为根本进行分馏塔冷箱系统的总体设计.n高压液氧泵冷箱采取单独布置，高压液氧泵冷箱与主冷箱之间具有一定的安全距离。n对高压氧气阀门设置独立的安全隔墙，以防不测。Page 31配套部机配套部机n冷箱内所有管路均采用 CAESAR II 软件进行应力分析计算，并采用高强度铝合金材料，确保管路不变形。对高压氧和高压氮气管路采用不锈钢材料，不锈钢与铝合金的过渡接头采用进口产品。对带有高压差节流阀的管路进行管系振动分析，以确

14、保管路在启动与正常工作时的可靠性。n 所有的容器支架、阀门支架、管路支架均经过严格的强度计算与冷补偿计算。支架均采用不锈钢材质，即保证了低温强度（普通碳钢具有低温冷脆性）又减少导热损失。n冷箱的平台梯子采用全斜梯结构，安全可靠，又方便操作维修；平台与梯子踏板采用镀锌麻花型防滑、耐压踏板，安全性好。Page 32配套部机配套部机n分馏塔冷箱系统总体设计时充分考虑可维护性n冷箱内重要的阀门如：高压液氧阀，高压差节流阀，高压阀等采用独立阀箱，以方便维修。n两台高压液氧泵其冷箱设计成两个独立隔箱，可做到在线维修。n考虑用户现场腐蚀性气体含量可能较高的情况，冷箱上人孔的紧固件，冷箱上管路与阀门压板的紧固

15、件，冷箱外阀门连接法兰的紧固件均采用不锈钢螺栓并配以不锈钢或铜螺母，保证今后维修时的可拆性。Page 33配套部机配套部机n分馏塔系统特点(续前页)n主冷凝蒸发器的安全措施n全浸式操作方式，不会产生干蒸发，且对于液氧通道采用截距较大的翅片与独特的补液措施，使大液池中低碳氢化合物浓度的液氧不断补充进主冷板式单元的液氧通道中，使单元内部液氧中碳氢化合物不浓缩。当液氧操作液位过低时报警系统立即报警。Page 34配套部机配套部机n分馏塔系统特点(续前页)n主冷凝蒸发器的安全措施n对于液氧通道采用截距较大的翅片，使液氧流动更通畅不易堵塞通道，并降低微小颗粒所产生的静电，从结构上根本解决了主冷内部的安全

16、防爆问题。并且在液氧侧还有接地保护装置。Page 35配套部机配套部机n分馏塔系统特点(续前页)n主冷凝蒸发器的安全措施n再次，在整个液氧大池中，保持液氧侧较高的循环倍率，并通过加大液氧排放量使液氧底部不会出现易燃化合物的凝结。Page 36配套部机配套部机n分馏塔系统特点(续前页)n正确选择不同使用场合的阀门n常温高压氧气阀门采用进口产品，调节阀采用双阀座阀或多级节流阀，阀芯与阀体采用特殊材质，阀门的手轮采用防爆接长结构，并设置防爆墙。同时严格限制介质通过阀门的流速。n高压低温空气流路的节流阀门采用进口产品，阀芯和阀体材质采用硬合金钢，同时严格限制介质通过阀门的流速，降低阀门前后压差。Pag

17、e 37配套部机配套部机n 高压液氧泵n 作用 为液氧加压 n 特点n采用多级离心泵。n采用迷宫密封，保证氧气纯度。n泵体与电机连接处采用吹氮保护，防止氧气在电机侧富集；同时电机的轴端配有温度检测、报警系统，防止电机过冷。n立式安装，动力性能好，安装、维修方便 Page 38配套部机配套部机n 高压液氧泵特点（续）n低温高压液氧泵采用具有大量实际运行业绩的进口名牌产品，配进口变频调节器。n二台泵采用在线冷备用，工作泵满负荷运行，备用泵低速无载荷运行。若工作泵出故障，则备用泵在短时间内自动达到工作负荷。n低温液体管路采用特殊设计，充分保证二台泵具有良好的进液状态。n液氧泵系统的启动与正常运行由计

18、算机自动控制，同时设置调试按钮，为设备的启动与调试提供方便。Page 39配套部机配套部机n高压液氧泵特点（续）n液氧泵系统自动控制考虑的因素n必须满足以下启动条件 液氧泵密封气的压力、流量必须满足要求。液氧泵密封气的压力、流量必须满足要求。液氧泵必须充分预冷。液氧泵必须充分预冷。板式换热器必须充分预冷。板式换热器必须充分预冷。高压氧气管路上的高压空气充气阀处于自控状态。高压氧气管路上的高压空气充气阀处于自控状态。n液氧泵系统启动后首先必须在低负荷下对控制程序进行调试与确认，然后再对满负荷下的控制程序进行调试与确认。Page 40配套部机配套部机n高压液氧泵特点（续）n液氧泵系统自动控制考虑的

19、因素n正常运行工况下液氧泵系统的自动控制功能 当工作泵出故障时，备用泵在当工作泵出故障时，备用泵在1010秒钟内自动秒钟内自动达到工作负荷。达到工作负荷。当用户对用氧量进行调节时，液氧泵的负荷当用户对用氧量进行调节时，液氧泵的负荷将通过变频器自动进行调整。将通过变频器自动进行调整。Page 41配套部机配套部机 液氧泵入口具有排气功能，保证泵的入口具有良好的液氧泵入口具有排气功能，保证泵的入口具有良好的进液状态。进液状态。液氧泵工作时，计算机会对泵的工作状态进行检测与液氧泵工作时，计算机会对泵的工作状态进行检测与调整，如达不到设定的要求，则备用泵会自动启动，调整，如达不到设定的要求，则备用泵会

20、自动启动，而工作泵则自动停机并报警。而工作泵则自动停机并报警。Page 42尺寸比较尺寸比较w主要设备尺寸80000空分 54000空分 mmmmw空冷塔5000(最大5400)x280004200 x28000w水冷塔5400 x26500 4200 x26000w分子筛吸附器4840 x27500 4236x21500w下塔4800 x22000 4000 x19000w主冷凝蒸发器 4150 x13700(卧式)4150 x5700w上塔 5100 x46000 4000 x36000w粗氩塔I4200 x25500 3000 x24700w粗氩塔II 4200 x39000 3000 x39000谢谢大家谢谢大家