空分流程簡(jiǎn)述

1、空 分 流 程 簡(jiǎn) 述KDNOAr-10000/8000/390型空分裝置第一章精 餾一、 進(jìn)塔流程：進(jìn)塔流程（如圖：1-1所示） （圖：1-1）二、 精餾過(guò)程：1、 什么叫精餾：簡(jiǎn)單的說(shuō)：精餾就是利用兩種不同物質(zhì)（氣體）的沸點(diǎn)不同，多次地進(jìn)行混合蒸氣的部分冷凝和混合液體的部分蒸發(fā)的過(guò)程就叫做精餾。2、 進(jìn)塔空氣的作用：空氣從純化系統(tǒng)來(lái)經(jīng)冷箱換熱與膨脹后的空氣混合后進(jìn)入下塔底部，這部分氣體做為下塔的上升蒸氣；經(jīng)高壓節(jié)流的液空被送往下塔中部作為下塔的部分冷凝液；3、精餾-下塔液氮的分離：精餾塔下部的上升蒸氣溫度要比上部下流的液體溫度高，所以膨脹空氣進(jìn)入下塔后空氣溫度會(huì)比上塔下流的溫度高，當(dāng)下塔的

2、氣體每穿過(guò)一塊塔板就會(huì)遇到比它溫度低的液體，這時(shí)，氣體的溫度會(huì)下降，并不斷的被冷凝成液體，液體被部分氣化；由于氧的液化溫度最高，所以氧被較多的冷凝下來(lái)，剩下的蒸氣含氮濃度就會(huì)有所提高。就這樣，一次，又一次的循環(huán)下去，到塔頂后，蒸氣中的氧大部分被冷凝到液體中去了；從而得到了蒸氣中含氮純度達(dá)到99.9%的高純氮；這部分氣體被引入主冷，被上塔的液氧冷凝成液氮后部分做為回流液回流下塔再次精餾（如圖：1-2所示），部分被送往上塔作為上塔的回流液。同時(shí)下塔液空純度也得到了含氧36%的液空。（圖：1-2）4、 上塔精餾：將下塔液空經(jīng)節(jié)流降壓后送到上塔中部，作為上塔精餾原料；而從主冷部分抽出的液氮?jiǎng)t成為上塔的

3、回流液；與下塔精餾原理相同，液體下流時(shí)，經(jīng)多次部分蒸發(fā)和冷凝，氮?dú)廨^多的蒸發(fā)出來(lái)，于是下流液體中含氧濃度不斷提高，到達(dá)上塔底部時(shí)，可以獲得含氧99.9%的液氧；部分液氧作為產(chǎn)品抽出；由于下塔上升蒸氣（純氮?dú)猓?，被引入主冷冷凝，所以它將熱量較多的傳給了液氧，致使液氧復(fù)熱蒸發(fā)作為上塔的上升氣；在上升過(guò)程中，一部分蒸氣冷凝成液體流下，另一部分蒸氣隨著不斷上升，氮含量不斷增加；到塔頂時(shí)，可得到99%以上的氮?dú)?。第二章開(kāi)車(chē)步驟一、 啟動(dòng)步驟：1、 空氣壓縮機(jī)；2、 空氣預(yù)冷系統(tǒng)；3、 空氣純化系統(tǒng)；4、 空氣增壓機(jī)；5、 空氣膨脹機(jī)；6、 分餾塔系統(tǒng)操作。二、 準(zhǔn)備工作：1、 啟動(dòng)冷卻水系統(tǒng)；2、 啟動(dòng)

4、儀表空氣系統(tǒng)，檢查所有設(shè)備、儀表和閥門(mén)（正常復(fù)位參照 第三章 正常停車(chē) 閥門(mén)動(dòng)作）性能完好，并具備作用條件；3、 檢察所有冷卻水閥有無(wú)打開(kāi)，并注意流量、壓力是否滿足；4、 啟動(dòng)空壓機(jī)、增壓機(jī)油泵，油溫低時(shí)開(kāi)加熱器，檢察油壓。三、 啟 動(dòng)（一）、啟動(dòng)空氣壓縮機(jī)：按“DCS集散控制系統(tǒng)啟動(dòng)要求”滿足條件后啟動(dòng)；按下電源，電機(jī)開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，注意事項(xiàng)：1、 啟動(dòng)時(shí)應(yīng)注意電流變化；2、 密切注意各振動(dòng)點(diǎn)和軸移位有無(wú)超高現(xiàn)象；3、 潤(rùn)滑油總管壓力大于0.22Mpa延時(shí)30秒，輔油泵應(yīng)停止；4、 預(yù)熱結(jié)束后加載空氣壓縮機(jī)；5、 加載時(shí)注意各級(jí)壓力、振動(dòng)、軸移位變化。 （二）、預(yù)冷啟動(dòng)：1、 預(yù)冷和分子篩所有閥門(mén)

5、復(fù)位；2、 空壓機(jī)加載完必后就將空氣緩慢導(dǎo)入預(yù)冷和分子篩進(jìn)行充氣；3、 當(dāng)預(yù)冷出口壓力等于空壓機(jī)出口壓力時(shí)（0.45MPa），充氣結(jié)束；4、 啟動(dòng)常、低溫水泵，并調(diào)至正常流量；5、 緩慢打開(kāi)空氣進(jìn)水冷塔旁通閥（V1135）（根據(jù)出口水溫調(diào)整閥門(mén)開(kāi)度大?。?（三）、啟動(dòng)分子篩：1、 緩慢開(kāi)空氣旁通至分子篩閥（V1250），并調(diào)整至正常流量；2、 將分子篩透入自動(dòng)運(yùn)行程序；3、 打開(kāi)電加熱器電源；4、 將儀表氣轉(zhuǎn)換為自身氣源。 （四）、啟動(dòng)增壓機(jī)：（增壓機(jī)啟動(dòng)步驟與空氣壓縮機(jī)相同）（五）、啟動(dòng)膨脹機(jī)：（增壓機(jī)帶膨脹機(jī)啟動(dòng)） *膨脹機(jī)狀態(tài)：1、 膨脹端：進(jìn)口手動(dòng)閥全關(guān)、出口手動(dòng)閥全開(kāi)、入口導(dǎo)葉全關(guān)

6、、吹除閥關(guān)；2、 增壓端：進(jìn)出口手動(dòng)閥全開(kāi)、冷卻水進(jìn)出口閥全開(kāi)、排放閥全關(guān)、回流閥全開(kāi)；3、 電磁閥關(guān)、儀表管吹除閥關(guān)；4、 密封氣開(kāi)；5、 油泵開(kāi)，油溫正常（油箱電加熱器有必要時(shí)開(kāi)）；6、 增壓機(jī)加載成功后，向膨脹機(jī)進(jìn)口閥前導(dǎo)氣，導(dǎo)氣結(jié)束后將增壓機(jī)出口閥全開(kāi)；7、 增壓機(jī)出口壓力不應(yīng)控制太高。 *啟動(dòng)膨脹機(jī)：1、 打開(kāi)電磁閥；2、 手動(dòng)緩慢打開(kāi)膨脹機(jī)進(jìn)口手動(dòng)閥至直至全開(kāi)；3、 入口導(dǎo)開(kāi)度根據(jù)膨脹機(jī)轉(zhuǎn)速的不斷提高，而逐漸開(kāi)大到最佳工作狀態(tài)。*注意事項(xiàng)：1、 調(diào)整膨脹機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)應(yīng)避免在葉輪敏感區(qū)時(shí)間停留過(guò)久或長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)；2、 對(duì)增壓機(jī)升壓時(shí)應(yīng)注意穩(wěn)定；3、 對(duì)膨脹機(jī)回流閥和高壓節(jié)流閥的操作要緩慢；

7、4、 防止超壓、超速、超溫運(yùn)轉(zhuǎn)。第三章 正常停車(chē)一、停車(chē)步驟：1、 分餾塔系統(tǒng)操作；2、 停輔助氧、氬、泵；3、 ?？諝馀蛎洐C(jī)；4、 ?？諝庠鰤簷C(jī)；5、 ?？諝饧兓到y(tǒng)；6、 ?？諝忸A(yù)冷系統(tǒng)；7、 停空氣壓縮機(jī)二、停車(chē)內(nèi)容：（一）、系統(tǒng)操作： 1、將所有產(chǎn)品液相排放閥門(mén)全關(guān)。2、緩慢減少產(chǎn)品氧氣出口流量，緩慢將膨脹機(jī)回流閥全開(kāi)；緩慢降低增壓機(jī)出口壓力（此步驟配合操作）。3、輔助：停液氧泵（產(chǎn)品氧氣出口流量減少至零）、循環(huán)液氬泵(打開(kāi)粗氬平衡閥，防止出現(xiàn)負(fù)壓)、中壓液氬泵（并將DCS回流閥全開(kāi)），關(guān)進(jìn)出口閥，排放液體，加溫吹除；4、待增壓機(jī)出口壓力降到膨脹機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)入葉輪敏感區(qū)時(shí)將入口切斷閥關(guān)閉，

8、關(guān)膨脹端和增壓端進(jìn)出口手動(dòng)截止閥，停膨脹機(jī)油泵（膨脹機(jī)油泵在密封氣滿足情況下不需要停）；打開(kāi)增壓端排氣閥；5、將增壓機(jī)回流閥失電卸載，按下停止按鈕停增壓機(jī)；6、將分子篩程序暫停，關(guān)閉加熱器電源；7、切換儀表空氣；8、停預(yù)冷系統(tǒng)常、低溫水泵，關(guān)進(jìn)出口手動(dòng)截止閥；9、將空壓機(jī)放空閥失電卸載，按下停止按鈕?？諌簷C(jī)。注冊(cè)事項(xiàng)：1、 將LCV4手動(dòng)開(kāi)兩圈，防止冷箱出現(xiàn)死氣；2、 停車(chē)后因沒(méi)有氣量進(jìn)下塔，防止上塔出現(xiàn)負(fù)壓；3、 如果是長(zhǎng)期停車(chē)需要排放所有液體，包括主換熱器中的液氧（臨時(shí)停車(chē)則需要將塔封存）。第四章 空分操作一、 概述： 在第一章我們說(shuō)過(guò)有關(guān)精餾過(guò)程中提取液空、液氮、液氧的方法，下面我們就詳

9、細(xì)說(shuō)明一下有關(guān)控制操作中的內(nèi)容。 1、 液空：液空是來(lái)自下塔下部第一塊塔板流下來(lái)的液體，并提供原料供給上塔作為精餾原料液；它的純度受下塔回流液體（液氮）的影響而不斷變化。 2、液氮：是由下塔初步分離而得到的的液氮作為上塔的回流液供給上塔精餾。 3、 污液氮：污液氮管是為了保證塔頂?shù)玫礁呒兌纫旱捅ＷC底部液空純度而設(shè)計(jì)的；從中部抽取一部分污液氮，它可使抽口以上的塔板有足夠大的回流比，以保證純液氮純度，同時(shí)使抽口以下的塔板回流比減小，有利于提高液空的氧純度。4、污氮?dú)獬隹谘醴治觯ǎ褐饕獪y(cè)量污氮中抽走的含氧量（單位）。 5、 氬餾份(AIA701) ：空氣中氬的體積分?jǐn)?shù)為0.932%，它和沸點(diǎn)介于

10、氧、氮之間。在下塔液空中含1.31.6%的氬抽往上塔，從液空進(jìn)料口下流時(shí)，在塔板上遇到上升蒸氣，有部分液體要蒸發(fā)出來(lái)；其中，易揮發(fā)組分氮要比氧、氬更多地蒸發(fā)到氣相中去，所以液相中的氧、氬濃度逐漸提高。越往下走，實(shí)際就進(jìn)入了氧、氬分離區(qū)了。由于氬對(duì)氧來(lái)說(shuō)是易揮發(fā)組分，在下流過(guò)程中氬比氧蒸發(fā)得多，因此液體中含氬量減少，這樣就形成了液空進(jìn)料口以下的富氬區(qū)。氬在上塔的分布有兩個(gè)富氬區(qū)，一個(gè)在提餾段，別一個(gè)在精餾段；一般我們都在提餾段抽取氬餾份，目的是為了減少氬餾份中含氮量過(guò)高（氬餾分的含量為：氬，氧，氮小于.1）。氬在上塔的分布是隨氧、氮產(chǎn)品和濃度的變化而變化。如：氮產(chǎn)量減少，氮的濃度就要提高，此時(shí)富

11、氬段要下移。即精餾段的富氬區(qū)含量要減少，提餾段富氬區(qū)的含氬量就要增加。6、粗氬I塔出口含氧（I）：測(cè)量氬餾分中含氧量（單位：）。一般氬餾分中含氧低，相對(duì)含氮高（氧、氬、氮三者之和是）；如果氬餾分的含氮量太多，一則使粗氬純度降低，而且會(huì)導(dǎo)致粗氬冷凝器的溫差減小，甚至使溫差為零（即產(chǎn)生氮塞），此時(shí)粗氬塔便停止工作；上升氣流速度降低。并且，粗氬中含氮過(guò)多將給制取精氬帶來(lái)困難。二、主塔控制：HC2-用于控制下塔回流比，以及對(duì)上下塔冷量進(jìn)行分配；（主要控制：液空純度、氬餾分等）。如：HC2開(kāi)大時(shí)（正常范圍內(nèi)），到上塔的冷量會(huì)變大，相對(duì)下塔回流液體減小（液空純度相對(duì)上升）；這時(shí)上塔的冷量富余，上升蒸氣被冷

12、凝下來(lái)，氬餾分上升、氮?dú)饧兌壬仙?。HC3-主要是相對(duì)調(diào)整下塔液氮和液空純度的平衡點(diǎn)。HC4-當(dāng)主塔穩(wěn)定時(shí)，用于控制上下塔回流比（主要控制：氬餾分和液空純度）。例1：下塔液空純度為3.8%（正常：3435%）； 冷箱氣氮純度為.PPM(正常：1.32.5PPM)；上塔蒸發(fā)壓力40.8Kpa(正常：42Kpa)；污氮?dú)夂鯙?.15%(正常：0.250.35%);氬餾分為13.9%（正常：812%）；主塔溫度下降；這時(shí)候就可以開(kāi)大HC4；分析：從單方面趨勢(shì)上看，液空含氧正常值為3435%，氬餾分正常值為812%；而現(xiàn)在明顯低于正常值，證明上下塔冷量富余，開(kāi)大HC4閥排放液體?？梢詫?shù)據(jù)綜合在一起看

13、，這樣的結(jié)果會(huì)更準(zhǔn)確。當(dāng)下塔冷量過(guò)乘，而上塔冷量不足時(shí)，主塔反應(yīng)出來(lái)的數(shù)據(jù)為： 液空含氧純度下降，上塔蒸發(fā)壓力減少，氬餾分高。 這時(shí)就需要將HC2開(kāi)大加大進(jìn)上塔的液氮量。如果HC2閥開(kāi)的開(kāi)大，主塔反應(yīng)出來(lái)的數(shù)據(jù)為： 進(jìn)塔氣量增加，液空純度高，上下塔壓力升高，主冷負(fù)荷加大，下塔回流比減少。每個(gè)閥門(mén)都有它一定的作用，所以，閥與閥之間的配合操作很重要。三、氬塔控制：氬在上塔的分布并不是固定不變的。當(dāng)氧、氮純度發(fā)生變化時(shí)，即工況稍有變動(dòng)，氬在塔內(nèi)的分布也相應(yīng)地發(fā)生變化。但氬餾分抽口的位置是固定不變的，因此，氬餾分抽口的組分也將發(fā)生變化；氬餾分的改變就直接影響進(jìn)入粗氬塔的氬餾分含量。導(dǎo)致粗氬塔氧含量增高

14、，氬的提取率降低；或氬餾分含氮過(guò)高，使精氬塔冷凝器中溫差減小，甚至降為零，上升氣流速度降低，粗氬塔回流液體減少無(wú)法建立阻力（即氮塞）。、 氬餾分的控制：氬餾分主要由主塔中的、4閥門(mén)進(jìn)行控制；、 粗氬塔負(fù)荷控制：主要取決于粗氬冷凝器的負(fù)荷大??；、 精氬塔控制：負(fù)荷主要取決于粗氬抽出量以及精氬冷凝器液位和蒸發(fā)器；、 粗氬塔氧含量分析控制（）：粗氬出口含氧要求；一般在正常工況下用取出量大小相對(duì)控制粗氬塔回流液大小來(lái)控制含氧；、 精氬塔氮含量分析控制（）：產(chǎn)品液氬要求含氮量。從粗氬塔抽出的含，純度達(dá)到的粗氬氣進(jìn)入精氬塔中部進(jìn)行去氮；氮和氬相比是易揮發(fā)組分，當(dāng)粗氬氣進(jìn)入精氬塔時(shí)遇到塔板上下流的液體和上升

15、的蒸氣，有部分液體要被蒸發(fā)和部分氣體被冷凝，到塔頂時(shí)易揮發(fā)組分氮被蒸發(fā)放空，氬則被冷凝到液項(xiàng)中。精氬蒸發(fā)器的作用是輔助去氮。第五章事故分析處理(僅作參考)、液氧泵緊急停止信號(hào)：液氧泵軸承溫度高作動(dòng)：液氧泵軸承溫度高連鎖停止連鎖：膨脹機(jī)回流閥失電措施：控制好增壓機(jī)壓力，防止增壓機(jī)超壓輕載，迅速將另一臺(tái)液氧泵開(kāi)啟，保證氧氣供應(yīng)。影響：主塔主冷液位上漲過(guò)快，蒸發(fā)壓力增加；氬餾分被破壞。、膨脹機(jī)緊急停車(chē)信號(hào)：膨脹機(jī)轉(zhuǎn)速過(guò)高動(dòng)作：膨脹機(jī)切斷閥失電連鎖：增壓機(jī)回流閥失電，液氧泵停止，循環(huán)氬泵密封氣壓力低連鎖停止措施：控制空壓機(jī)出口壓力，防止空壓機(jī)超壓輕載；關(guān)閉所有產(chǎn)品液相排放閥門(mén)；將LCV4手動(dòng)開(kāi)兩圈，防

16、止冷箱出現(xiàn)死氣；檢查原因，如維修時(shí)間過(guò)長(zhǎng)需要開(kāi)中壓液體氧泵、氮泵、氬泵保證煉鋼正常供氣量。影響：上下塔、氬塔阻力下降，液空液位、主冷液位、粗氬塔底部液位上漲（即出現(xiàn)漏液現(xiàn)象）；液空純度、氧純度度、氬餾分、氬純度被破壞。、增壓機(jī)緊急停車(chē)信號(hào)：增壓機(jī)一級(jí)振動(dòng)高連鎖動(dòng)作：增壓機(jī)回流閥失電連鎖：膨脹機(jī)切斷閥關(guān)閉，液氧泵停止，循環(huán)氬泵密封氣壓力低連鎖停止措施：控制空壓機(jī)出口壓力，防止空壓機(jī)超壓輕載；關(guān)閉所有產(chǎn)品液相排放閥門(mén)；開(kāi)中壓液體氧泵、氮泵、氬泵保證煉鋼正常供氣量；檢查原因。影響：上下塔、氬塔阻力下降，液空液位、主冷液位、粗氬塔底部液位上漲（即出現(xiàn)漏液現(xiàn)象）；液空純度、氧純度度、氬餾分、氬純度被破壞；膨脹機(jī)油泵密封氣壓力低連鎖停止。、空壓機(jī)緊急停車(chē)信號(hào)：空壓機(jī)軸位移高連鎖動(dòng)作：空壓機(jī)回流閥失電連鎖：預(yù)冷系統(tǒng)常、低溫水泵停止；分子篩程序暫停；增壓機(jī)連鎖停車(chē)；膨脹機(jī)