空分設(shè)備結(jié)構(gòu)及工作原理1

1、空分裝置系統(tǒng)劃分所謂空分， 就是將空氣深度冷卻至液態(tài)， 由于液空其組分 沸點各不相同， 逐步分離出氧、氮、氬等等?？辗盅b置大體可分以下幾個系統(tǒng)：1、 空氣過濾系統(tǒng)過濾空氣中的機(jī)械雜質(zhì)，主要設(shè)備有自潔式空氣過濾器。2、 空氣壓縮系統(tǒng)將空氣進(jìn)行預(yù)壓縮，主要設(shè)備有汽輪機(jī)、增壓機(jī)、空壓機(jī)等。3、 空氣預(yù)冷及純化系統(tǒng)將壓縮空氣進(jìn)行初步冷卻， 并去除壓縮空氣中的水分和二氧化碳等雜質(zhì)， 主要設(shè)備有空冷塔、水冷塔、分子篩純化器、冷卻水泵、冷凍水泵等。4、 分餾塔系統(tǒng)將凈化的壓縮空氣深度冷卻，再逐級分餾出氧氣、氮氣、 氬氣等， 主要設(shè)備有透平膨脹機(jī)、冷箱 (內(nèi)含主塔、主冷、主還、過冷器、粗氬塔、液氧泵、液體泵等

2、)5、貯存汽化系統(tǒng)將分餾出的液氧、液氮、液氬進(jìn)行貯存、汽化、灌充，主要設(shè)備有低溫液體貯槽、汽化器、充瓶泵、灌充臺等?？諝饫鋮s塔結(jié)構(gòu)工作原理空冷塔（ 4300× 26895×16），主要外部有塔體材質(zhì)碳鋼，內(nèi)部有2 層填料聚丙烯鮑爾環(huán)，并對應(yīng)2 層布水器。其作用是對從空壓機(jī)出來的空氣進(jìn)行預(yù)冷?？諝庥伤走M(jìn)入，塔頂出去，冷凍水從塔頂進(jìn)入， 塔頂出去，在這樣一個工程中，冷凍水和空氣在塔內(nèi)，經(jīng)布水器填料的作用充分的接觸進(jìn)行換熱，把空氣的溫度降低。水冷卻塔的結(jié)構(gòu)及工作原理水冷卻塔（規(guī)格 4200× 16600× 12），主要外部有塔體材質(zhì)碳鋼，內(nèi)部有一層聚丙烯鮑爾

3、環(huán)填料，對應(yīng)一根布水管；一層不銹鋼規(guī)整填料。其作用式把從冷卻水進(jìn)行降溫，生成冷凍水供給空冷塔?；驹砗涂绽渌粯樱瑥睦湎涑鰜淼臏囟容^低的污氮氣， 進(jìn)入水冷塔下部， 在水冷塔內(nèi)部經(jīng)填料與從上部來的冷卻水充分接觸換熱后排出，在此過程中冷卻水生成冷凍水。分子篩結(jié)構(gòu)以及原理，其再生過程原理吸附空氣中的水份、CO2、乙炔等碳?xì)浠衔?，使進(jìn)入空氣純凈結(jié)構(gòu)：臥式圓筒體、內(nèi)設(shè)支承柵架、以承托分子篩吸附劑使用：空氣經(jīng)過分子篩床層時，將水份、CO2、乙炔等碳?xì)浠衔镂剑瑑艋蟮目諝釩O2含量 <1ppm；在再生周期中，先被高溫干燥氣體反向再生后，再被常溫干燥氣體冷卻到常溫，兩分子篩成隊交替使用。預(yù)冷系統(tǒng)

4、中的冷卻水泵和冷凍水泵預(yù)冷系統(tǒng)中的冷卻水泵、冷凍水泵為多級離心水泵。分別為空冷塔、水冷塔供水。其基本結(jié)構(gòu)和工作原理如下：1、離心泵的基本結(jié)構(gòu)離心泵的基本部件是高速旋轉(zhuǎn)的葉輪和固定的蝸牛形泵殼。具有若干個（通常為4 121 / 4個）后彎葉片的葉輪緊固于泵軸上，并隨泵軸由電機(jī)驅(qū)動作高速旋轉(zhuǎn)。葉輪是直接對泵內(nèi)液體做功的部件， 為離心泵的供能裝置。泵殼中央的吸入口與吸入管路相連接，吸入管路的底部裝有單向底閥。泵殼側(cè)旁的排出口與裝有調(diào)節(jié)閥門的排出管路相連接。2、離心泵的工作原理當(dāng)離心泵啟動后， 泵軸帶動葉輪一起作高速旋轉(zhuǎn)運動，迫使預(yù)先充灌在葉片間液體旋轉(zhuǎn)，在慣性離心力的作用下，液體自葉輪中心向外周作徑

5、向運動。液體在流經(jīng)葉輪的運動過程獲得了能量， 靜壓能增高， 流速增大。 當(dāng)液體離開葉輪進(jìn)入泵殼后，由于殼內(nèi)流道逐漸擴(kuò)大而減速， 部分動能轉(zhuǎn)化為靜壓能，最后沿切向流入排出管路。所以蝸形泵殼不僅是匯集由葉輪流出液體的部件，而且又是一個轉(zhuǎn)能裝置。當(dāng)液體自葉輪中心甩向外周的同時，葉輪中心形成低壓區(qū)， 在貯槽液面與葉輪中心總勢能差的作用下，致使液體被吸進(jìn)葉輪中心。依靠葉輪的不斷運轉(zhuǎn)， 液體便連續(xù)地被吸入和排出。 液體在離心泵中獲得的機(jī)械能量最終表現(xiàn)為靜壓能的提高。精餾塔（上塔、下塔）結(jié)構(gòu)，工作原理，各自氣液相回流如何實現(xiàn)產(chǎn)物走向利用混合氣體中各組分的沸點不同，將其分離成所要求純度的組分結(jié)構(gòu)：塔體為圓筒型

6、，下塔內(nèi)裝多層篩板篩板上設(shè)置溢流斗，有一個溢流擋板，并密布小孔， 上塔內(nèi)裝規(guī)整填料及液體分布器使用：下塔精餾過程中，液體自上往下逐一流過每塊篩板，由于溢流堰的作用，使踏板上造成一定的液面高度，當(dāng)氣體由下而上穿過篩板小孔時與液體接觸，產(chǎn)生了鼓泡，這樣就增加了氣液接觸面積，使熱質(zhì)交換過程高效的進(jìn)行，低沸點組份逐漸蒸發(fā)，高沸點組份逐漸液化， 至塔頂就獲得低沸點的純氮，在塔底就獲得高沸點的富氧液空組份；上塔精餾過程中，氣體穿過分布器沿填料盤上升。液體自上往下通過部水器均勻地分布在填料盤上，在填料表面上氣、液充分接觸進(jìn)行高效的熱質(zhì)交換，上升氣體中低沸點氧含量不斷提高，高沸點組份氧被大量的洗滌下來，形成回

7、流液最終在塔頂?shù)玫降头悬c的純氮、塔底得到了高沸點的液氧。膨脹機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理1、概述透平膨脹機(jī)組是為氣體分離裝置配套的機(jī)組之一，利用空氣膨脹產(chǎn)生冷量，滿足氣體分離裝置對冷涼的需要及補償裝置中的冷量損失。機(jī)組由透平膨脹，油站，底座、冷箱、部分油、水、氣管路等組成。 透平膨脹機(jī)所產(chǎn)生的膨脹功由主軸另一端的增壓葉輪所吸收利用，是增壓機(jī)氣體的出口壓力增高。進(jìn)入透平膨脹機(jī)得工質(zhì)氣體應(yīng)不含有機(jī)械雜質(zhì)的干凈氣體。2、機(jī)組簡介a、透平膨脹機(jī)組由以下主要部分組成：A) 帶保冷箱及底架的透平膨脹機(jī)主機(jī)一臺。B)油站一臺。1）透平膨脹機(jī)透平膨脹機(jī)為臥置、單級、向心、 徑 -軸流反作用式。 其中一端為膨脹機(jī)，一端為增

8、壓機(jī)。工質(zhì)氣體由膨脹機(jī)進(jìn)口管進(jìn)入膨脹機(jī)蝸殼， 經(jīng)可調(diào)噴嘴葉片通道進(jìn)入膨脹機(jī)葉輪做功后， 再經(jīng)擴(kuò)壓從出口管排出。機(jī)身為鑄鐵件， 它支撐轉(zhuǎn)子連接 2 端蝸殼。膨脹機(jī)蝸殼為鑄不銹鋼，直接固定在底架上。蝸殼內(nèi)裝有膨脹葉輪，可調(diào)噴嘴等。轉(zhuǎn)子支撐在機(jī)身上，其一端為膨脹葉輪，另一端為增壓葉輪。膨脹機(jī)葉輪和增壓葉輪均2 / 4為三元閉式葉輪。軸承為止推徑向軸承。只有安裝正確并提供清潔而充足的潤滑油，才能保證轉(zhuǎn)子的良好運轉(zhuǎn)，軸承排油經(jīng)回流管流回油箱，軸承溫度由鉑熱電阻溫度計測量。為防止膨脹機(jī)葉輪膨脹前得氣體和增壓機(jī)葉輪增壓后氣體的泄露， 在膨脹葉輪和增壓葉輪的倫蓋上設(shè)置了迷宮密封。在靠近兩葉輪的軸上也各設(shè)置了迷

9、宮密封，使得工質(zhì)氣體外漏量控制在最小范圍內(nèi)，膨脹機(jī)得密封內(nèi)充有常溫密封氣以防止膨脹機(jī)內(nèi)低溫氣體外泄露。其壓力由減壓閥來控制。膨脹機(jī)啟動前，密封氣由儀表氣供給，啟動后由自身供給。2）增壓機(jī)工質(zhì)氣體軸向進(jìn)入增壓葉輪， 在其內(nèi)加速增壓， 進(jìn)入擴(kuò)壓器減速后進(jìn)一步增壓， 在蝸殼內(nèi)匯集排出，經(jīng)冷卻降溫，換熱器換熱后，再進(jìn)入膨脹機(jī)。增壓葉輪和膨脹葉輪裝在同一根軸上組成轉(zhuǎn)子，二者轉(zhuǎn)速相同， 而膨脹葉輪發(fā)出的機(jī)械工驅(qū)動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，將機(jī)械功傳給增壓葉輪。3）潤滑系統(tǒng)透平膨脹機(jī)軸承潤滑系統(tǒng)強制供潤滑油潤滑。潤滑油有油站、 輸油管等組成， 油站有油箱， 2 臺油泵，一臺油冷卻器，一臺油過濾器，一臺囊式蓄能器、油分離器、

10、閥門、管道等組裝在一起，形成一個完整的供油裝置。潤滑油箱油箱由油泵吸入，經(jīng)冷卻器和切換式濾油器后送至各潤滑點，再經(jīng)回油管返回油箱。在油泵啟動之前，囊式蓄能器內(nèi)應(yīng)沖入 0.15MPa 的氮氣，在油泵啟動時自動充油，用于保證油壓降低聯(lián)鎖停車時必須的潤滑。由于透平膨脹機(jī)是強制潤滑的，轉(zhuǎn)速很高， 因此油泵不工作時，透平膨脹機(jī)絕對不允許使用。當(dāng)電源及油站發(fā)生故障時，透平膨脹機(jī)必須立即停車。此時將有囊式儲能器供油1分鐘左右，保證透平膨脹機(jī)惰性轉(zhuǎn)時潤滑用油。4) 膨脹機(jī)調(diào)節(jié)和安全保護(hù)膨脹機(jī)流量調(diào)節(jié)是通過氣動薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)帶動噴嘴調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的噴嘴葉片轉(zhuǎn)動，從而改變流道面積是流量改變，執(zhí)行機(jī)構(gòu)閥桿行程反映了噴嘴流道面積的變化，執(zhí)行機(jī)構(gòu)向上截面越大，流量變大。反之截面積變小，流量變小。增壓機(jī)的回流閥可對增壓機(jī)出口壓力，轉(zhuǎn)速及膨脹氣量進(jìn)行調(diào)節(jié)。透平膨脹機(jī)進(jìn)口處有一遙控薄膜調(diào)節(jié)閥，當(dāng)發(fā)生事故時， 可作為緊急切斷閥，由總控制室進(jìn)行操作。 通過操縱三通電磁閥使遙控薄膜調(diào)節(jié)閥在3 秒內(nèi)關(guān)閉， 切斷膨脹機(jī)氣源，使其停止轉(zhuǎn)動。次閥和膨脹機(jī)出口閥均應(yīng)密閉不漏氣。在下列情況時，三通電磁閥電源切斷，氣動薄膜下側(cè)的空氣通過快速泄氣閥至大氣，于是在彈簧的作用下，使閥門快速關(guān)閉。A) 油泵斷電源。B)潤滑油壓力小于等于0.14MPa,C)軸承溫度超過85