使用维护说明书.pdf

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1、KDON-9000/14000 型空气分离设备 使用维护说明书 KOZ90.SM 三月 感谢您选用 KDON-9000/14000 型空气分离设备。欢迎您提出宝贵的意见与建议，以便我们进一步改善设备，更好的为用户服务。使用本套空气分离设备前，请具体阅读本使用维护说明书、随机各技术文献及图纸，特别是本说明书安全规程部分。有关控制部份的说明，请与控制系统说明书结合起来阅读。谢谢!拟 订 审 核 校 对 提出单位 杭州杭氧低温液化设备有限公司 目 录 第一章：概述.错误!未定义书签。1.1 重要技术性能指标.错误!未定义书签。1.2 设备重要特色.错误!未定义书签。1.3 基本原理和过程.错误!未定

2、义书签。1.3.1 空气的过滤和压缩.错误!未定义书签。1.3.2 空气中水份和二氧化碳的清除.错误!未定义书签。1.3.3 空气被冷却到液化温度.错误!未定义书签。1.3.4 冷量的制取.错误!未定义书签。1.3.5 液化.错误!未定义书签。1.3.6 精馏.错误!未定义书签。1.4 工艺流程概述.错误!未定义书签。第二章：空分设备的起动.错误!未定义书签。2.1 起动应具有的条件.错误!未定义书签。2.2 起动准备.错误!未定义书签。2.2.1 起动冷却水系统。.错误!未定义书签。2.2.2 起动控制系统。.错误!未定义书签。2.2.3 起动空气压缩机。.错误!未定义书签。2.2.4 起动

3、预冷系统。.错误!未定义书签。2.2.5 起动分子筛纯化系统。.错误!未定义书签。2.2.6 吹刷空气管路。.错误!未定义书签。2.3 冷却阶段.错误!未定义书签。2.3.1 分馏塔冷却前必备条件.错误!未定义书签。2.3.2 起动透平膨胀机.错误!未定义书签。2.3.3 冷却分馏塔系统.错误!未定义书签。2.3.4 检查阀门状态.错误!未定义书签。2.4 积液和调整阶段.错误!未定义书签。2.4.1 阀门的调节.错误!未定义书签。2.4.2 液体的积累.错误!未定义书签。2.4.3 精馏过程的建立.错误!未定义书签。2.4.4 精馏工况的调整.错误!未定义书签。2.4.5 粗氩塔的调整.错误

4、!未定义书签。2.4.6 纯氩塔的操作与调整.错误!未定义书签。2.5 装置安全操作措施.错误!未定义书签。2.5.1 安全排放.错误!未定义书签。2.5.2 冷箱的充气.错误!未定义书签。2.5.3 启动注意事项.错误!未定义书签。2.5.4 加温气注意事项.错误!未定义书签。2.6 重要的操作数据.错误!未定义书签。2.6.1 重要的操作数据.错误!未定义书签。第三章：装置的管理.错误!未定义书签。3.1 维护.错误!未定义书签。3.1.1 总的操作管理.错误!未定义书签。3.1.2 主热互换器.错误!未定义书签。3.1.3 冷凝蒸发器.错误!未定义书签。3.1.4 精馏塔.错误!未定义书

5、签。3.1.5 阀门.错误!未定义书签。3.1.6 测量和控制装置.错误!未定义书签。3.2 故障及其排除.错误!未定义书签。3.2.1 分馏塔重要故障及排除方法.错误!未定义书签。第四章：停车和加温.错误!未定义书签。4.1 停车和重新起动.错误!未定义书签。4.1.1 正常停车.错误!未定义书签。4.1.2 临时停车.错误!未定义书签。4.1.3 临时停车后的再启动.错误!未定义书签。4.2 分馏塔全面加温.错误!未定义书签。4.2.1 阀的加温.错误!未定义书签。4.2.2 精馏塔系统的加温.错误!未定义书签。第五章：安全规程.错误!未定义书签。5.1 空气及空气组份的一般特性.错误!未

6、定义书签。5.1.1 空气.错误!未定义书签。5.1.2 氧气.错误!未定义书签。5.1.3 氮气.错误!未定义书签。5.1.4 液化气体.错误!未定义书签。5.2 安全注意事项.错误!未定义书签。5.2.1 防止火灾和爆炸.错误!未定义书签。5.2.2 防止窒息引起死亡.错误!未定义书签。5.2.3 防止冻伤.错误!未定义书签。5.3 安全措施.错误!未定义书签。5.3.1 厂房设计.错误!未定义书签。5.3.2 防火设备.错误!未定义书签。5.3.3 防止超压.错误!未定义书签。5.4 绝热材料的使用.错误!未定义书签。5.4.1 充入密封气体.错误!未定义书签。5.4.2 检查气体组分.

7、错误!未定义书签。5.4.3 装填注意事项.错误!未定义书签。附件一：成套流程图.错误!未定义书签。附件二：液位指示.错误!未定义书签。第一章：概述 1.1重要技术性能指标 (1)加工空气量 45400 Nm3/h 加工空气压力 1.0 MPa(A)(2)产品产量、纯度 重要工况：名称 产量(Nm3/h)纯度 温度()压力(kPa)产品 氧气 9,000 99.6 O2%常温 200 液氧 200 99.6 O2%-179 进贮槽，连续 氮气 14,000 3ppmO2 常温 10 液氮 200 3ppmO2-191 进贮槽，连续 液氩 300 2PPm O2 3PPm N2-184 进贮槽，

8、连续（Nm3/h 指 0，101.3kPa 标准状态下的流量。)注：液氧、液氮不同时生产。(3)加温解冻周期：两年(4)装置起动时间（膨胀机启动至氧气产量纯度达成指标）：36 小时(5)装置排液后加温解冻时间：48 小时(6)设备设计环境条件 大气压 101.3kPa(A)大气温度 32 相对湿度 78%大气中 CO2浓度 400 ppm 1.2设备重要特色 (1)本空分设备采用氧气内压缩、氮气外压缩和常温分子筛净化流程的空分设备，空气增压透平膨胀机提供装置所需冷量，双塔精馏、无氢制氩，同时设有氮气压缩系统。(2)分馏塔采用代表当今空分技术最先进水平的规整填料塔技术及全精馏制氩技术，具有氧氩提

9、取率高，能耗低，工艺先进，运营安全可靠，操作维护方便等优点。(3)采用先进的 DCS 计算机控制技术，实现了中控、机旁、就地一体化的控制，可有效的监控整套空分设备的生产过程。成套控制系统具有设计先进可靠、性能价格比高等特点。1.3基本原理和过程 空气分离的基本原理，是运用液化空气中各组份沸点的不同而将各组份分离开来。要达成这个目的，空分装置的工作应涉及下列过程：(1)空气的过滤和压缩(2)空气中水份和二氧化碳的清除(3)空气被冷却到液化温度(4)冷量的制取(5)液化 (6)精馏 1.3.1 空气的过滤和压缩 大气中的空气先通过空气过滤器过滤其灰尘等机械杂质，然后在空气压缩机中被压缩到所需的压力

10、。压缩产生的热量由冷却水带走。1.3.2 空气中水份和二氧化碳的清除 加工空气中的水份和二氧化碳若进入空分设备的低温区后，会形成冰和干冰，就会阻塞换热器的通道和塔板上的小孔。因而配用分子筛吸附器来预先清除空气中的水份和二氧化碳，进入分子筛吸附器的空气温度约为16。分子筛吸附器轮换使用，一只工作时另一只再生。1.3.3 空气被冷却到液化温度 空气的冷却是在主换热器中进行的，空气被返流气体冷却到液化温度。与此同时，冷的返流气体被复热。1.3.4 冷量的制取 由于绝热损失、换热器的复热局限性损失和冷箱中向外直接排放低温液体，分馏塔正常运营所需的冷量是由空气在膨胀机中档熵膨胀和空气的等温节流效应来获得

11、的。1.3.5 液化 在起动阶段，加工空气在主换热器中与返流冷气流换热而被液化，在正常运营中，氮气和液氧的热互换是在冷凝蒸发器中进行的，由于两种流体压力的不同，氮气被液化而液氧被蒸发，这是保证塔精馏过程正常进行所必须具有的条件。1.3.6 精馏 空气中重要组份的物理特性见下表 1.1 和表 1.2。表 1.1 名 称 化学符号 体积比例 重量比例 氮 N2 78.09 75.5 氧 O2 20.95 23.1 氩 Ar 0.932 1.29 二氧化碳 CO2 0.03 0.05 氦 He 0.00046 0.00006 氖 Ne 0.0016 0.0011 氪 Kr 0.00011 0.000

12、32 氙 Xe 0.000008 0.00004 表 1.2 名称 化学 符号 气化温度 熔化 温度 比 重 临 界 点 Kg/m3 Kg/l 10-1MpaG 氮 N2-195.8-209.86 1.25 0.81-147 34.5 氧 O2-183-218.4 1.43 1.14-119 51.3 氩 Ar-185.7-189.2 1.782 1.4-122 49.59 氦 He-268.9-272.55 0.18 0.125-267.7 2.335 氖 Ne-246.1-248.6 0.748 1.204-228.7 28.13 氪 Kr-153.2-157.2 1.735 2.155-

13、63.7 56 氙 Xe-108.0-111.8 1.664 3.52+16.6 60.1 空气中 99.04%是氧气和氮气，0.932%是氩气，它们在空气中的含量基本不变。氢、二氧化碳和碳氢化合物视地区和环境在一定范围内变化。空气中的水蒸汽含量随着饱和温度和地理环境条件影响而变化较大。水蒸汽和二氧化碳具有和空气大不相同的性质，在大气压力下，水蒸汽达成 0和二氧化碳达成-79时，就分别变成冰和干冰，就会阻塞板式换热器的通道和筛板上的小孔。因此这些组份必须在空气进冷箱前除去。空气中的危险杂质是碳氢化合物，特别是乙炔。在精馏过程中如乙炔在富氧液空和液氧中浓缩到一定限度就有发生爆炸的也许，因此乙炔在

14、液氧中含量规定不得超过 0.1ppm，这必须予以充足的注意。稀有气体中的不凝性气体如氖气和氦气，由于其冷凝温度很低，总以气态集聚在冷凝蒸发器中，侵占了换热面积，而影响换热效果，因此也要经常排放。分离过程可获得高纯度产品。空气的精馏是在氧-氮混合物的气相与液相接触之间的传质互换过程中进行的，气体自下而上流动，而液体自上而下流动，该过程由筛板来完毕。由于氧、氮组份沸点的不同，氮比氧易蒸发，氧比氮易冷凝，气体逐板通过时，氮浓度不断增长，若有足够多的塔板，在下塔顶即可获得高纯的氮气，反之液体逐板通过时，氧浓度不断增长，这样在氮塔底部可获得富氧液空，在上塔底部可获得高纯氧气。1.4工艺流程概述 原料空气

15、经自洁式空气过滤器除去灰尘及其它机械杂质，空气通过滤后在离心式空压机中压缩至 1.0MPa（A）左右。经空气冷却塔预冷，冷却水分段进入冷却塔内，下段为循环冷却水，上段为经水冷塔冷却后的水，空气自下而上穿过空气冷却塔，在冷却的同时，又得到清洗。空气经空气冷却塔冷却后，温度降至16，然后进入切换使用的分子筛吸附器，空气中的二氧化碳、碳氢化合物及残留的水蒸汽被吸附。分子筛吸附器为两只切换使用，其中一只工作时，另一只再生。单台吸附器的工作时间约为 4 小时，定期自动切换。空气经净化后，由于分子筛的吸附热，温度升至24，然后分二路，第一路空气直接进主换热器，空气在主换热器中与返流气体（纯氧、纯氮、污氮气

16、）换热达成接近空气液化温度约-166后，提成二股，一股直接节流进入下塔；另一股进入液氧蒸发器、液空液氧换热器中与主冷来的液氧热互换后节流进入下塔。第二路空气经增压膨胀机增压后进入主换热器。增压空气在主换热器内被返流冷气体冷却至-145时抽出进入膨胀膨胀制冷，膨胀后的空气进入下塔。在下塔中，空气被初步分离成氮气和富氧液态空气，顶部气氮在冷凝蒸发器中液化，同时冷凝蒸发器的低压侧液氧被气化。绝大部分液氮作为下塔回流液回流到下塔，其余液氮通过冷器被纯氮气和污氮气过冷并经液氮节流阀节流后送入上塔顶部。从下塔底部抽出的富氧液空在过冷器中过冷后经液空节流阀节流送入上塔中部作回流液。从主冷底部抽取的液氧通过液

17、氧泵加压后进入液空液氧换热器、液氧蒸发器，小部分作为液体产品抽出送用户后备系统，大部分液氧被汽化后经主换热器复热后供用户。污氮气从上塔上部引出，并通过冷器及主换热器中复热后分两股送出冷箱，一部分作为分子筛吸附器的再气愤体，其余进入水冷塔。纯氮气从上塔顶部引出，在过冷器及主换热器中复热后出冷箱，送用户氮气管网。产品液氮经液氮产品阀送入液氮贮存系统。第二章：空分设备的起动 2.1起动应具有的条件 (1)空分设备所属管道、机械、电器等安装完毕，校验合格。(2)所有运转机械均具有起动条件，空压机应预先进行过单机试车。(3)所有安全阀调试完毕，并投入使用。(4)所有手动，气动阀门开关灵活，各调节阀需经调

18、试校验。(5)所有机器、仪表性能良好，并具有使用条件。(6)仪控系统运转正常，测点显示与实际相符。(7)分子筛吸附器程序控制调试完毕，运转正常，具有使用条件。(8)所有冷箱外设备的管道吹刷完毕（涉及仪表管线）。(9)冷箱内低温管道吹刷、加热完毕，并经检测湿度合格。(10)空分设备所有阀门应处在关闭状态。(11)供电系统正常工作。(12)供水系统正常工作。.2.2起动准备 起动前应对保冷箱外管路及附件逐段吹刷完毕并检查合格，再对保冷箱内的管道和容器进行彻底加温和吹刷（具体环节参阅“停车和加温”部分），露点均应在-65以下，绝不能有液态水分和机械杂质存在。应特别强调是，作吹刷用的气体应干燥无油，严

19、禁湿空气作为吹刷气源吹刷冷箱内的管道。空分装置的所有气封点，涉及透平膨胀机的喷嘴，都必须关闭。除分析仪表和计量仪表外，所有通向指示仪表的阀必须启动。接通温度测量仪表。并进行以下各操作环节：(1)起动冷却水系统。(2)起动控制系统。(3)起动空气压缩机。(4)起动预冷系统。(5)起动分子筛纯化系统。(6)吹刷空气管路。下面将以上各环节加以叙述，有关阀门的状态和仪表检测将另列附表加以说明。2.2.1 起动冷却水系统。(1)告知做好供冷却水的准备工作。(2)打开冷却水的进、出口阀。2.2.2 起动控制系统。(1)将备用仪表空气（由用户提供）接通。(2)接通程序控制器系统。(3)接通切换阀、并检查切换

20、程序。(4)按仪控说明书和仪表制造厂的说明，将除分析，计量仪表以外的所有仪表投入。2.2.3 起动空气压缩机。具体参阅“空气压缩机使用维护说明书”。(1)启动空气过滤器（按过滤器使用说明书操作）(2)接通冷却水系统。(3)做好电机的起动准备。(4)按制造厂说明起动空气压缩机。(5)逐步增长压缩机后的压力。2.2.4 起动预冷系统。具体参阅“预冷系统使用维护说明书”。(1)接通冷却水系统。(2)做好水泵的起动准备。(3)按说明书起动预冷系统。2.2.5 起动分子筛纯化系统。具体参阅“分子筛纯化系统使用说明书”。(1)切换程序的运营(手动)。(2)检查各控制阀阀位是否正常。(3)先导入再气愤再接通

21、电加热器。(4)接通切换程序。(5)分子筛吸附器的起动(涉及吸附和再生)，至少正常运营一个周期后，才干向分馏塔送气。（须拟定 CO2和水分含量达成设计值）(6)当出分子筛吸附器的空气中 CO2的含量1106时，可倒换仪表空气气源。2.2.6 吹刷空气管路。吹刷的目的是去除杂质如灰尘等，并检查有没有水滴存在。吹刷是用出分子筛吸附器的常温干燥空气。每一只吹除阀均频繁打开进行吹除，所有计器管线均打开吹除一直到没有灰尘和水汽为止。2.2.6.1 空气导入空气管线操作 操作中分子筛吸附器压差 PdIAS-1205 阻力应不超过 8KPa，避免分子筛床层剧烈波动。2.2.6.2 接通各空气流路 A.第一流

22、路:吹刷空气管线 分子筛吸附器后空气 FT101 V121123 E1进口（脱开空气进口法兰）大气 B.第二流路:吹刷主换热器 分子筛吸附器后空气 V121V123 E1 空气通道 V311 大气 V22 下塔 C1 V356 大气 V14 V301 大气 下塔 C1 V324 大气 E1 中部 V31 V41(V43)V341(V342)大气 V32 (为保证透平膨胀机的安全，吹刷增压空气管路时，膨胀机的密封气和油泵必须接通，详见透平膨胀机使用说明书)C.第三流路：吹刷下塔 分子筛吸附器后空气 下塔 C1 V358 大气 V312 大气 V353 大气 V351 大气 V3 V354 大气

23、D.第四流路：吹刷上塔 C2 及相应的管路吹除阀 下塔 C1 V1 V2 上塔 C2 V302 大气 V3 V303 大气 V352 大气 E1 氮气通道 大气 E1 污氮通道 大气 E1 氧气通道 大气 E.第五流路：吹刷粗氩塔 下塔 C1 E2 液空通道 V701 K701 液空侧 上塔 C2 大气 V772 V704 上塔 C2 C701 C702 下部 V755 大气 V501 V505 大气 V503 V506 大气 C702 K701 V712 V770 大气 大气 V708 C703 V705 大气 V751 大气 V757 C2 氩馏分抽口 C701 V713 V703 C70

24、2 V755 大气 V502 V507 大气 V504 V508 大气 V754 大气 F.第六流路：吹刷纯氩塔 C1 纯氩蒸发器冷凝侧 V759 大气 V707 C2 大气 E2 液氮侧 V706 K702 V762 大气 V715 污氮管道 大气 2.2.6.3 吹除注意事项 A.用露点仪检查各吹除阀出口气体的含水量，待AIA1203CO2含量1PPm，可把气体导入冷箱吹扫，当各吹除阀出口气体的露点-65时，才干关闭吹除阀，转而吹扫别的管道。B.在吹除各流路时，既要避免压力下降又要保证有足够吹刷用气。尽量保持空压机出口压力稳定。C.严格控制上塔压力 PIA20.05MPa，避免上塔超压。D

25、.吹除各系统时都应先开出口阀，再开进口阀，停止吹除时正好相反。E.吹除结束前半小时，应将所有冷箱上阀门开关三次，如发现有水汽或灰尘吹出，应延长吹除时间。F.吹除时各操作人员应注意不得面对各吹除口，以免伤人。G.吹除彻底完毕后，关闭所有阀门进入冷却阶段。表 2.1 起动准备阶段阀门状态和仪表检测 项目 点 阀门代号 阀门状态 测量点 测量值 备注 2.1 1 起动冷却水系统 用户 2 起动仪表空气系统 2.1 将仪表空气接通 2.2 按仪控说明书和仪表制造厂的说明书，将除分析和计量仪表以外的所有仪表投 3 起动空气压缩机 按空气压缩机 操作使用说明书操作 3.1 检查供油和供水系统 3.2 做好

26、电机的起动准备 3.3 按说明书起动空气压缩机 4 起动预冷系统 按预冷系统操作使用说明书操作 4.1 检查供油和供水系统 4.2 做好电机的起动准备 4.3 按说明书起动预冷系统 5 起动分子筛纯化系统 详见分子筛纯化系统说明书 5.1 启动各空气切换系统 5.2 接通程序控制器 5.3 接通切换阀、并检查切换程序 5.4 纯化器投入工作和加温时的流程 纯化器的吸附和再生的切换是由时间程序控制，自动进行详见纯化器说明书及仪控系统说明书 2.3冷却阶段 参阅分馏塔系统冷却时阀门状态及仪表检测附表 2.2。2.3.1 分馏塔冷却前必备条件(1)空气压缩机已经投入正常运转。(2)空气预冷系统已经投

27、入正常运转。(3)分子筛纯化器已投入正常运转。(4)所有仪表接好，控制系统投入正常运转。2.3.2 起动透平膨胀机(1)按“透平膨胀机的使用说明书”规定，做好透平膨胀机的起动准备。(2)打开冷却流路各阀门。(3)起动膨胀机，缓慢开大喷嘴并关小增压空气回流阀。(4)增长膨胀机的供气量，慢慢使膨胀机达成最大气量。(5)打开冷箱气封阀。2.3.3 冷却分馏塔系统 冷却分馏塔的目的，是将正常生产时的低温部分从常温冷却到接近空气液化温度，为积累液体及氧氮分离而准备低温条件。冷却开始时，压缩机排出的空气不能所有进入分馏塔，多余的压缩空气放空。随着分馏塔各部分的温度逐步下降吸入空气量会逐渐增长，逐惭关闭放空

28、阀。在此阶段保持空压机排出压力不变。在冷却阶段，透平膨胀机的产冷量应保持最大。出口温度越低越好，但不能低于液化温度，可以参照透平膨胀机出口状态曲线进行控制。由透平膨胀机的出口压力和温度可拟定操作点。当主换热器冷端温度接近液化点时，冷却阶段结束，并转入积液阶段。2.3.4 检查阀门状态(1)分馏塔阀门状态 分馏塔所有阀门所有处在关闭状态(2)空气导入(3)接通冷却流路 A.第一流路：冷却换热器 E1 返流污氮气流路，开阀 V6 B.第二流路：冷却液空、污液氮、液氮流路，开阀 V1、V2、V3 V2 下塔 C1 E2 V1 C2 V3 C.第三流路：冷却主冷凝蒸发器 K1，关 V11，开 V353

29、 阀 D.第四流路：冷却上塔 C2，过冷器 E2 和换热器 E1 的氮气和污氮气通道，开氮气放空阀 V105，逐部放开 V1226 和 V106 阀 E.第五流路：液氧蒸发器 K2，液空液氧换热器 E3、下塔 C1 空气流路 F.第六流路：冷却粗氩塔 C701 和 C702 C2 氩馏分抽口 C701 C702 K701 V712 大气 C1 E2 V701 K701 V704 C2 G.第七流路：冷却纯氩塔 C1 K1 E2 V706 K702 V762 大气 V715 污氮管路 大气 K703 V707 C2 K701 V705 C703 K702 V751 大气 V708 大气 K703

30、 V757 大气(4)切换分子筛吸附器再气愤源 在空分设备起动时，分子筛再生的气体应用分子筛净化后的空气。当空分设备起动后，并有足够的再气愤量时，可改用污氮流路，作为分子筛再气愤体。(5)起动冷箱充氮系统 在空分设备冷却过程中，冷箱内温度逐渐减少，应及时起动冷箱充氮系统，打开阀门 V271、V272、V273 避免冷箱内出现负压。(6)冷却阶段应注意事项 A.随着冷却流路的增长，空压机应不断地增长入塔空气量。同时保持空气压缩机排出压力恒定，防止因超压而引起连锁停机。B.在整个冷却过程中应调节各阀门开度控制各部分温度，不要使温差太大。C.为加快冷却速度，应最大限度地发挥膨胀机的制冷能力，随塔内温

31、度的减少逐渐增长膨胀量，调节膨胀机工况。以膨胀机出口不产生液滴为原则，尽量减少膨胀机出口温度。D.随着温度的下降冷箱内压力也会逐渐减少，应随时注意调节冷箱充气的流量。表 2.2 冷却阶段阀门状态和仪表检测 项目 点 阀门代号 阀门状态 测量点 测量值 备注 2.2 冷却分馏塔 1 检查阀开状态 阀门 全关 2 空气导入 3 接通冷却流路 3.1 冷却换热器 E1 返流污氮气流路 V6 开 3.2 冷却液空、污液氮、液氮流路 V1 开 V2 开 V3 开 3.3 冷却主冷凝蒸发器 K1 V11 关 V352 开 3.4 冷却上塔 C2、过冷器 E2、换热器 E1 通 氮气、污氮气通道 V105

32、渐开 V1226 开 V106 开 3.5 液氧蒸发器 K2、液空液氧换热器 E3、塔 C1 空气流路 续上页 项目 点 阀门代号 阀门状态 测量点 测量值 备注 3.6 冷却粗氩塔 C701、C702 V701 开 V704 开 V712 开 3.7 冷却纯氩塔 C703 V705 开 V706 开 V715 开 V751 开 V757 开 V762 开 4 倒换分子筛吸附器再气愤源 按分子筛纯化系统说明书进行 V1250 关 V1226 开 FICS-7300Nm3/h 5 向冷箱充污氮 V271 开 FI-271 320 Nm3/h PI-271 100Pa V272 开 FI-272

33、320 Nm3/h 续上页 项目 点 阀门代号 阀门状态 测量点 测量值 备注 PI-272 100Pa V273 开 FI-273 320 Nm3/h PI-273 100Pa 2.4积液和调整阶段 所有冷箱内设备被进一步冷却，空气开始液化，塔釜出现液空液面，以后冷凝蒸发器也逐渐产生液体，塔精馏过程开始建立，冷凝蒸发器建立富氧液空液面，同时可开始调节产品纯度及产量。有关阀门的调节参阅积液和调整阶段的阀门状态表 2.3。2.4.1 阀门的调节 所有阀门的调节应按环节缓慢并逐个地进行，当前一只阀门的调节取得了预期的效果以后，方可开始下一只阀门的调节。2.4.2 液体的积累(1)稍开氖氦吹除阀 V

34、312。(2)调节空气压缩机的流量，以满足分馏塔吸入空气量的增长，并保持压缩机后的恒压。(3)先微开下塔液氮回流阀 V11，根据主冷液面上涨情况逐渐开大，V11 阀要启动数次，每次只能微调。(4)取样分析初始积累的液体。如发现液体中有杂质和 CO2 固体等则应将液体连续排放，直到纯净为止，由于空气中具有水分，在抽取液体样品时，水分会凝结进入液体，使液体变得混浊，因此，应把抽取液体的容器罩起来。(5)V1 阀调塔釜液空液面 LIC-1(6)用 V3、V2 阀抽取液氮、污液氮送入上塔，加速精馏过程的建立。2.4.3 精馏过程的建立(1)将计量仪表投入(参阅仪控说明书)。控制产品流量为设计值的 70

35、80%。(2)调整上塔和下塔的压力，使之达成正常值。(3)从阻力计上读数的上升，可知精馏过程已经开始建立。A.当主冷凝蒸发器 K1 液面上升至 5060%以上时,视吸入空气量和下塔压力情况调节下塔液氮回流阀 V11，初步建立下塔精馏工况。B.根据下塔液位上升和液空纯度、液氮纯度情况，调节 V1 和 V3、V2。C.调节出分馏塔的污氮阀 V1226,使污氮进分子筛再生流量达成设计值。并调节出分馏塔的氮气放空阀，使产品氮气达成设计值。(4)操作粗氩塔 A.缓慢开 V701 使回上塔的液空蒸发量增长，促使进粗氩冷凝器 K701 工作，待粗氩塔液空出现液面时，密切注视粗氩塔阻力计 PdI-701、Pd

36、I-702 的变化，使其缓慢升高到额定值，AI-705 氩分析仪可投入使用。B.调整氩馏分纯度 AI-701 在 910%Ar，这时主塔已达正常工况，渐开 V701，使液空液面缓慢升高到额定值，工况稳定后液面计 LIC-701 投入自动。C.在粗氩塔 II 工作初期，在粗氩塔 I 精馏工况尚未建立，此时无氧氩分离，含氧量分析仪 AIAS-704 不投入使用，而将粗氩塔 I 出口气体含氧量分析仪 AIA-702 接入代替AIAS-704 使用。当 AI-705 稳定，并98%Ar 时，AIAS-704 方可投入使用。D.当粗氩塔 II 液面 LICAS-702 缓慢升到 1000mm 时，启动液

37、氩泵 AP501A（或AP501B）。将粗氩塔 II 的粗液氩送入粗氩塔 I，此时 V703 投入自动，使 LICAS-702 保持在 8001000mm。E.从分析仪 AE-703 取样，定期分析液空中乙炔含量，其值不得高于 0.01PPm。(5)当主冷凝蒸发器液面达成最小规定值时，可有环节地调膨胀机的产冷量，增长液氧和液氮产品的产量。2.4.4 精馏工况的调整(1)按各分析点数据，运用 V2、V3 对精馏工况进行调整。(2)在调整时，产品输送量维持在设计值的 80%左右。(3)当工况稳定后，可加大产品输送量到规定值。(4)注意主冷液面，应保持稳定，不能下降，必要时，可增长膨胀气量。(5)氮

38、气产品的产量、纯度、压力达成指标时逐渐把氮气从放空管道切换到产品输出管路上。2.4.5 粗氩塔的调整 由于粗氩塔与主塔有着密切联系，只有在保证主塔工况稳定于设计工况的前提下，才干开始粗氩塔正常工况调整工作。影响粗氩塔正常工况建立的重要因素是氩馏分的组成及热负荷发生变化，因此，粗氩塔正常工况的调整目的，就是要建立最佳的氩馏分组成及冷凝器热负荷，从而保证粗氩纯度及产量。(1)氩馏分含氧量的调整 氩馏分组成的稳定性是粗氩塔正常工况建立的基础。若氩馏分含氧量太高，将导致粗氩含氧量上升。塔板阻力会升高，且氩提取率会下降，产量减少。若含氧太低，则氮含量往往会升高，氮含量过高，会导致粗氩塔精馏工况恶化（例如

39、产生“氮塞”）。过多的氮带入精氩塔又会增长精氩塔的精馏热负荷，并影响产品纯度。氩馏分含氧量是通过调整主塔的正常工况来达成的，调整时一定要把主塔和粗氩塔视为一个整体来考虑，两者中有任一参数偏离正常工况往往都会引起氩馏分组成的变化，因此操作调整时一定要小心谨慎，且要缓慢而行。最通用的调整方法是，在允许范围内开氧气排放阀，这样可减少氩馏分的含氧量，反之会增长氩馏分的含氧量。特别应当指出，氮气产量、入塔空气量和压力以及膨胀空气量的改变、空气纯化系统的切换，都会引起氩馏分的变化。在调整时，应周密考虑各种因素之间的互相影响，尽量把不可避免的干扰因素错开发生。(2)液空液面的调整 粗氩冷凝器热负荷是根据粗氩

40、塔阻力 PdI-701 和 PdI-702 指示，通过调整液空液面来实现，它将影响粗氩的产量及纯度。开大 V701 阀，液空液面升高，冷凝器的热负荷增长，反之减少。(3)粗氩纯度的调整 粗氩纯度重要靠调整氩馏分来达成，适当增长冷凝器热负荷，有助于粗氩的纯度提高。2.4.6 纯氩塔的操作与调整(1)操作前应具有的条件 A.主塔及粗氩塔的工况稳定在设计工况。B.纯氩塔进行彻底的吹刷冷却。C.粗氩含氧量分析 AIAS-7042PPmO2。D.计量仪表和安全阀均已校好，并可随时投入使用。E.检查所有阀门是否灵活好用，并所有处在关闭状态。F.液氩槽，已准备就绪。(2)纯氩塔的操作 A.当 AIAS-70

41、42PPmO2 时缓慢开大 V705，将粗氩导入精氩塔 C703。B.打开 V715、V706，冷凝器液氮侧出现液面并缓慢上升到额定设计值时，V706 投自动。C.在蒸发器液面 LIC-704 初达 10%后，应所有排放积液。开 V757 以保证纯氩纯度。D.当蒸发器液面 LIC-704 上升到额定值，渐渐开大 V707，使塔内阻力 PdIC-703 靠近设计值，待塔内压力稳定。E.在蒸发器液面 LIC-704 达成设计额定值时，从分析阀 AE-706 取样分析氩纯度，若氮含量超过 70PPm，则适当开大 V751，直到合格为止。若氩中含氧大于 10PPm，则打开 V757，排放掉一部分液氩后

42、再重新积液。F.当纯氩中的氧、氮含量达成规定且液面达成 1500mm 时，可打开 V708，去液氩槽。LIC704 液面稳定后，V708 投自动。(3)纯氩塔的调整 A.塔内阻力稳定是纯氩塔工况稳定的标志，开大V707，增长上升蒸汽量，塔内阻力增长。B.当塔内压力 PIAS-704 超过正常值时，V751 开大，塔内压力恢复正常。C.定期开关或经常微开 V759，排除不凝性气体（氖、氦气）。D.氩纯度可通过调节余气量来达成。开大 V751，可减少液氩中含氮量，若液氩中含氧量过高，只有打开 V756 排放部分液体，重新积液。E.应防止纯氩塔出现负压，负压会使大气中水分吸入管内使管道堵塞。F.调节

43、 V715 的开度，使纯氩冷凝器氮侧压力调节到合适的值，用以调节纯氩冷凝器的热负荷，使纯氩塔工况稳定。表 2.3 积液和调整阶段阀门状态和仪表检测 项目 点 阀门代号 阀门状态 测量点 测量值 备注 2.3 1 主冷凝器彻底冷却后的流路调整 V1 V2 V3 逐步关小 2 稳定空压机压力 3 液体的积累 V351 开关 排光最初产生的约 100 mm 液体 V352 开关 V312 稍开 吹除不凝性气体 V14 调节 V1 调节 LIC-1 850mm V2 调节 V3 调节 4 粗氩塔投入使用 V701 开自动 LIC-701 1200 mm V704 开 启动液氩泵 AP501A or A

44、P501B.V703 开自动 LICAS-702 1000 mm V713 开自动 5 纯氩塔的操作与调整 5.1 V706 开大自动 LIC-703 400mm V705 渐开 V715 渐开自动 PIC-706 0.045MPa V751 渐开自动 PIAS-704 0.029MPa 5.2 V705 开自动 FIC-701 324 Nm3/h V707 开自动 PdIC-703 4.4 kPa V759 开关 5.3 V708 开自动 LIC-704 1500 mm V757 开关 AE-706 2 ppmO2 3 ppmN2 2.5装置安全操作措施 2.5.1 安全排放 冷凝蒸发器中液

45、氧的碳氢化合物必须严格控制，乙炔和碳氢化合物在富氧液空中的含量极限规定如下：化合物名称 正常值 报警值 停车 乙炔 0.01 ppm 0.1 ppm 1 ppm 碳氢化合物 30 mg/l 液体(按碳计)100 mg/l液体(按碳计)当液体中乙炔或碳氢化合物含量过高时，应采用下列措施：(1)多测定并尽快地查明含量增高的因素，进行消除。(2)排放富氧液空，每次使液面下降1020mm。(3)检查分子筛吸附器的工作情况是否正常。(4)假如采用措施后，乙炔或碳氢化合物含量仍然增长，已达停车极限值时，则应立即停车，排除液体，对设备进行加温解冻。2.5.2 冷箱的充气 为防止潮湿空气渗入冷箱和危险气体在冷

46、箱内浓缩，冷箱内需充入气封干燥氮气，其气源来自于污氮气，经 V271、V272、V273 充入冷箱内。2.5.3 启动注意事项 在启动时或停车后再启动时，应检查分子筛吸附器的进出口阀开关位置是否对的，否则应予调整。阀门的启动动作要缓慢地进行，不要导致对分子筛吸附床层的冲击。2.5.4 加温气注意事项 在空分装置停车排液后开始进行全面加温时，必须注意加温气量要少，速度要慢切不可一开始就用大气量加温。加温气体为常温干燥空气。2.6重要的操作数据 所列的操作数据是理论上的计算值，在实际运营中，会有一些差别，操作者应根据实际情况控制在一定范围内。在平常操作中要注意精馏塔的液面，不能太高以免引起液泛，也

47、不能太低。2.6.1 重要的操作数据 位号 名称 操作值 备注 压力 PI-1 下塔底部压力 471 kPa PIA-2 上塔底部压力 40 KPa PIC-3 氧气出液氧蒸发器压力 233 KPa PI-41 进膨胀机空气压力 978 KPa PI-42 出膨胀机空气压力 472 KPa PI-101 空气进冷箱压力 880 KPa PI-102 氧气出冷箱压力 219 kPa PI-103 氮气出冷箱压力 16 kPa PIC-104 污氮气去分子筛系统压力 16 kPa PIC-607 液氧泵出口压力 344 kPa PIS-701 粗氩出粗氩塔压力 23 KPa PIAS-704 纯氩

48、塔上部压力 16KPa PICA-705 液氩泵出口压力 900 KPa PIC-706 纯氩冷凝器氮侧压力 40 KPa PIA-2023 仪表空气压力 500 KPa 温度 TI-1 空气进下塔温度-175 TI-17 液氧出液空液氧换热器温度-169.6 TI-21 冷箱基础温度-9020 TI-22 冷箱基础温度-9020 TI-41 进膨胀机空气温度-145 TI-42 出膨胀机空气温度-165 TI-46 液空出液空液氧换热器后温度-175 TIA-101 空气进冷箱温度 24 TIA-102 氧气出冷箱温度 32 TIA-103 纯氮气出冷箱温度 32 续上页 位号 名称 操作值

49、 备注 温度 TIA-104 污氮气去分子筛系统温度 21 TI-106 污氮气去水冷塔温度 32 TIA-107 增压空气进冷箱温度 40 TIA-121 出主换热器 E1-1 污氮气温度 32 TIA-122 出主换热器 E1-2 污氮气温度 32 TIA-123 出主换热器 E1-3 污氮气温度 32 TI-701 粗氩冷凝器回流液空恒流阀后温度-186 TI-704 粗氩气出粗氩冷凝器温度-184 液面 LICA-1 下塔液空液位 850 mm LIAS-2 冷凝蒸发器液氧液位 2810 mm LICA-3 液氧蒸发器液氧液位 2100mm LIC-701 粗氩冷凝器液空液位 6002

50、300 mm LICAS-702 粗氩塔底部液氩液位 1000 mm LIC-703 纯氩塔冷凝器液氮液位 0400 mm LIC-704 纯氩塔蒸发器液氩液位 10001500 mm 流量 FI-101 进冷箱空气流量 43600 Nm3/h FIQC-102 产品氧气流量 9000 Nm3/h FIQC-103 产品氮气流量 14000 Nm3/h FIC-701 粗氩气流量 324 Nm3/h FI-702 氩馏分流量 10763 Nm3/h 阻力 PdI-1 下塔阻力 17.65 KPa PdI-2 上塔及辅塔阻力 4.9 KPa PdI-701 粗氩塔阻力 4 KPa PdI-702