空分设备

FunctionPrincipleControl国电晶阳工程部作用：净化空气、除去灰尘。原理：过滤参数：处理气量:300NM3/min过滤器前的机械杂质数量：30mg/NM3正常压降：150-650Pa最大许可压降：1200Pa过滤效率：≥99.99%（尘埃直径≤1微米）控制：过滤器阻力过大报警国电晶阳工程部作用：根据工艺流程的要求，把装置所需的空气量压缩到所需的压力。原理：空气通过高速转动的叶轮后，压力及速度得以提高。在叶轮出口的扩压器中，气体流速降低，从而使得压力进一步提高。数量:2台韩国三星TM1250参数：流量6400NM3/H出口压力0.86Mpa(G)压缩及数3轴功率710Kw主电机额定功率820Kw流量调节范围%75-105国电晶阳工程部进口导叶空压机的一级进口设置了进口导叶，用于调节空压机的流量。当导叶开度增加时，空压机的流量增加，反之亦然。电机：驱动空压机转动的动力。主电机功率为820KW(美国西屋)。空压机的主体设备：转子、机壳、齿轮、轴承等。国电晶阳工程部供油系统：油箱、油泵、油冷却器、油过滤器,温控阀以及油分配器等，给齿轮以及压缩轴承、电机轴承提供润滑。中间冷却器：用冷却水冷却空压机各级排出气体，同时分离并排放冷凝水，以免冷凝水进入下一级叶轮。国电晶阳工程部介质：不同的介质具有不同的特性。流量及压比：决定空压机的机诫尺寸及级数。进口压力：决定排压、功率。进口温度：密度。进口含水量（湿度）：干空气。国电晶阳工程部空压机流量控制：空压机的进口导叶直接控制调节空压机的流量。空压机的排压一般由管网决定。出口放空阀在正常工作时处于关闭状态，当空压机排压高于设定值时，将自动控制调节放空阀，保持排压不高于设定值。国电晶阳工程部电机负荷控制：当电机负荷大于电机控制值时，将自动控制关小压缩机进口导叶，减少压缩机的负荷。油压控制：空压机主油泵由电机主轴带动，当油压低于设定值时，自动启动辅助油泵，以提高供油压力。国电晶阳工程部空压机的排出压力较高；同时，所需空压机的排量又比较小；不断排出的气体使空压机的出口压力持续升高；于是管网内的高压气体返流入空压机流道；管网压力下降；空压机继续工作，排出气体使出口管网压力再次升高；周而复始，空压机发生了喘振。国电晶阳工程部排压不变，导叶开度增加(流量增加)时，机器远离喘振。导叶开度不变(流量不变),排压升高时，机器接近喘振。喘振线压力(压比)功率(流量)喘振控制线100%70%40%导叶开度国电晶阳工程部与产品压缩机不同，空压机喘振将严重影响装置的正常运行。严重的喘振会引起机器的损坏。当发生轻微喘振时，操作工必须立即开大出口放空阀或进口导叶。如果影响到产品的纯度，操作工还需做相应的调节。空分设备一般都设有防喘振控制系统。国电晶阳工程部根据空压机的排压以及空压机功率，如果控制系统计算认为空压机工作于防喘振控制线以上，则系统将自动调节打开放空阀，增加空压机排量，使机器远离喘振线。国电晶阳工程部各级轴承的温度报警各级轴振动联锁及报警大齿轮轴位移联锁及报警供油系统的油压及油温联锁及报警电机轴承温度联锁及报警电机轴振动联锁及报警电机定子温度联锁及报警国电晶阳工程部作用：用冷却水冷却空压机排出的高温气体，使进入纯化系统的加工空气温度尽可能降低，同时分离空气中的冷凝水。本设备出口温度在40度左右。原理：空气中的饱和含水量与压力及温度有关，当压力不变时，随着空气温度的降低，水分随之析出，同时放出热量。国电晶阳工程部作用：冷气机组利用R22的循环,将压缩空气冷却至设计温度。原理:制冷剂经压缩机压缩后,成为高温,高压的气体,在冷凝器经冷却水冷却后成为高压液体,通过节流阀后,在蒸发器吸收热量,压缩空气温度降低。国电晶阳工程部饱和含水：当气体包含了最多的水蒸汽时，称气体为饱和含水。温度升高时，气体中的含水量可以大大增加。温度下降时，气体中的饱和含水量迅速降低。0102030405060708090100-1001020304050CommHg国电晶阳工程部冷气机组空气流量:6200Nm3/H空气进/出口温度:40oC/5oC冷却水进/出口温度:28oC/36oC制冷剂:R22压缩机：进口螺杆半封闭（德国）国电晶阳工程部冷气机组冷凝器高压联锁,当排气压力高于设定值时,机组停车。冷气机组蒸发器低压联锁,当蒸发压力低于设定值时,机组停车。油压联锁.冷却水流量联锁.国电晶阳工程部作用：清除空气中的水分、二氧化碳以及碳氢化合物等杂质。由于水分以及二氧化碳在冷箱内的低温环境中会冻结成固体，从而：在换热器表面会增加换热热阻，使换热器工况恶化。在管道及阀门内冻结会引起堵塞，特别在节流阀处。在塔板上冻结会影响塔板的热质交换效率，从而影响产品纯度。国电晶阳工程部碳氢化合物为高沸点组分，随着回流液很容易地结聚在液氧之中，如果其浓度超过一定值，将会与液氧反应而发生爆炸，其中，乙炔(C2H2)尤其危险。参数：空气流量6200Nm3/H空气进口温度5–10oC空气进口压力0.8MPa分子筛球型分子筛13XAPG工作周期16h空气出纯化器CO2：≤1ppm露点：≤-75oC国电晶阳工程部纯化器内充填有分子筛，根据其对不同的分子有不同的亲和力这个特点，吸附水分、碳氢化合物、二氧化碳等杂质。分子筛可以很彻底地吸附微量水分、碳氢化合物、二氧化碳等极性分子。分子筛13XAPG的吸附顺序为：水分碳氢化合物二氧化碳因此，纯化装置出口，只需要监测二氧化碳含量就能知道分子筛的运行情况。国电晶阳工程部吸附剂（分子筛）对杂质的吸附量随着温度的降低而增加，随着温度的升高而减少。因此，在常温下，分子筛容器内的吸附剂可以吸附大量的杂质，而在再生时，高温氮气加热吸附剂，使大量的杂质从吸附剂中解吸出来，随着氮气带出容器。纯化系统一般设置二只分子筛容器，一只工作时，另一只再生。国电晶阳工程部再生电加热器功率：80Kw再生温度:175℃设计100~260℃国电晶阳工程部分子筛容器：为二只立式结构容器，一只工作，一只再生。电加热器：为分子筛再生提供高温污氮气，空分停车时，为装置提供加温气体。切换阀门国电晶阳工程部再生气流量控制，由流量计控制阀门开度，使加热及冷吹污氮量符合设定值。在启动阶段，由于没有污氮气，用分子筛床层后的加工空气来再生。国电晶阳工程部阀门的切换由PLC控制。时间：加热及冷吹（直接影响再生效果）。升压及卸压(影响床层的冲击以及分子筛寿命）。阀门位置：确认阀门是否全关。压力及压差：防止大压差引起床层冲击。国电晶阳工程部空气进口的游离水；空气进口的温度；空气进口的压力；加温、冷却时间及工作周期；加温气体温度；床层温度加温气体流量。国电晶阳工程部二氧化碳检测：避免二氧化碳穿透床层空气温度、压力、水分、穿透；再生气流量、温度、时间；压力设定过低或压力过低，放空阀开度不正确流量过大，加热器工作不正常二氧化碳结累。国电晶阳工程部床层压差：保护床层免受气流冲击差压开关设定，位置；进气阀门动作；空气流量；床层结水。升压/卸压延时：阀门定位不准阀门泄漏纯化系统切断：进出口阀门自动关闭，空压机自动放空。国电晶阳工程部作用：为装置提供冷量，以补充复热不足损失装置冷损液化产品冷量原理：高压气体通过膨胀机时，推动膨胀机叶轮对外做功，于是减少了气体本身的内能，降低了温度。效率：实际过程与等熵过程的比值。国电晶阳工程部型式风机制动膨胀机组流量3500Nm3/h进口压力0.31MPa出口压力0.025MPa进口温度126K??OC出口温度-??-??OC效率≥85%H~S图:气体焓-熵图国电晶阳工程部等压线等温线等熵膨胀。实际膨胀。液化线586368737883880.630.690.750.81Vapor30bar12bar6bar5bar160K130K106KHS国电晶阳工程部膨胀机本体：进口导叶（喷嘴）、机壳、轴承、转子等。止动机构：风机制动减速齿轮付供油系统：油箱、油泵、油冷却器、油过滤器以及油分配器等，给齿轮以及压缩轴承、电机轴承提供润滑。气封系统：防止冷气体外泄以及润滑油内渗。国电晶阳工程部膨胀量：膨胀量与制冷量成正比膨胀压力：进口压力越高，出口压力越低，制冷量越大。膨胀机进口温度：进口温度越高，制冷量越大，但冷量品质变差。膨胀机效率：效率越高，制冷量越大。国电晶阳工程部进口导叶：直接控制了膨胀机前压力的高低。旁通控制：由于膨胀量多少直接影响下塔工作压力，因此由旁通阀自动调节保持下塔工作压力稳定。国电晶阳工程部气封气压力过低联锁及报警。膨胀机轴承温度报警。齿轮箱各轴承温度报警。制动风机轴承温度联锁及报警。膨胀机轴，齿轮轴，电机轴振动联锁及报警。供油系统的油压及油温联锁及报警。膨胀比联锁.国电晶阳工程部冷箱为方形的金属结构，一般为空分设备的最高标志设备，其内部包括主换热器、上塔、下塔、主冷、以及阀门管道等。同时，冷箱内充填珠光砂以减少冷量损失。国电晶阳工程部参加换热的流体必须彻底隔离。隔离物应为良导热体。应有足够的换热表面及换热时间。温差：温差是换热的动力温差意味着损失主换热器热端温差的大小，说明了复热不足冷量损失的大小。正常运行时，操作人员应尽可能减小热端温差。国电晶阳工程部采用高通量热交换完成上、下塔的热量交换，使液空气化，为上塔提供上升蒸汽，同时使气氮液化，为下塔及上塔提供回流液。用提高氮侧压力保证传热温差。防止碳氢化合物结聚。国电晶阳工程部在相同的压力下，氮气的饱和温度比氧气低。压力越高，相应的饱和温度越高。高压氮气的饱和温度可以比氧气高。33.544.555.56909192939495960.811.21.41.61.82NitrogenOxygenPress.ofN2Press.ofO2TemperatureK国电晶阳工程部原理：利用空气中氧、氮组分的沸点不同，将氧、氮组分分离成所要求纯度。结构：塔筒为圆筒形，塔内装规整填料，塔内装液体收集分布器。工作方式：精馏塔精馏过程中，液体自上往下逐一流过每层填料，当气体由下而上穿过填料时与液体接触，产生了鼓泡，这样就增加了气液接触面积，使热质交换过程高效进行。低沸点的逐渐蒸发，高沸点的逐渐液化，至塔顶就获得低沸点的纯氮，在塔底获得高沸点的富氧液空组分。作用：初步分离空气。膨胀后空气进入下塔底部。液化空气进入下塔下部。在下塔底部得到含氧为33~34%的富氧液空。在下塔顶部得到纯氮气。下塔顶部的纯氮气在主冷液化后，一部分回流入下塔，作为下塔的回流液。另一部分通过过冷器过冷并节流后送入上塔，作为上塔的回流液。国电晶阳工程部作用：空气的最终分离。下塔来的液氮进入上塔顶部。PHX来的液空进入上塔中上部下塔来的液空进入上塔中部。上升蒸气从主冷进入上塔底部。可在上塔顶部得到产品氮气。可在上塔底部得到产品液氧。可在上塔上部抽取污氮气，作为分子筛纯化器的再生气。国电晶阳工程部结构：双层结构；真空绝热；储槽压力：0.8MPa液氮储槽供液阀采用自动控制调节阀国电晶阳工程部汽车FIPIC氮气储罐来的产品气备用系统，提供空分停车时气源液体泵汽化器流量计量压力控制Gas外购GasGOTOCUSTOMER液氮储槽TIC国电晶阳工程部物质不灭！总量相等（Nm3/h）：IN1＋IN2＋IN3＋?=ONT1+OUT2+OUT3+...氧组份相等（Nm3/hO2〕：IN1×％O2＋IN2×％O2＋IN3×％O2＋?=ONT1×％O2+OUT2×％O2+OUT3×％O2+...System(coldbox)123...IN123...OUT（原料气等）（产品气、液）国电晶阳工程部能量守衡！总量相等（Nm3/h）：IN1＋IN2＋IN3＋?=ONT1+OUT2+O