杭氧空分52200使用说明书.docx

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杭氧空分52200使用说明书

KDON-52200/104000型空分设备

使用维护说明书

专用部分

KOD60M.SM2

杭州杭氧股份有限公司

二○一二年四月

目录

1.概述

1.1空分设备性能指标

1.2空分设备流程简介2.空分设备的起动2.1起动应具备的条件

2.2起动准备2.3冷却阶段2.4积液和调整阶段

2.5重要操作数据

3.停车和加温3.1停车和重新起动3.2分馏塔加温

图1.1空分设备工艺流程图

图2.1冷凝蒸发器和下塔液位示意图

表2.1起动准备时阀门状态及仪表检测

表2.2冷却时阀门状态及仪表检测

表2.3积液和调整时阀门状态及仪表检测

表3.1停车时阀门状态及仪表检测

表3.2分馏塔加温时阀门状态及仪表检测

拟制

Designer

校对

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审核

Reviewedby

批准

Approvedby

提出单位PRESENTER

杭州杭氧股份有限公司

HANGZHOUHANGYANGCO.LTD

1概述

1.1空分设备性能指标

1.1.1设计工况（工况一，基于设计气温、设计水温）

产品名称

压力MPa（G）

纯度指标

产量（Nm3/h）

氧气

5.7

≥99.8%O2

52,200

氮气Ⅰ

0.015

≤5ppmO2

66,000

氮气Ⅱ

0.015

≤5ppmO2

38,000

液氧

去贮槽

≥99.8%O2

8,000

液氮

去贮槽

≤5ppmO2

4,000

液氩

去贮槽

≤2ppmO2,≤3ppmN2

2,210

工厂空气

0.45

4,000

仪表空气

0.6

露点<-40℃

5,000

1.1.2最大工况（工况二，基于设计气温、设计水温）

产品名称

压力MPa（G）

纯度指标

产量（Nm3/h）

氧气

5.7

≥99.8%O2

57,400

氮气Ⅰ

0.015

≤5ppmO2

72,000

氮气Ⅱ

0.015

≤5ppmO2

38,000

液氧

去贮槽

≥99.8%O2

6,300

液氮

去贮槽

≤5ppmO2

4,000

液氩

去贮槽

≤2ppmO2,≤3ppmN2

2,310

工厂空气

0.45

4,000

仪表空气

0.6

露点<-40℃

5,000

1.1.3

正常工况（工况三，基于设计气温、设计水温）

产品名称

压力，MPa（G）

纯度指标

产量（Nm3/h）

氧气

5.7

≥99.8%O2

49,000

氮气Ⅰ

0.015

≤5ppmO2

66,000

氮气Ⅱ

0.015

≤5ppmO2

34,000

液氧

去贮槽

≥99.8%O2

9,000

液氮

去贮槽

≤5ppmO2

4,000

液氩

去贮槽

≤2ppmO2,≤3ppmN2

2,120

工厂空气

0.45

4,000

仪表空气

0.6

露点<-40℃

5,000

1.1.4最小工况（工况四，基于设计气温、设计水温）

产品名称

压力，MPa（G）

纯度指标

产量（Nm3/h）

氧气

5.7

≥99.8%O2

40,500

氮气Ⅰ

0.015

≤5ppmO2

54,500

氮气Ⅱ

0.015

≤5ppmO2

29,000

液氧

去贮槽

≥99.8%O2

10,000

液氮

去贮槽

≤5ppmO2

4,000

液氩

去贮槽

≤2ppmO2,≤3ppmN2

1,830

工厂空气

0.45

4,000

仪表空气

0.6

露点<-40℃

5,000

注：

●Nm3为在0.101325MPaabs，0°C下状态。

●气体产品的产量和压力在设备界区测量。

●氮气Ⅱ作为产品预留，正常生产时通往水冷塔。

●液体产品产量从贮槽处测量。

液氮从上塔顶部抽取。

●工厂空气从分子筛吸附器前抽取。

●仪表空气从增压机一段抽取。

●装置可以在设计工况的75~105%负荷内运行。

1.2操作特性

运行周期

本装置保证年运转>8000小时，装置寿命≥20年。

运行时间

在正常运行情况下，装置到需要完全解冻时的操作周期≥2年。

开车时间

冷启动时间（从膨胀机启动到氧气产品达到纯度指标，不包括制氩）：

≤24小时

热启动时间（从空压机启动到氧气产品达到纯度指标，不包括制氩）：

≤48小时

装置排液后加温解冻时间：

≤24小时

1.2空分设备流程简介

1.2.1氧气和氮气的生产（参照图1.1空分设备工艺流程图）

本装置为分子筛净化空气，空气增压，液氧内压缩，带增压透平膨胀机及液体膨胀机制冷，膨胀空气进下塔，采用规整填料塔及全精馏无氢制氩的工艺流程。

原料空气自吸入口吸入，经自洁式空气过滤器除去灰尘及其它机械杂质。

过滤后的空气进入离心式空压机，经压缩机压缩后进入空气冷却塔冷却。

空冷塔上部冷却水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。

出空冷塔冷却后的空气，抽取一部分作为产品工厂空气去用户管网。

其余大部分经空冷塔冷却后的空气进入切换使用的分子筛纯化器，空气中的二氧化碳、乙炔和水分被吸附。

分子筛纯化器为两只切换使用，其中一只工作时，另一只再生。

纯化器的工作周期约为8小时，单筒4小时切换一次，定时自动切换。

净化后的加工空气分为三股：

一小部分被抽出作为空分自用仪表空气；一部分去空气增压机继续增压；剩下的大部分空气直接进入低压板式换热器，被返流气体冷却至饱和温度，出低压板式换热器冷端直接进入下塔进行精馏。

在增压机第一级叶轮处抽出一股空气，节流后作为产品仪表空气去用户管网。

经增压机增压的中压空气被冷却器冷却至常温后又分为两部分：

一部分增压空气直接进入高压板式换热器，再从高压板式中部抽出送入增压透平膨胀机的膨胀端，膨胀后送入下塔；另一部分中压空气经增压透平膨胀机的增压端继续增压，冷却后进入高压换热器与高压液氧换热。

高压空气被冷凝成高压液空后，大部分经液体膨胀机膨胀或高压节流阀节流送入下塔，其余经过冷器过冷后去上塔。

空气经下塔初步精馏后，获得富氧液空、纯液氮和污液氮，并经过冷器过冷后节流进入上塔。

经上塔进一步精馏后，在上塔底部获得液氧，经液氧泵加压进入高压板式换热器，复热后出冷箱，进入氧气管网。

另抽取部分液氧过冷后作为液氧产品送入液氧贮槽。

从上塔顶部抽取液氮，后作为产品液氮送入贮槽。

从上塔上部引出氮气、污氮气经过冷器、高压板式换热器、低压板式换热器复热出冷箱后分成两部分：

一部分进入分子筛系统的加热器，作为分子筛再生气体，其余污氮气去水冷塔。

在上塔中部抽取一定量的氩馏份送入粗氩塔，粗氩塔在结构上分为二段，第二段粗氩塔底部的回流液体经液氩泵加压后送入第一段顶部作为回流液；氩馏份经粗氩塔精馏后得到粗氩气，再经粗氩液化器液化，送入纯氩塔中部，经纯氩塔精馏后在塔底部得到纯液氩。

空分装置设计时考虑常压液氩贮槽汽化氩气的回收。

贮槽汽化的氩气进入氩气冷凝回收器，在其中被液氮冷凝后送到粗氩II塔底部继续精馏；其中被汽化的氮气返回冷箱污氮气管道，回收冷量。

2空分设备的起动

2.1起动应具备的条件2.1.1空分设备所属管道、机械、电器等安装完毕,校验合格。

2.1.2所有运转机械空压机、增压机、膨胀机、水泵、液氩泵、液氧泵等均具备启动条件，有的应先进行单机试车。

2.1.3空分设备安装完毕，进冷箱前连接管道吹刷完毕

开启原料空气压缩机前，原料空气压缩机放空阀开，空气进空冷塔进口处用盲板封住，并打开自洁式空气过滤器至空气入口管间的阀门，待原料空气压缩机出口管吹扫完后；接上空冷塔进口管，对空冷塔所属空气管道进行吹刷（吹刷前，空冷塔所属填料不得装填；空气进分子筛吸附器进口法兰脱开），待空冷塔所属空气管道吹扫完后；接上分子筛吸附器进口法兰，对分子筛吸附器所属空气管道（吹刷前，分子筛吸附器所属吸附剂不得装填；进冷箱进口法兰必须脱开）进行吹刷，待上属空气管道吹扫完后；接上空气进冷箱进口法兰，对分馏塔进行吹刷，吹刷方案参照“空气分离设备起动前的管路吹刷”进行吹刷。

注意：

空气分离设备安装完毕，吹刷空气进分馏塔前管道时，在没有确认空气管道内杂质已被吹刷干净之前，不得将空气导入板翅式换热器内。

吹刷时各个气体进入冷箱法兰处必须脱开，并用盲板盲住。

空气导入冷箱前所有进冷箱空气管路需在进冷箱法兰处加临时过滤器，以防避免灰尘、焊渣等机械杂质被带入板翅式换热器内，堵塞换热器通道，影响换热效果。

空分运行一段时间后方可将过滤器取出。

2.1.4所有安全阀调试完毕，并投入使用。

2.1.5所有手动、气动阀门开关灵活，各调节阀需经调试校验。

2.1.6所有机器、仪表性能良好，并具备使用条件。

2.1.7分子筛吸附器程序控制调试完毕，运转正常，具备使用条件。

2.1.8冷箱内低温设备的管道加热，吹刷完毕，并经检测合格。

2.1.9空分设备所有阀门应处于关闭状态。

特别要检查起动管线阀门V52321、V52322，膨胀机进出口阀门及膨胀机喷嘴必须处于关闭状态。

2.1.10供电系统正常工作。

2.1.11供水（供蒸汽）系统正常工作。

2.2起动准备

起动前应对冷箱外管道及附件逐段吹刷完毕，并经检测合格。

再对保冷箱内的管道和容器进行彻底加温和吹刷（具体步骤参阅“加温”）。

对于低温下工作的各个部分都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，严禁湿空气作为吹刷气源吹刷冷箱内的管道。

空分设备的所有气封点以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，根据需要，通向指示仪表的阀必须开启。

接通温度测量仪表，并进行以下各操作步骤:

（此前请详细阅读各系统的使用维护说明书）

1）接通总系统的电源，水源及仪表空气。

2）所有的仪表投入使用状态。

3）电控系统投入使用状态。

4）检查空气分离设备所有阀门处于关闭状态。

5）部分机组的供油装置投入运行。

下面将以上各操作步骤加以详细叙述,有关阀门的状态和仪表检测将另列附表2.1加以说明。

2.2.1启动原料空气透平压缩机组及空气增压机组

详细参阅“空气透平压缩机使用维护说明书”

原料空气透平压缩机启动前应具备以下条件：

（1）空气冷却系统具备启动条件。

（2）分子筛切换系统具备启动条件，分子筛切换程序确认可正常运行。

（3）冷箱内、外管道吹刷干净。

（4）备用仪表气系统投入使用，保持仪表空气压力0.5MPa（G）以上。

（5）投运原料空气过滤器系统（详见空气过滤器使用说明书）。

（6）启动原料空压机、空气增压机（详见原料空压机、空气增压机的操作说明书）。

原料空气压缩机及空气增压机启动前，原料空气压缩机放空阀开；空气进分子筛阀开；空气进冷箱HV52071~TV52076阀关；空气增压机所有出口阀关，回流阀全开。

启动原料空气压缩机及空气增压机，使其保持低转速运转，缓慢提升原料空气压缩机（空气增压机）转速，开启空冷系统大、小水泵。

通过空气增压机入口导叶（调节阀）和回流阀调节出口压力稳定。

（7）逐步增加压缩机后压力。

（8）原料空气透平压缩机排压达到0.51MPa（G）左右，启动空气预冷系统、分子筛纯化系统，待分子筛纯化系统再生完毕后，开启空气进冷箱阀，下塔缓