分馏系统调节Word下载.docx
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2.1.4.所有手动,气动阀门开关灵活,各调节阀须经调试校验。
2.1.5.所有机器、仪表性能良好,并具备使用条件。
2.1.6.仪控系统运转正常,测点显示与实际相符。
2.1.7.分子筛吸附器程序控制器调试完毕,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V201、V202,膨胀机出入口V41、V42、V43、V44、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.供水系统正常工作。
2.2.起动设备:
起动前对冷箱外管路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c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。
关闭气封冷箱进口阀和透平膨胀机的喷嘴。
除分析仪表和计量仪表外,所有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:
(1)起动冷却水系统。
(2)起动用户仪表空气系统及分子筛吸附器系统的切换系统。
(3)起动空气压缩机。
(4)起动空气预冷系统。
(5)启动分子筛纯化系统。
(6)加温、吹刷分馏塔系统管路。
下面将以上各步骤加以叙述,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)通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起动用户仪表空气系统和分子筛纯化系统的切换系统
(1)开启各空气切换管路。
(2)将备用仪表空气(由用户提供)接通。
(3)接通程序控制器。
(4)接通切换阀、并检查切换程序。
(5)按仪表说明书和仪表制造厂的说明,将除分析和计量仪表以外的全部仪表投入。
2.2.3.起动空气透平压缩机
详细参阅“空气透平压缩机使用维护说明书”
(1)起动空气过滤器(按空气过滤器使用说明书操作)。
(2)接通冷却水系统。
(3)作好电机的起动工作。
(4)按“空气透平压缩机使用维护说明书”起动空气压缩机。
(5)逐步增加压缩机后的压力。
2.2.4.起动空气预冷系统
详细参阅“空气预冷系统使用维护说明书”
(1)接通空气冷却塔、水冷却塔的全部指示仪表。
(2)检查空气预冷系统的仪电系统。
(3)打开冷却水进出口阀。
(4)慢慢增加空压机出口空气压力,并导入空气冷却塔中,待空气压力稳定并大于0.41Mpa(G)时,起动水泵WP1103(或WP1104),起动水泵WP1101(或WP1102)。
(5)调节冷却水泵的压力和流量。
(6)接通液面控制器。
(7)慢慢增加空气压缩机排出压力。
2.2.5.起动分子筛纯化系统(与空气透平压缩机同时起动)
详细参阅“分子筛纯化系统使用说明书”
(1)切换程序的运行。
(2)确认各控制阀门阀位是否正常。
(3)先导入再生气再接通电加热器。
(4)接通切换程序。
(5)分子筛吸附器的起动(包括吸附和再生),至少正常运行二个周期后,才能向分馏送气。
(须确定CO2和水分含量达到设计值)。
注意:
进入分子筛纯化系统的空气流量要根据PdIAS-1205A阻力(不大于7KPa)加以控制,以防止分子筛床层的破坏。
(6)当出分子筛吸附器的空气中CO2的含量≤1ppm时,可倒换仪表空气气源。
2.2.6加温吹刷分馏塔系统气管路
吹刷的目的是除去杂质如灰尘等,并检查有没有水滴存在。
吹刷用的气体是分子筛吸附器的常温干燥空气。
每一只吹除阀,计器线根部阀均打开进行吹除,一直到所有阀门出口没有灰尘和水汽为止。
吹刷空气管路见表3.1
(1)空气导入空气管线操作:
全开吹除阀V301
缓慢打开空气进冷箱阀V109(V101),注意分子筛吸附器压差pdIAS1205应不超过7kpa,阀门操作应缓慢,避免分子筛床层激烈波动。
(2)接通各空气流路
A.第一流路:
吹刷主换热器E1空气通道,来自分子筛吸附器的
┏V121┏E1空气通道━V301吹出
空气━V109(V101)╋V122╋E1中部━━━V31┳V41━V341━大气
┗V123┗E1空气通道━V32┻V43━V342━大气
(先开V109,再开V101,当V101全开投入自动后,关闭V109;
为确保透平膨胀机的安全,吹刷膨胀空气管路时,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。
)
B.第二流路:
吹刷下塔C1及起动管线
下塔C1┏━━━━━━━┳━━V351━━大气
┃┗━━V307━━大气
┣━冷凝器液氮侧┳━━V304━━大气
┃┣━━V353━━大气
┃┗━━V308━━大气
┣━━━━V201━━━━━V305━━大气
┣━━━━━━━━━━━V312━━大气
┗━━E1氮压力通道━━V108后━大气
C.第三流路:
吹刷上塔C2及相应的管线
┏━C2┳━┳━━V352━━━━━大气
┃┃┗━━V306━━━━━大气
┏━V1━┫┣━━┳━━V4━━V103━大气
下塔C1╋━V3━┫┃┣━━V7━━贮槽━大气
┗V201、V202┛┃┗━━V8━━贮槽━大气
┣━━━━V310━━━━━大气
┣━━━━V302━━━━━大气
┣━━━━V303━━━━━大气
┣━━━━V311━━━━━大气
┣━E1氧通道━━V103━━大气
┣━E2氮通道━E1氮通道━V105━大气
┗━E2污氮通道━E1污氮通道┳V107━大气
┗消音器(SL1201)
D.第四流路:
吹刷粗氩塔
下塔C1-过冷器E2液空通道━V701━粗氩冷凝器液空侧┳V704━上塔C2
┣V784━大气
┗污氮管
┏V780━V781━大气
上塔C2━氩馏份抽口━粗氩塔ⅠC701┻粗氩塔ⅡC702(下部)Ⅱ━
━┳V755━大气
┣V501┳V511━大气
┃┗V507━大气
┣V503━V512━大气
┃┗V508━大气
┣V501━V502━V754━大气
┣V503━V504━V754━大气
┗粗氩塔ⅡC702(上部)-粗氩塔冷凝器
冷凝器侧┳V712━V776━大气
┗V705-纯氩塔C703
纯氩塔C703┳V708-贮槽-大气
┣V751━大气
┣V752━大气
┣V756━大气
┗V782━大气
E.第五流程:
吹刷纯氩塔
下塔C1┳V783━大气
┣纯氩塔蒸发器冷凝侧━┳V707━大气
┃┗V759━大气
┗过冷器E2的液氮侧-V706-纯氩塔冷凝器的蒸发侧┳V715━污氮侧
┗V762━大气
(3)注意事项:
A.液氧排放管路的吹刷。
吹刷目的、方式和要求均与吹刷空气管路一样,但吹刷前须把液氧蒸发器喷嘴拆去,避免杂质把喷嘴堵塞,吹刷完毕装上喷嘴。
喷嘴装上前须检查喷嘴是否堵塞和染上油污,否则必须进行清洗,吹通才能装上。
B.冷箱气封管的吹刷。
吹刷时要将转子流量计拆下,吹刷完毕再装回,以免流量计和冷箱内气封管堵塞。
C.用露点仪检查各吹除阀出口气体的含水量,待AIA1203CO2的含量≤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,才能关闭吹除阀,转而吹扫别的管道。
D.在吹除各流路过程中,要逐渐开大V101(V109),既要避免压力下降,又要保证有足够量的吹刷气。
E.严格控制进上塔压力PI202≤0.05Mpa,避免上塔超压。
F.在接通各系统时,必须先开吹除阀,再开入口阀。
停止吹刷时,应先关入口阀,再关出口阀。
G.再吹刷过程中,空压机应在主厂房保压操作,不能使用主控制室自动控制。
H.当吹除阀连续开关几次出口气体无灰尘(用洁白布在阀出口处检查有否灰尘痕迹)和露点达~-65℃,加温吹扫结束。
I.在膨胀机拆检装复前,将膨胀机的进出口管道吹除干净(从蜗壳吹出)。
J.吹刷增压空气管路在增压机进口处设置盲板,并且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。
2.3冷却阶段
2.3.1分馏塔冷却前必备条件
(1)空气压缩机已经投入运转;
(2)空气预冷系统已投入运转;
(3)分子筛吸附器已投入运转。
(4)加温吹刷已彻底。
2.3.2起动增压透平膨胀机
(1)按规定,做好透平膨胀机的气动准备。
(2)打开冷却流路各阀门。
(3)然后缓慢地开大喷嘴和缓慢关小增压空气回流阀,起动透平膨胀机。
(4)增加膨胀机的供气量,慢慢地使增压透平膨胀机达到最大气量。
(5)切断用户提供备用仪表空气,改用系统自身仪表空气。
(6)打开冷箱气封阀。
2.3.3冷却分馏塔系统
随着分馏塔各部分的温度逐步下降,吸入空气量会逐渐增加,此时分馏塔内部返流气送入水冷塔。
应特别注意的是在冷却过程中,保冷箱内各部分的温差不能太大,否则会导致热应力的产生。
冷却过程应按顺序缓慢地进行,以确保各部分温度均匀。
(1)顺序开启冷却流路的阀门。
(2)保持空气压缩机排出压力恒定。
(3)把分子筛吸附器的再生气路由空气流路切换到污氮气流路上,并将多余污氮气送水冷却塔,直至空气全部进入分馏塔。
此时应特别注意空压机排气压力,防止因超压而引起联锁停机停泵。
(4)必须注意各流路通过流量,使各部分温度均匀下降,不能出现大的温差。
2.3.4增压透平膨胀机的控制
在冷却阶段,透平膨胀机的产冷量应保持最大。
在这一阶段中:
(1)要相继启动两台膨胀机。
(2)膨胀机工作温度要尽可能低,但不得带液。
(3)当主冷底部(或下塔底部)出现液体时,冷却阶段即告结束。
2.3.5阀门状态
(1)分馏塔阀门状态
分馏塔所有阀门全部处于冷却时所要求的开关状态。
(2)空气导入
随着分馏塔内温度逐渐下降,入塔空气量逐渐增加,此时应注意分子筛压差PdIAS-1205不超过7KPa,同时要求进分馏塔前压力PI-101与下塔空气压力PI-1的压差不能太大,使下塔压力保持不变,并随着温度下降逐渐增加膨胀量以保持最大产冷量。
(3)接通冷却流路
A.第一流路:
冷却主冷K1、主换热器E1的氧通道,开氧放空阀V103及V2001、V202.
B.第二流路:
冷却上塔C2、过冷器E2和主换热器E1的污氮、纯氮通道,开污氮出分馏塔去分子筛阀V107、去水冷塔阀V106。
冷却液空、液氮流路。
开阀V1、V3。
┌V1┐
下塔C1——E2——┤├——C2
└V3┘
D.第四流路:
冷却粗氩塔C701、C702。
┌V755—大气
C2氩馏份抽口—粗氩塔ⅠC701—粗氩塔ⅡC702┴K701┬V712—V776—大气
下塔C1—过冷器E2—V701—V704—上塔C2
E.第五流路:
冷却纯氩塔。
下塔C1┬过冷器E2—V706—K702—V762—大气
└K703—V707—上塔C2
┌K702—V714—C703
粗氩塔ⅡC702—K701—C703┤K703—V756—V781—大气
└K702┬V751,V768—大气
└V752—大气
下塔C1—V201—V761—C703
F.倒换分子筛吸附器再生气源
在空分设备起动时,分子筛的再生气体采用分子筛净化后的空气。
当空分设备起动后,并有足够的再生气量时,可改用污氮流路,作为分子筛再生气,V107阀投入自控,关闭V1250阀。
G.起动冷箱充氮系统
在空分设备冷却过程中,冷箱内温度逐渐降低,应及时启动冷箱充氮系统,避免冷箱内出现负压。
开阀V272、V273、V274。
2.3.6冷却阶段应注意事项
A.随着冷却流路温度的下降,空压机应不断的增加空气量,空压机出口压力稳定在~0.51MPa,空压机控制方式应在厂房就地控制。
B.空冷系统在冷却初始阶段,应尽可能降低空冷塔上部进水的温度,缩短冷却阶段的时间。
C.在整个冷却过程中应控制各部分温度,不要使温差太大。
D.为加快冷却速度,应最大限度的发挥膨胀机的制冷能力,随塔内温度的降低逐渐增加膨胀量,调节膨胀机工况,以膨胀机出口不产生液滴为原则,尽量降低膨胀机出口温度。
E.在空冷系统水冷却塔起动,气体由空气转换成分馏塔返流气过程中,应特别注意阀门的调节应缓慢逐步进行,保持平稳切换,否则将会导致空压机“卸压”或“憋压”。
F.分子筛吸附器再生气体由空气切换成污氮气的操作,应在分子筛切换时进行。
G.随着温度的下降,冷箱内压力也会逐渐降低,应随时注意调节冷箱充气的流量。
H.在冷却阶段空分阀门应处于手动控制状态。
I.当主冷底部(或下塔底部)出现液体,冷却阶段即结束。
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,主冷(或下塔)出现液体,上、下塔精馏过程开始建立,待冷凝蒸发器建立液氧液面,可开始调节产品纯度,并将产品产量设定在设计产量的70%~80%。
在液化阶段,膨胀机的出口温度尽可能保持较低,但以不进入液化区为宜。
部分膨胀空气量可通过V6进入污氮气管。
2.4.1阀门的调节:
所有阀门的调节应按步骤缓慢并逐一地进行,当前一阀门的调节取得了预期的效果以后,方可开始下一阀门的调节。
2.4.2温度的控制:
(1)主热交换器冷端的温度应接近液化点TI-1约为-173℃,中部空气温度TI-18约为-108℃。
(2)其它部分温度应调节到正常生产时的规定温度。
2.4.3液体的积累:
(1)稍开吹氮阀V308。
(2)调节空气压缩机的流量,以满足分馏塔吸入空气量的增加,并保持压缩机后的恒压,可用进口导叶和放空阀配合调节。
(3)慢慢关闭各冷却用专门管路。
主冷有液氧液面时,要全关V201,V202,开V305。
(4)先微开下塔液氮回流阀V11,根据主冷液氧上涨情况逐渐增加开度。
(5)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。
(6)用V1阀调节下塔液空液面LICA-1,并投入自动控制,其值定为600mm。
(7)用V3阀抽取液氮送入上塔,加速精馏过程的建立。
2.4.4精馏过程的建立:
(1)将计量仪表投入。
控制产品流量为设计值的70%~80%。
(2)调整上塔和下塔的压力,使之达到正常值。
(3)从阻力计上读数的上升,可知精馏过程已经开始建立。
A.当主冷液面上升至设计值50%~60%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纯氮纯度情况,调节V3阀。
C.调节出分馏塔的污氮阀V106,及产品氧放空阀V103,使产品氧、氮达到设计值。
(4)操作粗氩塔
A.缓慢开V701使回上塔的液空蒸发量增加,促使粗氩冷凝器K701工作,待粗氩塔液空出现液面时,密切注意粗氩塔阻力计PdI701、PdI702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.通过调整上塔工况使氩馏份纯度AI-701为7%~11%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,粗氩塔Ⅰ精馏工况还未建立,此时微量氧含氧量分析仪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800mm时,起动液氩泵AP501(或AP502)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800~1200mm。
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)当冷凝蒸发器液面达到最小规定值时,可有步骤的减少一台透平膨胀机的产冷量,如果空气压缩机的产量已经达到最大值,而下塔的压力仍有下降趋势时,应提前减少透平膨胀机的产冷量。
2.4.5精馏工况的调整
(1)将分析记录仪表投入。
(2)按各分析点数据,利用V3对精馏工况进行调整。
(3)在调整时,产品取出量维持在设计值的80%左右。
(4)当工况稳定后,可加大产品取出量到规定值,将污氮气纯度维持在规定指标上。
(5)产品氧的产量、纯度均达到指标时,将氧气从放空管路切换到产品输出管路上。
(6)注意液氧液面,应保持稳定,不能下降,必要时,可增加透平膨胀机的产冷量,所增加的膨胀气量可经V6阀旁通入污氮管路进行调节。
2.4.6工况的转换(正常工况→液体工况)
(1)起动另一台膨胀机,关小V101.
(2)调整氧气出口流量设定值。
(3)开V7、关V4。
(4)根据液氧液面调节V7。
2.4.7纯氩塔的操作与调整
(1)操作前应具备的条件
A.主塔及粗氩塔的工况稳定在设计工况。
B.纯氩塔已进行彻底的吹刷冷却。
C.粗氩含氧量分析AIAS-704≤2ppmO2。
D.仪器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,并全部处于关闭状态。
F.贮存系统的液压槽,已准备就绪。
(2)纯氩塔的操作
A.当AIAS-704≤2ppmO2时缓慢开大V705,将粗氩导入纯氩塔。
B.渐渐开大V706,V715冷凝器液氮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,应全部排放积液。
开V756、V780以确保纯氩纯度。
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PdI-703靠近设计值。
E.在蒸发器液面LIC-704达到设计额定值时,从分析阀AE-706取样分析氩纯度,若氩中含氮超过70ppm,则适当开大V751,直到合格为止;
若氩中含氧大于10ppm,则打开V756及V780,排放一部分液氩进入粗氩塔Ⅱ,纯氩塔重新积液。
F.当纯氩中的氧、氮含量达到要求且液面达到1200mm时,可打开V708阀去液氩贮槽。
(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,增加上升蒸汽量,塔内阻力增加。
B.当塔内压力PIAS-704超过正常值时,LIC-703偏低,V706开大,使液氮液面上升,冷凝液回流量增加,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。
D.氩纯度可通过调节余气量来达到,开大V751,可降低液氩中含氮量,若液氩中含氧量过高,只有打开V756及V780,排放一部分液氩进入粗氩塔Ⅱ,纯氩塔重新积液。
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。
3.主要工艺指标:
重要操作数据:
序号
项目名称
单位
指标
1
压力
下塔底部压力
kPa
463
2
上塔底部压力
37
3
膨胀机进口压力
736
4
膨胀机出口压力
33
5
进冷箱空气压力
488
6
出冷箱氧气压力
18
7
出冷箱氮气压力
10
8
出冷箱污氮气压力
9
进冷箱增压空气压力
757
出冷箱压力氮气压力
427
11
加温空气压力
400~500
12
起动旁通管道压力
461.5
13
仪表空气压力
14
粗氩出粗氩塔Ⅱ压力
16
15
纯氩塔上部压力
31.94
液氩泵出口压力
774
17
温度
空气进下塔温度
℃
-173.2
出主换热器中部气体总管
-108
19
膨胀机进口温度
20
膨胀机出口温度
-166.3
21
空气进冷箱温度
24
22
出冷箱氮气温度
23.6
23
出冷箱污氮气温度
出冷箱压力氮气温度
25
出冷箱氧气温度
21.1
26
进冷箱增压空气温度
40
27
粗氩冷凝器液空恒流阀后温度
-185.24
28
液氧喷射蒸发器前后温差
2.5
29
阻力
下塔阻力
~20.58
30
上塔阻力
~5.586
31
粗氩塔Ⅰ阻力
5~6
32
粗氩塔Ⅱ阻力
9~11
精氩塔阻力
2~7
34
液面
下塔液空液位
mm
500~600
35
主冷液氧液位
2950
36
粗氩冷凝器液空液位
600~1200
粗氩塔Ⅱ底部液氩液位
800~1200
38
纯氩塔冷凝器液氮液位
0~300
39
纯氩塔蒸发器液氩液位
1000~1350
流量
进冷箱空气流量
m3/h
53000
41
产品氧气流量
42
氮气流量
43
进冷箱增压空气流量
7800
44
膨胀空气进上塔流量
5800
45
粗氩气流量
333
46
氩馏份流量
10660
47
%O2
99.6
48
0.0005
49
液空
37.77
50
氩馏份气含氧量分析
90~92
51
粗氩塔Ⅰ顶部粗氩含氧量分析
1~2
52
粗氩塔Ⅱ出口氩气含氧量分析
ppmO2
53
粗氩塔Ⅱ出口氩气含氩量分析
%Ar
98~99