空分制氧第一章 制氧流程.docx

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空分制氧第一章制氧流程

第一章制氧流程1

1.1概述1

1.1.1制氧机分类1

1.1.2制氧机的性能指标1

1.1.3国产空气分离设备的型号规定4

1.1.4制氧机的发展4

1.2制氧机的典型流程4

1.2.1150m3/h制氧机4

1.2.23200m3/h制氧气机5

1.2.310000m3/h制氧机6

1.2.4KDON-6000/13000增压分子筛净化全低压制氧机7

1.3制氧流程组织9

1.3.1流程组织要求9

1.3.2制冷系统组织9

1.3.3防爆系统组织12

1.3.4换热器系统组织14

1.4流程比较15

第二章制冷19

2.1空气的液化19

2.1.1流膨胀效应19

2.1.2膨胀制冷19

2.1.3节流与等熵膨胀的比较19

2.2膨胀机19

2.2.1作用和分类20

2.2.2工作原理及基本方程20

2.2.3透平膨胀机的损失、产冷量及效率21

2.2.4拆装说明22

2.2.5透平膨胀机的调节22

2.2.6透平膨胀机组23

2.2.7操作26

2.2.8常见故障处理28

2.2.9维护说明29

2.2.10问题解答29

2.2.11膨胀机流程简述31

第三章空气的净化33

3.1固体杂质的清除33

3.1.1过滤除尘原理及性能指标33

3.1.2空气过滤器33

3.2自清除34

3.2.1饱和与未饱和35

3.2.2空气中二氧化碳的饱和35

3.2.3不冻结条件35

3.3吸附法36

3.3.1吸附36

3.3.2吸附剂36

3.3.3吸附机理37

3.3.4吸附器40

3.4分子筛纯化器41

3.4.1纯化系统流程42

3.4.2分子筛加热再生温度曲线43

3.4.3分子筛吸附器的切换操作43

3.4.4分子筛净化系统操作注意事项44

3.4.5分子筛纯化系统常见故障及处理44

第四章换热器47

4.1概述47

4.2换热器分类47

4.2.1换热器原理可分为三大类：

47

4.2.2换热器根据流体状态变化可分为三种：

47

4.3换热器的结构形式及工作原理47

4.3.1空冷塔的作用及工作原理47

4.3.2水冷塔的形式及工作原理47

4.3.3间壁式换热器种类及形式（工作原理）48

4.4板翅式换热器48

4.4.1翅片的型式及适用场合48

4.4.2板翅式换热器的基本组成构件48

4.4.3板翅式换热器流体换热的实现49

4.4.4主换热器（非切换式板翅换热器）与切换式换热器的比较49

4.4.5主换热器的热端温差及中抽温度的控制50

4.5冷凝蒸发器50

4.5.1冷凝蒸发器在空分设备中的作用50

4.5.2影响冷凝蒸发器温差的原因分析50

4.5.3冷凝蒸发器主冷液面高低的原因分析51

4.5.4冷凝蒸发器的传热面不足对氧产量的影响51

4.5.5在冷凝蒸发器及液化器中装设氖、氦吹除管的作用。

51

4.5.6冷凝蒸发器全浸的优点52

第五章空气的精馏53

5.1空气的精馏53

5.1.1气液相平衡53

5.1.2氧、氮混合物气液相平衡图54

5.1.3简单蒸发和简单冷凝56

5.1.4部分蒸发和部分冷凝57

5.2精馏塔结构58

5.2.1筛板塔结构58

5.2.2筛板塔的气液流动工况59

5.2.3填料塔60

5.2.4填料塔流动工况。

61

5.3分馏塔61

5.3.1单级精馏塔61

5.3.2双级精馏塔62

5.3.3双级精馏塔各主要点工作参数的确定63

5.4双级精馏塔的计算65

5.4.1精馏的物料衡算和热量衡算65

5.4.2O2-N2二元系精馏过程的计算67

第六章离心式空气压缩机73

6.1H型离心压缩机73

6.1.1结构：

73

6.1.2启动操作75

6.1.3停机75

6.2空气透平压缩机76

6.2.1压缩机的结构76

6.2.2机组的检修77

6.3氧气透平压缩机78

6.3.1结构78

6.3.2轴封装置80

6.3.3气体冷却器80

6.3.4润滑系统80

6.3.5保护及安全措施80

6.3.6启动及停车操作81

6.3.7防喘振装置84

6.3.8维修和检修规程84

6.3.9解体及重新组装85

6.4液氩泵86

6.4.1结构86

6.4.2工作原理87

6.4.3技术性能87

6.4.4常见故障判断及处理87

6.4.5检修规程87

第七章活塞式压缩机89

7.1立式压缩机89

7.1.1结构及工作原理89

7.1.2工作原理90

7.1.3技术性能及正常工艺参数90

7.2卧式压缩机99

7.2.1结构99

7.2.2工作原理：

101

7.2.3技术性能及正常工艺参数101

7.2.4常见故障判断及处理见表7-9102

7.2.5检修规程103

第八章空分装置的生产与操作105

8.1空分设备的启动105

8.1.1空分设备启动的技术准备工作105

8.1.2空分设备启动的前提条件106

8.1.3启动步骤106

8.2加温、吹刷分馏塔系统管路107

8.2.1吹刷操作要点107

8.2.2分馏塔吹刷流路107

8.2.3吹刷阶段注意事项108

8.3冷却阶段108

8.3.1精馏塔冷却前的必备条件108

8.3.2启动增压透平膨胀机108

8.3.3冷却精馏塔系统108

8.4积液阶段109

8.4.1膨胀机后温度控制110

8.4.2下塔液氮回流阀的调节110

8.4.3进上塔液氮节流阀的调整110

8.4.4下塔液空调节阀的调整110

8.4.5积液阶段注意事项110

8.5调纯阶段110

8.5.1建立精馏工况阀门调整的步骤110

8.5.2主塔各项工艺分析指标111

第九章氩的制取112

9.1氩的性质与用途112

9.2氩在空分塔内的分布情况112

9.3全精馏无氢制氩工作原理113

9.4全精馏无氢制氩的操作114

9.4.1氩系统设备的冷却114

9.4.2工艺液压泵的操作114

9.4.3主塔工况的调整115

9.4.4粗氩塔工况的调整115

9.4.5精氩塔工况的调整115

9.5氩系统常见故障及处理116

9.5.1粗氩塔轻微氮塞116

9.5.2粗氩塔严重氮塞116

9.5.3精氩塔氩固化116

第十章仪控系统117

10.1空分设备仪控系统的构成117

10.1.1检测仪表117

10.1.2显示仪表121

10.1.3控制仪表122

10.1.4执行器122

10.2仪表的性能指标123

10.2.1精确度124

10.2.2灵敏度124

10.2.3迟滞（回差，滞环）124

10.2.4重复性124

10.2.5量程比124

10.3空分设备上典型仪表的回路构成124

10.3.1温度显示回路、压力显示回路124

10.3.2压力显示回路125

10.3.3流量显示控制回路125

10.4智能仪表126

10.5集散控制系统（DCS）126

10.5.1集散控制系统的基本概念126

10.5.2集散控制系统的硬件构成127

10.5.3集散控制系统的控制功能129

第十一章制氧分析130

11.1气体分析130

11.1.1产品氧的分析130

11.1.2产品氮的分析131

11.1.3污氮含氧量的分析132

11.1.4液氧中乙炔的分析133

11.1.5气体中CO2含量的分析135

11.1.6液氧中碳氢化合物的分析136

11.1.7工艺氩中微量氧、氮的分析137

11.2试油的分析139

11.2.1粘度的测定139

11.2.2开口杯法测定闪点140

11.2.3油品酸值的测定141

11.2.4油中水分的测定142

11.3水质指标的测定144

11.3.1PH值测定144

11.3.2总硬度测定方法145

11.3.3钙离子测定方法146

11.3.4镁离子测定（计算法）146

11.3.5碱度测定法146

11.3.6氯离子测定法147

11.3.7悬浮物测定法148

11.3.8正磷酸盐、总磷酸盐、总铁和浊度测定149

第十二章水泵153

12.1常用泵的分类153

12.1.1叶片泵153

12.1.2容积泵153

12.1.3其它类型泵153

12.1.4泵的型号表示方法：

153

12.2离心泵的工作原理153

12.2.1物体产生离心力153

12.2.2泵利用离心力出水和吸水153

12.3离心泵的分类154

12.3.1按叶轮的吸入方式分154

12.3.2按叶轮数目分154

12.3.3按叶轮结构分154

12.3.4按工作压力分154

12.3.5按泵轴位置分154

12.4离心泵的构造及主要部件154

12.4.1叶轮154

12.4.2密封环154

12.4.3泵壳154

12.4.4泵轴155

12.4.5轴封装置（含填料套、填料、填料环、填料压盖）155

12.4.6轴承体155

12.4.7联轴器155

12.5离心泵的主要技术参数155

12.6离心泵的能量损失155

12.7离心泵的运行155

12.8离心泵的常见故障及处理方法156

第十三章风机158

13.1L47风机技术性能及结构158

13.2操作规程158

13.3　　维护规程158

第十四章制氧电气160

14.1制氧系统用电情况160

14.1.1制氧供电意义160

14.1.2制氧配电系统160

14.1.3制氧供电方案160

14.1.4制氧高压配电系统概况161

14.2制氧系统用电负荷的选配162

14.2.1电控系统设计原则：

162

14.2.2高压系统：

162

14.2.3低压系统：

162

14.2.4PSA配电自动化监控系统：

163

14.2.5设备选型163

14.3制氧系统用电控制原理及操作步骤164

14.3.1励磁装置结构164

14.3.2保护、信号、仪表及操作控制系统165

14.3.3励磁装置原理166

14.3.4整机的调试、检验及步骤169

14.3.5可控硅调功柜原理及操作步骤174

14.4制氧电气系统常见故障的判断及处理180

14.4.1励磁装置出现的故障机处理方法180

14.4.2TY3Z可控硅调功柜故障处理181

第一章制氧流程

制氧流程主要由制冷系统和精馏系统组成。

详细可分为十大系统，即空气压缩系统、空气净化系统