四川空分设备空分流程简述.docx
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四川空分设备空分流程简述
四川空分设备空分流程简述
空流程的简要描述
KDNOAr-10000/8000/390空气分离装置
第一章精蒸馏
一、塔台进入流程:
塔入口流量（如图1-1所示）
（图:
1-1）
二、整改过程:
1、什么是整改:
简而言之，精馏是两种不同的物质（气体）具有不同的沸点并多次混合蒸汽的部分。
混合液体的冷凝和部分蒸发过程称为精馏。
2、进塔空气的作用:
来自净化系统的空气通过冷箱换热与膨胀空气混合后进入下塔底部，这部分空气作为下塔使用
塔顶上升的蒸汽；高压节流后的液态空气作为下塔冷凝液的一部分送至下塔中部；3.精馏-分离下塔中的液氮:
精馏塔下部上升蒸汽的温度高于下部液体的温度，因此膨胀空气进入下塔后的空气中。
温度将高于上塔下游的温度。
下塔中的气体每次通过塔盘时，都会遇到温度低于下塔的液体。
此时，气体的温度将下降，并不断冷凝成液体，液体将部分蒸发。
由于氧气的液化温度最高，氧气冷凝得更多，剩余蒸汽中的氮浓度也会增加。
这样，一个又一个循环，到塔顶，蒸汽中的大部分氧气被冷凝成液体；从而在蒸汽中获得氮气纯度为99.9%的高纯氮气；这部分气体被引入主冷却器，在上部塔中被液氧冷凝成液氮，然后部分作为回流液回流到下部塔再次精馏（如图1-2所示），部分作为回流液送至上部塔。
同时，下部塔中液体空间的纯度为36%氧气。
（图1-2）
1
4.上塔整流:
第二章
下塔内液体空间经节流减压后送至上塔中部，作为上塔的精馏原料；从主冷却部分泵出的液氮成为上塔的回流液。
蒸馏的原理与下塔的原理相同。
当液体向下流动时，它被部分蒸发并凝结多次，更多的氮被蒸发掉。
结果，流动液体中的氧浓度持续增加。
当到达上部塔的底部时，可以获得含有99.9%氧气的液氧。
部分液氧作为产品被泵出；由于下部塔的上升蒸汽（纯氮气）被引入主冷凝管，它将更多的热量传递给液氧，导致作为上部塔上升气体的液氧的再加热蒸发；在上升过程中，一部分蒸汽凝结成液流，而另一部分蒸汽随着氮含量的上升而增加。
在塔顶，可以获得99%以上的氮气。
启动程序
首先，开始步骤:
1.空气压缩机；
2.空气预冷系统；3.空气净化系统；4.空气助推器；5.空气膨胀器；6、分馏塔系统运行。
二。
准备工作:
1.启动冷却水系统；
2、启动仪表空气系统，检查所有设备、仪表和阀门（正常复位参考第3章正常截止阀
门动作）性能完好，并具备工作条件；
3、检查冷却水阀门是否全部打开，注意流量和压力是否满足；4.启动空气压缩机和增压油泵，油温低时打开加热器，检查油压。
Iii.启动
（一）、启动空气压缩机:
启动前按“集散控制系统启动要求”满足条件；按下电源，电机开始旋转。
注意事项:
1。
启动时注意电流变化；
2、密切注意振动点和轴位移有无超高现象；
3、润滑油主压力大于0.22兆帕延时30秒，辅助油泵应停止；4.预热后加载空气压缩机；
5.在加载过程中，注意各级压力、振动和轴位移的变化。
（2）、预冷启动:
1.对分子筛的所有阀门进行预冷和复位；
2.加载后，空气压缩机将空气缓慢引入预冷器和分子筛进行充气。
3.当预冷出口压力等于空气压缩机出口压力（≥0.45兆帕）时，充气结束；4、启动正常和低温水泵，并调节至正常流量；5.缓慢打开空气进入水冷却塔的旁通阀（V1135）（根据出水温度调节阀门开度）。
（3）、启动分子筛:
1.缓慢打开分子筛阀（V1250）的空气旁路，并调节至正常流速；2.将分子筛渗透到自动操作程序中；
2
3、打开电加热器电源；
4.将仪表气体转换成自己的气源。
（4）启动增压器:
（增压器的启动程序与空气压缩机的启动程序相同）
（5）启动膨胀机:
（膨胀机启动时的升压）*膨胀机状态:
1.膨胀端:
进口手动阀完全关闭，出口手动阀完全打开，进口导叶完全关闭，排污阀关闭；2.加压端:
全开手动进出口阀，全开冷却水进出口阀，全开排放阀和回流阀
阀门完全打开；
3、电磁阀关闭，仪表管吹气阀关闭；4、开启密封气体；
5、油泵、油温正常（必要时油箱电加热器）；
6.增压机加载成功后，将气体导入膨胀机入口阀，气体导入完成后，将增压机输出
阀门完全打开；
7、升压器出口压力不应控制过高。
*启动膨胀机:
1、打开电磁阀；
2.手动缓慢打开膨胀机入口处的手动阀，直至完全打开。
3.随着膨胀机转速的不断增加，进气导管的开度逐渐增大到最佳工作状态。
*注意事项:
1.调节膨胀机转速时，应避免在叶轮敏感区域停留太久或长时间运行；2.升压时注意稳定性。
3.膨胀机回流阀和高压节流阀运行缓慢；4、防止超压、超速、超温运行。
第三章正常停车
一、停车步骤:
1、分馏塔系统运行；2、停止辅助氧气、氩气泵；3.停止空气膨胀器；4.停止空气增压器；5.停止空气净化系统；6.停止空气预冷系统；7.停止空气压缩机。
2.停止内容:
（1）系统运行:
1.关闭所有产品的所有排液阀。
2.缓慢降低产品的氧气出口流量，缓慢完全打开膨胀机回流阀；慢慢降低增压器的出口压力（该步骤是协调的）。
3.辅助:
停止液氧泵（产品氧出口流量降至零），循环液氩泵（打开粗氩平衡阀，防止负压），中压液氩泵（全开DCS回流阀），关闭进出口阀，排液、加热、放空；4.当增压器出口压力降至膨胀机转速并进入叶轮敏感区域时，关闭进口截止阀，关闭膨胀端和增压器端进出口手动截止阀，停止膨胀油泵（满足密封气体时，膨胀油泵不需要停止）；打开增压端的排气阀；
5.在没有电源的情况下，卸下增压器回流阀，按下停止按钮，停止增压器；6.暂停分子筛程序，关闭加热器电源；
3
7.切换仪表空气；
8.停止预冷系统的正常和低温水泵，关闭进出口手动截止阀。
9.在没有电源的情况下，卸下空气压缩机的排气阀，按下停止按钮，停止空气压缩机。
登记事项:
1.手动打开LCV4两次，以防止冷箱中的气体死亡；2.停车后，没有空气流入下塔，以防止上塔负压；
3、如果是长期停车需要排放所有液体，包括主换热器中的液氧（临时停车需要密封塔
保存）。
第四章空分操作
一.概述:
第一章介绍了精馏过程中提取液态空气、液氮和液氧的方法。
接下来，我们将详细解释控制操作的内容。
1.液体空间:
液体空间是从下塔下部的第一塔盘向下流动的液体，作为精馏原料液供应给上塔；在来自下部塔的回流液体（液氮）的影响下，其纯度不断变化。
2.液氮:
通过下塔的初步分离得到的小于或等于5ppm的液氮作为上塔的回流液供上塔精馏。
3.污水液氮:
污水液氮管的设计是为了保证塔顶的高纯度液氮和塔底液体空间的纯度。
一部分被污染的液氮从中间部分被提取出来，通过使提取口上方的塔盘具有足够大的回流比，可以保证纯液氮的纯度，同时降低提取口下方塔盘的回流比，有利于提高液体空间的氧纯度。
4.污水氮出口的氧分析（AI5）:
AI5主要测量从污水氮中去除的氧含量（单位%）。
5.氩馏分（AIA701）:
空气中氩的体积分数为0.932%，其沸点介于氧和氮之间。
下部塔的液态空气中含有1.3-1.6%的氩气被泵送到上部塔，当氩气从液态空气的进料口向下流动时，塔盘上会遇到上升的蒸汽，需要蒸发一些液体。
其中，挥发性组分氮比氧和氩更多地蒸发到气相中，所以液相中氧和氩的浓度逐渐增加。
越往下走，我们实际上进入了氧气和氩气分离区。
由于氩是氧的挥发性组分，在下游过程中，氩的蒸发比氧多得多，因此液体中氩的含量减少，从而在液体空进料口下方形成富氩区。
氩在上部塔中的分布有两个富氩区，一个在汽提段，另一个在精馏段。
通常，我们在汽提段提取氩馏分，以减少氩馏分中过量的氮含量（氩馏分的含量为:
氩8-10%，氧90-91%，氮小于0.1%）。
氩在上部塔中的分布随着氧、氮产物和浓度的变化而变化。
例如，当氮输出减少时，氮浓度将增加，富氩部分将向下移动。
也就是说，精馏段的富氩区中的氩含量应该减少，汽提段的富氩区中的氩含量应该增加。
6.粗氩一塔（AI706）出口的氧含量:
测量氩馏分中的氧含量（单位:
%）。
通常，氩馏分含有低氧和相对高的氮（氧、氩和氮的总和为100%）；如果氩馏分的氮含量过高，粗氩的纯度将降低，粗氩冷凝器的温差将减小，甚至温差为零（即“氮塞”），粗氩塔此时将停止工作。
上升气流的速度降低了。
此外，粗氩中氮含量过高会给精氩的制备带来困难。
二、主塔控制:
HC2-用于控制下部塔的回流比，并分配上部和下部塔的冷却能力；（主要控制:
液态空气纯度、氩气分数等。
）。
例如，当氯化氢高（在正常范围内）时，上塔的冷却能力将增加，下塔的回流液将减少（液-气纯度将相对增加）；此时，上部塔的冷却能力过剩，上升的蒸汽冷凝，氩馏分上升，氮纯度上升。
HC3-主要调节下塔中液氮和液态空气纯度的平衡点。
HC4-当主塔稳定时，用于控制上、下塔的回流比（主控制:
氩馏分和液-气纯度）。
实施例1:
下柱液的纯度为31.8%（正常:
34~35%）；冷箱气体中氮气的纯度为0.5ppm（正常:
1.3~2.5ppm）；
上塔蒸发压力为40.8Kpa（正常:
42Kpa）；受污染氮的氧含量为0.15%（正常:
0.25~0.35%）；
4
氩含量为13.9%（正常:
8~12%）；
主塔温度下降；这时可以打开HC4；
分析:
从单侧趋势来看，液体和空气中氧含量的正常值为34~35%，氩含量的正常值为8~12%；现在明显低于正常值，证明上下塔冷却能力过剩，开启HC4阀门排液。
数据可以组合在一起，结果会更准确。
当下部塔的冷却能力倍增而上部塔的冷却能力不足时，主塔的数据如下:
液态空气的含氧纯度降低，上部塔的蒸发压力降低，氩馏分高。
此时，需要打开HC2以增加进入上部塔的液氮量。
如果HC2阀门开度较大，主塔反映的数据为:
随着进塔气体量的增加，液体和空气的纯度提高，上下塔压力增加，主冷负荷增加，下塔回流比降低。
每个阀门都有其特定的功能，因此，阀门和阀门之间的配合非常重要。
三、氩塔控制:
氩在上部塔中的分布是不固定的。
当氧气和氮气的纯度改变时，即操作条件稍微改变时，塔中氩气的分布也相应改变。
然而，氩馏分提取端口的位置是固定的，因此氩馏分提取端口的组成也将改变。
氩含量的变化直接影响进入粗氩塔的氩含量。
导致粗氩塔氧含量较高，氩提取率较低；或者氩馏分含有过多的氮，使得精氩塔冷凝器中的温差减小，甚至减小到零，上升气流速度降低，粗氩塔的回流液减少，从而不能建立阻力（即“氮塞”）。
1.氩馏分控制:
氩馏分主要由主塔内的HC2和HC4阀门控制；2.粗氩塔的负荷控制:
主要取决于粗氩冷凝器的负荷；
3.精氩塔的控制:
负荷主要取决于粗氩抽出量、精氩冷凝器和蒸发器的液位；4.粗氩塔（AIA702）氧含量的分析与控制:
粗氩出口氧含量要求≤2ppm；一般来说是正面的
在正常工作条件下，提取量用于控制粗氩塔中回流液体的量，以控制氧含量。
5.精氩塔（AIA703）氮含量的分析与控制:
产品液态氩的氮含量应≤3ppm。
从粗氩中
从塔中提取的粗氩的1/3含有小于或等于2ppm的O2，纯度达到95-98%，进入精氩塔中部脱氮；与氩气相比，氮气是一种挥发性成分。
当粗氩进入精氩塔时，它在塔板上遇到液体和上升的蒸汽。
一些液体将被蒸发，一些气体将被冷凝。
当到达塔顶时，挥发性组分氮将被蒸发并排出，而氩将被冷凝成液体。
精制氩蒸发器的功能是帮助脱氮。
第五章事故分析和处理（仅供参考）
1、液氧泵紧急停止
信号:
液氧泵轴承温度高
驱动:
液氧泵轴承温度高，联锁停止联锁:
膨胀机回流阀断电
措施:
控制增压器的压力，防止增压器超压和轻载，并迅速开启另一台液氧泵，保证供氧。
影响:
主塔主冷却液位上升过快，蒸发压力增加；氩馏分被破坏。
2.膨胀机紧急停机
信号:
膨胀机转速过高；膨胀机切断阀断电。
联锁:
增压回流阀断电，液氧泵停止，循环氩泵停止联锁，密封气体压力低。
措施:
控制空压机出口压力，防止空压机超压和轻载；关闭所有产品液相排放阀；手动打开LCV4两次，以防止冷空气进入冷箱。
检查原因，例如，如果维护时间过长，需要启动中压液氧泵、氮气泵和氩气泵，以确保炼钢的正常供气。
冲击:
上下塔和氩塔阻力减小，液体空间液位、主冷却液位和粗氩塔底部液位升高（即发生液体泄漏）；液态空气纯度、氧纯度、氩分数和氩纯度被破坏。
3、升压器紧急停止
5
信号:
增压器1级振动高联锁动作:
增压器回流阀断电
联锁:
膨胀机切断阀关闭，液氧泵停止，循环氩泵联锁，在低密封气体压力下停止。
措施:
控制空压机出口压力，防止空压机超压和轻载；关闭所有产品液相排放阀；打开中压液氧泵、氮气泵和氩气泵，保证炼钢正常供气。
检查原因。
冲击:
上下塔和氩塔阻力减小，液体空间液位、主冷却液位和粗氩塔底部液位升高（即发生液体泄漏）；液态空气纯度、氧纯度、氩分数和氩纯度被破坏；膨胀油泵的密封气体压力低，联锁停止。
4、空气压缩机紧急停止
信号:
空压机轴高位移联锁动作:
空压机回流阀断电
联锁:
预冷系统正常和低温水泵停止；分子筛程序暂停；助力器的链条停车；膨胀机连锁停车；液氧泵、循环氩泵和工艺氩泵联锁停止。
措施:
迅速切换仪表气，开启中压液氧泵、氮气泵和液氩泵，确保炼钢正常供气。
关闭所有产品液相排放阀和产品气相出口阀；打开粗氩塔平衡阀，密封主塔。
检查原因。
冲击:
上下塔和氩塔阻力迅速下降，液体空间、主冷却液位和粗氩塔底部液位上升（即液体泄漏）；液态空气纯度、氧纯度、氩分数和氩纯度被破坏；膨胀油泵的密封气体压力低，联锁停止。
*注意:
请参考“第三章正常停车”中的步骤和注意事项；所有液体泵停止后，应关闭入口和出口阀，以排出液体进行加热。
书面申请:
XXX批准:
XXX
2005.10.24
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