空分设备技术附件.docx
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空分设备技术附件
中国石油抚顺石化公司80万吨/年乙烯工程
公用工程和辅助设施项目
KDN-18000型空分设备
（项目号：
20163）
技术附件
用户：
中国石油抚顺石化公司
买方：
中国寰球工程公司
卖方：
四川空分设备（集团）有限责任公司
二零零九年五月十一日
技术附件目录
附件一、总则
附件二、设计基础条件
附件三、装置主要性能参数、流程简述及特点
附件四、卖方的供货范围
附件五、买方供货范围
附件六、性能保证
附件七、设计分工
附件八、设计文件和设计会议
附件九、卖方现场技术服务人员及待遇和买方人员的派遣
附件十、质量保证和售后服务
附件十一、主要设备的制造、监造、检验、标准规范
附件十二、买卖双方工作范围、供货范围界定
附件十三、设备的交货期
附件十四、其他说明（HSE和节能专篇）
附件十五、卖方供货范围设备明细表
附件十六、随机备品备件清单列表
附件十七、其他附录文件
附件十八、空分装置流程简图
附件十九、化工空分空压总图
附件二十、仪表专业补充内容
附件一、总则
中国石油抚顺石化公司千万吨炼油百万吨乙烯工程是包括多个炼油和化工工艺装置（含引进装置）以及公用工程及辅助设施的大型炼油/化工联合工程项目。
项目将建设在中国辽宁省抚顺市东洲区。
本项目设置一套纯氮空分装置，同时副产液氮。
氮气供炼油装置、化工工艺装置、公用工程及辅助设施使用。
副产的液氮作为调峰及事故备用。
1.1本技术附件的对象为一套最大氮气产量为18000Nm3/h，同时生产1200Nm3/h液氮的纯氮装置。
1.2卖方所有配供设备及材料均推荐三家以上有资质和业绩的厂家，作为备选名单，业主有权在此名单基础上：
1.2.1对不需要进行二次招标的设备，买方有权在短名单内进行挑选，直接确定该设备的分包商。
1.2.2对需要进行二次招标的设备，买方有权在短名单的基础上进行挑选或更改，确定分包商的短名单。
卖方和买方指定代理人将在投标人选出的短名单范围内对分包商进行二次招标。
1.2.3买方有权对二次招标设备中的全部或部分设备进行自行采购。
买方自行采购部分的设备合同款将按卖方的该设备分项价格从买方对卖方的付款中扣除。
但并不免除卖方对这部分采购设备以外以及整个投标范围内的相应责任（买方自行采购设备的供货责任除外）。
1.2.4所有买方直接确定设备分包商、挑选或更改分包商的短名单、对招标设备自行采购均需买方向卖方提出书面意见，经卖方同意后实行；涉及到设备交货期的另行协商。
1.3本技术部分提出的是初步的技术要求，并未对一切技术细节做出规定，也未充分引述有关规范和标准的条文。
1.4在签订合同之后，到卖方开始制造之日的这段时间内，买方有权提出规范、标准和规程发生变化而产生的一些补充或修改要求，卖方将执行这个要求，具体内容由买卖双方共同商定。
1.5卖方保证提供符合本技术规范和有关最新工业标准要求的优质的空分装置。
1.6本技术规范所使用的标准，如遇与卖方所执行的标准不一致时，经买方同意后才能执行。
1.7卖方承诺在合同签订后，卖方供货范围内的空分装置单体设备内所必须的设备和材料，卖方无条件供货，不引起合同价格的变化。
1.8本技术附件中如出现前后不一致时，双方协商确定。
1.9本项目使用语言为中文。
所有文件用中文编写，卖方提供给买方的所有技术文件、资料和图纸均用中文编写，国外的技术文件、资料和图纸采用英文。
1.10本项目所有数据的单位均采用国际单位制（SI）。
1.11卖方负责空分装置界区内需外购的设备和材料招标文件的编写,由买方当天确认后,卖方可以进行采购工作。
1.12本技术附件将作为合同的一部分，与合同具有同等法律效力。
1.13卖方对空分装置进行流程计算、重要部机的基础设计和部分详细设计，并对本空分装置的技术及成套设备全面负责,向买方提供一套全面采用卖方先进技术的空分装置。
1.14空分装置的设计侧重于操作安全可靠，可利用率高，集中了卖方先进的设计理念以及稳定、可靠、高质量的一贯风格，代表目前国内最先进的低温空气分离设备的技术发展水平。
1.15卖方针对空分装置的使用特点及使用条件，进行详细的流程研究和优化，确定最终方案，力求做到能耗低、投资少，同时可靠性高、操作简便。
1.16空分装置采用DCS控制，具有较高的自动化水平。
1.17本技术附件若有遗漏，遗漏部分以招标文件为准。
（本页以下空白）
附件二、设计基础条件
2.1公用工程条件（用户提供，以最终资料为准）
序号
公用工程
单位
规格
2.1.1
循环水
供水压力
MPaG
≥0.45（以标高138米计），
总图空分界区标高121米
回水压力
MPaG
≥0.2（以标高138米计），
总图空分界区标高121米
上水温度
℃
≤30
回水温度
℃
≤40
设计压力
MPaG
1.0
设计温度
℃
65
污垢系数
m2K/W
3.44x10-4
钙硬度+甲基橙碱度（以碳酸钙计）
mg/l
≤1100
Cl-
m/l
≤300
注：
各装置循环水系统管道设计压力按1.0MPa.G考虑。
换热器计压力分别为：
地面标高为138米的装置按0.8MPa.G考虑，地面标高为121米的装置按1.0MPa.G考虑。
2.1.2
脱盐水（凝液精制水）
供水压力
MPaG
0.65（以标高138米计），
总图空分界区标高121米
温度
℃
25~40℃
pH
6~8
电导率（25℃）
μs/cm
<0.2
二氧化硅含量
mg/l
<0.02
总铁
mg/l
≤0.02
设计压力
MPaG
1.6
设计温度
℃
65
2.1.3
生产水
供水压力
MPaG
≥0.18（以标高138米计），
总图空分界区标高121米
温度
℃
4~20
pH
7.1~7.7
浊度
mg/l
<3
总硬度（asCaCO3）
mg/l
<100
总碱度
mg/l
<80
Cl-
mg/l
<10
SiO2二氧化硅含量
mg/l
<9
设计压力
MpaG
1.0
设计温度
℃
65
2.1.4
生活水
供水压力
MPaG
0.4（以装置地面标高计）
温度
℃
4~20
pH
7.1~7.7
浊度
mg/l
<1
总硬度
mg/l
<100
Cl-
mg/l
<10
游离氯
mg/l
0.05
设计压力
MpaG
1.0
设计温度
℃
65
2.1.5
返回蒸汽凝液
压力
MPaG
＞0.3（出装置界区）
≥0.2（进精制水界区）
（均以标高138米计）
，总图空分界区标高121米
温度
℃
≤100
二氧化硅
mg/l
≤0.1
铁
mg/l
≤0.2
油
mg/l
≤0.5
TOC
mg/l
≤10
PH
8－9
电导率（25℃）
μs/cm
<10
设计压力
MPaG
1.0
设计温度
℃
120
2.1.6
高压消防水
压力
MPaG
1.0
温度
℃
Ambient,>0℃
设计压力
MpaG
1.6
设计温度
℃
65
2.1.7
超高压蒸汽（自产）
总管压力
MPaG
12.0
温度
℃
520
2.1.8
高压蒸汽（外部管网）
总管压力
MPaG
3.5
温度
℃
415
设计压力
MpaG
4.4
设计温度
℃
460
2.1.9
中压蒸汽（外部管网）
总管压力
MPaG
1.0
温度
℃
260
设计压力
MpaG
1.6
设计温度
℃
340
2.1.10
低压蒸汽
总管压力
MPaG
0.4
温度
℃
170
设计压力
MPaG
0.7
设计温度
℃
300
2.1.11
热水（采暖、伴热用）
上水压力
MPaG
0.8
回水压力
MPaG
0.45
上水温度
℃
95
回水温度
℃
70
设计压力
MPaG
1.2
设计温度
℃
120
2.1.12
仪表空气
压力
MPaG
0.6
温度
℃
Ambient
含油量
mg/m3
＜10
含尘量
mg/m3
≤1
灰尘粒径
μm
≤3
露点（操作压力下）
℃
-50
设计压力
MPaG
1.0
2.1.13
工厂空气
压力
MPaG
0.6
温度
℃
Ambient
设计压力
MPaG
1.0
2.1.14
氮气
压力
MPaG
0.6
温度
℃
Ambient
氮气含量
vol%
99.999
氧气含量
volppm
≤3
露点（操作压力下）
℃
≤-76
设计压力
MPaG
1.0
2.1.15
供电（装置变电所）
类型
AC,3-phase-3-wire,neutralunearthed
AC，3-相3-线中性点谐振接地系统
（总变电所）
电源电压（双路电源）
kV
6（10）±7%
电源频率
Hz
50±1%
注：
10kV为三聚装置大型电动机电源
2.1.16
天然气
压力
MPaG
2.5
温度
℃
5~8
设计压力
MPaG
3.2
设计温度
℃
65
相对密度
0.5925
低发热值
MJ/m3
32.063
低发热值
MJ/m3
35.590
总硫
mg/m3
200
硫化氢
mg/m3
20
CH4
Mol%
94.7
C2H6
Mol%
0.55
C3H8
Mol%
0.08
i-C4H10
Mol%
0.01
n-C4H10
Mol%
0.01
N2
Mol%
1.92
CO2
Mol%
2.71
He
Mol%
0.02
2.1.17
LPG
压力
MPaG
0.35
温度
℃
41
设计压力
MPaG
1.03
设计温度
℃
130
丙烷Propane
Mol%
31.1
异丁烷I-Butane
Mol%
46.98
正丁烷N-Butane
Mol%
21.92
2.2气象和地质条件
序号
条件
单位
值
2.2.1
气温
年平均气温
℃
6.8
最热月平均气温
℃
23.7
最冷月平均气温
℃
-13.8
极端最高气温
℃
37.7
极端最低气温
℃
-37.3
最热月最高平均气温（设计点）
℃
28.7
最冷月最低平均气温
℃
-19.7
2.2.2
湿度
年平均相对湿度（设计点）
%
68
年平均绝对湿度
kPa
0.94
最热月（七月）平均相对湿度
%
81
月平均最大相对湿度（八月）
%
87
月平均最小相对湿度（四月）
%
42
2.2.3
气压
年平均气压（设计点）
kPa
100.22
极端最高气压
kPa
103.36
极端最低气压
kPa
97.20
2.2.4
降雨量
年平均降雨量
mm
790.9
月最大降雨量
mm
436.1
日最大降雨量
mm
177.7
历年平均降雨量
mm
970.9
年最小降雨量
mm
477.9
年平均降雨天数
day
101
2.2.5
最大冻土深度
cm
-143
2.2.6
风向（风向玫瑰图附后）
全年主导风向
%
16NE
全年次主导风向
%
14NNE
夏季主导风向
%
16NE
夏季次主导风向
%
15NNE
冬季主导风向
%
22NE
2.2.7
风速（距离地面10米）
年平均风速
m/s
2.6
夏季平均风速
m/s
2.3
冬季平均风速
m/s
2.4
历史瞬间最大风速（10分钟）
m/s
21
2.2.8
雪荷载
KN/㎡
0.45
最大积雪深度
cm
33
2.2.9
雷暴
年平均雷暴天数
day
36
年最多雷暴天数
day
51
2.2.10
地震
抗震设防烈度
Mercalli
Scale
7
风向玫瑰图
2.3仪表压缩空气（装置启动时由买方自理的仪表空气系统提供，装置运行正常后由空分自供）。
2.4空气中CO2含量按550PPm设计，在此基础上分子筛用量再考虑20%裕量。
（本页以下空白）
附件三、装置主要性能参数、流程简述及特点
3.1产品产量、纯度及压力
3.1.1考核工况
产品名称
产量Nm3/h
纯度
出界区压力
MPa（G）
出界区温度℃
备注
氮气
18000
≤3ppmO2
≤1ppmCO
0.8
常温
指经流量计和调节阀之后的产品氮气压力，露点-76℃
液氮
1200
≤3ppmO2
≤1ppmCO
饱和
液氮贮槽
3.1.2正常/最大/最小工况：
产品名称
纯度
%vol
流量
Nm3/h
出界区压力
MPa（G）
运行
方式
备注
气氮
（1）
≤3ppmO2
≤1ppmCO
16000（正常）/18000
（最大）/12600（最小）
0.8
连续
来自冷箱的气氮
（1）经氮气管网送用户，该氮气管网设计压力1.0MPaG，设计温度-19.7/65℃。
液氮
≤3ppmO2
≤1ppmCO
1200
间断
进液氮贮槽
3.1.3开停车、检修、再生等各种调峰工况：
产品名称
纯度
%vol
流量
Nm3/h
出界区压力
MPa（G）
运行
方式
备注
气氮
（1）
≤3ppmO2
≤1ppmCO
16000
0.8
连续
来自冷箱的气氮
（1）经氮气管网送用户，该氮气管网设计压力1.0MPaG，设计温度-19.7/65℃。
气氮
（2）
≤3ppmO2
≤1ppmCO
0～18000
0.8
间断
气氮
（2）通过液氮储存后备系统获得，用于开停车、检修、再生等各种调峰工况。
该氮气并入气氮
（1）氮气管网。
液氮
≤3ppmO2
≤1ppmCO
1200
间断
进液氮贮槽
3.1.4空分装置临时停车工况：
产品名称
纯度
%vol
流量
Nm3/h
出界区压力
MPa（G）
运行
方式
备注
气氮
（2）
≤3ppmO2
≤1ppmCO
0～18000
0.8
连续
自动启动液氮储存后备系统，供气氮时间十小时。
该氮气并入气氮
（1）氮气管网。
3.1.5全厂事故停电停汽停水时工况：
产品名称
纯度
%vol
流量
Nm3/h
出界区压力
MPa（G）
运行
方式
备注
气氮（3）
≤3ppmO2
≤1ppmCO
10000
0.8
连续
自动启动液氮储存后备系统，空浴式气化器供气氮时间至少二小时（在冬季）。
该氮气并入气氮
（1）氮气管网。
注：
1）Nm3/h为0.1013MPa（A）、0℃下的体积流量，简称为标态（以下同）。
2）CO与N2性质相近，物理精馏无法处理CO，产品浓缩倍率约1.2倍。
3）产品氮气压力0.8Mpa（G）是指出空分装置的保证压力：
即产品氮气经过流量计和压力调节阀以后的压力。
3.2空压机排气量:
49000Nm3/h
空压机排气压力:
0.74MPa（G）
3.3本装置电耗表
轴功率（KW）
装机容量（KW）
备注
自洁式空气过滤器
0.5
0.5
原料空气压缩机
4900
5600
最终以压缩机为准
空压机油泵电机
12
15
冷冻水泵
20
22×2
冷却水泵
40
60×2
生产水
冷却水泵
27
37
循环水
冷水机组
0
60
备用，需要时使用
纯化器电加热器
150
642×2
膨胀机油泵电机
6.5
7.5×2
液氮泵
25
30×2
注：
本装置单位消耗：
0.25KW.h/Nm3N2（不含储存汽化系统能耗；以上能耗表按轴功率算；液体按3倍气体体积计）
3.4本装置水耗参考
空压机组500t/h
冷冻水泵30t/h
冷却水泵110t/h
冷水机组45t/h
膨胀机组35t/h
3.5装置连续运转周期:
~3年（大加温间隔时间）
3.6装置启动时间：
~24h
3.7流程简述：
本装置空分工艺流程采用离心式空气压缩、分子筛空气净化、单塔空气精馏，返流膨胀制冷增压产品气氮，操作稳定，生产安全可靠、节能、连续运转时间长。
原料空气经空气过滤器除去空气中的机械杂质及尘埃，再进入空气透平压缩机系统；压缩后的加工空气进入空气冷却塔与来自水冷塔冷却过的冷冻水及循环冷却塔来的冷却水进行传热传质，降温后进入分子筛纯化系统；两只分子筛吸附器切换使用，在分子筛纯化器内除去空气中的水分、二氧化碳、乙炔及其它碳氢化合物等有害杂质，二氧化碳含量小于1PPm，然后进入分馏塔系统。
净化后的加工空气进入主换热器，被返流产品气体冷却至饱和温度附近后进入精馏塔。
空气进入精馏塔后从下而上在塔板上与自上而下的液体进行传热传质，经过精馏，在塔顶获得高纯氮气，其中大部分氮气进入冷凝蒸发器被冷凝为液氮，作为回流液返回精馏塔；另一部分氮气送入主换热器复热到常温引出冷箱后，经增压机增压，冷却后作为产品氮气；在塔底获得液空，经过冷节流后进入冷凝蒸发器作为冷源与氮气进行换热，被蒸发后进入主换热器被复热到一定温度，再进入膨胀机膨胀制冷。
膨胀后的气体进入主换热器被复热至常温送出冷箱。
该气体一部分经加热器加温后去分子筛纯化系统作为再生气源，另一部分去预冷系统的水冷塔冷却循环水。
产品液氮经过冷后节流进入液氮贮槽。
设置液氮储存后备系统，当空分装置临时停车时或用于氮气调峰工况时，启动液氮储存后备系统，维持下游装置连续生产。
液氮后备系统由液氮储罐、液氮泵、水浴式汽化器、空浴式汽化器、自动调节控制阀等组成。
液氮储罐（压力罐）：
真空自增压式，设计压力1.8MPa（G）、容量100m3、数量两台。
同时采用空浴式增压器和水浴式增压器，并联操作，夏季仅空浴式增压器操作，冬季仅水浴式增压器操作，自动稳定液氮罐最大操作压力为1.6Mpa.G，水浴式增压器液氮采取下进上出。
平底常压罐（常压罐）：
容量1000m3、数量一台。
合理设计常压罐基础顶部距地面高度。
液氮泵：
采用离心式，流量18000Nm3/h（折气体），数量二台。
通过压力罐液位自动启停液氮泵，将常压罐液氮输送到压力罐。
合理确定液氮泵NPSHR，确保液氮泵不汽蚀。
水浴式汽化器：
汽化压力0.8MPa（G），气化量10000Nm3/h，数量一台，用于氮气调峰工况或空分临时停车。
水浴式气化器液氮进口设切断阀和调节阀，该调节阀流量调节范围0~10000Nm3/h，水浴式汽化器氮气出口设置温度测点，当温度等于-19℃，自动关闭水浴式汽化器液氮进口阀门。
汽化器出口管道上设置安全阀，其泄放量不小于水浴式汽化器最大汽化量。
空浴式气化压力0.8MPa（G），气化量10000Nm3/h，数量一台，用于氮气调峰工况或空分临时停车。
空浴式气化器液氮进口设切断阀和调节阀，该调节阀流量调节范围0~10000Nm3/h，空浴式汽化器氮气出口设置温度测点，当温度等于-19℃，自动关闭空浴式汽化器液氮进口调节阀门。
汽化器出口管道上设置安全阀和切断阀，安全阀泄放量不小于空浴式汽化器最大汽化量。
出冷箱液氮至液氮压力罐进口之间的液氮管采用真空绝热管，出液氮压力罐至气化器之间的液氮管采用真空绝热管。
产品氮气管网设计压力1.0MPa（G），设计温度-19.7/65℃。
仪表压缩空气（装置启动时由买方自理的仪表空气系统提供，装置运行正常后由空分自供）。
3.8本套空分装置特点
3.8.1KDN-18000/1200Y型空分设备严格按照《GB/T190011dtISO9001质量体系、设计、开发、生产、安装和服务的质量保证模式》进行质量保证。
3.8.2本装置严格按照国家现行标准、部颁（行业）标准和企业标准进行针对性设计和参数优化设计，以满足用户额定工况需求，同时具有优良的变负荷性能。
3.8.3采用进口空气压缩机，能耗低，可靠性好。
3.8.4以HYSYS软件设计计算的分馏塔系统，由主换热器换热，最大限度地减少了空气进精馏塔的液化量和液空节流汽化率，制冷和精馏相得益彰。
3.8.5冷凝蒸发器采用半蒸发有液位工作，循环倍率为约25，有效地冲刷换热表面，防止CnHm积聚，而且工况稳定易于操作。
3.8.6采用DCS自动控制，自动化程度高、操作灵活方便，且可方便地实行远程控制，实现全厂自动化管理。
（本页以下空白）
附件四、卖方的供货范围
说明：
1）空分装置选用的常规阀门厂家名单在初步会审时提交用户和买方确认。
2）所有安全阀全部配用双阀（一开一备，一台锁开、一台锁关）。
3）分子筛切换阀（三杆阀）、冷箱内所有低温阀进口，具体厂家见阀门选型表。
卖方供货范围主要包括但不限于：
卖方的供货范围（设备技术参数以最终设计为准）：
4.1自洁式空气过滤器1套
4.1.1技术参数
处理空气量：
100000Nm3/h（干基）
过滤压力损失：
初始：
～150Pa
终损：
～650Pa
过滤效率：
99.99%（≥2μm杂质）
大气温度：
-30～50℃
功率消耗：
～500W
消耗反吹气量：
0.2m3/min（来自吸附器后）
4.1.2主要供货内容：
过滤器本体1套
就地仪、电控制柜1套
系统内管道、阀门、梯子、平台、地脚螺栓（双螺母）、
垫片、出口配对法兰及连接件1套
注：
滤纸使用寿命18个月。
4.1.3供货厂商：
无锡安活、纽曼泰克或无锡飞潮
4.2离心式空气压缩机1套
4.2.1技术参数
进气压力：
0.097Mpa（A）
进气温度：
28.7℃
相对湿度：
68%
排气压力：
0.74Mpa（G）
排气流量：
49000Nm3/h（干基）
排气温度：
～105℃
轴功率：
～4890KW（ATLAS）
～4900KW（COOPER）
电机功率：
5500KW（ATLAS）
5600KW（COOPER）
冷却水耗～500T/h（ATLAS）
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