分子筛纯化系统2.docx
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分子筛纯化系统2
20000m3/h分子筛纯化系统作业指导书
1范围
规定了20000m3/h分子筛纯化系统作业的操作要求。
适用于能源中心制氧分厂制氧作业区的2×20000m3/h机组分子筛纯化系统的操作。
2引用标准和术语
2.1GB16912-1997《氧气及相关气体安全技术规程》
2.2GB50030-1991《氧气站设计规范》》
3工作职责
3.1空分操作人员负责设备的安全运行，对操作过程中发生的各种异常现象及时逐级汇报、处理。
3.2空分操作人员负责分子筛纯化系统开机、停机操作并保持设备清洁。
3.3空分操作人员负责监控运行设备的各部参数稳定，尤其是主要控制参数必须达标，参数有较大变化时及时采取有效措施并逐级汇报、处理。
3.4空分操作人员做好运行设备的原始记录及点检记录。
4.工作程序
4.1工作流程
启动前准备启动切换控制系统启动电加热器
工况调整运行检查并记录停机
4.2作业准备
4.2.1工具、材料、备品备件及设备的准备
序号
工具/设备的名称
数量
适用阶段
1
加力棒
2根
开机
2
电筒
1把
开机、调整
3
对讲机
1对
开机、调整
4.2.2作业人员的准备
a）机组操作人员均持证上岗。
b）按规定穿戴好劳保防护用品，女工发辫放入帽内。
c）由带班作业长主持召开班前会，确认人员精神状态、危险预知及上班的生产情况。
做好班前会记录。
d）检查设备是否完好，工具是否齐全，环境卫生是否干净。
异常情况上报作业长，并由作业长在交接班记录中说明。
4.3概述
4.3.1工作原理：
本系统是采用变温吸附法连续分离空气中水份和二氧化碳，在常温下吸附剂对水份、二氧化碳的吸附容量大，高温下吸附容量减小，通过周期性改变床层温度，达到连续分离空气中水份和二氧化碳的目的。
4.3.2工艺流程:
本系统是由纯化器、电加热器、切换阀及仪电控等部机组成。
原料空气经预冷系统冷却到15.5℃后，从纯化器下部导入，原料气流经床层时，其中所含水份和二氧化碳被吸附，纯化空气从纯化器出口进入主换热器。
吸附过程持续四小时后，两只纯化器切换，压缩空气进入另一只纯化器进行吸附。
吸附过程结束的纯化器逆向放压，使纯化器压力降至大气压，然后用分馏塔排出的污氮气经电加热器加热后对纯化器进行再生，最后用分馏塔出来的冷污氮气将再生结束的纯化器吹冷，以备下次切换使用。
分子筛吸附剂（单个）工作过程为：
卸压加热（再生）吹冷充压（平衡）切换
投入吸附工作
各阶段时间
时间（min）MS1201MS1202
0～12吸附逆向卸压12分钟
12～92吸附加热再生80分钟
92～216吸附吹冷124分钟
216～240吸附充压23分钟
240～243吸附切换3分钟
下面以1#吸附器使用、2#再生，说明工艺流程。
MS1201吸附器吸附时，V1201、V1209开，其它阀门关闭。
MS1202再生过程：
a）逆向卸压：
MS1202在吸附周期结束时，须将容器内带压的空气排放，即逆向卸压过程。
MS1202纯化器开HV1208、FCV-1201C，完成时间12分钟。
b）加热（再生）阶段：
开FCV-1201A、V1212、V1206、V1213、V1214（或V1215）、V1216、V1217（或V1218）；关HV1208、FCV-1201C。
再生污氮气经电炉加热自上而下通过吸附器，完成时间80分钟。
c）吹冷阶段：
开FCV-1201B、V1212、V1206；关FCV-1201A，电炉停止工作。
再生污氮气通过FCV-1201B自上而下通过吸附器，完成时间124分钟。
d）充压阶段：
开HV1204、FCV1201C；关FCV-1201B、V1212、V1206。
使空气自吸附器底部进入，完成时间24分钟。
参见吸附器工作过程时序图（图一）：
4.3.3系统阀门明细表
序号
阀号
阀门型号及名称
用途
1
V1201
160D600A，DN600，PN10高温气动蝶阀
MS1201空气进口阀
2
V1202
160D600A，DN600，PN10高温气动蝶阀
MS1202空气进口阀
3
HV1203
气动薄膜调节阀
MS1201均压调节阀
4
HV1204
气动薄膜调节阀
MS1202均压调节阀
5
V1205
160D600A，DN600，PN10高温气动蝶阀
MS1201再生气出口阀
6
V1206
160D600A，DN600，PN10高温气动蝶阀
MS1202再生气出口阀
7
HV1207
气动薄膜调节阀
MS1201泄压调节阀
8
HV1208
气动薄膜调节阀
MS1202泄压调节阀
9
V1209
160D600A，DN600，PN10高温气动蝶阀
MS1201空气出口阀
10
V1210
160D600A，DN600，PN10高温气动蝶阀
MS1202空气出口阀
11
V1211
160D600A，DN600，PN10高温气动蝶阀
MS1201再生气进口阀
12
V1212
160D600A，DN600，PN10高温气动蝶阀
MS1202再生气进口阀
13
V1213
D37A1X-10，DN400，PN16手动蝶阀
EH1201进口阀
14
V1214
D37A1X-10，DN400，PN16手动蝶阀
EH1202进口阀
15
V1215
D37A1X-10，DN400，PN16手动蝶阀
EH1203进口阀
16
V1216
D371H-16C，DN500，PN16手动蝶阀
EH1201出口阀
17
V1217
D371H-16C，DN500，PN16手动蝶阀
EH1202出口阀
18
V1218
D371H-16C，DN500，PN16手动蝶阀
EH1203出口阀
19
V1219
J41H-16C，DN200，PN16截止阀
纯化空气自循环启闭阀
20
V1220
Y43H-16C，DN200，PN16活塞式减压阀
纯化空气自循环减压阀
21
V1221
J41H-16C，DN25，PN16截止阀
管道凝结水排放阀
22
V1222
J41H-16C，DN25，PN16截止阀
管道凝结水排放阀
23
V1223
S41H-16C，DN25，PN16自由浮球式疏水阀
管道凝结水疏水排放阀
24
V1224
J41H-16C，DN65，PN16截止阀
纯化空气去空气过滤器进口阀
25
V1225
J41H-16C，DN150，PN16截止阀
纯化空气放空阀
26
SV1201
A42Y-16C，DN80，PN16全启式弹簧安全阀
再生气安全阀，起跳压力0.06MPa
27
SV1202
A42Y-16C，DN80，PN16全启式弹簧安全阀
纯化空气自循环安全阀，起跳压力0.06MPa
28
FCV1201A
气动薄膜调节阀
再生气进电加热器调节阀
29
FCV1201B
气动薄膜调节阀
冷吹气调节阀
30
FCV1201C
气动薄膜调节阀
污氮去放空消音器调节阀
4.3.4吸附剂装填:
吸附剂的装填是在吸附器试压及吹扫合格后进行。
吸附剂装填应选择在晴朗天气进行，装填前应尽量做好准备工作，装填时间越短越好，集中力量一只纯化器装完后再装另一只，装完后的纯化器应迅速密封，避免与大气长时间接触。
吸附剂装填时，按顺序先装活性氧化铝，之后铺上丝网，用压板压牢，再装分子筛，铺上丝网，用压板压牢，吸附剂按设计量装填，使其装填紧实。
充装量：
Ø2－Ø5活性氧化铝15950Kg/台
13X分子筛22000Kg/台
4.3.5调试：
a）切换系统调试
仪控系统调试后并确认无误的情况下，将仪控系统与切换系统联合调试。
切换系统调试最好在吸附器装填分子筛之前进行。
调试前检查电磁阀、气动切换阀、仪控系统的接线是否正确无误。
逐个检查气动切换阀是否动作灵活，及限位开关是否到位。
采用手操调整气动切换阀开阀速度，切换阀由全关到全开时间为10-20秒。
b）在上述工作完成后，向切换系统供仪表气，要求仪表气压力0.4-0.6MPa，露点-40℃，切换系统空载运行48小时，检查运转与阀门切换动作是否准确，可靠灵活，随时发现问题及时解决。
c）停车后，逐个检查阀门是否到位，抽查V1211或V1212作气密性试验。
4．4主要技术参数
名称
名称
空气气量
10700m3/h
再生用污氮气进纯化器压力
14KPa
空气压力
0.5MPa
再生用污氮气电加热器温度
≥170℃，≤200℃
（主控参数）
空气进口温度
15.5℃
空气CO2含量
≤1×10-6
再生用污氮气气量
≥19500（主控参数）
4.5试车
4.5.1高温再生
a）试车前，吸附剂装填后，应对纯化器进行一次高温再生。
b）纯化器高温再生时的纯化空气可作为分馏塔的加温气，高温再生结束后，可在不停车情况下转换到正常工况。
4.5.2启动前准备
a）启动前全面检查设备是否正常，阀门是否全部处于关闭状态。
b）查仪表气源、程序控制器是否正常。
纯化器程序控制系统，设有自动/手动按钮、暂停按钮、停止运行按钮，并可随时更改各阶段运行时间。
分子筛纯化器MS1201、MS1202可以从任何一个吸附器开始投入工作，即可以从MS1201吸附器投入工作，MS1202在泄压，也可以从MS1202吸附器开始投入工作，MS1201在泄压。
c）检查各阀门的状态，通过切换程序，检查各切换阀门及调节阀的开闭是否正常，参见工作时序图（图一）。
d）投入除分析和计量仪表外的全部仪表。
4.5.3启动
a）打开HV1203或HV1204对纯化器充压。
b）先选择两只电加热器，分别打开进、出口阀门，然后在吸附器再生状态下依次打开V1219及V1220阀。
c）启动控制系统，压缩空气减量进入纯化器，进入空气量不大于加工空气量的三分之二，不小于加空气量的三分之一，床层压力控制在0.48MPa以上，再生气压力和流量通过V1219调节。
d）启动电加热器：
启动电加热器前，要进行联锁试验，要先送气再启动电加热器。
e）通过调温器及各电炉前手动阀调节各电炉出口温度及流量，出电炉温度要求在250℃左右。
f）吸附器升压及卸压应平稳进行，通过调节HV1203、HV1204及HV1207、HV1208开度时间来实现。
经调节好以后，保持该开度时间不变。
g）高温再生冷吹出吸附器温度峰值达～180℃较佳，而冷吹要求达常温，以上是通过程序延时或跳转来实现。
h）在高温再生工况下，纯化器连续工作6个周期（即～24小时）后，即可认为高温再生已完成。
此时，可将高温再生工况转换到正常工况。
4.6正常开机
4.6.1启动前准备
a）启动前全面检查设备是否正常，阀门是否全部处于关闭状态。
b）查仪表气源、程序控制器是否正常。
c）查各阀门的状态，通过切换程序，检查各切换阀门及调节阀的开闭是否正常，参见工作时序图（图一）。
d）投入除分析和计量仪表外的全部仪表。
4.6.2启动前全面检查设备是否正常，阀门是否全部处于关闭状态，将程序设置在正常工况。
a）打开HV1203或HV1204对纯化器充压。
b）打开V1219阀门。
c）启动控制系统，压缩空气减量进入纯化器，启动初期进入空气量不大于加工空气量的三分之二，不小于加空气量的三分之一，床层压力控制在0.48MPa以上，再生气压力和流量通过V1219调节。
d）通过调温器使再生气的温度达到设计参数。
e）连续分析分馏塔污氮总管含水量，污氮露点达到-70℃后，将污氮气送入纯化器作再生气，同时关闭V1219阀。
4.6.3工况调整
a）设备工况调整的原则是确保进纯化器再生气温度和流量，再生是否彻底，以吸附床吹冷期排气温度来判断。
保证吸附床能“完全”再生的排气温度为高温再生时180℃，正常工况100℃。
当吸附床冷吹期间排气温度小于上述值时，应调高再生气出电加热器温度，以提高进纯化器再生气温度。
也可以在保证再生气温度的前提下改变FIC-1201设定量满足再生要求。
b）纯化空气含水量和二氧化碳达不到设计指标时，首先应检查再生气温度是否达到设计值，如有偏差应及时纠正。
其次应检查压缩空气中是否带有游离水、压缩空气进纯化器是否温度过高。
如果上述检查一切正常，而情况继续恶化，可对纯化器进行高温再生。
此时可在不停车的情况下进行。
4．6.4操作和使用
a）分子筛纯化器工作过程
整个过程必须严格按照规定的控制程序和时间、充压压差、卸压压力等条件，以及前一步动作完成，有关阀门已经动作以后，再平稳过渡到下一步程序，在阀门行程开关可靠的前提下，行程开关的动作参与联锁。
卸压加热（再生）吹冷充压（平衡）切换
投入吸附工作
卸压：
打开MS1202的空气进口阀、V1202、V1210。
MS1201的空气进口阀V1201、V1209阀已关闭，充压阀HV1203、HV1204关闭，V1211关闭，逐步打开泄压阀HV1207，直至在12分钟内MS1201容器泄压后小于10KPa（PIS-1201）。
此时FIC-1201C投入自动，控制FCV-1201C放空阀、使放空流量稳定（设定：
19500Nm3/h）。
加热（再生）阶段：
打开V1205、V1211，关闭V1207阀，FCV1201A投入自动，控制FCV-1201A加热阀、设定FCV-1201C阀门自动在60秒内由原有的开度位置逐步关小，直至全关。
吹冷阶段：
设定FCV-1201B自动吹冷，FCV-1201A自动在60秒内由原有开度的位置逐步关小，直至全关。
充压阶段：
设定FIC-1201C为自动，控制FCV-1201C，设定FCV-1201B为自动，在60秒内FCV-1201B在原有开度的位置逐步关小，直至全关。
FCV-1201C在60秒内由原全关逐渐打开。
当FCV-1201B阀门开度<5%时，关闭V1205、V1211阀。
V1205、V1211全关以后，逐步打开HV1203充压阀，充压24分钟，使PdIS-120110KPa。
切换：
关闭HV1203阀，打开V1201、V1209阀，确认空气阀打开后，1分钟后再关V1202、V1210空气阀。
MS1201吸附器投入工作，MS1202吸附器将卸压。
b）程序在切换过程中要求：
空气进冷箱的气量不能中断；切换阀门确实动作到位以后，再进行下一步；加热调阀、吹冷阀、放空阀要平稳过渡，使流量波动尽可能小些，以免影响上塔精馏工况。
c）分子筛纯化器各设计点参数
名称
测点
代号
参数
备注
设计值
报警联锁值
空气出/污氮进MS1201压力
空气出/污氮进MS1202压力
PIS-1201
PIS-1202
＞10KPa
卸压自动延时
空气出/污氮进MS1201压力
空气出/污氮进MS1202压力
PI-1203
PI-1204
加热再生气进纯化器压力
PI-1205
14KPa
纯化器空气进污氮管压力
PI-1206
15KPa
MS1201充压/MS1202充压
压差联锁
PdIS-1201PdIS-1202
0～510
KPa
＞10KPa
充压自动延时
空气进/污氮出MS1201温度
空气进/污氮出MS1202温度
TI-1201
TI-1202
16℃/
-10～250℃
空气出/污氮进MS1201温度
空气出/污氮进MS1202温度
TI-1203
TI-1204
23.5℃/
-10～250℃
污氮进纯化系统温度
TI-1205
170℃
＞200℃报警＜170℃报警
（主控参数）
电炉
（1）
（2）（3）出口温度
TIA-1206
TIA-1207
TIA-1208
170℃
高温活化＞220℃报警；正常加热＞200℃报警
电炉
（1）
（2）（3）炉堂温度
TIAS-1209
TIAS-1210
TIAS-1211
300℃
＞350℃报警
污氮加热气量调节
FIC-1201A
FIC-1201B
FIC-1201C
19500m3/h
（主控参数）
纯化器后空气中CO2分析
AIA-1203
≤1×10-6
＞1PPm报警
（主控参数）
d）设备进入正常运行工况后，操作人员要经常观察系统的操作压力和温度，发现异常及时解决。
操作人员要经常通过仪控系统观察各气动切换阀动作情况。
如出现异常，再观察吸附床及系统操作压力，如果系统工况正常稳定，说明气动切换阀限位开关故障。
此时，应维持正常操作，如果系统操作压力偏离正常工况，应停机检查。
操作人员应定期打开V1221阀对压缩空气总管进行吹除，如果发现吹除水份过多，应及时检查空冷塔出口的压缩空气是否带有大量的游离水，含水量过大时，应停车检查，V1222宜常保持一定开度。
4.6.5停车
a）正常停车
正常停车宜在吸附器冷吹结束时停车。
停车后另一只吸附器卸压完毕，关控制系统后，关闭所有手动阀。
b）故障停车
无论系统故障或系统外故障引起紧急停车，其操作顺序如下：
关闭控制系统，停电加热器。
4.6.6故障停车后的启动
a）故障停车时间比较短，启动后污氮气量和露点满足要求。
按控制系统停车后保持工况进行，待控制系统投运后，启动电加热器。
b）故障停车时间比较长，也应按控制系统停车后所保持的工况进行，启动顺序按正常开机进行。
4.6.7维修、保养及故障排除
a）经常检查油雾器，防止无油而损坏气动切换阀。
b）经常检查绝热层情况，防止受潮和脱落。
c）气动切换阀故障
气动切换阀经长期运行后，密封性能可能下降，甚至会严重泄漏，一般情况下，应停车对密封圈进行更换或调整，并对修理后的阀门作气密性试验。
气动切换阀可能由于阀瓣定位螺栓松动，使得阀瓣不到位，这种情况泄漏严重，需停机修理。
4．6.8电磁阀故障：
电磁阀是容易引起故障的设备。
由于电压波动，引起磁头过热、过载而损坏，仪表空气不干净造成阀芯卡死。
经过长期运行后，易损件磨损严重或失效，都是引起故障的原因，电磁阀故障应停车更换。
4．6.9故障排除：
两个纯化器操作工况不一致。
说明气动切换阀漏气，停车修理。
纯化空气中水份和二氧化碳含量波动大，而且波动的规律性不够，说明气动切换阀漏气。
纯化器操作压力突然变化，可判断为电磁阀或气动阀故障。
先检查电磁阀有无信号。
电信号有则为电磁阀或气动阀故障，无信号则是控制系统故障，在排除电磁阀故障可能后，可能是气动切换阀故障。
4．7正常运行时的危险点及安全措施或要求
序号
危险点
安全措施或要求
1
电加热器设备损坏
启动电加热器前，要进行联锁试验。
先送气再启动电加热器。
4.8安全注意事项
4.8.1将空气出吸附器的二氧化碳含量控制在1×10-6以下，在线分析仪应定期校验。
吸附器定时切换，程控器动作必须灵敏、可靠。
4.8.2定期从观察孔检查分子筛破碎情况及床层平整情况，定时耙平。
如有破碎，要按规定量更换分子筛。
4.8.3必须注意当人员进入分子筛吸附器之前，要用足够的空气进行置换，以驱除残余污氮气体，含氧量要在19.5-23%之间确保人身安全。
4.8.4必须注意加热器使用情况，当发生故障时应及时进行检修。
4.8.5注意再生气体进加热器的气量，不得低于规定值。
如低于规定值，必须立即查出原因，进行调整。
4.8.6必须严格控制分子筛吸附系统在每个阶段运行时各部温度、压力在达到规定范围内。
4.8.7必须严格检查分子筛在运行中的每个工作阶段，其现场阀门是否“开”“关”到位，谨防阀门漏气或系统“串气”。
4.8.8严格检查分子筛及疏水器工作是否正常，谨防分子筛空气纯化系统进水。
4.8.9在进行分子筛吸附转动耙平机构操作时，不得耙平正在使用中的分子筛，操作人员登高手动作业时，应注意安全，谨防坠落。
5记录
6相关文件
6.1 《制氧分厂作业区交接班管理办法》
6.2 《制氧分厂岗位操作工日常点检手册》
7附件
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