通辽金煤15000空分操作规程讲解.docx

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通辽金煤15000空分操作规程讲解

通辽金煤化工空分装置工艺规程

（试行）

1产品说明：

生产规模

1.1本套装置为KDON/15000/5000型空分装置。

具体生产能力见表1。

表1

产品

产量

纯度

压力

氧气

15000Nm3/h

02≥99.6%

0.6MPa（G）

氮气

5000Nm3/h

≤3PPmO2

0.4MPa（G）

2产品特性及用途：

2.1氧气的性质及用途

氧气（化学符号O2，结构式为：

O＝O，分子量为32.06），氧是地球上分布最广泛的化学元素之一，除了化合物含氧元素外，空气中氧以游离的形式存在于大气中。

空气是由1/5氧（体积）及4/5氮（体积）及少量（0.932%）氩等杂质组成。

氧气是地球上生命的基础，1771年氧气首次被人发现，在常温常压下，氧气为无色透明、无臭、无味的气体，氧气比空气略重。

在温度为0℃，压力为760毫米汞柱时，1m3氧气的重量为1.429千克。

氧气在大气压力下冷却到-183℃时就变成浅蓝色透明而易流动的液体,密度为1140kg/m3，在室温下迅速蒸发,凝固点为-218℃，固体是蓝色晶体。

可燃气体（乙炔、氢、甲烷等），可与氧气按一定比例混合而形成爆炸性混合物。

各种不同种类的油脂在与压缩的氧气接触时可发生自燃现象。

浸渍了液氧的多孔可燃物质（煤、煤粉、泥煤等），在密闭空间点燃时即发生具有巨大物理及化学的爆炸。

这种浸渍了液氧的多孔可燃物质爆炸称为液氧爆炸。

氧气还具有非常奇特的性质，就是感磁性，也就是说，氧分子在磁力的作用下可带磁性，并可被磁极所吸引。

根据氧气的这种特性制成氧的磁性分析仪，以分析氧气的纯度。

氧气用途：

氧气用于金属的焊接及切割；用于炼钢；氧气也是化肥工业上的煤气化、重油气化常用的气化剂和氧化剂。

2.2氮气的性质及用途

氮气（化学符号N2，结构式为：

N≡N，分子量为28.016）在常温常压下为无色无味透明气体，不能燃烧也不助燃，可用来灭火。

氮气体积百分比为78.10（空气中），标准状态下的密度1.25kg/m3,临界压力为3.382MPa,临界温度-147℃。

液体氮的沸点为-195.8℃，蒸发潜热1.992×103J/kg,温度低于-209.86℃时开始变为固体,密度为810kg/m3。

氮气为不活泼气体，氮气对人有窒息性，但在高温高压时也能化合，如合成氨。

氮气的用途：

氮气除了用于化肥工业的合成氨的原料气外，还用于化工生产，炼钢等的保护气，吹洗设备。

液氮在火箭技术中的应用，压送氧化剂等。

氮气在许多场合可作为易燃易爆物质的保护气。

在空分装置的保冷箱内充以干燥氮气，保证一定正压，可以排除湿气和防止氧的积聚。

3工艺原理

利用深冷技术把空气进行深度冷冻液化，然后利用空气中氧气、氮气组分沸点的不同，通过精馏的办法在分馏塔内分离成纯氧气污氮气。

4工艺流程简述

本空分装置是采用常温分子筛净化、增压透平膨胀机提供装置所需冷量、双塔（下塔、上塔）精馏流程。

整套设备包括空气过滤系统、空气压缩系统、空气预冷系统、纯化系统、分馏塔系统、仪表系统、电气系统等，整套装置的控制由DCS系统控制完成（联锁、紧急停车）。

空气预冷：

原料空气进入自洁式空气过滤器后，除去灰尘和其他颗粒杂质，然后进入离心压缩机加压，经过四级压缩三级间级冷却器冷却后的空气进入空冷塔被冷却水和冷冻水冷却，冷却水由循环水管网来，由冷却水泵打到空冷塔中部。

冷冻水由凉水塔来的冷却水经水冷塔与由分馏塔来的多余的污氮气热质交换后由冷冻水泵加压送入空冷塔顶部。

空气经空冷塔和水直接接触，把出空压机的高温气体（＜100℃）冷却到～14.5℃，使部分游离水析出，以改善吸附工作状况，大气中的二氧化硫、氧化氮、氯化氮、氨等杂质被水洗涤，硫化氢、一氧化氮不能被水洗涤清除，但能被分子筛吸附。

空气纯化：

分子筛吸附器为卧式双层床结构，下层为活性氧化铝，上层为分子筛，两只分子筛切换工作。

空气在进入MS1201/MS1202分子筛吸附器前在空冷塔中冷却，以尽可能降低空气温度减少空气中水含量从而降低吸附器的工作负荷，空气中的大部分水份被活性氧化铝清除，二氧化碳和一些碳氢化物被分子筛吸附清除，甲烷、乙烷、乙烯不能被吸附，将会进入塔内。

两台分子筛吸附器一台进行工作，另一台进行再生。

由分馏塔来的污氮气经电加热器加热至180～200℃左右，入吸附器加热再生，脱附掉其中的水分、二氧化碳及其他的一些碳氢化合物，后经放空消音器排入大气。

空气精馏：

净化后的空气分成三股进入分馏系统：

一股加工空气引入循环增压机进行增压，通过冷却器冷却后进入主换热器与反流的气体和液氧进行换热，经过换热在主换热器下部这股空气被冷却为液体后送入气、液分离灌进行分离，分离后的气、液送入下塔参与初步精馏。

一股加工空气引入增压透平膨胀机的增压端进行增压，并经水冷却器后进入主换热器，再从主换热器中部（或底部）抽出，经膨胀机膨胀后进入上塔参加精馏；

另一股加工空气进入主换热器，被反流气体和液体冷却后进入下塔参与精馏。

（温度在﹣172℃左右）

下塔为筛孔式塔板，液体自上而下逐一流经每块筛板，由于溢流堰的作用，使筛板上造成一定的液层高度，当气体由下而上穿过筛板小孔时与液体接触，产生了鼓泡，这样就增加了气液接触面积使热质交换高效进行，低沸点组份逐渐蒸发，高沸点组份逐渐液化，这样在下塔顶获得低沸点的纯氮，在下塔中部获得液污氮，在下塔底获得高沸点的富氧液空，所需的回流液氮来自下塔顶部主冷。

而主冷置于上、下塔之间，下塔上升的氮气在其间被冷凝，而上塔回流的液氧在其间被蒸发，这个过程得以进行，是因为氮气压力高，液氧压力低，例如：

氮气压力在0.45MPa时液化温度为﹣177.5℃，而液氧压力在0.05MPa时蒸发温度为﹣180℃，由于两者间温差的存在，氮气的冷凝和液氧的蒸发就得以进行。

在上塔，液氧蒸发是上塔所需的上升蒸气，气体穿过分布器沿填料盘上升，液氮、液污氮、液空由下塔引出经过过冷器过冷后经节流阀节流自上往下通过分布器均匀的分布在填料上，在填料表面上气、液充分接触进行充分的热质交换，上升气体低沸点组份（氮）含量不断提高，高沸点组份（氧）被大量的洗涤下来，形成回流液。

根据在同等压力下氧、氮沸点不同，经多次蒸发和冷凝，最终在上塔顶部得到低沸点的污氮气，上塔底部获得高沸点的液氧。

下塔产品：

纯氮气、纯液氮，液污氮、38%～42%的富氧液空。

富氧液空：

经过冷器过冷，节流阀节流后进入上塔，作为上塔回流液。

液污氮：

经过冷器过冷，节流阀节流后进入上塔，作为上塔回流液。

纯氮气：

在下塔顶部获得纯度为99.99%的纯氮气，一少部分取出经过主换热器换热后送给用户。

其余部分进入主冷凝蒸发器中被液氧冷凝成液氮，而液氧吸收热量蒸发成气氧。

纯液氮：

一部分液氮回下塔作为下塔回流液体，；另一部分液氮经过冷器过冷后、经节流阀节流后进入上塔顶部参加精馏。

上塔产品：

上塔底部产出液氧，顶部产出污氮气。

各种物流进入上塔，经过上塔的进一步分离，在上塔顶部获得纯度为～96%的污氮气，底部获得纯度为99.53%的液氧。

污氮气经过冷器、主换热器复热后出冷箱，复热后的污氮气分成两部分，一部分做为分子筛吸附器的再生用气，另一部分也送入水冷塔给水冷却。

液氧由上塔底部抽出经过液氧泵加压后进入主换热器与正流气体换热，经过换热液氧被气化后出主换热器复热至常温送给用户。

5空压机巡检岗位操作规程

5.1岗位流程叙述

原料空气经过自洁式空气过滤器，利用灰尘的沉降及静电作用除去空气中的灰尘及机械杂质，过滤器对2微米粒子过滤效率大于98%。

过滤后的空气进入离心式压缩机组进行压缩（DH90-23型）提高空气压力。

压缩机共分为4级压缩，由入口导叶控制气量，1－3级后各有一台机间冷却器，对压缩后的高温气体进行冷却降温，以实现空气的等温压缩过程。

来自过滤器的空气进入压缩机1段进行压缩提压后，经1级冷却器冷却降温后进入压缩机2段进行压缩，经2级冷却器冷却降温后进入压缩机3段进行压缩，经3级冷却器冷却后进入压缩机4段进行压缩，压缩后的空气以小于97℃，0.52MPa的状态送入空气预冷系统。

5.2岗位任务

把大气中的空气经空气自洁式过滤器过滤后，再经离心式空气压缩机组等温压缩至0.52MPa，送至空气预冷系统冷却，分子筛纯化系统净化，一部分净化后的空气作为仪表气源送入仪表气源管网，一部分净化空气送入增压透平膨胀机的增压端进行增压，一部分净化空气送入循环增压机进行增压，大部分净化后的空气进入空分装置参与精馏。

5.3在岗职责

工作期间对所辖设备进行维护和操作，对岗位的生产负全部责任，做到安全生产。

岗位操作工在紧急情况下有权停止设备运行，并立即报告班长，调度室。

在生产现场发现危及生产的事故时，对检修人员有权停止其在岗位内检修工作，并请无关人员立即离开现场，保护现场。

认真做好岗位记录。

熟悉本岗位的工艺流程、设备结构、性能，做到操作熟练，设备出现异常时应及时发现，并做必要的处理。

5.4产品规格及主要参数

设备名称

规格型号

物料介质

流量

操作温度

℃

操作压力

功率KW

转速

r/min

空气透平压缩机

DH90-23型（多

轴离心式四级压缩逐级冷却）

空气

打气量80000Nm3/h

耗水量～625t/h（含油站）

进口温度≤32℃

出口温度≤100℃

进口压力97KPa（A）

出口压力0.62MPa（A）

主电机7800

电机1500

压缩机高速轴8333

压缩机低速轴6818

5.5工艺条件和工艺参数

项目

正常值（G）

报警（G）

停机（G）

备注

油压

0.2±0.05MPa

0.12MPa

0.07MPa

启动备用油泵

油温

40±5℃

55℃

冷却水压力

0.3MPa

0.2MPa

冷却水温度

32℃

中间冷却器冷却水出口温度

40℃

压缩机入口压力

0.0959MPa（A）

压缩机1级出口压力

0.1661MPa（A）

压缩机2级入口压力

0.1615MPa（A）

压缩机2级出口压力

0.2689MPa（A）

压缩机3级入口压力

0.2647MPa（A）

压缩机3级出口压力

0.4177MPa（A）

压缩机4级入口压力

0.4142MPa（A）

压缩机出口压力

0.62MPa（A）

压缩机入口温度

30℃

压缩机1级出口温度

99.2℃

压缩机2级入口温度

44℃

压缩机2级出口温度

102℃

压缩机3级入口温度

44℃

压缩机3级出口温度

95℃

压缩机4级入口温度

44℃

压缩机出口温度

94℃

大齿轮轴承温度

50～70℃

小齿轮轴承温度

50～70℃

流量

80000Nm3/h

1级冷却器耗水量

144T/h

2级冷却器耗水量

148T/h

3级冷却器耗水量

168T/h

油冷却器耗水量

40m3/h

电机油冷却器耗水量

57m3/h

两台冷却器并联

供油量

745L/min

低速小齿轮轴振动

40.0μm

高速小齿轮轴振动

36.78μm

进口叶片调节器

30～90°

启动位置5～10°

放空阀

全关

开

降压

油箱液位

4870L（1.04m）

辅助油泵

停止

运行

运行

排烟风机

运行

超负荷

主油泵

运行

运行

运行

5.6空压机的开停车及操作要点

空压机开车前的准备

a）检查油箱液位在正常范围内。

b）清除机器附近和放在机器上的一切物件。

c）检查各部位紧固件紧固情况。

d）检查电源是否正常，检查仪表柜各仪表情况，并给仪表柜供电。

e）接通水源，打开总上、回水阀，通各级冷却器冷却水，调节适合水量并无泄漏。

f）打开中间气体冷却器气侧阀门检查有无水（水多排不净说明冷却器漏）。

g）启动油泵，检查油过滤器压差，压差大要清洗油过滤网，油温﹤35℃时，开油加热器，给油升温。

调整好油压。

h）通仪表气源，开压缩机放空阀，送出阀关。

i）盘车3—5圈，检查有无机械故障。

j）接通DCS系统，空压机处于备车状态。

k）进口导叶开5%度。

l）检查压缩机油回路情况，检查高位油箱要有回油时方能开车。

m）开车相关人员全部到位，填写空压机开车会签票。

空压机开车操作步骤

a）准备工作完成后，报告班长，调度室，请求送高压电。

b）电工到现场确认允许启动后，由操作工启动电机运行，启动后电工、操作工及设备检修工不得马上离开，分别对所管辖的范围进行严格认真地检查，仔细听压缩机、电机有无异常声响；认真察看油、气、水路系统等无异常现象，如无异常才可通知空压机可以加负荷运行；如有异响要判断准确，停车检修。

c）待压缩机运转正常后，逐渐将进口导叶开至40%—50%度，空压机带负荷运转，根据空分装置空气用量多少及时调节压缩机的进气量。

并要求在空压机带负荷运转正常后，电气、仪表、工艺、设备等开车相关人员方可离开空压现场。

d）打开出口阀向空冷塔送气，逐渐关小放空阀和防喘振阀，调节出口压力在0.52MPa。

经常检查气、水、油路系统的气密性及泄漏情况，并适时进行处理。

空压机正常操作程序

正常生产时，调节空压机进口导叶及放空阀和防喘振阀的开度来保证空压机打气量及出口压力的稳定，使空压机各级入口、出口压力在工艺要求范围内，以保证后工序生产的需要。

控制好空压机各级间冷却器、电机冷却器、油冷却器的循环水量，保证压缩机各级进口、出口气体的温度、电机及各级轴承温度，油温、油压在工艺要求范围内，以保证压缩机的正常运转。

正常生产时操作工1h对设备及工艺条件进行一次巡检，认真填写设备巡检记录及操作记录。

发现问题立即反映给车间领导及时协调给予解决，车间不能解决的及时反映给公司生产运行部调度室。

仪表工每天对计量仪表和自控仪表进行两次巡检，并认真填写记录。

操作工发现计量仪表和自控仪表出现问题时，要及时找仪表工进行维修。

所有计量仪表和自控仪表必须按期校验，在有效期内使用。

空压机停车

正常停车

a）停车前由班长通知调度。

b）通知空分主控，逐渐开大放空阀和防喘振阀。

c）待空分装置将空气全部退出，即空气出分子筛进分馏装置的空气总阀HV101全关停止向分馏塔导气时，关小空压机进口导叶，全开放空阀和防喘振阀，全关出口阀。

d）设备处在无负荷运转状态。

e）停主电机，压缩机停止运转。

f）当停车时注意惰转时间，惰转时间短说明转子和机壳相碰，必须进行检查。

g）各轴承温度降至室温时，停油泵和排烟风机。

h）关闭进口导叶。

i）停各级冷却器的冷却水。

j）长期停车，应放掉冷却器的存水，冬天要做好防冻工作。

紧急停车

在下列情况下采取紧急停车：

突然断电、断水、断油、烧瓦；电机的滑环或碳刷之间发生严重火花，电气来人处理不见好转；机械设备有强烈振动等均应该紧急停车。

a）首先停主电机。

b）打开放空阀和防喘振阀，关压出阀。

c）其他按正常停车处理。

技安要求

a）空压机的开、停车必须按操作规程执行，紧急停车后要及时打开放空阀和防喘振阀，关压出阀（防止空气倒回来，使空压机倒转）。

b）正常生产时，要及时调整油温、油压在规定的范围内，保证压缩机良好运转。

c）及时排放级间冷却器内的冷凝水，防止气体中带水发生压缩机液击现象。

d）严格控制各项工艺指标在规定范围内，防止压缩机发生喘振及大的振动而损坏机器。

5.7空压机不正常现象和突然事件的处理

序号

不正常现象和突然事件

原因

处理方法

1

油压下降

1.主油泵故障；

2.系统漏油；

3.油过滤器堵；

4.油箱液位低；

5.油温过高；

6.油吸入过滤网脏、堵塞。

1.启动备用油泵；

2.及时紧固；

3.倒换使用；

4.补加新油；

5.增加冷却水；

6.立即清洗。

2

轴承温度高

1.轴承磨损；

2.油温高；

3.油压低；

4.轴承间隙小；

5.压缩机振动；

6.油质不好。

1.停车检修；

2.降低油温；

3.调节油压；

4.停车检修；

5.消除脉振；

6.更换新油。

3

冷却水流量下降

1.管内有杂物；

2.水系统大漏；

3.水压下降。

1.停车排放；

2.及时检修；

3.开大水阀门。

5

生产能力下降

1.自洁式过滤器过滤简桶堵塞；

2.冷却器漏；

3.导流叶片坏；

4.气封磨损；

5.放空阀有漏量；

6.冷却效果差。

1.缩短反吹过滤简桶时间；

2.停车检修；

3.停车检修；

4.停车检修；

5.手动关死或电工、仪表工检修；

6.增加水量。

6

机组振动

1.进入喘振区；

2.转子与静止件磨损；

3.转子不同心；

4.轴承间隙大；

5.油压过低。

1.及时调整；

2.停车检修；

3.停车找动平衡；

4.停车检修；

5.提高油压。

7

发生喘振

1.压力过高；

2.冷却效果不好。

1.打开放空阀和防喘振阀；

2.增加冷却水量。

8

油温过高

1.冷却水不足；

2.冷却器与过滤网堵；

3.水质不好。

1.增加水量；

2.停车清洗；

3.用空气反吹。

6空气分离岗位操作规程

6.1岗位任务

将空压机来的0.52MPa空气，经空气冷却塔冷却，分子筛纯化器净化后空气通过主换器冷却至接近液化温度，进入分馏塔进行分馏，经过液氧泵打压板式换热器汽化后，生产出纯度为99.6%的氧气和纯度为99.99%的氮气，产品氧气（15000Nm3/h0.6MPa）送到制气车间供恩德炉装置气化使用；产品氮气（5000Nm3/h0.4MPa）送入用户管网。

6.2岗位职责

a.在工作期间对所管辖范围内的系统进行操作调节，对全空分系统的生产负全部责任，做到安全生产。

b.在紧急情况下有权停止所属部分设备或全部设备的运行，通知压缩机巡检进行现场处理，同时报告班长和调度室。

c.认真做好岗位记录。

d.熟悉本岗工艺流程，设备结构、性能，做到熟练操作，设备出现异常应及时发现，做必要处理。

6.3工艺条件和工艺参数

温度

测点名称

设定值

报警值

连锁值

仪表代号

进空冷塔空气温度显示报警

≤100℃

110℃

TIA—1101

出空冷塔空气温度显示报警

～14.5℃

17℃

TIA—1105

循环水进泵前温度

～30℃

TI—1102

冷冻水出水冷塔温度显示报警

～12.5℃

15℃

TIA—1103

冷冻水进空冷塔水温

≤12.5℃

TI—1104

空气进污氮出MS1201/2温度

15—160℃

TI—1201/2

空气出/污氮进MS1201/2温度

20.5—170℃

TI—1203/4

再生气出电加热器温度指示

170－190℃

200℃

TIA—1206/7

污氮进纯化系统温度

170-190℃

200℃

TICA—1205

电加热器炉膛温度

250℃

300℃

TIAS—1208/9

膨胀机进口温度A/B

–100—–110℃

TI401A/B

膨胀机出口温度A/B

–145—–175℃

-181℃

TI402A/B

增压机进口温度A/B

≤21℃

30℃

TIA405A/B

增压机出口温度A/B

≤70℃

TI406A/B

膨胀机A/B前轴承温度

≤60℃

70℃

75℃

TIAS—403A/B

膨胀机A/B后轴承温度

≤60℃

70℃

75℃

TIAS—404A/B

膨胀机A/B油箱温度

60≤℃

≤20℃加热器开≥36℃加热器关≥25℃油泵启动

TIS—409A/B

增压机冷却器后出口温度

≤40℃

42℃

TIA—407A/B

膨胀机油泵出口温度指示

≤65℃

TG—410A/B

膨胀机油冷却器后温度指示

≤40℃

TG—411A/B

纯化空气进下塔温度

–170—–174℃

TI—5

污氮气出过冷器温度

–175—–180℃

TI—6

液空出过冷器温度

–175—–180℃

TI—7

液氮出过冷器温度

–189—–192℃

TI—9

液污氮出过冷器温度

–175—–180℃

TI—8

出上塔污氮气温度

–191—–193℃

TI—10

高压液空出主换热器温度

–170—–174℃

TI—11

空气进下塔温度

–170—–174℃

TI—12

液氮回流进下塔温度

–178—–181℃

TI—13

分馏塔冷箱基础表面温度

≤120℃

TI—14

空气进冷箱温度

～21℃

TI—101

产品氧气出冷箱温度

～37℃

TI—102

压力氮气出冷箱温度

～37℃

TI—103

污氮气出主换器温度

15—22℃

TI—104

主换热器膨胀空气底抽温度

–170—–174℃

TI—2

主换热器膨胀空气中抽温度

–100—–110℃

TI—3

主换热器冷箱底部温度

≤120℃

TI—4

压力

测点名称

设定值

报警值

连锁值

仪表代号

空气过滤器阻力

～0.6KPa

0.8KPa

出空冷塔空气压力

0.51MPa

0.45MPa

0.4MPa

PIAS-1102

循环水进泵前压力就地显示

～0.3MPa

PI—1101

冷却水出水泵压力就地显示

～1MPa

PI—1103/4

冷冻水出水泵压力就地显示

～1MPa

PI—1105/6

空气旁通进水冷塔压力就地显示

～50KPa

PIA—1107

空冷塔阻力显示报警

～7KPa

12KPa

PDIA—1101

下塔压力

0.45—0.47MPa

0.48MPa

PIA—1

上塔底部压力

45—55KPa

60KPa

PIA—2

仪表空气压力

0.45—0.5MPa

0.4MPa

PIA—2001

产品氧气压力控制

～0.6MPa

PIC—102

产品氮气压力

～0.45MPa

PI—103

产品污氮气压力

～16KPa

PIC—104

下塔阻力

～18KPa

PdI—1

上塔阻力

～10KPa

PdI—2

空气进冷箱压力

～0.49MPa

PI—101

膨胀机A/B进口压力

～0.7MPa

PI—401A/B

膨胀机A/B出口压力

～0.042MPa

PI—402A/B

膨胀机A/B喷嘴后压力

～0.264MPa

PI—403A/B

增压机A/B进口压力

～0.49MPa

P