空分装置操作规程Word格式.docx
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停水........................................................31
停仪表空气..................................................31
停蒸汽......................................................31
7.特殊操作
机泵、加药等特殊装置..........................................32
冬季防冻措施..................................................33
其他特殊操作..................................................33
8.事故处理及环境保护
外部故障.......................................................33
内部故障,异常现象及处理对策...................................34
事故处理预案...................................................35
环保要点.......................................................37
9.附图(表)
带控制点的工艺流程图...........................................40
主要设备一览表.................................................40
联锁逻辑图.....................................................40
调节、报警、联锁装置一览表.....................................41
安全阀及防爆板起跳值一览表.....................................42
分析指标及频次一览表...........................................43
特殊按钮说明....................................................43
1.岗位的职责、任务
新疆庆华煤化2X50000NM3/h空分装置主要是为气化车间气化炉提供高压氧气,为后部工号密封、置换、吹扫提供氮气,正常生产时为全厂提供仪表空气、装置空气及气化炉开工空气。
此外本装置还提供液氧、液氮产品。
2.工艺原理及岗位工艺流程简述
.工艺原理
干燥空气的主要成份如下:
名称
化学代号
体积百分比
重量百分比
氧
O2
氮
N2
氩
Ar
空气中其它组成成份,如氢、二氧化碳、碳氢化合物的含量在一定范围内变化,而水蒸汽含量则随着温度和湿度而变化。
空气中的主要成份的物理特性如下:
名称化学符号
标准大气压下的液化温度(℃)
标准大气压下的固化温度(℃)
临界温度
(℃)
临界压力
MPa(A)
氧O2
-183
-119
氮N2
-147
氩Ar
-122
空气的精馏就是利用空气的各种组份具有不同的挥发性,即在同一温度下各组份的蒸汽压不同,将液态空气进行多次的部分蒸发与部分冷凝,从而达到分离各组份的目的。
当处于冷凝温度的氧、氮混合气穿过比它温度低的氧、氮混合液体时,气相与液相之间就发生热、质交换,气体中的部份冷凝成液体并放出冷凝潜热,液体则因吸收热量而部份蒸发。
因沸点的差异,氧、氩的蒸发顺序为:
氮>
氩>
氧,冷凝顺序为:
氧>
氮。
在本系统中,该过程是在塔板上进行的,当气体自下而上地在逐块塔板上通过时,低沸点组份的浓度不断增加,只要塔板足够多,在塔的顶部即可获得高纯度的低沸点组份。
同理,当液体自上而下地在逐块塔板上通过时,高沸点组份的浓度不断增加,通过了一定数量的塔板后,在塔的底部就可获得高纯度的高沸点组份。
由于氧、氩、氮沸点的差别,在上塔的中部一定存在着氩的富集区,制取粗氩所需的氩馏份就是从氩富集区抽取的。
工艺流程概述
空气过滤器及空气压缩系统
该系统由一台自洁式空气过滤器及一台透平空气压缩机系统组成。
含尘空气入空气过滤器,过滤掉其中机械颗粒、粉尘等。
经过滤的空气再入空气压缩系统,被空气压缩系统压缩到后进入空气预冷系统。
空气冷却塔为装有两层塔料的填料塔,空气由空气压缩机送入空气冷却塔底部,由下往上穿过填料层,被从上往下的水冷却,并同时洗涤部分NOx,SO2,C1+等有害杂质,最后穿越顶部的丝网分离器,进入分子筛纯化系统,出空冷塔空气的温度约为℃。
进入空冷塔的水分为两段。
下段为循环水的冷却水,经常温水泵加压入空冷塔中部自上而下冷却压缩空气后出空冷塔回循环水系统。
上段为来自水冷系统的冷冻水,经水冷却塔与由分馏塔来的多余的污氮气热质交换冷却后,由冷冻水泵加压后,送入空气冷却塔顶部,自上而下冷却压缩空气后出空冷塔后回循环水系统。
空气纯化系统
该系统主要由两台吸附器、一台蒸汽加热器、切换阀及仪电控等组成。
分子筛吸附器为立式双层床结构,外层为活性氧化铝,内层为分子筛,两只吸附器切换工作。
由空气冷却塔来的空气,经吸附器除去其中的水份、CO2及其它一些CnHm后,除一部分进入增压压缩机增压及用作仪表空气、装置空气之外,其余均全部进入分馏塔。
当一台吸附器工作时,另一台吸附器则进行再生、冷吹备用。
由分馏塔来的污氮气,经蒸汽加热器加热至170℃后,入吸附器加热再生,脱附掉其中的水份及CO2,再生结束由分馏塔来的污氮气吹冷,然后排入大气。
高温再生时,再生气经蒸汽加热器加热至230℃后,入吸附器加热再生。
经吸附器纯化后的空气水含量在-70℃露点以下,CO2≤1PPm。
增压压缩机系统
由分子筛吸附器来的洁净空气进入增压压缩机增压使空气的压力得以提高,增压空气分为两股,一股(流量54000Nm3/h,压力)从增压压缩机中部抽出,经冷却后进入由膨胀机驱动的增压机;
另一股(流量70000Nm3/h,压力)从增压压缩机末级引出,经冷却后进入高压换热器与高压液氧进行换热。
从增压压缩机中抽并经冷却后的加压空气,进入由膨胀机驱动的增压机,消耗掉由膨胀机输出的能量,使空气的压力得以进一步提高,增压后的空气进入增压机后冷却器,冷却到所需温度后进入高压换热器,被返流的液氧、氮气及污氮冷却到一定温度后进入透平膨胀机膨胀,膨胀空气进入下塔参与精馏。
氧、氮精馏系统
该系统主要由下塔、主冷凝蒸发器、上塔、过冷器及液氧泵组成。
出空气纯化系统的洁净工艺空气一部分直接进入冷箱内的主换热器,被返流出来的气体冷却,接近露点的空气进入下塔的底部,进行第一次分馏。
其余部分空气进入增压压缩机,中抽一股进入增压透平膨胀机增压端增压,经增压冷却后进入高压换热器,被返流气体冷却到一定温度后,进入膨胀机膨胀制冷后进入下塔,参与精馏。
另一股继续增压到一定压力后进入冷箱内的高压换热器,被液氧冷却、液化后的空气经节流后,一部分继续节流后进入上塔参与精馏,另一部分进入下塔中部参与精馏。
在精馏塔中,上升气体与下流液体充分接触,传热传质后,在顶部得到纯氮气。
纯氮进入下塔顶部的主冷凝蒸发器被冷凝,在气氮冷凝的同时,主冷凝蒸发器中的液氧得到气化,参与上塔精馏。
一部分液氮作为下塔的回流液下流,其余液氮经过冷后,小部分作为产品送用户。
剩下部分节流后进入上塔作为上塔回流液产于精馏。
在上塔顶部产出低压氮气经主换热器复热后送入用户,同时从下塔抽取压力氮经主换热器复热后作为产品。
在下塔中产生的液空及污液氮也经过冷器过冷,节流后进入上塔参与精馏,在上塔内,经过再次精馏,得到产品液氧和污氮。
液氧从主冷抽出,小部分作为产品送入贮槽,大部分进入液氧泵加压后进入高压换热器汽化复热后送用户。
粗氩的提取
该系统主要由粗氩塔、粗氩冷凝器组成。
本套空分不提取精氩,为了提高上塔氧提取率,设置相应粗氩塔及冷凝器进行粗氩提取,以提高上塔氧提取率。
为了制取粗氩,从分馏塔上塔下部的适当位置引出一股氩馏分气送入粗氩塔进行精馏,使氧的含量降低;
粗氩塔顶部装有冷凝蒸发器,以过冷器后引出的液空节流后送入其中作为冷源,绝大部分的粗氩气经冷凝蒸发器后作为粗氩塔的回流液。
其余部分由粗氩塔顶部引出并送入主换热器,出主换热器复热后到水冷塔制冷。
位号
用途
设定值
报警值
联锁值
TIA-171101
进空冷塔空气温度
<
100℃
115℃
TIA-171105
冷冻水进空冷塔前温度
12℃
16℃
TIA-171102
出空冷塔空气温度
15℃
17℃
TIA-171503
膨胀机前轴承温度
65℃
70/75℃
TIA-171504
膨胀机后轴承温度
进口膨胀机轴承温度
温度指标
压力指标
PdIA-171000
空气过滤器阻力
1KPa
PdIA-171101
空冷塔阻力
7KPa
10KPa
PIAS-171102
空冷塔出口压力
PIA-171901
仪表空气压力
PIAS-171506
膨胀机轴承油压
PdIA-171601
主换热器低压空气阻力
15KPa
18KPa
PdI-171602
下塔阻力指示
PdI-171603
上塔阻力指示
PdI-171701
粗氩塔阻力指示
3KPa
PI-171304
氧气出分馏塔压力调节
PCV-555
进口膨胀机仪表气压力
690kpa
PCV-580
进口膨胀机油压
552kpa
483kpa
414kpa
PDCV-572
进口膨胀机密封气压差
138kpa
69kpa
液位指标
LICS-171101
空冷塔液位控制
1100mm
700/1400mm
2000mm
LICA-171105
水冷塔釜液位控制
1200mm
600/2000mm
LICA-171601
下塔液空液位
600mm
300/800mm
LIA-171602
主冷液氧液位
2900mm
3200mm
组份、浓度(或含量)、比重控制指标
分析控制指标
AIA-171202
污氮出加热器水分析
5ppm
10ppm
AIA-171541
空气出冷却器水分析
AIA-171201
空气出纯化器CO2含量分析
1ppm
2ppm
AIA-171304
产品O2纯度分析
%
AIA-171307
产品氮中含氧量分析
AI-171601
下塔液空中氧含量分析
38%
AIA-171603
液氧中CnHm含量分析
60ppm
100ppm
AIA-171701
氩馏份中Ar含量分析
9%
6%/10%
流量指标
FIC-171304
产品氧气流量指示控制
50000m3/h
FIC-171307
氮气出冷箱
30000m3/h
FIC-171308
20000m3/h
FIC-171305
高温污氮出冷箱
66700m3/h
FIC-171306
粗氩气流量控制
1300m3/h
FI-171204
装置空气去用户
12000m3/h
主要电机电流指标
设备名称
设计值
J171101A/B
冷却水泵
J171102A/B
冷冻水泵
J171601A/B
液氧泵
J171801A/B
液氮泵
国产膨胀机油泵
进口膨胀机油泵
主要设备振动及转速指标
SRAS171569
进口膨胀机
28600rpm
30100rpm
SRAS171501
国产膨胀机
19370rpm
21700rpm
VT-560
进口膨胀机轴振动
23um
28um
正常操作控制要点及注意事项
预冷系统的启动操作要点及注意事项
该系统起动应先起动冷却水泵,再起动冷冻水泵;
用空压机送气旁通阀V171149对空冷塔缓慢充压,待出空冷塔压力PIAS-171102达到(G)后尽快启动冷却水泵,冷却水量(FICA-171101)应控制在≤600t/h内;
待冷却水泵调试正常后,通过空气进水冷塔V171150阀调节进水冷塔的空气量,然后起动冷冻水泵,起动冷冻水泵之前应先开启水冷塔补水阀LCV-171105阀,待LICA-171105水位达到设定值后,LCV-171105投自动,冷冻水流量FICA-171102应控制在≤130t/h内;
当分馏塔能提供适量的污氮气给水冷塔后,关闭V171150阀;
出空冷塔空气温度的调节:
空冷塔出口温度应控制在℃以下,主要控制冷冻水温度TIA-171105应低于12℃,当温度过高,就应设法增大水冷塔负荷降低出空冷塔空气温度;
进空冷塔水流量的调节:
进空冷塔的水流量应随加工空气量的变化而作相应的变化,对循环水主要通过FCV171101阀进行调节,而对冷冻水,主要应通过FCV171102阀调节;
空冷塔或水冷塔换热效果降低:
应检查分布器是否有堵塞或填料结垢,严重者应停车拆除后清洗、疏通;
冷却水、冷冻水流量异常降低:
检查水泵是否有故障,检查水泵前过滤器是否堵塞。
纯化系统的操作要点
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的动作情况,如果出现异常,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分子筛进口吹除阀V171228对压缩空气总管进行吹除,如果发现吹除水份过多,应及时检查空气冷却塔出口的压缩空气是否带有大量游离水,含水量过大时,应停车检查,分子筛进口疏水阀V171229宜常保持一定开度。
增压透平膨胀机系统操作要点
在正常启动前确保加温结束,水、油、电、气系统正常,联锁好用;
调节转速时应控制膨胀端和增压端配合调节、避免两端失衡,主要由增压机端回流阀FV171564/FCV171501和进口导叶XV171553/XV171501阀的开度来实现;
在运行正常后应急时把膨胀增压机回流阀FV171564/FCV171501投入联锁;
膨胀机是空分装置关键的制冷设备,他是直接与增压机二段和精馏塔相连的动设备,所以正常调节中应特别注意操作缓慢。
在润滑油温到达35℃方可进行膨胀机加量。
精馏的操作要点
下塔的液空液面必须稳定,可由下塔夜空液位调节阀LCV-171601阀投入自动控制,以使液面保持在规定的高度。
精馏过程的控制主要由液氮液氮进上塔阀HV-171602和污液氮进上塔阀FCV-171601阀的开度来实现,HV-171602开度增大,液氮中的氧含量增加,反之,阀门开度关小,液氮中的氧含量则降低。
产品气取出量的多少也将影响产品气的纯度,取出量增加,其纯度下降,反之,取出量减少,其纯度则升高。
氩馏份的调节通过出塔氧、氮量的调节,开大氧抽出量,关小污氮抽出量,则馏份中氩含量增加,氮含量也可能增加;
反之,开大污氮抽出量,关小氧抽出量,则份中氩含量减小,氮含量也减少。
粗氩的调节除调节氩馏份的组成外,可调节粗氩冷凝器液空液面高度,液空液面增高,粗氩塔阻力增加,粗氩中含氧量减少。
系统加负荷、系统减负荷
系统加负荷
按照《空压机组操作规程》对压缩机组进行加负荷操作;
适当增加冷却水量,注意调节空气出空冷塔温度TIA171102;
调节分子筛再生程序,保证分子筛出口空气的质量合格;
适当关液氮进储槽LCV171602/液氮进储槽HV171603液体产品送出阀;
增加膨胀机工作效率,开打膨胀机喷嘴HC171552/HC171502,逐渐关小增压机端回流阀FV171564/FCV171501;
缓慢提高增压机出口压力,开打高压夜空节流阀HV171601;
在保证住冷液氧液位LICA171602正常稳定的情况下逐渐加大氧气产品量;
在赠大产品气量的同时注意调节换热器热端温差,尽量减少冷量损失;
缓慢开打液空进粗氩冷凝器阀LCV171701,提高粗氩冷凝器LIC171701液位。
系统减负荷
按照《空压机组操作规程》对压缩机组进行减负荷操作;
适当减少冷却水量,注意调节空气出空冷塔温度TIA171102;
缓慢开液氧泵回流阀PCV171606/PCV171607,氧气产品放空阀PIC171304设定压力适当降低;
缓慢关下塔液空调节阀LCV171601、污液氮进上塔阀FCV171601、液氮进上塔阀HV171602直至适当位置;
缓慢关液空进粗氩冷凝器阀LCV171701并注意下塔液位。
巡回检查路线、要求及注意事项
巡回检查路线
预冷系统纯化系统液氧泵系统储槽系统冷箱系统膨胀机组系统管廊及疏水系统
巡回检查要求及注意事项
巡检时应注意现场各设备、管道、阀门是否有跑冒滴漏。
各阀门是否处于正确的开关位置。
巡检时对动设备要做到闻听摸,注意现场电流是否有波动,电机声音是否正常,轴承温度是否正常。
巡检时要注意各现场测量仪表是否指示正确,是否与中控试指示一致。
巡检时应注意各润滑油油位是否正常。
巡检时应注意各排污和低点导淋阀门是否有开度,对于间隔时间内排污点要做到定时排污
巡检时应查看各系统密封气是否在规定范围内。
在有加温设备或预冷设备时,巡检时应特别注意注意加温或预冷状态。
巡检过程中发现有任何异常,只要危机到空分装置正常运行的一定要即使上报处理。
设备切换及维护要点
膨胀机切换
正常运行选用进口膨胀机J171501A做为主机如发现主机出现事故,可切换至国产膨胀机J171501B.
确认备机启动前准备工作完整,具备启动条件。
将气缓慢导入备机膨胀端和增压端的进出口,通知调度倒换设备。
将主机联锁解除,降低膨胀机转速。
启动备机,逐渐提高转速,注意观察转速和振动值,机组保压。
待备机运作稳定后,可停主机,并将联锁投入。
液氧泵切换
手动切换
(1)确认备机启动前准备工作完整,具备启动条件。
(2)确保住冷液氧液位LICA171602在一定高度,关闭液氧进储槽阀门LCV171602.
(3)通知调度,将液氧泵联锁解除,启动备泵逐渐增加转速,并注意观察轴承温度,及现场泵体运转情况。
(4)确如备泵正常后,逐渐增加液氧泵转速。
(5)保证主泵回流阀突入自动。
逐渐开大备泵的出口阀HV171605/HV171604。
逐渐关小备泵的回流阀PCV17604/PCV171605。
(6)注意调整备泵转速,确保氧气流量和压力及液氧液位稳定。
(7)注意适当逐渐关小主泵出口阀,开大备泵的出口阀,确保氧气流量和压力及液氧液位稳定。
(8)氧气流量和压力及液氧液位稳定,可逐渐关闭主泵出口阀,将备泵回流阀突入自动。
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