KDON3000Y3000Y型空分设备使用维护说明书原板本解析.docx
- 文档编号:29835705
- 上传时间:2023-07-27
- 格式:DOCX
- 页数:115
- 大小:119.44KB
KDON3000Y3000Y型空分设备使用维护说明书原板本解析.docx
《KDON3000Y3000Y型空分设备使用维护说明书原板本解析.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《KDON3000Y3000Y型空分设备使用维护说明书原板本解析.docx(115页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
KDON3000Y3000Y型空分设备使用维护说明书原板本解析
1、概括
1、1主要指标
1、2基来源理和过程
1、3工艺流程概括
2、部机
2、1过滤器
2、2冷却器
2、3纯化器
2、4热互换器
2、5精馏塔
2、6均衡器
2、7加热器
2、8低温液体泵
2、9水泵
3、10消声器
2、11阀门
拟制审查打印
校正同意提出单位
1
3、空分设施的启动
3、1起动应具备的条件
3、2起动准备
3、3冷却阶段
3、4积液和调整阶段
3、5装置安全操作举措
3、6重要的操作数据
4、装置的管理
4、1正常操作
4、2保护
4、3故障及其清除
5、泊车和加温
5、1泊车和从头起动
5、2分馏塔全面加温
6、安全规程
6、1空气及空气组份的一般特征
6、2安全注事项
6、3安全举措
6、4绝热资料的使用
2
1、概括
1、1主要指标
1、1、1设计工况(查核工况)
产品
产量(Nm3/h)
纯度
出冷箱压力
MPa(A)
液
氧
2690
99.6%O2
0.2
液
氮
3000
≤1PPmO2
0.3
低压氧气
510
99.6%O2
0.116
低压氮气
5000
≤1PPm2
0.108
O
精液氩
125
≤2PPmO2≤3PPmN2
~0.2
高纯液氧
10
99.9995%O2
~0.2
1、1、2期望工况一
产品
产量(Nm3h)
纯度
出冷箱压力
PMa(A)
液
氧
3200
99.6%O2
0.2
液
氮
2430
≤1PPmO2
0.3
低压氮气
125
≤1PPm2
0.108
O
精液氩
125
≤2PPmO2≤3PPmN2
~0.2
高纯液氧
10
99.9995%O2
~0.2
1、1、3期望工况二
产品
产量(Nm3/h)
纯度
出冷箱压力
a
PM(A)
液
氧
2180
99.6%O2
0.2
液
氮
3560
≤1PPm2
0.3
O
低压氧气
1020
99.6%O2
0.116
低压氮气
4500
≤1PPm2
0.108
O
精液氩
120
≤2PPmO2≤3PPmN2
~0.2
高纯液氧
10
99.9995%O2
~0.2
3
1、2基来源理和过程
空气分其他基来源理,是利用液化空气中各组份沸点的不一样而将各组份分别开来。
要达到这个目的,空分装置的工作包含以下过程:
(1)空气的过滤和压缩
(2)空气中水份和二氧化碳的消除
(3)空气被冷却到液化温度
(4)冷量的制取
(5)液化
(6)精馏
(7)危险杂质的清除
4
1、2、1空气的过滤和压缩
大气中的空气先经过空气过滤器其尘埃等机械杂质,而后在空气透平压缩
机中被压缩到所需的压力。
压缩产生的热量被冷却水带走。
1、2、2空气中水份和二氧化碳的消除
加工空气中的水份和二氧化碳若进入空分设施的低温区后,会形成冰和干
冰,就会堵塞换热器的通道和塔板上的小孔。
因此配用分子筛吸附器来早先清
除空气中的水份和二氧化碳,进入分子筛吸附器的空气温度约为~19℃。
分子筛
吸附器成对切换使用,一只工作时另一只在重生。
1、2、3空气被除数冷却到液化温度
空气的冷倒是在中压换热器中进行的,在此中空气被来自膨胀后的返流中压
氮气、出下塔中压氮气以及返流污氮气、低压氮气和低压氧气冷却,空气被返
流气体冷却来临界状态。
与此同时,冷的返流气体被复热。
1、2、4冷量的制取:
因为绝热损失、换热器的复热不足损失和冷箱中向外直接排放低温流体,分
馏塔所需的冷量是由循环氮气透平压缩机组和从下塔抽取的中压氮气在高、低
温增压透平膨胀机中等熵膨胀(中压氮气循环)和等温节流效应而获取的。
1、2、5液化
在起动阶段,加工空气在中压换热器和过冷器中与返流冷气流换热而被部
分液化。
在正常运行中,氮气和液氧的热互换是在冷凝蒸发器中进行的,因为
两种流体压力的不一样,氮气被液化而液氧被蒸发,氮气和液氧分别由下塔和上
塔供应,这是保证上、下塔精馏过程的进行所必需具备的条件。
(注:
起动时,
大多数气体也是在主冷中被冷却至液化温度而被液化的)。
5
1、2、6精馏
空气中主要组份的物理特征以下表1、1和表1、2
表1、1
名
称
化学符号
体积百分比
重量百分比
氮
N2
78.09
75.5
氧
O2
20.95
23.1
氩
Ar
0.932
1.29
二氧化碳
CO2
0.03
0.05
氦
He
0.00046
0.00006
氖
Ne
0.0016
0.0011
氪
Kr
0.00011
0.00032
氙
Xe
0.000008
0.00004
6
表1、2
比
重
临界点
化学
10-1MPa
名称
符号
气化温度℃
融化温
Kg/m
Kg/l
度℃
℃
(G)
氮
N2
–195.8
–209.86
1.25
0.81
–147
34.5
氧
O2
–183
–218.4
1.43
1.14
–119
51.3
氩
Ar
–185.7
–189.2
1.782
1.4
–122
49.59
氦
He
–268.9
–272.55
0.18
0.125
–267.7
2.335
氖
Ne
–246.1
–248.6
0.748
1.204
–228.7
28.13
氪
Kr
–153.2
–157.2
1.735
2.155
–63.7
56
氙
Xe
–108.0
–111.8
1.664
3.52
+16.6
60.1
空气中99.04%是氧气和氮气,0.932%是氩气,它们基本不变。
氢、二氧化碳和
碳氢化合物视地域和环境在必定范围内变化。
空气中的水蒸气含量跟着饱和温
度和地理环境重要条件影响而变化较大。
水蒸气和二氧化碳拥有和空气大不相
同的性质,在大气压力下,水蒸气达到0℃和二氧化碳达到–79℃时,就分别变
成冰和干冰,就会堵塞板式换热器的通道和筛板上的小孔。
所以这些组份一定
在空气进冷箱前除掉。
空气中的危险杂质是碳氢化合物,特别是乙炔。
在精馏
过程中如乙炔在液空中浓缩到必定程度就有发生爆炸的可能,所以乙炔在液氧
中含量规定不得超出0.1ppm,这一定予以充足的注意。
罕有气体中的不凝性气
体如氖氦气,因为其冷凝温度很低,总以气态集聚在冷凝蒸发器中,侵犯了换
热面积,而影响换热成效,所以也要常常排放。
7
分别过程可获取相当产量的高纯度产品。
空气的精馏是在氧——氮混淆物的气相与液相接触之间的热质互换过程中进行的,气体自下而上流动,而液体自上而下贱动,该过程由筛板(填料)来达成。
因为氧、氮组份沸点的不一样,氮比氧易蒸发,氧比氮易冷凝,气体逐(段)板经过时,氮浓度不停增添,只需有足够多的塔板(填料),在下塔顶部可获取高纯的液氮,反之液体逐(段)板经过时,氧浓度不停增添,在下塔底部可获取富氧液空,在上塔底部获取高
纯度液氧。
上升气体和下贱液体在塔板或填料上的热质互换可从图形1、1中理解:
液
体沿塔板或填料逐渐向下贱,蒸气自上而下沿塔板或填料上升,互不均衡的蒸
气和液体接触,液体处于点2状态,蒸气处于点1状态,二者温差&t。
蒸气与液体在塔板或填料上混淆,发生热质互换:
液体受热蒸发,许多的氮组份逸至
蒸气中,进而使液体事氧浓度增添,温度上升,状态由点2变至2′;与此同时
蒸气冷凝,使得许多的氧组份冷凝至液体中,蒸气中氮浓度增添,温度降落,
状态由点1变至点1′。
当蒸气与液体温度相等时,二者处于均衡状态(点2′和
点1′)。
这样下去,蒸气经过层层塔板或填料愈往上氮的浓度愈高,液体愈往下氧的浓度愈高,这样,氧和氮被分别了。
在下塔中空气被首次分别成富氧液空和氮气,抽出部分经中压换热器换热后,进入循环氮气压缩机压缩,再经高低温增压透平膨胀机增压、膨胀,增压后,一部分液氮经产品液氮过冷器过冷后中输出产品液氮,还有一部分返流回下塔,液空由下塔底部抽出后经节流关入和液空组份邻近的上塔某段上,液氮由下塔顶部抽出后经节流送入上塔顶部,液空和文质彬彬氮在节流前一般先在过冷器中过冷。
空气的最后分别是在上塔进行。
产品液氧是由上塔底部经过冷
8
器过冷后抽出,纯氮气由上塔顶部抽出。
低温全精馏制氩(无氢制氩)的所有设施均置于空分设施保冷箱内,,粗氩塔Ⅰ,粗氩塔Ⅱ(因粗氩塔太高故分红两段),纯氩、塔均为填料塔。
在粗氩塔Ⅰ内,气态氩馏份沿填料盘上升,因为氧的沸点比氩高,故高沸点组分氧被大
量地清洗下来,形成回流液返回上塔。
粗氩塔Ⅱ底部粗液氩经泵压缩返回粗氩塔Ⅰ上部作回流液。
所以上升气体中的低沸点组份(氩)含量不停提升,最后
在粗氩塔Ⅱ顶部获取含氧2ppm≥,含氩98~99%的粗氩气,粗氩气在粗氩冷凝器中被液空冷凝成粗液氩。
因为氮的沸点(-195.78℃)与氩的沸点(-185.7℃)相差较大,所以含氮量约为1~2%的粗液氩在纯氩塔中获取进一步分别,最后在纯氩塔蒸发器底部得
到99.999%Ar以上的纯液氩产品。
1、2、7危险杂质的排放
空气中的危险杂质是碳氢化合物,特别是乙炔。
在精馏过程中如乙炔在液
空和液氧中浓缩到必定程度就有发生爆炸的可能。
所以乙炔在液氧中含量不得
超出0.1ppm,这一定惹起充足的注意。
在冷凝蒸发器中,因为液氧的不停蒸发,将会有使碳氢化合物浓缩的危
险,可是只需从冷凝蒸发器中连续排放部分液氧便可防备浓缩。
而当在冷凝蒸
发器中提取液氧时,便可不用再此外排放液氧来防备碳氢化合物浓缩。
1、3工艺流程概括
1、3、1液氧和液氮的生产(参照工艺流程图1、2)
原料空气自吸进口吸入,经自洁式空气过滤器除掉尘埃及其他机械杂质。
空气经过滤器后进入离心式空气压缩机,将空气压缩至0.62MPa(A)左右,并由
9
中间冷却器对压缩空气进行级间冷却。
压缩空气进入空气冷却塔AC与水进行热互换,冷却水分段进入冷却塔内,下代段为循环冷却水,上段为来自水冷塔的冷却水,空气自下而上穿过空气冷却塔,在冷却的同时,又获取冲洗。
空气经
空气冷却塔冷却后,温度降至~19℃。
而后进入切换使用的分子筛纯化器MS1201(或MS1202),空气中的二氧化碳、碳水化合物及残留的水蒸气被吸附。
分子筛纯化器为两只切换使用,此中一只工作时,另一只重生。
纯化器的切换周期为
240分钟,准时自动切换。
空气经净化后,因为分子筛的吸附热,温度升至~27℃。
空气进入冷箱后,在中压换热器E1、E2中被返流气体冷却,尔后送入下塔。
在下塔中,空气被初
步分别成液氧和富氧液空。
从下塔抽取液空经过冷却却器E4过冷后,节流送入上塔C2中部作回流液。
液氮(含氧量为≤1ppmO2)经过冷器E4过冷后,再节
流送入上塔C2顶部。
经上塔进一步精馏后,在上塔底部获取纯度为99.6%的液氧,作为产品液氧从上塔底部引出经过冷器E4过冷后,由V7阀出冷箱,送往液氧贮槽。
产品气氧从上塔上部引出,并在过冷器及中压换热器中复热后送往分馏塔
外,作为分子筛纯化器的重生气体。
约9000Nm3/h纯氮气从上塔顶部引出,在过冷器及中压换热器中复热后出冷箱,一部份进入水冷塔,另一部份经喂气氮压机压缩并入中压循环氮气管路。
下塔顶部含氧量≤1ppmO2的气氮分红二股,一股气氮在主冷凝器K1中液
化,同时主冷的低压侧液氧被气化,液化的气氮作为下塔回流液。
另一股从下
塔顶部抽取的压力氮气,经中压换热器E1、E2复热后出冷箱,进入中压循环氮
气管路。
10
离心式氮气压缩机从压力氮气总管吸入中压循环氮气,将氮气压缩至2.6MPa(A)
左右,并由冷却器对压缩氮气进行级间及末级冷却。
压缩后氮气分红二股,第
一股进入冷箱,经中压换热器E1冷却至256K进入高温膨胀机ET401,膨胀用的
氮气再进入中压换热器E1复热出冷箱,进入压力氮气总管。
第二股经高、低温
膨胀机的增压段两次增压至5.109MPa(A)左右,而后进入冷箱内的中压换热器
E1、E2冷却至168K,又分红二部分,此中大多数氮气进入低温膨胀机ET402,
膨胀后的氮气再进入中压换热器E2、E1,并与出高温膨胀机的氮气集合在E2,
复热后出冷箱,进入压力氮气总管,另一小部分氮气进入中压换热器E2持续冷
却,而后经节流后,抽取一部分产品液氮经液氮过冷器E3过冷,再经过V8阀
出冷箱,送入液氮贮槽,其他液氮经V15阀返回下塔作为下塔回流液。
进入压力氮气部管的氮气,经循环氮压机压缩,达成一次循环,该循环提
供整个装置的冷量。
污氮气从上塔上部引出,在过冷器E4及中压换热器E2、E1中复热后出冷
箱,污氮气复热至~25℃作为分子筛纯化器的重生气体。
1、3、2液氩的生产(参照工艺流程图1、2)
纯液氩是采纳低温全精馏法制取的。
从上塔相应部位抽出氩馏份气体约4096Nm3/h(标)含氩量为7~~11%(体
积),含氮量小于0.0002%(体积)。
氩馏份直接从粗氩塔Ⅰ上部采纳粗氩塔Ⅱ底
部排出的粗液氩作为回流液,作为回流液的粗液氩泵AP702(或AP701)加压到
约~0.88MPa(G)后直接进入粗氩塔Ⅰ上部。
粗氩自粗氩塔Ⅰ顶部排出,经粗
氩塔Ⅱ底部导入。
粗氩冷凝器K701采纳过冷后的液空作冷源,上升气体在粗氩
冷凝器K701中液化,此中一部分粗氩气约128Nm3/h(其构成为98%~99%Ar,≤
11
2ppmO2)经V705导入K704粗氩液化器进行液化,而后进入纯氩塔C703中持续
精馏.其他作为回流液入粗氩塔Ⅱ。
冷凝器K701蒸发后的液空蒸汽和少许液空
同时返回上塔。
粗液氩从纯氩塔C703中部进入,与此同时在纯氩塔蒸发器K703氮侧内利
用下塔顶部来的压力氮气作为热源,促进纯氩塔底部的液氩蒸发上成上升蒸汽,
而氮气被冷凝成液氮,并节流至0.038MPa(G)返回上塔。
来自液氮过冷器并
经节流的液氮进入纯氩冷凝器K702作为冷源,使纯氩塔顶部产生回流液,以保
证塔内的精馏,使氩氮分别,进而在粗氩塔底部获取纯液氩。
纯液氩经调理阀V708F进入均衡器PV701,再经调理阀V719排入液氩贮槽。
1、3、3高纯液氧的生产(参照工艺流程图1、2)
高纯液氧是采纳低温全精馏法制取的。
从粗氩塔Ⅰ下部抽取1400Nm3/h的液氧馏份经V601阀进入高纯氧塔C601
顶部,高纯氧塔蒸发器K601利用下塔的空气作为热源,使塔顶液氧馏份与底部
上升蒸汽产生精馏,使氧与氩、氮分别,约1280Nm3/h气体返回粗氩塔Ⅰ下部,
为了防备甲烷等在液氧中积集,约100Nm3/h液氧从高纯氧塔底部经V602阀,
进入主冷凝蒸发器,从高纯氧塔下部抽取10Nm3/h高纯氧经V603阀进入高纯
氧均衡器PV601,产品高纯氧再经V604阀出冷箱,排入高纯液氧贮槽。
2、部机
这里所列的是由我厂制造和配套的主要部机,对部分部机及保冷箱内的单元设施作了简要说明,其他系统、机械、设施和阀门的简要说明请参阅各自的使用说明书。
12
2、1过滤器
水过滤器
4台
WF1101
WF1102
WF1103
WF1104
仪表空气过滤器
1
台
AF2001
氮气过滤器
2台
AF403
AF404
膨胀氮气过滤器
2台
AF401
AF402
液氩泵过滤器
2台
AF751
AF752
2、2冷却塔
空气冷却塔
1台
AC1101
水冷却塔
1台
WC1101
2、3纯化器
分子筛吸附器
2台
MS1201
MS1202
2、4热互换器
中压热互换器Ⅰ
1
套
E1-1
、E1-2
(两台)
中压热互换器Ⅱ
1
套
E2-1
、E2-2
(两台)
产品液氮热互换器
1
台
E3
液空液氮过冷器
1
台
E1
主冷凝蒸发器
1
台
K1
高氧蒸发器
1
台
K601
粗氩冷凝器
1
台
K701
纯氩冷凝器
1台
K702
纯氩蒸发器
1台
K703
13
粗氩液化器
1台
K704
空气换热器
1台
E751
增压氮气冷却器
1台
WE401WE402
2、5精馏塔
下
塔
1台
C1
上
塔
1台
C2
高纯氧塔
1台
C601
粗氩塔Ⅰ
1台
C702
粗氩塔Ⅱ
1台
C703
2、6均衡器
氮气液分别器
1台
PV1
产品高纯液氧均衡器
1台
PV601
氩气液分别器
1台
PV701
2、7加热器
电加热器
2台
EH1201EH1202
2、8
低温液体泵
离心式液氩泵
2台
AP701AP702
2、9
水泵
大水泵
2台
WP1101WP1102
小水泵
2台
WP1103WP1104
2、10消声器
污氮放空消声器
1台
SL1201
14
氧气放空消声器
1台
SL101
氮气放空消声器
1台
SL102
2、11阀门
自洁式空气过滤器
符号:
AF1001
型号:
SCAF-675型
作用:
消除空气中的机械杂质及尘埃
构造型式:
室外立式
介质:
空气
流量:
28500m3/h(标)
过滤效率:
≥99.99%
设计温度:
0℃-+42℃
正常运行阻力:
400-800Pa
空气透平压缩机(用户自购)
符号:
TC3001
作用:
把空气压缩到设计压力
介质:
空气
相对温度:
80%
排肚量:
17380m3/h(标)
进气压力:
0.0995Mpa(A)
排气压力:
0.62Mpa(A)
进气温度:
32℃
15
排气温度:
≤105℃
轴功率:
1532.6+0%kw
氮气循环透平压缩机(含氮气喂气压缩机)
符号:
TC3002
作用:
把循环氮气压缩到设计压力及将低压缩到循环氮气压力。
介质:
氮气
相对湿度:
0%
排肚量:
45000m3/h(标)
{气压缩机排肚量:
4050m3/h(标)}
进气压力:
0.54Mpa(A)
喂气压缩机进气压力:
0.105Mpa(A)
排气压力:
2.62Mpa(A)
{气压缩机排气压力:
0.55Mpa(A)}
进气温度:
40℃
{喂气压缩机进气温度:
39℃}
排气温度:
≤40℃
{喂气压缩机排气温度:
≤40℃}
轴功率:
3185.5KW
{喂气压缩机轴功率:
337.9KW}
空气冷却塔
符号:
AC1101
工厂代号:
KLD15A.10000
16
作用:
把出空压机的高温气体(≤105℃)冷却到-19℃,以改良分子筛纯
化器的工作状况。
构造:
本塔为填料塔立式圆筒型,分上下二部份。
上段填料为65Х65Х1.5
加强聚丙烯射流环,填料高度为10.5m。
下段填料分两层,先填装基层65Х65Х1.2不锈钢射流环,填装高度2m;再填装上层65Х65Х1.5加强聚丙烯射流环,填装高度2m,出口处安装高效不锈钢
丝除雾器。
使用方式:
出空压机的空气进入空冷塔下部,水经过布水器平均地散布到
填料上,空气穿过液层,与水进行热质互换。
当空气进入空气冷却
塔的上段时,与填猜中的水进行热质互换,而后经塔顶除雾器出塔,
进入分子筛吸附系统。
上段升温后的水进入下段空冷塔中,塔下段
升温后的水由塔底自动排出,去用户凉水系统。
水冷却塔
符号:
WC1101
工厂代号:
KLD15A.30000
作用:
用空分塔来的氮气冷却外界供水,而后由水泵送入空气冷却塔的上段。
构造:
本塔为填料塔,填料为65Х65Х1.5聚丙烯射流环,塔顶设捕雾器和布水器,填料分二层装入塔内,在两填料层中间设有再分派器,内设支撑板,以撑填料。
使用方式:
被冷却的水自上而下贱经填料,与从空分塔出来的氮气进行热质互换,大批吸湿后使水冷却下
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- KDON3000Y3000Y 型空分 设备 使用 维护 说明书 板本 解析