《空分培訓(xùn)教材》word版

1、空分制氮基本原理編寫(xiě)：審核：批準(zhǔn)：目錄TOC o 1-1 u 一、空氣分離的方法2二、空氣的組成 PAGEREF _Toc25249 2三、空氣分離制氮的基本原理 PAGEREF _Toc12045 2四、空分流程的發(fā)展技術(shù) PAGEREF _Toc20990 3五、本裝置空分流程特點(diǎn) PAGEREF _Toc26371 4六、本裝置簡(jiǎn)介 PAGEREF _Toc11038 5七、主要設(shè)備介紹 PAGEREF _Toc7999 5八、空分主要技術(shù)性能指標(biāo) PAGEREF _Toc25522 5九、空分工藝流程 PAGEREF _Toc19780 5一、空氣分離的方法空分的含義：簡(jiǎn)單說(shuō)就是利用物

2、理或者化學(xué)方法將將空氣混合物各組進(jìn)行分開(kāi)，獲得高純氧氣和高純氮?dú)庖约耙恍┫∮袣怏w的過(guò)程。1.深冷法（也稱低溫法）將混合物空氣通過(guò)壓縮、膨脹和降溫，直至空氣液化，然后利用氧、氮汽化溫度（沸點(diǎn)）的不同（在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，氧的沸點(diǎn)為183；氮的沸點(diǎn)為196），沸點(diǎn)低的氮相對(duì)于氧要容易汽化這個(gè)特性，在精餾塔內(nèi)讓溫度較高的蒸氣與溫度較低的液體不斷相互接觸，低沸點(diǎn)組分氮較多的蒸發(fā)，高沸點(diǎn)組分氧較多的冷凝的原理，使上升蒸氣氮含量不斷提高，下流液體中的氧含量不斷增大，從而實(shí)現(xiàn)氧、氮的分離。要將空氣液化，需將空氣冷卻到173以下的溫度，這種制冷叫深度冷凍（深冷）；而利用沸點(diǎn)差將液態(tài)空氣分離為氧、氮、氬的過(guò)程稱之為

3、精餾過(guò)程。深冷與精餾的組合是目前工業(yè)上應(yīng)用最廣泛的空氣分離方法。2.吸附法利用多孔性物質(zhì)分子篩對(duì)不同的氣體分子具有選擇性咐附的特點(diǎn)，對(duì)氣體分子不同組分有選擇性的進(jìn)行吸附，達(dá)到單高純度的產(chǎn)品。吸附法分離空氣流程簡(jiǎn)章，操作方便運(yùn)行成本較低，但不能獲得高純度的的雙高產(chǎn)品。3.膜分離法利用一些有機(jī)聚合膜的潛在選擇性，當(dāng)空氣通過(guò)薄膜或中空纖維膜時(shí)，氧氣穿過(guò)膜的速度比氮快的多的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)氧、氮的分離。這種分離方法得到的產(chǎn)品純度不高，規(guī)模也較小，目前只適用于生產(chǎn)富氧產(chǎn)品。二、空氣的組成空氣是由多種氣體組成的，各組分氣體的體積分?jǐn)?shù)大約是：氮?dú)?8%，氧氣21%，氦、氖、氬等稀有氣體0.94%，二氧化碳0.03

4、 %，其他氣體和雜質(zhì)0.03%。三、空氣分離制氮的基本原理空氣分離的基本原理就是利用低溫精餾法將空氣冷凝成液體(空氣冷凝溫度-173)，然后按各組分蒸發(fā)溫度的不同將空氣分離制取氮?dú)?。壓縮空氣除去水分和二氧化碳等雜質(zhì)后，經(jīng)熱交換系統(tǒng)和增壓膨脹機(jī)制冷后進(jìn)入下塔，在塔板上氣體與液體接觸，由于氣、液之間溫度差的存在,在進(jìn)行傳熱和傳質(zhì)交換時(shí),低沸點(diǎn)組分氮吸收熱量開(kāi)始蒸發(fā),氮組分首先蒸發(fā)出來(lái)，溫度較高的氣體冷凝,放出冷凝熱，氣體冷凝時(shí),首先冷凝氧組分。這過(guò)程一直進(jìn)行到氣相和液相的溫度相等為止，也即氣、液處于平衡狀態(tài)。這時(shí)，液相由于蒸發(fā),使氮組分減少，同時(shí)由于氣相冷凝的氧也進(jìn)入液相，因此液相的氧濃度增加了，

5、同樣氣相由于冷凝，使氧組分減少，同時(shí)由于液相的氮進(jìn)入氣相，因此氣相的氮濃度增加了。多次的重復(fù)上述過(guò)程，氣相的氮濃度就不斷增加,液相的氧濃度也能不斷的增加。這樣經(jīng)過(guò)多次的蒸發(fā)與冷凝就能完成整個(gè)精餾過(guò)程,從而將空氣中的氧和氮分離開(kāi)來(lái)?？諝庠谙滤怀醪骄s為氣氮、污液氮和富氧液空，以節(jié)流閥減壓降溫后送至上塔作為上塔的回流液，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)精餾，最終在上塔頂部得到純氮?dú)?。四、空分流程的發(fā)展技術(shù)空分設(shè)備是由諸多配套部機(jī)組成的成套設(shè)備，我國(guó)空分于1953年起步，經(jīng)過(guò)50多年的發(fā)展，從第一代小型空分流程發(fā)展到目前的第六代大型全精餾無(wú)氫制氬工藝流程。每一次空分設(shè)備流程的變革和推進(jìn)，都是新技術(shù)、新工藝的創(chuàng)新。透平膨

6、脹機(jī)的產(chǎn)生，實(shí)現(xiàn)了大型空分設(shè)備全低壓流程；高效板翅式換熱器的出現(xiàn)，使切換板翅式流程取代了石頭蓄冷器、可逆式換熱器流程，使裝置冷量回收效率更高；增壓透平膨脹機(jī)的出現(xiàn)極大的提高了膨脹機(jī)的制冷效率并把輸出的外功有利的得到回收；常溫分子篩凈化流程替代了切換式換熱器，使空分裝置凈化系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性得到極大提高并使能耗大大降低，隨著規(guī)整填料和低溫液體泵在空分裝置中的應(yīng)用，進(jìn)一步降低了空分設(shè)備的能耗，實(shí)現(xiàn)了全精餾無(wú)氫制氬，使空分設(shè)備在高效、節(jié)能、安全等方面取得了進(jìn)步。隨著計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，空分裝置的自動(dòng)控制、變負(fù)荷跟蹤調(diào)節(jié)等變得更為先進(jìn)。第一代：高低壓循環(huán)，氮?dú)馔钙脚蛎?，吸收法除雜質(zhì)；第二代：石頭蓄冷器

7、，空氣透平膨脹低壓循環(huán)；第三代：可逆式換熱器；第四代：分子篩純化；第五代：規(guī)整填料，增壓透平膨脹機(jī)的低壓循環(huán)。五、主要設(shè)備介紹1.空氣壓縮機(jī)（1）空壓機(jī)的分類(lèi)A.容積式壓縮機(jī)：是依靠往復(fù)運(yùn)動(dòng)或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)來(lái)改變工作容積，從而使氣體體積縮小而提高氣體壓力，即壓力的提高是依靠直接將氣體體積壓縮來(lái)實(shí)現(xiàn)。容積式的包括往復(fù)式（活塞機(jī)、隔膜式）、回轉(zhuǎn)式（羅茨式、螺桿式、滑片式、液環(huán)式）。B.動(dòng)力式（速度式）壓縮機(jī)：是依靠高速旋轉(zhuǎn)葉輪的作用，提高氣體的壓力和速度，使一部分氣體的速度轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w的壓力能，即借助高速旋轉(zhuǎn)葉輪的作用，使氣體分子得到一個(gè)很高的速度，然后在擴(kuò)壓器內(nèi)使速度降下來(lái)，把動(dòng)能轉(zhuǎn)化為壓力能。速度式包

8、括軸流式、離心式、軸心式+離心復(fù)合式、噴射式。本裝置采用離心式空氣壓縮機(jī)（三級(jí)壓縮、帶末端冷卻器）。離心式壓縮機(jī)工作原理電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)壓縮機(jī)主軸葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)，在離心力作用下，氣體被甩到工作輪后面的擴(kuò)壓器中去。而在工作輪中間形成稀薄地帶，前面的氣體從工作輪中間的進(jìn)汽部份進(jìn)入葉輪，由于工作輪不斷旋轉(zhuǎn)，氣體能連續(xù)不斷地被甩出去，從而保持了氣壓機(jī)中氣體的連續(xù)流動(dòng)。氣體因離心作用增加了壓力，還可以很大的速度離開(kāi)工作輪，氣體經(jīng)擴(kuò)壓器逐漸降低了速度，動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能，進(jìn)一步增加了壓力。如果一個(gè)工作葉輪得到的壓力還不夠，可通過(guò)使多級(jí)葉輪串聯(lián)起來(lái)工作的辦法來(lái)達(dá)到對(duì)出口壓力的要求。級(jí)間的串聯(lián)通過(guò)彎通，回流器來(lái)實(shí)現(xiàn)。本裝置

9、就采用三級(jí)葉輪串聯(lián)，空氣經(jīng)過(guò)三級(jí)壓縮，出口壓力達(dá)到0.8Mpa。離心式壓縮機(jī)與螺桿式壓縮機(jī)的區(qū)別A：構(gòu)造離心式壓縮機(jī)主要由轉(zhuǎn)子和定子兩大部分組成；螺桿式壓縮機(jī)由雙轉(zhuǎn)子、機(jī)體、主軸承、軸封、平衡活塞及能量調(diào)節(jié)裝置組成。 B：工作原理離心式壓縮機(jī)氣體進(jìn)入離心式壓縮機(jī)的葉輪后，在葉輪葉片的作用下，一邊跟著葉輪作高速旋轉(zhuǎn)，一邊在旋轉(zhuǎn)離心力的作用下向葉輪出口流動(dòng)，并受到葉輪的擴(kuò)壓作用，其壓力能和動(dòng)能均得到提高，氣體進(jìn)入擴(kuò)壓器后，動(dòng)能又進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為壓力能，氣體再通過(guò)彎道、回流器流入下一級(jí)葉輪進(jìn)一步壓縮，從而使氣體壓力達(dá)到工藝所需的要求；螺桿式壓縮機(jī)噴油單級(jí)雙螺桿壓縮機(jī)，采用高效帶輪(或軸器)傳動(dòng)，帶動(dòng)主機(jī)

10、轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行空氣壓縮，通過(guò)噴油對(duì)主機(jī)壓縮腔進(jìn)行冷卻和潤(rùn)滑，壓縮腔排出的空氣和油混合氣體經(jīng)過(guò)粗、精兩道分離，將壓縮空氣中的油分離出來(lái)，最后得到潔凈的壓縮空氣。2.冷凍干燥機(jī)（1）冷凍式干燥機(jī)主要零配件 壓縮機(jī) 冷干機(jī)使用的制冷壓縮機(jī)目前大多采用中高溫型全密封往復(fù)式壓縮機(jī)，其特點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、振動(dòng)小、噪聲低，能效比高。由于全密封壓縮機(jī)的電動(dòng)機(jī)與壓縮機(jī)主體密封在一鋼制殼體內(nèi)，電動(dòng)機(jī)處在冷媒氣態(tài)環(huán)境中運(yùn)行，冷卻條件較好，壽命較長(zhǎng)。殼體下部存有規(guī)定數(shù)量的潤(rùn)滑油，在壓縮機(jī)工作時(shí)，對(duì)各部自動(dòng)供油，平時(shí)不需再添加潤(rùn)滑油。在大型冷干機(jī)中，也選用半密封往復(fù)機(jī)或螺桿壓縮機(jī)，它們的特點(diǎn)是制冷功率大，可進(jìn)行

11、負(fù)荷調(diào)節(jié)以適應(yīng)不同需要。熱交換、蒸發(fā)器 熱交換在冷干機(jī)里的主要作用是利用被蒸發(fā)器冷卻后的壓縮空氣所攜帶的冷量（對(duì)絕大多數(shù)用戶來(lái)講這部分冷量屬?gòu)U冷）并用這部分冷量來(lái)冷卻攜帶大量水蒸氣的較高溫度的壓縮空氣，從而減輕了冷干機(jī)制冷系統(tǒng)的熱負(fù)荷，達(dá)到節(jié)約能源的目的。另一方面，低溫壓縮空氣在熱交換器里溫度得到回升，使排氣管道外壁不致因溫度過(guò)低而出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象。 蒸發(fā)器是冷干機(jī)的主要換熱部件，壓縮空氣在蒸發(fā)器中被強(qiáng)制冷卻，其中大部分水蒸氣冷卻而凝結(jié)成液態(tài)水排出機(jī)外，從而使壓縮空氣得到干燥。在蒸發(fā)器中進(jìn)行的是空氣與冷媒低壓蒸氣之間對(duì)流熱質(zhì)交換，通過(guò)節(jié)流裝置后的低壓冷媒液體，在蒸發(fā)器里發(fā)生相變成為低壓冷媒蒸汽，在

12、相變過(guò)程中吸收周?chē)鸁崃?，從而使壓縮空氣降溫。 為了盡可能獲得較高的的傳熱效果，必須加大放熱系數(shù)即加換熱器的換熱面積，因此冷干機(jī)蒸發(fā)器和熱交換器銅管的外壁采用了套鋁翅片的措施。同時(shí)熱交器銅管上套翅片后可降低空氣對(duì)銅管的沖擊及避免銅管破裂。 冷凝器、二次冷凝器（預(yù)冷回?zé)崞鳎?在冷干機(jī)中冷凝器的作用是將冷媒壓縮機(jī)排出的高壓、過(guò)熱冷媒蒸氣冷卻成為液態(tài)制冷劑，使制冷過(guò)程得以連續(xù)不斷進(jìn)行。由于冷凝器排出的熱量包括冷媒從蒸發(fā)器吸取的熱量以及由壓縮功轉(zhuǎn)換過(guò)來(lái)的熱量。所以冷凝器的負(fù)荷比蒸發(fā)器來(lái)得大，冷干機(jī)中冷凝器分空氣冷卻式（風(fēng)冷型冷凝器）和水冷卻式（水冷型冷凝器）兩種。 二次冷凝器（預(yù)冷回?zé)崞鳎┰跈C(jī)臺(tái)與熱交換

13、功用相同，兩者區(qū)別在于熱交換器主要是高溫和低溫的壓縮空氣的換熱，而二次冷凝主要利用低溫的壓縮空氣與冷凍系統(tǒng)的高壓部分進(jìn)行冷卻，使冷媒達(dá)到充分的冷卻，從而提高機(jī)臺(tái)的制冷效率，同時(shí)避免機(jī)臺(tái)冷凝器散熱不良所帶來(lái)的高壓跳機(jī)或機(jī)臺(tái)故障。 旋風(fēng)分離器（氣水分離器） 旋風(fēng)分離器也是一種慣性分離器，較多地用于氣固分離。壓縮空氣沿筒壁切線方向進(jìn)入分離器后，在里面產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，混在氣體中的水滴也跟著一起旋轉(zhuǎn)并產(chǎn)生離心力，質(zhì)量大的水滴所產(chǎn)生的離心力大，在離心力作用下大水滴向外壁移動(dòng)，碰到外壁（也是擋板）后再集聚長(zhǎng)大并與氣體分離。 干燥過(guò)濾器 運(yùn)行中的制冷裝置，由于制冷劑和冷凍油存在水分、固體粉未、污垢等雜質(zhì)，情況嚴(yán)重時(shí)

14、會(huì)使節(jié)流結(jié)構(gòu)的節(jié)流孔產(chǎn)生臟堵。因此在冷媒供液管前必須裝設(shè)干燥過(guò)濾器。另外，制冷劑中微量水分對(duì)制冷系統(tǒng)的危害最大。對(duì)冷媒，冷凍油及蒸發(fā)器、冷凝器和配管的干燥處理是極為重要的。 （2）制冷系統(tǒng)冷媒循環(huán)原理 開(kāi)機(jī)后冷媒經(jīng)壓縮機(jī)壓縮由原來(lái)的低溫低壓狀態(tài)變成高溫高壓的蒸氣。高溫高壓的蒸氣流入冷凝器及二次冷凝器，其熱量通過(guò)熱交換被冷卻介質(zhì)帶走，溫度下降，高溫高壓的蒸氣因?yàn)槔淠兂闪顺馗邏旱囊后w。 常溫高壓的液體冷媒流過(guò)膨脹閥，因?yàn)榕蛎涢y的節(jié)流作用壓力降低，使得冷媒變成常溫低壓的液體。 常溫低壓的液體進(jìn)入蒸發(fā)器后，因?yàn)閴毫Φ慕档鸵簯B(tài)冷媒沸騰蒸發(fā)變成低壓低溫的氣體，冷媒蒸發(fā)時(shí)吸收了大量壓縮空氣的熱量，使得壓

15、縮空氣的溫度下降達(dá)到干燥的目的。蒸發(fā)后的低溫低壓冷媒蒸氣，從壓縮機(jī)的吸氣口流回，被壓縮壓縮后排出進(jìn)入下一循環(huán)。（3）工作原理潮濕高溫的壓縮空氣流入前置冷卻器（高溫型專(zhuān)用）散熱后流入熱交換器與從蒸發(fā)器排出來(lái)的冷空氣進(jìn)行熱交換，使進(jìn)入蒸發(fā)器的壓縮空氣的溫度降低。換熱后的壓縮空氣流入蒸發(fā)器通過(guò)蒸發(fā)器的換熱功能與制冷劑熱交換，壓縮空氣中的熱量被制冷劑帶走，壓縮空氣迅速冷卻，潮濕空氣中的水份達(dá)到飽和溫度迅速冷凝，冷凝后的水分經(jīng)凝聚后形成水滴，經(jīng)過(guò)獨(dú)特氣水分離器高速旋轉(zhuǎn)，水分因離心力的作用與空氣分離，分離后水從自動(dòng)排水閥處排出。經(jīng)降溫后的空氣壓力露點(diǎn)最低可達(dá)2。降溫后的冷空氣流經(jīng)空氣熱交換與入口的高溫潮濕

16、熱空氣進(jìn)行熱交換，經(jīng)熱交換的冷空氣因吸收了入口空氣的熱量提升了溫度，同時(shí)壓縮空氣還經(jīng)過(guò)冷凍系統(tǒng)的二次冷凝器，與高溫的冷媒再次熱交換使出口的溫度得到充分的加熱，確保出口空氣管路不結(jié)露。同時(shí)充分利用了出口空氣的冷源，保證了機(jī)臺(tái)冷凍系統(tǒng)的冷凝效果，確保了機(jī)臺(tái)出口空氣的質(zhì)量。3.分子篩純化器（TSA）分子篩吸附式干燥裝置是通過(guò)壓力變化來(lái)達(dá)到干燥效果。由于空氣容納水汽的能力與壓力呈反比。其干燥后的一部分干燥空氣(稱為再生氣)減壓膨脹至大氣壓，這種壓力變化使膨脹空氣變得更加干燥，然后讓它流過(guò)未接通氣流的需再生的干燥劑層(已即吸收足夠水汽的干燥塔)，干燥的再生氣吸出干燥劑里的水分，將其帶出干燥劑來(lái)達(dá)到脫濕干

17、燥的目的。分子篩吸附式干燥裝置一般要消耗6左右的再生壓縮空氣，其輸出干燥氣體露點(diǎn)可達(dá)4070。4.透平增壓膨脹機(jī)（1）工作原理本機(jī)組工作介質(zhì)先經(jīng)增壓機(jī)增壓，再經(jīng)過(guò)冷卻后進(jìn)入主換熱器，然后再進(jìn)入膨脹機(jī)進(jìn)行絕熱膨脹產(chǎn)生空分裝置所需要的冷量，與此同時(shí)產(chǎn)生的機(jī)械功又為增壓機(jī)所吸收。（2）膨脹機(jī)工作過(guò)程及結(jié)構(gòu)工作介質(zhì)由進(jìn)口管進(jìn)入蝸殼，經(jīng)可調(diào)噴咀再進(jìn)入工作輪做功，然后經(jīng)擴(kuò)壓室、排氣管排出。膨脹機(jī)的氣量調(diào)節(jié)是依靠安裝在冷箱頂上的氣動(dòng)薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)帶動(dòng)噴咀葉片轉(zhuǎn)動(dòng)，從而改變其通道截面積來(lái)實(shí)現(xiàn)的，執(zhí)行機(jī)構(gòu)的閥桿行程反映了噴咀通道寬度的變化，閥桿總行程約為40毫米，閥桿下移使噴咀通道開(kāi)大，上移則關(guān)小。蝸殼：為不銹鋼

18、焊接結(jié)構(gòu)，固定在機(jī)身上，通過(guò)機(jī)身與底座相連，蝸殼內(nèi)容有噴咀和膨脹機(jī)葉輪。轉(zhuǎn)子：兩端分別裝有膨脹機(jī)葉輪和增壓機(jī)葉輪（兩者均為閉式），為一剛性轉(zhuǎn)子，套裝在機(jī)身軸承上。軸承：前后軸承均為徑向推力聯(lián)合軸承，由進(jìn)油管供給清潔而充足的潤(rùn)滑油，使轉(zhuǎn)子能長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，采用鉑電阻溫度計(jì)測(cè)量軸承溫度。軸密封：在靠近二葉輪的軸上各有一迷宮密封套，使得氣體外漏量控制在最小范圍內(nèi)，在靠近膨脹機(jī)的密封套內(nèi)充入常溫密封氣（干燥空氣或氮?dú)猓┮宰柚沽鹘?jīng)膨脹機(jī)的低溫氣體外泄而跑“冷”，為控制噴咀出口的氣體與膨脹機(jī)端密封氣之間的壓力差維持在0.05MPa，左右特設(shè)置一個(gè)精密減壓閥，增壓機(jī)端的密封套內(nèi)充入0.5MPa壓力的密封氣（干

19、燥空氣）。（3）離心增壓機(jī)增壓機(jī)由進(jìn)氣室、葉輪、無(wú)葉擴(kuò)壓器、蝸殼組成，其葉輪與膨脹機(jī)葉輪置于同一軸上，二者轉(zhuǎn)速相同，由膨脹機(jī)葉輪發(fā)出的機(jī)械功驅(qū)動(dòng)其旋轉(zhuǎn)，氣體進(jìn)入葉輪后，被加速、增壓，進(jìn)入無(wú)葉擴(kuò)壓器之后，又進(jìn)一步減速增壓，最后匯集于蝸殼排出機(jī)外，經(jīng)冷卻降溫后進(jìn)入鈑式換熱器，再進(jìn)入膨脹機(jī)。（4）供油系統(tǒng)該供油系統(tǒng)由單獨(dú)的系統(tǒng)組成，主要包括油箱、三螺桿油泵、油冷卻器、溫控閥、囊式蓄能器等。潤(rùn)滑油進(jìn)入油泵升壓后進(jìn)入油冷卻器和切換式油過(guò)濾器，再分別進(jìn)入各軸承，最后由機(jī)身內(nèi)腔匯入回油管回到油箱，另外設(shè)置了一蓄能器，在油泵啟動(dòng)后自動(dòng)充油，用于油壓降低或油泵停轉(zhuǎn)后，機(jī)組聯(lián)鎖停車(chē)時(shí)能繼續(xù)供油一段時(shí)間（約1分鐘）

20、，確保軸承的安全。潤(rùn)滑油采用N32透平油，為保證油的品質(zhì)，在開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)300小時(shí)后要進(jìn)行一次換油，以后在油過(guò)濾器清潔的前提下每年至少換一次油，只有在經(jīng)過(guò)檢查確認(rèn)油的特性良好的前提下，才可延長(zhǎng)換油時(shí)間。（5）緊急切斷閥在膨脹機(jī)進(jìn)口處設(shè)置了一個(gè)緊急切斷閥，當(dāng)機(jī)組處于危險(xiǎn)狀態(tài)時(shí)，根據(jù)各危險(xiǎn)點(diǎn)發(fā)出的聯(lián)鎖信號(hào)，此閥能在很短時(shí)間內(nèi)關(guān)閉，從而切斷氣源，使其快速停車(chē)，起到安全保護(hù)作用。在危急情況下，膨脹機(jī)儀控系統(tǒng)聯(lián)鎖即切斷電磁閥電源，使緊急斷閥快速關(guān)閉與此同時(shí)增壓機(jī)回流閥自動(dòng)全開(kāi)（6）增壓機(jī)后冷卻器為了將增壓機(jī)出口高溫氣體冷卻以達(dá)到空分流程的要求，設(shè)置了其冷卻器，用冷卻水進(jìn)行冷卻，調(diào)節(jié)進(jìn)水量可以達(dá)到調(diào)節(jié)出口氣體

21、溫度的目的，冷卻器工況的控制根據(jù)其技術(shù)參數(shù)和流程需要來(lái)進(jìn)行（7）增壓機(jī)回流閥設(shè)置該閥有以下三個(gè)用途：a.壓力調(diào)節(jié)：根據(jù)空分流程的要求，一般希望增壓機(jī)出口壓力保持恒定，閥的開(kāi)大或關(guān)小，可使壓力降低或升高，該閥在儀控系統(tǒng)自動(dòng)控制下則可達(dá)到壓力恒定的目的。b.防喘振：增壓機(jī)在一定的進(jìn)口流量和轉(zhuǎn)速下，當(dāng)進(jìn)口流量小到一定數(shù)值時(shí)，機(jī)器會(huì)發(fā)生喘振，此時(shí)壓力會(huì)大幅度波動(dòng)，并發(fā)出強(qiáng)烈的“喘氣”聲響和振動(dòng)，將引起機(jī)器損壞，為防止這種情況出現(xiàn)，該閥會(huì)在進(jìn)口流量小到一定數(shù)值時(shí)自動(dòng)打開(kāi)。所給定的防喘振流量是根據(jù)進(jìn)口壓力，進(jìn)口溫度，轉(zhuǎn)速均為額定值的情況，當(dāng)這些條件不同時(shí)，對(duì)防喘振流量值應(yīng)予修正。c.開(kāi)大回流閥：可增加增壓

22、機(jī)的負(fù)荷使膨脹機(jī)減速5.主換熱器本裝置采用高效板翅式換熱器，較之石頭蓄冷器使裝置回收冷量效率更高。以平板和翅片作為傳熱元件的換熱器。它主要由板束和封頭等構(gòu)成。板束中有若干通道。在每層通道的兩平板間放置翅片，并在兩側(cè)用封條密封。根據(jù)流體流動(dòng)方式不同，冷、熱流體通道間隔迭置、排列并釬焊成整體，即制成板束。兩流體流動(dòng)方式有逆流、錯(cuò)流和錯(cuò)逆流等。A、B流體分別由入口封頭經(jīng)一分配段的導(dǎo)流片導(dǎo)入各自的板束通道，再經(jīng)另一分配段的導(dǎo)流片導(dǎo)至出口封頭而引出，兩流體呈逆流間壁換熱。常用的翅片有平直、多孔、鋸齒和波紋等形式。板翅式換熱器的主要優(yōu)點(diǎn)是：效能高。因翅片對(duì)流體的擾動(dòng)，使構(gòu)成熱阻的邊界層不斷更新，傳熱系數(shù)一

23、般為管殼式換熱器的3倍;而且在小溫差(1.52)下,熱(冷)量回收效果好。用于氣-氣換熱時(shí)效果最好。緊湊。因大部分熱量是經(jīng)翅片通過(guò)平板傳遞，設(shè)備單位體積的傳熱面積可達(dá)1500m /m。重量輕 傳熱面積相同時(shí)，重量近于管殼式換熱器的 1/5。堅(jiān)固。因板束為一整體件而且翅片在兩平板間起支承作用，故可承受較高的工作壓力。此外，還可在同一設(shè)備中實(shí)現(xiàn)多種流體同時(shí)換熱。但板翅式換熱器通道狹小、易堵塞，清洗維修較困難，制造工藝較復(fù)雜。它大多用鋁合金制造，也可用銅、不銹鋼和鈦等。由于鋁具有良好的低溫性能、重量又輕，故鋁制板翅式換熱器特別適用于制氧、乙烯和氦液化等深低溫設(shè)備，也可用于動(dòng)力裝置中。鋁制板翅式換熱器

24、一般用于設(shè)計(jì)壓力小于 6.3兆帕、設(shè)計(jì)溫度為+200-270的場(chǎng)合。中國(guó)、美國(guó)、英國(guó)和日本等都已生產(chǎn)板翅式換熱器。板翅式換熱器的發(fā)展趨勢(shì)是：提高翅片精度和釬焊質(zhì)量，增加品種和規(guī)格，加強(qiáng)對(duì)翅片性能、多股流和有相變工況下的傳熱機(jī)理研究等。板翅式換熱器作為切換式換熱器也稱為可逆式換熱器。與蓄冷器相比它的優(yōu)點(diǎn)是：（1）結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕。以6000m3/h的空分設(shè)備為例，使用切換式換熱器能節(jié)省130t銅和不銹鋼，僅消耗約22t鋁材；（2）傳熱效率高，單位體積內(nèi)的傳熱面積大，約有2500m3/m3。而且，由于冷、熱流體直接進(jìn)行熱交換，基本上是一個(gè)穩(wěn)定傳熱過(guò)程，可保證塔內(nèi)工況穩(wěn)定。而蓄冷器中氣流和填

25、料的溫度將隨切換時(shí)間周期性地變化，是一個(gè)不穩(wěn)定的傳熱過(guò)程；（3）在自清除性能上，翅片結(jié)構(gòu)具有良好的自清除特性，比蓄冷器為佳；（4）熱容量小，可縮短啟動(dòng)時(shí)間；（5）設(shè)備容積小，切換周期長(zhǎng)，切換損失較??；（6）阻力較小。6.精餾塔精餾塔分為篩板塔和填料塔兩大類(lèi)。填料塔又分為散堆填料和規(guī)整填料兩種。篩板塔雖然結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，適應(yīng)性強(qiáng)，宜于放大，在空分設(shè)備中被廣泛采用。但是，隨著氣液傳熱、傳質(zhì)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)高效規(guī)整填料的研究，一些效率高、壓降小、持液量小的規(guī)整填料的開(kāi)發(fā)，在近十多年內(nèi)，有逐步替代篩板塔的趨勢(shì)。規(guī)整填料由厚約0.22mm的金屬波紋板組成，一塊塊排列起來(lái)的金屬波紋板，低溫液體在每一片填料表面上

26、都形成一層液膜，與上升的蒸氣相接觸，進(jìn)行傳熱傳質(zhì)。規(guī)整填料的金屬比表面積約是填料為篩板的30倍，液氧持留量?jī)H為篩板的35%40%。而且，因?yàn)榫s塔截面積比篩板塔小1/3，填料垂直排列，不存在水平方向濃度梯度的問(wèn)題，只要液體分布均勻，精餾效率較高，壓力降較小，氣體穿過(guò)填料液膜的壓差比穿過(guò)篩板液層的壓差要小得多，約只有50Pa。上塔底部壓力的下降，必然可導(dǎo)致下塔壓力降低，進(jìn)而主空壓機(jī)的出口壓力相應(yīng)降低，使整套空分的能耗降低。同時(shí)，規(guī)整填料液體的滯留量小，因此，對(duì)負(fù)荷變化的應(yīng)變能力較強(qiáng)。歸納起來(lái)，規(guī)整填料塔與篩板塔相比，有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）壓降非常小。氣相在填料中的液相膜表面進(jìn)行對(duì)流傳熱、傳質(zhì)，不存在

27、塔板上清液層及篩孔的阻力。在正常情況下，規(guī)整填料的阻力只有相應(yīng)篩板塔阻力的1/51/6；（2）熱、質(zhì)交換充分，分離效率高，使產(chǎn)品的提取率提高；（3）操作彈性大，不產(chǎn)生液泛或漏液，所以負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍大，適應(yīng)性強(qiáng)。負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍可以在30%110%，篩板塔的調(diào)節(jié)范圍在70%100%；（4）液體滯留量少，啟動(dòng)和負(fù)荷調(diào)節(jié)速度快；（5）可節(jié)約能源。由于阻力小，空氣進(jìn)塔壓力可降低0.07MPa左右，因而使空氣壓縮能耗減少6.5%左右；（6）塔徑可以減小。（7）能耗較低。本裝置精餾塔采用規(guī)整填料塔。六、本裝置空分流程特點(diǎn)1.原料空氣過(guò)濾器充分考慮本地的氣候特點(diǎn)，過(guò)濾器的能力大于空壓機(jī)額定處理量的2倍。2.純化器

28、采用內(nèi)絕熱結(jié)構(gòu)，相比外絕熱具有更好的絕熱效果，從而降低加熱器的功率，使能耗下降了1.52%。3.純化器采用雙層床結(jié)構(gòu)，下層裝活性氧化鋁，首先脫除水分，有效地保護(hù)了分子篩，延長(zhǎng)了分子篩壽命。4.采用高效增壓透平膨脹機(jī)技術(shù)，能很好的回收部分能量，膨脹機(jī)制冷效率在85%以上。5.分餾塔采用規(guī)整填料。6.膨脹機(jī)增壓端對(duì)從分子篩后出來(lái)的壓縮空氣增壓，不對(duì)產(chǎn)品氮?dú)庠鰤?，可防止產(chǎn)品氮?dú)馕廴?，保證氮?dú)獾募兌?。七、本裝置簡(jiǎn)介1.空分界區(qū)布置位于總圖的最西側(cè)，220KV變電站的北側(cè)，還原工序的西側(cè)。2.空分界區(qū)包括兩臺(tái)離心式壓縮機(jī)、兩套空氣預(yù)冷系統(tǒng)、分子篩純化系統(tǒng)、兩臺(tái)增壓透平膨脹機(jī)、分餾塔系統(tǒng)以及液體貯存系統(tǒng)。3.空分裝置的制氮能力6000Nm3/h ，液氮50m/h。八、空分主要技術(shù)性能指標(biāo)氮?dú)猓?000Nm