李 豪 陳永強(qiáng) 張勇志

（河南開元空分集團(tuán)有限公司，河南 開封 475004）

KDONAr-10000/20000/350型空分設(shè)備流程特點(diǎn)及調(diào)試總結(jié)

李 豪 陳永強(qiáng) 張勇志

（河南開元空分集團(tuán)有限公司，河南 開封 475004）

介紹銅陵富鑫KDONAr-10000/20000/350型空分設(shè)備的技術(shù)參數(shù)、工藝流程及特點(diǎn)，敘述空分設(shè)備的調(diào)試情況，以及調(diào)試中發(fā)現(xiàn)的問題。

空分設(shè)備；工藝流程；調(diào)試

1 空分氧氣自增壓流程

銅陵市富鑫鋼鐵有限公司（以下簡稱銅陵富鑫）KDONAr-10000/20000/350型空分設(shè)備由河南開元空分集團(tuán)有限公司成套供應(yīng)并安裝。

空氣自過濾器底部吸入，經(jīng)空壓機(jī)增壓后，通過空冷塔冷卻，然后進(jìn)入分子篩吸附器。空氣出純化系統(tǒng)后，分為兩路：一部分空氣經(jīng)過膨脹機(jī)增壓端增壓后到主換熱器，然后從主換熱器的增壓空氣通路抽出作為膨脹空氣，再經(jīng)過熱虹吸送入上塔中部。

另一部分空氣直接進(jìn)入冷箱，一部分在主換熱器中與返流氣體換熱后進(jìn)入下塔；一部分在主換熱器中與返流換熱，再在液氧蒸發(fā)器中液化后送入下塔中下部。

在下塔中，空氣被初步分離成氮、貧液空和富氧液空，頂部氮?dú)庠诶淠舭l(fā)器中被冷凝為液體，同時主冷的低壓側(cè)液氧被汽化。部分液氮作為下塔回流液，另一部分液氮從下塔頂部引出，經(jīng)過冷器被氮?dú)夂臀鄣獨(dú)膺^冷并節(jié)流后送入上塔頂部和精氬塔冷凝器冷凝側(cè)，其余部分作為產(chǎn)品液氮送出。貧液空從下塔中部引出，經(jīng)過冷器被氮?dú)夂臀鄣獨(dú)膺^冷并節(jié)流后送入上塔相應(yīng)部位，參與精餾。富氧液空在過冷器中過冷后一部分送入上塔作為回流液，另一部分經(jīng)節(jié)流送入粗氬塔冷凝器作冷凝側(cè)的冷源，汽化后的液空蒸汽回上塔參加精餾。

液氧從上塔底部靠液位差增壓。在液氧蒸發(fā)器中汽化，汽化后的氧氣被送到主換熱器中通過與空氣進(jìn)行換熱，復(fù)熱至環(huán)境溫度作為產(chǎn)品氧氣輸出。

污氮?dú)鈴纳纤猩喜恳?，并在過冷器及主換熱器中復(fù)熱后送出分餾塔外，部分作為分子篩吸附器的再生氣體，其余與氮?dú)馑屯渌厥罩评淠芰蠓趴铡?/p>

從上塔相應(yīng)部位抽出氬餾分氣體氬餾分直接從粗氬塔的底部導(dǎo)入，粗氬塔上部粗氬冷凝器采用過冷后的液空作冷源，冷凝下來的液氬作為回流液，與上升氣進(jìn)行精餾。

工藝氬氣從精氬塔中部進(jìn)入作為上升蒸汽參加精餾，與此同時在精氬塔蒸發(fā)器氮側(cè)利用下塔頂部來的壓力氮?dú)庾鳛闊嵩?，促使精氬塔底部的液氬蒸發(fā)成上升蒸汽，而氮?dú)獗焕淠梢旱?jié)流后送入上塔參加精餾。來自過冷器并經(jīng)節(jié)流的液氮進(jìn)入精氬塔冷凝器作為冷源，使精氬塔頂部產(chǎn)生回流液，以保證塔內(nèi)的精餾，使氬氮分離，從而在精氬塔底部得到99.999%Ar的液氬產(chǎn)品。

2 技術(shù)參數(shù)

表1 銅陵富鑫KDONAr-10000/20000/350空分設(shè)備的技術(shù)參數(shù)

3 工藝流程特點(diǎn)

①設(shè)備具有較強(qiáng)的安全性，大量液氧從主冷底部進(jìn)入液氧蒸發(fā)器，一部分被蒸發(fā)，另一部分從液氧蒸發(fā)器底部抽出作為產(chǎn)品，大大降低了碳?xì)浠衔镌谥骼涞木奂?］。

②能耗大大降低，比一般內(nèi)壓縮節(jié)省了增壓機(jī)和液氧泵。因?yàn)闅庋鯄毫ο鄬Σ皇呛芨撸舭l(fā)液氧的空氣由空壓機(jī)來提供，通過液位差使液氧進(jìn)入液氧蒸發(fā)器。

③工況調(diào)節(jié)彈性大。設(shè)備負(fù)荷可進(jìn)行75%～105%調(diào)整，來滿足用戶需要。

4 調(diào)試總結(jié)

2011年6月進(jìn)行KDONAr-10000/20000/350型空分設(shè)備外圍和冷箱內(nèi)設(shè)備吹掃、裸冷測試和流動性試壓。7月1日一次性開車成功，生產(chǎn)出合格的氧、氮產(chǎn)品；7月20日生產(chǎn)出合格的氬產(chǎn)品。

4.1 調(diào)試過程及應(yīng)注意問題

①啟動空壓機(jī)系統(tǒng)、預(yù)冷系統(tǒng)和分子篩純化系統(tǒng)以及打通吹掃流路的過程，與以往的空分相同；在空氣導(dǎo)入下塔，開啟導(dǎo)氣閥時，應(yīng)注意閥門前就地壓力表，開啟閥門速度應(yīng)根據(jù)壓力表壓力變化來決定。

②冷卻階段，啟動兩臺透平膨脹機(jī)，吹除閥結(jié)霜后應(yīng)全部關(guān)閉。在開啟膨脹機(jī)時應(yīng)注意兩臺膨脹機(jī)的各個參數(shù)，使兩臺膨脹機(jī)參數(shù)基本一致。

③積液階段，應(yīng)緩慢關(guān)閉膨脹機(jī)中抽閥門，緩慢打開底抽閥門，使膨脹機(jī)出口得到更低的溫度，加快積液。在積液過程中應(yīng)注意主冷液位計(jì)指示，可根據(jù)積液時間與主冷測滿閥來檢查其顯示是否正確。

④主冷采用單層結(jié)構(gòu)，主冷液位上升至3 100mm以上時，關(guān)閉一臺膨脹機(jī)，打開下塔回流閥及液氮去上塔節(jié)流閥進(jìn)行調(diào)純，調(diào)節(jié)膨脹量，并向液氧蒸發(fā)器充液。通過貧液空進(jìn)上塔閥門調(diào)節(jié)富氧液空氧含量，通過液氮進(jìn)上塔閥門調(diào)節(jié)液氮純度。

⑤主塔工況正常后，開始進(jìn)行調(diào)氬。逐漸打開液空去粗氬冷凝器節(jié)流閥，來增加負(fù)荷，啟動粗氬泵，建立工況。工藝氬中氧含量合格后將其導(dǎo)入精氬塔，逐漸開大液氮去精氬塔冷凝器節(jié)流閥，液氬通過下塔頂部抽出的氮?dú)膺M(jìn)行蒸發(fā)，在底部得到高純度的液氬。

4.2 調(diào)試心得

①本設(shè)備采用在熱虹吸內(nèi)部液氧與膨脹空氣換熱來降低膨脹空氣過冷度。當(dāng)主冷液位降低到一定程度時，液氧中的碳?xì)浠衔锪粼跓岷缥?，?dāng)碳?xì)浠衔镌谀骋稽c(diǎn)聚集到一定濃度后會發(fā)生爆炸?？梢宰屢貉跽舭l(fā)器出來的氣氧與膨脹空氣換熱，來代替熱虹吸。

②空氣進(jìn)液氧蒸發(fā)器前后都設(shè)置閥門。在調(diào)試中，空氣進(jìn)液氧蒸發(fā)器自動閥門全開，通過控制空氣進(jìn)液氧蒸發(fā)器出口閥，來調(diào)節(jié)氣氧量。所以空氣進(jìn)液氧蒸發(fā)器進(jìn)口閥可以去掉。

③在臨時停車時，因?yàn)橐貉踹M(jìn)液氧蒸發(fā)器閥門閥芯損壞，使主冷液氧從氣氧管道中噴出，導(dǎo)致氣氧去氧壓機(jī)之間碳鋼管道凍裂，所以應(yīng)在自動閥后增加手動閥。

5 結(jié)語

銅陵富鑫KDONAr-10000/20000/350空分設(shè)備投產(chǎn)運(yùn)行至今，工況穩(wěn)定，產(chǎn)品達(dá)到或優(yōu)于設(shè)計(jì)值，提取率高，液體產(chǎn)品產(chǎn)量大。在調(diào)試過程中，各個專業(yè)工程師集思廣益解決現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)的問題，優(yōu)化空分流程，解答用戶提出的問題，贏得了用戶高度的評價(jià)，圓滿完成本次安裝調(diào)試任務(wù)。

［1］夏亮.KDONAr-28000/40000型空分設(shè)備流程特點(diǎn)及調(diào)試總結(jié)［J］.深冷技術(shù)，2013（4）:33-36.

Procedure Featuresand Comm issioning Summary of KDONAr-10000/20000/ 350 Air Separation Plant

LiHao Chen Yongqiang Zhang Yongzhi
（Henan Kaiyuan Air Separation Group Co.，Ltd.Kaifeng，Henan 475004）

The technical parameters，technical process and features of tongling fuxin KDONAr-10000/20000/350 air separation plant are introduced，and the commissioning and the problems found in the commissioning are de?scribed.

air separation plant；technical process；commissioning

TQ116

A

1003-5168（2015）05-0080-2

2015-4-15

李豪（1987-），男，本科，助理工程師，研究方向：空分調(diào)試，流程設(shè)計(jì)。