兗礦國(guó)泰空分技術(shù)附件(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 壓力 ~0,45 MPa(G), 流量約 350Nm3/h的儀表空氣。 ? 密封氮?dú)猓ㄩ_車時(shí)可用干燥儀表空氣代替） 供合同裝置低溫液氧泵密封用 : ? 流量 20Nm3/h ? 壓力 ~(G) 供合同裝置低溫液氬泵密封用 : ? 流量 10Nm3/h ? 壓力 ~(G) 液化空氣（杭州）有限公司 兗礦聯(lián)工發(fā)化工有限公司 6 萬 Nm3/h O2空分 裝置技術(shù)附件 13/172 頁(yè) 合同裝置的操作彈性及操作特性 操作彈性 本制氧裝置預(yù)計(jì)在不外加任何設(shè)備以及主空壓機(jī)不放空和增壓機(jī)出口氣體不回流的情況下，能以設(shè)計(jì)氧產(chǎn)量的 70%~105%（設(shè)計(jì)條件下）變 負(fù) 荷工況范圍內(nèi)運(yùn)行。 裝置運(yùn)行負(fù)荷的調(diào)整將通過調(diào)節(jié)進(jìn)冷箱的空氣流量來控制，可自動(dòng)變負(fù)荷也可手 動(dòng)。 ? 合同裝置利用率 在用戶按照操作說明和建議進(jìn)行操作和維護(hù)的情況下，按一天運(yùn)行 24小時(shí)考慮，裝置的年運(yùn)轉(zhuǎn)率為 98%（約每年 8600小時(shí)）。 ? 操作周期 在正常運(yùn)行情況下，裝置需要完全解凍的操作周期為： 3年。 ? 啟動(dòng)時(shí)間 徹底加溫解凍后，從膨脹機(jī)啟動(dòng)到獲得設(shè)計(jì)產(chǎn)品的流量和純度所需的起動(dòng)的時(shí)間：氧、氮產(chǎn)品不大 于 36 小時(shí)；在氧、氮產(chǎn)品達(dá)到設(shè)計(jì)的流量和純度后，氬產(chǎn)品約再加 20小時(shí)。 采用低溫液氮回灌分餾塔 , 啟動(dòng)時(shí)間不大于 24小時(shí)。 短暫停車后重新啟動(dòng)得到氧氣所需的時(shí)間為： ? 停車 4小時(shí) 約 2小時(shí) ? 停車 24小時(shí) 約 6~8小時(shí) ? 解凍時(shí)間 ? 裝置排液后加溫解凍時(shí)間：≤ 24小時(shí)。 液化空氣（杭州）有限公司 兗礦聯(lián)工發(fā)化工有限公司 6 萬 Nm3/h O2空分 裝置技術(shù)附件 14/172 頁(yè) 附件 裝置各種工況下的能耗表 液化空氣（杭州）有限公司 兗礦聯(lián)工發(fā)化工有限公司 6 萬 Nm3/h O2空分 裝置技術(shù)附件 15/172 頁(yè) 附件 裝置的物料平衡表 液化空氣（杭州）有限公司 兗礦聯(lián)工發(fā)化工有限公司 6 萬 Nm3/h O2空分 裝置技術(shù)附件 16/172 頁(yè) 第二章 工藝和設(shè)備描述 附件 21 總體平面布置圖 附件 22 流程示意圖 (PFD) 附件 23 DCS結(jié)構(gòu)圖 附件 24 電控單線示意圖 液化空氣（杭州）有限公司 兗礦聯(lián)工發(fā)化工有限公司 6 萬 Nm3/h O2空分 裝置技術(shù)附件 17/172 頁(yè) 2. 工藝和設(shè)備描述 概述 本制氧裝置流程使用填料塔的 液氧泵內(nèi)壓縮工藝并帶有前端凈化系統(tǒng) (分子篩加活性氧化鋁 )流程。 流程和工藝遵循 最先進(jìn)和最通用 的國(guó)際慣例，并貫徹以穩(wěn)定運(yùn)行為前提的設(shè)計(jì)模式。 本裝置的安全設(shè)計(jì)將在第 。 本制氧裝置可分為如下主要流程單元設(shè)備： ? 1臺(tái)空氣過濾器 (F01) ? 1臺(tái)空氣壓縮機(jī) (C01) ? 1臺(tái)空氣增壓機(jī) (C02) ? 1臺(tái)由 公 用的 蒸汽輪機(jī) (C01D/C02D), 用于 驅(qū)動(dòng) 空氣壓縮機(jī) (C01)和 空氣增壓機(jī) (C02) ? 由 1臺(tái)空冷塔 (E07)、 1臺(tái)氨換熱器、 2臺(tái)冷凍水泵 (P60A/B)和 1臺(tái)氮水塔 (E60)等組成的空氣預(yù) 冷系統(tǒng) ? 1套用氧化鋁和分子篩的徑向流雙層床純化器 (R01/R02)的空氣凈化系統(tǒng)，帶 1臺(tái)用于正常再生的蒸汽加熱器 (E08)， 1臺(tái)用于特殊再生的電加熱器 (E09) ? 1臺(tái)用于 N2/O2/Ar分離的冷箱，主要構(gòu)成如下： 換熱器包括： ? 1 組主換熱器 (E01) ? 1 臺(tái)過冷器 (E03) ? 1 臺(tái)主冷凝蒸發(fā)器 (E02) ? 1 臺(tái)粗氬冷凝器 (E10) ? 1 臺(tái)精氬塔冷凝器 (E16) ? 1 臺(tái)精氬塔蒸發(fā)器 (E15) ? 1 臺(tái)蒸發(fā)氬冷凝器 (E34) 精餾塔包括： ? 1 只中壓塔 (K01) ? 1 只低壓塔 (K02) 液化空氣（杭州）有限公司 兗礦聯(lián)工發(fā)化工有限公司 6 萬 Nm3/h O2空分 裝置技術(shù)附件 18/172 頁(yè) ? 1 只純氮塔 (K03) ? 1 只粗氬塔 (K10) ? 1 只精氬塔 (K11) 低溫流程泵包括： ? 2 臺(tái)液氧泵 (P03A/B) ? 2 臺(tái)粗氬泵 (P10A/B) ? 1臺(tái)帶透平增壓機(jī) (D01C) 的透平膨脹機(jī) (D01) ? 1臺(tái)帶電機(jī)制動(dòng)的低溫液體膨脹機(jī) (D02) ? 1套 1000M3液氧貯槽系統(tǒng) ? 1套 500M3液氮貯槽系統(tǒng) ? 1套 500M3液氬貯槽系統(tǒng) ? 1臺(tái) 200M3, 球 罐 此外，這套裝置還包括如下輔助設(shè)備： ? 1套過程控制的操 作儀表和分析儀器 ? 1套制氧裝置的電氣設(shè)備 液化空氣（杭州）有限公司 兗礦聯(lián)工發(fā)化工有限公司 6 萬 Nm3/h O2空分 裝置技術(shù)附件 19/172 頁(yè) 流程描述 壓縮、預(yù)冷和前端凈化 從進(jìn)口空氣過濾器 (F01)出來的流程空氣被去除了塵埃和其他機(jī)械雜質(zhì)后，經(jīng)過多級(jí)離心空壓機(jī) (C01)壓縮至所需壓力 ， 經(jīng)后 冷卻器常溫水 冷卻 后 進(jìn)入單級(jí)空冷塔 (E07)，空氣 在空冷塔 中 經(jīng) 低溫水進(jìn)行冷卻清洗后送至吸附器。大量有害元素像 SO2， SO3， NH3可以被去除。該低溫水是通過循環(huán)水在氮水塔 (E60)冷卻后得到的。 所采用的單級(jí)空冷塔與兩級(jí)塔相比，主要優(yōu)勢(shì)是： 方便維護(hù)，安全性高：水為閉式回路并不與總的冷卻水管相連，這樣 冷卻水就無塵埃，且限制了水受碳?xì)浠衔镂廴竞笤傥廴究諝獾目赡苄浴? 可靠性更高：因是閉式回路流程，所以無足夠的水完全裝滿空冷塔，因而也就 沒有使水進(jìn)入吸附器甚至冷箱的可能性。 從空冷塔 (E07)出口出來的空氣通過由兩只充填氧化鋁和分子篩的純化器 (R01)和 (R02)所組成的一個(gè)吸附水、二氧化碳和碳?xì)浠衔锏奈较到y(tǒng)。這兩個(gè)純化器交替運(yùn)行：當(dāng)一只在運(yùn)行的時(shí)候，另一只被來自冷箱的污氮再生。 在吸附劑加熱再生階段，常規(guī)再生時(shí)，污氮?dú)庠谝辉偕羝訜崞?(E08)中加熱至約164℃后送到純化器；必要時(shí)可用特殊再生 電加熱器 (E09)加熱至 290℃進(jìn)行特殊再生。 所采用的徑向流雙層床吸附器有如下優(yōu)點(diǎn)： ? 占地面積小 ? 減小壓降 ? 無床層流態(tài)化的危險(xiǎn) 空氣精餾 凈化后的空氣分為三部分： 一部分凈化空氣主氣流直接進(jìn)入冷箱，并在主換熱器 (E01)中與氣態(tài)產(chǎn)品進(jìn)行對(duì)流熱交換而冷卻至接近于露點(diǎn)。 這股氣流然后進(jìn)入中壓塔 (K01)底部作首次分離。上升氣體和下降液體接觸后其氮含量升高。所需回流液來自中壓塔頂部的主冷凝蒸發(fā)器 (E02)中被沸騰氧氣冷凝的液氮。 液化空氣（杭州）有限公司 兗礦聯(lián)工發(fā)化工有限公司 6 萬 Nm3/h O2空分 裝置技術(shù)附件 20/172 頁(yè) 另一部分凈化空氣經(jīng)增壓機(jī) (C02)壓縮至一定壓力中抽送入透平增壓機(jī) (D01C)中 增壓后送入冷箱。在主換熱器 (E01)中冷卻至適當(dāng)溫度抽出，然后經(jīng)透平膨脹機(jī) (D01) 膨脹后送入中壓塔 (K01)。 剩余的凈化空氣在空氣增壓機(jī) (C02)中壓縮至所需壓力， 然后 在冷箱的主 換熱器中液化，并經(jīng)一液體膨脹機(jī)膨脹后作為液體回流液進(jìn)入中壓塔 (K01)和低壓塔 (K02)。這股高壓空氣用于氣化高壓液氧。 從上到下，中壓塔 (K01)產(chǎn)出如下產(chǎn)品： ? 中壓氮?dú)? ? 純液氮 ? 純氮回流液 ? 液氮產(chǎn)品 ? 低純氮回流液 ? 富氧液空 純氮回流液、低純氮回流液、富氧液空在過冷器 (E03)中過冷后，經(jīng)節(jié)流送入低壓塔(K02)和純氮塔 (K03)。一部分純氮回流液在進(jìn)入純氮塔之前抽出作為液氮產(chǎn)品輸出。中壓氮?dú)鈩t從下塔頂部抽出經(jīng)主換熱器復(fù)熱后作為中壓氮?dú)猱a(chǎn)品輸出。 低壓塔 (K02)產(chǎn)生如下產(chǎn)品： ? 在底部的液氧 ? 常壓氣氧 ? 在頂部的污氮 ? 在中間位置的富氬餾份 從低壓塔 (K02)的底部抽出液氧，該液氧分為二部分：一部分經(jīng)過冷器 (E03)過冷后作為液氧產(chǎn)品輸出；一部分經(jīng)高壓液氧泵 (P03A/B) 增壓至 (G)后進(jìn)入主換熱器 (E01),在其中被氣化并復(fù)熱至大氣溫度后作為高壓氧氣產(chǎn)品送入氧氣管網(wǎng)。 常壓氧氣則直接從主冷 頂部抽出，經(jīng)主換熱器復(fù)熱后作為產(chǎn)品輸出。 純氮塔 (K03)產(chǎn)生： ? 在頂部的純氣氮經(jīng)主換熱器復(fù)熱后作為常壓氮?dú)猱a(chǎn)品輸出。 液化空氣（杭州）有限公司 兗礦聯(lián)工發(fā)化工有限公司 6 萬 Nm3/h O2空分 裝置技術(shù)附件 21/172 頁(yè) 氬的精餾和提取 為了提取氬，從低壓塔 (K02)中間位置抽出的氬餾份被送入粗氬塔 (K10)中，在此去除氧氣成份。該塔的回流液由粗氬塔冷凝器 (E10)中的富氧液空的蒸發(fā)而產(chǎn)生。 然后粗液氬流入精氬塔 (K11)中分離去除氮的成份， 產(chǎn)品液氬送至貯槽 。 貯槽中蒸發(fā)的液氬送回冷箱 ，經(jīng)冷凝器 (E34)冷凝后返回儲(chǔ)槽。 精氬塔 (K11)底部的蒸發(fā)熱量由一精氬塔蒸發(fā)器 (E15)冷凝來自中壓塔的少量中壓氮?dú)舛a(chǎn)生。被冷凝的液氮進(jìn)入精氬塔冷凝器 (E16)中和污液氮同時(shí)被蒸發(fā)用于冷凝上升蒸氣，從而向精氬塔 (K11) 提供回流液。 冷量需求 空分所需的冷量由二部分組成，大部分是通過透平膨脹機(jī) (D01)膨脹低溫增壓空氣來獲得。透平膨脹機(jī)的制動(dòng)通過增壓機(jī) (D01C) 來實(shí)現(xiàn)。另小部分由帶電機(jī)制動(dòng)的低溫液體膨脹機(jī)獲得。 產(chǎn)品輸出的分配 高壓氣氧輸出 氣氧直接從冷箱輸出，壓力為 MPa(G)。 常壓氣氧輸出 氣氧直接從冷箱輸出，壓力為 MPa(G)。 液 氧輸出 液氧直接從冷箱輸出，送入液氧貯槽。 中壓氣氮輸出 在冷箱的出口得到壓力為 MPa(G)。 常壓氣氮輸出 在冷箱的出口得到壓力為 MPa(G)。 液氮輸出 液氮直接從冷箱輸出，送入液氮貯槽。 液氬輸出 液氬直接從冷箱輸出，送入液氬貯槽。 污氮輸出 液化空氣（杭州）有限公司 兗礦聯(lián)工發(fā)化工有限公司 6 萬 Nm3/h O2空分 裝置技術(shù)附件 22/172 頁(yè) 部分污氮用來再生純化器 (R01/R02)，其余的用來冷卻氮水塔 (E60)中的冷卻水。 儀表和解凍所需的干燥空氣 儀表空氣 (在正常操作時(shí) )和解凍所需的干燥空氣在吸附器的出口處抽取并送至： ? 儀表空氣管網(wǎng) ? 透平膨脹機(jī)的加熱、解凍和 吹掃 (必要時(shí) ) 密封氮?dú)? 正常運(yùn)行時(shí)，出冷箱中壓氮?dú)狻? 液體排放蒸發(fā)器 所有排放的低溫液體收集在一只排液蒸發(fā)器 (E80)中，由此蒸發(fā)至大氣。 氣體的排放 裝置所排放的氣體在向大氣放空之前應(yīng)先通過消音器 (S01,S02)。 設(shè)計(jì)文件的編制 設(shè)備由賣方根據(jù)其規(guī)范和操作慣例，使用公認(rèn)的設(shè)計(jì)規(guī)范而設(shè)計(jì)的。文件用中文或中 /英文進(jìn)行表達(dá) (分賣方和權(quán)威機(jī)構(gòu)所簽發(fā)的若無中文、但用英文或法文進(jìn)行證明、記錄、圖冊(cè)或其他文件除外 )。由賣方提供的所有圖紙和技術(shù)文件將使用中華人民共和國(guó)法定計(jì)量單位。 本項(xiàng)目所采用的主要法定單位的清 單如下： 基本單位 ? 米 (m) ? 公斤 (kg) ? 秒 (s) ? 安培 (A) ? 攝氏度 (?C) 派生出來的單位 ? 流量 Nm3/h（ 00C, kPa干空氣 ) ? 壓力 kPa 或 MPa ? 流速 m/s ? 質(zhì)量 kg 液化空氣（杭州）有限公司 兗礦聯(lián)工發(fā)化工有限公司 6 萬 Nm3/h O2空分 裝置技術(shù)附件 23/172 頁(yè) ? 力 N(牛頓 ) ? 能量 J(焦 )或 kJ(千焦 ) ? 功率 W(瓦 )或 kW( 千瓦 ) 液化空氣（杭州）有限公司 兗礦聯(lián)工發(fā)化工有限公司 6 萬 Nm3/h O2空分 裝置技術(shù)附件 24/172 頁(yè) 設(shè)備設(shè)計(jì) 以下內(nèi)容僅作為設(shè)計(jì)原則，不作為工程設(shè)計(jì)范圍或供貨范圍的規(guī)定 (特殊注明除外 )。 管道設(shè)計(jì) 通用管道 ? 所有流程管道一般應(yīng)置于地面之上。架空管道應(yīng)置于管架或管 廊中。 ? 消防水管一般埋在地面以下。 ? 所有進(jìn)出界區(qū)的管道應(yīng)盡量集中布置。截止閥、盲板或 8字盲板若流程需要，應(yīng)予安裝。 ? 管道應(yīng)合理支撐以允許自由熱膨脹。 轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器的管道 ? 為減小施加于機(jī)器和管道的連接部分的應(yīng)力，對(duì)用于轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器的管道應(yīng)給予足夠的柔性和適當(dāng)?shù)闹瘟Α? ? 轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器的管道布置