KDON600011000型空分装置操作规程(初稿)

1第一章KDON-6000/11000型空分装置操作技术规程第一节设备概述与原理一、流程概述：本岗位是通过KDON6000/11000型空分装置，利用深度冷冻的方法，将离心空压机来的原料气，经预冷系统冷却、分子筛吸附净化、膨胀机制冷、并通过分馏塔分馏，分离氮气和氧气。其中氧气经压缩后供二段转化炉使用，氮气主要供系统吹扫、置换及升温还原时使用。二、工作原理1、预冷系统工作原理：1)水冷塔工作原理：水冷塔是利用返流气体污氮、氮气的不饱和性，在水与气体接触时，经传热、传质，少量的水蒸发带走热量，从而使水温度降低。2)空冷塔工作原理：空冷塔是利用循环水和冷冻后的低温循环水与空气逆流接触、传热、传质，热量被水带走，使空气温度下降。2、纯化系统原理：纯化器是依靠纯化器内装填的13x分子筛吸附剂对水分、CO2、乙炔及碳氢化合物的吸附性完成对空气的净化的。当空气进入纯化系统内与分子筛吸附剂充分接触，其中的水份、CO2、碳氢化合物被吸附剂吸附，净化后的空气进入空气分馏装置。当吸附剂达到饱和后需进行加温再生，共设有两只纯化器，当一台饱和后，另一台切换至吸附状态，切换出来一台进行加温再生，这样两台交替使用，保证生产连续稳定。23、膨胀机的工作原理：从增压端来的高压空气进入膨胀端，经喷嘴、叶轮、扩压器膨胀使气体压力下降，内能降低，温度下降产生装置所需冷量。气体内能通过转子传递给增压机而被回收，提高增压机的排出气体压力。4、分馏塔工作原理：采用深度冷冻法，首先将空气液化，而后利用氧、氮组分沸点的不同，在塔内同时并多次进行冷凝蒸发，从而使氧、氮分离，得到高纯度的氮气，在塔底得到纯氧气。三、流程特点1、预冷系统中，水先在水冷塔内第一次冷却，再经冷水机组冷却至要求温度，节约了能耗，空冷塔、水冷塔采用填料塔，换热效率高，阻力小，可靠性好；2、采用分子筛吸附法净化空气，工艺流程简单，启动容易，操作方便，运行安全，切换损失小，精馏工况稳定，产品提取率高；3、下塔采用高效环流筛板塔，上塔采用高效填料，传质传热性能好，操作可靠；4、采用增压膨胀机，单位制冷量大，膨胀量较小，改善了上塔精馏工况；5、采用热虹吸蒸发器构成液氧自循环回路，增加主冷安全性，同时有效地降低了膨胀空气进上塔的过热度；6、设置了膨胀机前温度调节流路，以满足启动过程中及正常运转的工况要求；7、主换热器有三个，分别采用氧气、氮气、污氮气与入塔空气换热，并附设阀门，可调节各板式热端温差，防止偏流，减少冷损；8、分子筛吸附器自动切换，加热再生。3第二节主要工艺参数一、产品产量和纯度产品产量/Nm3·h-1纯度/%压力/Mpa温度/℃氧气600099.62.5≤130氮气中压氮100099.99%0.45≤20低压氮1000099.99％0.005≤20仪表空气正常1000Nm3/h最大1500Nm3/h露点≤-40℃0.5常温注：提取仪表空气量超过500Nm3/h，则氧产量相应降低。预留1500Nm3/h仪表空气量的接口。加工空气量≥18000m3/h(标准状态下)空压机排压0.56Mpa(表压)启动时间～36h运转周期2年二、各设备功耗及冷却水使用状况轴功率电机功率循环水机组数量备注空压机组1790kw2000kw290t/h1台冷却水泵15kw110t/h2台一用一备冷冻水泵20kw2台一用一备冷水机组43kw75kw1台电加热器346kw2台一用一备膨胀机油站2kw2.2kw11t/h1台机后冷却器6t/h氧压机560kw630kw40×2t/h2台一用一备4第三节工艺指标一、温度控制1、TIA-1102空气冷却塔空气出口温度7～9℃；2、TIA-1103冷冻水进空冷塔温度8～10℃；3、TICAS-1205，TICAS-1206再生气出电加热器温度170℃，高值报警190℃，低值报警160℃，210℃连锁停电；4、TI-102氧气出分馏塔温度12℃；5、TI-103氮气出分馏塔温度12℃；6、TI-104污氮气出分馏塔温度12℃；7、TI-105中压氮气出分馏塔温度12℃；8、TI-455增压空气进冷箱温度15℃；9、TI-441、442、443主换热器中部增压空气温度-100℃；10、TI-445膨胀空气出主换热器下抽口冷端温度指示-165℃；11、TIC-444膨胀机前温度-100～120℃；12、TR-449、450膨胀机后温度-165℃；13、TI-1空气出主换热器温度-173℃；二、压力控制1、空压机出口压力：正常0.56Mpa，≥0.59Mpa自动放空；2、PIAS-1101空气出空冷塔(AT1101),压力0.56Mpa，≤0.44Mpa报警，≤0.38Mpa水泵停车，冷水机组停机；3、PIC-1232污氮出分馏塔压力0.015Mpa；4、PIC-102氮气出分馏塔压力0.013Mpa；5、PIC-101氧气出分馏塔压力0.023Mpa；6、PIC-103氮气出分馏塔压力0.45Mpa；7、PI-445膨胀机前压力0.675Mpa；8、PI-446膨胀机后压力0.055Mpa；59、PI-1下塔压力0.50Mpa；10、PI-3上塔下部压力0.05Mpa；11、PI-401、402膨胀机喷嘴后压力≤0.274Mpa;12、膨胀机密封气压力：膨胀端:0.28Mpa，增压端:0.48Mpa；13、膨胀机油压：0.4～0.6Mpa;14、膨胀机转速：41700r/min。三、阻力控制1、PDI-1下塔阻力0.015Mpa2、PDI-2上塔阻力0.025Mpa四、液面控制1、LICAS-1130空气冷却塔(AI-1101)液面调节正常800mm500mm1200mm报警；2、LCA-1103水冷却塔(WT-1101)液面调节正常600mm300mm1200mm报警；3、LIC-1下塔液空液面控制正常400mm；4、LI-2冷凝蒸发器液氧液面调节正常2400mm。五、流量控制1、FI-1101进空气冷却塔冷却水流量正常流量44t/h；2、FIC-1120进空冷塔冷冻水流量正常流量13t/h；3、FI-1201空气出分子筛吸附器流量18000～19000m3/h；4、FIS-1202再生气量4000～5000m3/h；5、FRQC-103产品氧气流量3200m3/h；6、FI-441膨胀空气流量2500m3/h。六、纯度控制1、ARA-1201出分子筛的空气中CO2含量分析正常≤1ppm，≥2ppm报警；2、A-4污氮出上塔自动分析93～94.5%N2；63、A-2冷凝蒸发器液氧分析乙炔含量≤0.01ppm，≥0.1ppm报警，≥1ppm停车；4、A-1下塔液空分析34～38%O2；5、A-3下塔顶部氮气纯度99.99%N2;6、A-7主冷液氧取样分析总烃含量≤100ppm，≥250ppm停车。第四节流程概述原料空气由吸入口吸入，经自洁式空气过滤器去除灰尘和机械杂质，在离心式空压机中被压缩至0.56Mpa、100℃左右，压缩空气经空气冷却塔洗涤冷却至7～8℃，然后进入纯化器，纯化器内装有分子筛吸附剂，去除空气中的H20、CO2、C2H2、CnHm。纯化器设置为2台，一台吸附，一台再生，由程序自动控制。出分子筛的空气为12～15℃，经过滤网除去分子筛粉尘后，分三路：一路进入分馏塔中，空气经主换热器与返流气体换热，被冷却至液化温度(-173℃)，并有少量气体液化，这些气液混合物一起进入下塔。另一路空气作为膨胀气体，经增压机增压并经冷却器冷却后也进入主换热器与返流气体换热。这部分空气被冷却至-100℃左右，从主换热器中部抽出去膨胀机，膨胀后的空气进入热虹吸蒸发器，在热虹吸蒸发器内，被从主冷引出的液氧冷却至-178℃，进入上塔中部，液氧复热汽化后夹带液氧返回主冷，形成液氧自循环。第三路少量空气做仪表气。在下塔，空气被初步分离为氮和富氧液空，在塔顶获得99.99%N2的气氮，进入主冷与液氧换热冷凝成液氮，部分液氮7回下塔作下塔的回流液。另一部分液氮，经过冷器过冷节流后进入上塔顶部，作为上塔的回流液，下塔富液38%O2的液空，经过冷器过冷节流后进入上塔中部参与精馏。以不同状态的三股流体进入上塔经再分离后，在上塔顶部得到产量约10000m3/h、纯度为99.99%N2的氮气，经过冷器、主换热器复热后出分馏塔。上塔底部的液氧在主冷被下塔的氮气加热而蒸发，其中3200m3/h、纯度为99.6%O2的氧气，经主换热器复热后作为产品送出，其余部分做为上升蒸汽参与精馏。在上塔上部约有7600m3/h的污氮抽出，仍经主换热器复热引出。从分馏塔出来的污氮，4000m3/h的污氮去纯化系统再生分子筛，其余去水冷塔升温增湿后放空。合格的氮气出分馏塔后部分放空，其余部分去预冷系统的水冷却塔，升温、增湿后放空。合格的氧气出分馏塔后，经氧压机压缩后送出。1000m3/h压力0.45Mpa的中压氮气从下塔顶部抽出，作为产品气。第五节纯化系统操作规程一、启动前的准备1、对系统中的气动碟阀进行实验，开关灵活，指示信号正常。2、对系统中手动阀进行实验，确保开关灵活，并使所有阀门处于全关位置。3、所有仪表灵敏、零点准确。4、分子筛吸附剂已装填。5、气密查漏已完成。6、确认预冷系统已运行正常稳定。87、纯化系统程控已调试完成，各阀位开关准确到位。8、纯化系统各阀处于手动位置，程控在手动位置。二、启动操作1、打开V1251、V1203向MS1201充压。(打开V1252、V1204向MS1202充压)2、待MS1201压力与空压机出口压力相近时(压差小于0.05MPa)打开V1201，关闭V1251。3、打开分子筛吸附器底部排放阀，检查空气中是否带水，若有水，应及时排放，此阀应定期打开排水。4、打开另一台吸附器再生回路上的阀V1206、V1208。5、关闭V1231，打开1242、V1212、V1249，控制PI-1204不大于0.05MPa，FIS-1202流量约4000m3/h。6、打开V1236、V1239。7、关闭V12128、投运电加热器EH1201，控制电加热器温度为170~190℃。9、此后可将程控切至自动控制。10、用MS1202充压，操作过程所开关阀门应作相应调整。三、正常运行1、两台吸附器各再生一次后，投运吸附器出口CO2在线分析仪ARA-1201。2、当一台吸附器已完成两次再并投入运行后，吸附器出口在线CO2分析仪ARA-1201显示CO2含量＜2ppm，可以向冷箱内导气。3、投运仪表空气。4、冷箱导气后，当污氮气量＞4000m3/h时，吸附器可切至污氮再生。打开V1231，关闭V1249。9四、吸附器停运1、正常停运：若其中一台吸附器再生程序未完成时，若无特殊情况应再生完毕后停运。停车步骤：①加热器停电②停止向空冷塔内导气，程控切换至手动操作位置，将吸附器各阀门全部关闭③做好记录，下次开车时，使用已再生好的吸附器2、紧急停运：如遇空气带水或纯化系统其他紧急故障，应立即停运吸附器①迅速将吸附器程控切到手动操作状态②停电加热器③空压机放空④全关吸附器所有阀门⑤做好记录，下次开车时使用正在运行的吸附器五、一般故障处理1、气动阀门打不开1)检查仪表控制信号是否正确2)阀门气缸两边窜气3)碟阀法兰太紧2、再生温度偏低1)再生流量与压力达不到设计值2)系统阀门泄漏3)电加热器工作不正常3、泄压时泄不净1)吸附器阀门泄漏，根据参数判定具体阀门，进行更换2)泄压管路堵塞10第六节预冷系统的操作一、启动操作1、确认准备工作就绪后，空压机运行正常，打开各压力表和液位计导压阀；2、向空气冷却塔导入空气，待压力升至正常值并稳定在0.4Mpa以上，进行以下操作；3、向空气冷却塔下端供水，开阀V-1121或V-1122，水泵供水排气后启动水泵WP-A或WP-B，开V-1125或V-1126阀，开V-1127阀，控制好流量FI-1101，水进入空气冷却塔的中部，待液位LICAS-1130上升至正常液位时，开V-1130阀向外排水，并调整液位正常后投入自动；4、开V-1103阀，向水冷塔供水；5、待水冷塔的液位LICAS-1103