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小型空分設(shè)備常見問題

小型空分設(shè)備常見問題
在啟動階段,當(dāng)液體積聚在冷凝蒸發(fā)器中時,氣體和液體混合物將通過液體空氣和液氮節(jié)流閥。當(dāng)節(jié)流閥開始關(guān)閉時,由于閥的開度較大,此時當(dāng)從下塔進(jìn)入上塔的氣體和液體混合物的量變化不大,下塔的壓力也沒有明顯升高,那么就表示冷凝蒸發(fā)器的溫差沒有增加。此時,冷凝蒸發(fā)器和周圍的絕熱層已經(jīng)冷至積液階段所需要的低溫程度。 由于大量的冷量產(chǎn)生和大量的氣體液化,所以冷凝式蒸發(fā)器中的液體蒸發(fā)也增加了,產(chǎn)生的上升蒸氣阻止了篩板小孔的流液,在塔板上逐漸積累起液體,因此液面會下降。另外,由于節(jié)流閥開度關(guān)小,回流氣體將暫時減少,并且熱交換器的溫度將增加,這也將增加中壓的同時造成液位降低。當(dāng)閥門關(guān)閉到正常工作位置時,中壓和低壓將不再增加,上下塔的溫度將不再變化。由于高壓壓力沒有降低,因此冷卻能力顯得過剩,液位將會再次開始升高。所以,此時必須采取措施降低高壓,以確保液位穩(wěn)定在一定的高度。
新空分設(shè)備次吹掃的時候,空壓機(jī)壓力盡量提高到額度壓力。吹掃閥盡量全開,排液閥因?yàn)槭沁B在一起的,壓力也不同所以在吹掃排液閥時應(yīng)該一個一個吹,一個吹掃半小時關(guān)閉,再吹下一個。吹掃結(jié)束后,所以吹掃和排液閥門都不要關(guān)死。??諌簷C(jī)待沒壓力后,把所有吹掃排液閥門閥體拆開檢查清理,然后恢復(fù)這樣才能保證吹掃合格。
空分設(shè)備安裝的質(zhì)量是保證空分設(shè)備整體質(zhì)量的重要組成部分,因此在空分設(shè)備安裝時的安全至關(guān)重要。現(xiàn)將空分設(shè)備安裝中的安全注意事項(xiàng)總結(jié)如下。 1、空分設(shè)備安裝施工操作必須嚴(yán)格按照施工單位《安全技術(shù)操作規(guī)程》執(zhí)行。 2、空分設(shè)備的施工人員必須持證上崗,登高作業(yè)時必須栓掛安全帶,做好高空作業(yè)的安全防護(hù)。 3、空分設(shè)備廠區(qū)內(nèi)動火必須辦理動火手續(xù),手續(xù)齊全方可動火,且動火過程中必須有專人看護(hù)。 4、空分設(shè)備管道強(qiáng)度耐壓試驗(yàn)時,不得進(jìn)行其他作業(yè),特別是氣壓試驗(yàn)時,防止意外傷害。 5、空分設(shè)備吊裝前要按吊裝方案規(guī)定逐項(xiàng)檢查,如吊耳對選用的機(jī)械、設(shè)備、吊裝索具是否符合吊裝方案規(guī)定。鋼絲繩、卡環(huán)等是否合格。 6、空分設(shè)備中有色設(shè)備的安裝時,現(xiàn)場切口前應(yīng)確認(rèn)氮封情況,并測量上部管口處氫含量是否在正常范圍。切割前,應(yīng)將氮封螺母輕輕旋開,泄放氮封壓力,泄放地點(diǎn)必須保持空氣流通。 7、空分設(shè)備中有色設(shè)備就位后,較上部的管口保持敞開,底部須定期充入微量干燥空氣,使容器頂部氣體充分置換,以避免可能產(chǎn)生的微量氫氣在容器頂部或管道內(nèi)積聚。
? ? ? ?空分設(shè)備在系統(tǒng)停車后,在設(shè)備不排液的情況下,很多時候會出現(xiàn)冷箱基礎(chǔ)溫度降低至零下一百多度的情況,多數(shù)空分用戶對這種情況比較擔(dān)心,會產(chǎn)生設(shè)備漏液的錯覺,出于安全角度考慮,空分設(shè)備用戶對此情況都比較關(guān)注。如果是設(shè)備泄漏引起的冷箱基礎(chǔ)溫度降低,在系統(tǒng)停車前,設(shè)備有壓力的情況下,應(yīng)該泄漏更嚴(yán)重。如果系統(tǒng)停車前基礎(chǔ)溫度正常,停車后出現(xiàn)冷箱基礎(chǔ)溫度降低至零下一百多度的情況,那么肯定是由于空分設(shè)備停車后無加溫氣體,分餾塔內(nèi)冷氣向下擴(kuò)散造成,而不是分餾塔漏液。在設(shè)備投入正常運(yùn)行后,這種現(xiàn)象會自動消失。
深冷法空氣分離的原理是什么?
空氣中含有0.932%的氬,在上塔欲制得99.6%的氧氣時,在排氮中必定含有1.05%的氬。從分離過程來看,在上塔的提餾段(液空入口以下)則基本上是氧-氬分離,而在精餾段(液空入口以上)則基本上是氮-氧(氬)分離。氬與氧的沸點(diǎn)比較接近(0.1013MPa下氧的沸點(diǎn)為-182.97℃,氬的沸點(diǎn)為-185.7℃),要分離是比較困難的。在精餾段往往會產(chǎn)生這樣的情況,在氮-氧分離過程中,氧組分分離不干凈,氬組分基本上與排氮中的氧組分一起逸出,使氮?dú)饧兌冉档?。如果要求制取高純氮,氧組分要從氮中完全分離,氬組分就會有可能與氧組分一起被下流液冷凝下來。其結(jié)果是在減少排氮中氧組分的同時,使產(chǎn)品氧中的氬組分增加了,氧氣純度就會降低。為了在提高氧氣純度的同時制造出高純度氮?dú)?,就需在精餾段抽出含氬濃度較高的一定氣量作為餾分氣。
降低中壓帶膨脹機(jī)的小型空分設(shè)備的高壓壓力,就能降低空分設(shè)備能耗。膨脹機(jī)前溫度對高壓壓力的影響的問題,這里作一簡單分析。在總冷損、膨脹前氣體溫度一定的情況下,從總裝置的熱平衡來看,提高高壓壓力,膨脹氣量可減少;但從保證冷段換熱器工況來看,隨高壓壓力的提高要求增加膨脹量,減少進(jìn)入冷段換熱器的氣量。因此,流程的工作壓力和膨脹量的選擇,應(yīng)同時滿足二者的要求。當(dāng)流程總冷損及工作壓力不變的情況下,提高膨脹前進(jìn)氣溫度,可以提高膨脹機(jī)的單位制冷量。但是,膨脹前的溫度不是可以隨意提高的。該溫度的選擇除保證流程熱計(jì)算時,要求入塔空氣具有一定的含濕量外,還必須保證冷段換熱器的正常工況。膨脹前溫度提高,膨脹量是可以下降的。但為保證冷段換熱器的正常工況,要求膨脹量的下降的幅度大于上述實(shí)際膨脹量所能降低的幅度。而保證冷段換熱器的工況是主要因素,為此,要使膨脹量進(jìn)一步下降,只有提高高壓壓力。同理,在膨脹前溫度下降時,從裝置的熱平衡來看,要求膨脹量增加。為保證冷段換熱器工況,也要求增加膨脹量,并且其幅度大于前者。為此,只有進(jìn)一步將高壓壓力降低。但是,降低膨脹前溫度對高壓壓力的下降也是有一定限度的。因?yàn)楦邏簤毫^低,而要求提供的制冷量又一定,勢必要求膨脹量大幅度增加,這時將造成通過冷段換熱器的節(jié)流空氣量過小,換熱則會出現(xiàn)“零溫差”或“負(fù)溫差”,破壞了正常工況;同時,熱段換熱器的熱端溫差增大,復(fù)熱不完全冷損增加,較終使裝置無法正常工作。由于高壓壓力下降有一個極限,因此膨脹前的溫度也不能認(rèn)為越低越好。該溫度除上述有關(guān)因素限制外,還受膨脹機(jī)的設(shè)計(jì)要求限制。也就是膨脹后不能出現(xiàn)液化,和顧及到膨脹機(jī)的絕熱效率和膨脹機(jī)前、后的焓降。
內(nèi)壓縮流程和外壓縮流程哪一種成本高?
空分塔低溫計(jì)三點(diǎn)溫度是:T3溫度是指高壓空氣節(jié)流前的溫度;T2溫度是指膨脹后空氣的溫度;T1是指熱交換器后、膨脹機(jī)前的溫度。三點(diǎn)溫度的作用主要是空分塔啟動階段控制膨脹機(jī)與節(jié)-1閥之間的氣量分配。正常穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時已不必控制。若只是其中的1點(diǎn)或2點(diǎn)溫度計(jì)失靈,則可以根據(jù)完好的溫度點(diǎn)推測工況進(jìn)行操作。當(dāng)三點(diǎn)溫度全部失靈時,可以根據(jù)熱交換器熱端溫差(即加工空氣進(jìn)氣裝置溫度和氧氣、氮?dú)?、餾分出口溫度之差)來操作,使熱端溫差不大于正常值。 若熱端溫差在正常值,可以盡量開大凸輪機(jī)構(gòu),相應(yīng)地關(guān)小高壓空氣節(jié)流閥。當(dāng)凸輪機(jī)構(gòu)已開到較大進(jìn)氣位置時,可以用節(jié)-1閥根據(jù)液氧液面的需要進(jìn)行調(diào)整。若熱端溫差大于正常值,則開大節(jié)-1閥,關(guān)小凸輪機(jī)構(gòu)。這種情況的操作要有預(yù)見性,注意滯后反應(yīng)。 因?yàn)闊峤粨Q器熱端溫差的改變是、第二熱交換器內(nèi)部溫度變化的結(jié)果。當(dāng)通過膨脹機(jī)的空氣過多時,相應(yīng)地通過節(jié)-1閥的氣量減少,第二熱交換器正流空氣減少,而返流的氧氣、氮?dú)饬坎蛔?,第二熱交換器的作用沒有充分發(fā)揮。相反地?zé)峤粨Q器的負(fù)荷加重,返流氣體的冷量回收不完善,熱端溫差擴(kuò)大。啟動時液氧液面不易上升,降壓時不能降壓。在原來熱端溫差較大,經(jīng)調(diào)整節(jié)-1閥的和凸輪開度后,熱端溫差已將近正常值時,應(yīng)仔細(xì)、緩慢地把它穩(wěn)定住。沒有低溫度計(jì)指示的操作,完全要憑個人的經(jīng)驗(yàn),以往的操作記錄可作參考。
小型空分設(shè)備由空壓機(jī)、純化器與空分塔、膨脹機(jī)、氧壓機(jī)等主要部分組成。在啟動前,各部分設(shè)備都要保證完好,隨時都能投入運(yùn)轉(zhuǎn)。 (1)活塞式空壓機(jī)的啟動準(zhǔn)備 空壓機(jī)安裝完畢后應(yīng)按說明書進(jìn)行試車。日常開車前的準(zhǔn)備工作要記住“水、油、氣、電、安”五個字,按照這五個方面去檢查。 1)水:打開各級氣缸套和冷卻器的冷卻水、油冷卻器冷卻水和進(jìn)口閥,檢查冷卻水是否暢通并調(diào)節(jié)合適; 2)油:包括氣缸潤滑油和運(yùn)轉(zhuǎn)部分的潤滑油兩部分。用手搖柱塞油泵,直至打開各個注油點(diǎn)的止逆閥有油流出,并往注油器內(nèi)加滿氣缸潤滑油。運(yùn)轉(zhuǎn)部分的潤滑油重點(diǎn)檢查油箱(或曲軸箱)的油面計(jì),其貯油量是否在2/3以上,油泵前的加油漏斗是否加滿。若用循環(huán)油泵的空壓機(jī),應(yīng)先啟動油泵,并檢查其油壓是否正常,各潤滑點(diǎn)是否暢通; 3)氣:打開各級油水分離器吹除閥,打開純化器的油水分離器吹除閥,接通一組純化器的閥門,關(guān)閉高壓空氣進(jìn)分餾塔的總進(jìn)口閥。若空壓機(jī)一級進(jìn)氣閥門設(shè)有“頂開裝置”的,應(yīng)將其頂開,使空壓機(jī)輕負(fù)荷啟動; 4)電:檢查電動機(jī)的電刷手柄是否在“啟動”位置。帶低壓綜合啟動器的設(shè)備,其轉(zhuǎn)子“短接手柄”應(yīng)放在“啟動”位置;帶電阻啟動控制器的設(shè)備,應(yīng)把手輪指針放在“0”位。接通電流,檢查電壓是否在380V左右; 5)安:安全方面檢查切勿忘記以下幾點(diǎn): 各機(jī)械部分的聯(lián)接與緊固螺釘是否松動; 空壓機(jī)、電機(jī)的基礎(chǔ)上的底腳螺釘是否松動; 壓力表、油壓表檢驗(yàn)期是否過期,并打開其閥門; 安全閥校驗(yàn)期是否過期; 皮帶的松緊度是否合適;用人力盤動飛輪2~3轉(zhuǎn),檢查氣缸是否被卡?。?周圍道路是否暢通,是否便于緊急停車處理。 (2)空分塔的啟動準(zhǔn)備 分餾塔啟動前必須經(jīng)過徹底加溫吹除,并做如下的檢查: 1)檢查分餾塔的垂直度并調(diào)整之; 2)檢查安全閥、壓力表、溫度計(jì)校驗(yàn)周期是否超過,裝的位置是否正確。液面計(jì)、流量計(jì)內(nèi)的液體是否在“0”位(液空液面應(yīng)裝著色水,液氧液面計(jì)和氧、氮流量計(jì)應(yīng)裝四氯化碳,餾分流量計(jì)應(yīng)裝水銀); 3)準(zhǔn)備好氧氣、氮?dú)夥治鰞x; 4)檢查分餾塔閥門的開關(guān)情況:全關(guān)節(jié)-1閥,通-6閥,氧、氮成品送出閥,所有加溫閥,吹-1、吹-2閥。
新安裝的分餾塔開車之前和長期停車后復(fù)工前,都必須進(jìn)行徹底的加溫吹除。投入運(yùn)轉(zhuǎn)后,當(dāng)分餾塔遇到液懸故障無法消除,或運(yùn)轉(zhuǎn)周期末熱交換器壓力前后壓差大于0.5MPa,或氧、氮純度與產(chǎn)量下降時,均應(yīng)進(jìn)行加溫吹除。 首先要做好加溫前的準(zhǔn)備工作: 1)排放塔內(nèi)的液體; 2)拆除氧、氮、餾分排出處的流量計(jì)、溫度計(jì),拆除液空、液氧液面計(jì)上、下接頭,拆除低壓壓力表以外的所有壓力表; 3)關(guān)閉高壓空氣總進(jìn)口閥、節(jié)-1閥和氧氮產(chǎn)品送出閥,以及加溫入口總閥; 4)頂開膨脹機(jī)的進(jìn)、出氣閥門頂桿; 5)打開分餾塔筒殼上所有通過閥、節(jié)流閥、分析閥、吹除閥、液面計(jì)上、下閥、壓力表閥、加溫閥; 6)加滿加熱爐的蒸餾水。 加溫的操作如下:啟動空壓機(jī),待純化器壓力升到正常工作壓力時,慢慢打開加溫總?cè)肟陂y,并用該閥控制純化器的壓力在正常工作壓力。用干燥空氣吹半小時后,接通加熱爐電源,控制加熱爐出口空氣溫度在70~80℃之間。 加溫中應(yīng)經(jīng)常調(diào)節(jié)各出口溫度,把溫度高的出口閥關(guān)小一點(diǎn),溫度低的出口閥開大一 些,并隨時注意上塔壓力不得大于正常工作壓力。當(dāng)各出口溫度高于室溫(夏天15℃,冬天 5℃以上)時,排出氣體干燥后即可停止加溫。 加溫結(jié)束前0.5~1h,應(yīng)拉出各節(jié)流閥閥桿進(jìn)行吹除,清除閥桿螺紋中的雜質(zhì)和閥套中的水分,以防止正常工作時轉(zhuǎn)動不靈活。
空分設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)中發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品純度下降或產(chǎn)量減少時,人們就會聯(lián)想到熱交換器是否會漏氣。一般,產(chǎn)品純度下降是高壓空氣漏入低壓系統(tǒng);產(chǎn)量減少是產(chǎn)品漏入冷箱。但是,隔層之間的相互漏氣,則既影響氧氣產(chǎn)量,又影響氮?dú)饧兌取,F(xiàn)將幾種判斷情況介紹如下:? 1)高壓空氣漏入氧氣隔層:分析冷凝蒸發(fā)器氧氣純度和氧氣管氧氣純度(可從氧氣流量計(jì)接管上取樣),根據(jù)兩者純度差來判斷。兩者純度一致,表明熱交換器不漏;反之則漏。少量的漏氣,對冷凝蒸發(fā)器純度不會有影響,低壓也不會升高;大量的漏氣,兩者存在顯著的純度差,同時低壓壓力上升,高、中壓力下降。并且,冷凝蒸發(fā)器的液氧純度與氣氧純度也會出現(xiàn)明顯的不平衡。? 2)高壓空氣漏入氮?dú)飧魧樱悍治錾纤鏊獨(dú)饧兌群偷獨(dú)獬隹诠芗兌?可從氮?dú)饬髁坑?jì)管上取樣),根據(jù)兩者之間的純度差來鑒別。兩者純度相一致,則表明不是熱交換器泄漏,是其他原因;若存在純度差,則有可能是熱交換器泄漏。但是,液空過冷器泄漏,也有可能使氮?dú)饧兌认陆?,這需要進(jìn)一步檢查。有乙炔吸附器的150m3/h空分設(shè)備??梢源蜷_節(jié)-3閥,關(guān)通-1閥和節(jié)-2閥,排除壓力。若純度差消失,則有可能是液空過冷器泄漏;若純度差不變,則熱交換器泄漏的可能性大。少量漏氣不會影響壓力,而大量漏氣時,不僅影響純度,還會使高壓、中壓壓力降低。? 3)高壓漏入餾分隔層:少量漏氣在運(yùn)轉(zhuǎn)中難以發(fā)現(xiàn),只有漏到一定程度,才能使氮?dú)饧? 度下降,高壓、中壓壓力下降,低壓壓力上升。? 4)高壓空氣漏入冷箱絕熱層:由于管板脫焊、管子裂開、法蘭松開等原因產(chǎn)生泄漏。它會使高壓空氣壓力下降,氧、氮產(chǎn)量下降,并影響純度。珠光砂會從冷箱中吹出。? 5)氧、氮或餾分隔層漏氣:產(chǎn)品氧、氮?dú)饣蝠s分漏入絕熱層,氧、氮的產(chǎn)量減少或餾分流量減少,嚴(yán)重時珠光砂會向外吹出。若是熱交換器底部漏氣,會使冷箱“出汗”或結(jié)霜。? 6)氧氣漏入氮?dú)飧魧樱寒?dāng)氧、氮?dú)飧魧拥陌っ摵笗r,由于氧氣隔層的壓力略高于氮?dú)飧魧?,所以氧氣會漏入氮?dú)庵?,使氮純度下降,氧氣產(chǎn)量下降,而氧氣純度可調(diào)到要求。? 以上幾種分析是在空分塔運(yùn)行中的初步判斷。
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