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空分装置总体设计配备方案涉及哪几个方面?

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空分装置总体设计配备方案涉及哪几个方面?

发布日期:2018-08-20 00:00 来源:http://www.btfhgs.com 点击:

  *产品氧气能力及规格的确定

      氧气的主要用户是煤气化装置,全厂其他装置或有微少需求,氧气用量统计是根据煤气化装置和其它用氧装置的最大用量进行叠加,再综合实际运行中原料煤煤质的变化及用气装置的负荷调节考虑一定的设计裕量;氧气的纯度应符合用户要求,通常为氧含量(体积比)≥99.6%;氧气的压力则取决于煤气化的工艺和炉型,一般在 4.0~9.0MPa(G)的压力范围。
* 产品氮气能力及规格的确定
      一般煤化工合成氨项目中氮气的主要用户是气体精制工段(液氮洗装置分子筛再生气、精制气配氮等)、低甲工段气提氮,再者是氮气作为各装置必不可少的保护气、密封气、吹扫气等其需求装置较多,压力等级也较为多样化,根据各装置氮气的用气特点再按照不同的压力等级来汇总氮气用量;空分装置氮气规模的确定是根据全厂各生产装置及辅助设施的正常连续用量,再依据各装置使用氮气的特点(最大用量的频率等),叠加几个氮气主要用户的最大用量(间断用量)与其正常用量的差值,在此基础上再根据厂区的面积及管线输送距离,还需考虑一定的管网损失。氮气的纯度应达到用户要求,通常为氮含量(体积比)≥99.99%,氮气的压力可根据用户的要求,再综合确定为几个主要的压力等级。
空分装置主工艺流程及配套机组配备特点
      (一)流程多样化
      1、空气循环单泵内压缩流程:适用于氮气压力不太高、流量不太大、设备(氮压机)投资不太高的用户。
      2、空气循环双泵内压缩流程:适用于氮气压力高、流量大,但氮气压力等级不多的用户(减少高压氮压机投资、占地面积小、操作简单、维护量较小、运行可靠性高、整套空分设备投资少、能耗适中等特点)。
      3、氮气循环单泵内压缩流程:适用于氮气产品压力高且压力等级较多的用户(中、高压产品氮压机与空分流程的增压机合二为一,既可以减少中、高压氮压机的投资,又可以有效利用下塔富裕的压力氮,占地面积较小,可操作性好,维护量小,可靠性一般、整套空分设备投资适中、能耗适中等特点)。
      4、空气增压中抽膨胀制冷流程:增压机组投资略高、机组(后几级叶轮)工作效率相对略低,但操作灵活、简单、变负荷能力强。
      5、空气增压一压到底膨胀制冷流程:增压机组投资略省、没有中抽所以机组效率相对略高,但操作稍显复杂、气量(膨胀量)调节受约束大、变负荷能力较差。
      (二)配套大型机组集成化
      原料空气压缩机和空气循环增压机由一台双轴输出汽轮机驱动;汽轮机较为常用的有抽凝和全凝两种,抽凝机组效率略高,全凝机组稳定性较好;大流量压缩机多采用轴流加离心式;原料空气压缩机与空气循环增压机及驱动汽轮机共用一套润滑油系统;驱动汽轮机的凝汽方式有空冷和水冷两种,缺水地区多采用空冷式,空冷器占地面积大吸风量大,所以在设备布置时要考虑与原料空气压缩机吸风口的相互干扰问题,水资源丰富地区大都采用水冷式。
      (三)低温转动设备可靠性
      空分装置作为煤化工项目中配套的核心装置,空分装置一旦故障停车都将会造成下游装置的停车,因此关键设备(低温转动设备如:高压液氧泵、高压液氮泵及膨胀机等)的可靠性是十分重要的,低温转动设备又由于运转时处于低温状态,一旦发生故障,解决故障耗时较长,所以空分装置配备的关键低温转动设备均应有较高的可靠性,目前空分配备的低温液体泵标配进口一用一备,膨胀机一台进口一台国产,国产备用,进口液体泵及膨胀机大多为法国Cryostar产品。
      空分装置总图布置及区域 CO2排放影响分析及防控措施
      目前在煤化工行业因空分装置的不稳定造成主提生产装置出现问题的事件时有发生,在空分系统运行过程中,常见的问题是区域性污染源排放的 CO2等污染物对空分的影响,如:分子筛二氧化碳穿透造成板式换热器通道堵塞、原料空气压缩机吸入的空气质量差使分子筛吸附能力设计不足等,均能造成空分装置运行不稳定或无法达到最大经济负荷,故此,空分装置的总图布置和关键设计理念应从以下几个方面综合考虑。
      —— 空分装置在总图中的位置选择首先应该符合相关标准和规范的要求;
      —— 空分装置要相对靠近氧气主要用户煤气化装置和高压蒸汽的供给装置动力站;
      —— 空分装置布置于厂区全年主导风向的上风口;
      —— 空分装置的布置应避开低甲装置 CO2排放扩散的影响;
      —— 空分装置的布置应充分考虑到或避开厂区内及厂区周边各类装置烃类气体的泄露或排放带来的影响;
      —— 空分装置纯化系统分子筛吸附剂的设计装填量要考虑一定的裕度,一般按照 CO2含量≥800ppm 来设计装填;
      —— 原料空气自洁式空气过滤器应按照加工空气量的 2.5 倍设计;
      —— 建立原料空压机吸入空气组份 CO2含量的监控;
      —— 设立区域风向标实时掌握风向、建立厂区内外各装置紧急排放联系制度、加强对空分装置液氧的分析检测频次等;
      —— 建立完善科学高效的应急处理措施。
      结束语 在大型、特大型空分装置的工程设计中,首先要从宏观角度着眼,包括:装置工艺流程选择、配套机组选型、总图布置及基础设计等;只有在总体工程设计中,基础工作做好、做足了才能为后续的工作提供有力依据,才能使设计工作得以有条不紊的进行,才能使在项目施工过程中变更少、工期快!
      在大型、特大型空分装置的工程设计中,一是要结合已建成或在建项目中反馈出来的问题,不断的改进完善,二是要结合自己以往工作经验和业界同仁的建设性建议,进行项目设计初期的安全评估和流程优化,以此来规避设计缺陷乃至安装、操作缺陷,最终使得自己的“作品”促于完美化、智能化!

包头市富华氧气有限责任公司自2002年成立以来,以十年磨一剑的胆识和气魄,孜孜以求的专业进取精神,视客户为生命的价值观,经过十几年的不懈努力,企业的综合实力不断提高。在扩大企业规模、加强企业形象建设、提高企业管理水平、完善生产设备及检测手段、培养壮大技术队伍、申办企业生产经营资质、细化产品制备工艺、确保产品质量等诸多方面成效卓著。


    富华气体公司目前生产及经营的产品有:氢气、氧气、氮气氩气氦气乙炔氨气液氮、液氨、液氩二氧化碳等各种稀有气体。公司位于内蒙古包头市东河区南绕城6公里处,生产基地占地60亩,各种气体钢瓶158753支,绝热杜瓦罐5719支。


    运输车辆有:低温半挂39台,微货轻卡68台,公司各项技术力量雄厚、加工工艺先进、检测手段安全可靠。 

 

  富华公司真诚愿与省内外企业、用户广交朋友,竭诚欢迎省内外企业、用户惠顾、洽商、合作。


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