大中型空气分离设备技术条件

1、大中型空气分离设备技术条件1、概述2.1制定标准的任务、依据及必要性本标准是按原国家机械委1987年下达的任务而制定的。当时，国家要求机械产品都要有产品标准。大中型空分设备是我国空分行业的主导产品，长期没有成套产品的标准。另外行业产品的创优、企业上等级工作的开展，亦迫切需要制定标准。为了促进和提高国产大中型空分设备成套产品的质量，需要对大中型空分设备的设计、制造、安装、使用等主要五一节屮的技术经济因素作出统一的规定，作为供需双方共同遵守的依据，以求共同推动我国空分设备技术的发展。2.2标准制定简况大中型空分设备是多学科、多专业、技术密集型的机群成套产品，是由多个子系统组成的一个大系统。这个大系

2、统内技术而广，可变因素多，覆盖空分设备产品规格多、跨度大。而当吋无类似的成套机械产品的国外标准可参考或参照，所以，制定该项标准有很大的难度。1985年杭州制氧机厂曾制定丫 ht002685 “大中型空气分离设备”企业标准，对产量、纯度、能耗和连续运转周期等项性能指标与测试方法作了简要规定，但尚不足以完整表征成套产品性能质量要求。因而，在此基础上制定全妞、系统的产品标准，主要从以下几方面考虑。2.2.1明确制定本标准的指导思想运用系统工程、可靠性工程、设计方法学等观点和方法，将成套设备的设计、制造、安装、使用结合起来，推动提高成套设备的可靠性；其次，着眼于用户的使用要求，要将制造厂与用户利益融为

3、一体；要瞄准世界先进水平，积极采用国际标准和国外先进标准；耍认真总结我国几十年大屮型空分设备的经验教训，以求制定出一个通过努力冰能实现的先进的产品标准。 2.2.2制定标准要先做好调查研宄，找出主要矛盾要运用标准化的原理、方法，按gb1.3规定选择产品技术|aj容时，必须从成套空分设备的具体特点出发，建立起成套产品的质量指标体系，而后拟订标准草案。我们在明确制订本标准的指导思想后，就如何建立成套产品的质量指标体系问题，先后多次组织厂、所有关工程技术人员及技术负责人反复深入讨论；杳阅相关的国内外成套空分设备的订货合同和技术协议书。经分析归纳，建立起大中型空分设备质量性能指标体系。指标体系由八个方

4、面组成，即气体的产量、纯度、单位制氧电耗、运转周期、运转率、投表率、机组振动和噪声等，前三项指标是产品的基本功能性指标，后五项指标是限制性指标。我们分析国外合同与本标准指标体系对比，内容差异如表1。表1进口设备合同内容与本标准项目内容差异国内外相同考核项目（功能指标）氧产量德国日本美国法国考核合同值±5%考核合同值±5%氧纯度考核99.6%考核99.6% 单位制氧电耗考核1）轴功率电耗一运转周期运转率振动合同无规定不考核合同无规定不考核噪声部分合同3）有规定不考核同上一投表率多数无规定4）不考核无规定不考核国内外不同考核项目（限制性指标）合同有规定2）合冋无规定不考核合同有

5、规定不考核一合同无规定一中国标准考核不低于合同值考核99.6%考核考核单位制氧电耗>98%考核有规定考核有规定考核有规定考核注：1）进口设备合同电耗条款屮一般只规定空气压缩机轴功率，对单位制氧电耗的计算无统一具体规定。我国标准规定了统一的测试计算方法。2）进口设备合同写明运转周期大于12个月，但对周期无统一的定义和考核要求，我国标准有定义，并作为合格产品考核的条件之一。3）进口设备规定压缩机加罩后的噪声，但不考核，未规定屮央控制室噪声，我国标准具体规定中控室噪声小于65db （a）,并考核。4）投表率是指成套设备运转后，投入运转的仪表数与总仪表数之比。投表率高则反映成套设备运转数据全面、

6、充分、可靠。进门设备合同屮（除太原钢厂10000m3/h外）对此不规定，不考核。我国标准有规定并考核。在建立质量性能指标体系过程中，还对几年来杭氧厂大中型成套空分设备运转的200余种不同的故障事例，进行分析并分类统计。其统计结果见表2。表2空分故障统计结果故障原因比例（）根据这一分析结果，提出综合技术要求。2.2.3组织测试调查组，测试国内外大中型空分设备的性能数据并就标准草稿征求用户意见测试组随带所需的仪器设备，先后去鞍钢、天钢、首钢、武钢、柳钢分别测试国产、日木、法国、德国大中型空分设备产品八套，共测得9类407组数据，为确定指标体系的量值提供了必要的依据。测试调査中，多数用户认为，成套大

7、中型空分设备产品的质量，除了制造厂要提高产品质量外，工艺设计（基建工艺设计）、安装施工的质量和用户的操作维护与管理水平都有很大关系，他们希望尽快制订大中型空分设备产品标准，作 为各方共同遵守的依据。用户的意见与表2的原因是一致的。实测国内外有代表性产品性能与标准值对比如表3。表3大屮型空分设备技术条件标准与国外产品（实测）性能指标对比产品规格 m3/h 1000 1500标准规定值3200 4500彡3200 >450099.6 99.60.60 0.5812 1298 9895 956.3mm/s 6.3mm/s65 <65彡100彡100氧产量m3/h彡1000彡1500氧纯度

8、% 99.6 99.6制氧电耗 kw h/m3o2 0.68 0.62运转周期月彡12彡12运转率 98 98投表率 <95 <95空透机组振动6.3mm/s 6.3mm/s噪声db (a)备注中控室机组65 <65彡100彡10041外购件26设计23制造10安装操作6000 10000日立公司日本酸国内外产品实测 杭氧杭氧6000 10000林德10000法国6500素3200彡6000 彡 10000 3200+0.5%99.6 99.6 99.60.54 0.52 0.61>12 >12 <1298 98不考核不考核不考核不考核<95 95 8

9、5.96.3mm/s 6.3mm/s 250 u m<65 <65 81彡 100 彡 100 11087.4实测4000 3859 99.8 0.59运转未到100数只仪表损坏10032 um 65.3 91.5 87.5 实测6500+0.9% 99.6主机仪表损坏数据不全<12 27 um 62.5 100 87.4 实测10000 6300 1019299.6 99.6 99.60.527 0.54 0.52合同12用户<12 >12 <12用户原因16|im 22(im 16(im70.5 72.5 64102.5 90 9887.4实测87.4实

10、测87.4实测未测98.6未考核96.5本标准在征求意见及审查中，行业各单位提出了不少建议，促进了顺利完成标准的制定任务。3、标准屮有关问题的说明制定标准时，考虑该标准可覆盖两种流程的气态产品，气态产品流程的大中型空分设备约占90%左右。近几年随着技术的发展，研制出一些新流程（如增压流程），除电耗指标可按合同规定考核外，其余技术指标及要求均可适用。3.1.2使用环境和公用条件大屮型空分设备使用环境条件不同，则功能性指标差异较大，故国内外均根据用户的环境条件进行针对性设计，才能保证成套性能的实现。标准中规定的是常规要求，当使用条件与上述要求不符或需另增项目。均应经双方协商后在合同中规定。在标准表

11、3中规定了冷却水总硬度、水的硬度一般指ca+、mg+离 子的总和。水硬度单位按我国法定计量单位规定，mmol/l表示，国外不同地区有不同表示单位。国内行业中的换算关系（lmmol/l为5.61个德国度或为10个法国度），如表4。标准文木的表3中18德国度换算成3.2mmol/l，并将非法定计量单位18德国度放在括弧内供参考。表4各种硬度单位换算表德国mmol/l°dh德国英国法国美国mmol/l。dh ° clark 法国度 ppm10.178 0.143 0.10.015.61 10.8 0.56 0.056°clark7.02 1.25 1 0.70 0.07

12、0法国度 10 1.78 1.43 10.1ppm 100 17.8 14.3 10 1英国法国美国3.1.3标准中的质量指标(1) 产品规格采用空分行业参数系列标准。但不限制在此规格点上，如用户要求7000或8000m3/h,则其质量指标值，可以就近采用插入法计 算。10000至30000m3/h规格待今后修订时补充。(2) 产品气的纯度。标准规定的为双高产品，非双高产品可不受本标准的约束，由合同规定。(3) 单位制氧电耗。是指氧气出冷箱总管口为止及少量液体(系指抽取的液体小于气氧产量的3%，以其三倍气体产量折算计入总电耗。若抽取液体大于3%,贝抽合同另行规定。)所耗电能计算单位制氧电耗。标

13、准屮3.2.4条规定的电耗上限104%是参照美国api617规定而确定的。(4) 运转周期和运转率。这两项指标之间有一定的联系，但又不相同。工业发达国家人中型空分设备的连续连转周期均人于12个月，国内用户也要求连续运转周期大于12个月。但连续运转周期内也允许有不丧失规定功能的短期停车进行检修，这就涉及提高成套设备的可靠性问题。本标准规定运转率不低于98%,是根据美国ucc公司标准规定“空分设备的运转时间高于8600小时,每年允许小于2%的停机检修时间”而制定的。我们将外商来华交流或谈判提供的情况汇列于表5。表5美德空分设备运转率注：表中括号内为分子筛流程。国別运转率(%)98中国标准98美国9

14、7.5 (98)德国本标准运转率指标，虽未列入考核范围内，但我们希望制造厂与用户签订合同时，能列入考核，这有利于制造厂设计和用户制氧站设计时考虑液体贮备和各项生产技术管理。供需双方要共同努力千方百计降低故障率，推动提高国产大中型空分设备的可靠性。(5) 投表率。投表率是指成套设备安装运转后，投入运转使用的仪表与制造厂设计制造出厂时规定的总仪表数(主仪表屏上两次仪表)之比。投表率高则反映成套设备的管理水平和运转数据全面、充分、可靠。但这一指标的实现要供需双方密切配合，要加强管理。(6)机组振动。标准屮此一指标数据值是国内国际一般水平，今后修订时，可适当提高此。(7)噪声。标准中分为中控室和单元机

15、组噪志，中控室噪声与厂房的建筑设计有关，可以控制在65db(a)以下。进口设备中控室噪声测试值如表6。表6进门空分设备屮控室噪声测试值用户国外厂商db (a)鞍钢日本酸素65.5鞍钢曰本祌钢74天津钢厂日木日立81首钢法国液空62.5武钢德国林德70.5柳州钢厂日木酸素65.3由表6可知，中国标准规定的中控室噪声可以达到。鞍钢和天钢噪声偏高，他们认为土建设计和工艺设计不够合理，造成中控室噪声偏高。单元机组噪声是指隔咅罩外的噪声值。3.1.4提出了有关的综合技术要求，即对制造厂、安装单位和用户都提出了要求，将制造厂与使用单位利益融为一体3.1.4.1对制造厂的主要要求a. 空分设备的设计，必须符

16、合有关法规、标准的规定（标准屮b741应更新为gb150）。优化合理的设计十分重要，设计是企业产品生产的第一道工序。要运用现代设计方法学等现代科学技术设计，同时要加强设计开发阶段的质量管理。b.规定了成套设备的启动和加温时间，产品设计必须满足这一要求。c. 规定了制造厂的质量保证期（见5.7条等），体现制造厂以用户利益为重的思想。d. 关键性外购件要经空分设备制造厂入厂或去外购件制造厂验收合格，杭氧厂在引进林德技术、h立浦技术屮，看到上述两公司都订有大量的外购材料和配套件的入厂交货技术条件或标准。工业发达国家基础工业水平比我国高得多，但空分设备制造厂仍千方百计抓外购材料、外购件质量，以满足成套

17、空分的可靠性要求。而我国基础工业技术相对落后，更应努力采取切实措施，降低表2中的外购件故障比率。鉴于我国目前的企业管理状况。标准中仅规定了用量较大、与安全运转相关的两种材料要入厂验收，行业各厂可根据各自情况，不断扩大入厂验收范围。e. 其它要求。如脱脂、表面防护、接地和避雷防护、单元设备的充氮保护、备件数量、用户访问以及质量反馈的处理等，都必须满足标准的规定。3.1.4.2对安装单位的要求空分设备的安装必须按制造厂提供的安装调试使用说明书和有关标准进行。实践证明，凡能这样做的，成套设备安装、调试质量均较好，反之则差些。3.1.4.3对用户的要求，主要在四个方面a. 要提高大型空分设备操作、维修

18、、管理人员的技术业务素质，标准规定上述人员必须经培训、考试合格才允许上岗。b. 用户应制订空分设备安全操作规程，定期检査制度，这是保证空分设备安全运行的重要条件。c. 用户应制订空分设备维修保养制度和备配件管理制度。目前，存在着对进口设备非常重视维修管理，而对国产设备往往疏忽放松现象，这样不利于提高国产产品的运转可靠性。d. 用户对成套设备运转屮所出现的故障要及时报告和处理，必要时应向制造厂反馈。用户有责任与制造厂一起共同努力，推动提高我国空分技术的发展。3.1.5标准中的三个附录三个附录均是补充件，与正文具冇同等效力。附录a、b的技术要求是参照林德标准制订的。附录c中的三种油脂残留量测定方法

19、，前两种是定量法，第三种是定 性法。评定标准不超过125mg/m2,是参照采用日木tus标准的数值。测定有争议时，必须按前两法仲裁。3.2 zb j76010.288,大中型空气分离设备性能试验方法本标准是对技术条件标准的性能技术耍求，规定出相应的试验方法（零件表面油脂残留量的测定方法己在技术条件的附录中作出规定）。产品标准的各项性能要求一般应做到有数可计，有法可测。由于大中型空分 设备不能在制造厂成套试验，达到标准规定的性能指标后出厂的特点，故本标准仅能根裾国内外惯便方法进行。由于标准文本在印刷中出现些问题，需要作些更正。页122条2.2.1.1表1表1连续测定时间为4h铂电阻温度计pt10

20、0经校验和补偿（±0.15+0.002t）原文连续测定时间为48h ptloo （±0.15+0.002 | t | ）更正3 式（2）v=v 读 x34式（2）2.2.10 v2v, v读振动速度m/s v, v读振动速度mm/s本标准的性能试验方法分出厂检验和成套性能试验两种。3.2.1出厂检验出厂检验的四条要求均是定性的规定。前两条制造厂均能达到，p两条的关键是生产厂要制订相关的规章制度或管理标准并贯彻实施。外购配套件必须消除三无产品（无商标、无合格证、无说明书）现象。3.2.2成套性能试验成套性能试验在用户现场进行。标准中规定了现场试验的条件，但也允许根据产品的具体

21、要求，在合同中增加试验条件。试验用的仪表精度要求，是参照采用德国工程师协会（vdi）规定拟订的。同时考虑到成套设备的使用状况，又适当放宽限制，即“可以使用制造厂提供的工业仪表”，但要在计量单位周期检验合格使用期内。产品氧氮气的产量、纯度、单位制氧电耗，以及噪声、振动的测定都在标准屮有较明确规定，按标准进行。现仅对投表率、运转率作些说明。a.投表率计算。计算的方法和界限，标准中作了规定，对多点式测温仪,原考虑按一只仪表计算；分析仪表是按产品设计说明书中规定的分析仪表数（不含备用仪表）计算。b.运转率计算。由于技术条件标准中该项指标未列入正文，i式验方法屮亦未作出规定，计算方法如下：8760-检修

22、停机时间（h）运转率（或有效度）=8760检修停机时间系指更换易损件或因制造质量不良而进行局部修理所需的停机时间。因停电或用户其它原因而停机时间均不包括在内。统计计算时，根据成套运转记录查阅统计。若运转记录中停机原因记载不详或不真实者，就会影响运转率数据的可靠性。故在查阅运转记录时，还须查阅相关的记录见证资料。3.2.3性能试验测试应注意的问题a.除噪声、振动、投表率、运转率、运转周期外，其产量、纯度、电耗测定时，力争同时同步进行，以提高性能测试数据的准确性。b.测定电耗时，应同时测定空压机入口火气的含氧量。当环境大气含量变化时，则对单位制氧电耗有影响故建议修订标准时，在技术条件标准表1屮增加

23、原料空气含氧量项目。标准未修订前，可在订货合同屮说明。综上所述，大中型空分设备产品的两项、标准，是行业首次采用系统工程、设计方法学等以及标准化原理方法，将成套设备设计、制造、安装、使用各环节屮技术因素联系起来，建立由八项指标组成的成套质量指标体系，并提出了综合技术要求。为衡量成套大中型空分设备的质量提供了一个统一的尺度。标准制订时，由于没有类似的国内外标准可参考，也缺乏经验，不足之处在所难免，有待下次修订时进一步完善。4、对贯彻实施标准的几点建议全面深入地贯彻实施大屮型空气分离设备产品标准，将有助于推动提高我国大型空分设备的制造质量和安装质量；有助于用户提高空分设备的操作维护技术水平。因而可以

24、获得明显的社会效益，在此我们对贯彻实施标准提出几点建议供参考。4.1组织学习标准，掌握标准的各项要求制造厂的产品设计人员、有关销售人员、安装调试与售后服务人员以及有关领导，应先学习掌握两项标准。4.2在销吿环节中贯彻标准首先制造厂应向用户提供大中型空分设备的标准文本；其次在签订技术协议与订货合同时，应将标准的质量指标与综合技术要求中供需双方的各白责任及相关耍求，均逐项伤痛说清楚，合同上注明标准的代号和名称，使标准具有法律效应。4.3产品设计中要认真贯彻标准产品的技术先进性和内在质量是设计出来的，产品设计是产品全过程屮的第一道工序。大屮型空分设备是多机组机群成套产品，成套项冃工程师应将质量指标体系的一等品、优等品水平指标，运用系统工程、可靠性工程、价值工程以及设计方法学的原理，进行综合平衡，分解到各部机和单元设备上，提出设计任务书。开展设计阶段的质量管理，组织好设计阶段贯彻标准的论