空气分离液氧液氮液氩生产设备项目可行性研究报告

1、空气分离液氧液氮液氨生产设备项目可行性研究报告第一章总论1.1概述项目名称、主办单位名称及企业性质项目名称：4500立方米/小时空气分离设备生产液氧、液氮、液氩项目主办单位：*市*制氧机成套公司企业性质：股份制企业拟建设地点：黑龙江省*市经济开发区编制依据和原则编制依据（1）原化工部化工建设项目可行性研究报告内容与深度的规定（修订本）（2）投资项目可行性研究指南（试用本），国家计委，2002年1月*市*制氧机成套公司提供的有关技术资料编制原则1）根据*市*制氧机成套公司提供的有关技术基础资料，结合该公司周边环境和现场实际情况，以求实、科学的态度进行细致的论证和比较，做到技术先进、可靠，经济合理

2、，为投资决策提供可靠的依据。2）遵循国家有关产业政策，深入进行市场调查，紧密跟踪产品市场走势，确保项目具有良好的经济效益和发展前景。（3）严格执行国家的环保法规，做到“三废”治理与工程建设“三同时”，保护生态环境。4）执行国家有关“劳动安全卫生”的规定，确保安全生产。5）贯彻原化工部提出的“五化”设计原则，综合考虑工厂现有的实际情况，节约投资，合理利用资金。1.1.3项目提出的背景、投资的经济意义该年产4.5万立方米液态气体项目的投资主体是*市汴杭制氧机成套公司与*市宝利光伏材料科技有限公司合作的一家股份制企业，是以工业气体的开发和生产销售经营为主导的新型高科技项目，2008年列入*市重点开发

3、项目计划。目前开发的空分设备生产液氧、液氮和液氩等工业气体，深受冶金、化工、医药和建筑行业有关厂商的拥护和欢迎，其良好的质量保障和优越的性价比使得系列产品在黑龙江省同类商品中具有明显的领先地位。*市汴杭制氧机成套公司这一项目，填补了*市空分设备的空白，为*市乃至黑龙江省的经济腾飞起到了加力的作用。目前气体行业是基础产业，在国民经济中有着重要的地位和作用，如同水、电一样广泛。它应用于化工、冶金、石油、石化、机械、电子、轻工、纺织以及航空航天、核工业等诸多领域，在国防建设和医疗卫生等领域中作用十分突出。本公司在黑龙江省*市投入此项目，就是看准了国家出台“振兴东北老工业基地”政策的这一良好契机，迎合

4、“经济强省、工业强省”的经济发展战略，为黑龙江省及*市的经济腾飞带来了蓬勃生机。本公司通过详实的市场调研，了解到本省及邻近省份在气体产品需求上存在极大缺口，急需一套大型空分设备加入到*市的工业建设中去。该项目建成后，大量的气体产品不仅能确保*市宝利光伏材料科技有限公司自用的液源，也能为黑龙江省各行业的需求提供液源，而且可以辐射到吉林省气体市场，具有极强的发展潜力和上升空间，不仅能为本企业创造可观的经济效益，还可以对我国东北地区的工业发展起到很好的拉动作用。相信一年后，一个现代化的气体生产企业必将傲然屹立于我国北方的黑土地上。1.1.4研究范围本项目具体包括以下内容：(1)氧、氮、鼠气体生产装置

5、，蒸储装置，灌装车间。(2)成品库。(3)水、电设施。本报告对该工程项目的市场、工艺技术、生产条件、公用工程及辅助设施、环保、消防、劳动安全和工业卫生等方面进行论证和研究，并进行投资估算及财务分析，从而做出可行性研究结论。主要技术经济指标见表1-1。表1-1主要技术经济指标表序号指标名称单位数量备注一生产规模及产品方案1液氧Kt/a45其中医用氧2液氮Kt/a11.53液鼠Kt/a1.3二主要原、辅料用量1空气2助剂三公用工程，动力消耗量1供水m3120.5其中：新鲜水m30.05循环水m31202供电(1)装机容量KW/h4600(2)年耗电量KW/h39744四三废排放量1废水m3/a0五

6、工作制度h/班8330d/a六占地面积1厂区占地面积m2200002建筑面积m22200七年运输量万t/a4.81年运出量万t/a4.662年运入量万t/a0.14八劳动定员人48九项目总投资万元69001建设投资万元59002建设期利息万元序号指标名称单位数量备注3流动资金万元1000其中：铺底流动资金万元450十项目报批总投资万元6900一产品售价1液氧元/吨13002液氮元/吨10003液鼠元/吨3300十二成本估算1单位生产成本元/吨其中：液氧元/吨640液氮元/吨0液鼠元/吨02年平均总成本费用万元28803年运营成本万元937十三销售收入、税金及利润1销售收入万元74292增值税万

7、元10793销售税金及附加万元107.94年平均利润总额万元33625年平均净利润万元2521.5十四盈利能取旨标1投资利润率36.5%2投资利税率48.7%3项目财务内部收益率（税前）45.3%4项目财务内部收益率（税后）33.9%5项目财务净现值（税前）万元6843lc=10%6项目财务净现值（税后）万元4791lc=10%7项目投资回收期（税前）2.05含建设期8项目投资回收期（税后）2.749资本金财务内部收益率%1.2研究结论研究的简要综合结论（1）*市*特种气体有限公司有连云港圣龙气体产品有限公司和*兴福溶解乙快气厂共同投资，工艺技术和生产经验有大庆石化有关专家的支持，因此，技术上

8、是成熟可靠的。（2）根据目前国内产品结构的调整，同国际接轨。气体产品行情很好，特别是在东北地区供不应求，再加之有*市政府的大力支持，水、电、土地和劳动力资源丰富，故可降低生产成本，增加企业的经济效益。由于该项目建设有较好的经济效益和社会效益，该项目是可行的。存在的主要问题和建议由于当前化工产品市场变化较大，京、津、唐一带气体产品生产厂家较多，应该注意到同行业的竞争。建议企业要充分利用自身的优势和特点,继续搞好技术和新产品的开发，完善和优化现有的生产工艺，加强企业管理，降低生产成本。同时，调整经营策略，加大销售力度，积极开拓市场,以提高企业的经济活力。第二章市场需求预测第三章做为朝阳工业的气体行

9、业，在国民经济中有着十分重要的地位与作用。近些年来，中国气体产品每年以12%以上的速度增长，2004年销售额达到约350亿元人民币。此类产品作为工业生产中的重要辅助材料，广泛应用于石油、化工、冶金、机械、电子、医疗、航天、食品等诸多领域。改革开放以来，我国空分设备的制造和工业气体的生产发展很快，已形成相当规模，品种质量基本满足国民经济发展的需要，部分空分设备的制造技术已达到或接近国际先进水平。我国气体工业的发展现状与特点气体行业是基础产业，在国民经济中有着重要的地位和作用，如同水、电一样。广泛应用于化验室、石油、石化、机械、电子、轻工、纺织以及航空、航天、核工业等诸多领域，在国防建设和医疗卫生

10、等领域中的作用也十分突出。解放初期，我国的气体工业规模很小，我国空气分离设备的制造和工业气体的生产发展很快，已形成相当的规模，品种质量基本满足国民经济发展的需要，部分空气设备的制造技术已达到或接近国际先进水平。截至1997年年底，我国累计设计制造8021套气体分离设备，制氧能力已达206万立方米/h，而且设备技术水平也在不断提高，同时，引进和上马大型机组推动了行业发展。据有关统计，截至1998年6月，我国共引进大、中型空气分离设备141套，总生产能力为130万立方米/h。尤其是宝钢引进的7200立方米/h的空气分离设备，为我国气体设备的大型化开创了先河。另据不完全统计，冶金行业仅6000立方米

11、/h以上的空气设备就有近百套。先进技术不断推广应用，如规整填料上塔技术、分子筛变压吸附前端净化空气技术、氧气产量负荷跟踪调节技术等的应用，无氢制氩设备的设计制造，变压吸附（PSA）与膜分离技术（非低温气体分离技术）的广泛推广。冶金企业是气体行业最大的用户，也是最大的生产企业。每个钢厂都有自己的氧气厂，生产氧气用于炼钢。以往生产氧气的同时，产生的氮气全部放空，现在作为钢铁企业动力部分的气体厂开始意识到这个问题，有的已经开始转变机制，走向市场，如上海第三钢铁公司与梅塞尔合资成立的三钢梅塞尔。太原钢铁公司与英国BOC气体公司合资成立了太钢BOC，湘潭钢铁公司与梅塞尔合资成立了湘钢梅塞尔。如果众多钢铁

12、企业的气体厂能都进入市场，不仅可以节约大量气体资源，而且能创造出非常可观的经济效益。建国以来，我国气体行业取得了令人瞩目的成绩，据统计，我国气体工业年增长率达12%，2000年全国气体产品市场销售额达到约250亿元。但我国气体行业也存在一系列严重问题，如缺乏行业宏观调控，重复建设严重，综合利用不足；能源浪费较大，生产方式落后及布局不合理等问题。为了解决这些问题，今后我国气体工业将向专业化、社会化、集约化、液态化、管道化、综合化方向发展。气体工业是朝阳产业，有着非常广阔的前景。气体的应用技术在发达国家已经达到相当高的水平，但在我国还处一起步阶段。许多气体有很大的利用价值，能够产生很高的经济效益和

13、社会效益。如天津梅塞尔凯德气体系统有限公司与石油科学院合作，成功地将膜分离制氮设备生产的氮气用于油田的二三次采油，取得巨大经济效益。还有推广富氧或纯氧燃烧技术，既节约能源，又能减少二氧化氮、二氧化硫、二氧化碳的排放量，改善生态环境；氧和臭氧在污水处理方面有十分广泛的应用；在农业中推广气肥，将使二氧化碳工业得到空前发展；以燃料电池方式发电，在21世纪将会成为继火电、水电、核电以后的第四种供电方式，所用原料就是氢气和氧气，输出电能后的反应物是纯水，不会影响生态环境。可见，经济的发展离不开气体，人们的生活也越来越需要气体。合理、高效和广泛地发挥气体的作用，将对国民经济和人民生活质量的提高具有重要意义

14、。要实现这一目的，要使中国气体工业进一步发展，就必须大力推广气体的应用技术。目前，国际气体工业仍然成上升趋势。1997年全球工业气体销售额达到300亿美元。主要跨国公司（9家）占78.6%，达到236亿美元。1998年销售额大约314亿美元。我国改革开放以后，特别是近些年来，许多外国气体公司看好中国气体市场，来中国发展，其中包括德国梅塞尔、APCI、普莱克斯和法液空等世界跨国气体公司纷纷在中国投资建厂。到2000年，外商投资总额达到近10亿美元，市场份额达到70%左右。这既给中国气体工业带来压力，也给中国气体工业带来活力以及先进的生产技术和应用技术，促进了中国气体市场的繁荣。黑龙江省气体市场发

15、展现状和需求分析黑龙江省的经济发展在全国来讲尚属落后地区，一些知名的国际气体公司还尚未染足，导致气体产品供不应求的矛盾十分突出。特别是近年来随着产业政策的调整，“工业强省”的宏观战略目标已经确立，未来几年内工业经济将有大幅增长，在这样的背景下，势必为气体行业提供无限商机。据不完全统计，2004年全省仅氧气的需求量就为15万立方米/年，而且每年以10%以上的速度递增；液氮除工业应用外，各大药厂均大量消耗，仅哈药集团制药三厂每年的用量就达3万立方米，完全从省外购进；液氩主要应用于工业氩弧焊接，市场需求日益增加。目前，黑龙江省营业性质的气体公司只有哈尔滨市黎明水气公司与依兰达连河水气公司两家，生产能

16、力为3000立方米/小时气体；非专营性质（供本单位使用，有余时外卖）的有齐齐哈尔的黑化、大庆石化水气公司，生产能力10000立方米/小时气体。以上气体供应厂家只能满足我省三分之一的需求，其它大部分需从省外购进，供货渠道主要有辽宁的鞍钢、河北和天津一带国际气体公司，由于路途较远，运输成本大增，造成了产品价格的急剧上涨或断液情况，严重影响了正常的工业生产活动。以液氧为例，每年进入六月份以后，液氧供应开始中断，由于远途运输费用的增加，导致价格从平日的1600元/立方米猛涨至2600元/立方米，极大地损害了用户的利益，制约了相关产业的发展。因此，在我省*市建设液态气体项目的市场前景十分看好，能创造很大

17、的经济效益和社会效益。第三章产品方案及生产规模产品方案确定原则.符合国家产业政策和行业发展规划.产品的市场前景分析和预测及产品质量、售价在市场上的竞争力。.企业本身的投资力量、管理水平、科研实力、资金筹措等综合能力.充分考虑项目收益的合理性，全面考虑项目的功能性、盈利性、现实性等，装置生产规模的选择将影响投资、生产成本、市场销售及其他技术经济指标。产品方案及生产规模 TOC o 1-5 h z 液氧kt/a45液氮kt/a45液氩kt/a4产品质量指标.液氧含量99.99%.液氮含量99.99%.液氩含量99.99%第四章工艺技术方案4.1工艺技术方案的选择制氧流程主要由制冷系统和精馏系统组成

18、，再详细划分可分为十大系统，即空气压缩系统、空气净化系统、换热系统、制冷系统、精馏系统、安全防爆系统、氧气压缩输送系统、加温解冻系统、仪表自控系统以及电控系统。空分装置的流程组织需要根据经济安全的原则来选择和设计，既要保证产品的质量和数量，又要低电耗、省投资，还要保证安全运转及便于维修。*市*特种气体有限公司在长期的生产实践中积累了丰富的实际经验，该公司的核心竞争力就是从技术上不断改进并完善工艺流程，采用标准化模块设计，使之运行更加稳定成熟，大力推广使用新技术、新工艺，加快关键设备的开发，进一步加大投入与开发力度，继续向超大规模迈进，并进一步提高装置的稳定可靠性，为此，该公司空分装置的主要工艺

19、流程就是采用了增压分子筛净化流程。增压分子筛净化流程是上世纪八十年代末九十年代初国际上正在普遍推广的先进流程，它具有十分突出的优点。通过对全低压切换式换热器冻结流程与增压分子筛净化流程进行详细的分析比较，我们可以清晰地发现增压分子筛净化流程具有十大优点：（一）提高产气量为了保证切换式换热器流程的水分及二氧化碳的自清除，不冻结性要求有足够的返流污氮量，因而限制了纯氮产品的量，通常氧气量与纯氮气量之比为1：1.1。在增压分子筛净化流程中，只需少量污氮气作为分子筛纯化器的再生气，所以纯氮产量与氧气量之比高达2.3-2.5:1，氮气产量增加30-50%。对于氮气产量，因为分子筛切换周期很长，精馏塔工况

20、波动小，且膨胀空气量小，拉赫曼进气量大为减少，参与一次精馏的加工空气量增加，氮提取率提高，氮气产量可增加63.5%左右，氧气产量增加约2%。（二）降低能耗分子筛纯化器的切换时间为2-4小时，比切换式换热器的切换时间3-4秒大为增长，从而大大减少了切换损失。通常切换式换热器流程切换损失为1.5-4%,而增压分子筛净化流程的切换损失小于0.5%,进下塔的加工空气量相对增加,又由于增压膨胀,膨胀量减少,拉赫曼进氧量减少,精馏的氧提取率上升,氧产量增加,单位能耗降低,即便扣除出污氮作为再生气而使上精馏塔操作压力稍有升高（约20Pa）的因素,增压分子筛纯化器流程比切换式换热器流程的能耗低0.5-2%。（

21、三）运转周期延长切换式换热器流程，出切换式换热器加工空气中的二氧化碳含量为1-2X10-6,运转周期为一年。而分子筛纯化器用吸附法净除水分二氧化碳、乙炔及其它碳氢化合物，几乎能够完全清除二氧化碳，即使临近纯化器切换时，空气中二氧化碳含量小于1X106,因而运转周期可达两年以上。（四）提高设备安全性由于分子筛对乙炔及碳氢化合物有极强的吸附能力，可以有效地避免主冷凝蒸发器的“微爆”故障发生。对于板翅式换热器在切换式流程中一直处于交变载荷之中，易于疲劳破坏，同时换热器的热段易于进水冻裂，还会加速对铝制换热器的腐蚀，因而板翅式换热器的使用寿命短。而增压分子筛净化流程的主换热器不切换，板翅式换热器处于恒

22、压工作状态，其寿命可延长1倍之多。（五）冷箱内设备简化分子筛流程可以取消保冷箱中的液空吸附器、液氧吸附器、液化器、切换系统、自动阀箱等设备，减少了许多低温阀和常温阀；同时减少了约40%的保冷箱内管道、仪表及仪控设施，缩小了保冷箱的体积及保冷材料的消耗，减少了跑冷损失，占地面积也大为减少。（六）缩短安装时间正因为冷箱内设备减少，流程简化，所以安装难度降低。虽然分子筛净化流程增加了分子筛纯化器系统和冷冻机组，但这些常温设备易于安装。经过对比得知，安装周期可缩短4-6个月，并节省了安装费用。（七）简化操作、维修增压分子筛流程启动制氧操作，没有建立自清除工况的约束，一次冷却直至出氧，启动操作简化而且缩

23、短了启动时间，减少了消耗。在正常操作中，剔除了液氧、液空吸附器的倒换操作，既减少了操作的麻烦又确保了精馏塔的稳定工况，有利于提高氧、氮、氩等产品产量。由于冷箱内易发生故障，需要维修的设备、阀门、仪表大大减少，因此维修简便。（八）取消加温解冻系统通过分子筛纯化器后的空气露点不大于-70，空气温度大于10，这样相当干燥和干净的空气，完全可以作为加温解冻气体使用，因而不需要特殊设置加温解冻系统来提供装置加温解冻操作所需要的气体。这样既减少了设备，也简化了操作。（九）易于实现自动化增压分子筛净化流程，启动操作简化，设备温度变化连续，给自动控制提供了方便。在短期或较长时间停车后，在冷态下再启动，也不必顾

24、及乙炔的积聚威胁，也可以采用自动控制操作；此外，能够用自动控制，迅速地进行负荷调节，因为不用考虑像可逆式换热器那样的温度梯度要求，受自清除工况的约束。（十）设备费用降低冷箱内设备减少，主换热器传热面积缩小了1/3，阀门、管路等也相应减少，使分子筛净化流程的设备费用比切换式换热器流程的设备费用降低2-3%，相应的设计费、安装费都下降，因而总工程费用大为下降。切换式换热器流程与增压分子筛流程洋细比较见表4-1。表4-1切换式换热器流程与增压分子筛流程详细比较序号“一一程项目切换式换热器流程增压分子筛净化流程1产品氧气与氮气之比1:1.12.3-2.52所需加工空气量的相对值1.0213消耗同样能量

25、时其产品产量的相对值O211.02N212.3-2.5Ar11.354加工空气压力净增值mX10501505空压机能耗相对值10.9956分子筛再生功率消耗K/wm30(3.2-3.5)X10-37冷冻机功率消耗04.2X10-38消除水分、CO2及有害煌类物质的能力良好彻底9热交换器工作条件压力交变易被空气中水分腐蚀，为保证不冻结性，冷端要有精确的温度控制无压力交变，空气干燥，冷端温差不需严格控制10对提僦影响精微塔随压力交变而频繁波动，精福塔随压力交变，工影响僦的提取作稳定，有利于僦的提取11启动时间考虑通过水分和CO2冻结区问题，操作需谨慎，膨胀机负荷需慢慢增力口,启动时间较长，约48小

26、时无须考虑冻结问题，操作简便，膨胀机满负荷运转，启动时间较短，约18-30小时12实现自动化的难易由于启动四个阶段，实现安全自动化相对困难和复杂一些可以相当简单地实现安全的自动化，甚至空分从冷态或热态的启动13对空分变负荷调节的适应速率需要有一定的温度梯率，以解决自清除问题，调节速度较慢较迅速4.2工艺流程4.2.1工艺流程概述（1）空气压缩空气在进入空气压缩机（TC）前，经空气过滤器（AF1）过滤，以除去尘埃和微粒，然后被吸入空气压缩机进行压缩，经过四级压缩三级冷却，然后送入空冷塔AC。（2）空气净化和冷却进入空气冷却塔的空气经常温水和冷冻水二级冷却，冷冻水由氟利昂冷水机组（RU）提供。出空

27、冷塔空气进入分子筛吸附器，分子筛吸附器（MS1/MS2）为单床式，用来清除空气中的水分、二氧化碳和一些碳氢化合物，从而可以获得干净而又干燥的空气。两台吸附器交替使用，即一台吸附器进行工作，另一台吸附器用污氮气进行再生。净化后的空气经过滤器（AF2）后，经主换热器（E。被冷却到饱和温度状态下进入下塔（C1）;从下塔来的压力氮气经主换热器（E1）复热后进入循环氮气压缩机加压后分为两路，一路氮气经主换热器冷却后从主换热器上部抽出，进入高温透平膨胀中进行膨胀，膨胀后的氮气经主换热复热后进循环压缩机入口，另一部分经高、低温膨胀机增压并冷却后送入主换热器冷却，其中一部分从主换热器中部抽出，进入低温透平膨胀

28、机进行膨胀。膨胀后的氮气经主换热器复热后循环压缩机入口，另一部分继续冷却并液化后进入下塔顶部参加精馏。（3）下塔（C1）已冷却的空气，液氮进入下塔初步分离，利用上升气体和下流液体的浓度差和组分差进行热质交换，高沸点的氮被蒸发，低沸点的氧被冷凝，经过多级塔板的冷凝和蒸发在塔釜形成富氧液空。在塔项形成高纯度氮气，大部分氮蒸汽经过冷凝蒸发器（K），与上塔底部液氧进行热交换，液氧被蒸发，而氮蒸气被冷凝，部分冷凝的液氮再回到下塔作回流液。另一部分液氮，在过冷器（E4）中进行过冷，然后送入上塔作为上塔的回流液和作为产品送出。从下塔上部抽出部分氮气，送至精氩塔（C4）蒸发器作为热源，维持精氩塔精馏。从下塔底

29、部抽出富氧液空，在过冷器（E4）中过冷，其中一部分富氧液空提供给粗敏塔（C1）作为冷源，另一部分液空送入上塔。4）上塔（C2）液氧从上塔底部提取。污氮气进入主换热器前，在过冷器中与液氧和富氧液空进行热交换，复热后去分子筛吸附器作为再生气。从上塔抽出来的纯氮气在过冷器中与液氮和富氧液空进行热交换后，经主换热器复热，纯氮气作为低压氮产品送出。5）粗氩塔（C3）及（C5）氩馏分从上塔中部送入粗氩塔C5，经过C5，再送入粗氩塔C3，上升气体在粗氩塔C3上部分为两路，大部分气体在粗氩塔冷凝器中和液空进行换热而冷凝并作为粗氩塔的回流液，返回粗氩塔，另一部分作为工业氩送入精氩塔（C4），粗氩塔C3的回流液经

30、液氩泵送入粗氩塔C5的上部作为C5的回流液，并最终返回上塔。6）精氩塔（C4）气体沿塔上升到精氩塔并在冷凝器中冷凝，不凝气被送出，冷凝液体向塔底，在精氩塔蒸发器中蒸发，液氩产品从塔底部抽出排出冷箱。7）设计参数的选取由于分子筛纯化器的切换周期比可逆式换热器的切换周期长得多，所以切换损失减少。可逆式换热器流程的切换损失取加工空气量的2-4%。而分子筛纯化器的切换损失只有加工空气量0.3-0.4%。进主换热器的加工空气温度，在可逆式换热器流程通常取常温30（303K）。而在分子筛纯化器流程，因吸附温度较低，故加工空气时主换热器温度为10-15（283K-288K）。出主换热器的加工空气温度，在切换

31、式换热器流程中比饱和温度高1-1.5K；而分子筛净化流程，加工空气在主换热器冷端状态是饱和而且少量含湿。加工空气的压力，在可逆式换热器流程是由辅塔顶纯氮气推算的，纯氮气出保冷箱的余压最少为0.02Mpa。对于分子筛净化流程，由于污氮气要作为纯化器再生的加热气体，至少具有10Kpa的余压，因而加工空气的压力时是污氮所决定的。对于平均氮纯度的确定，也就是污氮纯度的选取，由于采用增压透平膨胀机，膨胀量减少，拉赫曼进气对上塔的干扰减弱，精馏的提取率提高，所以污氮纯度，在产品产量及纯度不变的前提下，应取值高一些。4.2.2工艺流程图工艺流程图见附件5。4.3自控技术方案本项目由空气净化、空气压缩、液化、

32、精馏、灌装、储存和运输等装置组成。为了保证装置和全厂的安全、平稳、长周期、满负荷和高质量运行，要求自动控制系统的硬件设备和软件都应具有先进性、高可靠性和高安全性。根据工艺过程控制的要求，确定以集中控制为主，设置中央控制室。自动化水平（1）仪控系统应能有效地监控成套空分设备生产过程,确保设备长期稳定可靠运行,操作维护方便。2）仪表和DCS系统必须是可靠和先进的，在考虑先进性的同时，以可靠性为主。3）所有联锁回路按ISA标准，采用失电及断线安全的原则进行设计，以保证在失电及断线状态下的安全停机。4）仪控系统采用中央控制室（DCS）、机旁盘仪表和就地仪表控制相DCS结合的原则，所有的连锁（启动联锁和

33、保护联锁）及主要的控制均在里完成，以确保整个仪控系统可靠、先进、操作维护方便。5）在中控室建议设置空气系统DCS2台，对空分装置的过程参数实现监控，具有显示、操作、记忆、报表打印及维护等功能。DCS的控制器采用冗余或容错结构，具有控制器、电源及通迅总线的冗余以保证系统的可靠性，控制器具有在线修改功能，所有的I/O卡件可以带电插拔。7）设置紧急按钮操作台，实现对整个空分和单机设备突发事故或计算机故障下的紧急停车，确保空分的安全性。DCS停机信号与紧急停车信号分别由两路独立的停车信号送到电控的停车回路，以保证停车回路的可靠性。8）设置在线分析室，分析仪设置在成套供货的分析仪柜内（包括预处理装置），

34、主要分析仪采用进口，在线分析的工艺参数进入DCS系统，进行显示、记录、报警等处理。分析仪均带4-20mA输出信号，其中参与连锁的分析仪带有“测量”、“校对”开关，此开关带干触点送给中控DCS，以避免校对仪表时人为联锁停车。设置手工分析阀架。9）进口机组（包括循环空压机、高温膨胀机、低温膨胀机）自带一次检测及变送仪表、执行器及信号转接箱，符合API或厂商标准，标准信号（4-20mA、Pt100、干触点）进DCS系统进行显示、报警、联锁、控制，由机组供货商向设计人员提供完整的工艺流程图、逻辑联锁控制图、防喘振控制方案、进DCS的I/O清单等（由进口机组厂家在现场确认DCS的组态是否符合机组的安全联

35、锁及控制要求）（10）仪控系统电源：220V/50HZ和24VDC；空分装置供电系统由配电盘统一分配。仪控系统供电设计时采用两路220VAC供（一路常规供电、一路UPS供电），常规供电出现故障时由UPS备用供电。11）现场仪表的防护等级原则上采用IP55及以上等级，主要仪表备件（变送器、电磁阀、接近开关、铂热电阻）按10%考虑。12）公用工程需要进DCS的监控数据，买方应在初步设计会审后十五天内提出具体的I/O点数和数据类型。4.3.2仪表选型1）DCS系统选用浙大中控的产品（含工程和用户进口机器的相关点数，并留有15%余量）。UPS不间断电源10KVA,30分钟后备。3）在线分析仪采用成套供

36、货，组装在分析仪表柜内，电、气路以柜内端子和截止阀为界，配备标准气和预处理装置，分析仪采用国产或进口的产品。分析仪成套柜采用RITTAL的柜子，预处理柜内的管路连接采用不锈钢，多路切换阀采用SWAGELOK,调节K采用GO或SWAGELOK的产品。4）调节阀选用无锡工装，5台重要调节阀采用SAMSON或KAMMER进口产品，调节阀上的电磁阀、定位器、E/P过滤减压阀由阀门供货商成套提供。5）压力、压差变送器选用EJA系列智能变送器，配一台手持终端。6）测振仪选用美国派力斯产品。7）水流量测量采用电磁流量计，气体流量测量采用孔板。8）两位三通、两位五通电磁阀采用ASCO或HERION产品（24V

37、DC）。9）阀位开关选用图尔克接近开关，两线制24VDC。10）机旁柜温度显示采用数显表。11）就地温度显示采用双金属温度计。12）测温组件以Pt100的铂电阻温度计为主，重要部位及冷箱内的测温点采用双支铂电阻温度计。13）就地和机旁柜上的压力指示采用弹簧管压力表。14）就地液位指示选用翻板液位计，液位计要求防冻型，采用*仪表厂产品。15）闪光报警器采用温洲乐清仪表厂产品。16）DCS组态由DCS供货商完成。4.3.3仪表供货范围（具体数量以最终设计资料为准）仪表清单所列的各种仪表，其中主要的仪表有：具体数量按最终设计资料为准）（1）压力、压差变送器60台（2）分析仪（包括机柜及预处理装置、标

38、准气等）序号分析仪分析点范围厂家1产品氧纯度产品氧管道98-10%02ABB:Magnosa或EasylineO2Teiedyne:3000DA2产品氮纯度产品氮管道0-10/50PPmTieidyne:3000TA3纯化后CO2分子筛纯化器后0-5PPmCO2ABB:Uras14或Teledyne:II7000或Servomex:Xentra42004瀛储分中瀛瀛微分0-5%ArABB:Calados17或EasylineARTeledyne:2000A5精瀛中瀛瀛微分80-100%ArABB:Calados17或EasylineARTeledyne:2000A6粗瀛含氧粗瀛0-5%02AB

39、B:Magnos106或EasylineO2Teledyne:3000DA7精瀛含氧精瀛管道0-10PPmTeledyne:3000TA8精瀛含氮精瀛管道0-10PPmN2Delphi:Model9总炭分析液氧中总烧0-100PPmCnHmTeledyne:402REU10微量水分析增压空气含水分量H20国产注：分析仪成套商成套提供：分析仪表、标气(包括零气、量程气)、预处理装置、分析仪柜等；同时提供易损件(如流量计、截止阀、切换阀、接头等)备件。二人一周培训。(3)各种型号规格调节阀(其中进口定位器备一个，国产定位器各种 TOC o 1-5 h z 类型备一个)42台(4)二位三通电磁阀15

40、只(5)二位五通电磁阀15只(6)UPS电源一10KVA,后备30分钟180支台(7)钳热电阻8）数显表9）压力表10）压力控制器11）孔板12）闪光报警器13）电磁流量计14）三阀组15）分析阀16）翻板液位计（17）机旁柜（仪表柜内部配线配管完成）增压机机旁柜高、低温膨胀机机旁柜分子筛纯化器机旁柜分析取样阀柜配电柜紧急按钮盘4.3.4DCS系统配置情况如下:（具体的配置按最终设计为准）操作员站/工程师站打印机（针式A3、激光A4）控制器及I/O模块配套的端子板及通信电缆各种功能模块1 0台30 只5只10块2台2套2512只2台台（设备自带）台（设备自带）1台1台1台1台2台2台1套1套各

41、备一块1套系统软件操作站和工程师站按DELL的工控机配置，硬盘不小于120G/内存不低于512M，CPU采用P4最新。4.4主要设备选择原料空气过滤器1套（用户自理）制造厂型式处理空气量过滤效率过滤阻力过滤材质安装形式供货范围空气透平压缩机制造厂排出空气量调节范围吸入压力吸入温度排气压力排气温度冷却水耗量轴功率供货范围:压缩机本体中间冷却器 TOC o 1-5 h z 底座（带地脚螺栓）进口导叶调节装置同步电机联轴器（包括防护罩）供油装置（含高位油箱及排烟风机）安全阀、至回阀、防空阀等阀门防喘振装置放空消声器气、油、水管路系统（不含碳钢直管）自洁式 36,000m 3/h99.8%0.4Pa植

42、物纤维立式1套杭氧24,000m 3/h（干空气）75-105%99.5Kpa320.62MPA 100 c320t/h-2930KW1台1套1组1套1 台 （ 上电 ）1台1台1套1套1套1套1套备件4.4.3空气循环透平压缩机制造商排气量1套Cooper52000m3/75-105%0.585MPA(A) 382.7MPA40-5270KW1台1套1组1套1台1组1台1套1套1套 杭氧24,000Mm 3/h0.62Mpa(A)100C1815m3/h70m 3/h流量调节范围吸入压力吸入温度排气压力排气温度轴功率供货范围:（以进口商供货范围为准）压缩机本体中间冷却器底座进口导叶调节装置异

43、步电机联轴器供油装置安全阀,至回阀,防空阀等阀门备件4.4.4空气预冷系统制造厂处理空气量空气工作压力空气进口温度空气出口温度冷却水耗量上段下段供货范围:阀门及管路附件就地测量组件和仪表以及相应的接头1套空气冷却塔（含捕雾器）结构筒体材质内件外形尺寸22000mm重量增强型散装填料水冷塔型式简体材质内件外形尺寸重量散装填料空气冷却塔平台梯子冷却水水泵（用户自备）轴泵水阀阀杠电机功率冷冻水水泵（用户自备）泵轴水阀阀杆电机功率水过滤器滤芯件注:预留冷水机组接口1台填料（聚丙烯+筛板）16MNR不锈钢直径2000 x19T聚丙烯鲍尔环1台填料Q235A不锈钢直径1700 x21000mm15T聚丙烯

44、鲍尔环1套2台（一用一备）不锈钢不锈钢30kw2台（一用一备）不锈钢不锈钢15kw4台不锈钢1套,根部阀等附件,流量孔板及附4.4.5 分子筛纯化系统 制造厂型式 处理空气量空气工作压力 空气进口温度空气出口温度 空气出口纯度露点 分子筛再生温度 工作时间 供货范围4.4.5.1 分子筛吸附器 型式 筒体材质 内件外形尺寸分子筛 （UOP-13XAPG 条形 ）活性氧化铝4.4.5.2 电加热器型式筒体材质内件外形尺寸设计功率消耗功率8.5 X2T（上海环球分子筛有限公司）5.5X2T（温州化工厂）2 台 （ 一用一备 ） 立式16MNR不锈钢4.4.5.34.4.5.4放空消声器 控制系统1

45、200 x 6000mm507KW/ 台108KW/ 台1台1 套 （属仪控）1套杭氧立式双层床24,000itf/h0.61MPA1826CO21X6-60C1604小时2台立式双层床16MNR不锈钢3400 x7200mm4.4.5.5件切换蝶阀（杭氧工装）,阀门联结阀栏,紧固件及压力表接头等管路附1套系统用阀门（调节阀属仪控）备品备件4.4.6分馏塔制造厂冷箱占地面积主冷箱高供货范围中压换热器I型式材质外形单元尺寸中压换热器II型式材质外形单元尺寸液空液氮过冷器型式材质外形单元尺寸液氮气液分离器材质上塔型式壳体材质填料分布器外形尺寸（分两段出厂）主冷凝蒸发器（与下塔复合）型式1套1套1套

46、杭氧7200 x 9700mm57000mm1套铝制板翅式LF4+LF1250 x 1248 x 4800mm1套铝制板翅式LF4+LF21200 x 1248 x 3900mm1台铝制板翅式LF4+LF21000X 1010 x 1600mm1台LF41台规整填料型（天大 ）LF4LF20/cr18Ni9Ti1620 x 30000mm1台铝制板翅式LF4筒体材质板式材质外形尺寸下塔型式筒体材质筛板材质外形尺寸粗氩塔I型式筒体材质填料外形尺寸粗敏塔II（含粗敏冷凝器）型式筒体材质填料板式换热器单元材质外形尺寸（分两段出厂）精氩塔（含冷凝器和蒸发器）吊挂型式安装筒体材质填料板式换热器单元材质外

47、形尺寸液氩贮液罐粗液氩泵（含备件）型式流量度扬程LF4+L F22420 x 4800mm1台对流筛板型LF4LF21632 x 14700mm1台规整填料型（天大 ）LF4LF21100X 23000mm1台规整填料型（天大 ）LF4LF2LF4+LF21100X 40000mm1台规整填料型（天大 ）LF4LF2LF4+LF2662 x 20000m 1台2 台 （CRYOSTAR 离心式5000m 3/h（变频控制）65 米液氩柱11kw电机功率4.4.6.13冷箱材质尺寸1套（卖方提供图纸及冷箱附件,买方自理）碳钢5300 x9500 x57000mm4.4.6.14冷箱内管道材质塔内

48、直管件长度高压管道采用1套4.4.6.15材质冷箱外管道4.4.6.16材质冷箱内外阀门支架,管道支架,容器支架LF4+LF26米/每根无锈钢无缝管1套LF2,LF4和钢管1套4.4.6.17旋转平台梯子（冷箱梯子采用斜梯）栏杆等（卖方提供图纸,买方自理）Ocr18Ni9Ti1套材质架碳钢和镀锌栅网4.4.6.184.4.6.194.4.6.204.4.6.214.4.6.224.4.6.23分馏塔系统用阀门（调节阀属仪控）氮气放空消声器蒸气喷射蒸发器管道附件,计算管阀,低温电缆焊丝备品备件4.4.7高温增压透平膨胀机1套1只1只1套足量（含小于3mm的10kg）1套1套DRYOSTAR工作介

49、质膨胀量膨胀机进口压力膨胀机进口温度膨胀机出口压力空气22,500m3/h2.68Mpa（A）258K0.6MPA31,600m3/h2.69MPA401台1台1 台 （杭氧产品）1台1台1 台 （杭氧产品）1套1套1套1套1台厂商空气22,400m 3/h5.72MPA（A）1760.605MPA（A）31,500m 3/h4.16MPA401台1台1 台 （杭氧产品）1台增压量增压机进口压力增压机进口温度供货范膨胀机主体增压机（与主机组装）增压空气过滤器供油装置底架增压机空气冷却器紧急切断阀和喷嘴调节机构等阀门及管路附件专用工具备用备件4.4.8低温增压透平膨机制造CRUPSTAR工作介质

50、膨胀量膨胀机进口压力膨胀机进口温度膨胀机出口压力增压量增压机进口压力增压机进口温度供货范围（以进口供应商供货范围为准）膨胀机主体增压机（与主机组装）增压空气过滤器供油装置 TOC o 1-5 h z 底架1台增压机空气冷却器1台（杭氧产品）紧急切断阀和喷嘴调节机构等1套阀门及管路附件1套专用工具1套备品备件1套第五章原材料和公共工程原材料本项目主要原料为新鲜空气,来源可靠,取之不尽。公用工程的用量、来源及可靠性生产、生活用水本工程位于*市经济开发区，生产、生活用水由厂区内自备深水井（80米）供应。水质经过除铁、除锰及软化处理后，能够满足工程需要。生产、生活用水来源充足、可靠。供电本项目位于*市

51、经济开发区。拟建厂址附近约500米处有750KV变电所一座，属于*市宝利光伏材料科技有限公司自建的，可为本项目提供10KV双回路供电电源。另外，*市政府为了引进和扶持大项目，鼓励支持*市宝利光伏材料科技有限公司自建热电厂（即利用余热发电）特为工业开发区引入俄罗斯供电线路，电价为0.45元/千瓦时，此举能大幅度降低生产成本，显著提高经济效益。表51公用工程规格和供应情况表内容主要规格本项目需要量来源及供给小时用量年耗量方式生产、生活用水0.3MPa0.04立方米/h317立方米自备深水井电10KV/50Hz4482KW3550万Kw变电所、自备第六章建厂条件和厂址方案建厂条件厂址的地理位置征用土

52、地位于*市经济开发区内。距哈绥高速公路1.5公里，东靠哈伊公路。交通十分便捷，场地地势平坦，且为非人口稠密区，建厂条件好。气象资料建设项目地处北温带北部，具有大陆性季风气侯特点。四季分明，冬季受极地大陆气团控制，温度较低；夏季气侯温和，降雨量少；春秋两季气侯干燥，温度适中。年平均气温2.4C,日照时数2766小时，降水量547毫米。根据*市多年气象资料统计，其主要气象要素见表6-1。表6-1*市多年主要气象因素表序号项目数值年平均气温23456789101112最冷月平均气温最热月平均气温极端最高气温极端最低气温年平均气压年平均相对湿度年平均风速全年主导风向年平均降雨量最大积雪深度最大冻土深度

53、2.4 C-2.5 C27 c38.3 C-41.8 C99.6KPa72%3.5m/s西和西北547mm170mm2000mm工程地质、地震裂度、水文地质概况项目建设地点地势平坦，勘察范围内所提示的地层属第四堆积层。表层为杂粘土，第二层为亚粘土，地耐力为fk=185Kpa,第三层为轻亚粘土，地耐力为fk=170Kpa,第四层为亚粘土，地耐力为fk=240Kpa。地震裂度为7度，最大冻结深度为2.00米。地下水位在地表下12米左右，无侵蚀层。公用工程及环境条件本项目所需的生产及生活用水从自备深水井抽取经水处理后用管道接入。雨水排放入沉井中，定期外排。电力供应引自*电力公司国网电及（*市宝利光伏

54、材料科技有限公司利用余热自建热电厂）。本项目所在地*市位于黑龙江省中部地区，是全省中部地区的经济、科技、文化中心。公路、铁路运输四通八达，地理位置得天独厚，环境条件十分优越。厂址方案项目厂址位于*市经济开发区内，厂界东面约500米是哈伊公路,路北是乙炔气厂;厂界南面为园区路,五晓电力公司、新安材料公司、兰天网架等大企都在附近，本企业可用管道提供液源。第七章公用工程和辅助设施方案总图选择总平面布置的原则和功能划分（1）总平面布置的原则满足生产的要求,工艺流程合理。考虑到地区的主导风向，减少环境污染，考虑防水防爆，注意防振防躁，保证安全生产，适应内外运输，线路短捷顺直。近期建设和远期规划相结合，有

55、利企业的发展，联合集中布置，以节约用地，缩短管线，便于管理并减少投资。符合*市经济开发区的总体规划要求。（2）功能划分总图布置中，根据外部道路的情况，对功能分区作了适当划分，分为人流物流通道进出口，分为生活区和生产区。总平面布置概况征用土地位于*市经济开发区内，面积为20000平方米，厂区地势平坦，用地性质为农田，可供本次规划厂区使用。依据本次设计原则和场地现状，厂区南为入口，厂区北部为生活区，南部和西部为生产和生产辅助设施区。总平面布置本次设计厂区共用地20000平方米，设置主入口两个，分别朝向哈伊路、园区路。一期工程用地15000平方米，二期用地5000平方米。厂区北部生活区：主要布置办公

56、楼（含生活楼）、运动场、停车场等。厂区南部生产区：生产区中间部分储罐区1680平方米，厂房建筑面积（一期）为800平方米，属砖混和钢混结构。按照规范要求罐区与厂房间距为30米，罐区主要为液氧、液氮、液瀛储罐和成品库。主要技术指标主要技术指标见表7-1表7-1主要技术经济指标序号指标名称单位数量备注1厂区用地面积m2200002总建筑面积m243673厂房建筑面积m28004储存区建筑面积m216805办公楼m215006车库m23257门卫m2628容积率m20.3659建筑密度m233.1%10绿地率m235%绿化设计厂区内应加强绿化，可以减少粉尘和噪声污染。厂区内四周及道路边宜种植耐酸碱的

57、物种，如柳树、杨树、松树和小乔木等。办公和生活区前宜种草坪和花木工厂运输1）运输条件项目所在地*市经济开发区，公路交通十分便利。东临哈伊公路，南距哈绥高速1.5公里，北有绥兰路与哈大高速相连，产成品外运十分方便。2）运输量本项目运输总量为4.5万t/a。（运出4.2万m3,运入2000m3）3）运输设备本项目运输主要由本厂车辆完成，本厂计划购买危险品运输槽车：15t车5辆，8t车2辆。另外，成品计量由60吨汽车秤承担。7.2公用工程给排水（1）给排水方案确定依据建筑给排水设计规范（GB50015-2003）室外给水设计规范（GBJ13-86）室外排水设计规范（GBJ14-87）生活饮用水卫生标

58、准（GB5479-85）（2）给水厂区内打深水井一眼，深度为80米，单位小时渗水量为30吨，可以满足项目生产及生活用水的需要。厂区内给水系统分为生活给水系统、生产给水系统和消防给水系统。（3）排水厂区生活污水经化粪池降解后，通过厂区排水管网，泄至排水干渠。生产用水循环使用，无排放。(4)消防供水厂区消防设独立系统：利用晾水厂蓄水池做水源，室内设消火栓8个，供水管径DN100，消防水量为20L/S。供电1)设计依据及规范民用建筑电器设计规范(GBJ/T16-92)低压配电设计规范(GB50054-95)民用建筑照明设计标准(GBJ133-90)工业建筑电器设计规范(GBJ/T16-92)工业建筑

59、照明设计规范(GB50033-91)工业与民用电力装置的接地设计规范(GBJ65-83)供配电系统设计规范(GB50052-95)2)供电用电电源厂区用电电源由宝利自备的变电所10KV供电线路提供。项目用电负荷本项目用电设计范围主要是生产和照明用电，项目用电负荷等级为三级，供电电源引自变电所，引I0KV架空线接入厂区配电房，供厂区生活生产用电，进出线电压10KV/0.4KV，降压后作动力照明用电。项目用电负荷合计为4482KW，生产用电为高压10KV，可直接使用。另购置350KVA变压器各一台、外线电缆及配套相关的交配电设施，满足项目实施后用电需求。用电及照明厂区供电采用三相四线制380V/2

60、20V双回路供电，树干式配电。进线采用地缆进线。办公照明按150Lx设计，其他照明按100Lx设计。照明器具均采用高效荧光灯。照明、电力配电干线均用铜芯电缆或电线，照明分线采用塑料铜芯导线，其截面根据负荷大小选用；照明线路、控制信号线路采用BV-500-2.5mm铜芯导线，插座线路采用BV-500-4mm铜芯导线。723消防（1）设计依据中华人民共和国消防法建筑设计防火规范（GBJ16-87）建筑灭火器配置设计规范（GBJ140-90）黑龙江省消防条例火灾自动报警系统设计规范（GBJ116-88）（2）消防安全措施根据中华人民共和国国家标准建筑设计防火规范（GBJ16-87，2001年版），按