KDONAr空气分离设备空分制氧培训教材

图26）：主冷液氧蒸发侧分隔为上下两层，每层布置4只板式。下层与上层之间用降液管、升气管相连通。下塔氮气由中心管进入各板式换热器，液氮出从中心管夹层引出。图SEQ图\*ARABIC26双层主冷凝蒸发器故障及维护在精馏实际生产中，无论是精馏塔正常运行，还是由操作条件的变化和塔性能改变等原因，出现非正常现象，均需对塔的操作进行分析。一方面为塔的合理操作提供适宜操作条件的范围，以提高塔的生产能力，降低生产成本；另一方面针对不同工况进行分析，为出现故障及时、准确的诊断提必要的信息，以便排除故障恢复正常生产。操作过程的分析的方法、手段，通常是调查研究、现场测试以及严格的模拟计算，并且主要从以下几方面开展工作：应用物料衡算的关系检验精馏塔采出量的合理性。如果采出不合理，就不可能使塔两端产品同时达到要求。应用热力学原理，如相平衡关系，分析塔内温度、压力、组成等分布的合理性。应用理论级及塔板效率的基本概念，分析影响分离能力的主要原因。考查塔板的水力学性能，分析影响塔生产能力和分离能力的原因。此外，塔在系统中的环境、辅助设备性能对塔分离均会产生影响。精馏过程诊断（1）塔的一端产品不合格尽管导致塔产品不合格的原因很多，而且比较复杂，但在诸多原因中，优先考虑塔的物料衡算，因物料衡算对过程起到控制作用。当进料流量、组成以及分离要求一旦给定，则采出量即将唯一确定，而不可随意改变。（2）塔两端产品不合格如果新投产的或改造后开始投运塔，出现塔两端产品不合格，与塔在正常运行中出现异常有所不同。前者问题较后者严重。故障的发生通常有两方面的原因，其一是塔结构，其二是操作条件。对于新塔或改造后的塔的投运出现此现象，则存在上述两方面的原因。而正常运行中的塔应主要是操作原因或操作不当造成设备的损坏等，进行分析诊断。具体诊断步骤如下：精馏塔投运应从小负荷开始调试，达到要求后，逐渐提高负荷。亦对塔进行严格模拟计算。核算采出量是否合理。如果核算结果采出量大于合理采出量。首先应在全回流条件或采出量减小条件下操作，使塔顶达到分离指标。在塔顶产品达标的前提下，逐渐加大采出，同时提高回流比，以保证塔两端的分离要求。当塔两端均达到要求后，可逐渐提高进料量，使之达到设计能力。如果当塔顶采出提高到适宜采出量时，两端产品不达标。若提高回流比两端仍不能达标，同时发现塔压差有明显升高，说明塔板水力学性能受到限制。应逐渐减少进料量，才能稳定操作，使塔两端达标。如果在操作中，提高操作回流比，塔两端的分离效果变化不大，而塔压差也无明显变化，说明塔理论板数不足，或是塔板的效率太低。对于长期正常运行的塔出现分离效果不理想，有可能堵塞了塔板或填料，或该操作损坏了塔板，说明该检修了。在提高负荷过程中，塔压差明显上升，使塔釜及回流液液面失控，说明塔内可能发生液泛。其原因是降液管太小或液体发泡严重等原因所致。空分仪表控制系统第一节概述现代最新空气分离设备，是以生产氧气、氮气和氩气的带分子筛纯化，增压膨胀流程的大型成套设备。仪控系统是该成套设备的一个重要组成部分，根据工艺流程的需要，配备了各种仪表及自控装置来监控成套空分设备各部机的工艺参数，并实现各主要操作阀门的自动控制或遥控操作，以及必要的联锁保护措施，以实现成套空分设备长期安全稳定可靠运行。为适应工艺流程的需要，仪控系统采用DCS集散型控制系统，主要工艺参数的显示、趋势记录、历史事件记录、报警、控制、打印及流程图画面显示等均由集散系统完成。以确保整个仪控系统可靠、先进、操作维护方便。DCS系统的控制器采用冗余结构，CPU、电源、通讯的冗余以保证系统的可靠性。由于DCS采用故障诊断和冗余控制的技术，在DCS里完成所有的控制和联锁，使控制的可靠性得到保证。控制器具有在线功能，所有的I/O卡件可以带电插拔；DO采用继电器隔离。中控室监视器采用21"彩色CRT，对空分装置的过程参数实现监控，并带有操作键盘、报警打印、报表打印等设备。同时集成有以态网接口卡，是DCS与工厂管理网的通讯接口。大体结构：工程师站工程师站ServerI/OI/O模块SeriesA控制站

ControllersSeriesA控制站

Controllers第二节测量原理1．压力测量：A．压力表的选择：根据压力的大小，确定仪表的量程。一般在被测压力比较稳定的情况下，最大压力值不得超过满量程的3/4；在被测压力波动较大的情况下最大压力值不得超过满量程的2/3；为了保证测量的精度，被测压力值不低于全量程的1/3为宜。B．压力表的安装：所选择的测压点能反映被测压力的真实情况。要选择在被测介质直线流动的管段部分，不要选择在管路拐弯、分叉等地方。测量流动介质的压力时，应使取压点与流动方向垂直。测量液体压力时，取压点应在管道的下部，使道压管内不积存气体；测量气体时，取压点应在管道的上方，使管道内不积存液体。安装时应安装在易观察和检修方便的地方，避免振动和高温；测量蒸汽压力时应加装冷凝液管，以防止高温蒸汽直接和测压元件接触，对于有腐蚀介质时，应加充有中性介质的隔离罐等；对氧气管路需要禁油。2．温度测量：A、标式玻璃液体温度计：它是利用水银或酒精受热后体积膨胀的原理制成的。温度范围一般在：0-100℃。B、热电偶温度计：测温元件由二根不同的金属丝组成。一端焊接起来称工作端或热端，与被测介质接触，另一端用导线连接至显示仪表。由于两端的温度不同时会产生热电势，对于一定材料的热电偶，如果冷端温度保持不变，热电势随热端的温度变化，因此测出热电势就能确定温度的大小。温度范围一般在：0-1800℃。如：镍铬-镍硅（分度号K）、镍铬-铜康（分度号E）。热电偶温度计常见的故障为：指示值低、或者停止在零位。这是由于热电偶产生的问题：可能是接触不良或断线，一般不出现指示偏高的现象；为了保证测量精度使用中正确进行冷端补偿（常用补偿导线法）。并注意热电极和大地之间有良好的绝缘。C、热电阻温度计：它是由热电阻与它配套的显示仪表组成的。热电阻元件利用金属的电阻值随温度变化的特性制成，因此测出电阻的变化就能测出温度的变化。铂电阻（分度号为Pt100）在工业中可用来测量-200-650℃范围的温度，它除了具有热电偶的优点外，还具有在低温范围内测量精度高的优点，因此在空分低温领域中广泛采用。热电阻温度计常见的故障为：有时指针总是指向最大，这是热电阻温度计断线，使电阻无限大或是两端接触不良，接触电阻大；另一种现象是指针指向零，或者向负的方向偏转，原因是热电阻发生短路电阻为零，或者是由于热电阻温度计保护管漏气或者结冰引起。3．液位和流量测量：液位和流量测量通常采用差压测量的方式最广泛液位测量：原理：ΔP（差压）=H（液位高度）×γ（液体密度）。根据以上原理，只要测出已知液体的差压就能知道液位高度。液位测量中由于变送器的安装位置或是双法兰差压变送器的毛细管罐充液的原因存在正、负迁移。如：变送器的安装位置低于最低液位一定高度就必须正迁移;空冷塔、水冷塔双法兰差压变送器测液位必须负迁移。流量测量：原理：Q=K√ΔPQ:流量，K：流量系数，ΔP差压。也就是流量和差压的平方根成正比，常用的方法是用标准孔板，测出通过孔板前后的差压也就测出了流量的大小。流量受温度和压力的影响特别是受压力的影响大，就是说温度压力偏离设计值流量就不准，必须对它进行补偿。差压测量液位和流量测量最常见的故障是要防止取压管泄漏，特别是流量通常差压本身就比较小，影响就更大，因此安装时要注意。4．分析的测量：分析的测量方法很多，不同的气体或液体的测量方法也不同，原理就不一一介绍，空分系统中最常用的有以下几种分析仪：纯化后空气中CO2分析：0~5/10ppmCO2蒸汽加热器后H2O分析：0~10/100PPmH2O增压冷却器后H2O分析：切换使用产品氧纯度分析：98~100%O2液氧中氧含量分析：切换使用产品氮纯度分析：0~10PPmO2液氮纯度分析：切换使用污氮中氧含量分析：0~10%O2液污氮中氧含量分析：切换使用液氧中总烃分析：0～100/1000ppmCH总烃若为色谱可分析以下几种成分：0～400ppmCH40～100ppmC2H40～100ppmC2H60～2ppmC2H2氩馏份含量分析：85～100%02或0～15Ar%产品氩中氧分析：0~10PPmO2产品氩中氮分析：0~10PPmN2下塔液空氧含量：0~50%O2分析测量中要注意浓差扩散，也就是高浓度向低浓度扩散，连接管路要用硬连接，不能用塑料等软管连接，校验仪表时更是如此。如：产品氮纯度分析，它含氧量只有2~5PpmO2,空气中含氧量接近21%，用塑料软管通标准气校验仪表是不行的。5．其它参数的测量：位移：空分流程中对压缩机的位移要进行测量、控制、联锁和报警。振动：空分流程中对压缩机的振动要进行测量、控制、联锁和报警。转速：空分流程中对压缩机、增压透平膨胀机、液氧泵的的转速进行测量、控制、联锁和报警。第三节控制1、自洁式空气过滤器的控制自洁式空气过滤器控制由一就地控制箱、过滤器滤芯旁装有几组电磁阀、一个测差压的传感器组成；差压传感器测出的差压信号随时送入就地控制箱的控制器上，若是差压（阻力）过大，说明过滤器滤芯上的灰尘太多，必须进行吹扫，这时控制器发出控制信号，让过滤器滤芯旁的电磁阀轮流工作通入干净的空气进行吹扫，当阻力降至正常值时停止吹扫。其控制是自动完成的。2、空气压缩机的控制(以压缩机厂家的要求为准)：30000空分增压空气压缩机组的控制自成系统，该机组自带现场PLC（美国GE公司产品）控制系统，所有的控制逻辑、联锁保护、PID调节系统等全由PLC完成，PLC系统和中控室DCS进行通讯，通过通讯压缩机的主要参数能在DCS上进行监视。A．振动位移的测量：通过选用本特利的电涡流传感器探头、前置器，将信号送入本特利的3500框架监控仪表，在监控仪表上进行显示，并通过3500监控仪表的软件组态实现联锁保护和控制要求；3500监控仪表再通过通讯的方式把各参数送入PLC系统进行监视。B．转速的测量：转速信号送入505调速装置，通过505进行升速、降速和联锁保护，PLC上可进行远程设定。C．压缩机组的联锁保护：启动：启动时各个条件满足之后才能启动。如：PLC（或DCS）远程允许；空压机进口阀开度<15%增压机进口阀开度<15%空压机防喘振阀开度>95%空压机一、二段防喘振阀开度>95%增压机末端防喘振阀开度>95%润滑油压力>设定值润滑油温度>设定值汽轮机速关阀满足条件等条件满足时才能启动。联锁停车：任何一联锁条件来时均要停车：如：PLC（或DCS）远程软按钮停车汽机现场停车润滑油压力低低停车超速保护停车轴振动、轴位移大联锁停车轴承温度高停车505跳闸停车汽机速关油低汽机排气压力高等条件来时均要停车停车时：空压机防喘振阀全开空压机一、二段防喘振阀全开增压机末端防喘振阀膨胀机停车，其进口阀全关、增压机回流阀全开液氧泵停车，其进出口阀全关3、空气预冷系统：为保证净化效果，降低进纯化系统的空气温度而设。A．空冷塔和水冷塔下部液位自动调节空冷塔下部液位LICS9101采用双法兰毛细管差压变送器。法兰间距为5000mm，负压室毛细管的压力总是比正压室毛细管压力大，毛细管内充满硅油，硅油比重为=0.934,则负迁移量为:B=5000×0.934=4670mmH2O量程为5000mm，迁移后量程范围：-4670～330mmH2O该调节系统的组成：由双法兰毛细管差压变送器、DCS上的AI（模拟量输入模块）、AO（模拟量输出模块）、气动常温薄膜调节阀（含电气阀门定位器）组成。双法兰毛细管差压变送器把差压信号通过模拟量输入模块送入DCS系统，DCS通过自己内部运算处理后，通过组态实现自动调节的目的，模拟量输出模块把DCS的调节信号输出给调节阀上的电气阀门定位器，电气阀门定位器再把电信号转换成气信号来带动调节阀的开或关。其它调节回路的调节原理和该回路类似。在DCS监控画面上做有手动/自动两种操作方式，人为可以切换。手动时可以人为对调节阀进行操作，手动时设定值跟踪测量值；自动时可以修改设定值，此时自动调节就按设定值和测量值的偏差进行自动调节。水冷塔下部液位LICS9103采用双法兰毛细管差压变送器。法兰间距为2400mm，负压室毛细管的压力总是比正压室毛细管压力大，毛细管内充满硅油，硅油比重为=0.934,则负迁移量为:B=2400×0.934=2241.6mmH2O量程为2400mm，迁移后量程范围：-2241.6～158.4mmH2O空气预冷系统的调节回路还有冷却水流量和冷冻水流量自动调节回路。B．联锁保护：当空冷塔下部液位高于3400mm;或空冷塔出口压力PIAS91020.4MPa 时，将联锁停水泵、全开空压机防喘防阀、关闭冷箱进口阀、膨胀机停车、液氧泵停车。4．分子筛纯化系统：为除去空气中水份和二氧化碳等杂质而设。A．再生气进纯化系统流量自动控制流量信号经差压变送器转换成4～20mA的电流信号，送进DCS后，一方面在监控站显示；一方面经PID运算后输出4～20mA的电流信号，去控制FCV-9201A,B,C调节阀，使进纯化系统的再生气流量稳定在设定值上。B．再生气出电加热器温度自动控制当纯化器处在加热阶段时，将再生气出电加热器温度设定值送给电控系统，使再生气出电加热器温度稳定在设定值上。当纯化器不处在加热阶段时，电加热器自动停止。具体数据可根据实际情况进行修改。C．联锁：当电加热器炉膛温度高于350℃时，说明电炉工作不正常，将自动停电炉，并发出报警。故障排除后，必需再一次启动后，电炉才能运行。D．分子筛吸附自动切换：本系统是保障空分设备运转周期，稳定生产及保证产品质量的关键系统之一。本系统包括电磁阀柜一面，程序控制主要由DCS系统逻辑处理器完成。电磁阀柜主要由二位五通电磁阀、过滤减压器和油雾器等组成，放置在分子筛吸附器旁边。分子筛吸附系统主要由二台分子筛吸附器，一台电加热器和8台切换蝶阀及调节阀等组成。分子筛吸附系统的工艺流程图和切换时间程序表详见有关资料和图纸。切换蝶阀均为气动蝶阀，由活塞式执行机构驱动。每个二位五通电磁阀气源通道接有4.5～6bar的仪表空气。在正常情况时，程序时间控制器按照切换时间程序表输出信号控制各切换阀所对应的二位五通电磁阀，使其得电或失电，从而改变通往切换阀执行机构汽缸气源的方向，使切换阀打开或关闭。正常切换时，切换周期为240分钟，其中降压12分钟，加温60分钟，冷吹144分钟，均压19分钟,变换过程5分钟.一般分子筛吸附器的再生过程为：卸压加热冷吹均压投入吸附工作分子筛吸附器充压卸压联锁D9201吸附器（1）充压时差压10Kpa时才能切换到吸附D9202吸附器（2）充压时差压10KPa时才能切换到吸附D9201吸附器（1）卸压时压力10KPa时才能切换到再生D9202吸附器（2）卸压时压力10KPa时才能切换到再生以上条件在各时序段运行时若不能满足就整个程序延时。E．操作简要说明状态显示：运行：在自动运行过程中显示运行。复位：按下复位按钮后显示复位。手动：切换到手动状态时显示。程序操作（按钮）停止：程序在运行中，按停止按钮，程序停止运行，停车时除FCV9201C放空阀全开外，其余阀全关。复位：复位按钮按下后，程序回到初始步。自动：程序在投入自动工作之前必须从手动切换到自动，自动时手动不起作用。运行：程序切换到自动后按下运行，程序开始自动运行。暂停：按下暂停后程序保持暂停前的状态（阀门开着的仍然开着，关着的仍然关着）。暂停最好在程序进入每步之后150秒后进行，因为前150秒之内某些步有慢开或慢关过程，慢开和慢关是按程序曲线在150秒内自动运行，不受操作员的控制。对均、卸压阀和加热，冷吹、放空阀在各自的运行步中才能操作。暂停后，暂停计时器开始计暂停的时间。继续：暂停后，按下继续按钮，程序接着暂停前一刻的状态继续运行。手动：程序停下来之后，切换到手动状态后可以对每个切换阀进行手动操作，手动时自动不起作用。操作准备过程：程序从手动切换到自动，按下复位，选择好工作床（如D9202），再按运行，程序就自动地运行。程序第一次投入可直接投自动（FCV9201C第一次启动时要人为给一个开度值，流量达到设定值后，将FCV9201C投入自动），投入后和空压机并行升压，升压阶段程序可打暂停，升压完成后可按继续程序自动进行。具体的操作要求还可以根据用户的要求进行编程。5．增压透平膨胀机系统：该设备作为成套空分设备的核心部机，确保膨胀机的安全运转非常重要（以下是国产膨胀机的参数）。膨胀机转速：膨胀机转速的一次元件是磁电传感器。由于膨胀机转动轴端有两个矩形剖面，当转动轴旋转时，该剖面使置于其中的磁电传感器的磁通量发生变化，磁电传感器将膨胀机的转速变为频率信号，该信号经过频率电流转换器转变为4～20mA的信号送至DCS系统进行指示、报警和联锁。注意：从磁电传感器到频率电流转换器，到DCS系统机柜的连接线，必须采用屏蔽电缆，以防电磁干扰。膨胀机启动条件：膨胀机启动时，增压机和膨胀机密封气必须大于0.2MPa时才能允许启动膨胀机油泵,润滑油压力大于0.4MPa时才能允许启动膨胀机。联锁：当膨胀机转速大于27500转/分，或增压机进口流量小于22900m3/h，前后轴承温度大于70℃时，DCS控制系统将输出一开关信号，紧急切断三通电磁阀HDV9502A,B电源，使增压机防喘振阀（FCV9501A、B）紧急全开;当膨胀机转速大于28500转/分，或润滑油压力小于0.35MPa，前后轴承温度大于75℃时，将紧急全关膨胀机进口阀HCV9501A,B,膨胀机停车，并发出报警；膨胀机停车时空气增压机中抽全开放空。6．分馏塔的控制系统：A、液氧泵的控制：液氧泵为两台，一台处在正常运转状态，另一台处在低速运转状态，当正常运转的泵出现故障时处在低速运转状态的泵在15秒钟（时间可调）内达到正常运转的转速。联锁停泵：液氧泵轴承温度高高、液氧泵迷宫隔腔温度低低、空气预冷系统停车、空压机停车时液氧泵均联锁停泵，停泵时液氧泵的进出口阀全关，两台液氧泵都停车时开增压压缩机出口放空阀。B、送氧调节系统：送氧调节系统分送气阀（FCV-9302）、（HV-9304送气初期用）、放空调节阀（PCV-9302）、（HV-9304）。正常用氧情况下由FIC-9302根据用气流量调节FCV-9302调节阀，PIC-9302根据压力调节PCV-9302氧气放空量，HV-9304全关。当用户用氧系统一台炉子出故障时，HV-9304氧气放空阀的电磁阀失电，HV-9304调节阀在3秒钟内全开。当用户用氧系统二台炉子出故障时，PCV-9302氧气放空阀的电磁阀失电，PCV-9302调节阀在3秒钟内全开，HV-9304全关。当用户用氧系统三台炉子出故障时，PCV-9302、HV-9304氧气放空阀的电磁阀均失电，PCV-9302、HV-9304调节阀在3秒钟内均全开。分馏塔的其它调节系统为简单的PID调节回路，其调节原理同空冷塔下部液位调节系统。四、操作1．操作准备：安装完毕后，必须对各系统作检查和试运转，并作好全部操作准备工作，方可进行操作。如操作准备工作有某些遗漏可能引起仪表不恰当的指示和控制，甚至引起整套空分设备不能运行，所以必须予以重视。A、要求每个操作人员必须熟悉整套设备的工艺流程以及仪控系统的设计资料和技术文件。B、在准备工作时，如出现不能解释之故障，应切断电源和气源，并立即通知负责人。各电源开关和控制阀开关，特别应当小心谨慎，不能随意乱动。C、机柜的检查:机柜电源为220VAC，50HZ,向机柜供电之前，必须将机柜内所有供电开关、仪表电源开关置于分开状态，待总开关合上之后，再逐一合上分开关，如发生异常现象，应立即停止供电，进行检查。D、气源的检查:仪表空气必须干燥、清洁，露点应低于-40℃,仪表空气压力应为0.45～0.60MPa。E、接线、接管的检查:是否一一对应，正确无误,气动管路（包括气管接头、仪表阀门等）的气密性检查，不得泄露。F、测量和控制回路的检查:变送器及二次仪表的量程、刻度，调节组件的正反作用，调节阀的气开、气闭等必须符合规定的要求。G、手动操作，检查电/气阀门定位器、调节阀的动作是否灵敏、准确。H、报警联锁回路的检查按工艺要求调好仪表接点的整定值,人为地闭合或断开各输入接点，检查声光报警信号或联锁动作是否正常。2、操作：启动仪表及自动装置,根据成套设备的操作规程和具体设备的动作情况，投入各联锁和自动控制系统;根据设备的操作情况，逐步将调节系统由“手动”置于“自动”，同时调整参数，以获得最佳调节性能。系统的维护请参阅相关制造厂的相应说明书。空分电器控制系统一、KDONAr—30000/161610/930型空分装置电控系统设计1、设计范围低压受电、母联、自洁式空气过滤器、空压机组、增压机组、汽轮机、预冷系统、分子筛纯化系统、膨胀机系统、工艺液氩泵、低温泵等。其中空压机、增压机由汽轮机驱动，陕鼓带空压机、增压机、汽轮机2面低压配电屏与低压开关柜拼盘安装，控制和保护由陕鼓自带PLC完成，以通讯方式上DCS系统。根据上面用电设备，有8台低压开关柜，2台进线柜、1台母联柜，其余5台配电柜。进线柜：高2200X宽1000X深1000，其余5面配电柜：高2200X宽600X深1000。2、设计方案2.1对重要泵（膨胀机油泵、预冷水泵）用再生控制器，作为晃电保护。在工业生产中，常常因“晃电”，由于雷击、短路或其他原因造成电网短时电压波动或短时断电的现象，引起低压电机停机，进而导致连续生产过程紊乱。当现场正在运行的电机因电网“晃电”而造成停机，如电网在允许时间内恢复正常，电机按预定设定再启动因“晃电”造成停机的电机。如果电网电压在允许时间内没有恢复正常，不再启动设备。时间在几秒到60S范围内设定。2.2在各个系统或部机设置就地控制箱（柜）A、自洁式空气过滤器控制箱（随机带）B、冷却水泵就地控制柜C、冷冻水泵就地控制箱D、分子筛调功柜E、进口膨胀机就地仪表盘（随机带）F、膨胀机就地控制箱G、工艺液氩泵就地控制柜H、低温液氧泵控制柜3.低压系统3.1低压进线、母联低压进线开关和母联开关选用HSW1型系列智能型万能式断路器，其余馈电回路开关选用HSM1系列塑壳式断路器。低压进线、母联额定整定电流为2500A，控制原理图见附图一、附图二。3．2自洁式过滤器空气经吸入口吸入，进入自洁式过滤器滤去尘埃和机械杂质。提供电源，控制、保护由自带PLC完成。3.3预冷系统预冷系统：2台55KW冷冻水泵，2台110KW冷却水泵组成，均为用一备一。冷却水泵110KW，电流大，启动时，可能使母线压降低于额定电压的85%，采用ABB固态软启动，控制原理图见附图七CF270.21200-2。3.4膨胀机系统膨胀机系统：膨胀机（1）进口膨胀机和膨胀机（2）国产膨胀机构成。一般用进口膨胀机（1），膨胀机（2）作为备用。膨胀机（1）由1台4KW油泵，1台2.5KW油箱加热器及0.2KW喷嘴加热器构成。进口膨胀机（1）机旁仪表盘是随机带，控制元器件放在低压开关柜内。膨胀机密封气压力、油箱达到设定值后，油泵才能启动，膨胀机（1）油泵、加热器启、停操作在就地仪表盘上完成，也可在低压开关柜上启、停操作。膨胀机（2）为川空膨胀机，2台油泵（一用一备），一个油箱加热器组成，控制原理图见附图三、附图四、附图五，两个油泵共用一个HK转换开关。川空膨胀机在开车前需先启动油泵，膨胀机油泵的操作在安装调试阶段，将HK置于“手动”，可在膨胀机机旁控制箱上进行启、停操作。正常情况下，将HK置于“自动”，膨胀机油泵、油加热器的控制、操作完全由DCS完成。只有膨胀机密封气压力，油箱油温达到设定值后，油泵才能启动运行。膨胀机油箱加热器在启动油泵之前加热，膨胀机运行正常后停止，间断使用。膨胀机油泵电机带有过载和短路保护，油箱加热器设有短路保护。其工作状况用红、绿色信号灯在就地控制箱上指示。3.5分子筛调功柜分子筛电加热器890KW，型号为TG-3-1000-F,额定电流为1600A,每个分子筛电加热炉是由85组Δ接法的电加热炉组成,作为高温活化、备用。平时一般用蒸汽加热器对污氮加热，对分子筛进行再生。分子筛电加热器用苏州友明全数字过零触发的晶闸管调功器进行调节和控制。具体原理图纸见随机资料。调功柜上端子号1、2、3接PT-100铂电阻;端子5、6接仪控控制信号;端子8、9接运行信号;端子24、25接4~20mA温度控制信号，根据工艺要求进行设定。3.6工艺液氩泵系统2台工艺液氩泵都是27.5KW,均带1台工艺液氩泵风机142W,为一用一备，在机旁设就地控制柜，所有一次元件和二次控制、保护元件都放在就地控制柜，便于使用、检修。根据工艺要求，工艺液氩泵为变频控制。控制原理图见附图六。变频器有上电气故障时，（故障点15、16断开），（正常运行时15、16闭合），加一个带电延时时间KT，避开变频器没有上电时故障状态。在安装调试时，将HK置于“手动”，可在工艺液氩泵控制柜上进行启、停操作。正常情况下，将HK置于“自动”，工艺液氩泵的控制、操作完全由DCS完成。工艺液氩泵、工艺液氩泵风机设有短路、过载保护，工作状态在就地柜上指示。3.7低温液氧泵系统该系统由2台低压液氧泵和2台轴承加热器构成，一台液氧泵运行，另一台泵处于低速运转。当正常运转的泵出现故障，处于低速运转的液氧泵在设定时间内达到正常转速。在机旁设有液氧泵就地控制柜，一次元件和二次元件控制、保护均放在就地控制柜，便于使用、检修。根据工艺要求，液氧泵采用变频控制，液氧泵转速设定、控制和操作在DCS上完成。低温液氧泵运行状态、转速反馈到DCS上。轴承加热器控制由DCS控制，液氧泵轴承温度高于设定温度，停止加热，液氧泵轴承低于设定温度，开始加热。在安装调试阶段，HK置于“手动”，可在就地控制柜上进行启、停操作。正常情况下，将HK置于“自动”，轴承加热器的控制、操作完全由DCS完成。控制原理图参见附图八。由于变频器体积大、重量重，单独安装在柜外，做支架安装。变频器使用说明书见随机资料。空分装置的基本操作第一节启动与操作KDONAr-30000/16160/930型空分设备的起动。为了确保本系统及全套空分设备的安全、可靠及高质量地连续运行，要求操作人员熟知整套空分设备中各个系统、各个机器与设备的性能与操作方法，熟悉整套空分设备的工艺流程，掌握本装置的运转规律与操作特点，在保证产品纯度的前提下，尽可能地提高产品产量，以降低能耗及成本。欲实现上述目的，必须将整套空分设备中的各个系统联系起来，全盘考虑。整套空分设备的运行操作由两部份组成：(1)空分设备的试车，即成套设备联动运行前的试验、调整、吹除等，以确保各部机、各系统及其相互间的联系正确无误；(2)空分设备的起动和投入正常操作。空分设备的试车就是空分设备安装或大修完毕后，在正式投入生产以前，对各单机部机、设备及成套空分设备进行全面的试压、检漏、调整、吹刷和低温裸冷检验等，其目的就是为了检验空分设备的安装或大修质量，检验空分设备在低温状态下的冷变形后的密封性能和补偿性能，检验设备和管道流路可能存在的弊病和安装缺陷，以便能及时进行检修。本套装置的起动及操作说明，还包括自洁式空气过滤器、空气压缩机组、增压压缩机组、水泵、增压透平膨胀机组、中压液氧泵、工艺液氩泵、液体贮存系统及仪、电控系统，这些机组及系统的起动操作详见相关资料。一、预冷系统的使用及维护1、预冷系统主要技术参数型式 双层填料塔处理气量 163500Nm3/h工作压力 0.62MPa.A空气进口温度 ≤100℃空气出口温度 ≤15℃冷却水流量 384m3/h冷冻水流量 77m3/h2、工作原理及流程说明本系统的目的是将由空压机来的高温空气降至～15℃，脱去其中的游离水后送入分子筛纯化系统。冷却原理是使空气与水在填料中充分混合换热后使空气温度下降，而其中的冷却水由凉水塔来经WP9101-1或WP9101-2加压后送入空冷塔中部，冷冻水是利用由分馏塔来的干燥污氮气吸收水份的潜热，将由凉水塔来的循环冷却水冷却，经WP9102-1或WP9102-2加压后进入空冷塔上部。3、空冷塔及水冷塔填料及内件的装填空冷塔及水冷塔填料及内件的装填，必须是在系统吹扫及试压合格后进行，具体装填方法详见设备图纸及HGJ211-1985《化工塔类设备施工及验收规范》。4、系统的操作该系统起动应先起动冷却水泵，再起动冷冻水泵。用空压机送气阀HV9101对空冷塔缓慢充压，待PIAS9102达到0.4MPa（G）后尽快启动冷却水泵，冷却水量（FICA9101）应控制在≤384t/h内。待冷却水泵调试正常后，依次打开V9113和V9114阀，通过V9114阀调节进水冷塔的空气量，然后起动冷冻水泵，起动冷冻水泵之前应先开启LCV9103阀，待LICA9103水位达到设定值后，LCV9103投自动，冷冻水流量（FICA9102）应控制在≤77t/h内。当分馏塔能提供适量的污氮气给水冷塔后，关闭V9114阀。5、工况调整a)出空冷塔空气温度的调节空冷塔出口温度应控制在15℃以下，主要应控制TIA9104低于14℃以及FICA9102保持在77T/h左右。当温度过高，有可能是FICA9102偏大导致TIA9104偏高，也可能是FICA9102偏小导致TIA9104偏引起的，这时可适当调节流量来满足工况。b)进空冷塔水流量的调节进空冷塔的水流量应随加工空气量的变化而作相应的变化，对循环水主要通过FCV9101阀进行调节，而对冷冻水，主要应通过FCV9102阀调节。6、故障处理a)空冷塔或水冷塔换热效果降低应检查分布器是否有堵塞或填料结垢，严重者应停车拆除后清洗、疏通。b)冷却水、冷冻水流量异常降低应参照水泵制造厂家使用说明书，检查水泵是否有故障,检查水泵前过滤器是否堵塞。二、纯化系统的使用及维护1、纯化系统主要技术参数型式 卧式切换周期 4h处理气量 163500m3/h工作压力 0.61MPa.A空气进口温度 16℃空气出口温度 22℃空气出口质量 CO2≤1PPm、H2O≤－65℃露点再生气量 33000Nm3/h再生温度 165℃2、工作原理及工艺流程本系统是采用变温吸附法连续分离空气中水份和二氧化碳，在常温下吸附剂对水份、二氧化碳的吸附容量大，高温下吸附容量减小，通过周期性改变床层温度，达到连续分离空气中水份的二氧化碳的目的。本系统是由纯化器、蒸汽加热器、电加热器、切换阀及仪电控等部机组成。原料空气经预冷系统冷却到16℃后，从纯化器下部导入，原料气流经吸附器床层时，其中所含水份和二氧化碳被吸附，纯化空气从纯化器流出进入分馏塔。吸附过程持续四小时后，两只纯化器切换。压缩空气进入另一只纯化器进行吸附。吸附过程结束的纯化器逆向放压，使纯化器压力降至大气压，然后用分馏塔排出的污氮气，经蒸汽加热器加热对纯化器进行再生。之后，用分馏塔出来的冷污氮气将再生结束的纯化器吹冷，以备下次切换用。时间(min) MS7201 MS72020～12 吸附 逆向放压12～88 吸附 加热再生88～216 吸附 吹冷216～240 吸附 充压3、吸附剂装填吸附剂的装填是在吸附器试压及吹扫合格后进行。吸附剂装填应选择在晴朗天气进行，装填前应尽量做好准备工作，装填时间越短越好，集中力量装完一只纯化器后再装另一只，装完后的纯化器应迅速密封，避免与大气长时间接触。吸附剂装填时，按顺序先装活性氧化铝，之后铺上丝网，用压板压牢，再装分子筛，吸附剂按设计量装填，使其装填紧实、均匀。4、调试（1）切换系统调试在仪控系统调试后并确认无误的情况下，将仪控系统与切换系统联合调试。切换系统调试最好在吸附器装填分子筛之前进行。调试前，检查电磁阀、气动切换阀、仪控系统的接线是否正确无误，逐个检查气动切换阀是否动作灵活及限位开关是否到位。在上述工作完成后，向切换系统供仪表气，要求仪表空气压力0.4～0.6MPa，露点-40℃，切换系统空载运行48小时，检查运转与阀门切换动作是否准确，可靠灵活，随时发现问题及时解决。停车后，逐个检查阀门是否到位，抽查一只气动切换阀作气密性试验。（2）试车A、高温再生试车之前，吸附剂装填后，应对纯化器进行一次高温再生。起动。起动前全面检查设备是否正常，阀门是否全部处于关闭状态。打开HV9203或HV9204对纯化器缓慢充压。打开电加热器进、出口阀门V9214、V9215；打开V9216、V9218、V9219阀；然后再依次打开V9226及V9225阀，控制PI-9205压力不超过15kPa。起动控制系统，压缩空气减量进入纯化器，进入纯化器的空气量够纯化器再生用气即可。床层压力控制在0.48MPa以上，再生气压力和流量通过V9225调节。待再生气流量（FIC9201）达到9000Nm3/h以上后，启动电加热器。通过调功器调节电加热器出口温度，温度要求在～260℃，再生流量要求为~18000Nm3/h。吸附器升压及泄压应平稳进行，通过调节HV9203、HV9204及HV9211、HV9212开度时间来实现，经调节好以后，保持该开度时间不变。高温再生出纯化器温度～180℃，而冷吹要求达常温。（3）高温再生时，纯化器加热时间～20小时，吹冷时间～4小时，每只纯化器各再生一次。高温再生的时间控制通过程序延时来实现。B、试车起动前全面检查设备是否正常，阀门是否全部处于关闭状态。打开HV9203或HV9204对纯化器缓慢充压。打开V9213、V9216、V9218、V9219阀；然后再依次打开V9226及V9225阀，控制PI-9205压力不超过15kPa。起动控制系统，压缩空气减量进入纯化器，起动初期进入空气量不大于加工空气量的三分之二，不小于加工空气量的三分之一，床层压力在0.48MPa以上，再生气压力和流量通过V9225调节。通过TCV9205调节蒸汽加热器出口温度，蒸汽加热器出口温度要求在～170℃，再生流量要求为33000Nm3/h。再生时出纯化器冷吹峰值温度要求100℃以上。连续分析分馏塔污氮总管含水量，污氮露点达到-70℃后，将污氮气送入纯化器作再生气，同时关闭V9225阀。C、工况调整本设备工况调整的原则是确保进纯化器再生气温度和流量，再生是否彻底，以吸附床吹冷期排气温度来判断，保证吸附床能“完全”再生的排气温度为≥100℃，当吸附床吹冷期间排气温度小于上述值时，应调高再生气出蒸汽加热器温度，以提高进纯化器再生气温度。也可以在保证再生气温度的前提下改变FIC9201设定值，满足再生要求。纯化空气含水量和二氧化碳达不到设计指标时，首先应检查再生气温度是否达到设计值，如有偏差应及时纠正。其次应检查压缩空气中是否带有游离水，压缩空气进纯化器是否温度过高。如果上述检查一切正常，可先采取适当提高再生温度的办法，如情况继续恶化，应对纯化器进行一次高温再生。5、操作和使用（1）正常操作设备进入正常运行工况后，操作人员要经常观察系统的操作压力和温度，发现异常及时解决。操作人员要经常通过仪控系统观察各气动切换阀的动作情况，如果出现异常，再观察吸附床及系统操作压力，如果系统工况正常稳定，说明气动切换阀限位开关故障，此时，应维持正常操作。如果系统操作压力偏离正常工况，应停机检查。操作人员应定期打开V9227阀对压缩空气总管进行吹除，如果发现吹除水份过多，应及时检查空气冷却塔出口的压缩空气是否带有大量游离水，含水量过大时，应停车检查。V9228宜常保持一定开度。（2）停车A.正常停车正常停车宜在吸附器冷吹结束时停车，停车后另一只吸附泄压结束关闭控制系统后，关闭所有手动阀。B.故障停车无论系统故障或系统外故障引起的紧急停车，其操作顺序如下：关闭控制系统—电加热器。C.故障停车后的起动故障停车时间比较短，起动后污氮气量和露点满足要求，按控制系统停车后保持的工况进行。故障停机时间比较长，也应按控制系统停车后所保持的工况进行，起动程序按纯化器操作规程进行。6、维修、保养及故障排除（1）经常检查油雾器，防止无油而损坏气动切换阀。（2）经常检查绝热层情况,防止受潮和脱落。（3）气动切换阀故障.气动切换阀经长期运行后，密封性能可能下降，甚至会严重泄漏，一般情况下应停车对密封圈进行调整或更换，并对修理后的阀门做气密性试验。气动切换阀可能由于阀瓣定位螺栓松动，使得阀瓣不到位，这种情况泄漏严重，需停机修理。7、电磁阀故障电磁阀是容易引起故障的设备，由于电压波动，引起磁头过热过载而损坏，仪表空气不干净造成阀芯卡死；经过长期运行后，易损件磨损严重或失效，都是引起故障的原因，电磁阀故障应停车更换。8、故障排除两个纯化器操作工况不一致，说明气动切换阀漏气，停车修理。纯化空气中水份和二氧化碳含量波动大，而且波动的规律性不强，说明气动切换阀漏气。纯化器操作压力突然变化，可判断为电磁阀或气动切换阀故障，先检查电磁阀有无信号，电信号有则为电磁阀或气动切换阀故障，无电信号则是控制系统故障。在排出电磁阀故障可能后，可能是气动切换阀故障。三、分馏塔系统的使用和维护1、分馏塔系统主要技术参数分馏塔型号 FONAr－30000/16160/930进分馏塔流量 156500Nm3/h进分馏塔空气压力及温度：低压：~0.50MPa(G)，22℃中压：~3.80MPa(G)，40℃高压：~7.0MPa(G)，40℃增压透平膨胀机组（详见膨胀机相关文件）型号 PLPK－525/37.4－4.75性能指标： 增压机 膨胀机处理气量(m3/h) 31500±30% 31500±30%进口压力(MPa.A) 2.69 3.84出口压力(MPa.A) 3.90 0.575进口温度(K) 313 165效率 80% 87%2、起动操作前的准备工作分馏塔的起动操作是整个操作的关键，因为在起动操作过程中，系统中的物流、温度和压力等发生着巨大变化，能否掌握这种变化，关系到装置能否进行正常的生产，关系到起动时间的长短及运转周期，因此，在设备起动操作以前必须完成下述工作：按照《KDONAr-30000/16160/930型空分设备安装技术条件》(CF270.00000AT)的要求进行安装，试验并经检验合格。本套空分设备所属各配套机组，系统按单机或系统的技术要求进行施工试车且已完成，并经检验合格。空气纯化系统切换机构动作正确，纯化器再生完毕待用。按本套空分设备的成套工艺流程图及各子系统、各部机的工艺流程图及设备供货图作进一步的检查核实，确认各流路的连接正确无误。按照仪控系统、电控系统说明书和仪表、电器设备制造厂的说明书检验各电器设备、仪表及系统线路，确认安装、调整无误，仪控、电器线路畅通，并已处于工作状态。冷箱内所有的容器、设备、阀门、管路(包括计器管路)已经彻底吹扫、加温，并确认已完全达到清洁、干燥、无杂质、无油。(尤其是低温工作下的各个部机、管路、绝不允许有液态水份存在；与氧接触的容器、管路，更要注意严格脱脂与吹扫)。切换阀、安全阀、减压阀、节流阀等阀门检验调整无误，动作灵活可靠，并已处于工作状态。冷箱、管道等需绝热部位的绝热材料已充填或包扎固定完毕。冷却水、润滑油系统的管路畅通无阻，无漏水、漏油现象，并已处于工作状态。仪表空气系统已处于工作状态，并已可向仪表系统提供规定压力的无尘、无油和干燥的仪表空气。记录纸，必要的工具、备品已准备齐全。3、起动准备分馏塔的起动，需在上游各系统即空气透平压缩机组、增压压缩机、空气预冷系统、空气纯化系统工作正常后进行。(以上各系统的操作要求按照各自的技术文件进行)。分馏塔系统起动前，除已经起动的部份外，装置所属其余各系统所属的机器、设备、阀门均应处于安全关闭状态；所有气封点(包括透平膨胀机的喷嘴)都必须关闭；除分析仪表和计量仪表外，所有通向指示仪表的阀门必须开启，温度记录仪和温度测量仪表全部接通。分馏塔起动前的操作步骤可按以下顺序进行：起动冷却水系统起动仪表空气系统起动空气透平压缩机组及增压压缩机组（按压缩机说明书进行）起动空气预冷系统起动分子筛纯化系统吹刷冷箱内管道4、吹刷阶段吹刷阶段的工作目的就是去除管内残存的水份、杂质和灰尘。吹刷用气采用出分子筛纯化系统的常温干燥空气。在吹刷过程中，应经常检查各吹除口气量大小并经常调节，以保证每一条管线均应吹刷，直到吹除气中不含水份和灰尘为止。吹刷工作可分区域、分片段，按压力高低逐步进行，可先设备，后管道，按工艺流程走向，由里向外开展，具体应注意以下事项：吹除时的空气压力，高压系统应保持在1.962～2.452MPa，中压系统应保持在0.25～0.4MPa，低压系统应保持在0.04～0.05MPa，任何时候都不允许超压吹扫，当压力不足时，应待升压后逐只设备、逐条管线进行吹扫。为防止塔外管道中的杂质带入分馏塔内，应首先对塔外空气、污氮管道及增压空气管道等进行吹扫，待吹除干净后，再与出冷箱管道连接后对塔内设备管道进行吹扫。增压透平膨胀机进出口端及工艺LAr泵和中压液氧泵进出口端在吹除阶段应断开且用盲板闷住，待吹除完毕后再拆除盲板。吹除时应拆除各计量用流量孔板，待吹除完毕后再装上各孔板。对膨胀机增压空气出口端，应现场临时接入一根管线升压，吹扫完毕后再拆除该管线。吹扫阶段也应同时注意各阀门开启是否灵活畅通，一旦发现问题应及时处理。在吹刷后期，应拆除各计器管阀及安全阀进行吹扫。吹扫完毕后，将各阀置于完全关闭状态。5、冷却分馏塔系统分馏塔系统裸冷可参照此步骤，只是裸冷到一定温度下，系统温度再难以进行下去，此时即认为裸冷结束。3.5.1冷却前需要具备的条件设备、管路已彻底加温、吹刷；空气过滤器投入正常运行；空气透平压缩机及增压压缩机组投入正常运行；空气预冷系统投入正常运行；分子筛纯化系统投入正常运行；仪控、电控系统投入正常运行。3.5.2起动增压透平膨胀机按照PT1147.00000SM《PLPK－525/37.4－4.75型增压透平膨胀机使用说明书》和进口膨胀机的要求，做好增压透平膨胀机的起动准备；全开LCV9601、HV9601、HV9602、LCV9702，打开HV9301A/B使压缩空气进入下塔。打开HV9605使增压空气经主换热器后节流进入下塔；保持下塔压力0.35MPa左右。打开V9301A（或V9301B）及V9303A（或V9303B）阀，V9601A（或V9601B）及V9602A（或V9602B）阀；按照增压透平膨胀机使用说明书的要求，起动1#或2#增压透平膨胀机，逐渐使之达到全量运行；开膨胀机喷嘴期间,应密切注意膨胀机转速。保持增压压缩机排出压力的稳定；切断并停用由用户提供的备用仪表空气气源，改用成套装置自身的仪表空气。3.5.3冷却分馏塔系统冷却开始时，空气透平压缩机排出的空气，除进增压压缩机及直接进下塔的外，其余的由放空阀放空，由此保持压缩机排出压力不变。随着分馏塔各部份温度的逐步下降，吸入的空气量会逐渐增加，此时可逐步关小空气压缩机的放空阀。当主换器的冷端温度接近空气的液化温度时(-173℃)，冷却阶段即告结束。3.5.4冷却过程中应注意的问题顺序开启冷却流程各阀门；保持空气透平压缩机及增压压缩机排出压力的稳定；将分子筛纯化器的再生气路由空气流路切换到污氮气流路上；必须注意并控制各流路通过的流量，使冷箱内各部份温度均匀下降，不能出现大的温降，以防止大的热应力的产生；冷却过程中，为加速冷却，可依次打开各吹除阀，拆开计器阀接头，开启计器阀进行吹除，以排出部份热气体直至结霜，然后关闭。3.5.5增压透平膨胀机的控制按照增压透平膨胀机使用说明书的要求进行。6、积液和氧、氮调纯阶段在将冷箱内所有设备进一步冷却的同时，空气开始液化，下塔开始出现液空液面，随后主冷凝蒸发器投入工作，并将逐渐产生液体，上、下塔精馏工况逐渐建立，然后可逐步增加进下塔加工空气量，当主冷凝蒸发器液氧液面达到正常液位的80%时，就可开始调节产品纯度，同时可作好液氧泵的预冷工作，当液氧液面进一步上涨并超过设计液面时，可启动液氧泵，液氧泵通过变频调速逐渐增大液氧产量。调整氧气放空阀逐渐使氧气压力达6.4MPa。随着从增压压缩机过来的空气逐渐被液化，应注意关小HV9605阀，使增压压缩机出口压力稳定。3.6.1阀门的调节所有阀门的调节应按步骤逐一并缓慢进行，当每一操作调节取得了预期效果之后，方可开展下一只阀门的调节，切忌操作过猛过快。3.6.2温度的控制主换热器组热端温差应控制在3~4℃内。膨胀机进口温度控制在-108℃，保持增压膨胀机在正常工况下运行。3.6.3液体的积累主冷液体积累初期V9603阀应关闭，待主冷液氧液面达正常液位的70%左右时，逐渐开启V9603阀。主冷液氧侧初始积累的液体应排空。稍开或间断微开V9465阀。调整上塔压力，加速主冷液体积累。当液空液面达正常值时，关小LCV9702。LCV9601投自控，将液空送入上塔。在该阶段，进塔空气量会不断增加，为此应注意空压机排出压力，调整上、下塔压力在规定值内。3.6.4精馏过程的建立逐渐关小HV9601、HV9602阀，使下塔压力提高到设计值。当上、下塔的阻力值达设计值的50%左右时，可认为上、下塔精馏工况已建立，这时可全开V9603阀，通过调节HV9601，HV9602阀设定值，控制上、下塔的阻力。3.6.5调纯按分析仪表制造厂家说明书，投运分析仪表。根据各分析点数据，利用HV9601，HV9602阀调节上、下塔精馏工况。将下塔的液氮部分送进氮增压器被部分出低压主换热器的空气加热汽化，再经高压主换热器复热作为产品。根据产品氧、氮的纯度逐渐加大产品产量直至正常值。当产品指标达到设计值时，即可把产品从放空管道切换到产品输出管路上，同时调节上、下塔的工作压力。分馏塔工作稳定后，将自控仪表投入。当主冷液氧液面不断升高，应排放液氧以保持液氧液面不致过高。氩系统的投运也可视用户生产用气情况，在调纯阶段同时进行，具体详见下一章节。7、氩的调纯阶段氩系统的冷却应与主塔系统同时进行，在氩系统冷却后，即使氩系统不投运，也应导入一定冷量至氩系统，以保持氩系统一直处于冷状态。氩系统调纯可选择与主塔同时进行，但更宜主塔系统调节正常后再进行调节，主要应注意以下几个方面：液氩泵必须待粗氩塔II底部液位达到设计所需液位方可起动。调纯阶段应先调Ar纯度再调Ar产量。粗氩塔I、II应视各自阻力值及氩馏份含Ar量逐步加大负荷，同时必须注意粗氩塔II顶部抽出气的O2、N2含量。FCV9702应视粗氩气含O2、N2量逐步缓慢开大。调节HV9701开度来控制纯氩塔阻力，同时要控制FI9751量不致过大。调纯阶段首先应确保主塔系统纯度不致被破坏。调纯阶段必须密切注意各分析点的分析值，视具体情况进行调节。调纯阶段HV9751阀必须处于关闭状态。Ar系统的产量必须随加工气量的变化而改变。8、停车注意事项*停增压透平膨胀机组及打开增压压缩机组回流阀时应密切注意空气透平压缩机出口流量，必要时应适当打开空压机放空阀，避免空压机喘振。*在临时停车过程中，应密切监视各个设备压力，不能超压。*当室外温度低于0℃时，应将容器和管道中的水份排放干净，以免冻结。当出现下列情况之一时，应排放全部液体：1)当主冷凝蒸发器液体中乙炔等碳氢纯化合物的含量起过正常运行值时，应考虑排放液体，而当这些杂质含量达到报警值时，应将主冷液体全部排放。2)当主冷凝蒸发器中液位下降到正常运行液位的50%时，应将主冷液体全部排放。9、加温空分装置经过长期运转，在分馏塔系统的低温容器和管道内可能产生冰、干冰、碳氢化合物等沉积物，致使装置阻力逐步增大，能耗增加，影响产品的纯度和产量。为此，每当装置运行一个周期后，一般应对分馏塔系统进行全面的加温解冻，以去除这些沉积物。装置在运转过程中如果换热器和精馏塔的阻力增加或透平膨胀机进口压力下降，转速急剧下降，应提前对分馏进行加温解冻，或对透平膨胀机进行局部加温。发生这种情况往往与操作维护不当有关。装置的加温气源为经分子筛纯化器纯化后的常温干燥空气，加温的原则是尽量做到装置各部份温度缓慢均匀回升，避免因温升过快，产生大温差，而产生大的热应力，以致损坏设备或管道。加温时，所有仪表检测管线也须同时加温、吹除。增压透平膨胀机的加温，可参阅该机使用维护说明书。排出所有液体，关闭全部阀门。启动空气透平压缩机及增压压缩机、空气预冷系统和分子筛纯化系统，加温气量应低于总加工空气量的1/3。按工艺流程开启各阀。当加温气出口的气温升到0℃以上时打开加温管线上的仪表检测管线。当加温气体进、出口温度基本相同时，加温即结束。停运空气透平压缩机及增压压缩机、空气预冷系统、分子筛纯化器系统，关闭所有阀门。随时注意观察各吹除气量大小，压力高低。

第二节空分设备操作及维护一、正常操作空分装置在正常操作生产过程中需要进行必要的调节时，应参见表2.3.8主要工作参数，必须注意调节应分阶段缓慢地进行，要查明原因，在一次调节的效果有了反应以后，才能作进一步调节，而不能操之过急。1、产冷量的调节空分装置冷量的多少可以由主冷凝蒸发器液氧液面的涨落来进行判断，如液面下降，说明冷量不足，反之则说明冷量有过剩。空分装置所需冷量主要由透平膨胀机产生，所以空分装置产冷量的调节是通过对透平膨胀机膨胀气制冷量调节来达到的，通过调节，使在各种情况下的冷凝蒸发器的液氧液面稳定在规定的范围之内。2、精馏控制下塔的液空液面必须稳定，可由LCV9601阀投入自动控制，以使液面保持在规定的高度。精馏过程的控制主要由HV9602阀的开度来实现，HV9602开度增大，液氮中的氧含量增加，反之，阀门开度关小，液氮中的氧含量则降低。产品气取出量的多少也将影响产品气的纯度，取出量增加，其纯度下降，反之，取出量减少，其纯度则升高。氩馏份的调节通过出塔氧、氮量的调节，开大氧抽出量，关小污氮抽出量，则馏份中氩含量增加，氮含量也可能增加；反之，开大污氮抽出量，关小氧抽出量，则氩份中氩含量减小，氮含量也减少。粗氩的调节除调节氩馏份的组成外，可调节粗氩冷凝器液空液面高度，液空液面增高，粗氩塔阻力增加，粗氩中含氧量减少。纯氩纯度调节可通过增大蒸发器与冷凝器的热负荷，增加塔顶废气抽出量，减少精氩塔回流液来实现。3、达到规定指标的调节投表率在正常生产时应尽可能高，一般要求在95%以上，主要仪表必须完好,并把全部仪表调正到设定值。用HV9601阀调节下塔顶部氮气纯度，使之达到规定值。调节产品纯度和粗氩纯度可相应变动产品气的取出量，待纯度达到后，再逐步增大产品气取出量，直至达到规定之指标。二、维护此处仅就本系统主要部机的使用维护作一说明，空分装置其它部份，请详细参阅有关机组相应的使用维护说明书。1、总的操作管理建议设置操作记录表和维护履历表，以备查考。操作记录表每小时打印一次，其内容包括温度、压力、阻力、流量、液位、分析结果等，对些重要的自动记录仪表上的数据也应记录下来。每一班记录一次主板翅式换热器的阻力及主冷中液氧的乙炔含量。维护履历本应记录如下工作进行之情况：对所有测量管线每周吹刷日期及吹刷过程情况，吹刷前应先关掉管线上的控制器等，检查并在必要时重新校正仪表之零位；记录检查切换装置及其控制仪器的功能是否正常；每月检查空气和气体过滤器，并在必要时对其进行清洗，并记录在案。2、热交换器热交换器的维护主要是注意其阻力和温度之变化，其异常情况通常是由于冰、干冰及粉末阻塞所致，这往往是因为设备操作不当引起的，可通过加温吹除予以消除。另外注意热交换器有无渗漏，通过分析热交换器进出口气体的组份有无异常来判断，在本装置中设置了多处分析点供取样分析3、冷凝蒸发器对主冷中液氧的乙炔含量需要每天予以分析测量，并要做好记录。对粗氩冷凝器中液空中乙炔含量也需要间断分析，并做好记录，间隔时间长短可视运转经验来决定，开车初期，建议每天分析，摸到规律后，再确定多少天分析一次。液氧中乙炔的含量一般应低于0.01PPM，不能超过0.1PPM，乙炔含量过高，有导致爆炸的危险。尚若发现液氧中乙炔的含量过高，就得采用措施，尽可能多地加大液氧的排放量，此时需同时加大膨胀机的膨胀量，以保持液氧液面不下降，并对主冷中液氧不断进行分析，如果乙炔浓度继续上升并达到1PPM，此时应将所有液体全部排放掉，对装置进行停车加温，并对分子筛纯化器进行彻底加热再生。为防止乙炔的局部增浓和CO2的堵塞，冷凝蒸发器中的板式单元必须全部浸入液氧中，操作中一定要避免在低液面下长时间运行，若液面过低也不能升得过高，否则会导致液体淹没塔板。4、精馏塔本装置在上塔、下塔、粗氩塔和纯氩塔上均设置有阻力计，以测定精馏过程中之阻力，装置第一次启动，并调整到正常以后所测得的阻力值应作为本装置的运转依据。当阻力减小时，表明有液漏，或者是塔板上的液面太低，或加工气量减小，此时必须查明原因。当阻力增大，通常是因塔板堵塞所致，此种情况，只有通过对精馏塔的加温才能予以消除；若是因为负荷，则要分析进气量与产氧量，根据实际情况进行调节。当精馏塔底部之液面升得过高，致使最下面一块塔板淹没，就会造成淹塔，此时塔内阻力显著增大，应排放液体后重新予以调正。5、空气预冷系统注意检查空冷塔板液位计之液位，保持液位在设定范围内，空冷塔下部的液位是自动进行调节的，当自动调节系统失灵时，可用手动控制，但要尽快修复自动调节系统。6、分子筛纯化系统分子筛纯化系统的管理，其中的一个重要方面是对“切换装置”的管理，可详细参阅该系统的有关部份。分子筛纯化器需要每星期检查一次，检查再生和冷却期间是否达到规定之温度，切换时间是否符合规定，若有异常，应进行及时的调正。纯化器使用一至二年以后，要测定分子筛和活性氧化铝的颗粒破碎情况，必要时，要全部取出过筛，以除去其中的粉末和微粒。过筛时，一定要仔细地进行吹刷过筛，以彻底清除沉积在上面的微粒和粉末。要按规定加添或更换分子筛和活性氧化铝，在加添或更换时宜选用原供厂商的分子筛和活性氧化铝，并应确保吸附层高度，使之达到规定厚度。7、阀门低温阀门、氧气管线上的阀门及与氧介质接触的阀门，必须无油无脂及无任何其它杂质。在使用、维护及修理这些阀门时，要特别注意确保这一点，不能沾污油和脂以及蜡等易燃材料，如已与油和油脂等接触，则应进行脱脂处理。阀门垫片、密封填料和密封环也必须无油、无脂，并必须用适合于氧气阀门的不可燃材料制成，严禁使用含油浸腊及可燃性材料。须保持阀门阀杆可见表面的清洁，阀杆表面要定期涂上一种适合于氧阀门的润滑剂。检查阀门的漏渗情况。低温阀门、氧气管线以及凡与氧介质接触之阀门，在安装前必须进行清洗和严格脱脂，用于清洗和脱脂的溶剂也必须无油、无脂及无其它任何杂质，不允许使用已分解的溶液。阀门在安装时，所有的固体物质如矿渣、氧化铁皮、铁锈、焊渣、爆炸物(包括油脂、防腐剂等)都必须从所有阀门安装处移开。关于阀门和专用阀门的详细管理及维护要求，可详细参阅有关阀门的使用维护说明书。8、测量和控制装置DCS工作站及各种仪表的管理和维护必须按照仪控使用维护说明书之规定进行。测量管线应加以特别维护，确保没有漏渗，否则会影响仪表测量的正确性。同样仪表管线的堵塞也是不允许的，应通过加温和吹除予以排除。三、故障及排除这里仅对运行期间可能出现的一些故障加以说明，其它意外的故障则须由现场操作人员根据具体情况及时予以处理。1、供气停止信号：空气透平压缩机报警装置鸣响。后果：系统压力和精馏塔阻力下降，产品纯度破坏。紧急措施：停止增压透平膨胀机运转；停止中压液氧泵运转；将分馏塔置于封闭状态；停止分子筛纯化器再生。进一步措施：对装置停车。排除故障方法：按空气透平压缩机使用维护说明书之规定，查明原因并采取相应的措施。2、供电中断信号：所有电驱动的机器均停止工作，这些机器上的报警装置鸣响。后果：系统压力和精馏塔阻力下降，产品纯度破坏。紧急措施：停止增压透平膨胀机及有关机器的运转，并关闭各进、出口阀。将分馏塔置于封闭状态。停止分子筛纯化器再生。进一步措施：把装置由电驱动的机器从电网断开。将装置停车。排除故障方法：电源故障排除并电路恢复后视停电时间长短决定分馏塔是否需要重新加温，按起动程序重新启动。3、增压透平膨胀机故障信号：增压透平膨胀机报警装置鸣响。后果：加工空气压力升高，影响空气透平压缩机及增压压缩机运行，主冷凝蒸发器液面下降，产量下降。紧急措施：起动备用增压透平膨胀机调整增压压缩机排出压力，使增压压缩机排压稳定，检验产品气的纯度，必要时减少产品量，减少液体排出量，或完全停车。进一步措施：立即排除故障调整空气量和产量到正常值。排除故障方法：增压透平膨胀机常见故障是冰和干冰引起的堵塞，这就必须进行加温。至于其它的故障则应按照增压透平膨胀机使用维护说明书之规定查明原因并排除之。4、切换装置故障信号：切换装置报警器鸣响。后果：分子筛纯化器的切换过程停止进行，若延续时间很长，先是二氧化碳，后是水份便会进入分馏塔内，造成堵塞。紧急措施：用手进行切换进一步措施：如果预计排除故障要很长时间，则将装置停车。排除故障方法：按照仪控说明书之规定查明原因并排除之。5、仪表空气中断信号：仪表空气压力报警器鸣响后果：切换装置失效，所有气动仪表失灵紧急措施：把备用仪表空气阀打开(备用仪表空气源由用户提供)，装置即可恢复运行。如果不能正常，则将装置停车。进一步措施：如装置继续运行，即应检验产品纯度，检验分子筛纯化器再生和吹冷器程度，如不正常则应用相应调整。排除故障方法：出现故障原因是仪表空气过滤器堵塞，或是阀门或管道的泄漏造成。为此则应消除堵塞，消除泄漏。6、阀门故障所有低温阀门均可能由于泄漏造成冻结，这往往是因填料函密封不严所致。对于冻结的阀门不能用强力开关，以免损坏阀门。可用热气或蒸汽直接吹阀门的冻结部位。注意，在使用蒸汽时不要让水份进入填料函，阀门解冻后应找出泄漏部位并加以消除。空分装置的安装及安全规程第一节空分设备的安装一、管路系统的安装1、阀门的安装（1）所有将安装的阀门均是已检查合格的。（2）冷箱内阀门应在容器定位后，管路安装前进行安装。（3）冷箱内的冷阀应与其相应的支架同时安装，并在与该阀相连管道的冷缩方向相反的方位上，使阀杆中心线与冷箱开口中心有10～15mm的偏心，低温液体阀杆应向上倾斜10～15°。（4）阀体与管道焊接时，阀门不宜关闭，离焊缝～60mm处温度不应高于200℃，以防止过热变形。安装时，管道应力不能转移至阀体。（5）阀门安装时，阀门所示的方向应与介质流动的方向一致。在特殊场合下，某些角式截止阀使其方向相反（按工艺流程图），如加热进口阀，分子筛纯化系统的高温切换蝶阀的安装方向，应使阀门在正常运行周期中处于关闭状态时，阀门进口侧为相对高压，出口侧为低压。（6）分子筛切换阀安装时，气缸宜垂直方向安装，且应注意其流向应与工艺方向一致，法兰螺栓应均匀地交叉拧紧。已用过的或生锈的螺栓不得再使用。阀门在安装前，管道系统应当彻底地清除脏物、灰尘及其外来杂质。螺栓的螺纹部分应预先涂一层MOS2润滑脂。（7）安装后的阀门启闭应灵活，管道连接后及冷试过程中都要对阀门的启闭状态进行检查，不呈卡住现象方算合格。（8）遥控阀门在安装前，应严格校核指令讯号与阀门执行机械动作是否同步，“全开”“全闭”位置是否正确；记录开度指令与阀门实际开度的关系。（9）安全阀前有截止阀的，其阀应保持全开，并加铅封。（10）阀门安装完成后，在附近写上流程位号标记（冷箱内外均注出），并核对标记。2、管路的安装（1）管路在安装前，应做好一切准备工作。检查容器、阀门的位置，管口方位是否正确。将容器管口写上标记，管件应清洁干净，并严格脱脂，开好焊接坡口等。（2）配管原则:a) 先大管，后小管；先下部，后上部；先主管，后辅管。b) 根据管路的编号，先在预装场预装，而后再进行最终配制。c) 加热管道与低温液体管道、液体容器壁面的距离不小于300mm。（3）法兰与管路施焊前，须装上密封件，并拧紧螺栓后进行焊接，对于不锈钢制螺栓或铝合金制的螺栓，其螺纹部分注意预先涂一层MOS2润滑脂或Teflon喷剂。（4）在安装过程中，如果工作不能连续进行，各容器和管道的开口必须加盖或包扎好，以免杂物掉进设备或管道内。（5）铝管与钢管的施工，应尽可能分开进行，安装铝管的工具和设备不得生锈，钢刷要用不锈钢刷。（6）冷箱内铝管安装时，在接缝处应衬垫衬圈。DN≥25的铝管加内衬圈.DN<25的铝管加外衬圈。（7）在流量测量元件前10倍管径和后5倍管径长度范围内，不允许存在影响测量精度的因素，如设置管接头等。管路焊缝的内表面亦应磨平，垫片内径不可小于管道内径等。（8）在管路配制过程中，自始至终要考虑到管路的自补偿能力，若某一管路自补偿能力不足，则应采取措施，如加补偿器或修改管道走向等，以避免工作中因补偿不足而破坏。（9）有多道焊缝之管路应留一道焊缝最后焊接，以保证在焊接其它焊点时管道可以自由伸缩，最大减少焊接应力。（10）凡用隔热套管保护的氧、氮和氩等液态产品的管道，一般应先予制内部管道，并经射线检查和压力试验合格后，再装隔热套管。（11）空气进下塔管必须有一定的坡度自流，膨胀空气进上塔管口处应先向上再下弯进上塔，防止管道集液或液体倒流。（12）上塔所有气体引出管，均应向上弯，尤其是氧气出口管要向上弯～2000mm高度。（13）分馏塔内低温液体排放管道，当排液阀位置高于管道500mm时，管道向上直接引向阀门，当排液阀低于液体管时，则应设置高为1500mm的液封。（14）分馏塔至低温液体贮罐，至低温液体泵的液体管线及泵到罐之排气管线，尽量做到少弯头，流路畅通，并有一定坡度，须符合图样规定，并须做到良好的保温。（15）管道上的温度计、压力表、分析等接头及三通等必须先开好，严禁配管后再开。（16）根据管道实际安装情况，考虑适当增加合理的管架，管路结构可参照生产厂管架图纸。（17）计器管路的安装：a)所有计器管在安装前均应清洗干净，无脂，并经压力试验合格后进行安装。b)所有计器管在安装时，均应安置在托架内，并用带子扎牢或夹钳固定，但不允许焊接固定。且托架的设置，应避免积水。垂直部件托架可参考图2，水平部件托架可参考图1。c) 整个管路的托架必须从头至尾非常牢固，以至可以在上面踩踏，并能承受绝热材料的荷载及温度变化所产生的形变。图1图2（18）分析管（包括压力测量管）的安装a) 阀门高于测点的安装见图3图3b）阀门低于测点的安装，液相见图4，气相见图5。图4图51.2.19液面测量管的安装a) 液面计的上阀管的安装见图4，图5。 b) 液面计下阀管，当阀门高于测点之时见图6，当阀门低于测量点之时见图7。图6图71.2.20流量测量管的安装a) 气态流量测量管的安装见图3，图5。 b) 液态流量测量管的安装见图8。图81.2.21加温吹除管的安装a) 应避免与其它各种管路和支架等接触，其外壁间距离一般不小于200mm。b) 配管方法与计器管路的配管方法相同。1.2.22冷箱内部的计器管线阀门，测量点、仪表都要在开始安装前作好标志，以免接错。每一管线装好后，应立即对照工艺流程图检查正确与否。3、冷箱内电缆的安装（1）冷箱内低温电缆在安装时，均应安装在托架内，参照计器管路的安装。（2）测温元件末端电缆须有～150mm长弯成“S”状。电缆沿冷箱壁可采用穿管或排架予以固定、加固。（3）安装时应先敷设并连接较长电缆的接头以便减少电缆损耗。二、管道系统的压力试验1、冷箱内部管道的压力试验（1）系统采用气压试验，介质为干燥无油的空气。并必须由专人分区负责包干，严格认真检查各部位的泄漏情况，不允许有泄漏。各系统的试验压力、停压时间、残留率按表2规定。表2管道系统类别设计压力KPa试验压力KPa停压时间h残留率Δ%中压系统53012≥98低压系统8012≥98空气增压机中抽系统260012≥98空气增压机末级系统700012≥98膨胀机增压端出口及膨胀端进口380012≥98中压氧气系统650012≥98残留率Δ计算公式：式中：P1—起点压力KPa（绝压）T1—起点温度KP2—终点压力KPa（绝压）T2—终点温度K（2）气压试验前，所有自动阀用盲板堵塞。（3）先充压至20KPa（～0.2kgf/cm2）检查焊缝、法兰和其它可拆连接件处有无明显泄漏，如有泄漏，经处理后升压至49KPa（～0.5kgf/cm2），再进行检查，如有泄漏，经处理后，再升压至49KPa（～0.5kgf/cm2）。若无明显泄漏，就逐步升压至试验压力，保压12小时，严格检查，不再有泄漏点。（4）检漏可以用无脂肥皂水检查，因它对铝有腐蚀作用，所以在泄漏试验结束后，必须用干净热水擦洗干净。（5）焊缝泄漏处，必须正确地返修，决不